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科技進(jìn)展
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   獲取納米顆粒定量化形貌信息,是科學(xué)家研究納米顆粒材料性能的重要科研途徑,對(duì)于推動(dòng)納米顆粒材料創(chuàng)新十分重要。掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)是表征納米顆粒材料形貌的重要工具。然而,掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡產(chǎn)生的圖像,會(huì)因?yàn)檩^大的背景干擾和龐大的納米顆粒數(shù)量,使獲取納米顆粒材料形貌信息變得困難。如何在海量而復(fù)雜的圖像中實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地自動(dòng)獲取納米顆粒定量化形貌信息成為挑戰(zhàn)。
  針對(duì)這一問(wèn)題,中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所數(shù)字工廠研究室王卓課題組提出了一種基于深度學(xué)習(xí)的通用框架,用于對(duì)前述兩種電子顯微鏡所產(chǎn)生圖像中的納米顆粒形貌進(jìn)行快速、準(zhǔn)確地在線統(tǒng)計(jì)分析. 該項(xiàng)研究近期獲國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Nanoscale (影響因子8.307)封面(Outside Front Cover)刊載,文章題目是A deep learning-based framework for automatic analysis of nanoparticle morphology in SEM/TEM images。
Nanoscale封面(Outside Front Cover)
  該通用框架主要包括納米顆粒分割模塊、納米顆粒形狀提取模塊和納米顆粒形貌統(tǒng)計(jì)分析模塊三個(gè)重要組成部分。其中,在納米顆粒分割模塊的設(shè)計(jì)中,研究人員將輕量化空洞空間池化金字塔模塊、雙注意力機(jī)制和改進(jìn)的多尺度漸進(jìn)融合解碼器相融合,能夠?qū){米顆粒形貌特征進(jìn)行多尺度多維度的快速捕獲和融合,提高該通用框架的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。
納米顆粒分割模塊結(jié)構(gòu)示意圖
  試驗(yàn)結(jié)果表明,研究人員提出的模型在數(shù)據(jù)集上測(cè)試達(dá)到86.2%的準(zhǔn)確率,并且將模型部署在嵌入式處理器上處理速度可達(dá)11FPS,可以滿足電鏡端的實(shí)時(shí)處理需求。
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