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Appendix A3. Image integration

將 2D 影像轉換為 1D 曲線時,最大的問題在於當積分的角度步進大小小於像素間距(像素尺寸)時,如何分配橫跨多個步進的像素強度。IPAnalyzer 以基於面積的分配法處理此分配。


基於面積的分配法

在本軟體中,程式會計算劃分各步進的線(等繞射角的邊界)與像素之間的交點,求出各像素落在特定步進內的面積,並依該面積比例分配強度。

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).

此方法具有以下特性。

  • 在各像素內部,將步進邊界的弧近似為直線。此舉是為了計算速度,在實務上幾乎不會造成問題。
  • 當需要 A1. Detector geometry 中的傾斜校正與像素形狀校正時,像素形狀並非嚴格的正方形。因此本軟體會依序計算像素四個角的座標,並以四邊形(一般為平行四邊形)求出面積。

採用此方案後,原則上無論將角度步進設得多細,像素強度都能平滑地分配到各步進之間。


適用範圍

以下三種積分類型皆使用相同的基於面積的分配演算法。

Function Direction of integration Use
Concentric Integration 繞射角(同心方向) 建立一般的 \(2\theta\)-intensity 曲線。
Radial Integration 周向(方位角)方向 評估環的方位角相依性(取向、變形)。
Unrolled Image 繞射角 × 方位角 建立將環剖開的 2D 展開影像。

各功能的操作方式請參閱 3. Tools