Texture Description in Scanning Electron Microscopy

Mgr. Jan Škvařil

Master's thesis

Abstract:

Tato práce se zabývá analýzou textury v kontextu skenovací elektronové mikroskopie (SEM), kde je analýza materiálů jako jsou polovodiče či tkáně důležitou úlohou. Deskriptory textury jsou užitečné nástroje, které umožňují zjednodušit komplexní informaci obsaženou v obrázku do několika hodnot. Práce začíná průzkumem několika klasických deskriptorů textury. Dále se zabývá průzkumem dvou datasetů z oblasti SEM. Následně obsahuje návrh deskriptoru založeném na neuronových sítí s Autoencoder architekturou. Síť je trénovaná s několika navrženými loss funkcemi zaměřenými na texturová data. Navržená metoda je poté porovnána s klasickými deskriptory v rámci tří experimentů. Experimenty jsou provedeny na datech ze SEM a jsou zaměřeny na segmentaci, klasifikaci a detekci anomálií.

Abstract:

This thesis delves into the role of texture analysis within the domain of Scanning Electron Microscopy (SEM), where analysis of materials such as semiconductors and tissues is essential. Texture descriptors serve as indispensable tools in this field, condensing complex image information into manageable features. The thesis initiates with an investigation into classical texture descriptors, subsequently followed by an exploration of two SEM datasets. Furthermore, a texture descriptor based on Autoencoder neural networks is proposed and augmented with texture-oriented loss functions. The proposed method is compared to classical methods with several experiments, focusing on classification, segmentation, and anomaly detection. The experiments are performed on the prepared SEM datasets.

Keywords

Texture, Descriptor, SEM, Autoencoder

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 21. 5. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 19. 6. 2024
• Supervisor: doc. RNDr. Pavel Matula, Ph.D.
• Reader: doc. RNDr. David Svoboda, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Informatics

Master programme / field:
Visual informatics / Image Processing and Analysis