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Advanced Steel Microstructural Classification by Deep Learning Methods

Azimi, Seyedmajid und Britz, Dominik und Engstler, Michael und Fritz, Mario und Mücklich, Frank (2018) Advanced Steel Microstructural Classification by Deep Learning Methods. Scientific Reports, 8 (2128), Seiten 1-14. Nature Publishing Group. doi: 10.1038/s41598-018-20037-5. ISSN 2045-2322.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
2MB

Offizielle URL: https://www.nature.com/articles/s41598-018-20037-5

Kurzfassung

The inner structure of a material is called microstructure. It stores the genesis of a material and determines all its physical and chemical properties. While microstructural characterization is widely spread and well known, the microstructural classification is mostly done manually by human experts, which gives rise to uncertainties due to subjectivity. Since the microstructure could be a combination of different phases or constituents with complex substructures its automatic classification is very challenging and only a few prior studies exist. Prior works focused on designed and engineered features by experts and classified microstructures separately from the feature extraction step. Recently, Deep Learning methods have shown strong performance in vision applications by learning the features from data together with the classification step. In this work, we propose a Deep Learning method for microstructural classification in the examples of certain microstructural constituents of low carbon steel. This novel method employs pixel-wise segmentation via Fully Convolutional Neural Network (FCNN) accompanied by a max-voting scheme. Our system achieves 93.94% classification accuracy, drastically outperforming the state-of-the-art method of 48.89% accuracy. Beyond the strong performance of our method, this line of research offers a more robust and first of all objective way for the difficult task of steel quality appreciation.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/124219/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Advanced Steel Microstructural Classification by Deep Learning Methods
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Azimi, SeyedmajidSeyedmajid.Azimi (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6084-2272NICHT SPEZIFIZIERT
Britz, DominikMaterial Engineering Center Saarland, Saarbrücken, Saarland UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Engstler, MichaelMaterial Engineering Center Saarland, Saarbrücken, Saarland UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fritz, MarioMax Planck Institute for Informatics, Computer Vision and Multimodal Computing, SaarbrückenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mücklich, FrankMaterial Engineering Center Saarland, Saarbrücken, Saarland UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Februar 2018
Erschienen in:Scientific Reports
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:8
DOI:10.1038/s41598-018-20037-5
Seitenbereich:Seiten 1-14
Verlag:Nature Publishing Group
ISSN:2045-2322
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Deep Learning, microstructure, classification
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben hochauflösende Fernerkundungsverfahren (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > Photogrammetrie und Bildanalyse
Hinterlegt von: Zielske, Mandy
Hinterlegt am:10 Dez 2018 10:55
Letzte Änderung:02 Nov 2023 11:59

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