Порівняльний аналіз статистичних та скейлінгових характеристик РЕМ-зображень, отриманих на різних типах РЕМ

Abstract

Робота містить результати застосування статистичного та фрактального аналізів цифрових РЕМ-зображень, які отримані на різних типах РЕМ у широкому діапазоні збільшень (масштабів) від 1000х до 27000х (крат). Зокрема, обчислені параметри шумової складової РЕМ-зображень, отримано їх дисперсійні фрактальні розмірності спектрів та розмірності за значеннями яскравостей вздовж осей х і у зображень. Ці дослідження дають змогу встановити ізотропний або анізотропний характер яскравісних характеристик зображень та тип їх шумової складової. Показано, що розподіл яскравостей РЕМ-зображень може характеризуватись дисперсійною фрактальною розмірністю Dσ, яка має порівняно стале значення і неістотно змінюється у разі зміни збільшення (масштабу) РЕМ-зображення. Результати досліджень авторів можна використати під час калібрування та цифрового опрацювання РЕМ-зображень і тим самим підвищити точність отримання кількісних просторових параметрів дослідних мікроповерхонь твердих тіл.This work contains the results of statistical and fractal analysis of digital SEM images obtained on the different types of SEM in a wide range of increases (scales) from 1000х to 27000х (multiples). In particular, the parameters of the noise component of SEM images were calculated, their dispersion fractal dimensions of spectra and dimensions were obtained from brightness values of profiles along the x and y axes of the images. These studies make it possible to determine the isotropic or anisotropic nature of the brightness characteristics of images and the type of their noise component. It is shown that the brightness distribution of SEM images can be characterized by the value of the dispersion fractal dimension s D , which has a relatively stable value and does not change significantly when the increase (scale) of the SEM image changes. The research carried out by the authors can be used in the process of calibration and digital processing of SEM images, and thereby improve the accuracy of obtaining the quantitative spatial parameters of the investigated microsurfaces of solids.Работа содержит результаты применения статистического и фрактального анализа цифровых РЭМ- изображений, полученных на различных типах РЭМ в широком диапазоне увеличений (масштабов) от 1000х до 27000х (крат). В частности, вычислены параметры шумовой составляющей РЭМ-изображений, получены их дисперсионные фрактальные размерности спектров и размерности по величинам яркостей вдоль осей х и у изображений. Эти исследования позволяют установить изотропный или анизотропный характер яркостных характеристик изображений и тип их шумовой составляющей. Показано, что распределение яркостей РЭM- изображений может характеризоваться величиной дисперсионной фрактальной размерности Dσ, которая имеет относительно устойчивое значение и несущественно меняется при изменении увеличения (масштаба) РЭМ-изображения. Выполненные авторами исследования можно использовать в процессе калибровки и цифровой обработки РЭМ-изображений и тем самым повысить точность получения количественных пространственных параметров исследуемых микроповерхностей твердых тел.