背散射电子(BSE)与能量色散X射线谱(EDS)图像分析技术凭借其出色的二维空间分辨能力,已成为表征土木工程材料微观结构的重要技术手段。本工作提出一种标准化的图像预处理策略,通过整合BSE图像和同视场的定性与定量EDS元素面谱,建立以超...背散射电子(BSE)与能量色散X射线谱(EDS)图像分析技术凭借其出色的二维空间分辨能力,已成为表征土木工程材料微观结构的重要技术手段。本工作提出一种标准化的图像预处理策略,通过整合BSE图像和同视场的定性与定量EDS元素面谱,建立以超像素为基本分析单元的多模态数据集,有效克服孔隙存在及特征X射线与样品相互作用体积过大对物相识别的影响。结合降维和聚类算法,开发可解释的BSE-EDS图像分析模型,实现水泥矿渣复合胶凝体系物相组成的自动化分类。基于Glue平台构建多视图交互分析技术,实现化学元素特征、物相含量分布和离子迁移路径的可视化、同步、联动表征。基于PHATE(Potential of heat-diffusion for affinity-based trajectory embedding)图像构建物相网络拓扑图,通过节点-连接拓扑关系量化物相演化动态特征。最终形成以EDS图像为核心、BSE图像为辅助的智能分析范式,实现化学模态(元素组成、物相类别)与空间模态(孔隙分布、物相分布)的协同定量表征,达成“单次独立微观表征-多模态特征融合分析”的技术愿景,为胶凝体系反应机理研究及微观结构动态演化分析提供较为综合全面的技术支撑。展开更多
文摘背散射电子(BSE)与能量色散X射线谱(EDS)图像分析技术凭借其出色的二维空间分辨能力,已成为表征土木工程材料微观结构的重要技术手段。本工作提出一种标准化的图像预处理策略,通过整合BSE图像和同视场的定性与定量EDS元素面谱,建立以超像素为基本分析单元的多模态数据集,有效克服孔隙存在及特征X射线与样品相互作用体积过大对物相识别的影响。结合降维和聚类算法,开发可解释的BSE-EDS图像分析模型,实现水泥矿渣复合胶凝体系物相组成的自动化分类。基于Glue平台构建多视图交互分析技术,实现化学元素特征、物相含量分布和离子迁移路径的可视化、同步、联动表征。基于PHATE(Potential of heat-diffusion for affinity-based trajectory embedding)图像构建物相网络拓扑图,通过节点-连接拓扑关系量化物相演化动态特征。最终形成以EDS图像为核心、BSE图像为辅助的智能分析范式,实现化学模态(元素组成、物相类别)与空间模态(孔隙分布、物相分布)的协同定量表征,达成“单次独立微观表征-多模态特征融合分析”的技术愿景,为胶凝体系反应机理研究及微观结构动态演化分析提供较为综合全面的技术支撑。