Indus t r y Di v ision
Living up to Life
Leica Phase Expert Smart Software zur Analyse von mehrphasigen Mikrostrukturen
Phasenanalyse-Techniken
Leica Phase Expert misst automatisch und genau die Flächenanteile mehrerer Phasen innerhalb einer Probe oder eines Präparats. Die Phasen werden durch Graustufenkontraste oder nach Regionen homogener Farben identifiziert, die vom Benutzer definiert werden. Bis zu 10 Phasen können durch kolorierte Overlays differenziert und gleichzeitig im gleichen Blickfeld angezeigt werden. Die Identifikation und Messung von mehreren Phasen auf einem Bild kann innerhalb von Sekunden vorgenommen werden. Die Ergebnisse können über mehrere Blickfelder aufsummiert werden, um eine statistisch genaue Charakterisierung zu ermöglichen. Es steht ein zusätzlicher Modus zur Verfügung, der die Definition einer der Phasen als " Referenzphase" ermöglicht. Die Messung aller Phasen wird als Prozentsatz dieser Referenzphase ausgedrückt. Dies ist z. B. nützlich, wo die Hintergrundmatrix von den Ergebnissen abgezogen werden muss. Hochmoderne Bildverarbeitung wird zur automatischen Phasenoptimierung genutzt, wobei der Bediener diese stets modifizieren und bestätigen kann, indem er das Tool zum binären Editieren verwendet. Die Ergebnisse der Analyse können genutzt werden, Materialien an Spezifikationen zu qualifizieren, die zwischen Käufer und Hersteller bestimmt werden, um Abweichungen bei Herstellungsprozessen zu identifizieren oder Daten zur Erforschung der Struktur und Materialien bereitzustellen.
Leica Phase Expert Ihre Vorteile
3
Automatisch, objektiv und wiederholbar Die Leica Phase Expert Anwendungssoftware führt automatische, objektive und wiederholbare Messungen von mehrphasigen Mikrostrukturen durch, die durch unterschiedliche Farben oder Kontraste angezeigt werden. Beispiele: Reflektivität von Komponenten in Ölschiefer; Polarisationfarben eines Gesteinsdünnschliff zur Modalanalyse; für das Gewebe eines Knochenpräparats spezifische Färbung. Phase Expert kann das Vorkommen dieser Phasen mit Referenz zum Gesamtbild oder auch nur zu ausgewählten Phasen bestimmen und quantifizieren.
Leica Phase Expert bewertet qualitativ hochwertige Bilder, die von der Leica Application Suite stammen. LAS integriert intelligent die aktuellsten Entwicklungen automatisierter Mikroskopie, Computerbearbeitung und digitale Bildanalyse. Mit einem großem Umfang von Anwendungen, die speziell für Material- und metallurgische Labore entwickelt wurden, werden auch komplizierte analytische (Routine-)Aufgaben schnell, effizient und wirtschaftlich ausgeführt.
Diese gemeinsame Mikro-Bildgebungsumgebung wird für Lösungen für viele Standardmaterialanwendungen verschiedener Industrien verwendet, wie z. B. zur Analyse von Korngröße, Stahl, Phase und Reinheit. Diese Anwendungen integrieren die Kenntnisse von praxiserfahrenen Spezialisten mit " Fachanwendungen" für diese Aufgaben.
Verschiedene Phasen in einer Metallprobe
Verschiedene Phasen in einer Metallprobe
Leica Phase Expert Ihre Vorteile
5
Vorteile LAS wurde zur Erhöhung der Laborproduktivität und Verbesserung der Analysegenauigkeit entwickelt, indem viele der zur Materialanalyse notwendigen manuellen Prozesse imitiert werden. Da die Analyse objektiv ist, sind die Ergebnisse inhärent eher reproduzierbar. Integrierte Gesamtlösung
Optimierte Bilder
Assistentengeführte Bedienung
In Kombination mit den Leica Micro-
Phasen sind durch Farbe oder Kontrast
systems Mikroskopen, Mikroskopkameras, identifizierbar und Vorfilterungstechno-
Erhalten Sie reproduzierbare Ergebnisse
Bildanalysenexpertise und Automation
logien können angewandt werden, um die
durch automatische Kontrollbildbeding-
profitieren Sie von einer wirklich inte-
Bilder zur Messung vorzubereiten. Die
ungen mit automatisierten Mikroskopen
grierten Lösung von einem Hersteller.
vielseitige und hochleistungsfähige
und Kameras in Kombination mit Ihren
Bildverarbeitung optimiert die Phasen-
vordefinierten Bildverarbeitungsein-
Vielseitige
detektion, um zuverlässige Ergebnisse
stellungen.
