通过深度学习将X射线数据转换成3D图像
阿贡国家实验室的一组科学家开发了一种新方法，在人工智能的帮助下，将 x 射线数据转换成可见的3d图像。这个 study ，发表于 应用物理评论 ，开发了一个计算框架，能够从实验室的高级光子源（ aps ）获取数据，并以比传统方法快数百倍的速度创建三维可视化。
“为了充分利用升级后的 ap 的功能，我们必须重新设计数据分析。我们目前的方法不足以跟上。机器学习可以充分利用并超越目前的可能，”阿贡大学的计算科学家、该研究的合著者马修·切鲁卡拉在一份新闻稿中说。
这一进步可能对依赖大量 3d 数据的许多研究领域产生广泛的好处，从天文学到纳米级成像。
aps 被称为世界上技术最复杂的机器之一，它使用极其明亮的 x 射线束帮助研究人员在分子和原子水平上观察材料的结构。当这些光束从物体上反弹时，探测器以数据的形式收集它们。经过时间和复杂的计算，这些数据被转换成图像，显示出物体的结构。
然而，探测器无法捕获所有光束数据，留下丢失的信息片段。研究人员通过使用神经网络来填补这一空白，神经网络训练计算机模型，以根据输入的原始数据识别对象并可视化图像。
对于 3d 图像，由于处理的信息量很大，这可能非常及时。
“我们利用计算机模拟创造出不同形状和大小的晶体，并将它们转换成图像和衍射图案，供神经网络学习。阿贡博士后研究员、该研究的合著者亨利·陈（ henry chan ）说：“模拟的好处是可以很容易地快速生成许多用于训练的真实晶体。”。
新计算框架（称为 3d-cdi-nn ）的工作是使用阿贡系统评估联合实验室的 gpu 资源开发的，包括 nvidia a100 and rtx 8000 gpus.
“这张纸……大大简化了成像过程。我们想知道一种材料是什么，以及它是如何随时间变化的，这将有助于我们在进行测量时更好地了解它，”该研究的合著者、阿贡材料科学部门的物理学家 stephan hruszkewycz 说。
关于作者
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