Автоматизована класифікація структур вуглецевих наноматеріалів на основі моделі комп’ютерного зору
| Автори | Anurag Shrivastava1 , Sheela Hundekari2, Deepak Bhanot3, B Rajalakshmi3, Navdeep Singh5, Ramy Riad Al-Fatlawy6, Kiran Manem7, Kanchan Yadav8 |
| Афіліація |
1Saveetha School of Engineering, Saveetha Institute of Medical and Technical Sciences, Chennai, Tamilnadu, India 2School of Computer Applications, Pimpri Chinchwad University, Pune, India 3Centre of Research Impact and Outcome, Chitkara University, Rajpura- 140417, Punjab, India 4Department of Computer Science, New Horizon College of Engineering, Bangalore, India 5Lovely Professional University, Phagwara, India 6Department of Computers Techniques Engineering, College of Technical Engineering, The Islamic University, Najaf, Iraq 7Department of ECE, GRIET, Hyderabad, Telangana, 50090, India 8Department of Electrical Engineering, GLA University, Mathura, India |
| Е-mail | anuragshri76@gmail.com |
| Випуск | Том 17, Рік 2025, Номер 3 |
| Дати | Одержано 07 квітня 2025; у відредагованій формі 18 червня 2025; опубліковано online 27 червня 2025 |
| Цитування | Anurag Shrivastava, Sheela Hundekari, Deepak Bhanot, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 17 № 3, 03026 (2025) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.17(3).03026 |
| PACS Number(s) | 07.05.Mh, 81.05.ue |
| Ключові слова | Вуглецеві наноматеріали (2) , Аналіз мікроскопічних зображень, Оптимізація модифікованої водної хвилі, Згортковий автоенкодер (CAE), Трансформатор Swin. |
| Анотація |
Структури вуглецевих наноматеріалів мають значні перспективи в різних галузях промисловості, що вимагає точних та автоматизованих методів класифікації. Традиційні підходи спираються на ручні методи вилучення ознак, які часто не в змозі вловлювати складні просторові закономірності, властиві наноструктурам. Традиційні моделі машинного навчання (ML) та базового глибокого навчання (DL) мають низький рівень узагальнення та вимагають ручної розробки ознак, що робить їх неефективними для обробки різноманітних та шумних мікроскопічних зображень наноструктур. Метою є досягнення високоточної та автоматизованої класифікації структур вуглецевих наноматеріалів за допомогою вдосконаленої структури. Новий підхід, натхненний модифікованими водяними хвилями, згортковим автоенкодером із трансформатором Swin (MWW-CAE-ST), інтегрує методи оптимізації та класифікації для вирішення існуючих проблем. Для оцінки структури було використано колекцію мікроскопічних зображень вуглецевих наноматеріалів, включаючи алмазні частинки та нанотрубки. Для покращення якості зображення шляхом зменшення шуму та нормалізації рівнів інтенсивності було застосовано такі методи, як медіанна фільтрація та вирівнювання гістограми (HE). Для вилучення текстурних ознак, які фіксують дрібнозернисті деталі структур наноматеріалів, було використано локальні бінарні шаблони (LBP). Ознаки, згенеровані LBP, були оброблені за допомогою CAE для зменшення розмірності та уточнені за допомогою Swin Transformer, який використовує ієрархічну самоувагу для ефективної класифікації структур. |
|
Перелік посилань |
Інші статті цього номера
1) Електричні та фотоелектричні властивості гетероз’єднань ZnFe2O4/InSe [03001-1-03001-4]2) Проектування, виготовлення та вимірювання одношарової мініатюризованої патч-антени X-діапазону з метаповерхнею для місій CubeSat 0.5U та 1U [03002-1-03002-10]
3) Мікроструктура та морфологічні властивості гранульованого термоелектричного матеріалу Mg3Sb2 [03003-1-03003-7]
4) Зелений синтез ZnO-наночастинок із використанням листових екстрактів лікарських деревних рослин Того, їх характеристика та антимікробні застосування [03004-1-03004-10]
5) Проєктування та покращення характеристик еліптичної патч-антени на 3,5 ГГц для застосувань у 5G Sub-6 ГГц та WiMAX [03005-1-03005-6]
6) Еліпсометричні дослідження та моделювання за Максвеллом–Гарнеттом двошарових структур на основі нітриду кремнію, отриманих методом LPCVD [03006-1-03006-5]
