LabVIEW開發(fā)圖像采集和圖像處理程序
掃描電子顯微鏡（SEM）是一種功能強(qiáng)大的工具，廣泛用于高分辨率的生物和半導(dǎo)體樣品檢測。然而，對于大面積或3D成像，SEM成像是一個耗時的過程。MBSEM旨在通過同時掃描多個像素來減少采集時間。MBSEM包含196個光束，所有電子束同時掃描來自光束的信號，分別引導(dǎo)到檢測平面，并使用YAG屏幕轉(zhuǎn)換為196個光“斑點(diǎn)”。?
使用快速相機(jī)“模擬”這樣的探測器陣列，需要一個強(qiáng)大的算法來進(jìn)行圖像處理和采集。使用LabVIEW??FPGA應(yīng)用程序和包含攝像頭和FPGA的硬件模塊，這是實(shí)時圖像處理和采集的絕佳平臺。有幾種操作模式可用于實(shí)現(xiàn)圖像處理算法：流式處理、離線或混合。系統(tǒng)架構(gòu)包含硬件模塊和軟件模塊（LabVIEW?Vision和LabVIEW?FPGA）。通過這種組合，能夠以每秒數(shù)千幀的速度從相機(jī)獲取所有圖像，并將它們發(fā)送到FPGA進(jìn)行處理。
MBSEM系統(tǒng)的硬件設(shè)置由一個攝像頭、一個NIPXI-6259和一個帶板載FPGA的NI?PCIe-1473R圖像采集卡組成。傳感器掃描時捕獲來自樣品的光（光子）。選擇了Optronis（CL600×2CMOS）相機(jī)，相機(jī)鏈接具有8位灰度級別。相機(jī)僅將ROI內(nèi)的像素發(fā)送到FPGA。NIPXI-6259將熱像儀與光束偏轉(zhuǎn)同步，直接或通過FPGA相機(jī)鏈路向相機(jī)發(fā)送同步信號。硬件架構(gòu)支持在線和離線圖像處理：通過FPGA進(jìn)行板載在線處理，以及使用保存在固態(tài)硬盤上的原始圖像進(jìn)行離線處理。
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該軟件需要確定每個相機(jī)圖像中14×14個斑點(diǎn)的強(qiáng)度。每個電子束掃描位置都有一個相機(jī)圖像。在Matlab中創(chuàng)建掩模，以方便快速確定斑點(diǎn)強(qiáng)度，以及使用Xilinx系統(tǒng)發(fā)生器在LabVIEW中設(shè)計圖像處理算法。該算法在Xilinxvirtex-5LX100FPGA中實(shí)現(xiàn)。Xilinx系統(tǒng)發(fā)生器生成一個位文件，該文件可加載到FPGA中。
MBSEM成像軟件包括圖像預(yù)處理、掩碼創(chuàng)建、Blob處理和后處理。預(yù)處理使數(shù)據(jù)以合適的格式可用于處理，后處理使數(shù)據(jù)可讀用于MatLab或其他下游FPGA平臺。
圖像處理算法主要分為三個級別：低、中、高。低級算法對單個像素或鄰域進(jìn)行操作。中級算法將像素數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為不同的表示形式。高級算法旨在使用來自另一個層次的信息從圖像中提取意義。因此，在從低級表示到高級表示的過程中，由于像素數(shù)據(jù)更改為更具描述性的表示，可利用的并行性相應(yīng)減少。文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-548304.html
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