爱吧机器人网 » 技术 > 机器学习 > 正文

机器学习:加快电镜缺陷分析

\
 
自动工具能够从仅仅几张电子显微镜图像中识别出缺陷。电子显微镜广泛用于研究各种材料的晶界和杂质等缺陷。然而,这需要大量的图像才能提取出准确的统计信息,同时还需手动完成,既耗时又会因人而异导致结果不一致。现在,美国威斯康星大学和橡树岭国家实验室的研究团队将机器学习、计算机视觉和图像分析技术相结合,获取有关缺陷尺寸和缺陷类型的信息。在分析质量方面,该程序的工作效果已经与人工的相当。若进一步改进,此法将可对大数据集作实时分析。该文近期发表于npj Computational Materials 4:36 (2018)。
 
Editorial Summary原文
 
Electron microcopy: Speeding things up
 
An automatic tool is able to identify defects from several electron microscopy images. Electron microscopy is widely used to study defects like grain boundaries and impurities in a wide range of materials. However, a large number of images are needed to extract statistically significant information, while identification is still done manually which is not only time-consuming but also inconsistent, depending on the identifier. Now, a team from University of Wisconsin and Oak Ridge National Laboratory in the USA combine machine learning, computer vision, and image analysis techniques to obtain information about the defects size and type. The program’s performance is comparable to manual analysis in terms of quality. Further improvement can lead to real-time analysis from large data sets.
 
\
 
原文Abstract及其翻译
 
Automated defect analysis in electron microscopic images (基于电子显微图像的缺陷自动分析)
 
Wei Li, Kevin G. Field & Dane Morgan
 
Abstract Electron microscopy and defect analysis are a cornerstone of materials science, as they offer detailed insights on the microstructure and performance of a wide range of materials and material systems. Building a robust and flexible platform for automated defect recognition and classification in electron microscopy will result in the completion of analysis orders of magnitude faster after images are recorded, or even online during image acquisition. Automated analysis has the potential to be significantly more efficient, accurate, and repeatable than human analysis, and it can scale with the increasingly important methods of automated data generation. Herein, an automated recognition tool is developed based on a computer vison–based approach; it sequentially applies a cascade object detector, convolutional neural network, and local image analysis methods. We demonstrate that the automated tool performs as well as or better than manual human detection in terms of recall and precision and achieves quantitative image/defect analysis metrics close to the human average. The proposed approach works for images of varying contrast, brightness, and magnification. These promising results suggest that this and similar approaches are worth exploring for detecting multiple defect types and have the potential to locate, classify, and measure quantitative features for a range of defect types, materials, and electron microscopic techniques.
 
摘要 电子显微镜和缺陷分析作为材料科学的基石,可为各类材料体系提供微观结构和性能的详细信息。为电子显微镜创建一个强大而灵活的缺陷自动识别和分类平台,将可在图像记录后甚至在图像采集过程中更快地完成分析任务。与人工分析相比,自动分析有望显著提高分析的效率、准确性和可重复性,并可通过日渐显要的自动数据生成方法进行扩展。本研究基于计算机视觉方法,开发了一种自动识别工具;依次应用了级联对象检测器、卷积神经网络和局部图像分析方法。该自动化工具已被证明在回溯和精确度方面与人工手动检测水平相当或更好,在图像/缺陷分析定量指标方面,接近人类平均水平。此方法适用于不同对比度、不同亮度和不同放大倍数的图像。该研究结果表明,此法或类似方法值得深入探索,以便能检测多种类型的缺陷,使其具有定位、分类、定量测量一系列类型的缺陷、材料和电子显微技术的特征。

\


上一篇:如何在机器学习项目中使用统计方法的示例
下一篇:Ian Goodfellow:你的GAN水平我来打分
精选推荐
什么是机器人学?机器人学简介
什么是机器人学?机器人学简介

[2017-12-14]  机器人学是工程学与科学的交叉学科,包括机械工程,电气工程,计算机科学等。机器人技术涉及机器人的设计、制造、操作和应用,以及用于控制、感官反馈和信息处理的计算机系统。...

