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JP7633495B2 - Analysis device, analysis method, and program - Google Patents
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  • Image Analysis (AREA)

Description

本発明は、解析装置、解析方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to an analysis device, an analysis method, and a program.

鉄鋼材料を生産、開発する上では、炭素、マンガン、珪素などの合金元素が積極的に用いられる。特に、炭素は、添加量の調整や加工熱処理を経ることで、セメンタイト等の化合物を生成し、ベイナイト、パーライト等の組織を発現する。また、マンガンについては、オーステナイト組織を安定化させる働きを持つ。また、珪素は、フェライト組織の生成を促進する働きや、焼入れ性を向上させる働きを持つ。これらの組織の相分率、粒形状といった形態的な様相は、最終的な製品の機械特性、化学特性に影響する。さらに、所望の特性を制御するために、クロム、ニッケル、ニオブ、ホウ素等の組織を添加することもある。また、加工熱処理においても、熱延、冷延、焼きなまし、焼入れ、焼き戻し等の処理を単独、もしくは複数組み合わせることで、特性を制御する。その結果、最終的な鋼材中には、マルテンサイト、ベイナイト、フェライト、パーライト、オーステナイト、その他析出物等を含み、多種多様なミクロ組織、およびその分布を発現する。これらの分析(組織識別)には、光学顕微鏡(OM)、走査電子顕微鏡(SEM)、電子線後方散乱回折(EBSD)法、電子線プローブマイクロアナライザー(EPMA)、透過電子顕微鏡(TEM)などの様々な分析機器を駆使し、そのマップデータを活用して、目視による組織推定、濃度分布からの合金組成の定量化、局所的な方位解析などを行う。 In the production and development of steel materials, alloying elements such as carbon, manganese, and silicon are actively used. In particular, carbon generates compounds such as cementite through adjustment of the amount added and through thermomechanical treatment, and develops structures such as bainite and pearlite. Manganese also stabilizes the austenite structure. Silicon also promotes the formation of ferrite structures and improves hardenability. The morphological aspects of these structures, such as the phase fraction and grain shape, affect the mechanical and chemical properties of the final product. In addition, structures such as chromium, nickel, niobium, and boron may be added to control the desired properties. In thermomechanical treatment, properties are controlled by using a single or multiple combinations of processes such as hot rolling, cold rolling, annealing, quenching, and tempering. As a result, the final steel material contains a wide variety of microstructures and their distributions, including martensite, bainite, ferrite, pearlite, austenite, and other precipitates. These analyses (structural identification) utilize a variety of analytical instruments, such as optical microscopes (OM), scanning electron microscopes (SEM), electron backscatter diffraction (EBSD), electron probe microanalyzers (EPMA), and transmission electron microscopes (TEM), and use the map data to perform visual structure estimation, quantification of alloy composition from concentration distribution, local orientation analysis, and more.

その中で、鋼材の特性をミクロ組織の画像に基づいて推定する技術が提案されている。例えば、特許文献1には、材料の走査電子顕微鏡画像に基づきニューラルネットワークモデルにより材料の材料特性を推定し、推定結果が推定の確信度情報を含む技術が記載されている。また、特許文献2には、鋼材を研削したときに発生する火花の画像データを入力データとし、鋼材の成分情報を教師データとして、画像データから鋼材の成分を推定するための学習済みモデルを機械学習により構築する技術が記載されている。 Among these, a technology has been proposed that estimates the properties of steel material based on images of its microstructure. For example, Patent Document 1 describes a technology in which the material properties of a material are estimated using a neural network model based on scanning electron microscope images of the material, and the estimation result includes information on the degree of certainty of the estimation. Patent Document 2 describes a technology in which image data of sparks generated when grinding steel material is used as input data, and information on the composition of the steel material is used as training data, and a trained model for estimating the composition of the steel material from image data is constructed by machine learning.

特開2019-12037号公報JP 2019-12037 A 特開2020-9435号公報JP 2020-9435 A

上記のような画像処理および機械学習を利用した材料の特性推定の技術によれば、従来のような熟練者による目視判定によらずに組織や析出物、介在物などの情報を数値化することができる。しかしながら、上記の技術では入力データとして同じ手法で撮像された画像を想定しているため、撮影の条件変更に対応したり、組織に応じて識別に適した画像の種類を選択したりすることが困難であった。 The above-mentioned technology for estimating material properties using image processing and machine learning makes it possible to quantify information on the structure, precipitates, inclusions, etc., without relying on visual inspection by an expert as in the past. However, because the above-mentioned technology assumes that images captured using the same method are used as input data, it is difficult to respond to changes in shooting conditions or to select the type of image suitable for identification depending on the structure.

そこで、本発明は、マップデータを用いた鋼材のミクロ組織の特性推定の汎用性および定量性を担保し、可用性を向上させることが可能な解析装置、解析方法およびプログラムを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide an analysis device, analysis method, and program that can ensure versatility and quantitativeness in estimating the microstructural properties of steel materials using map data and improve usability.

本発明のある観点によれば、鋼材のミクロ組織を表現するマップデータを取得するデータ取得部と、前記マップデータに関連付けられたタグ情報に応じて構築された学習モデルを用いて前記マップデータの要素をセグメントに分類するセグメンテーション部とを備える解析装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, an analysis device is provided that includes a data acquisition unit that acquires map data representing the microstructure of a steel material, and a segmentation unit that classifies elements of the map data into segments using a learning model constructed according to tag information associated with the map data.

本発明の別の観点によれば、鋼材のミクロ組織を表現するマップデータを取得するステップと、前記マップデータに関連付けられたタグ情報に応じて構築された学習モデルを用いて前記マップデータの要素をセグメントに分類するステップとを含む解析方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, an analysis method is provided that includes the steps of acquiring map data representing the microstructure of a steel material, and classifying elements of the map data into segments using a learning model constructed according to tag information associated with the map data.

本発明のさらに別の観点によれば、鋼材のミクロ組織を表現するマップデータを取得するデータ取得部と、前記マップデータに関連付けられたタグ情報に応じて構築された学習モデルを用いて前記マップデータの要素をセグメントに分類するセグメンテーション部とを備える解析装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムが提供される。 According to yet another aspect of the present invention, a program is provided for causing a computer to function as an analysis device having a data acquisition unit that acquires map data representing the microstructure of a steel material, and a segmentation unit that classifies elements of the map data into segments using a learning model constructed according to tag information associated with the map data.

