JP7279697B2 - 情報処理装置、情報処理方法、及び情報処理プログラム - Google Patents

情報処理装置、情報処理方法、及び情報処理プログラム Download PDF

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Description

本発明は、情報処理装置、情報処理方法、及び情報処理プログラムに関する。
従来、透過電子顕微鏡(TEM:Transmission Electron Microscope)により撮像された画像(以下、単に「TEM画像」と称する。)を解析する技術が知られている。例えば、非特許文献1には、TEM画像に対する一般的な画像解析技術が開示されている。
また、非特許文献2には、ディープニューラルネットワークを用いてTEM画像に写る物質の局所構造を解析する技術が開示されている。
HREM Research Inc., "GPA for Digital Micrograph",[令和2年9月14日検索],インターネット<https://www.hremresearch.com/Eng/download/documents/gpa4dm.pdf> Jacob Madsenほか, "A Deep Learning Approach to Identify Local Structures in Atomic‐Resolution Transmission Electron Microscopy Images", [令和2年9月14日検索],インターネット<https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adts.201800037@10.1002/(ISSN)25130390.Machine Learning>
ところで、TEM画像に写る材料の結晶性を評価したい場合がある。図8に、TEM画像の一例を示す。例えば、図8に示されるように、TEM画像IM1,IM2に写る模様のような箇所は結晶性が高い箇所であり、それ以外の箇所は結晶性が低い箇所である。
図8に示されるようなTEM画像IM1,IM2の結晶性を評価しようとする場合、例えば、図9に示されるように、画像の輝度値によってその結晶性を評価することが考えられる。
しかし、図9に示されるように、TEM画像IMのうちの結晶性が高い箇所Lと結晶性が低い箇所Lとでほぼ同じ輝度である箇所も多く、単に画像の輝度値によって結晶性を評価することはできない。TEM画像IMの輝度値に対して単に閾値処理を施した場合には、図9に示されるような画像IMbが生成される。しかし、図9の画像IMbは、単に輝度値が高い部分が画素単位で抽出されているものの、結晶性が異なる部分について領域単位では抽出されていない。
このため、例えば、上記特許文献1に開示されているような画像解析のみでは、TEM画像に写る材料の結晶性の異なる領域を判定することはできない。
また、上記非特許文献2に開示されているようなニューラルネットワーク等によってTEM画像に写る材料の結晶性を評価しようとする場合、ラベル付きの学習用データを大量に用意する必要がある。ニューラルネットワーク等の学習済みモデルの精度は、その学習用データの質及び量に依存する。精度の良い学習済みモデルを生成しようとする場合には大量の学習用データを用意する必要があり、その用意に膨大な手間がかかる。
このため、上記非特許文献1,2の従来技術は、TEM画像に写る材料の結晶性を簡易に判定することができない、という課題がある。
本発明は、上記事実を考慮し、TEM画像に写る材料の結晶性を簡易に判定することを目的とする。
第1態様の情報処理装置は、透過電子顕微鏡により撮像された画像を取得する取得部と、前記取得部により取得された前記画像の部分領域の各々について、前記部分領域の画像に対して2次元フーリエ変換を実行する変換部と、前記変換部により得られた前記部分領域の各々の前記2次元フーリエ変換の結果に基づいて、前記2次元フーリエ変換の結果から得られる周波数強度をクラスタリングするクラスタリング部と、前記クラスタリング部によるクラスタリング結果に基づいて、前記画像のうちの結晶性の異なる領域を判定する判定部と、を含む情報処理装置である。
