Ein Machine-Vision-Ansatz für Transmissionselektronenmikroskopie-Workflows, Ergebnisanalyse und Datenmanagement

Die Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) ermöglicht es Anwendern, Materialien auf ihrer fundamentalen, atomaren Skala zu untersuchen. Komplexe Experimente erzeugen routinemäßig Tausende von Bildern mit zahlreichen Parametern, die eine zeitaufwändige und komplizierte Analyse erfordern. AXON synchronicity ist eine Softwarelösung für die Synchronisierung der maschinellen Bildverarbeitung (MVS), die entwickelt wurde, um die Probleme zu lösen, die mit TEM-Studien verbunden sind. Einmal auf dem Mikroskop installiert, ermöglicht es die kontinuierliche Synchronisation von Bildern und Metadaten, die während eines Experiments vom Mikroskop, Detektor und In-situ-Systemen erzeugt werden. Diese Konnektivität ermöglicht die Anwendung von Bildverarbeitungsalgorithmen, die eine Kombination aus räumlichen, Strahl- und digitalen Korrekturen anwenden, um einen interessierenden Bereich innerhalb des Sichtfelds zu zentrieren und zu verfolgen und eine sofortige Bildstabilisierung zu ermöglichen. Zusätzlich zu der erheblichen Verbesserung der Auflösung, die durch eine solche Stabilisierung ermöglicht wird, ermöglicht die Metadatensynchronisation die Anwendung von Berechnungs- und Bildanalysealgorithmen, die Variablen zwischen Bildern berechnen. Diese berechneten Metadaten können verwendet werden, um Trends zu analysieren oder wichtige Interessenbereiche innerhalb eines Datensatzes zu identifizieren, was zu neuen Erkenntnissen und der Entwicklung ausgefeilterer Bildverarbeitungsfunktionen in der Zukunft führt. Ein solches Modul, das auf diesen berechneten Metadaten aufbaut, ist die Dosiskalibrierung und -verwaltung. Das Dosismodul bietet modernste Kalibrierung, Verfolgung und Verwaltung sowohl der Elektronenfluenz (e-/Å 2·^s-1) als auch der kumulativen Dosis (e^-/Ų), die Pixel für Pixel an bestimmte Bereiche der Probe abgegeben wird. Dies ermöglicht einen umfassenden Überblick über die Wechselwirkung zwischen Elektronenstrahl und Probe. Die Analyse von Experimenten wird durch eine spezielle Analysesoftware optimiert, in der Datensätze, die aus Bildern und entsprechenden Metadaten bestehen, einfach visualisiert, sortiert, gefiltert und exportiert werden können. In Kombination erleichtern diese Tools eine effiziente Zusammenarbeit und experimentelle Analysen, fördern das Data Mining und verbessern die Mikroskopieerfahrung.