Oberflächencharakterisierung durch morphologische Filterung

Morphologische Filter sind nichtlineare Methoden, die von der Übertragung mengentheoretischer Verfahren auf die Bildanalyse stammen. Im Zusammenhang mit Oberflächen liefern sie eine geeignete Beschreibung ihrer Abtastung sowohl durch mechanische Tastnadeln als auch durch andere Verfahren wie Rastersondenmikroskopie. Der Artikel veranschaulicht die Grundlagen morphologischer Filter, diskutiert ihre Vorteile gegenüber herkömmlichen linearen Filtern und befasst sich schwerpunktmäßig mit ihrer Anwendung auf die Oberflächencharakterisierung. Das Problem der Wiedergewinnung des wahren 3D-Profils wird angesprochen, und die Bedingungen, die erfüllt sein müssen, um einen Informationsverlust zu vermeiden, werden diskutiert. Darüber hinaus werden neue formorientierte Methoden vorgestellt, mittels derer man Form, Welligkeit und Rauheit auf Basis der Profildaten errechnen kann.

Morphological filters are non-linear methods that developed from the transfer of set-theoretic operations to image analysis. In the context of surfaces, they yield an adequate description of the sampling effect of both mechanical styli and other probing systems such as Scanning Probe Microscopy. The paper illustrates the fundamentals of morphological filters, discusses their advantages over conventional linear filters, and focuses on their application to surface characterization. The problem of recovering the true 3D profile is addressed, and the requisites to prevent a loss of information are discussed. Moreover, new shape-oriented methods to extract form, waviness, and roughness from profile data are presented.