上記の構成によれば、マップデータにタグ情報を関連付け、タグ情報に応じて構築された学習モデルを用いてセグメンテーションを実行するため、例えばデータの取得手法や撮影条件の変更に応じて最適な学習モデルを用いてセグメンテーションを実行し、鋼材のミクロ組織の特性推定の汎用性および定量性を担保し、可用性を向上させることができる。 According to the above configuration, tag information is associated with map data, and segmentation is performed using a learning model constructed according to the tag information. For example, segmentation can be performed using an optimal learning model depending on changes in the data acquisition method or shooting conditions, ensuring versatility and quantification of the microstructural property estimation of steel materials and improving usability.

本発明の一実施形態に係る解析装置の概略的なブロック図である。1 is a schematic block diagram of an analysis device according to an embodiment of the present invention; 図1の例においてマップデータに関連付けられるタグ情報の一例を示す図である。2 is a diagram showing an example of tag information associated with map data in the example of FIG. 1; 本発明の一実施形態に係る解析装置においてモデルが更新される処理の例を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating an example of a process for updating a model in an analysis device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る解析装置において入力のマップデータが修正される処理の例を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating an example of a process for correcting input map data in an analysis device according to an embodiment of the present invention.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省略する。 A preferred embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. Note that in this specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted.

図1は、本発明の一実施形態に係る解析装置の概略的なブロック図である。図示されるように、解析装置100は、データ取得部101と、セグメンテーション部102と、モデル構築部103と、後処理部104と、結果出力部105と、信頼度算出部106と、モデル更新部107と、データ修正指示部108と、データ修正部109と、特性予測部110とを含む。解析装置100は例えばCPU(Central Processing Unit)などのプロセッサ、記憶装置、通信装置、入出力手段などを備えるコンピュータであり、上記の機能部分はプロセッサがプログラムに従って動作することによって実現される。プログラムは、記憶装置に格納されるか、またはリムーバブル記憶媒体に格納されて解析装置100に読み込まれる。また、解析装置100のデータベースには、鋼材のミクロ組織の画像データまたは局所分析データがマップデータ121として格納され、学習モデルのアルゴリズムおよびパラメータがモデルデータ122として格納され、後述するセグメンテーション部102による分類結果(後処理部104により後処理が施された後の分類結果を含む)が結果データ123として格納される。 FIG. 1 is a schematic block diagram of an analysis device according to one embodiment of the present invention. As shown in the figure, the analysis device 100 includes a data acquisition unit 101, a segmentation unit 102, a model construction unit 103, a post-processing unit 104, a result output unit 105, a reliability calculation unit 106, a model update unit 107, a data correction instruction unit 108, a data correction unit 109, and a characteristic prediction unit 110. The analysis device 100 is a computer equipped with a processor such as a CPU (Central Processing Unit), a storage device, a communication device, an input/output means, etc., and the above-mentioned functional parts are realized by the processor operating according to a program. The program is stored in a storage device or a removable storage medium and loaded into the analysis device 100. In addition, in the database of the analysis device 100, image data or local analysis data of the microstructure of the steel material is stored as map data 121, the algorithm and parameters of the learning model are stored as model data 122, and the classification results by the segmentation unit 102 (described below) (including the classification results after post-processing by the post-processing unit 104) are stored as result data 123.

上記のような解析装置100は、例えば単一のコンピュータによって実装されてもよいし、複数のコンピュータに分散して実装されてもよい。また、解析装置100の機能部分の少なくとも一部が1または複数のサーバ装置において実装され、クライアント装置からデータまたは処理要求を送信することによって処理が実行されてもよい。以下、それぞれの機能部分についてさらに説明する。 The above-described analysis device 100 may be implemented, for example, by a single computer, or may be distributed across multiple computers. Furthermore, at least some of the functional parts of the analysis device 100 may be implemented in one or more server devices, and processing may be performed by transmitting data or processing requests from a client device. Each functional part will be further described below.

データ取得部101は、鋼材のミクロ組織を表現するマップデータ121の例である画像データまたは局所分析データを取得する。取得されるデータは、例えば光学顕微鏡(OM)画像、走査電子顕微鏡(SEM)画像もしくは透過電子顕微鏡(TEM)画像のような画像データ、または電子線プローブマイクロアナライザー(EPMA)もしくは電子線後方散乱回折(EBSD)法で取得された局所分析データを含む。このようなデータは、所定領域内での位置情報を持つ要素に、例えば輝度や結晶方位、成分組成などの1または複数の値がマップされているという点で共通しているため、解析装置100による解析において同じように扱うことができる。このようなデータを、本明細書ではマップデータともいう。以下の説明では、マップデータ121の要素と値との組み合わせの集合を画像という場合があるが、この表現がマップデータ121を画像に限定しないのは上述のとおりである。 The data acquisition unit 101 acquires image data or local analysis data, which are examples of map data 121 that represent the microstructure of steel. The acquired data includes image data such as optical microscope (OM) images, scanning electron microscope (SEM) images, or transmission electron microscope (TEM) images, or local analysis data acquired by an electron probe microanalyzer (EPMA) or electron backscatter diffraction (EBSD) method. Such data have in common that one or more values, such as brightness, crystal orientation, and component composition, are mapped to elements having position information within a specified region, and therefore can be treated in the same way in analysis by the analysis device 100. Such data is also referred to as map data in this specification. In the following description, a collection of combinations of elements and values of the map data 121 may be referred to as an image, but as described above, this expression does not limit the map data 121 to an image.

本実施形態において、データ取得部101が取得するマップデータ121には、タグ情報が関連付けられる。鋼材の画像データまたは局所分析データの場合、例えばOM、SEM、EPMAまたはEBSDのようなデータの取得手法がタグ情報として個々のマップデータ121に関連付けられる。さらに、鋼材の鋼種区分(薄板、厚板、または鋼管など)、組成、熱処理、エッチング条件、または画像データもしくは局所分析データの撮影条件(SEM線源の種類など)がタグ情報として個々のマップデータ121に関連付けられてもよい。さらに、異なる種類のマップデータをタグ情報の類似性に基づき組み合わせることによって、例えばRGB画像のように、複数のチャンネルを持つマップデータをデータベースより新たに作成し、学習に供しても良い。また、タグ情報は、画像データまたは局所分析データの取得時に抽出可能な情報を含んでもよい。具体的には、例えば、EPMAデータでは取得時に鋼材の成分組成の情報を抽出でき、EBSDからは、フェライト、オーステナイト等の相分率、平均結晶粒径などが抽出でき、SEMおよびOMでは取得時に鋼材の炭素量の目安量が抽出できる。 In this embodiment, the map data 121 acquired by the data acquisition unit 101 is associated with tag information. In the case of image data or local analysis data of steel, for example, a data acquisition method such as OM, SEM, EPMA, or EBSD is associated with each map data 121 as tag information. Furthermore, the steel type classification of the steel (thin plate, thick plate, steel pipe, etc.), composition, heat treatment, etching conditions, or imaging conditions of the image data or local analysis data (such as the type of SEM source) may be associated with each map data 121 as tag information. Furthermore, by combining different types of map data based on the similarity of the tag information, map data having multiple channels, such as RGB images, may be newly created from a database and used for learning. Furthermore, the tag information may include information that can be extracted when the image data or local analysis data is acquired. Specifically, for example, EPMA data can extract information on the component composition of steel when acquired, EBSD can extract the phase fractions of ferrite, austenite, etc., and the average crystal grain size, and SEM and OM can extract the approximate carbon content of steel when acquired.

