PofoliaPofolia ile paylaşıldı

npj Computational Materials· 2026Q1

Gürültülü 4D-STEM verileri üzerinde otomatik kristal yönelim haritalaması için denetimsiz makine öğrenimi

Unsupervised machine learning for automated crystal orientation mapping on noisy 4D-STEM data

M. Shiga, Motoki Shiga, Shusuke Kanomi, Tomohiro Miyata ve diğerleri

Kısa özet

Gürültülü 4D-STEM verilerinden kristal yönelim haritalamasını otomatikleştiren yeni bir denetimsiz makine öğrenimi hattı, uzman analizinin gözden kaçırdığı küçük kristalografik bileşenleri başarıyla tanımlıyor.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Kendi kendine denetimli gürültü giderme ve denetimsiz kristalografik analiz kullanan otomatik bir 4D-STEM veri analizi hattı önerilmektedir.
  • Gürültü giderme yöntemi kendi kendine denetimlidir ve temiz eğitim görüntüleri ihtiyacını ortadan kaldırır.
  • Denetimsiz analiz, kristal bileşenlerinin etkili bir şekilde tanımlanmasını sağlayan kristal düzlem içi döndürmelerine karşı değişmezdir.
  • Hat, deneysel verilerde uzman analizinin gözden kaçırdığı küçük kristalografik bileşenleri başarıyla tanımlar.
  • Sentetik veriler kullanılarak çeşitli gürültü seviyelerinde sağlamlık gösterilmiştir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Abstract Four-dimensional scanning transmission electron microscopy (4D-STEM) is a high-throughput measurement used to comprehensively acquire diffraction patterns across a region of interest in a specimen. While the measurement is useful for identifying crystallographic microstructures, the data analysis requires significant effort owing to the complexity and high dimensionality of the data. Furthermore, the analysis of low signal-to-noise data from beam-sensitive materials such as polymers is particularly challenging. This study proposes an automatic analysis pipeline that leverages denoising and unsupervised crystallographic analysis for 4D-STEM data. The denoising method is based on a self-supervised approach that eliminates the need for clean training images. The developed method is extended to 4D-STEM data by utilizing diffraction patterns observed at neighboring probe positions. The subsequent unsupervised analysis is designed to be invariant to the crystal in-plane rotations, enabling the effective identification of crystal components. The efficacy of the proposed pipeline is evaluated using both synthetic and experimental 4D-STEM data. Quantitative evaluation for synthetic data across various noise levels demonstrates the robustness of our approach. The results from the experimental data show good agreement with expert analysis in the previous study; furthermore, the pipeline identifies minor crystallographic components that were previously overlooked. These results demonstrate that the pipeline enables robust and automated analysis with significantly reduced analysis cost.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. npj Computational Materials, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Structural BiologyBiochemistry, Genetics and Molecular Biology