Enhancing the confidence of segmenetation maps using complimentary data and convolutional segmentation

使用互补数据和卷积分割增强分割图的置信度

基本信息

  • 批准号:
    2803270
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Studentship
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2022 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Accurate maps of the distribution of phases inside multiphase materials is vital for extracting characteristic metrics (such as volume fractions and surface areas), as well as for specifying mesh domains for use in multiphysics simulations. Various high resolution imaging techniques have been developed for this task; however, each has its own strengths and weaknesses. For example, focused ion-beam scanning electing microscopy (FIB-SEM) can achieve very high resolution (c. 5 nm) and phase sensitivity, but struggles to capture representative volumes and is a destructive technique. Alternatively, X-ray computed tomography (XCT) can capture large volumes in-situ, but often performs poorly at differentiating phases, particularly of small features.By combining image data from multiple techniques (or even just multiple modes or detectors of a single technique) it is possible segment data (i.e. assign each pixel to a phase) with more confidence than any individual method. However, this requires the use of convolutional methods that are able to combine the information from various input channels. In particular, deep convolutional neural networks are very well suited to this kind of task and have seen dramatic advancements in their implementation over the last 5 years due, in part, to their use in self driving cars.This project would develop machine learning based convolutional segmentation tools for confidently characterising multimodal image data, with potential for impact across all areas of materials science.
多相材料内部相分布的精确地图对于提取特征度量(如体积分数和表面积)以及指定用于多物理场模拟的网格域至关重要。各种高分辨率成像技术已经开发了这项任务;然而,每一个都有自己的优点和缺点。例如,聚焦离子束扫描电子显微镜(FIB-SEM)可以实现非常高的分辨率(c。5纳米)和相位灵敏度,但很难捕捉代表性的体积,并且是一种破坏性的技术。或者,X射线计算机断层扫描(XCT)可以在原位捕获大体积,但通常在区分相位方面表现不佳,特别是小特征。通过组合来自多种技术(或甚至只是单一技术的多个模式或检测器)的图像数据,可以比任何单独的方法更有信心地分割数据(即,将每个像素分配给相位)。然而,这需要使用能够将来自各种输入通道的信息联合收割机组合的卷积方法。特别是,深度卷积神经网络非常适合这类任务,并且在过去5年中,由于其在自动驾驶汽车中的使用,其实现取得了巨大的进步。该项目将开发基于机器学习的卷积分割工具,用于自信地表征多模态图像数据,并有可能影响材料科学的所有领域。

项目成果

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