図2は、図1の例においてマップデータに関連付けられるタグ情報の一例を示す図である。画像ファイル(マップデータ)に関連付けられるタグ情報には、測定機器の種類、測定条件、鋼材の各化学成分の組成、各組織の種類、各組織の分率、結晶粒径(平均、分布)、熱処理温度、熱処理速度の履歴などの項目から適宜取捨選択したものが含まれる(複数の項目が含まれていることが好ましい)。例えば、タグ情報は、鋼材の鋼種区分、組成、熱処理、エッチング条件、または画像データもしくは局所分析データの撮影条件の少なくともいずれかを含む。図2に示す例では、測定機器(SEM)、組成を示すフェライト分率、オーステナイト分率、フェライト平均粒径、C組成、Mn組成、Si組成、焼なまし温度および冷却速度などの項目を含む。タグ情報の項目は、例えば製造時の記録や別途の測定または解析によって取得されたものであってもよいし、上述のように画像データもしくは局所分析データの取得時に抽出されたものであってもよい。なお、タグ情報に含める項目は、後述するセグメンテーションで良い結果が出ない場合(図3において示すステップS104でYESとならない場合など)には、適宜、追加、削除など変更してもよい。 2 is a diagram showing an example of tag information associated with map data in the example of FIG. 1. The tag information associated with the image file (map data) includes items appropriately selected from the types of measuring equipment, measuring conditions, the composition of each chemical component of the steel, the types of each structure, the fraction of each structure, crystal grain size (average, distribution), heat treatment temperature, and heat treatment speed history (preferably including multiple items). For example, the tag information includes at least one of the steel type classification of the steel, the composition, heat treatment, etching conditions, or the photographing conditions of the image data or local analysis data. In the example shown in FIG. 2, the items include the measuring equipment (SEM), the ferrite fraction indicating the composition, the austenite fraction, the average ferrite grain size, the C composition, the Mn composition, the Si composition, the annealing temperature, and the cooling rate. The tag information items may be, for example, those obtained by records at the time of manufacturing or by separate measurement or analysis, or may be those extracted when the image data or local analysis data is obtained as described above. Note that the items included in the tag information may be modified, such as by adding or deleting, as appropriate if the segmentation described below does not produce good results (e.g., if step S104 in FIG. 3 does not return YES).

セグメンテーション部102は、データ取得部101が取得したマップデータ121の要素を、学習モデルを用いてセグメントに分類する。この処理を本明細書ではセグメンテーションともいう。ここで、上記の通りマップデータ121は位置情報を持つ要素に値がマップされたデータであるため、セグメンテーションは個々の要素にマップされた値、および所定の位置関係にある要素間での値の関係に基づいて要素をセグメントに分類する処理である。学習モデルには、例えばS. M. Azimi, D. Britz, M. Engstler, M. Fritz and F. Mucklich, "Advanced Steel Microstructural Classification by Deep Learning Methods," Scientific Reports, 8 (2018), 2128に記載されたようなFCNN(Fully Convolutional Neural Network)系のモデルや、W. Wang, et al., "Learn to segment single cells with deep distance estimator and deep cell detector," Computers in Biology and Medicine, Vol. 108, May 2019, pp. 133-141に記載されたようなCNNハイブリッドモデルのようなアルゴリズムが用いられる。本実施形態において、セグメンテーション部102による分類結果は、学習モデルが算出する、それぞれの要素がセグメントに分類される確率として与えられる。 The segmentation unit 102 classifies the elements of the map data 121 acquired by the data acquisition unit 101 into segments using a learning model. This process is also referred to as segmentation in this specification. As described above, the map data 121 is data in which values are mapped to elements having location information, and therefore segmentation is a process of classifying elements into segments based on the values mapped to each element and the relationship between values between elements in a specified location relationship. The learning model may use an algorithm such as an FCNN (Fully Convolutional Neural Network) model as described in S. M. Azimi, D. Britz, M. Engstler, M. Fritz and F. Mucklich, "Advanced Steel Microstructural Classification by Deep Learning Methods," Scientific Reports, 8 (2018), 2128, or a CNN hybrid model as described in W. Wang, et al., "Learn to segment single cells with deep distance estimator and deep cell detector," Computers in Biology and Medicine, Vol. 108, May 2019, pp. 133-141. In this embodiment, the classification result by the segmentation unit 102 is given as the probability that each element is classified into a segment, calculated by the learning model.

モデル構築部103は、セグメンテーションの対象になるマップデータ121に関連付けられたタグ情報に応じて、セグメンテーション部102が用いる学習モデルを構築する。モデル構築部103は、例えばセグメンテーションの対象になる画像データまたは局所分析データのタグ情報によって示されるデータの取得手法(例えばOM、SEM、EPMAまたはEBSD)に対応して予め設定された学習モデルのアルゴリズムを選択してもよい。あるいは、モデル構築部103は、セグメンテーションの対象になる画像データまたは局所分析データのタグ情報によって示されるデータの取得手法について、過去の解析において後述する信頼度が高いことが示された学習モデルのアルゴリズムを選択してもよい。モデル構築部103は、モデルデータ122からアルゴリズムやパラメータを読み込むことによってモデルを構築する。後述するように、モデル構築部103は、蓄積された画像データまたは局所分析データを教師データとして読み込むことによって学習モデルの追加学習または再学習を実行してもよい。 The model construction unit 103 constructs a learning model used by the segmentation unit 102 according to tag information associated with the map data 121 to be segmented. The model construction unit 103 may select a learning model algorithm that is preset in correspondence with the acquisition method (e.g., OM, SEM, EPMA, or EBSD) of the image data or local analysis data to be segmented, which is indicated by the tag information. Alternatively, the model construction unit 103 may select a learning model algorithm that has been shown to have a high reliability in past analysis, which will be described later, for the acquisition method of the image data or local analysis data to be segmented, which is indicated by the tag information. The model construction unit 103 constructs a model by reading an algorithm or parameters from the model data 122. As will be described later, the model construction unit 103 may perform additional learning or re-learning of the learning model by reading the accumulated image data or local analysis data as teacher data.

