(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線を照射した試料から発生する特性Ｘ線を検出して得られるＸ線像をぼかしたぼかし像を作成し、該Ｘ線像から該ぼかし像を差し引いてエッジ像を作成し、該エッジ像を該Ｘ線像に加えて先鋭化した像を作成するＸ線像の画像処理方法であって、
電子線の試料中での広がりに電子ビームの太さを加えてＸ線信号の発生領域を算出し、算出したＸ線の発生領域の大きさの分ぼかしたぼかし像を作成することを特徴とするＸ線像の画像処理方法。
【請求項２】
電子線を照射した試料から発生する特性Ｘ線を検出して得られるＸ線像に対する画像処理方法であって、
電子線の試料中での広がりに電子ビームの太さを加えてＸ線の発生領域を算出する算出工程と、
得られたＸ線像に対して、Ｘ線の発生領域の大きさの分ぼかしたぼかし像を作成するぼかし像作成工程と、
該Ｘ線像から該ぼかし像を差し引いてエッジ像を作成するエッジ像作成工程とを有し、 該エッジ像が所定範囲にない場合には、該Ｘ線像に該エッジ像を加えて先鋭化したＸ線像に対して前記ぼかし像作成工程及び前記エッジ像作成工程を実施し、
該エッジ像が所定範囲にある場合には、該Ｘ線像に該エッジ像を加えて先鋭化したＸ線像を表示用画像とすることを特徴とするＸ線像の画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＸ線像の画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像処理の中には、ぼやけた像をよりフォーカスが合っているように処理する技術が幾つか存在し、アンシャープマスク、２次元高速フーリエ変換、ウイナー変換等がこれに当たる技術である。このうち、アンシャープマスクは、２次電子像や反射電子組成像を処理するのに便利な技術として広く利用されている。
【０００３】
アンシャープマスク処理は、元の像にこれをぼかして反転した像を加えると、元の像のエッジ部分の像が得られ、このエッジ部分の像を元の像に加えると、エッジの強調された像が得られるというものである。このように、元の像をぼかした像をマスクすることからアンシャープマスクと呼ばれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
アンシャープマスクを用いることで、ぼやけて分かりにくくなった形状を強調し、分かりやすく表現することができるが、アンシャープマスク処理を行うと、像のノイズも増幅されてＳ／Ｎ比が著しく低下する。このため、アンシャープマスクを行う生データはＳ／Ｎ比の高い像であることが望ましい。
【０００５】
ところで、Ｘ線像は数カウントから数百カウント程度の計数測定なので、統計誤差によるノイズが必ず発生し、一般的な写真等の画像と比較してノイズの多い画像である。そのため、アンシャープマスク等の通常の画像処理ソフトの先鋭化処理を施すとこのノイズまで増幅され、むしろ画像の劣化の方が激しくなってしまう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、先鋭化処理を施し、かつノイズの増幅は抑え、電子線の散乱によるＸ線像き滲みを軽減しようとするものである。
本発明は、電子線を照射した試料から発生する特性Ｘ線を検出して得られるＸ線像をぼかしたぼかし像を作成し、該Ｘ線像から該ぼかし像を差し引いてエッジ像を作成し、該エッジ像を該Ｘ線像に加えて先鋭化した像を作成するＸ線像の画像処理方法であって、電子線の試料中での広がりに電子ビームの太さを加えてＸ線信号の発生領域を算出し、算出したＸ線の発生領域の大きさの分ぼかしたぼかし像を作成することを特徴とする。
