ZEISS Advanced Reconstruction Toolbox

これまでにない高コントラストで全てを明らかに

ZEISS Advanced Reconstruction Toolbox

これまでにない高コントラストで全てを明らかに

人口知能とは
図をクリックして拡大し、詳細をご覧ください
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Advanced Reconstructionツールボックス(ART)により、お使いのZEISS Xradia 3D X線顕微鏡(XRM)やマイクロCTに、人工知能(AI)駆動の高度な再構成テクノロジーを導入することができます。X線物理学と多様なアプリケーションへの深い知見を活かして、新しい革新的な方法で、難度の高いイメージングの課題を解決します。

ARTの独自モジュールであるOptiRecon、DeepRecon、PhaseEvolveを使うことで、分解能を犠牲にすることなく、データの取得や再構成をスピードアップさせて画像品質を向上させることができます。

Advanced Reconstructionツールボックスでできること

  • データ収集・分析機能の向上により、正確で迅速な意思決定が可能
  • 画質が大幅に向上
  • さまざまな試料に対し、優れた内部断層撮影と高いスループットを実現
  • コントラスト-ノイズ比を改善し、微妙な差異を明確に
  • 繰り返し撮影ではイメージング速度がさらに向上

ZEISS Xradia 620 VersaとDeepRecon Proを使用して取得した、カメラレンズの3D X線データセット。

ZEISS Advanced Reconstruction Toolbox

より良い画質、より高いスループット

Advanced Reconstruction Toolbox(高度再構成ツールボックス)は、お使いのZEISS Xradia 3D X線顕微鏡で高度な再構成テクノロジーにアクセスすることができる、革新的なプラットフォームです。この独自のモジュールはX線物理学とお客様のアプリケーションへの深い理解を最大限活用し、新しい革新的な方法で困難なイメージング課題を解決します。

X線顕微鏡のこの最新の技術的進歩の成果については、次のような事柄があります。

ZEISS DeepRecon Proなら、深層学習テクノロジーに関する知識がなくても、分かりやすく、シンプルかつ効率的な方法で、AIとディープニューラルネットワークテクノロジーを利用して、X線断層撮影の精度を向上させることができます。[...] これは、長い露光時間が求められる、in situ流体-岩石相互作用実験に必要なスキャン時間の短縮につながります。

Dr. Markus Ohl | X線顕微鏡 | EPOS-NL MINT | Utrecht University, NL

ZEISS Recon Pro & Customによる深層学習テクノロジーを用いた再構成

再構成テクノロジーでデータ取得をスピードアップ

DeepReconテクノロジーは、DeepRecon Proと、 DeepRecon Customの2つに搭載されており、どちらもAIを活用して画質と速度を向上させます。 長い作動距離における分解能(Resolution at a Distance, RaaD)を犠牲にすることなくスループットを向上させ、 あるいは同じ投影枚数において画質の向上を可能します。

DeepRecon Proを使用してセラミックスマトリックス複合材(CMC)試料のスループットを向上させた例。画質を損なうことなく10倍のスループット向上を実現。これにより、in situ試験において、時間分解能が大幅に改善。左:標準的な再構成(FDK):スキャン時間9時間(投影数3,001)。中央:標準的な再構成(FDK):スキャン時間53分(投影数301)。右:DeepRecon Pro:スキャン時間53分(投影数301)。

多くのメリット

  • DeepRecon Proを使用すれば、幅広いアプリケーションで優れたスループットと画質を実現可能
  • コントラスト/ノイズ比を改善することで、試料の画像の微妙な差異を明らかに
  • 繰り返しの撮影ワークフローを必要とする試料のデータ取得速度が最大10倍
  • 繰り返し測定に加えて、1回だけの測定でもDeepRecon Proを応用可能
  • 使いやすいインターフェイスを介して、新しい機械学習ネットワークモデルをお客様ご自身で作成できます
  • DeepRecon Proに機械学習の専門知識は不要で、初心者ユーザーでもすぐに使用可能
  • ZEISS DeepRecon Customは、繰り返し測定を行うアプリケーションのXRMパフォーマンスをDeepRecon Pro以上に向上させることを特に目的としています。
  • ZEISSはユーザーと緊密に連携し、繰り返し測定におけるニーズに的確に対応するカスタムのネットワークモデルを開発しています。

アプリケーション例

セラミックマトリックス複合材(CMC)- スループットが10倍に向上

画質を損なうことなく、スループットが10倍に向上します。

スマートウォッチのバッテリー - スループットが4倍に向上

カソード粒子の細部を維持しながら、スループットが4倍に向上。

Smartwatch Battery - Image Quality Improvement

Enhanced image quality to see low contrast graphite particles

21700円筒形セルバッテリー - スループットが8倍に向上

同等の画質でスループットが8倍に向上

2.5D半導体インターポーザーパッケージ – スループットが4倍に向上

1 µmの亀裂が観察できるままでスループットが4倍に向上

2.5D Semiconductor Interposer Package – Improved Image Quality

Improved image quality with same scan time.

Sandstone Core - スループットが6倍に向上

砂岩コアのイメージングでは、画質の向上とイメージングアーチファクトの低減によってスループットが6倍に向上することで、より正確なセグメンテーション、定量化、シミュレーションが可能に。

ZEISS OptiRecon

同等の結果を、4倍の速さで

ZEISS OptiReconは逐次近似再構成法により、画質を最適化しつつスループットを大幅に向上させます。

  • 最大4倍速い測定時間で同等の画質を達成します。もしくは、同じ撮影時間で画質向上を可能とします。
  • さまざまな試料に対し、優れた内部断層撮影や高いスループットを実現します。
電子部品を計測したワークフロー。
電子部品を計測したワークフロー。スマホカメラのレンズにおける組み付けの問題を、4倍の速度で解析できます。左:標準的な再構成:スキャン時間90分(投影数1200) 中央:標準的な再構成:スキャン時間22分(投影数300) 右:OptiRecon:スキャン時間22分(投影数300)
携帯電話カメラモジュール。同等の画質でスループットが4倍に向上。
携帯電話カメラモジュール。同等の画質でスループットが4倍に向上。

左右にスライドして見比べてください:

Standard Reconstruction #300Zoom OptiRecon #300Zoom
標準的な再構成
OptiRecon

コントラストを改善するZEISS PhaseEvolve

低密度の試料や高解像度のデータセットでは、
位相効果によって界面にフリンジアーチファクトが現れ、材料間のコントラストの分離が難しくなる場合があります。

  • 後処理再構成アルゴリズムであるPhaseEvolveを使用すると、画像のコントラストを高めることができます。
  • 再構成データのコントラストを向上させることで、より良いセグメンテーションが可能となり、さらに精度の高い解析を行うことができます。

右の画像は、PhaseEvolveを医薬品粉末試料に使用した例です。高分解能または低kVイメージングでは、位相差アーチファクトによって、固有の材料コントラストが不明瞭になることがあります。PhaseEvolveは、位相フリンジを効果的に除去して、画像のコントラストを高め、セグメンテーション結果を改善します。

Standard reconstruction PhaseEvolve applied reconstruction
標準の再構成
PhaseEvolve適用後

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AI駆動の再構成テクノロジーは、次世代のXRMイメージングを可能にし、
スループットを向上させ、画質を向上させます
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