本發(fā)明涉及圖像處理，特別是涉及圖像成像參數(shù)指標(biāo)化方法、系統(tǒng)、裝置及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、在相關(guān)技術(shù)中，通過(guò)利用球差校正器將球差系數(shù)調(diào)整為負(fù)值，并結(jié)合過(guò)焦的成像條件優(yōu)化，能夠在不損失原子級(jí)分辨率的前提下，得到成像質(zhì)量較高的負(fù)球差透射電鏡圖像，大幅提高了超輕元素(例如氧)在高分辨圖像中的襯度，提供了獲取超輕元素微觀結(jié)構(gòu)信息的途徑。

2、但是，在獲取負(fù)球差電鏡圖像過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定程度的圖像失真，圖像失真程度的大小受到成像參數(shù)的直接影響，因此負(fù)球差圖像的成像參數(shù)的控制對(duì)于高質(zhì)量負(fù)球差圖像獲取具有十分重要的意義。負(fù)球差電鏡圖像的模擬圖像通常受到包括樣品結(jié)構(gòu)參數(shù)、電鏡儀器參數(shù)、電鏡像差校正程度以及探測(cè)器參數(shù)等多項(xiàng)參數(shù)的共同調(diào)控和影響。

3、而目前對(duì)于負(fù)球差圖像成像參數(shù)指標(biāo)化，通?；趯?duì)成像參數(shù)進(jìn)行系列控制的模擬圖像和實(shí)驗(yàn)圖像的反復(fù)對(duì)比，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且存在一定程度的人工比對(duì)誤差，所以急需一種專門針對(duì)負(fù)球差電鏡圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法用于負(fù)球差電鏡圖像成像參數(shù)指標(biāo)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種圖像成像參數(shù)指標(biāo)化方法、系統(tǒng)、裝置及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面，本技術(shù)提供一種圖像成像參數(shù)指標(biāo)化方法，包括以下步驟：

3、根據(jù)預(yù)設(shè)的第一圖像和預(yù)設(shè)的第一標(biāo)簽，生成模擬數(shù)據(jù)集；其中，所述模擬數(shù)據(jù)集包含一一對(duì)應(yīng)的n個(gè)所述第一圖像和n個(gè)所述第一標(biāo)簽，所述第一標(biāo)簽為晶體學(xué)信息，用于表征人工設(shè)定的圖像成像參數(shù)的參數(shù)值，n為大于1的整數(shù)；

4、將所述模擬數(shù)據(jù)集與第一目標(biāo)圖像進(jìn)行對(duì)比，獲得與所述第一圖像一一對(duì)應(yīng)的第二標(biāo)簽，其中，所述第二標(biāo)簽用于表征所述第一目標(biāo)圖像和所述第一圖像之間的圖像結(jié)構(gòu)相似度指標(biāo)；

5、根據(jù)所述第一標(biāo)簽和所述第二標(biāo)簽，對(duì)所述第一標(biāo)簽進(jìn)行迭代設(shè)定，獲得n個(gè)所述第二標(biāo)簽組成的標(biāo)簽數(shù)據(jù)庫(kù)；

6、對(duì)所述標(biāo)簽數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分析，獲得至少一個(gè)第二標(biāo)簽作為第一最優(yōu)標(biāo)簽并獲取所述第一最優(yōu)標(biāo)簽的標(biāo)簽值。

7、進(jìn)一步的，所述第一標(biāo)簽包括：

8、原子坐標(biāo)、晶胞參數(shù)、晶帶軸取向、德拜-沃勒因子、樣品厚度、電子槍加速電壓、孔徑角、波函數(shù)采樣率、相機(jī)的調(diào)制襯度函數(shù)、會(huì)聚半角、樣品臺(tái)機(jī)械振動(dòng)程度、傾斜角度、離焦擴(kuò)散、離焦量、二階像散系數(shù)、三階像散系數(shù)、慧差系數(shù)以及球差系數(shù)中的至少兩項(xiàng)晶體學(xué)信息。

9、進(jìn)一步的，所述根據(jù)所述第一標(biāo)簽和所述第二標(biāo)簽，對(duì)所述第一標(biāo)簽進(jìn)行迭代設(shè)定，獲得n個(gè)所述第二標(biāo)簽組成的標(biāo)簽數(shù)據(jù)庫(kù)的步驟，包括：

