JPH0346743A

JPH0346743A - 走査形電子顕微鏡等の画質調整装置

Info

Publication number: JPH0346743A
Application number: JP1180341A
Authority: JP
Inventors: Kazutoki Toyoda; 計時豊田; Susumu Ozasa; 小笹　進
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Naka Seiki Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Naka Seiki Ltd
Priority date: 1989-07-14
Filing date: 1989-07-14
Publication date: 1991-02-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、走査形電子顕微鏡等の画質調整装置にかかわ
り、特に輝度差の大きい試料のｉ察、写真撮影に好適な
、画像輝度及びコントラスト調整機構に関する。

〔従来の技術〕

走査形電子顕微鏡等において、ａ察及び写真機影時の試
料像の輝度及びコン１−ラストを自動調整する場合、従
来の装置では１画面全体または装置によって限定された
画面上の制限された特定部分の平均輝度及びコントラス
トを実際に電子ビームを走査し、試料からの信号を検知
し、Ｒ察及び写真撮影に最適な条件に自動調整すること
により、目的を達成していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

この方式では、ｗ１察画面上の試料像に極端な輝度差が
あり、その中の特定部分のみに着目し観が及び、撮影を
する場合、画質調整は画面全体または、装置により限定
された特定部分から得られる輝度、コントラスト信号に
より制御を行うため、希望する領域の像を最適な輝度、
コントラストに調整することができず、自動調整後、手
動操作にて画像の輝度、コントラストの微調整が必要、
又は、初めから過去の経験に基づいた手動操作にて輝度
、コントラスト調整を行う必要があった。

■　本発明の目的は、連続画像信号を不連続画像信号に
、すなわち、アナログ−デジタル変換し、画像記憶装置
に格納し、記憶した画素データを画質調整時に読み出し
、表示像の輝度、コントラストを自動調整することので
きる機構の提供にある。

■　本発明の他の目的は、画質調整の際、画像記憶装置
の画素データの演算範囲を指定する領域に限定し、表示
像の特定領域の輝度及びコントラストを自動調整する機
能を備え、背景輝度が変化してもそれに追従して、常に
ある差を保ちながら輝度を設定し表示する画質調整領域
を示す枠の表示機構の提供にある。

■　本発明の他の目的は、画像信号取り込み時、信号レ
ベルが予め決められた範囲内に入っていれば、そのまま
デジタル変換、格納し１画像記憶装置から画素データを
出力する際、輝度およびコントラストを最適な値に加工
してから表示する機構の提供にある。

■　本発明の他の目的は１画素単位の統計演算の結果、
平均値が明るすぎ、又は、暗すぎる方向に片寄った場合
に、画像記憶装置の入出力に非直線化処理を行い全体と
して平均値が最大値と最小値の中間になる様、自動調整
する機構の提供にある。

■　本発明の他の目的は、１度格納した画素データに対
し、平均値より極端に明るすぎる点、および暗すぎる点
を削除する事により、雑音成分を削除し、見かけの信号
対雑音比を上げる機構の提供にある。

■　本発明の他の目的は１手動にて設定した輝度。

コントラストより指定領域内の画素の最大値。

最小値、平均値等を求め、この値を参照値として１次回
より各々の値をある範囲内で全て満たす様に輝度、コン
トラストを調整する機構の提供にある。

〔課題を解決するための手段〕

■　上記目的は、連続映像信号をあらかじめ定めた画素
数に応じ、アナログ−デジタル変換を行うことにより、
画質調整を行う画素データとして、画像記憶装置に格納
し記憶した信号データを画質調整時に読み出し、表示像
の輝度及びコントラストを調整するための加工素材とし
て利用することにより達成される。

■　また１画質調整領域を特定するためには、画像記憶
装置内の画素データを当該画質調整領域内に制限するこ
とにより特定領域の輝度及びコントラストを自動調整し
、周辺の輝度と区別できる明るさ及び幅をもった枠を重
ねて表示することにより達成される。

■　また、画像信号を記憶装置に格納する際、予め決め
られた範囲内で行い、出力する際、データを加工し最適
にするためには、信号レベルが予め決められた範囲内に
入っていれば、何も手を加えず、アナログ→デジタル変
換を行い格納して、画像記憶装置から画素データを出力
する際、輝度及びコントラストを最適な値に加工してか
ら表示することにより達成される。

■　また、画素データが明るすぎ、又は、暗すぎる方向
に集中した場合、データを均一にばらつかせるためには
、画素データが密集している領域の画像記憶装置の入出
力特性を、非直線的に補正を行い拡大して、全画素デー
タの平均値が最大値と最小値の中間になる様、自動調整
することにより達成される。

■　また、極端に明るすぎる画素及び極端に暗すぎる画
素を削除し、画質の信号対雑音比を高くするためには、
格納した画素データに対し上限削除レベル及び下限削除
レベルを設定し、平均値より極端に離れている画素を削
除する事により、データのレベルをそろえ、雑音レベル
を削除し見かけ上の信号対雑音比を高くすることにより
達成される。

