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Appendix A3. Image integration

将二维图像转换为一维谱线时,最大的问题在于当积分的角度步长小于像素间距(像素尺寸)时,如何分配跨越多个步长的像素强度。IPAnalyzer 使用基于面积的分配方法来处理这种分配。


基于面积的分配方法

在本软件中,程序计算划分每个步长的直线(等衍射角的边界)与像素之间的交点,求出每个像素落入给定步长内的面积,并按该面积成比例地分配强度。

Area-based distribution. Real ring image (left) → pixel scale (center, green dashed lines are the step boundaries) → intersections with the step boundaries inside a single pixel (right, areas delimited by the four corners and the intersections).

该方法具有以下特性。

  • 在每个像素内部,步长边界的圆弧被近似为直线。这样做是为了提高计算速度,并且在实际中几乎不会成为问题。
  • 当需要 A1. Detector geometry 中的倾斜校正和像素形状校正时,像素形状并非严格的正方形。因此软件会依次计算像素四个角的坐标,并将面积作为四边形(一般为平行四边形)求出。

采用这种方案,原则上无论将角度步长设得多么精细,像素强度都能在各步长之间平滑分配。


适用范围

以下三种类型的积分都使用相同的基于面积的分配算法。

Function Direction of integration Use
Concentric Integration 衍射角(同心方向) 创建普通的 \(2\theta\)-intensity 谱线。
Radial Integration 周向(方位角)方向 评估环的方位角依赖性(取向、畸变)。
Unrolled Image 衍射角 × 方位角 创建将环切开展开的二维展开图像。

各功能的操作方法请参见 3. Tools