[发明专利]提高原子力显微镜图像质量的方法

权利要求书

1.一种提高原子力显微镜摄取纳米级别物体图像质量的方法，其特征是具体操作步骤如下：

1)通过像素值来消除AFM图像中的水印以及白斑；选择3*3的像素点区域，如果像素值一致，则判定为白斑及水印的一部分；周围像素点与假定“白斑及水印”区域的像素点一致，则加入该“白斑及水印”区域；设定阈值，当该区域的GRB总和大于该阈值时，则为白斑及水印的一部分；

2)通过转变AFM图像为二值图像而消除背景噪音；

3)利用形态学中的腐蚀方法来消除剩下的噪音；

4)用种子填充算法还原被观察物体的形状；

用种子填充算法还原被观察物体的形态的方法是：种子填充方法，先在待填充区域中找到一个种子像素点，压入堆栈；然后弹出栈顶元素，按填充色绘制出栈像素点；按上下左右寻找出栈像素点的相邻像素点，若该像素点不是边界点且尚未入栈，则压入堆栈；依次循环，直到堆栈为空；

所述种子填充算法选择待填充的区域中的一个种子点，将种子像素入栈，种子像素作为栈底像素，如果栈不为空，执行以下三步操作：

(1)栈顶元素出栈；

(2)按填充色绘制出栈像素；

(3)按上、下、左、右顺序搜索与出栈像素相邻的四个像素，若该像素的颜色不是边界色并且尚未入栈，则把该像素入栈；否则不处理该像素；或者采用八邻接点算法，即在四邻接点的基础上再考虑左上、左下、右上、右下四个点，一共八个点，得到的结果更加接近原始物体的形状；选择腐蚀之后的白色像素点作为种子点，进行填充，填充的物体边界就是未进行腐蚀操作的二值图像的黑白交界处；找到一个白色区域内一个白色种子点之后，处于同一白色区域内部的所有其它白色像素点会通过这个白色种子点按照上述方法来进行填充；在处理过程中，一个白色区域内部只需要一个种子点，即第一个被扫描到的白色像素点；一个区域填充完毕后，一个待测物体的形状就还原完成了，并保留了原图像中被观察物体的形状细节；如此反复，继续寻找腐蚀图像中的其它白色像素种子点，进行种子填充，直到处理完所有的像素点；

5)利用原AFM图像中的颜色对消除噪音后的二值图像进行颜色还原，最终获得高质量的AFM图像。

2.根据权利要求1所述提高原子力显微镜摄取纳米级别物体图像质量的方法，其特征在于所述步骤2)通过转变AFM图像为二值图而消除背景噪音的方法是：背景用黑色像素替代，被观察物体用白色像素替代。

3.根据权利要求1所述提高原子力显微镜摄取纳米级别物体图像质量的方法，其特征在于所述步骤3)利用形态学的腐蚀方法来消除剩下的噪音的方法是：膨胀方法的逆操作，提取的是内核覆盖下的最小值，在处理二值化之后的黑白图像时，腐蚀操作能把“亮区”减小。

4.根据权利要求1所述提高原子力显微镜摄取纳米级别物体图像质量的方法，其特征在于所述步骤5)利用原AFM图像中的颜色对消除噪音后的二值图像进行颜色还原，最终获得高质量的AFM图像的方法是：如果像素点值为0，则把它填充为原始AFM图像的平均像素值作为背景；如果像素点为255，则取原图像中对应位置的RGB像素值作为新的值。