後処理部104は、セグメンテーション部102による分類結果を出力するための後処理を実行する。具体的には、例えば、後処理部104はOpenCVライブラリを用いた画像のラベリングおよび膨張収縮処理を実行する。後処理部104は、例えばナレッジベースでの画像の修正を実行してもよい。例えば、他のセグメントに囲まれた閾値以下の大きさのセグメントが存在する場合は、当該セグメントを他のセグメントで塗りつぶしてもよい。また、後処理部104は、所定の条件またはパターンに従って画像に含まれるノイズを除去してもよい。なお、セグメンテーション部102による分類結果は、入力が局所分析データである場合も画像データとして出力されうる。 The post-processing unit 104 performs post-processing to output the classification results by the segmentation unit 102. Specifically, for example, the post-processing unit 104 performs image labeling and expansion/contraction processing using the OpenCV library. The post-processing unit 104 may perform image correction, for example, using a knowledge base. For example, if there is a segment that is surrounded by other segments and has a size equal to or smaller than a threshold, the segment may be filled in with the other segments. The post-processing unit 104 may also remove noise contained in the image according to a predetermined condition or pattern. Note that the classification results by the segmentation unit 102 may be output as image data even when the input is local analysis data.

結果出力部105は、セグメンテーション部102による分類結果(後処理部104により後処理が施された後の分類結果を含む)を出力する。具体的には、上述のようにセグメンテーション部102による分類結果は画像として出力されるため、結果出力部105は、例えば画像をディスプレイに出力したり、画像データを記憶装置またはリムーバブル記憶媒体に格納したりしてもよい。また、結果出力部105は、セグメンテーション部102による分類結果をデータベースに結果データ123として出力するとともに、蓄積された結果データ123に基づいて後述する特性予測部110によって実行された鋼材のミクロ組織の特性の予測結果を出力してもよい。 The result output unit 105 outputs the classification results by the segmentation unit 102 (including the classification results after post-processing by the post-processing unit 104). Specifically, since the classification results by the segmentation unit 102 are output as images as described above, the result output unit 105 may, for example, output the images to a display or store the image data in a storage device or a removable storage medium. In addition, the result output unit 105 may output the classification results by the segmentation unit 102 to a database as result data 123, and may also output the prediction results of the microstructural properties of the steel material performed by the property prediction unit 110 (described later) based on the accumulated result data 123.

信頼度算出部106は、セグメンテーション部102による分類結果(後処理部104により後処理が施された後の分類結果を含む)の信頼度を算出する。上述のように、セグメンテーション部102による分類結果は、それぞれの要素がセグメントに分類される確率として与えられる。従って、同じセグメントに分類された要素の間でも、より高い確率(例えば100%に近い確率)が算出された要素と、低い確率(例えば50%に近い確率)が算出された要素との間では、分類結果の信頼度が異なる。例えば、信頼度算出部106は、分類されたセグメントの確率が閾値よりも低い要素によって構成される領域を、信頼度が低い領域として特定してもよい。 The reliability calculation unit 106 calculates the reliability of the classification result by the segmentation unit 102 (including the classification result after post-processing by the post-processing unit 104). As described above, the classification result by the segmentation unit 102 is given as the probability that each element is classified into a segment. Therefore, even among elements classified into the same segment, the reliability of the classification result differs between an element for which a higher probability (e.g., a probability close to 100%) is calculated and an element for which a lower probability (e.g., a probability close to 50%) is calculated. For example, the reliability calculation unit 106 may identify an area constituted by elements for which the probability of being classified into a segment is lower than a threshold value as an area with low reliability.

モデル更新部107は、信頼度算出部106によって算出された信頼度に応じて、モデル構築部103が構築する学習モデルを更新する。例えば、モデル更新部107は、セグメンテーション部102による分類結果における信頼度が低い領域の面積割合が閾値を超える場合に、モデルを更新してもよい。ここで、面積割合とは、セグメンテーションの対象になる画像データまたは局所分析データの全要素数(例えば全画素数)に対して、信頼度が所定の閾値より低い領域を構成する要素数(例えば画素数)の割合である。具体的には、モデル更新部107は、セグメンテーションの対象になる画像データまたは局所分析データのタグ情報に基づいてデータベースから抽出された画像データまたは局所分析データを教師データとして用いて、モデル構築部103に学習モデルの追加学習または再学習を実行させることにより学習モデルを更新してもよい。抽出される教師データは、例えばセグメンテーションの対象になる画像データまたは局所分析データとタグ情報が共通または類似するマップデータである。具体的には、鋼材の画像データまたは局所分析データにおいて、鋼種区分(薄板、厚板、または鋼管など)、組成、熱処理、エッチング条件、撮影条件(SEM線源の種類など)が共通または類似するものが教師データとして抽出される。したがって、モデル更新部107は、セグメンテーションの対象になる画像データまたは局所分析データ(マップデータ)に関連付けられたタグ情報と共通または類似するタグ情報をデータベースから抽出し、抽出されたタグ情報に関連付けられたマップデータを用いて学習モデルの追加学習または再学習を実行する。なお、例えばA. Seko, H. Hayashi, I. Tanaka, "Compositional descriptor-based recommender system for the materials discovery" J. Chem. Phys. Vol. 148 No. 24 (2018), 241719に記載された手法やユークリッド距離、コサイン類似度などの指標を用いて、セグメンテーションの対象になる画像データまたは局所分析データにデータ自体が類似するものを教師データとして抽出してもよい。 The model update unit 107 updates the learning model constructed by the model construction unit 103 according to the reliability calculated by the reliability calculation unit 106. For example, the model update unit 107 may update the model when the area ratio of the area with low reliability in the classification result by the segmentation unit 102 exceeds a threshold. Here, the area ratio is the ratio of the number of elements (e.g., the number of pixels) constituting an area with a reliability lower than a predetermined threshold to the total number of elements (e.g., the total number of pixels) of the image data or local analysis data to be segmented. Specifically, the model update unit 107 may update the learning model by causing the model construction unit 103 to perform additional learning or re-learning of the learning model using image data or local analysis data extracted from the database based on tag information of the image data or local analysis data to be segmented as teacher data. The extracted teacher data is, for example, map data having tag information common or similar to that of the image data or local analysis data to be segmented. Specifically, in the image data or local analysis data of the steel material, data that has a common or similar steel type classification (e.g., thin plate, thick plate, or steel pipe), composition, heat treatment, etching conditions, and imaging conditions (e.g., type of SEM radiation source) is extracted as training data. Therefore, the model update unit 107 extracts tag information that is common or similar to tag information associated with the image data or local analysis data (map data) to be segmented from the database, and performs additional learning or re-learning of the learning model using the map data associated with the extracted tag information. Note that data that is similar to the image data or local analysis data to be segmented may be extracted as training data using, for example, the method described in A. Seko, H. Hayashi, I. Tanaka, "Compositional descriptor-based recommender system for the materials discovery" J. Chem. Phys. Vol. 148 No. 24 (2018), 241719, or indices such as Euclidean distance and cosine similarity.

