기하학적 위상 분석

Geometric phase analysis
Crys에 의한 기하학적 위상해석입력 이미지(왼쪽 아래) 및 d-스페이스 맵(오른쪽 아래)을 표시하는 TBox gpaGUI

기하학적 위상 분석은 고해상도 전송전자현미경 영상에서 d-스페이스나 변형률 등의 결정학적 양을 결정하는 데 사용되는 디지털 신호 처리 방식이다.[1][2] 분석은 전문화된 컴퓨터 프로그램을 사용하여 수행될 필요가 있다.


원리

기하학적 위상 분석에서 결정학적 수량은 입력 이미지의 특정 지점에서 결정되지 않는다.대신 전체 영상에 걸쳐 정량화하여 주어진 수량의 2차원 맵을 생성한다.기하학적 위상 분석으로 매핑할 수 있는 수량에는 평면간 거리(d-spaceing), 변형률 텐서 및 변위 벡터가 포함된다.

계산은 자주 사용되는 영역에서 수행되므로 수정 격자의 입력 이미지는 푸리에 변환을 사용하여 자주 사용되는 표현으로 변환되어야 한다.수학적으로 볼 때 자주 나타나는 이미지는 원래 이미지와 크기가 같은 복잡한 매트릭스다.결정학적 관점에서 보면, 상호 격자를 묘사하는 것처럼 인위적인 회절 패턴이나 상호적인 이미지로 볼 수 있다.이 표현에서 강도 피크는 원래 영상에 묘사된 결정학적 평면에 해당한다.

자주 나타나는 영상의 복잡한 특성 때문에 진폭과 위상 계산에 사용할 수 있다.영상에 묘사된 하나의 결정 평면 벡터와 함께 진폭과 위상은 d-스페이스의 2D 지도를 생성하는 데 사용될 수 있다.[1]평행하지 않은 평면의 벡터 2개를 알면 이 방법을 사용하여 변형률과 변위 지도를 생성할 수 있다.[2]

소프트웨어

기하학적 위상 분석을 수행하기 위해서는 컴퓨터 도구가 필요하다.첫째, 공간 영역과 자주 사용되는 영역 사이의 변환에 대한 수동 평가는 매우 비현실적일 수 있기 때문이다.두 번째로 결정학적 평면의 벡터는 중요한 입력 매개변수로서 분석은 국산화 정확도에 민감하다.따라서 회절점 위치 자동화를 통해 분석의 정확성과 반복성을 높일 수 있다.

필요한 기능은 CrysTBox 결정형 제품군에서 이용할 수 있다.gpaGUI라고 하는 쌍방향 구현 기하학적 위상 분석을 제공한다.gpaGUI 내에서는 자동 공구 디플랙트GUI를 이용해 회절점수를 지수화하고 서브픽셀 정밀도로 국산화할 수 있다.[3]

  • 기하학적 위상 분석을 통해 처리된 마그네슘의 고해상도 이미지.

  • 입력 이미지(마그네슘)

  • 평면의 필터링된 영상(0 1 0)

  • (0 1 0) d-공간 지도

  • 변형률 텐서 XX 성분 지도

  • 변위 벡터 X 성분도

참고 항목

참조

  1. ^ a b Hÿtch, M.J. (1997). "Geometric phase analysis of high resolution electron microscope images". Scanning Microscopy. 11: 53–66.
  2. ^ a b Hÿtch, M.J.; Snoeck, E.; Kilaas, R. (1998). "Quantitative measurement of displacement and strain fields from HREM micrographs". Ultramicroscopy. Elsevier BV. 74 (3): 131–146. doi:10.1016/s0304-3991(98)00035-7. ISSN 0304-3991.
  3. ^ Klinger, Miloslav (2017-07-07). "More features, more tools, more CrysTBox". Journal of Applied Crystallography. International Union of Crystallography (IUCr). 50 (4): 1226–1234. doi:10.1107/s1600576717006793. ISSN 1600-5767.