基于UUnet的高分辨率透射电子显微镜下的原子分割及定位方法技术

本发明专利技术涉及一种基于UUnet的高分辨率透射电子显微镜下的原子分割及定位技术。该方法的过程包括：S1:利用高分辨率透射电子显微镜生成原子图片，并将原始图像裁剪为N张子图像，并对每张子图像中的每个原子进行手动质心标定，然后采用点扩散函数G，将标定的原子坐标扩散成圆，并将标定后的结果图作为训练集用于原子分割处理；S2：采用基于Unet模型和基于Swin

【技术实现步骤摘要】
基于UUnet的高分辨率透射电子显微镜下的原子分割及定位方法


[0001]本专利技术涉及一种基于UUnet的高分辨率透射电子显微镜下的原子分割及定位方法，属于计算机视觉领域。

技术介绍

[0002]晶体材料中的原子间距变化(应变、晶界、孪晶界)会对晶体材料的性能产生影响，例如镍基高温合金是制造航空发动机和燃气轮机等高温高压部件的关键结构材料，在工程合金中引入更多的孪晶界可以显著提升合金的寿命。其中，原子质心位置的精确定位是分析原子间距变化的关键，原子间距变化大小的分析是解析原子结构的关键。
[0003]然而原子质心定位是一件极具挑战的工作。首先，高分辨率透射电子显微镜原子图像在拍摄过程中会受到各种噪声干扰。其次，目前用来记录高质量的原子尺度数据的方法大多是利用人工标定来进行的，原子质心的标注会受到原子结构本身所需具备的专业知识限制，即便是此领域的专家也会出现标注出错的情况。不仅如此，高昂的时间成本消耗会影响利用原子质心解析其结构的效率，这些因素使得于工标注不切实际。近几年，人们对可靠的材料原子尺度成像取得重大进展，其主要原因是由于扫描电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于UUnet的高分辨率透射电子显微镜下的原子分割及定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤S1：利用高分辨率透射电子显微镜生成原子图片，并将原始图像裁剪为N张子图像，并对每张子图像中的每个原子进行手动质心标定，然后采用点扩散函数G，将标定的原子坐标扩散成网，并将标定后的结果图其作为训练集用于原子分割处理；步骤S2：采用基于Unet模型和基于Swin
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Unet模型的UUnet自适应融合网络分割子图像中的每个原子；步骤S3：采用霍夫曼圆检测对原子分割结果图中的所有原子质心进行精确定位。2.如权利要求1所述的基于UUnet的高分辨率透射电子显微镜下的原子分割及定位方法，其特征在于，所述步骤S1中，设计一种点扩散函数G生成原子训练数据集，参照公式(1)：其中G
ij
表示真值原子图像中像素点(i，j)的强度值，(x
u
，y
r
)表示子图像中的原子质心坐标，其中u＝{u1，u2，......，u
n
}，r＝{r1，r2，......，r
n
}。3.如权利要求或21所述的基于UUnet的高分辨率透射电子显微镜下的原子分割及定位方法，其特征在于，所述步骤S2中，UUnet包括三个模块：M1模块：利用了Unet网络中的8层卷积块，首先对裁剪的子图像执行4次下采样操作，每一次下采样操作都会...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨延红，林帅，李丹阳，王佳佳，王聪聪，吴庆波，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：