また、本発明は、電子線を照射した試料から発生する特性Ｘ線を検出して得られるＸ線像に対する画像処理方法であって、電子線の試料中での広がりに電子ビームの太さを加えてＸ線の発生領域を算出する算出工程と、得られたＸ線像に対して、Ｘ線の発生領域の大きさの分ぼかしたぼかし像を作成するぼかし像作成工程と、該Ｘ線像から該ぼかし像を差し引いてエッジ像を作成するエッジ像作成工程とを有し、該エッジ像が所定範囲にない場合には、該Ｘ線像に該エッジ像を加えて先鋭化したＸ線像に対して前記ぼかし像作成工程及び前記エッジ像作成工程を実施し、該エッジ像が所定範囲にある場合には、該Ｘ線像に該エッジ像を加えて先鋭化したＸ線像を表示用画像とすることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は電子線の散乱の概念図である。
電子ビームを試料に照射すると、電子ビームは試料中で散乱され、数μｍ程度広がり、特性Ｘ線を発生させる。このため、高い倍率のＸ線像は滲んだような像になってしまう。この滲みを除くためにＸ線像にアンシャープマスク等の先鋭化処理を行うと、ノイズまで増幅されて画像劣化が激しくなる。そこで、像の劣化を抑えた先鋭化処理を選択し、利用する必要がある。
【０００８】
ところで、Ｘ線の滲みの大きさはＸ線信号の発生する領域の大きさｗで決まる。この領域の大きさｗは電子線の試料中での散乱する広がりをｗ0 、電子ビームの太さをｄ0 としたとき、
ｗ＝ｗ0 ＋ｄ0 
で与えられる。そこで、このＸ線信号の発生領域ｗを算出し、この領域にだけ先鋭化処理を施すことにより、Ｘ線像の滲みを軽減し、ノイズの増幅を極力抑えることができる。
【０００９】
電子線の試料中での広がりについては、簡易的にノモグラムを利用することができる。
図２はノモグラムを説明する図である。電子線の試料中での広がりは、元素密度が大きいと小さくなり、加速電圧が大きいと大きくなる関係にあり、図示するように、元素密度と加速電圧とを対応させ、元素密度と加速電圧を結ぶ線と交わる位置が拡散領域の大きさを示すような尺度としての直線が引かれたものである。したがって、元素密度と加速電圧が決まればノモグラムから簡易的に試料中での拡散領域が求められる。
【００１０】
一方、電子ビーム径ｄ0 は電子銃によって大きさが変わるので、実測データが必要となる。図３はＥＰＭＡについて加速電圧をパラメータ（１０ＫＶ、３０ＫＶ）としたとき、照射電流Ｉ（Ａ）に対する電子ビーム径ｄ0 の関係を求めたグラフで、実線はタングステンフィラメント電子銃（Ｗ hairpin）、破線はＬａＢ6 電子銃（破線）を示している。このグラフより照射電流が分かれば電子ビーム径ｄ0 が求められる。
【００１１】
試料中での電子線の拡散領域と電子ビーム径ｄ0 が求められれば、これを加えたものとして試料中でのＸ線信号の発生領域が求められる。こうして求められたＸ線発生領域の大きさを画像上の大きさに換算し、この大きさに応じたアンシャープマスク等通常の先鋭化処理を適用し、予測される電子線の広がりによる滲みの成分だけを取り除くことにより、ノイズの増幅による像の劣化を最小限に抑えて先鋭化したＸ線像を得ることができる。
【００１２】
図４は画像処理を適用したＥＰＭＡの構成例を説明する図である。
ＥＰＭＡ１は電子光学系と試料ステージを制御するとともに、特性Ｘ線データを取り込んで画像処理するコンピュータコントロール２５と、Ｘ線像を表示する画像表示手段３２を有している。フィラメント３から放出された電子ビーム２は所定の加速電圧で加速され、集束レンズ４、対物レンズ６を通してスキャンコイル１４で走査されながら、試料５に照射される。コンピュータコントロール２５で制御されるＸＹステージコントロール２０と、Ｚ軸コントロール２１とで制御されるモータ１７〜１９（Ｘ，Ｙ，Ｚ）により駆動制御される試料ステージ７上に試料５は載せてあり、電子線の照射点Ｐ、分光素子９、特定波長のＸ線１０を検出する検出器１１はローランド円上にある。また、電子光学系はコンピュータコントロール２５で制御される電子光学系制御手段３１によって制御され、検出器１１で検出された特性Ｘ線のデータは、分光器コントロール２３を通してコンピュータコントロール２５のメモリ２６に取り込まれる。
