洗練されたテンプレートマッチングアプローチを備えた電子後方散乱回折パターンのインデックス作成

電子後方散乱回折（EBSD）は、結晶材料の確立された特性評価方法です。この手法を使用して、材料表面の結晶に関する位相および方向情報を提供するために、回折パターンを迅速に獲得およびインデックス化できます。従来の分析方法は、Hough/Radon変換に基づいて信号処理を使用して、各回折パターンをインデックスに付けます。この方法は、単純な幾何学的特徴の分析に限定されており、相対バンド強度の変動など、回折パターンの微妙な特性を無視します。Hough/Radon変換の欠点に対処するために開発された2番目の方法は、テスト実験パターンの潜在的なパターンの大きなライブラリとのテンプレートマッチングに基づいています。現在の作業では、テンプレートマッチングアプローチは、より小さなライブラリを可能にし、パターンインデックスで劇的なスピードを上げることができる新しい相互相関関数で改良されています。インデックス付き方向の改良は、ライブラリ検索からの最高の一致に小さな変更を可能にするためのフォローアップステップで実行されます。洗練されたテンプレートマッチングアプローチは、シリコン単結晶と変形したα-鉄サンプルから収集されたシミュレーションと実験データを使用することにより、Houghベースの方法に精度、精度、および感度がHoughベースの方法に匹敵することが示されています。。スピードアップとパターンの改良アプローチは、パターンマッチングアプローチの広範な有用性を高めるはずです。

Electron backscatter diffraction (EBSD) is a well-established method of characterisation for crystalline materials. Using this technique, we can rapidly acquire and index diffraction patterns to provide phase and orientation information about the crystals on the material surface. The conventional analysis method uses signal processing based on a Hough/Radon transform to index each diffraction pattern. This method is limited to the analysis of simple geometric features and ignores subtle characteristics of diffraction patterns, such as variations in relative band intensities. A second method, developed to address the shortcomings of the Hough/Radon transform, is based on template matching of a test experimental pattern with a large library of potential patterns. In the present work, the template matching approach has been refined with a new cross correlation function that allows for a smaller library and enables a dramatic speed up in pattern indexing. Refinement of the indexed orientation is performed with a follow-up step to allow for small alterations to the best match from the library search. The refined template matching approach is shown to be comparable in accuracy, precision and sensitivity to the Hough based method, even exceeding it in some cases, via the use of simulations and experimental data collected from a silicon single crystal and a deformed α-iron sample. The speed up and pattern refinement approaches should increase the widespread utility of pattern matching approaches.