Berichtsfunktionen
schnell zu erzielen. Zuverlässige Einhaltung von
Berichtsvorlagen können mithilfe von
Arbeitserleichterung für den
Microsoft Excel an laborspezifische
Bediener
®
™
Erfordernisse angepasst werden. Die
Normen Leica Phase Expert Software führt
Ergebnisse werden zusammen mit den
LAS ist aufgrund einer vereinheitlichten
Berechnungen aus, die sich aus den
Bildern gespeichert, sodass alle Daten-
Methode zur Bilderaufnahme, -kalibrie-
Messparametern aus Digitalbildern
elemente für die detaillierte Analyse
rung und der peripheren Kontrolle einfach
ergeben, die mit den entsprechenden
abgerufen werden können. Alle Daten sind zu bedienen. Durch die Bildanalyse entimmer verfügbar und nachverfolgbar.
Standards verwendet werden können. *
fallen eintönige manuelle Messungen, und es werden verbesserte statistische Ergebnisse bereitstellt.
*Die Messgenauigkeit und Normenkonformität des gesamten Systems ist stark von folgenden Faktoren abhängig: a) den verwendeten optischen, elektronischen und mechanischen Komponenten, b) den Arbeitsbedingungen und der Probenvorbereitung sowie c) der spezifischen Interpretation der erzielten Ergebnisse. Diese unterliegen der Verantwortlichkeit des Benutzers der Ausrüstung und Leica Microsystems weist jede Haftung in diesem Zusammenhang zurück.
6
Die neun Schritte Messungen durch Leica Phase Expert werden durch einige Phasen definiert, die zu analysieren sind und die Verarbeitungs
1. Auswahl zu messender Bilder Zahlreiche Probebilder können in rascher Abfolge verarbeitet werden, indem
sequenz wird für alle Phasen wiederholt.
einfach die Miniaturansichten in der
Die Anzahl der Phasen oder Strukturen wird
Serienbilderliste hinzugefügt werden.
Galerie ausgewählt und der
ausgewählt und eine Bezeichnung für jede eingegeben. Die Farbe wird verwendet, um diese Phase als ein Overlay zum Probenbild darzustellen. Die Referenzphase wird bei Bedarf gewählt. Zu Beginn werden die 9 Schritte des Assistenten zur Verarbeitungs sequenz interaktiv verwendet, um die Analyseparameter zu typischen Proben zu bestimmen.
2. Messrahmen Der Messrahmen bestimmt die Region des Bilds, die gemessen wird. Dies kann das ganze Feld einer Region des Bildes sein. 3. Graubildvorverarbeitung Der Schritt der Graubildvorverarbeitung wird verwendet, um die Bildtreue bei der Vorbereitung der Auswahl der Phasen zu verbessern, z. B. durch Beseitigung von Rauschen oder Artefakte. Der Filter wird angewandt, bevor die Phase identifiziert
Wenn die Parameter bestimmt sind, werden diese in einer benannten Konfigurations datei gespeichert. Dies kann dann bei mehreren Sätzen von Probenbildern angewandt werden, um sicherzustellen, dass eine wiederholbare und reproduzier bare Analyse ausgeführt wird.
wird. Verschiedene Filter stehen zur Verfügung, z. B. zur Glättung, Schärfung und Beseitigung von Hintergrundbeschreibung.
Leica Phase Expert Schrit t für Schrit t Bedienung
4. Schwellwerteinstellung
7
Beispielsweise können kleine Löcher
8. Referenzdaten
gefüllt oder Rauschen beseitigt werden. Schwellenwerte werden verwendet, um
Der gewählte Filter kann bei jeder
Benutzer- und Analysereferenzdaten
den Bereich der Pixelwerte zu bestimmen,
gewählten Phase verschieden sein.
können hinzugefügt und angepasst
die eine Phase bestimmen. Bei einem Schwarzweißbild werden die Farben der
werden, um die Ergebnisse vollständig 6. Binärbildverarbeitung
Phasen in einem graustufigen Histogramm wiedergegeben.