【００１３】
コンピュータコントロール２５は、照射電流から電子ビーム径を算出し、さらに試料の元素密度と加速電圧とから試料中での拡散領域を求める演算手段３０を備え、さらにアンシャープマスク等の先鋭化処理を行う画像処理ソフトが搭載されている。演算手段３０では、Ｘ線発生領域を演算し、取り込んだ特性Ｘ線のデータに対してＸ線発生領域にのみアンシャープマスク等の先鋭化処理を施し、滲みを極力排除したＸ線像を画像表示手段３２に表示する。
【００１４】
図５は本発明の画像処理フローの１例を説明する図である。
Ｘ線像を測定し（ステップＳ１）、分光条件を入力または読み込んで（ステップＳ２）、Ｘ線の発生領域を計算する（ステップＳ３）。次いで、ステップＳ４〜Ｓ６でＸ線発生領域に対してアンシャープマスク処理を行う。まず、Ｘ線の発生領域の分だけぼかした像を作成し（ステップＳ４）、元の像からぼかし像を引いてエッジの像を作り（ステップＳ５）、元の像とエッジの像を加えて先鋭化した像を作成する（ステップ６）。このように、Ｘ線の発生領域を求め、その領域にのみアンシャープマスク等の先鋭化処理を施すことにより、滲みを軽減し、かつノイズを最小限に抑えたＸ線像を得ることができる。
【００１５】
図６は先鋭化処理として回帰計算を行う場合の処理をフローを説明する図である。
Ｘ線像を測定し（ステップＳ１１）、分光条件を入力または読み込み（ステップＳ１２）、Ｘ線の発生領域を計算する（スップＳ１３）。次いで、ステップＳ１４〜Ｓ１７により先鋭化処理を行う。まず、Ｘ線の発生領域の分だけぼかし像を作り（ステップＳ１４）、元の像からぼかし像を引いて、エッジの像を作る（ステップＳ１５）。次に、エッジ像が所定値以内かの判断を行う（ステップ１６）。ＹＥＳの場合は元の像とエッジ像を加えて先鋭化した像を作り（ステップＳ１８）、処理を終了する。ＮＯの場合は、元の像とエッジ像を加えて先鋭化した像を作り（ステップＳ１７）、再度ステップＳ１４〜Ｓ１６の処理を行う。また、ステップＳ１６において、元の像とぼかし像の一致を判断するのではなく先鋭化の処理回数を始めに指定しても良い。このような処理により、一層滲みのないＸ線像を得ることが可能である。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、分光条件から求めた電子線の広がりの大きさをパラメータとして利用し、広がった領域にのみ先鋭化処理を施して像の劣化を最小限にし、予測される電子線の広がりによる滲みの成分だけを取り除いたＸ線像を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  電子線の散乱の概念図である。
【図２】  ノモグラムを説明する図である。
【図３】  ＥＰＭＡについて照射電流に対する電子ビーム径の関係を求めた実測データを示す図である。
【図４】  ＥＰＭＡの構成例を説明する図である。
【図５】  本発明の画像処理フローの１例を説明する図である。
【図６】  回帰計算を行う場合の処理をフローを説明する図である。
【符号の説明】
１…ＥＰＭＡ、２…電子ビーム、３…フィラメント、４…集束レンズ、５…試料、６…対物レンズ、７…試料ステージ、８…Ｘ線、９…分光素子、１０…特定波長のＸ線、１１…検出器、１４…スキャンコイル、１７，１８，１９…モータ、２０…ステージコントロールＸ，Ｙ、２１…Ｚ軸コントロール、２３…分光器コントロール、２５…コンピュータコントロール、２６…メモリ、３０…演算手段、３１…電子光学系制御手段、３２…画像表示手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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