面向三维纳米级 X 射线成像的注意力叠层衍射层析成像 (APT)：以最少的数据采集与计算时间实现
图像与视频处理
2024-08-15 v1 机器学习
光学
摘要
对纳米级三维物体（如集成电路 (IC)）进行无损 X 射线成像通常需要两种类型的扫描：一种是平移式的叠层衍射扫描，返回穿过 IC 的复电磁场估计值；另一种是计算机断层扫描，从多个角度收集复电磁场投影。在此，我们提出注意力叠层衍射层析成像 (Attentional Ptycho-Tomography, APT)，该方法经过训练，能够在测量数据不完整的情况下，利用大幅减少的角度扫描量提供 IC 的精确重建。训练过程包含基于典型 IC 图案和 X 射线传播物理特性的正则化先验。我们证明，在角度扫描量减少 12 倍的情况下，APT 取得了与原始角度集金标准相当的保真度。在相同的减少角度集下，APT 也优于基线重建方法。在我们的实验中，APT 在不牺牲质量的前提下，实现了数据采集和计算量总计 108 倍的缩减。我们期望这一物理辅助的机器学习框架也能应用于纳米级成像的其他分支。
引用
@article{arxiv.2212.00014,
title = {Attentional Ptycho-Tomography (APT) for three-dimensional nanoscale X-ray imaging with minimal data acquisition and computation time},
author = {Iksung Kang and Ziling Wu and Yi Jiang and Yudong Yao and Junjing Deng and Jeffrey Klug and Stefan Vogt and George Barbastathis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.00014},
year = {2024}
}
备注
27 pages, 7 figures