produkt- und unternehmensspezifisch zu machen. Die eingegebenen Daten werden
Binärbildverarbeitung bietet eine Reihe
automatisch in den Bericht übernommen.
von Tools, die es dem Benutzer ermöglichen, Binärbilder zu ändern oder hinzu-
9. Berichterstellung
fügen, zu entfernen, auszuwählen und die Auswahl für Teile der Phasenbinärbilder
Berichte werden unter Verwendung einer
rückgängig zu machen. Die Möglichkeiten
Microsoft Excel Vorlage erstellt. Eine
umfassen die Zeichnung und das Ausfüllen Standardvorlage wird mit Phase Expert Farbbilder werden durch das HSI-
von Formen sowie die Annahme und
mitgeliefert und kann spezifisch an die
Zurückweisung von Teilen des Bilds.
Bedürfnisse des Unternehmens angepasst
Farbmodell dargestellt und die Bereiche
werden. Zusätzlich zu den im Beispiel in
für Farbton, Sättigung und Intensität der
den Übersichtsdaten wiedergegebenen
Pixel können zur Definition einer Phase
Daten werden die gesamten ausführlichen
verwendet werden. Sowohl bei
Analyseergebnisse im Arbeitsblatt zur
Schwarzweiß als auch bei Farbe werden
weiteren Bewertung gespeichert.
die Schwellwerte einfach durch Auswahl der zu identifizierenden Phase und durch
7. Ergebnisse und Histogramm
Klicken auf die entsprechenden Pixels der Phase im Bild eingestellt. Die Pixels
Die Ergebnisse werden in tabellarischer
innerhalb des Bereichs werden in der
Form für jedes Bild wiedergegeben und
ausgewählten Farbe als ein Overlay oben
die zusammenfassende Statistik ergibt
im Probenbild wiedergegeben. Der
sich daraus. Die Verteilung der
Overlay kann hin- und hergeschaltet
Flächenprozente einzelner Felder kann
werden, so dass die Entsprechung mit
grafisch als Histogramm, Balkendiagramm
dem Probenbild überprüft werden kann. In
oder Tortendiagramm wiedergegeben
dieser Broschüre sind verschiedene
werden. Diese umfassenden Details sind
Beispiele von Overlays wiedergegeben.
für eine eingehende Analyse von Werkstoffen sehr wertvoll.
5. Binärbildvorverarbeitung Der Schritt der Binärbildvorverarbeitung wird verwendet, wenn die Phasenoverlays modifiziert werden müssen, um sie für die Messung geeigneter zu machen.
Leica Phase Expert Bilderaufnahme mit LAS
8
Bilderaufnahme mit LAS Software und Mikroskop kommunizieren miteinander Die Bedienung des Leica Phase Expert für
› LAS kalibriert das Mikroskop und die
› Die Bilder können mit einem kalibrierten
exakte Ergebnisse setzt voraus, dass die
Kamera, um eine genaue Definition der
Messbalken kommentiert werden, der
ausgewählte Probe ein gutes Beispiel für
Bildgröße sicherzustellen.
an Ihre Anforderungen angepasst und
das zu analysierende Präparat ist und in
› Die Aufnahmebedingungen, wie z. B.
mit Uhrzeit, Datum, Bildname und
einer Weise vorbereitet ist, durch die die
Einstellungen und Belichtung der
Deutlichkeit der Phasen optimiert wurde.
Kamera, werden automatisch erfasst,
Die erste Stufe der Analyse besteht darin,
wenn ein automatisiertes Mikroskop
eines motorischen Objekttischs Bilder an
einige digitale Bilder mit LAS aufzuneh-
verwendet wird. Die Daten werden
zuvor definierten XY-Positionen
men und diese auf der Festplatte des
zusammen mit dem Bild gespeichert und
aufzunehmen, wodurch eine objektive
Computers abzuspeichern. Der Vorteil bei
können zur exakten Reproduktion der
Bereichsauswahl gewährleistet ist.
dieser Methode besteht darin, dass Sie
Bildgebungsbedingungen einer
stets Originalbilder zur Hand haben, wenn
bestimmten Analyse abgerufen werden.
