Краткие теоретические сведения

1.1. Улучшение качества СЗМ изображений.

СЗМ изображения, в силу специфики метода, обычно содержат шумы. Это связано с вибрацией зонда относительно образца, акустическими помехами, шумами электрической аппаратуры, всегда присутствующими при измерении слабых сигналов. Искажения в изображения также вносятся из-за теплового дрейфа зонда относительно образца, нелинейности и крипа в пьезокерамических элементах, из которых изготавливается сканер. В связи с этим, для получения СЗМ изображений высокого качества и проведения их количественного анализа требуется специальная цифровая обработка этих изображений.

1.2. Основные методы фильтрации СЗМ изображений:

1) сглаживание изображения в простейшем случае выполняется путем замены значения в каждой точке усредненным значением величин в некоторой окрестности этой точки;

2) медианная фильтрация. В данном методе для каждой точки изображения строится вариационный ряд для некоторой ее окрестности, то есть все элементы этой окрестности располагаются в порядке возрастания, и значение в этой точке заменяется на значение элемента, занимающего центральное положение в вариационном ряду. Медианная фильтрация особенно эффективна при обработке изображений, содержащих импульсные помехи;

3) удаление горизонтальных полос на изображении путем выравнивания средних значений элементов в каждой строке изображения. Наличие горизонтальных полос на изображении является характерным искажением СЗМ изображений. Это связано с тем, что изображения в СЗМ эксперименте обычно получаются путем построчного сканирования, и время между измерениями в соседних точках одной строки существенно меньше времени между измерениями соседних точек в направлении, перпендикулярном к направлению сканирования;

4) удаление наклона изображения путем вычитания плоскости. Наклон изображения может быть следствием наклонного положения образца по отношению к плоскости, в которой перемещается зонд при сканировании, а также может возникать вследствие теплового дрейфа;

5) вычитание поверхности второго порядка. Методами СЗМ преимущественно исследуют тонкую структуру поверхности, поэтому грубый рельеф часто неинформативен и его необходимо устранять (рис.4.1).

Рис.4.1. Вычитание плоскости второго порядка из СЗМ изображения