あるいは、モデル更新部107は、モデル構築部103が構築する学習モデルのアルゴリズムまたはネットワーク構造を、セグメンテーションの対象になる画像データまたは局所分析データのタグ情報に基づいて変更してもよい。この場合において、モデル構築部103は、変更後のアルゴリズムについて既にモデルデータ122として格納されたパラメータを読み込んでもよいし、上述した手法によって新たに教師データを抽出して追加学習または再学習を実行してもよい。例えば、モデル更新部107は、教師データを抽出して学習モデルの追加学習または再学習を実行しても信頼度が改善されない場合に、学習モデルのアルゴリズムまたはネットワーク構造を変更してもよい。 Alternatively, the model update unit 107 may change the algorithm or network structure of the learning model constructed by the model construction unit 103 based on tag information of the image data or local analysis data to be segmented. In this case, the model construction unit 103 may read parameters already stored as model data 122 for the changed algorithm, or may extract new teacher data using the above-mentioned method and perform additional learning or re-learning. For example, the model update unit 107 may change the algorithm or network structure of the learning model when the reliability is not improved even when teacher data is extracted and additional learning or re-learning of the learning model is performed.

データ修正指示部108は、信頼度算出部106によって算出された信頼度に応じて、データ取得部101が取得するマップデータ121の修正を指示する。例えば、データ修正指示部108は、セグメンテーション部102による分類結果(後処理部104により後処理が施された後の分類結果を含む)における信頼度が低い領域の面積割合が閾値を超える場合に、マップデータ121の修正を後述のデータ修正部109に指示してもよい。ここで、モデル更新部107による学習モデルの更新と、データ修正指示部108によるマップデータ121の修正は、例えば予め決定された優先順位に従って実行されてもよい。具体的には、学習モデルの修正を実行しても信頼度が改善しない場合にマップデータ121の修正が指示されてもよい。あるいは、画像において信頼度が低い領域が分散している場合にはモデル更新部107が学習モデルを更新し、信頼度が低い領域が集中している場合にはデータ修正指示部108がマップデータ121の修正を指示してもよい。 The data correction instruction unit 108 instructs the data acquisition unit 101 to correct the map data 121 acquired according to the reliability calculated by the reliability calculation unit 106. For example, when the area ratio of the area with low reliability in the classification result by the segmentation unit 102 (including the classification result after post-processing by the post-processing unit 104) exceeds a threshold, the data correction instruction unit 108 may instruct the data correction unit 109 described later to correct the map data 121. Here, the update of the learning model by the model update unit 107 and the correction of the map data 121 by the data correction instruction unit 108 may be performed according to, for example, a predetermined priority order. Specifically, the correction of the map data 121 may be instructed when the reliability does not improve even if the learning model is corrected. Alternatively, when areas with low reliability are dispersed in the image, the model update unit 107 may update the learning model, and when areas with low reliability are concentrated, the data correction instruction unit 108 may instruct the map data 121 to be corrected.

データ修正部109は、データ修正指示部108の指示に従って、データ取得部101が取得するマップデータ121を修正する。マップデータ121の修正は、例えばセグメンテーションの対象になる画像データまたは局所分析データを修正する操作のガイドラインを提示し、ユーザがガイドラインに従って手作業で画像データまたは局所分析データを修正することによって実行されてもよい。あるいは、マップデータ121の修正は、A. Paul, A. Gangopadhyay, A. R. Chintha, D. P. Mukherjee, P. Das and S. Kundu, "Calculation of phase fraction in steel microstructure images using random forest classifier," IET Image Processing, Vol. 12, No. 8, August 2018, pp. 1370-1377やS. Banerjee et al., "Segmentation of three phase micrograph: an automated approach," CUBE '12: Proceedings of the CUBE International Information Technology Conference, September 2012, pp. 1-4に記載されたような手法を利用して自動的に実行されてもよい。 The data correction unit 109 corrects the map data 121 acquired by the data acquisition unit 101 in accordance with instructions from the data correction instruction unit 108. The correction of the map data 121 may be performed, for example, by presenting guidelines for operations to correct image data or local analysis data to be subject to segmentation, and having the user manually correct the image data or local analysis data in accordance with the guidelines. Alternatively, the correction of the map data 121 may be performed automatically using a method such as that described in A. Paul, A. Gangopadhyay, A. R. Chintha, D. P. Mukherjee, P. Das and S. Kundu, "Calculation of phase fraction in steel microstructure images using random forest classifier," IET Image Processing, Vol. 12, No. 8, August 2018, pp. 1370-1377, or S. Banerjee et al., "Segmentation of three phase micrograph: an automated approach," CUBE '12: Proceedings of the CUBE International Information Technology Conference, September 2012, pp. 1-4.

