一种适用于连续高分辨透射电镜图像的分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及连续图像处理方法技术领域，具体涉及一种适用于连续高分辨透射电 镜图像的分析方法。
【背景技术】
[0002] 连续高分辨透射电镜由于其分辨率高，可获得三维衍射信息，有利于分析点群、空 间群的对称性，便于计算机存储和处理等优点，被广泛应用于晶体形貌、结构的表征。但目 前仍缺乏分析连续高分辨动态图像的方法。以Sang Ho Oh报道的蓝宝石纳米线生长过程 为例，由于纳米线生长周期短、研宄尺度小，现有研宄方法难以确认生长过程中晶面内部原 子的运动情况。若要深入认识纳米线生长过程中物质、能量的传输机制，就必须从微观层次 研宄生长过程中晶面内原子的运动情况。
【发明内容】
[0003] 针对上述缺陷或不足，本发明提供了一种适用于连续高分辨透射电镜图像的分析 方法，通过图像处理、计算手段，对比、分析动态图像中的细微变化。
[0004] 为达到以上目的，本发明的技术方案为：
[0005] 包括以下步骤：
[0006] 1)对连续高分辨动态图像进行分帧处理，得到分帧图像，其中，分帧处理的帧速范 围为10~100帧/s ;
[0007] 2)对步骤1)所获得的分帧图像进行相关性处理，获得相关性系数矩阵；
[0008] 3)对步骤2)所获得相关性系数矩阵进行差值处理，获得相关性系数差值矩阵； [0009] 4)将步骤3)所获得的相关性系数差值矩阵转化为等高线图，等高线的数值范 围-1. 4X 1(T2~1. 4X 1(T2,其中，x时刻等高线图中，等高线的数值表示该时刻图像与基准 时刻图像的相关性，某一点处数值越正，表示图像之间相关性高，即该点处无变化；数值越 负，表示图像之间相关性低，即该点处变化明显；
[0010] 5)由步骤4)所获得的等高线图，根据等高线的范围及形状可以在短时间内区分 不同的区域及区域间的界限，根据等高线的数值变化及平均变化速率获得连续图像的细微 运动变化；根据不同区域平均动能的变化，获得能量的传输机制。
[0011] 步骤1)与步骤2)之间还包括：
[0012] 1. 1)对步骤1)所获得的分帧图像进行转换，转化为BMP格式的灰度图像；
[0013] 1. 2)对步骤1. 2)所获得的灰度图像进行傅里叶变换，获得傅里叶变换频率谱图， 确认相邻图像之间的关联性。
[0014] 所述步骤1. 1)中，分帧图像水平和垂直方向的图像分辨率不小于72dpi，以使得 转换过程中信息完整。
[0015] 所述步骤1. 2)确认相邻图像之间的关联性具体为：
[0016] 将相邻两帧图像的傅里叶变换频率谱图相减，发生变化的区域的大小占总面积的 0 %~15 %范围内，则图像变化是连续的，否则为不连续。
[0017] 所述步骤3)具体包括：选择一个变化周期起始时刻的图像作为基准，周期内包括 基准时刻图像本身的所有图像，分别与基准图像进行相关性处理，获得相应的相关性系数 矩阵。
[0018] 所述步骤5)具体过程为：
[0019] 根据获得的等高线图，记录不同时刻图像内同一坐标处等高线的变化，用变化值 除以图像之间的时间间隔，得到该点处的平均变化速率；利用公￥
【主权项】
1. 一种适用于连续高分辨透射电镜图像的分析方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 对连续高分辨动态图像进行分帧处理，得到分帧图像，其中，分帧处理的帧速范围为 10 ~100 帧 /s ; 2) 对步骤1)所获得的分帧图像进行相关性处理，获得相关性系数矩阵； 3) 对步骤2)所获得的相关性系数矩阵进行差值处理，获得相关性系数差值矩阵； 4) 将步骤3)所获得的相关性系数差值矩阵转化为等高线图，等高线的数值范 围-I. 4X KT2~I. 4X KT2,其中，X时刻等高线图中，等高线的数值表示该时刻图像与基准 时刻图像的相关性，某一点处数值越正，表示图像之间相关性高，即该点处无变化；数值越 负，表示图像之间相关性低，即该点处变化明显； 5) 由步骤4)所获得的等高线图，根据等高线的范围及形状可以在短时间内区分不同 的区域及区域间的界限，根据等高线的数值变化及平均变化速率获得连续图像的细微运动 变化；根据不同区域平均动能的变化，获得能量的传输机制。
2. 根据权利要求1所述的适用于连续高分辨透射电镜图像的分析方法，其特征在于， 步骤1)与步骤2)之间还包括： I. 1)对步骤1)所获得的分帧图像进行转换，转化为BMP格式的灰度图像； 1. 2)对步骤1. 2)所获得的灰度图像进行傅里叶变换，获得傅里叶变换频率谱图，确认 相邻图像之间的关联性。
3. 根据权利要求2所述的适用于连续高分辨透射电镜图像的分析方法，其特征在于， 所述步骤I. 1)中，分帧图像水平和垂直方向的图像分辨率不小于72dpi，以使得转换过程 中信息完整。
4. 根据权利要求2所述的适用于连续高分辨透射电镜图像的分析方法，其特征在于， 所述步骤1. 2)确认相邻图像之间的关联性具体为： 将相邻两帧图像的傅里叶变换频率谱图相减，发生变化的区域的大小占总面积的 0 %~15 %范围内，则图像变化是连续的，否则为不连续。
5. 根据权利要求1所述的适用于连续高分辨透射电镜图像的分析方法，其特征在于， 所述步骤3)具体包括：选择一个变化周期起始时刻的图像作为基准，周期内包括基准时刻 图像本身的所有图像，分别与基准图像进行相关性处理，获得相应的相关性系数矩阵。
6. 根据权利要求1所述的适用于连续高分辨透射电镜图像的分析方法，其特征在于， 所述步骤5)具体过程为： 根据获得的等高线图，记录不同时刻图像内同一坐标处等高线的变化，用变化值除以
赝平均动能，其中，m为原子团簇的质量，V为赝运动速度。
【专利摘要】本发明公开了一种适用于连续高分辨透射电镜图像的分析方法，包括以下步骤：对连续高分辨动态图像进行分帧处理，得到分帧图像；对所获得的分帧图像进行相关性处理，获得相关性系数矩阵；对所获得相关性系数矩阵进行差值处理，获得相关性系数差值矩阵；将所获得的相关性系数差值矩阵转化为等高线图，根据等高线范围及形状在短时间内区分不同的区域及区域间的界限，根据等高线的数值变化及平均变化速率获得连续图像的细微运动变化，获得能量的传输机制。本发明通过图像进行分帧、转化以及相关性处理，对得到的相关性系数矩阵进行计算，该方法将原本无法定量表达的原子或原子团簇运动信息，转换为可以定量分析的信息，且实现过程相对简单，容易实行。
【IPC分类】G06T7-20
【公开号】CN104820994
【申请号】CN201510190333
【发明人】于成龙, 曹舒尧, 王斐, 王道益, 温志刚
【申请人】陕西科技大学
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月20日