第2態様の情報処理装置の前記クラスタリング部は、複数の前記部分領域を、結晶性が高い領域であることを示す第1のクラスタと、結晶性が低い領域であることを示す第2のクラスタとにクラスタリングする。これにより、部分領域の各々について、結晶性が高い領域であるのか低い領域であるのかを判定することができる。
第3態様の情報処理装置の前記変換部は、中心画素を中心とする所定範囲内の画像を表す前記部分領域の各々について、前記2次元フーリエ変換を実行し、前記判定部は、前記部分領域の各々について計算された前記2次元フーリエ変換の結果に基づく前記クラスタリング部のクラスタリング結果から、前記部分領域内の前記中心画素は結晶性が高い画素であるか否かを判定することにより、前記部分領域は結晶性が高い領域であるか否かを判定する。これにより、画像中の画素毎に結晶性が高い領域であるのか低い領域であるのかを判定することができる。
第4態様の情報処理装置は、前記判定部による前記中心画素の各々の判定結果に基づいて、結晶性が高いと判定された場合には前記中心画素に対応する位置の画素に第1の画素値を付与し、結晶性が低いと判定された場合には前記中心画素に対応する位置の画素に第2の画素値を付与することにより、結晶性の度合いを表す結晶性画像を生成する画像生成部を更に含む。これにより、TEM画像に写る材料の結晶性の異なる領域を可視化することができる。
第5態様の情報処理装置の前記クラスタリング部は、前記2次元フーリエ変換の結果から得られる周波数強度を積算し、前記積算により得られた値をクラスタリングする。これにより、部分領域内の周波数強度を考慮して結晶性の異なる領域を判定することができる。
第6態様の情報処理装置の前記クラスタリング部は、所定のベクトル圧縮手法を用いて、前記積算により得られた値である高次元ベクトルを前記高次元ベクトルよりも次元が低いベクトルである低次元ベクトルへ圧縮し、圧縮された前記低次元ベクトルをクラスタリングする。これにより情報量が低減されるため、結晶性の判定に要する処理を低減させることができる。
第7態様の情報処理方法は、透過電子顕微鏡により撮像された画像を取得し、取得された前記画像の部分領域の各々について、前記部分領域の画像に対して2次元フーリエ変換を実行し、得られた前記部分領域の各々の前記2次元フーリエ変換の結果に基づいて、前記2次元フーリエ変換の結果から得られる周波数強度をクラスタリングし、クラスタリング結果に基づいて、前記画像のうちの結晶性の異なる領域を判定する、処理をコンピュータが実行する情報処理方法である。
第8態様の情報処理プログラムは、透透過電子顕微鏡により撮像された画像を取得し、取得された前記画像の部分領域の各々について、前記部分領域の画像に対して2次元フーリエ変換を実行し、得られた前記部分領域の各々の前記2次元フーリエ変換の結果に基づいて、前記2次元フーリエ変換の結果から得られる周波数強度をクラスタリングし、クラスタリング結果に基づいて、前記画像のうちの結晶性の異なる領域を判定する、処理をコンピュータに実行させるための情報処理プログラムである。
以上説明したように本発明によれば、TEM画像に写る材料の結晶性を簡易に判定することができる、という効果がある。
実施形態に係る情報処理システムの概略ブロック図である。 TEM画像における部分領域を説明するための図である。 2次元フーリエ変換の結果から周波数強度を得る方法を説明するための図である。 クラスタリングを説明するための図である。 結晶性画像の一例を示す図である。 実施形態に係るユーザ端末及びサーバのコンピュータの構成例を示す図である。 実施形態に係るサーバで行われる情報処理の一例を示すフローチャートである。 TEM画像の一例を示す図である。 TEM画像に対して閾値処理を施した画像の一例を示す図である。
<実施形態>
図1は、実施形態に係る情報処理システム10の機能構成の一例を示すブロック図である。情報処理システム10は、図1に示されるように、ユーザ端末12と、情報処理装置の一例であるサーバ14とを備える。ユーザ端末12とサーバ14とは、例えば、インターネット等のネットワーク13を介して接続される。
実施形態に係る情報処理システム10は、透過電子顕微鏡により撮像された画像であるTEM画像を解析し、TEM画像に写る材料の結晶性を判定する。具体的には、情報処理システム10のサーバ14は、ユーザ端末12から送信されたTEM画像の各部分領域をフーリエ変換することにより、各部分領域の周波数強度を得る。そして、サーバ14は、TEM画像の各部分領域の周波数強度をクラスタリングすることにより、TEM画像のうちの結晶性の異なる領域を判定する。これにより、TEM画像に写る材料の結晶性を簡易に判定することができる。
