本文關鍵詞：SEM的動態(tài)掃描算法研究及其FPGA實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：掃描電鏡(SEM)是一種精密的觀測儀器,與傳統(tǒng)光學顯微鏡相比具有更大的放大倍數(shù)和分辨率,被廣泛的應用于觀察樣品表面形貌,研究物質(zhì)微觀結構與成分,在生命科學、材料科學、化學、物理學等研究領域發(fā)揮著巨大作用。本論文主要針對掃描電鏡的掃描方法進行討論研究。論文從電子光學成像原理出發(fā),結合掃描電鏡工作原理,分析信號形成過程中的主要噪聲來源并根據(jù)其分布特點建立噪聲模型。通過對噪聲模型的研究,分析了動態(tài)掃描算法的實現(xiàn)原理,并針對SEM底層硬件無法實現(xiàn)的大量復雜計算,提出一種基于查表運算的簡化算法。根據(jù)動態(tài)掃描算法原理進行Matlab實驗,對動態(tài)掃描算法進行軟件仿真驗證,并將結果同常規(guī)掃描方法進行對比。然后根據(jù)掃描電鏡工作需求以STM32單片機和FPGA為主控芯片設計掃描電鏡核心控制板,編寫C語言代碼和Verilog語言代碼完成掃描電鏡的聯(lián)機調(diào)試工作,并獲取相應實驗數(shù)據(jù)。最后在所設計的硬件平臺上對動態(tài)掃描算法的主要功能模塊進行調(diào)試與仿真驗證,完成算法的FPGA實現(xiàn)。論文中設計的軟硬件平臺已經(jīng)在掃描電鏡系統(tǒng)中穩(wěn)定運行,能夠采集到清晰圖像。文中提到的動態(tài)掃描算法可以在獲取的圖像中各點得到了統(tǒng)一的標準差,改善了圖像的整體質(zhì)量。經(jīng)仿真驗證,動態(tài)掃描算法各模塊在設計FPGA平臺上工作正常。
【關鍵詞】：掃描電鏡 噪聲 掃描算法 FPGA
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN16
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-11
• 1.1 課題背景9
• 1.2 掃描電鏡的發(fā)展歷程及應用領域9-10
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容及組織結構10-11
• 第2章 掃描電子顯微鏡(SEM)11-21
• 2.1 SEM的電子光學基礎11-13
• 2.2 SEM的基本結構及工作原理13-18
• 2.2.1 SEM的基本結構13-17
• 2.2.2 SEM的工作原理17-18
• 2.3 SEM的主要噪聲源18-19
• 2.4 本章小結19-21
• 第3章 SEM動態(tài)掃描算法的Matlab仿真21-35
• 3.1 噪聲模型21-24
• 3.1.1 噪聲模型建立21-23
• 3.1.2 統(tǒng)計分布模型23-24
• 3.2 動態(tài)掃描算法研究24-27
• 3.2.1 動態(tài)掃描算法24-26
• 3.2.2 簡化動態(tài)掃描算法26-27
• 3.3 動態(tài)掃描算法的Matlab仿真及結果分析27-33
• 3.3.1 算法仿真27-29
• 3.3.2 圖像仿真29-33
• 3.4 本章小結33-35
• 第4章 SEM動態(tài)掃描算法的FPGA實現(xiàn)與驗證35-57
• 4.1 SEM實驗平臺設計35-47
• 4.1.1 SEM平臺總體結構及需求分析35-37
• 4.1.2 硬件平臺設計37-46
• 4.1.3 軟件平臺介紹46-47
• 4.2 FPGA邏輯設計47-51
• 4.2.1 掃描模塊設計48-49
• 4.2.2 采集模塊設計49-50
• 4.2.3 復位控制的實現(xiàn)50-51
• 4.3 動態(tài)掃描算法的FPGA實現(xiàn)51-56
• 4.3.1 方差運算的FPGA實現(xiàn)與驗證51-53
• 4.3.2 開放運算的FPGA實現(xiàn)與驗證53-55
• 4.3.3 查表功能的實現(xiàn)55-56
• 4.4 本章小結56-57
• 第5章 總結與展望57-59
• 5.1 總結57
• 5.2 展望57-59
• 致謝59-61
• 參考文獻61-62

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 張雪峰;宋輝;;概率論與數(shù)理統(tǒng)計問題的MATLAB求解[J];曲阜師范大學學報(自然科學版);2015年03期

2 李志榮;鄭佳;趙蘊華;張旭;趙志耘;;中韓掃描電子顯微鏡發(fā)展情況比較研究[J];全球科技經(jīng)濟w

本文編號：272118