10、根據(jù)所述第一標(biāo)簽中的要素組成排序，獲得所述第一標(biāo)簽的要素序列；

11、根據(jù)預(yù)設(shè)的迭代設(shè)定方法和所述要素序列，依次對(duì)所述第一標(biāo)簽的所述要素序列中各要素的取值范圍進(jìn)行設(shè)定，獲得所有要素之間的笛卡爾積并以所述笛卡爾積作為所述第一標(biāo)簽的要素序列集；

12、根據(jù)所述第二標(biāo)簽和所述要素序列集，生成所述要素序列集對(duì)應(yīng)的第二標(biāo)簽集。

13、進(jìn)一步的，所述將所述模擬數(shù)據(jù)集與第一目標(biāo)圖像進(jìn)行對(duì)比，獲得與所述第一圖像一一對(duì)應(yīng)的第二標(biāo)簽的步驟，包括：

14、對(duì)所述模擬數(shù)據(jù)集中的所述第一圖像進(jìn)行排序，獲得圖像序列；

15、按照所述圖像序列，基于預(yù)設(shè)的迭代設(shè)定方法，依次將所述第一圖像與所述第一目標(biāo)圖像進(jìn)行對(duì)比，獲得每個(gè)所述第一圖像的ssim結(jié)構(gòu)相似性指標(biāo)，其中，所述ssim結(jié)構(gòu)相似性指標(biāo)的排序構(gòu)成指標(biāo)序列，所述指標(biāo)序列與所述圖像序列一一對(duì)應(yīng)；

16、以所述ssim結(jié)構(gòu)相似性指標(biāo)作為所述第二標(biāo)簽并組成相似度結(jié)果數(shù)據(jù)集。

17、進(jìn)一步的，所述迭代設(shè)定方法，包括以下步驟：

18、設(shè)定n個(gè)所述第一標(biāo)簽，其中，n為大于1的整數(shù)；

19、獲取對(duì)應(yīng)的n個(gè)所述第二標(biāo)簽；

20、獲取n個(gè)所述第二標(biāo)簽中，第二最優(yōu)標(biāo)簽對(duì)應(yīng)的第一標(biāo)簽，其中，所述第二最優(yōu)標(biāo)簽被配置為數(shù)值最高的所述第二標(biāo)簽；

21、基于所述第二最優(yōu)標(biāo)簽對(duì)應(yīng)的第一標(biāo)簽，精細(xì)化設(shè)定x個(gè)第一標(biāo)簽并獲取對(duì)應(yīng)的x個(gè)第二標(biāo)簽值，其中，x為大于1的整數(shù)；

22、獲取n+x個(gè)第二標(biāo)簽中第二最優(yōu)標(biāo)簽對(duì)應(yīng)的第一標(biāo)簽。

23、進(jìn)一步的，在所述根據(jù)預(yù)設(shè)的第一圖像和預(yù)設(shè)的第一標(biāo)簽，生成包含n個(gè)所述第一圖像的模擬數(shù)據(jù)集的步驟之前，還包括：

24、獲取原始圖像并對(duì)所述原始圖像進(jìn)行預(yù)處理，獲得所述第一目標(biāo)圖像；

25、獲取n個(gè)所述第一標(biāo)簽，其中，所述第一標(biāo)簽基于人工對(duì)所述第一目標(biāo)圖像進(jìn)行初始標(biāo)定設(shè)定得到，n為大于1的整數(shù)；

26、根據(jù)n個(gè)所述第一標(biāo)簽，獲得n個(gè)所述第一圖像。

27、進(jìn)一步的，所述根據(jù)所述第一標(biāo)簽和所述第二標(biāo)簽，對(duì)所述第一標(biāo)簽進(jìn)行迭代設(shè)定，獲得n個(gè)所述第二標(biāo)簽組成的標(biāo)簽數(shù)據(jù)庫(kù)的步驟，包括：

28、對(duì)所述相似度結(jié)果數(shù)據(jù)集進(jìn)行分析，獲得分析結(jié)果數(shù)據(jù)集，其中，所述分析結(jié)果數(shù)據(jù)集包括ssim結(jié)構(gòu)相似性指標(biāo)最優(yōu)的第二標(biāo)簽以及對(duì)應(yīng)的各項(xiàng)參數(shù)值；