以下、具体的に説明する。
(ユーザ端末)
ユーザは、分析対象である材料のTEM画像を、自身が操作するユーザ端末12へ入力する。TEM画像は、透過電子顕微鏡により撮像された材料の画像である。
ユーザ端末12は、ユーザから入力されたTEM画像を、ネットワーク13を介してサーバ14へ送信する。後述するサーバ14において、ユーザ端末12から送信されたTEM画像の解析が行われる。
(サーバ)
サーバ14は、図1に示されるように、送受信部140と、取得部142と、変換部144と、クラスタリング部146と、判定部148と、画像生成部150とを備えている。
送受信部140は、ユーザ端末12から送信されたTEM画像を受信する。
取得部142は、送受信部140により受信されたTEM画像を取得する。
変換部144は、取得部142により取得されたTEM画像の部分領域の各々について、当該部分領域の画像に対して2次元フーリエ変換を実行する。図2に、TEM画像における部分領域を説明するための図を示す。
具体的には、変換部144は、図2に示されるように、中心画素Pを中心とする所定範囲内の画像を表す部分領域RをTEM画像IM内に複数設定する。例えば、変換部144は、TEM画像IMを構成する各画素を中心画素Pとして順に設定することにより、部分領域Rの各々を設定する。そして、変換部144は、部分領域の各々に対し2次元フーリエ変換を実行する。
クラスタリング部146は、変換部144により得られた部分領域の各々の2次元フーリエ変換の結果に基づいて、既知の技術を用いて、2次元フーリエ変換の結果から得られる周波数強度を2以上のクラスタへクラスタリングする。なお、周波数強度はパワースペクトルである。
図3に、2次元フーリエ変換の結果から周波数強度を得る方法を説明するための図を示す。図3に示されるように、1つの部分領域Rに対して2次元フーリエ変換の結果Ifが得られたとする。2次元フーリエ変換の結果Ifの各画素値は周波数強度に対応する。この場合、クラスタリング部146は、図3に示されるように、2次元フーリエ変換の結果Ifの中心xf0から外側へ向かって直線Lを設定し、この直線L上に位置する周波数強度の各々を取得する。そして、クラスタリング部146は、これら直線L上の各位置の周波数強度を要素とするベクトルを生成する。
次に、クラスタリング部146は、図3に示される直線Lを矢印rの方向へ微小に回転させる。そして、クラスタリング部146は、その際の直線L上に位置する周波数強度を要素とするベクトルを取得する。クラスタリング部146は、このようにして2次元フーリエ変換の結果Ifの各方向の周波数強度を表すベクトルを取得し、それらのベクトルを積算し、図3のグラフSpに示されるような積算値を表す高次元ベクトルを得る。なお、グラフSpのうちの横軸は2次元フーリエ変換の結果Ifの中心xf0からの距離を表し、縦軸は周波数強度Sを表す。グラフSpの各値が、高次元ベクトルの各要素の値となる。このため、1つの部分領域に対して1つの高次元ベクトルが得られる。
次に、クラスタリング部146は、所定のベクトル圧縮手法の一例である主成分分析を用いて、高次元ベクトルを低次元ベクトルへ圧縮する。低次元ベクトルは、高次元ベクトルよりも次元が低いベクトルである。このため、1つの部分領域が1つの低次元ベクトルに相当する。
図4にクラスタリングを説明するための図を示す。低次元ベクトルが2次元ベクトルである場合、1つの2次元ベクトルが1つの部分領域に相当し、図4のQ1に示されるような分布が形成される。
例えば、クラスタリング部146は、圧縮により得られた低次元ベクトルを2つのクラスタにクラスタリングする場合、結晶性が高い領域であることを示す第1のクラスタと、結晶性が低い領域であることを示す第2のクラスタとに低次元ベクトルをクラスタリングする。
例えば、図4のQ1に示されるような2次元ベクトルの分布を2つのクラスタにクラスタリングする場合、2次元ベクトルの分布に応じて第1のクラスタCL1と第2のクラスタCL2とがクラスタリング結果として得られる。
図4のQ2は、2次元ベクトルの分布の密度を表す図であり、等高線によってその密度が表されている。例えば、このうちのC1は結晶性の度合いが高い部分領域に対応する第1のクラスタの中心であり、C2は結晶性の度合いが低い部分領域に対応する第2のクラスタの中心である。
