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A study of real-world micrograph data quality and machine learning model robustness

npj Computational Materials 2021年第1期7卷 1463-1473页

作者： Xiaoting Zhong Brian Gallagher Keenan Eves Emily Robertson t.nathan mundhenk t.Yong-Jin Han Materials Science Division Lawrence Livermore National LaboratoryLivermoreCAUSA Center for Applied Scientific Computing Lawrence Livermore National LaboratoryLivermoreCAUSA Defense technologies Engineering Division Lawrence Livermore National LaboratoryLivermoreCAUSA Computational Engineering Division Lawrence Livermore National LaboratoryLivermoreCAUSA

Machine-learning(ML)techniques hold the potential of enabling efficient quantitative micrograph analysis,but the robustness of ML models with respect to real-world micrograph quality variations has not been carefully *** collected thousands of scanning electron microscopy(SEM)micrographs for molecular solid materials,in which image pixel intensities vary due to both the microstructure content and microscope instrument *** then built ML models to predict the ultimate compressive strength(UCS)of consolidated molecular solids,by encoding micrographs with different image feature descriptors and training a random forest regressor,and by training an end-to-end deep-learning(DL)*** show that instrument-induced pixel intensity signals can affect ML model predictions in a consistently negative *** a remedy,we explored intensity normalization *** is seen that intensity normalization helps to improve micrograph data quality and ML model robustness,but microscope-induced intensity variations can be difficult to eliminate.

关键词： instrument image eliminate

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