特性予測部110は、結果出力部105に出力される結果を用いて鋼材のミクロ組織の特性を予測する。具体的には、特性予測部110は、セグメンテーション部102による新たな分類結果(後処理部104により後処理が施された後の分類結果を含む)が取得されたときに、その新たな分類結果とデータベースに既に格納された結果データ123との類似度に基づいて、新たな分類結果によって表現される鋼材のミクロ組織の特性を予測する。結果データ123の類似度は、例えばセグメンテーションの対象になる画像データまたは局所分析データとタグ情報が共通または類似するか否かによって判定されてもよい。具体的には、鋼種区分(薄板、厚板、または鋼管など)、組成、熱処理、エッチング条件、撮影条件(SEM線源の種類など)が共通または類似する結果データ123が類似度の高い結果データとして抽出されてもよい。さらに、上記のA. Sekoらの文献に記載された手法やユークリッド距離、コサイン類似度などの指標を用いてセグメンテーションの対象になる画像データまたは局所分析データにデータ自体が類似する結果データ123を検索し、検索された結果データから鋼材のミクロ組織の特性を予測してもよい。 The characteristic prediction unit 110 predicts the characteristics of the microstructure of the steel material using the results output to the result output unit 105. Specifically, when a new classification result (including the classification result after post-processing by the post-processing unit 104) is obtained by the segmentation unit 102, the characteristic prediction unit 110 predicts the characteristics of the microstructure of the steel material represented by the new classification result based on the similarity between the new classification result and the result data 123 already stored in the database. The similarity of the result data 123 may be determined, for example, by whether the tag information is common or similar to the image data or local analysis data to be segmented. Specifically, the result data 123 having common or similar steel type classification (thin plate, thick plate, steel pipe, etc.), composition, heat treatment, etching conditions, and shooting conditions (such as the type of SEM radiation source) may be extracted as result data with high similarity. Furthermore, the method described in the above-mentioned publication by A. Seko et al. or indices such as Euclidean distance and cosine similarity may be used to search for result data 123 whose data itself is similar to the image data or local analysis data to be segmented, and the microstructural properties of the steel material may be predicted from the searched result data.

上記の場合において、鋼材の画像データまたは局所分析データにはタグ情報として例えば引張強度、穴広げ性、伸び、靭性、硬度などの力学特性が関連付けられていてもよい。この場合、特性予測部110は、セグメンテーション部102による新たな分類結果と結果データ123に格納された分類結果との類似度と、結果データ123に格納された分類結果に関連付けられた力学特性とに基づいて新たな分類結果に係る鋼材のミクロ組織の力学特性を予測してもよい。力学特性は連続値として予測されてもよいし、離散的なカテゴリとして予測されてもよい。特性を予測する際のモデルには、例えばscikit-learnライブラリ(https://scikit-learn.org/stable/)にあるSVM(Support Vector Machine)、RF(Random Forest)またはMLP(Multi-Layer Perceptron)、もしくはKerasライブラリ(https://keras.io/)にあるCNN(Convolutional Neural Network)などを利用することができる。 In the above case, the image data or local analysis data of the steel material may be associated with mechanical properties such as tensile strength, hole expansibility, elongation, toughness, and hardness as tag information. In this case, the property prediction unit 110 may predict the mechanical properties of the microstructure of the steel material related to the new classification result based on the similarity between the new classification result by the segmentation unit 102 and the classification result stored in the result data 123, and the mechanical properties associated with the classification result stored in the result data 123. The mechanical properties may be predicted as continuous values or as discrete categories. For the model used to predict the properties, for example, SVM (Support Vector Machine), RF (Random Forest), or MLP (Multi-Layer Perceptron) in the scikit-learn library (https://scikit-learn.org/stable/), or CNN (Convolutional Neural Network) in the Keras library (https://keras.io/), etc. may be used.

図3は、本発明の一実施形態に係る解析装置においてモデルが更新される処理の例を示すフローチャートである。図示された例では、まず、データ取得部101が鋼材のミクロ組織の画像データまたは局所分析データを取得し(ステップS101)、セグメンテーション部102が学習モデルを用いてセグメンテーションを実行する(ステップS102)。さらに信頼度算出部106がセグメンテーション部102による分類結果の信頼度を算出する(ステップS103)。信頼度が閾値未満の場合(ステップS104のNO)、モデル更新部107が学習モデルを更新し(ステップS105)、更新された学習モデルを用いて同じ画像データまたは局所分析データに対してセグメンテーションが再度実行される(ステップS102)。再び信頼度が算出され(ステップS103)、信頼度が閾値以上の場合(ステップS104のYES)、セグメンテーション部102による分類結果が出力される(ステップS106)。このとき、特性予測部110が新たな分類結果に類似する既存の結果データ123を検索し(ステップS107)、検索された結果データから鋼材のミクロ組織の特性を予測してもよい(ステップS108)。 Figure 3 is a flowchart showing an example of a process in which a model is updated in an analysis device according to one embodiment of the present invention. In the illustrated example, first, the data acquisition unit 101 acquires image data or local analysis data of the microstructure of the steel material (step S101), and the segmentation unit 102 performs segmentation using the learning model (step S102). Furthermore, the reliability calculation unit 106 calculates the reliability of the classification result by the segmentation unit 102 (step S103). If the reliability is less than a threshold (NO in step S104), the model update unit 107 updates the learning model (step S105), and segmentation is performed again on the same image data or local analysis data using the updated learning model (step S102). The reliability is calculated again (step S103), and if the reliability is equal to or greater than the threshold (YES in step S104), the classification result by the segmentation unit 102 is output (step S106). At this time, the property prediction unit 110 may search for existing result data 123 that is similar to the new classification result (step S107) and predict the properties of the steel material's microstructure from the searched result data (step S108).

図4は、本発明の一実施形態に係る解析装置において入力のマップデータが修正される処理の例を示すフローチャートである。図示された例では、上記の図3の例と同様に処理が進められ、信頼度が閾値未満の場合(ステップS104のNO)、データ修正指示部108が画像データまたは局所分析データの修正をデータ修正部109に指示する(ステップS111)。指示に従って入力になる画像データまたは局所分析データが修正されると(ステップS112)、データ取得部101が修正された画像データまたは局所分析データを取得し(ステップS101)、以下同様に処理が実行される。 Figure 4 is a flowchart showing an example of a process for correcting input map data in an analysis device according to one embodiment of the present invention. In the illustrated example, the process proceeds in the same manner as in the example of Figure 3 above, and if the reliability is less than the threshold (NO in step S104), the data correction instruction unit 108 instructs the data correction unit 109 to correct the image data or local analysis data (step S111). When the input image data or local analysis data is corrected in accordance with the instruction (step S112), the data acquisition unit 101 acquires the corrected image data or local analysis data (step S101), and the process is carried out in the same manner thereafter.

