Opracowanie programu komputerowego do analizy skupisk nanokrystalitów w obrazach SEM

Elżbieta M. Zając 

Uniwersytet Humanistyczno-Przyrodniczy Jana Kochanowskiego, Instytut Matematyki (UJK), Świętokrzyska 15, Kielce 25-406, Poland

Abstract

Projekt „deteH” realizowany przez Konsorcjum złożone z 6 jednostek naukowych (PW, PŚk, IF PAN, UW, UJK) a koordynowany przez Instytut Tele- i Radiotechniczny (Warszawa) jest współfinansowany z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach POIG 2007-2013 i dotyczy opracowania technologii nowej generacji czujnika wodoru i jego związków do zastosowań w warunkach ponadnormatywnych. Warstwa aktywna czujnika będzie bazować na nanomateriałach węglowych (nanostruktury typu C60, CNTs,  pianki C) o dobrze rozwiniętej powierzchni właściwej z wbudowanymi w matrycę C nanokrystalitami palladu.

Jednym z zadań projektu jest symulacja zjawisk fizycznych zachodzących w obszarze warstwy C-Pd pod wpływem gazów zawierających wodór oraz zmiennych warunków otoczenia np. temperatury i ciśnienia. Wstępem do tych zagadnień jest analiza zdjęć skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) w celu opracowania algorytmu identyfikacji skupisk nanokrystalicznych na powierzchni warstwy C-Pd oraz wyznaczenia ich rozmiaru. Dla konstrukcji algorytmu przyjęto założenie o częściowej separowalności obiektów nanokrystalicznych względem tła przy pomocy poziomu jasności. Krytyczny poziom jasności ustalany jest poprzez analizę kwantyli rozkładu zmiennej reprezentującej poziom jasności piksela obrazu. Wstępnie wyodrębnione z tła grupy obiektów poddawane są następnie działaniu algorytmów mających na celu wyodrębnienie poszczególnych obiektów nanokrystalicznych. Wyodrębnione obiekty są numerowane (od 1), a pikselom należącym do nich nadawane są numery skupisk. Pikselom tła przypisywana jest wartość 0. W oparciu o tak przetworzony obraz wyznacza się miary szerokości, wysokości i powierzchni skupisk nanokrystalicznych odwzorowanych na zdjęciu skaningowego mikroskopu elektronowego. Opracowany algorytm zaimplementowano w środowisku Delphi. Program wyposażono w następujące możliwości:

  • oznaczenie wyznaczonych skupisk przy pomocy prostokątów opisanych,
  • oznaczenie środków ciężkości skupisk,
  • obliczenie wymiarów poszczególnych skupisk i eksport wyników do pliku tekstowego,
  • prezentacja wyników w postaci histogramów.

Program umożliwia identyfikację i pomiar wielkości obiektów obserwowanych w dowolnych obrazach mikroskopowych o strukturze zbliżonej do struktury zdjęć warstwy węglowo-palladowej.

 Ofertą dla firm jest program komputerowy wspomagający w opisanym wyżej zakresie proces analizy zdjęć skaningowego mikroskopu elektronowego.

logo_3.JPG

 

Presentation: Poster at Nanotechnologia PL, by Elżbieta M. Zając
See On-line Journal of Nanotechnologia PL

Submitted: 2010-05-28 15:54
Revised:   2010-06-01 12:08