判定部148は、クラスタリング部146によるクラスタリング結果に基づいて、TEM画像のうちの結晶性の異なる領域を判定する。具体的には、判定部148は、クラスタリング結果に基づいて、部分領域内の中心画素は、結晶性が高い画素であるか否かを判定する。これにより、複数の部分領域の各々について結晶性が高い領域であるか否かが判定される。
例えば、判定部148は、第1のクラスタに属する部分領域の中心画素は、結晶性が高い画素であると判定する。一方、判定部148は、第2のクラスタに属する部分領域の中心画素は、結晶性が低い画素であると判定する。
画像生成部150は、判定部148による中心画素の各々の判定結果に基づいて、中心画素は結晶性が高いと判定された場合には、中心画素に対応する位置の画素に第1の画素値(例えば、白色を表す画素値)を付与する。また、画像生成部150は、判定部148による中心画素の各々の判定結果に基づいて、中心画素は結晶性が低いと判定された場合には、中心画素に対応する位置の画素に第2の画素値(例えば、黒色を表す画素値)を付与する。このようにして、画像生成部150は、結晶性の度合いを表す結晶性画像を生成する。
図5に、TEM画像IMと、従来技術により生成された結晶性画像IMbと、本実施形態のサーバ14の処理により生成された結晶性画像IMcとの一例を示す。従来技術により生成された結晶性画像IMbは、画像の輝度値を閾値処理して、その結晶性を評価することにより得られた画像である。
本実施形態のサーバ14の処理により生成された結晶性画像IMcでは、中心画素が第1のクラスタに属し結晶性が高いと判定された場合には白色を付与し、中心画素が第2のクラスタに属し結晶性が低いと判定された場合には黒色が付与されている。図5に示されるように、従来手法より得られた結晶性画像IMbは、単に画素値に基づく閾値処理によって得られた画像であり、結晶性が高い部分が画素単位で抽出されているものの、領域単位では抽出されていない。これに対し、結晶性画像IMcは、結晶性が高い部分が領域単位で精度良く抽出されていることがわかる。
送受信部140は、画像生成部150により生成された結晶性画像をユーザ端末12へ送信する。
ユーザ端末12は、サーバ14から送信された結晶性画像を受信する。ユーザは、ユーザ端末12の表示部に表示された結晶性画像を確認する。
ユーザ端末12及びサーバ14は、例えば、図6に示すようなコンピュータ50によって実現することができる。ユーザ端末12及びサーバ14を実現するコンピュータ50は、CPU51、一時記憶領域としてのメモリ52、及び不揮発性の記憶部53を備える。また、コンピュータは、入出力装置等(図示省略)が接続される入出力interface(I/F)54、及び記録媒体59に対するデータの読み込み及び書き込みを制御するread/write(R/W)部55を備える。また、コンピュータは、インターネット等のネットワークに接続されるネットワークI/F56を備える。CPU51、メモリ52、記憶部53、入出力I/F54、R/W部55、及びネットワークI/F56は、バス57を介して互いに接続される。
記憶部53は、Hard Disk Drive(HDD)、Solid state drive(SSD)、フラッシュメモリ等によって実現できる。記憶媒体としての記憶部53には、コンピュータを機能させるためのプログラムが記憶されている。CPU51は、プログラムを記憶部53から読み出してメモリ52に展開し、プログラムが有するプロセスを順次実行する。
次に、実施形態の情報処理システム10の作用について説明する。
ユーザ端末12へTEM画像が入力されると、ユーザ端末12は、TEM画像をサーバ14へ送信する。サーバ14がTEM画像を受信すると、サーバ14は図7に示す情報処理ルーチンを実行する。
ステップS100において、CPU51は、取得部142として、送受信部140により受信されたTEM画像を取得する。
ステップS102において、CPU51は、変換部144として、上記ステップS100で取得されたTEM画像に対して、中心画素を中心とする部分領域を設定する。部分領域は複数設定される。そして、CPU51は、変換部144として、複数の部分領域の各々の画像に対して2次元フーリエ変換を実行する。