<実施例>
表1は、本発明の一実施形態に係る解析装置において引張強度の特性予測を行った結果を示している。引張強度の特性予測には、鋼材の炭素、マンガン、ケイ素の組成、フェライト分率、マルテンサイトおよび焼き戻しマルテンサイト分率、パーライト分率、オーステナイト分率、および残部組織の分率を持つタグ情報を用いた。なお、フェライト分率、マルテンサイトおよび焼き戻しマルテンサイト分率、パーライト分率、オーステナイト分率、および残部組織の分率は、それぞれ、結果出力部の画像セグメンテーション結果に基づいて算出された相分率の値が入力される。特性予測部においては、上記タグ情報を入力とし、引張強度(MPa)を出力とする回帰モデルを、SVM(Support Vector Machine)によって構築した。表1に示す鋼材Noは、タグ情報を管理するための番号であり、「教師データ」、「テストデータ」は上記回帰モデルの学習に用いた教師データか、上記回帰モデルの精度を検証するために利用したテストデータかの区分を示している。構築された回帰モデルの汎用性を示す意味で、教師データ、テストデータ双方の引張試験の結果を示している。なお、引張強さは、JIS Z 2241:2011の5号試験片を用いて、JIS Z 2241:2011に準拠して測定した。引張試験片の採取位置は、板幅方向の端部から1/4部分とした。表1には強度の実測値と合わせて、強度予測の結果を示しているが、テストデータの予測結果に対して平均して絶対誤差が12.0%を得ている。教師データの予測結果は、比較のために示しているが、8.80%の精度となり、過学習等を起こしている可能性はなく、モデルが正常に機能していることが確認できる。表1に示す検討では、教師データ数が20、テストデータ数が5の場合を示しているが、データ数を増やすことにより、より高精度を発揮することが期待できる。また、回帰モデルについても、データ数を増やすことによって、CNN(Convolutional Neural Network)モデルなどの複雑なモデルを学習に供することが可能となり、さらなる精度向上が期待できる。
<Example>
Table 1 shows the results of tensile strength characteristic prediction performed by the analysis device according to one embodiment of the present invention. For the tensile strength characteristic prediction, tag information having the composition of carbon, manganese, and silicon of the steel, the ferrite fraction, the martensite and tempered martensite fraction, the pearlite fraction, the austenite fraction, and the fraction of the remaining structure was used. The ferrite fraction, the martensite and tempered martensite fraction, the pearlite fraction, the austenite fraction, and the fraction of the remaining structure are inputted as phase fraction values calculated based on the image segmentation results of the result output unit. In the characteristic prediction unit, a regression model was constructed by using a support vector machine (SVM) to input the tag information and output the tensile strength (MPa). The steel No. shown in Table 1 is a number for managing tag information, and the "teacher data" and "test data" indicate whether the data is the teacher data used to learn the regression model or the test data used to verify the accuracy of the regression model. The results of tensile tests of both the teacher data and the test data are shown to show the versatility of the constructed regression model. The tensile strength was measured in accordance with JIS Z 2241:2011 using a No. 5 test piece of JIS Z 2241:2011. The tensile test piece was taken from the end in the plate width direction at 1/4 of the length. Table 1 shows the results of the strength prediction together with the actual strength measurements, and the average absolute error was 12.0% compared to the prediction results of the test data. The prediction results of the teacher data are shown for comparison, but the accuracy was 8.80%, and it can be confirmed that there is no possibility of overlearning, etc., and that the model is functioning normally. In the study shown in Table 1, the number of teacher data is 20 and the number of test data is 5, but it is expected that higher accuracy will be achieved by increasing the number of data. In addition, for the regression model, by increasing the number of data, it is possible to provide complex models such as a CNN (Convolutional Neural Network) model for learning, and further improvement in accuracy can be expected.

Figure 0007633495000001
Figure 0007633495000001

以上で説明したような本発明の一実施形態および実施例によれば、従来は熟練者の目視判定を必要としていた鉄鋼のミクロ組織の識別を、機械学習アルゴリズムと画像処理アルゴリズムを組み合わせて画像データまたは局所分析データを解析することで自動化し、省力化が可能になるのに加えて定量性を担保し、識別範囲を広範囲化することができる。また、画像データまたは局所分析データにデータの取得手法(OM、SEM、EPMAまたはEBSD)などを含むタグ情報を関連付け、タグ情報に応じて構築された学習モデルを用いてセグメンテーションを実行することによって、データの取得手法や撮影条件の変更に応じて最適な学習モデルを用いてセグメンテーションを実行し、鋼材のミクロ組織の特性推定の汎用性および定量性を担保し、可用性を向上させることができる。 According to one embodiment and examples of the present invention as described above, the identification of the microstructure of steel, which previously required the visual judgment of an expert, can be automated by combining a machine learning algorithm and an image processing algorithm to analyze image data or local analysis data, which not only enables labor saving but also ensures quantitativeness and widens the identification range. In addition, by associating tag information including the data acquisition method (OM, SEM, EPMA, or EBSD) with the image data or local analysis data and performing segmentation using a learning model constructed according to the tag information, segmentation can be performed using an optimal learning model according to changes in the data acquisition method or shooting conditions, ensuring versatility and quantitativeness of the estimation of the microstructure properties of steel materials and improving availability.

また、画像データまたは局所分析データに関連付けられるタグ情報には、例えばSEM線源の種類のような撮影条件が含まれてもよい。例えば、学習モデルの教師データとセグメンテーションの対象になるデータとの間で撮影条件が異なる場合には組織識別の精度が低下する可能性があるが、本実施形態では例えばセグメンテーション部102による分類結果信頼度が低下した場合にタグ情報に基づいてセグメンテーションに用いられる学習モデルが更新されるため、精度の低下を防止できる。 The tag information associated with the image data or local analysis data may also include imaging conditions such as the type of SEM source. For example, if imaging conditions differ between the training data of the learning model and the data to be segmented, the accuracy of tissue identification may decrease. However, in this embodiment, for example, if the reliability of the classification results by the segmentation unit 102 decreases, the learning model used for segmentation is updated based on the tag information, so that a decrease in accuracy can be prevented.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はこれらの例に限定されない。本発明の属する技術の分野の当業者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The above describes in detail preferred embodiments of the present invention with reference to the attached drawings, but the present invention is not limited to these examples. It is clear that a person skilled in the art of the technical field to which the present invention pertains can conceive of various modified or revised examples within the scope of the technical ideas described in the claims, and it is understood that these also naturally fall within the technical scope of the present invention.

100…解析装置、101…データ取得部、102…セグメンテーション部、103…モデル構築部、104…後処理部、105…結果出力部、106…信頼度算出部、107…モデル更新部、108…データ修正指示部、109…データ修正部、110…特性予測部、121…マップデータ、122…モデルデータ、123…結果データ。 100...analysis device, 101...data acquisition unit, 102...segmentation unit, 103...model construction unit, 104...post-processing unit, 105...result output unit, 106...reliability calculation unit, 107...model update unit, 108...data correction instruction unit, 109...data correction unit, 110...characteristic prediction unit, 121...map data, 122...model data, 123...result data.

