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Fast Segmentation Of Synchrotron Tomography Data Using Convolutional Neural Networks

Strohmann, Tobias und Bugelnig, Katrin und Breitbarth, Eric und Wilde, Fabian und Requena, Guillermo (2022) Fast Segmentation Of Synchrotron Tomography Data Using Convolutional Neural Networks. 9th GACM Colloquium on Computational Mechanics, 2022-09-21 - 2022-09-23, Essen.

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Kurzfassung

The continuously increasing brilliance of synchrotron sources as well as the use of fast imaging detectors gives material scientists access to a large amount of three- or four-dimensional data. Such microstructural data are important to investigate the relationships between microstructure and properties of materials. However, human-based segmentation of tomographic images can be a tedious time-consuming task and often represents a bottleneck in the research process. Deep learning algorithms and, particularly, convolutional neural networks are state-of-the-art techniques for pattern recognition in digital images, and their use in materials science is explored. However, their application needs to be adapted to the specific needs of this field. In our work, a convolutional neural network was trained to segment the microstructural components of an Al-Si cast alloy imaged using synchrotron X-ray tomography. A pixel-wise weighted error function is implemented to account for microstructural features which are difficult to identify in the topographies but play a relevant role for the correct description of the 3D architecture of the investigated alloy. The results show that the total working time for the segmentation with the trained convolutional neural network was reduced to <1% of the time needed for human-based segmentation.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/189496/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Fast Segmentation Of Synchrotron Tomography Data Using Convolutional Neural Networks
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Strohmann, TobiasTobias.Strohmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9277-1376NICHT SPEZIFIZIERT
Bugelnig, KatrinKatrin.Bugelnig (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Breitbarth, EricEric.Breitbarth (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3479-9143NICHT SPEZIFIZIERT
Wilde, FabianHereonNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Requena, GuillermoGuillermo.Requena (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5682-1404NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:22 September 2022
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Synchrotron Tomography, Deep Learning, Machine Learning
Veranstaltungstitel:9th GACM Colloquium on Computational Mechanics
Veranstaltungsort:Essen
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:21 September 2022
Veranstaltungsende:23 September 2022
Veranstalter :GACM
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Komponenten und Systeme
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L CS - Komponenten und Systeme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Strukturwerkstoffe und Bauweisen
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Metallische Strukturen und hybride Werkstoffsysteme
Hinterlegt von: Strohmann, Tobias
Hinterlegt am:03 Nov 2022 08:52
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:50

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