[发明专利]基于压缩感知的电子图像编码方法、编码装置及生成装置

权利要求书

1.一种基于压缩感知的电子图像编码方法，其特征在于，包括：

S1，在样品表面射入电子束，以生成包含样品结构信息的电子斑；

S2，利用金属掩模板对所述电子斑进行编码，得到编码的电子图像信号；其中，所述金属掩模板包括采用伪随机二值矩阵分布的镂空像元和非镂空像元，分别对应数字0和1，所述非镂空像元中的各处均连通，所述电子斑到达所述金属掩模板时，部分电子斑通过所述镂空像元后输出，其余电子斑被所述非镂空像元阻挡，以对所述电子斑进行编码；

所述S1之前还包括：

S0′，生成伪随机二值掩模矩阵，并将所述伪随机二值掩模矩阵中的孤岛连通，以形成连通掩模矩阵；

S0″，将所述连通掩模矩阵中与矩阵连通性不相关的1值元素置0，使得0、1比例在目标范围内，得到目标掩模矩阵，然后加工生成与所述目标掩模矩阵对应的金属掩模板。

2.如权利要求1所述的基于压缩感知的电子图像编码方法，其特征在于，所述S0′中的连通操作包括：

分别在每一所述孤岛中随机选取一个1值元素，从串联连接选取的1值元素的多条路径中筛选出最短路径；

将所述最短路径上的0值元素置1，以连通各所述孤岛，形成连通掩模矩阵。

3.如权利要求1所述的基于压缩感知的电子图像编码方法，其特征在于，当所述伪随机二值掩模矩阵的尺寸大于预设尺寸时，所述S0′包括：

生成伪随机二值掩模矩阵，并将所述伪随机二值掩模矩阵划分为多个相同尺寸的子矩阵；

分别将每一所述子矩阵中的孤岛连通，以形成相应的子连通掩模矩阵，并按照划分顺序合并所述子连通掩模矩阵，以形成所述连通掩模矩阵。

4.如权利要求1所述的基于压缩感知的电子图像编码方法，其特征在于，所述S0″中的加工操作包括：对待加工板件中与所述目标掩模矩阵中0值元素对应的位置进行刻蚀，得到所述金属掩模板。

5.如权利要求4所述的基于压缩感知的电子图像编码方法，其特征在于，所述待加工板件为无氧铜薄板、金薄板或其他适用于超高真空的材料薄板。

6.如权利要求1-5任一项所述的基于压缩感知的电子图像编码方法，其特征在于，多个采用不同伪随机二值矩阵分布的金属掩模板安装在轮盘上，所述S2中通过旋转所述轮盘以选择最优的金属掩模板对所述电子斑进行编码。

7.一种基于压缩感知的电子图像编码装置，其特征在于，所述编码装置包括金属掩模板，所述金属掩模板包括采用伪随机二值矩阵分布的镂空像元和非镂空像元，所述非镂空像元中的各处均连通；

当电子斑到达所述金属掩模板时，部分电子斑通过所述镂空像元后输出，其余电子斑被所述非镂空像元阻挡，以对所述电子斑进行编码，得到电子图像信号；

所述金属掩模板的制备过程包括：生成伪随机二值掩模矩阵，并将所述伪随机二值掩模矩阵中的孤岛连通，以形成连通掩模矩阵；将所述连通掩模矩阵中与矩阵连通性不相关的1值元素置0，使得0、1比例在目标范围内，得到目标掩模矩阵，然后加工生成与所述目标掩模矩阵对应的金属掩模板。

8.如权利要求7所述的基于压缩感知的电子图像编码装置，其特征在于，所述编码装置包括轮盘以及安装在所述轮盘上的多个采用不同伪随机二值矩阵分布的金属掩模板，所述编码装置通过旋转所述轮盘以选择最优的金属掩模板对所述电子斑进行编码。

9.一种基于压缩感知的电子图像生成装置，其特征在于，包括电子束产生单元、如权利要求7-8任一项所述的基于压缩感知的电子图像编码装置以及处理单元；

所述电子束产生单元用于产生电子束并射入样品表面，以生成包含样品结构信息的电子斑；所述电子图像编码装置用于对所述电子斑进行编码，得到编码的电子图像信号；所述处理单元连接所述电子图像编码装置，用于采用基于压缩感知的图像恢复算法对所述编码的电子图像信号进行处理，生成相应的电子图像。