論文の概要: An Incremental Phase Mapping Approach for X-ray Diffraction Patterns
using Binary Peak Representations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.04011v1
- Date: Tue, 8 Nov 2022 05:05:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-11-09 15:35:11.045481
- Title: An Incremental Phase Mapping Approach for X-ray Diffraction Patterns
using Binary Peak Representations
- Title(参考訳): 2値ピーク表現を用いたX線回折パターンの増分位相マッピング手法
- Authors: Dipendra Jha, K.V.L.V. Narayanachari, Ruifeng Zhang, Justin Liao,
Denis T. Keane, Wei-keng Liao, Alok Choudhary, Yip-Wah Chung, Michael Bedzyk,
Ankit Agrawal
- Abstract要約: 本稿では,新しい閾値に基づくファジィ類似度尺度を用いた2値ピーク表現に基づく漸進位相マッピング手法を提案する。
3元系合金Co-Ni-TaとCo-Ti-Taの組成空間について検討した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.3323560120870988
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Despite the huge advancement in knowledge discovery and data mining
techniques, the X-ray diffraction (XRD) analysis process has mostly remained
untouched and still involves manual investigation, comparison, and
verification. Due to the large volume of XRD samples from high-throughput XRD
experiments, it has become impossible for domain scientists to process them
manually. Recently, they have started leveraging standard clustering
techniques, to reduce the XRD pattern representations requiring manual efforts
for labeling and verification. Nevertheless, these standard clustering
techniques do not handle problem-specific aspects such as peak shifting,
adjacent peaks, background noise, and mixed phases; hence, resulting in
incorrect composition-phase diagrams that complicate further steps. Here, we
leverage data mining techniques along with domain expertise to handle these
issues. In this paper, we introduce an incremental phase mapping approach based
on binary peak representations using a new threshold based fuzzy dissimilarity
measure. The proposed approach first applies an incremental phase computation
algorithm on discrete binary peak representation of XRD samples, followed by
hierarchical clustering or manual merging of similar pure phases to obtain the
final composition-phase diagram. We evaluate our method on the composition
space of two ternary alloy systems- Co-Ni-Ta and Co-Ti-Ta. Our results are
verified by domain scientists and closely resembles the manually computed
ground-truth composition-phase diagrams. The proposed approach takes us closer
towards achieving the goal of complete end-to-end automated XRD analysis.
- Abstract(参考訳): 知識発見とデータマイニング技術の進歩にもかかわらず、X線回折(XRD)分析プロセスはほとんど手作業による調査、比較、検証を伴わないままである。
高スループットXRD実験からの大量のXRDサンプルのため、ドメイン科学者が手動で処理することは不可能になっている。
最近、彼らは標準的なクラスタリング技術を活用し始め、ラベリングと検証のために手作業を必要とするXRDパターン表現を減らすようになった。
しかしながら、これらの標準的なクラスタリング手法は、ピークシフト、隣接ピーク、バックグラウンドノイズ、混合位相といった問題固有の側面を扱わないため、さらなるステップを複雑にする誤った構成相図が生じる。
ここでは、データマイニング技術とドメインの専門知識を活用して、これらの問題を解決する。
本稿では,新しい閾値に基づくファジィ類似度尺度を用いた2値ピーク表現に基づく漸進位相マッピング手法を提案する。
提案手法は,まずxrdサンプルの離散二分ピーク表現に対するインクリメンタル位相計算アルゴリズムを適用し,その後に階層的クラスタリングや類似純相の手動マージを行い,最終合成相図を得る。
3元系合金Co-Ni-TaとCo-Ti-Taの組成空間について検討した。
この結果はドメイン科学者によって検証され,手動で計算した地層構造相図によく似ている。
提案するアプローチは、完全なエンドツーエンド自動化xrd分析の目標達成に近づいた。
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