ステップS104において、CPU51は、クラスタリング部146として、上記ステップS102で得られた部分領域の各々の2次元フーリエ変換の結果に基づいて、2次元フーリエ変換の結果から得られる周波数強度を要素とする高次元ベクトルを生成する。具体的には、クラスタリング部146は、部分領域内の周波数強度を表すベクトルを積算し、上記図3のグラフSpに示されるような積算値を表す高次元ベクトルを得る。高次元ベクトルは、部分領域毎に得られる。
ステップS106において、CPU51は、クラスタリング部146として、主成分分析を用いて、上記ステップS104で得られた部分領域毎の高次元ベクトルを低次元へ圧縮することにより、部分領域毎の低次元ベクトルを生成する。
ステップS108において、CPU51は、クラスタリング部146として、上記ステップS106で部分領域毎の低次元ベクトルをクラスタリングする。
ステップS110において、CPU51は、判定部148として、上記ステップS108で得られたクラスタリング結果に基づいて、TEM画像のうちの結晶性の異なる領域を判定する。
ステップS112において、CPU51は、画像生成部150として、上記ステップS110で得られた判定結果に基づいて、中心画素は結晶性が高いと判定された場合には、中心画素に対応する位置の画素に第1の画素値(例えば、白色を表す画素値)を付与する。また、CPU51は、画像生成部150として、上記ステップS110で得られた判定結果に基づいて、中心画素は結晶性が低いと判定された場合には、中心画素に対応する位置の画素に第2の画素値(例えば、黒色を表す画素値)を付与する。これにより、結晶性の度合いを表す結晶性画像が生成される。
ステップS114において、CPU51は、送受信部140として、上記ステップS112で生成された結晶性画像をユーザ端末12へ結果として送信する。
以上説明したように、実施形態に係る情報処理システム10のサーバ14は、透過電子顕微鏡により撮像された画像であるTEM画像の部分領域の各々について、当該部分領域の画像に対して2次元フーリエ変換を実行する。サーバ14は、複数の部分領域の各々の2次元フーリエ変換の結果に基づいて、2次元フーリエ変換の結果から得られる周波数強度をクラスタリングする。そして、サーバ14は、クラスタリング結果に基づいて、TEM画像のうちの結晶性の異なる領域を判定する。これにより、TEM画像に写る材料の結晶性を簡易に判定することができる。より具体的には、TEM画像に写る材料の結晶性の異なる領域を簡易に判定することができる。
また、ニューラルネットワークのような学習済みモデルを利用する必要がなくなるため、ラベル付きの学習用データを用意することなく、TEM画像内の各部分領域の結晶性を判定することができる。また、閾値を設定することなく、TEM画像内の各部分領域の結晶性を判定することができる。
なお、上記の実施形態における各装置で行われる処理は、プログラムを実行することにより行われるソフトウエア処理として説明したが、ハードウエアで行う処理としてもよい。或いは、ソフトウエア及びハードウエアの双方を組み合わせた処理としてもよい。また、ROMに記憶されるプログラムは、各種記憶媒体に記憶して流通させるようにしてもよい。
さらに、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
例えば、上記実施形態では、TEM画像内の複数の部分領域を、結晶性が高い領域であることを示す第1のクラスタと、結晶性が低い領域であることを示す第2のクラスタとにクラスタリングする場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。TEM画像中の結晶性の異なる領域を判定するためのクラスタの数はいくつであってもよい。
また、上記実施形態では、所定のベクトル圧縮手法として主成分分析を用いる場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。他の圧縮手法を用いてもよい。例えば、既知の圧縮手法であるUMAP(Uniform Manifold Approximation and Projection)を用いても良い。
また、上記実施形態では、高次元ベクトルを2次元ベクトルへ圧縮する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく2次元以上のベクトルへ圧縮するようにしてもよい。または、高次元ベクトルを圧縮せずにクラスタリングを行っても良い。