Sie später die Ergebnisse überprüfen oder
› die Bilder werden benannt und in einem
Beschreibungen versehen werden kann. › Es besteht die Möglichkeit, mithilfe
› Durch das Abrufen von Mikroskop- und Kameraeinstellungen zu einem vorhandenen Bild wird sichergestellt,
erneut gegen einen anderen Standard
Windows-Verzeichnis abgespeichert, in
dass die Bildgebungsbedingungen zuvor
messen wollen.
dem sie einfach wiederzufinden sind.
festgelegten Einstellungen entsprechen.
Mikrostrukturen in falscher Farbe
Verschiedene Phasen in einer Metallprobe
Leica Phase Expert Funktionen
Features des Leica Phase Expert Automatische Identifikation
Anpassung an verschiedene
gleichartiger Regionen
Phasenpräparate
Dokumentation der Ergebnisse › Alle Standard-Messparameter der
› Phasenidentifikation kann auf schwarzweißen, kontinuierlichen oder zusammenhanglosen Schwellwerten für jede Phase basiert werden. › Phasenidentifikation kann auf HSIFarbschwellwerten für jede Phase basiert werden. › Das System erkennt automatisch durch den Bildtyp, ob Schwarzweiß- oder Echtfarbendetektion erforderlich ist. › Die Phasenidentifikation wird nahezu gleichzeitig als Overlay über dem Originalbild wiedergegeben. › Eine Phase kann als Referenzphase zur
› Ermöglicht die schnelle und konsistente Messung von mehreren Proben. › Das Bild kann vorverarbeitet werden, um Bildrauschen zu verringern oder um die
individuellen Phasen stehen für Benutzer zur Verfügung, die eine weitere Analyse der Mikrostruktur vornehmen möchten. › Die Flächenanteile werden im
Kanten zu schärfen, so dass die Phasen
Histogramm mit denselben Farben
einfach getrennt werden können.
wiedergegeben wie die ausgewählten
› Interaktives Bearbeiten der Phase erfolgt
Overlayfarben.
durch Zeichnen von Linien mit der Maus. › Die Phasenoverlays werden › Binäre Bildbearbeitung kann für alle Phasen individuell gemacht werden.
entsprechend ihrer binären Indexfarbe im Histogramm gefärbt. › Statistiken sind für viele Feldmessungen erhältlich. › Alle rohen Messdaten und ausgewählten Bilder können in eine
Messung von Phasenanteilen im
Microsoft Excel Vorlage exportiert
Hinblick auf die Referenz definiert
werden.
werden. › Die Anzahl und Namen der Phasen können definiert werden.
› Die Vorlage kann an die spezifischen Dokumentationsstandards angepasst werden. › Exportdaten umfassen Referenzdaten, alle Rohdaten sowie alle Phasenmessungen und Felddaten.
Leica Phase Expert Tabelle der Phasenparameter
Tabelle der Phasenparameter Messungen aus den Phasen
Phasenfläche (µm²) ���������������������������������die Gesamtfläche der Phase innerhalb des Messrahmens Phasen-Flächenanteil �����������������������������Phasenfläche / Messrahmen Fläche oder Phasenfläche / Referenzphasenfläche Phase Flächenprozent (%) �����������������������100× Flächenanteil Phase Füllfläche ���������������������������������������Das Verhältnis der Fläche von Interesse zu der sonstigen Fläche Umfang (µm) �������������������������������������������Die Gesamtlänge der Phasengrenze innerhalb des Messrahmens Mittlere Sehnenlänge (µm) ���������������������Die durchschnittliche horizontale Sehne. Dies wird definiert als das Verhältnis der gemessenen Feldfläche zur horizontalen Schnittlinie. Horizontale Schnittlinie (µm) �������������������Summe der Einschnitte aller horizontalen Linien mit Hinterkante des Phasendetails, die sich im Messrahmen befinden. Vertikale Schnittlinie (µm) �����������������������Summe der Einschnitte aller vertikalen Linien mit Hinterkante des Phasendetails, die sich im Messrahmen befinden. Anisotropie ���������������������������������������������Beschreibt die Ausrichtung der Phase, eine abmessungslose Messung, die als das Verhältnis zwischen der horizontalen und vertikalen Schnittlinie definiert ist Zählung ���������������������������������������������������Die Anzahl von isolierten Features, die im Messrahmen enden Zählung je Flächeneinheit (µm-2) �������������Zählung je Messrahmenfläche Absolute spezifische Oberfläche �������������Hergeleiteter Parameter der Gesamtfläche je Einheit Volumen. Relative spezifische Oberfläche �������������Hergeleiteter Parameter der Gesamtfläche je Einheit Volumen der Referenzphase. Gemessene Fläche �����������������������������������Gemessene Feldgröße, die durch den Messrahmen bestimmt wird
Statistiken für beide Messarten
Summe Mittelwert Standardabweichung Standardfehler Maximum Minimum 2-S Bereich 95% Konfidenzintervall Relative Genauigkeit
11
www.leica-microsystems.com
Related Products
Leica DM2500 M Das effiziente Mikroskop Leica DM2500 M für die Werkstoffanalyse und Qualitätssicherung.