■　さらに、手動で行った画質調整時の輝度及びコント
ラスト値を装置が読み取り、次回からの自動設定レベル
にするためには、特定領域内の手動調整による最大値、
最小値、平均値等を求め、この値を参照値として１次回
から各々の値をある範囲で全て満たす様に、ｊ１度及び
コントラストを調整することにより達成される。

〔作用〕

この機構によれば、画質自動調整時には、目標とする領
域のみにフレームメモリの取り出し範囲を限定すること
により、観察画面上の希望する領域からのみ、画素信号
を取り出すことができ、その特定の領域に対して、輝度
、コントラストを最適に調整することが可能となる。こ
のため、従来装置に比較し、輝度差の大きい試料の任意
特定領域の最適なｗ１察、記録を行うことが容易となり
見たい所が犠牲になった画調になることはない。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図により説明する。

第１図は１本発明を用いた走査型電子顕微鏡等の画質調
整装置の機能ブロック図である。第１図において、中央
演算処理装置（以下ＣＰＵと呼ぶ）９により、走査駆動
回路１０より出力した走査信号により、鏡体１にて偏向
を受けた電子ビーム２は、試料３にあたり、試料３より
発生した２次電子１反射電子等の信号は、検出器４によ
り電気信号に変換され、輝度、コントラスト調整回路６
の指示により、プリアンプ５で増幅される。

さらに信号は、映像信号記憶装置ｆ！（以下フレームメ
モリと呼ぶ）７に記憶され、観察、撮影用ブラウン管（
以下ＣＲＴと呼ぶ）８に表示すると同時に、ＣＰＵの制
御に基づき、指定した領域内の画素間の統計演算を行い
、あらかじめ定めた最大値、最小値、平均値の各レベル
を満足する様に、輝度、コントラスト調整回路６を駆動
し、プリアンプ５の増幅率、直流加算量を制御すること
により、再度フレームメモリに取り込み最適レベルに入
るまで繰り返し、Ｗｔ察及び撮影に最適な輝度。

コントラストに画質を自動調整することができる６第２
図に表示試料像と画質調整特定領域を示す。

表示画面１３上の試料像１２の画質調整特定領域１１の
みを、第１図に示すフレームメモリ７内で統計演算する
。

第３図に、特定領域に対応する画素信号を最大値を１０
０として表示したグラフ１６を示す。上限レベル１５．
下限レベル１８はコントラスト管理、平均レベル１７は
、明るさ管理のためのものである。上限レベルを越えた
画素を１４、下限レベルを越えた画素を１９に示す。

本実施によれば、画質自動調整範囲をフレームメモリ７
上で設定、およびＣＲＴＳ上に表示できるため１画素単
位の統計演算を行うことにより、画質評価が可能となる
。

例えば、第３図（ａ）の如く明るすぎる画調の場合は、
プリアンプ５の直流加算量を減らす様。

輝度、コントラスト調整器６に、ＣＰＵ９より制御する
。反対に、第３図（ｂ）の如く暗すぎる画調の場合は、
同経路でプリアンプ５の直流加算量を増やす。次に、第
３図（ｃ）の如く明るさは充分だが、コントラストが足
らない画調の場合、プリアンプ５゛の増幅率を上げる様
、輝度、コントラスト調整器６にＣＰＵ９より制御する
。以上の様に修正を行い、再度フレームメモリに信号を
記憶し、画素単位の統計演算を行い、規定レベルに入る
まで処理を繰り返す。第３図（ｄ）に、修正処理後の規
定レベルに入ったグラフを示す。

なお、上限レベル１５．下限レベル１７．平均レベル１
７は各々独立に設定できるので、試料の種類が変わった
場合、機差がある場合、また個人の好みにより、自由に
設定することができる。さらに、マニュアルで最適に調
整した時の、各種レベルを逆にＣＰＵ９が読みとれば、
個人による上限レベル、下限レベル、平均レベルがわか
り、自動設定の規準になる。これは、従来の自動画調装
置が、個人の好みを無視し、機械的に定められたレベル
に照らし合わせ、無条件で輝度、コントラストを設定し
人に強要していたのに比較し、−歩使う人の立場に立っ
たものと言える。

さらに、画質調整領域外に対しては、真黒のレベルにす
るのか、ある程度グレー味を持たせるのか、メモリ操作
だけで容易に行えるため、より見やすい観察が可能とな
る。

また、何度調整を行っても平均値が高すぎたり、低すぎ
たりする場合は、入力特性非線形器７ａにより、入力信
号に非線形化処理を行い、中央にシフトする穣にする。

−度、最適化調整した像を。

データ再入力することなく、修正したい場合は、フレー
ムメモリ７内にある出力特性非線形ｒｆ！７ｂを用い、
プログラム上で出力信号に非線形化を行うことにより、
ソフト的に使う人の好みに合う様調整が可能となる。

