論文の概要: Entropy-based measure of rock sample heterogeneity derived from micro-CT images

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.01665v1
• Date: Sat, 01 Feb 2025 14:12:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-05 14:56:46.360806
• Title: Entropy-based measure of rock sample heterogeneity derived from micro-CT images
• Title（参考訳）: マイクロCT画像から得られた岩石試料の不均一性のエントロピーに基づく測定
• Authors: Luan Coelho Vieira Silva, Júlio de Castro Vargas Fernandes, Felipe Belilaqua Foldes Guimarães, Pedro Henrique Braga Lisboa, Carlos Eduardo Menezes dos Anjos, Thais Fernandes de Matos, Marcelo Ramalho Albuquerque, Rodrigo Surmas, Alexandre Gonçalves Evsukoff,
• Abstract要約: 提案手法は,マイクロCT画像を直接処理し,テキストの不均一性を同定する。 ブラジルの貯水池から採取した円筒形プラグ試料の4,935枚の画像からなるデータセットに適用した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 31.874825130479174
• License:
• Abstract: This study presents an automated method for objectively measuring rock heterogeneity via raw X-ray micro-computed tomography (micro-CT) images, thereby addressing the limitations of traditional methods, which are time-consuming, costly, and subjective. Unlike approaches that rely on image segmentation, the proposed method processes micro-CT images directly, identifying textural heterogeneity. The image is partitioned into subvolumes, where attributes are calculated for each one, with entropy serving as a measure of uncertainty. This method adapts to varying sample characteristics and enables meaningful comparisons across distinct sets of samples. It was applied to a dataset consisting of 4,935 images of cylindrical plug samples derived from Brazilian reservoirs. The results showed that the selected attributes play a key role in producing desirable outcomes, such as strong correlations with structural heterogeneity. To assess the effectiveness of our method, we used evaluations provided by four experts who classified 175 samples as either heterogeneous or homogeneous, where each expert assessed a different number of samples. One of the presented attributes demonstrated a statistically significant difference between the homogeneous and heterogeneous samples labelled by all the experts, whereas the other two attributes yielded nonsignificant differences for three out of the four experts. The method was shown to better align with the expert choices than traditional textural attributes known for extracting heterogeneous properties from images. This textural heterogeneity measure provides an additional parameter that can assist in rock characterization, and the automated approach ensures easy reproduction and high cost-effectiveness.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,X線マイクロ計算トモグラフィ(micro-CT)画像による岩石の客観的な不均一性を自動計測し,時間的,費用的にも主観的にも従来の手法の限界に対処する手法を提案する。 画像のセグメンテーションに依存するアプローチとは異なり、提案手法はマイクロCT画像を直接処理し、テクスチャの不均一性を識別する。 画像はサブボリュームに分割され、それぞれの属性が計算され、エントロピーは不確実性の尺度として機能する。 この方法は様々なサンプル特性に適応し、異なるサンプルセット間で有意義な比較を可能にする。 ブラジルの貯水池から採取した円筒形プラグ試料の4,935枚の画像からなるデータセットに適用した。 その結果, 選択された属性は, 構造的不均一性との強い相関関係など, 望ましい結果を生み出す上で重要な役割を担っていることがわかった。 提案手法の有効性を評価するために,175個の試料を異種または同種と分類した4人の専門家による評価を行った。 提案された属性の1つは、すべての専門家によってラベル付けされた同種標本と異種標本の統計的に有意な差を示したが、他の2つの属性は4人の専門家のうち3人に非有意な差を与えた。 この手法は、画像から異質な特性を抽出することで知られる従来のテクスチャ属性よりも、専門家の選択に適合することが示されている。 このテクスチャ的不均一度測定は、岩のキャラクタリゼーションを補助する追加パラメータを提供し、自動化されたアプローチにより容易に再現でき、コスト効率が高い。

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