Leica DMI3000 M Das inverse, manuelle Mikroskop Leica DMI3000 M für Werkstoffanalyse, industrielle Qualitätsprüfung und -sicherung sowie Erforschung und Entwicklung neuer Materialien.
Die fruchtbare Zusammenarbeit «mit dem Anwender, für den Anwender» ist seit jeher Grundlage für die Innovationskraft von Leica Microsystems. Auf dieser Basis haben wir unsere fünf Unternehmenswerte entwickelt: Pioneering, High-end Quality, Team Spirit, Dedication to Science und Continuous Improvement. Diese Werte mit Leben zu erfüllen, heißt für uns: Living up to Life. Industry Division Mit hochwertigen und innovativen Bildgebungssystemen für die Betrachtung, Vermessung und Analyse von Mikros trukturen unterstützt die Industry Division von Leica Microsystems das Streben ihrer Kunden nach höchster Qualität und Ergebnissen. Ihre Lösungen werden bei industriellen Routine- und Forschungsanwendungen, in der Materialwissenschaft und Qualitätssicherung, in der Forensik und bei Schulungsanwendungen eingesetzt.
LEICA DM6000 M Das universelle Mikroskop für alle gängigen Auflichtmethoden (Hellfeld, Dunkelfeld, Polarisation, Interferenzkontrast, Fluoreszenzkontrast).
Leica DFC450 Die Mikroskopkamera Leica DFC450 ist mit einem 5-Mpixel-CCD-Sensor ausgestattet und ermöglicht die Aufnahme gestochen scharfer Bilder für Dokumentation und Analyse in Life Science sowie in klinischen und industriellen Anwendungsbereichen.
Leica Microsystems – ein internationales Unternehmen mit einem starken weltweiten Kundendienstnetz: Weltweit aktiv Tel. Fax Australien ∙ North Ryde
+61
2 8870 3500
2 9878 1055
Belgien ∙ Diegem
+32
2 790 98 50
2 790 98 68
Dänemark ∙ Ballerup
+45
4454 0101
4454 0111
Deutschland ∙ Wetzlar
+49
64 41 29 40 00
64 41 29 41 55
England ∙ Milton Keynes
+44
800 298 2344
1908 246312
Frankreich ∙ Nanterre Cedex
+33
811 000 664
1 56 05 23 23
Italien ∙ Mailand
+39
02 574 861
02 574 03392
Japan ∙ Tokio
+81
3 5421 2800
3 5421 2896
+1
800 248 0123
847 405 0164
Kanada ∙ Concord/Ontario Korea ∙ Seoul
+82
2 514 65 43
2 514 65 48
Niederlande ∙ Rijswijk
+31
70 4132 100
70 4132 109
Österreich ∙ Wien
+43
1 486 80 50 0
1 486 80 50 30
Portugal ∙ Lissabon
+351
21 388 9112
21 385 4668
Schweden ∙ Kista
+46
8 625 45 45
8 625 45 10
Schweiz ∙ Heerbrugg
+41
71 726 34 34
71 726 34 44
Singapur
+65
6779 7823
6773 0628
Spanien ∙ Barcelona
+34
93 494 95 30
93 494 95 32
+1
800 248 0123
847 405 0164
2564 6699
2564 4163
21 6387 6606
21 6387 6698
USA ∙ Buffalo Grove/lllinois Volksrepublik China ∙ Hongkong
∙ Shanghai
+852 +86
PHASE EXPERT - DE- • © Leica Microsystems (Schweiz) AG • CH-9435 Heerbrugg, 2011 • Gedruckt in der Schweiz – I.2012 – RDV – Abbildungen, Beschreibungen und technische Daten unverbindlich – Änderungen ohne Mitteilungspflicht vorbehalten • LEICA und das Leica Logo sind eingetragene Marken der Leica Microsystems IR GmbH.