SEM Particle Detector | 扫描电子显微镜颗粒识别工具

farfarcheng

扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM），简称扫描电镜，是一种通过用聚焦电子束扫描样品的表面来产生样品表面图像的电子显微镜。近年来已经在材料科学、生物学、化学等领域取得了广泛的应用。通过使用电子显微镜，可以观察到纳米级别的细胞结构和颗粒，从而更好地理解不同材料和生物体的性质。

在实际应用中，对SEM图像中的颗粒进行识别和表征有助于深入分析颗粒的形态、尺寸、组成和分布等参数，从而为材料的研究和开发提供关键信息。例如，在纳米材料研究中，通过对不同形状和尺寸的纳米颗粒进行表征，可以揭示其在催化、传感和药物输送等应用中的性能表现。在电池领域，电池材料的形态和粒径分布对于电池的性能至关重要，在生产过程中需要严格监控生成颗粒的质量。此外，在环境科学中，对大气颗粒物的识别和表征有助于评估空气质量以及颗粒物对人体健康的影响。在生物医学领域，病原体和生物大分子颗粒的识别和表征是疾病诊断和治疗的关键环节。

而由于SEM图像通常存在噪声和颗粒重叠等问题，对颗粒进行准确的识别和表征具有一定的挑战性。我们提出利用深度学习算法，对SEM图像中的颗粒进行识别，并进行一系列的表征计算，生成直观全面的统计报告，帮助科学家们更好地了解颗粒的形态、尺寸、组成和分布等特征，从而为各领域的研究和应用提供有力支持，让行业人员能够更好的分析生产工艺质量，降低生产成本，提升生产效率。

SEM Particle Detector@Apps

目前，SEM Particle Detector已在 Bohrium® Apps开放限时免费试用。你可以上传一组扫描电子显微镜（SEM）图像，SEM Particle Detector将自动识别出图像中的颗粒，可视化展示颗粒识别结果。同时支持筛选功能，你可以使用交互式界面对结果进行优化和过滤，当你根据需要设定筛选条件后，SEM Particle Detector将统计符合要求的颗粒的表征信息。

下面，我们简单介绍 SEM Particle Detector的使用流程：

1. 打开 https://app.bohrium.dp.tech/particle/workbench/

2. 选择“Start New Session”, 创建一个新的Session

3. 当你创建一个新Session后，你可以通过复制浏览器地址栏链接与他人共享此Session。为了更好地描述此Session的内容，你可以输入当前Session的描述，系统将自动保存，以便将来访问或共享，当然，你也可以不输入任何描述。

4. 接下来，你可以上传一组SEM电镜图像，或者下载使用我们提供的sample图像。为了在统一尺寸下分析统计信息，你上传的同一批数据需要有相同的比例尺单位，你需要选择要统计的比例尺单位，不是此比例尺单位的图像将不会被统计在内。

5. 上传完图像后，点击“Recognize Particle”，系统就会自动识别图像中的颗粒，识别过程需要几秒到几分钟的时间，这取决于你上传的图像中包含的颗粒数。在识别过程中，可通过进度条查看识别进度。

6. 识别完成后，在左侧将显示识别成功的图像，你可以通过点击选择任意一张图像，显示其识别结果。我们提供了两种颗粒的筛选方式。

   a. 在展示识别颗粒结果的上方，给出了颗粒粒度，颗粒面积，颗粒平滑度，颗粒球形度等6个筛选条件，你可以通过滑动对应筛选条件的滑动条来筛选你想要的颗粒，比如示例中，通过Area设置只统计面积位于3300µm²到9900µm²的颗粒。当然，你也可以不加筛选条件，统计所有的颗粒信息。

   b. 每个识别出来的颗粒都有对应一个id号，显示在图像中，你可以在右侧的“Filter” id列表“选择”或者“取消选择”某个具体的颗粒。

7. 选择要统计信息的颗粒后，点击“Generate Summary”，即可产生选择颗粒的表征信息报告，包括图像数，符合条件的颗粒数，以及颗粒面积，颗粒粒径，颗粒长宽比，颗粒球形度，颗粒形状因子，颗粒平滑度这六个表征指标的统计信息。

8. 如果你需要统计不同筛选条件下的颗粒信息，不需要重新识别颗粒，只需要修改筛选条件，再次点击“Generate Summary”即可生成新的统计信息。

9. 正如前面所说，你可以将该Session的链接分享给其他人，他们通过打开链接可以看到和你一样的界面，你们可以共同编辑该Session。

10. 如果你需要开始新Session，只需单击页面左上角的标题即可。

关于 Bohrium® Apps

Bohrium® Apps 是深势科技通过 MLOps 等新一代开发工具和基础设施，让算法代码可以快速上线为易用的应用，让新想法的验证效率从几个月缩短到几天。

开发者只需简单地修改算法运行入口的 Argument Parser 相关代码，便可以自动生成算法运行所需的丰富用户界面以及完整的 Job 管理运行、用户管理、数据管理、模型管理、性能评估、付费授权和结果可视化等周边全整套功能。

对于 App 用户来说，简单四个步骤提交任务，便可快速返回结果：

1. IO Options：配置输入文件

2. Job Options：设置变量

3. System Options：配置系统级参数

4. Review：所有配置参数的摘要

我们将在「NBHub App 专栏」持续为大家介绍更多 AI4S 应用，如想成为 App 开发者，请填写此表单申请加入 Bohrium Apps 开发者社区：https://dptechnology.feishu.cn/share/base/form/shrcn96VSkz0xFUjLTbaSNdgrwg

ABetaCarw

你好，请问这个服务，相较于传统的imageJ软件的那种识别，优势在于哪些地方？

farfarcheng

ABetaCarw 发表于 2023-12-8 14:11
你好，请问这个服务，相较于传统的imageJ软件的那种识别，优势在于哪些地方？

ImageJ就是个通用的图像处理的软件，它没有用到机器学习的算法和模型，只能对图像做一些简单的处理。SEM Particle Detector APP利用深度学习算法，对SEM图像中的颗粒进行识别，并进行一系列的表征计算，生成直观全面的统计报告，可以帮助大家更好地了解颗粒的形态、尺寸、组成和分布等特征～

chenzhe

farfarcheng 发表于 2023-12-8 15:42
ImageJ就是个通用的图像处理的软件，它没有用到机器学习的算法和模型，只能对图像做一些简单的处理。SEM  ...

ImageJ因为开源，也有机器学习的插件，也有类似的机器学习模型实现上述功能的，但似乎上述介绍的工具更加傻瓜式、方便些