美国人工智能公司Skymind进入福建全面开展业务
美国人工智能公司Skymind进入福建全面开展业务

[2017-12-11]  人工智能在当今这个时代对大家来说想必是非常熟悉的,这也是我国近十几年来一直追求的目标,未来的时间里这也将是全人类追求的目标。就目前来看,近年来,人工智能或在我国迎......

基于生物启发的机器人很容易适应丢失附属器官
基于生物启发的机器人很容易适应丢失附属器官

[2017-12-17]  很多机器人被设计应用在危险环境,如灾难现场。在这些地方,他们的运动系统完全有可能被损坏。那这样会吓跑这些机器人吗?也许不是,如果它们像日本的东北和北海道大学创造的......

2023年服务机器人市场将超过250亿美元
2023年服务机器人市场将超过250亿美元

[2017-09-04]  全球服务机器人市场预计到2023年将达到250亿美元, 并在预测期内登记15% 的复合年增长率。短期中期回收期和投资回报率高 (ROI), 以及在教育和研究、临场感、防御、救援和安......

南加州大学机器人学家:机器人更适合粗暴的爱
南加州大学机器人学家:机器人更适合粗暴的爱

[2019-11-07]  图片来自JOHN MADERE GETTY IMAGES打是疼骂是爱,当人类粗暴的将物体从机器人手中敲掉,看似残忍,实际上却能帮助机器人找到最好的握持物 ...

亚马逊计划建一个4000万美元的机器人中心
亚马逊计划建一个4000万美元的机器人中心

[2019-11-07]  爱吧机器人网消息,亚马逊11月6日宣布了一项计划,计划在美国马萨诸塞州韦斯特伯勒建立一个4000万美元、35万平方英尺的机器人创新中心。新 ...

通过对抗性图像黑入大脑
通过对抗性图像黑入大脑

[2018-03-02]  在上面的图片中,左边是一张猫的照片。在右边,你能分辨出它是同一只猫的图片,还是一张看起来相似的狗的图片?这两张图片之间的区别在于, ...

7种常见的机器人焊接类型
7种常见的机器人焊接类型

[2017-12-17]  机器人焊接是工业领域最常见的机器人应用之一,近几十年来主要由汽车行业驱动。机器人焊接在完成大批量,重复性的焊接任务时效率最高。...

本周栏目热点

顶级AI会议NIPS压轴2017(附PPT、视频、代码大汇总)

[2017-12-19]  NIPS,全称神经信息处理系统大会(Conference and Workshop on Neural Information Processing Systems),是一个关于机器学习和计算神经科学的国际会议。该会议固定在每年的12月举行...

机器学习选择深层模型的原因

[1970-01-01]   深度学习采用的模型为深层神经网络(Deep Neural Networks,DNN)模型,即包含多个隐藏层(Hidden Layer,也称隐含层)的神经网络(Ne ...

机器学习—自由编码器

[1970-01-01]   一种常见的深层模型是由自编码器(Auto-Encoder)构造的。自编码器可以利用一组无标签的训练数据{x(1), x(2), &hellip }(其中x(i)是一个n ...

【NIPS最佳论文出炉】冷扑大师能战胜AlphaZero吗?No(Science论文)

[2017-12-19]  拿下NIPS2017 最佳论文,登上Science,“冷扑大师”最近有点热。18日,两位作者,CMU博士生Noam Brown和Tuomas Sandholm教授在Reddit上回答问题。对“为什么不使用深度学习......

日本开发团队给机器人嵌入神经网络

[2016-08-18]    近日在日本国立科学博物馆展出的 机器人 Alter,可谓是目前世界上最为先进的机器人之一,因为它是一款嵌入了神经网络的机器人,来自日本 ...