〔発明の効果〕

■　本発明によれば、画像信号を画素データとして扱う
ため、画質調整の際の判定素材として何度も利用でき、
画素データを統計処理にて詳細に分析が行えるので、画
素単位のきめ細な処理ができる効果がある。

■　また、画素データの演算範囲と表示像の特定領域が
一致するので、特定領域の画質調整を正確に行え、特定
領域を示す枠が周囲の輝度と区別できる値に設定される
ので、背景像にうずもれない効果がある。

■　また１画像信号の大きさが予め決めた範囲内ならば
、画像記憶装置より出力する際、輝度及びコントラスト
を最適な値に加工してから表示できるので、入力レベル
に余計な神経を使う必要がない。

■　また、画素データが１ケ所に集中しても、画像記憶
装置の入出力の直線を変化させられるので１画素データ
を適当にばらつかせることができ・白つぶれツ黒つぶれ
の画調にならない効果がある。

■　また、極端に明るすぎる画素、及び、暗すぎる画素
を削除できるので、雑音レベルが低下し。

見かけの信号対雑音比を高くする効果がある。

■　さらに、自動で画質調整を行った時の輝度及びコン
トラスト値を装置が読み取り、最大値。

最小値、平均値等を設定するので、次回から操作人の画
質の好みをとり入れた画質調整を行える効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す走査電子顕微鏡等の画
質調整装置の機能ブロック図、第２図は表示試料像と画
質調整特定領域の説明図、第３図（ａ）〜（ｄ）は画質
調整特定領域に対応する画素信号の最大値を１００とし
て縦軸にとり、横軸に１画素単位で明るさ順に並べ換え
したグラフである。１・・・鏡体、２・・・電子ビーム、３・・・試料、４
・・・検出器、５・・・プリアンプ、６・・・輝度、コ
ントラスト調整回路、７・・・フレームメモリ、８・・
・ＣＲＴ、９・・・ＣＰＵ、１０・・・走査駆動回路、
１１・・・画質調整特定領域、１２・・・試料像、１３
・・・表示画面、１４・・・上限レベルを越えた画素、
１５・・・上限レベル、１６・・・グラフ、１７・・・
平均レベル、１８・・・下μ艮しベル、１９・・・下限
レベルを越えた画素、７ａ・・・入第２図衿宅＠域内几干

Claims

【特許請求の範囲】１、試料上に電子ビーム等を走査することにより得られ
た二次電子等の信号を、検出，増幅して電子ビームの走
査と同期、あるいは、非同期の偏向をしているブラウン
管等の表示素子に入力し、像表示する装置において、ア
ナログ信号からデジタル信号に変換し、画像記憶装置に
格納し記憶した信号データを画質調整時読み出し、表示
像の輝度，コントラストを自動調整することを特徴とす
る走査形電子顕微鏡等の画質調整装置。２、特許請求の範囲第１項において、画質調整の際、画
像記憶装置の画素データの演算範囲を、指定する領域に
限定し、表示像の特定領域の輝度及びコントラストを自
動調整する機能を備え、さらに、特定領域を示す、周辺
の輝度と区別できる明るさ、及び幅をもつた大きさの枠
を重ねて表示する等の手段を用いて明示する機構を備え
たことを特徴とする走査形電子顕微鏡等の画質調整装置
。３、特許請求の範囲第１項において、画像信号の大きさ
があらかじめ決めた範囲内であれば、デジタル変換時は
何の操作もせず、そのまま格納し、画像記憶装置から画
素データを出力する際、輝度およびコントラストを最適
な値に加工してから表示することを特徴とする走査形電
子顕微鏡等の画質調整装置。４、特許請求の範囲第１項において、特定領域の画質調
整時、特定領域の画素単位の統計演算にて、平均値が明
るすぎ、又は、暗すぎる方向に片寄る場合は、画素デー
タが密集している領域の画像記憶装置の入出力特性を非
直線的に変化させることにより、全体として平均値が最
大値と最小値の中間になる様、自動調整する機構を備え
たことを特徴とする走査形電子顕微鏡等の画質調整装置
。５、特許請求の範囲第１項において、１度格納した画素
データに対し、平均値より極端に明るすぎる点、および
暗すぎる点を削除する事により、データのレベルをそろ
え、雑音成分を排除し、見かけの信号対雑音比をあげる
ことを特徴とする走査形電子顕微鏡等の画質調整装置。６、特許請求の範囲第１項において、手動にて輝度およ
びコントラストを設定し、指定領域内の画素の最大値，
最小値，平均値等を求め、この値を参照値として、次回
から各々の値をある範囲内で全て満たす様に、輝度及び
コントラストを調整する機構を備えたことを特徴とする
走査形電子顕微鏡等の画質調整装置。