29、對(duì)參數(shù)值區(qū)間進(jìn)行優(yōu)化，以使ssim結(jié)構(gòu)相似性指標(biāo)得到提高；

30、當(dāng)ssim結(jié)構(gòu)相似性指標(biāo)迭代至目標(biāo)值時(shí)，進(jìn)行晶體學(xué)特征調(diào)整，獲得迭代后的所述第一標(biāo)簽以及對(duì)應(yīng)的所述第二標(biāo)簽。

31、第二方面，本技術(shù)提供一種圖像成像參數(shù)指標(biāo)化系統(tǒng)，包括：

32、模擬圖像數(shù)據(jù)集生成模塊，所述模擬圖像數(shù)據(jù)集生成模塊用于根據(jù)預(yù)設(shè)的第一圖像和預(yù)設(shè)的第一標(biāo)簽，生成模擬數(shù)據(jù)集，其中，所述模擬數(shù)據(jù)集包含n個(gè)所述第一圖像和n個(gè)所述第一標(biāo)簽，所述第一圖像分別與一個(gè)所述第一標(biāo)簽對(duì)應(yīng)，所述第一標(biāo)簽為晶體學(xué)信息，用于表征人工設(shè)定的圖像成像參數(shù)的參數(shù)值，n為大于1的整數(shù)；

33、圖像結(jié)構(gòu)相似度對(duì)比模塊，所述圖像結(jié)構(gòu)相似度對(duì)比模塊用于將所述模擬數(shù)據(jù)集與第一目標(biāo)圖像進(jìn)行對(duì)比，獲得與所述第一圖像一一對(duì)應(yīng)的第二標(biāo)簽，其中，所述第二標(biāo)簽用于表征所述第一目標(biāo)圖像和所述第一圖像之間的圖像結(jié)構(gòu)相似度指標(biāo)；

34、循環(huán)迭代模塊，所述循環(huán)迭代模塊用于根據(jù)所述第一標(biāo)簽和所述第二標(biāo)簽，對(duì)所述第一標(biāo)簽進(jìn)行迭代設(shè)定，獲得n個(gè)所述第二標(biāo)簽組成的標(biāo)簽數(shù)據(jù)庫(kù)；

35、數(shù)據(jù)結(jié)果分析與輸出模塊，所述數(shù)據(jù)結(jié)果分析與輸出模塊用于對(duì)所述標(biāo)簽數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分析，獲得至少一個(gè)第二標(biāo)簽作為第一最優(yōu)標(biāo)簽并獲取所述第一最優(yōu)標(biāo)簽的標(biāo)簽值。

36、第三方面，本技術(shù)提供一種圖像成像參數(shù)指標(biāo)化裝置，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有至少一段程序，所述至少一段程序由處理器執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)如第一方面任一所述的方法。

37、第四方面，本技術(shù)提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如第一方面任一所述的方法的步驟。

38、上述技術(shù)方案具有如下技術(shù)效果：

39、本技術(shù)通過(guò)對(duì)預(yù)設(shè)第一圖像和第一標(biāo)簽進(jìn)行多個(gè)參數(shù)范圍的設(shè)定，快速生成多參數(shù)系列(即第一標(biāo)簽)變化的模擬數(shù)據(jù)集，將模擬數(shù)據(jù)集與實(shí)驗(yàn)圖像進(jìn)行高精度比對(duì)判斷，得到模擬圖像相對(duì)于實(shí)驗(yàn)圖像的擬合程度的量化值(即第二標(biāo)簽)，再對(duì)成像參數(shù)進(jìn)行迭代運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)成像參數(shù)的精確查找和篩選，最后對(duì)得到的數(shù)據(jù)值進(jìn)行整合與分析，得到可視化結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)對(duì)模擬圖像和實(shí)驗(yàn)圖像進(jìn)行成像參數(shù)對(duì)比并完成圖像成像參數(shù)指標(biāo)化，避免了人工比對(duì)帶來(lái)的誤差，以降低在獲取負(fù)球差電鏡圖像過(guò)程中，產(chǎn)生的圖像失真的失真程度。