[发明专利]一种扫描电子显微镜图像处理方法和系统

说明书

本发明涉及一种扫描电子显微镜图像处理方法和系统。该扫描电子显微镜图像处理方法利用Canny边缘检测算法对待处理的扫描电子显微镜图像进行边缘检测，提取图像的边缘信息；利用小波阈值去噪法对待处理的扫描电子显微镜图像进行去噪处理，提取图像去噪后的特征；然后结合图像的边缘特征和小波去噪特征，进行特征融合后输入到卷积神经网络中，利用卷积神经网络进行梳理，使得到的处理后的图像的成像更清晰、细节更丰富。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种扫描电子显微镜图像处理方法和系统。

背景技术

扫描电子显微镜(以下简称扫描电镜)主要用来对微纳米尺度的结构进行观察与分析，其工作原理可概述为：首先需要通过对钨灯丝施加高电压使其不断激发出电子，并通过束流磁场将激发的电子束缚成一束高能电子束流击打在被测样品表面，并在一个环形扫描线圈构成的磁场作用下对样品表面进行扫描。当电子束流击打物质表面时，在击打位置根据击打深度会激发出多种类型的电子，如二次电子、背散射电子、俄歇电子、持征X射线等，此外，还能产生电磁福射、电子空穴对等。不同类型的电子信号携带有关于物质表面不同深度层的信息，通过不同的探测器接收这些信号并处理后可得到有关物质的各种信息，如表面形貌图像(二次电子)、物质的构成成分差异图像(背散射电子)、物质化学成分分析(X射线)等。最初的扫描电镜只是使用荧光屏等媒介观察样品表面形貌，而随着计算机技术的迅猛发展，目前扫描电镜已经可利用计算机技术来存储所测量的图像，并可对图像信息进行后续的分析和处理。

由于其成像信息是来自入射电子与物质相互作用所产生的各种信息，而入射电子本身具有一定的波动性，加以在成像过程中还存在各种降低图像质量的因素，如透镜的球像差、像散、外界震动、电噪音、统计涨落噪音、以及在镜筒和显像管中电子束扫描的非线性等，结果使图像质量降低，因此，必须对其图像进行去噪处理。目前，在扫描电镜系统中配备的图像处理软件主要包括灰度直方图处理、粒度分析、二值化分析、小波变换技术等，小波阈值去噪法对于去除图像中的相干斑噪声有显著的效果，然而现有的去噪算法都会对图像的边缘信息造成损失，边缘是图像最基本的特征，它是图像区域和另一个区域的交界处，是图像信息最突出的地方。

因此，现有技术的图像去噪处理过程存在成像不清晰、细节模糊等问题。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种扫描电子显微镜图像处理方法和系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种扫描电子显微镜图像处理方法，包括：

获取待处理的扫描电子显微镜图像；

采用Canny边缘检测算子对所述待处理的扫描电子显微镜图像进行边缘特征提取，得到边缘特征信息图像；

采用小波阈值去噪算法对所述待处理的扫描电子显微镜图像进行去噪处理，得到去噪图像；

采用特征融合算法将所述边缘特征信息图像和所述去噪图像进行特征融合，得到特征融合图像；

获取卷积神经网络模型；所述卷积神经网络模型的激活函数为ReLU函数；

以所述特征融合图像为所述卷积神经网络模型的输入，得到处理后的扫描电子显微镜图像。

优选地，所述采用Canny边缘检测算子对所述待处理的扫描电子显微镜图像进行边缘特征提取，得到边缘特征信息图像，具体包括：

采用高斯滤波算法对所述待处理的扫描电子显微镜图像进行高斯平滑处理，得到高斯平滑图像；

确定所述高斯平滑图像中像素点梯度的幅值和方向后，得到初始边缘特征信息图像；

采用非极大值抑制算法对所述初始边缘特征信息图像进行抑制处理，得到所述边缘特征信息图像。