Automatická analýza dat nízkoenergiové elektronové mikroskopie

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá návrhem a implementací aplikace pro zpracování obrazových dat z nízkoenergiové elektronové mikroskopie (LEEM) s důrazem na filtraci difrakčních obrazců a flat-field korekci nehomogenního osvětlení a citlivosti detektoru. Byla provedena rešerše zaměřující se na technologie zpracování LEEM dat a metody korekce obrazu. Byly navrženy postupy pro odstranění pozadí difrakčních obrazců pomocí rolling ball algoritmu a korekci nehomogenity detektoru v reálném prostoru. Součástí práce je implementace WPF aplikace v prostředí .NET s grafickým uživatelským rozhraním optimalizovaným pro potřeby výzkumné skupiny CEITEC. Implementovaný algoritmus využívá konzervativní přístup založený na Gaussově rozmazání s adaptivní korekcí. Efektivita navrženého řešení byla ověřena testováním na reálných datech a porovnáním s referenčním softwarem ImageJ. Výsledky prokázaly vhodnost konzervativního přístupu pro vědecké aplikace s lepším zachováním strukturálních detailů. Diskutovány jsou přínosy a limity navrženého přístupu s ohledem na budoucí aplikace v oblasti LEEM.

This bachelor thesis focuses on the design and implementation of an application for processing image data from low-energy electron microscopy (LEEM), with emphasis on filtering of diffraction patterns and flat-field correction of inhomogeneous illumination. A literature review was conducted focusing on LEEM data processing technologies and image correction methods. Procedures were designed for background removal in diffraction patterns using a rolling ball algorithm and correction of detector inhomogeneity in real space. The thesis includes the implementation of a WPF application in a .NET environment with a graphical user interface optimized for CEITEC research group needs. The implemented algorithm uses a conservative approach based on Gaussian blurring with adaptive correction. The effectiveness of the proposed solution was verified by testing on real data and comparison with reference software ImageJ. Results demonstrated the suitability of the conservative approach for scientific applications with better preservation of structural details. The benefits and limitations of the proposed approach are discussed with regard to future applications in the LEEM field.