10 情報処理システム
12 ユーザ端末
13 ネットワーク
14 サーバ
140 送受信部
142 取得部
144 変換部
146 クラスタリング部
148 判定部
150 画像生成部
50 コンピュータ
52 メモリ
53 記憶部

Claims (6)

  1. 透過電子顕微鏡により撮像された画像を取得する取得部と、
    前記取得部により取得された前記画像の部分領域の各々について、前記部分領域の画像に対して2次元フーリエ変換を実行する変換部と、
    前記変換部により得られた前記部分領域の各々の前記2次元フーリエ変換の結果に基づいて、前記2次元フーリエ変換の結果から得られる周波数強度をクラスタリングするクラスタリング部と、
    前記クラスタリング部によるクラスタリング結果に基づいて、前記画像のうちの結晶性の異なる領域を判定する判定部と、
    を含み、
    前記変換部は、中心画素を中心とする所定範囲内の画像を表す前記部分領域の各々について、前記2次元フーリエ変換を実行し、
    前記判定部は、前記部分領域の各々について計算された前記2次元フーリエ変換の結果に基づく前記クラスタリング部のクラスタリング結果から、前記部分領域内の前記中心画素は結晶性が高い領域の画素であるか否かを判定することにより、前記部分領域は結晶性が高い領域であるか否かを判定し、
    前記判定部による前記中心画素の各々の判定結果に基づいて、結晶性が高いと判定された場合には前記中心画素に対応する位置の画素に第1の画素値を付与し、結晶性が低いと判定された場合には前記中心画素に対応する位置の画素に第2の画素値を付与することにより、結晶性の度合いを表す結晶性画像を生成する画像生成部を更に含む、
    情報処理装置。
  2. 前記クラスタリング部は、複数の前記部分領域を、結晶性が高い領域であることを示す第1のクラスタと、結晶性が低い領域であることを示す第2のクラスタとにクラスタリングする、
    請求項1に記載の情報処理装置。
  3. 前記クラスタリング部は、前記2次元フーリエ変換の結果から得られる周波数強度を積算し、前記積算により得られた値をクラスタリングする、
    請求項1又は請求項2に記載の情報処理装置。
  4. 前記クラスタリング部は、所定のベクトル圧縮手法を用いて、前記積算により得られた値である高次元ベクトルを前記高次元ベクトルよりも次元が低いベクトルである低次元ベクトルへ圧縮し、圧縮された前記低次元ベクトルをクラスタリングする、
    請求項に記載の情報処理装置。
  5. 透過電子顕微鏡により撮像された画像を取得し、
    取得された前記画像の部分領域の各々について、前記部分領域の画像に対して2次元フーリエ変換を実行し、
    得られた前記部分領域の各々の前記2次元フーリエ変換の結果に基づいて、前記2次元フーリエ変換の結果から得られる周波数強度をクラスタリングし、
    クラスタリング結果に基づいて、前記画像のうちの結晶性の異なる領域を判定する、
    処理をコンピュータが実行する情報処理方法であって、
    前記2次元フーリエ変換を実行する際に、中心画素を中心とする所定範囲内の画像を表す前記部分領域の各々について、前記2次元フーリエ変換を実行し、
    前記画像のうちの結晶性の異なる領域を判定する際に、前記部分領域の各々について計算された前記2次元フーリエ変換の結果に基づくクラスタリング結果から、前記部分領域内の前記中心画素は結晶性が高い領域の画素であるか否かを判定することにより、前記部分領域は結晶性が高い領域であるか否かを判定し、
    前記中心画素の各々の判定結果に基づいて、結晶性が高いと判定された場合には前記中心画素に対応する位置の画素に第1の画素値を付与し、結晶性が低いと判定された場合には前記中心画素に対応する位置の画素に第2の画素値を付与することにより、結晶性の度合いを表す結晶性画像を生成する、
    情報処理方法
  6. 透過電子顕微鏡により撮像された画像を取得し、
    取得された前記画像の部分領域の各々について、前記部分領域の画像に対して2次元フーリエ変換を実行し、
    得られた前記部分領域の各々の前記2次元フーリエ変換の結果に基づいて、前記2次元フーリエ変換の結果から得られる周波数強度をクラスタリングし、
    クラスタリング結果に基づいて、前記画像のうちの結晶性の異なる領域を判定する、