7) Проєктування, виготовлення та вимірювання Х-смугової антени типу «cross-patch» з метаповерхнею для перспективних місій CubeSat на орбітах LEO [03007-1-03007-12]
8) Розширена візуалізація та класифікація пухлин головного мозку на основі нанотехнологій [03008-1-03008-5]
9) Компактна антена з напівциркулярним CSRR-резонатором для тридіапазонних застосувань [03009-1-03009-5]
10) Аналіз параметрів продуктивності шестикутної котушкової структури для бездротової зарядки електромобіля [03010-1-03010-5]
11) Проєктування та аналіз надширокосмугової антени з вирізаним діапазоном для бездротового зв’язку [03011-1-03011-5]
12) Зменшення загального (сумарного) модового напруження за допомогою нової інверторної схеми T-типу для застосування в електромобілях [03012-1-03012-5]
13) Антена на основі метаповерхні для бездротових космічних систем зв’язку 5G [03013-1-03013-5]
14) Графенова нанострічкова асиметрична тунельна ТТ для швидкого перемикання і низького енергоспоживання [03014-1-03014-5]
15) Виявлення сигналу в масивних MIMO-системах методом каскадованого OQRD-PMD [03015-1-03015-6]
16) Конструкція компактної антени типу Вівальді для переносних пристроїв [03016-1-03016-4]
17) Низькопрофільна конічна щілинна портативна антена для військових застосувань [03017-1-03017-4]
18) Оптимізований подвійний зв'язок PIF антени для смартфонів та портативних пристроїв із низьким коефіцієнтом SAR [03018-1-03018-4]
19) Розробка ефективної мініатюрної друкованої монопольної антени для бездротових застосувань малого радіусу дії [03019-1-03019-5]
20) Підходи квантових обчислень до автономних мобільних роботів та багатомашинних систем: погляд на автоматизацію проектування [03020-1-03020-6]
21) Кругла патч-антена CPW FED з L-подібною формою та двома напівкруглими прорізами для L-, Ku- та K-діапазонів [03021-1-03021-4]
22) Аналіз продуктивності DFT на основі графенових нанострічкових польових транзисторів зі стеком затворів для застосувань з низьким енергоспоживанням [03022-1-03022-5]
23) Прогнозування діелектричної поведінки наноепоксидних матеріалів за допомогою електронних властивостей на основі штучного інтелекту [03023-1-03023-5]
24) Нова модель для класифікації токсичності наночастинок оксидів металів [03024-1-03024-6]
25) Динаміка та оптимізація фізичних процесів в інформаційних системах з використанням автономних мобільних роботів та багатоагентних систем [03025-1-03025-6]
26) Динамічна оптимізація нерівноважних процесів у наноструктурах для високопродуктивних застосувань [03027-1-03027-5]
27) Радіаційно-індуковані процеси у зразках комерційного активованого вугілля під впливом гамма- та бета-радіоактивності [03028-1-03028-8]
28) Покращення ефективності концентраційної сонячної фотографічної системи (CSPV) за допомогою легованих шарів ZnO та підкладок GaSb, насичених Bi-As [03029-1-03029-9]
29) Теоретичне та експериментальне дослідження імплантату внутрішнього вуха людини з ультразвуковою лінією зв’язку [03030-1-03030-7]
30) Терморезистивні властивості графітових плівок [03031-1-03031-4]
31) Перколяційна поведінка електропровідності нанокомпозитів на основі полімолочної кислоти [03032-1-03032-6]
32) Структурні та оптичні властивості нанокомпозиту полістиролу CdS, отриманого методом м’якої хімії [03033-1-03033-5]
33) Вплив параметрів імпульсного струму на формування структури аморфних сплавів Co-W та їх термічну стабільність [03034-1-03034-5]
34) Дослідження параметрів викривлення забороненої зони, електронних та оптичних властивостей напівпровідникових сплавів Cd1 – xZnxTe, Cd1 – xZnxS та Cd1 – xZnxS методом розрахунку з перших принципів [03035-1-03035-7]
35) Реконфігурована усічена Е-подібна електромагнітна антена з щілинним зв'язком, конфігураціями повітряного зазору та перемикача для широкосмугових бездротових застосувань [03036-1-03036-6]
36) Відновлення даних сигналу спаду вільної індукції для реконструкції у МРТ з інтерполяцією [03037-1-03037-6]
37) Нові гібридні підходи для прогнозування заповненості з використанням температури, освітлення та рівня CO2 для підтримки управління електроенергією [03038-1-03038-6]