Claims (9)

鋼材のミクロ組織を表現するマップデータを取得するデータ取得部と、
前記マップデータに関連付けられたタグ情報に応じて構築された学習モデルを用いて前記マップデータの要素をセグメントに分類するセグメンテーション部と
前記セグメンテーション部による分類結果の信頼度を算出する信頼度算出部と、
前記信頼度に応じて前記学習モデルを更新するモデル更新部と
を含み、
前記モデル更新部は、前記タグ情報に基づいて抽出されたマップデータを用いて前記学習モデルの追加学習または再学習を実行する、解析装置。
A data acquisition unit that acquires map data representing a microstructure of a steel material;
a segmentation unit that classifies elements of the map data into segments using a learning model constructed according to tag information associated with the map data ;
a reliability calculation unit that calculates the reliability of the classification result by the segmentation unit;
a model update unit that updates the learning model according to the reliability;
Including,
The model update unit performs additional learning or re-learning of the learning model using map data extracted based on the tag information, an analysis device.
前記モデル更新部は、セグメンテーションの対象になるマップデータに関連付けられたタグ情報と共通または類似するタグ情報を抽出し、抽出された当該タグ情報に関連付けられたマップデータを用いて前記学習モデルの追加学習または再学習を実行する、請求項に記載の解析装置。 The analysis device of claim 1, wherein the model update unit extracts tag information that is common or similar to tag information associated with the map data to be segmented, and performs additional learning or re-learning of the learning model using the map data associated with the extracted tag information. 前記モデル更新部は、前記タグ情報に基づいて前記学習モデルのアルゴリズムまたはネットワーク構造を変更する、請求項1または請求項2に記載の解析装置。 The analysis device according to claim 1 , wherein the model update unit changes an algorithm or a network structure of the learning model based on the tag information. 前記セグメンテーション部による分類結果の信頼度を算出する信頼度算出部と、
前記信頼度に応じて前記マップデータの修正を指示するデータ修正指示部と
をさらに備える、請求項1から請求項のいずれか1項に記載の解析装置。
a reliability calculation unit that calculates the reliability of the classification result by the segmentation unit;
The analysis device according to claim 1 , further comprising: a data correction instruction unit that instructs correction of the map data in accordance with the reliability.
前記セグメンテーション部による分類結果をデータベースに出力する結果出力部と、
前記セグメンテーション部による新たな分類結果が取得されたときに、前記新たな分類結果と前記データベースに既に格納された前記分類結果との類似度に基づいて、前記新たな分類結果によって表現される前記鋼材のミクロ組織の特性を予測する特性予測部と
をさらに備える、請求項1から請求項のいずれか1項に記載の解析装置。
a result output unit that outputs the classification result by the segmentation unit to a database;
The analysis device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a characteristic prediction unit that, when a new classification result is obtained by the segmentation unit, predicts the characteristics of the microstructure of the steel material represented by the new classification result based on the similarity between the new classification result and the classification results already stored in the database .
前記マップデータは、前記鋼材のミクロ組織の画像データまたは局所分析データの少なくともいずれかを含み、
前記タグ情報は、前記画像データまたは前記局所分析データの取得手法を含む、請求項1から請求項のいずれか1項に記載の解析装置。
The map data includes at least one of image data or local analysis data of the microstructure of the steel material,
The analysis device according to claim 1 , wherein the tag information includes a method for acquiring the image data or the local analysis data.
前記タグ情報は、前記鋼材の鋼種区分、組成、熱処理、エッチング条件、または前記画像データもしくは前記局所分析データの撮影条件の少なくともいずれかを含む、請求項に記載の解析装置。 The analysis device according to claim 6 , wherein the tag information includes at least any one of a steel type classification of the steel material, a composition, a heat treatment, an etching condition, or a photographing condition of the image data or the local analysis data. 鋼材のミクロ組織を表現するマップデータを取得するステップと、
前記マップデータに関連付けられたタグ情報に応じて構築された学習モデルを用いて前記マップデータの要素をセグメントに分類するステップと
前記セグメントに分類するステップによる分類結果の信頼度を算出する信頼度算出ステップと、
前記信頼度に応じて前記学習モデルを更新するモデル更新ステップと
を含み、
前記モデル更新ステップは、前記タグ情報に基づいて抽出されたマップデータを用いて前記学習モデルの追加学習または再学習を実行する、解析方法。
obtaining map data representative of a microstructure of a steel material;
classifying elements of the map data into segments using a learning model constructed in response to tag information associated with the map data ;
a reliability calculation step of calculating a reliability of a classification result obtained by the step of classifying the data into segments;
a model updating step of updating the learning model according to the reliability;
Including,
The model updating step performs additional learning or re-learning of the learning model using map data extracted based on the tag information, in this analysis method.
鋼材のミクロ組織を表現するマップデータを取得するデータ取得部と、
前記マップデータに関連付けられたタグ情報に応じて構築された学習モデルを用いて前記マップデータの要素をセグメントに分類するセグメンテーション部と
前記セグメンテーション部による分類結果の信頼度を算出する信頼度算出部と、
前記信頼度に応じて前記学習モデルを更新するモデル更新部と
を含み、
前記モデル更新部は、前記タグ情報に基づいて抽出されたマップデータを用いて前記学習モデルの追加学習または再学習を実行する、解析装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
A data acquisition unit that acquires map data representing a microstructure of a steel material;
a segmentation unit that classifies elements of the map data into segments using a learning model constructed according to tag information associated with the map data ;
a reliability calculation unit that calculates the reliability of the classification result by the segmentation unit;
a model update unit that updates the learning model according to the reliability;
Including,
The model update unit is a program for causing a computer to function as an analysis device that performs additional learning or re-learning of the learning model using map data extracted based on the tag information.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE112024001736T5 (en) * 2023-04-14 2026-02-19 Sony Group Corporation INFORMATION PROCESSING DEVICE, INFORMATION PROCESSING METHOD AND PROGRAM
WO2025205405A1 (en) * 2024-03-29 2025-10-02 日本発條株式会社 Method for designing predictive model, method for generating predictive model, program, predicting device, and predictive model design device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019007944A (en) 2017-06-20 2019-01-17 株式会社神戸製鋼所 Segregation detection method and segregation detection device
JP2020009435A (en) 2018-07-03 2020-01-16 株式会社神戸製鋼所 Steel component learning device, steel component estimation device, steel type determination device, steel component learning method, steel component estimation method, steel type determination method, and program
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019007944A (en) 2017-06-20 2019-01-17 株式会社神戸製鋼所 Segregation detection method and segregation detection device
JP2020009435A (en) 2018-07-03 2020-01-16 株式会社神戸製鋼所 Steel component learning device, steel component estimation device, steel type determination device, steel component learning method, steel component estimation method, steel type determination method, and program
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