    処理をコンピュータに実行させるための情報処理プログラムであって、
    前記2次元フーリエ変換を実行する際に、中心画素を中心とする所定範囲内の画像を表す前記部分領域の各々について、前記2次元フーリエ変換を実行し、
    前記画像のうちの結晶性の異なる領域を判定する際に、前記部分領域の各々について計算された前記2次元フーリエ変換の結果に基づくクラスタリング結果から、前記部分領域内の前記中心画素は結晶性が高い領域の画素であるか否かを判定することにより、前記部分領域は結晶性が高い領域であるか否かを判定し、
    前記中心画素の各々の判定結果に基づいて、結晶性が高いと判定された場合には前記中心画素に対応する位置の画素に第1の画素値を付与し、結晶性が低いと判定された場合には前記中心画素に対応する位置の画素に第2の画素値を付与することにより、結晶性の度合いを表す結晶性画像を生成する、
    情報処理プログラム
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012202701A (ja) 2011-03-23 2012-10-22 Fujitsu Ltd 結晶粒方位の分析方法および結晶粒方位の分析装置
JP6249803B2 (ja) 2014-02-04 2017-12-20 三菱電機株式会社 インバータ試験システム

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2905659B2 (ja) * 1993-02-26 1999-06-14 シャープ株式会社 X線装置と該装置を用いた評価解析方法
US5999255A (en) * 1997-10-09 1999-12-07 Solutia Inc. Method and apparatus for measuring Raman spectra and physical properties in-situ
US7653232B2 (en) * 2005-01-28 2010-01-26 University Of Massachusetts Phase based digital imaging
JP4715953B2 (ja) * 2008-10-10 2011-07-06 トヨタ自動車株式会社 ナノコンポジット熱電変換材料、それを用いた熱電変換素子およびナノコンポジット熱電変換材料の製造方法
US9755128B2 (en) * 2008-10-10 2017-09-05 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Method of producing thermoelectric material
JP5620967B2 (ja) * 2012-11-22 2014-11-05 日東電工株式会社 透明導電性フィルム
JP2014114196A (ja) * 2012-12-12 2014-06-26 Toyota Motor Corp 複合酸化物材料およびそれを用いた排ガス浄化触媒
KR102301536B1 (ko) * 2015-03-10 2021-09-14 삼성전자주식회사 고해상도 전자 현미경 이미지로부터 결정을 분석하는 방법 및 그 시스템
EP3217423A1 (en) * 2016-03-07 2017-09-13 Fritz Haber Institut der Max Planck Gesellschaft Department of Inorganic Chemistry Transferable silica bilayer film
JP6805996B2 (ja) * 2017-07-28 2020-12-23 トヨタ自動車株式会社 情報処理装置、情報処理方法及び情報処理システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012202701A (ja) 2011-03-23 2012-10-22 Fujitsu Ltd 結晶粒方位の分析方法および結晶粒方位の分析装置
JP6249803B2 (ja) 2014-02-04 2017-12-20 三菱電機株式会社 インバータ試験システム

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