論文の概要: From Reconstruction to Interpretation: Zero-Setup Multi-Phase Segmentation of X-ray Tomography Data

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.12175v2
• Date: Thu, 16 Jul 2026 16:22:13 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-17 14:53:42.21225
• Title: From Reconstruction to Interpretation: Zero-Setup Multi-Phase Segmentation of X-ray Tomography Data
• Title（参考訳）: 再構成から解釈へ:X線トモグラフィーデータのゼロセット多重位相分割
• Authors: Pradyumna Elavarthi, Arun J. Bhattacharjee, Harrison Lisabeth, Anca Ralescu, Petrus H. Zwart, Dilworth Parkinson, Elizabeth G. Clark,
• Abstract要約: このフレームワークは、物質に依存しないマスク作成戦略と事前訓練されたセグメンテーションネットワークを組み合わせる。 一般的に発生する構造領域を、背景、サンプル、明るい、暗い灰色、明るい灰色、多孔質のマスクとして表す。 データセット固有のアノテーションと再トレーニングを必要とする従来のディープラーニングパイプラインとは異なり、提案されたフレームワークは、新しいスキャンに直接適用することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.015295722752489374
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: X-ray tomography enables nondestructive characterization of material microstructures, while advances in micro-CT imaging have accelerated volumetric data acquisition and reconstruction. However, rapid interpretation remains limited by image segmentation, which often requires manual thresholding, user prompting, or material-specific model training. We present a zero-setup framework for multi-phase segmentation of synchrotron X-ray tomography data that generates interpretable masks for previously unseen datasets without user input or retraining during deployment. The framework combines a material-agnostic mask preparation strategy with a pretrained semantic segmentation network. It represents commonly occurring structural regions as background, sample, bright, dark-gray, light-gray, and porosity masks. Unlike conventional deep learning pipelines that require dataset-specific annotations and retraining, the proposed framework can be applied directly to new scans and produce diagnostic-level segmentations within minutes of reconstruction. This enables rapid assessment of scan quality, sample morphology, porosity, and attenuation variations during ongoing beamline experiments. The generated masks can later be manually refined or used to fine-tune application-specific models when greater accuracy or material-specific labeling is required. Evaluation on held-out synchrotron micro-CT images and qualitative testing on additional datasets demonstrate consistent and physically meaningful segmentations across varying samples and imaging conditions. The framework also substantially outperforms conventional intensity-based thresholding. By connecting high-speed reconstruction with immediate interpretation, the approach supports near-real-time beamline feedback and scalable AI-assisted scientific imaging workflows.
• Abstract（参考訳）: X線トモグラフィーは材料微細構造の非破壊的評価を可能にし、マイクロCT画像の進歩は体積データ取得と再構成を加速させた。 しかし、素早い解釈は画像のセグメンテーションによって制限され、手動のしきい値付け、ユーザープロンプト、材料固有のモデルトレーニングを必要とすることが多い。 本稿では, ユーザ入力や再学習なしに, 従来見られなかったデータセットに対して, 解釈可能なマスクを生成するシンクロトロンX線トモグラフィーデータのマルチフェーズセグメンテーションのためのゼロセットフレームワークを提案する。 このフレームワークは、物質に依存しないマスク作成戦略と事前訓練されたセマンティックセグメンテーションネットワークを組み合わせる。 一般的に発生する構造領域を、背景、サンプル、明るい、暗い灰色、明るい灰色、多孔質のマスクとして表す。 データセット固有のアノテーションと再トレーニングを必要とする従来のディープラーニングパイプラインとは異なり、提案するフレームワークは、新しいスキャンに直接適用でき、再構築後数分で診断レベルのセグメンテーションを生成することができる。 これにより、進行中のビームライン実験において、スキャン品質、サンプル形態、ポーシティ、減衰の変化を迅速に評価することができる。 生成されたマスクは、後に手動で洗練したり、より精度の高いアプリケーション固有のモデルを微調整したりすることができる。 ホールドアウトされたシンクロトロンマイクロCT画像の評価と、追加データセットの定性検査により、様々なサンプルと撮像条件をまたいだ一貫した物理的意味のあるセグメンテーションが示される。 このフレームワークは、従来の強度ベースのしきい値よりも大幅に優れています。 高速リコンストラクションと即時に解釈することで、このアプローチは、ほぼリアルタイムなビームラインフィードバックとスケーラブルなAI支援の科学画像ワークフローをサポートする。

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