JP6704052B2 - マルチモダリティ鉱物質セグメント化システムおよび方法 - Google Patents
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Description
現行のイメージングおよび鉱物割り当て技法には限界がある。例えば、3D鉱物マップ作成に関連する技術は、重複するCT値を有する鉱物を区別することができない。これは、粒子のクラスタが、平均原子番号が非常に近い鉱物を含む場合に起こり得る。さらに、この技法は、画像内の領域の縁または境界上に位置するボクセル/ピクセルに間違った鉱物質を割り当てる可能性がある。他方、多相セグメント化方法は、複雑で、計算集約的であり、3D鉱物マップイメージング解析技法と同じ問題を抱える可能性がある。
添付の図面において、参照符号は異なる図を通して同じ部分を指す。図面は必ずしも原寸に比例せず、代わりに、本発明の原理を例示することに重点が置かれている。図面のうち、
Claims (19)
- マルチモダリティ・イメージング・システムのための試料の鉱物質セグメント化方法であって、前記マルチモダリティ・イメージング・システムは、異なるデータセットを互いに位置合わせして、前記試料のボリュームデータセットを表現するように構成されており、前記方法は、
前記試料の1つまたは複数の画像データセットを生成するステップと、
前記1つまたは複数の画像データセットの少なくとも一部分をカバーする1つまたは複数の鉱物マップを作成するステップと、
前記1つまたは複数の画像データセット内の鉱物に関連付けられる領域を識別し、ラベル付けするために、前記1つまたは複数の画像データセットに前記1つまたは複数の鉱物マップをマスクとして適用するステップと、
特徴生成器を介して前記ラベル付き領域から特徴ベクトルを抽出するステップと、
前記特徴ベクトルの挙動情報を学習するために、前記抽出された特徴ベクトルに対して機械学習訓練アルゴリズムを実行するステップと、
前記試料内の前記鉱物を分類する前記試料のセグメント化画像表現を構築するために、前記機械学習訓練アルゴリズムから学習されている前記挙動情報を前記1つまたは複数の画像データセットに適用するステップとを含み、
前記特徴ベクトルは、前記1つまたは複数の画像データセットに特徴生成器を適用することにより導出される特徴値の配列である、方法。 - 前記試料内の前記鉱物を識別するために、エネルギー分散型X線分光法を使用して、前記鉱物マップが作成される、請求項1に記載の方法。
- 特徴生成器を介して前記ラベル付き領域から特徴ベクトルを抽出するステップは、前記特徴ベクトルを抽出するために、特徴抽出エンジンが、前記特徴生成器を使用するコンピュータシステム上で実行することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記特徴生成器は、ガボールフィルタを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記抽出された特徴ベクトルに対して機械学習訓練アルゴリズムを実行するステップは、機械学習エンジンが、前記特徴抽出エンジンによって渡される前記抽出された特徴ベクトルを受け入れ、前記抽出された特徴ベクトルに対して前記機械学習訓練アルゴリズムを実行するコンピュータシステム上で実行することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記機械学習訓練アルゴリズムは、ランダムフォレスト機械学習訓練アルゴリズムを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記試料の1つまたは複数の画像データセットを生成するステップは、前記1つまたは複数の画像データセットとして前記試料の1つまたは複数のX線ボリュームデータセットを生成することを含む、請求項1に記載の方法。
- 異なるX線エネルギーを使用して前記試料の前記1つまたは複数のX線ボリュームデータセットを生成するステップをさらに含む、請求項7に記載の方法。
- 前記1つまたは複数の画像データセットに前記1つまたは複数の鉱物マップをマスクとして適用するステップは、前記1つまたは複数の画像データセット内の鉱物に関連付けられる領域を識別し、ラベル付けするために、前記1つまたは複数の鉱物マップを使用することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記画像データセットの少なくとも1つはX線ボリュームデータセットであり、前記試料の前記セグメント化画像表現は、セグメント化X線ボリュームデータセットである、請求項1に記載の方法。
- 前記試料の1つまたは複数の画像データセットを生成するステップは、前記マルチモダリティ・イメージング・システムの集束イオンビーム走査電子顕微鏡(FIB−SEM)イメージング・分析システムを使用して、1つまたは複数の画像データセットとして前記試料の1つまたは複数のFIB−SEMボリュームデータセットを生成することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記FIB−SEMイメージング・分析システムの後方散乱電子モードおよび/または二次電子モードを使用して、前記試料の前記1つまたは複数のFIB−SEMボリュームデータセットを生成するステップをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記画像データセットの少なくとも1つはFIB−SEMボリュームデータセットであり、前記試料の前記セグメント化画像表現は、セグメント化FIB−SEMボリュームデータセットである、請求項1に記載の方法。
- 前記試料の1つまたは複数の画像データセットを生成するステップは、前記マルチモダリティ・イメージング・システムの集束イオンビーム走査電子顕微鏡(FIB−SEM)イメージング・分析システムを使用して、1つまたは複数の画像データセットとして前記試料の1つまたは複数のFIB−SEMデータセットを生成することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記FIB−SEMイメージング・分析システムの後方散乱電子モードおよび/または二次電子モードを使用して、前記試料の前記画像データセットとして1つまたは複数の2D画像を生成するステップをさらに含む、請求項14に記載の方法。
- 試料の鉱物をセグメント化するためのマルチモダリティ・イメージング・システムであって、前記マルチモダリティ・イメージング・システムは、異なるデータセットを互いに位置合わせして、前記試料のボリュームデータセットを表現するように構成されており、前記システムは、
前記試料の1つまたは複数の画像データセットを生成するイメージングシステムと、
前記試料内の前記鉱物を識別する1つまたは複数の鉱物マップを作成するエネルギー分散X線分光法システムと、
前記1つまたは複数の画像データセット内の鉱物に関連付けられる領域を識別し、ラベル付けするために、前記1つまたは複数の画像データセットに前記1つまたは複数の鉱物マップをマスクとして適用し、前記ラベル付き領域から特徴ベクトルを抽出する特徴抽出エンジンを利用し、前記特徴ベクトルの挙動情報を学習するために、前記抽出された特徴ベクトルに対して機械学習訓練アルゴリズムを実行する機械学習エンジンを利用し、前記試料内の前記鉱物を分類する前記試料のセグメント化画像表現を構築するために、前記機械学習訓練アルゴリズムから学習されている前記挙動情報を前記1つまたは複数の画像データセットに適用するコンピュータシステムとを備え、
前記特徴ベクトルは、前記1つまたは複数の画像データセットに特徴生成器を適用することにより導出される特徴値の配列である、システム。 - 前記イメージングシステムは、前記試料の前記画像データセットとして前記試料の1つまたは複数のX線ボリュームデータセットを生成する、請求項16に記載のシステム。
- 前記イメージングシステムは、前記試料の前記画像データセットとして、前記試料の1つまたは複数のFIB−SEMボリュームデータセットを生成する集束イオンビーム走査電子顕微鏡(FIB−SEM)イメージングシステムを含む、請求項16に記載のシステム。
- 前記イメージングシステムは、前記試料の前記画像データセットとして、前記試料の1つまたは複数の2D画像を生成する集束イオンビーム走査電子顕微鏡(FIB−SEM)を含む、請求項16に記載のシステム。
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