Deep learning para el análisis automatizado de imágenes

Resultados fiables gracias a la inteligencia artificial

Uno de los mayores desafíos de la microscopía moderna es la segmentación de imágenes, en la que una imagen se divide en diferentes áreas. Se necesita experiencia y un ojo entrenado para reconocer las distintas áreas de una imagen, o una inteligencia artificial (IA) especialmente entrenada para ello.

El deep learning, un método de aprendizaje automático, puede detectar rápidamente los errores y desviaciones más pequeños que el ojo humano podría pasar por alto. Esto le permite acelerar y mejorar el análisis de imágenes con poco esfuerzo. Utilice las capacidades de software de ZEISS para crear rutinas reproducibles, escalables y automáticas. Aumente la calidad de sus resultados y productos.

Aproveche el potencial del deep learning para su procesamiento de imágenes con ZEISS ZEN Intellisis:

  • Análisis automatizado e independiente del fabricante de imágenes procedentes de una amplia gama de sistemas de imagen en 2D y 3D
  • Segmentación automatizada reproducible y escalable de contenidos 2D y 3D
  • Minimización significativa del tiempo de evaluación gracias al deep learning
  • Sencilla interfaz basada en la nube para entrenar y crear modelos de IA
  • Segmentación de imágenes complejas a partir de imágenes 2D y 3D con un solo clic, en la nube o localmente
  • El conocimiento experto puede compartirse fácilmente en toda la organización reutilizando el modelo de IA entrenado

El desafío de la segmentación de imágenes

La segmentación de imágenes se utiliza para analizar imágenes tomadas con un microscopio. La segmentación se refiere a la división de imágenes en áreas específicas que son importantes para su posterior análisis y clasificación. Dicha zona podría ser, por ejemplo, un defecto o contaminación en la superficie de un componente, así como la detección de diferentes capas de material. Durante el análisis posterior de las imágenes y la clasificación de las zonas reconocidas, se tienen en cuenta las propias zonas y el límite entre las distintas zonas. Esto permite obtener resultados precisos y detectar errores.

Sin embargo, los métodos tradicionales de segmentación, como el umbral (análisis del valor de gris), alcanzan rápidamente sus límites.

Los niveles de gris de las zonas pueden ser difíciles de distinguir si tienen un color y un brillo similares. Los usuarios también se enfrentan a la cuestión de qué características de la imagen son relevantes, por ejemplo el color, la textura o los bordes, para identificar objetos y zonas en una imagen.

También es importante saber combinar las características para descubrir objetos y clases. Cuantas más clases se añaden al procesar una imagen, más compleja se vuelve la tarea. La búsqueda de arañazos en pantallas de electrodomésticos también es un desafío difícil de resolver con análisis basados en reglas, porque cada arañazo tiene un tamaño diferente, su propia forma y puede producirse en toda la superficie. El procesamiento de imágenes con deep learning es la solución adecuada en este caso.

El desafío de la segmentación de imágenes
El desafío de la segmentación de imágenes

Imagen SEM (microscopio electrónico de barrido) de un contacto de PCB con segmentación de imagen IA

¿Cómo ayuda el deep learning en el procesamiento de imágenes?

El aprendizaje automático y el deep learning se utilizan cuando los métodos convencionales de segmentación de imágenes no son suficientes. El sistema entrenable consta de redes neuronales en las que se almacena toda la información relevante para el procesamiento de imágenes. Técnicamente, es fundamental poder diferenciar correctamente las distintas zonas y características para crear un análisis óptimo y lograr resultados precisos y reproducibles.

Se crea un modelo de entrenamiento para enseñar a la IA a analizar las imágenes. Determinadas zonas se marcan en una imagen (o en varias imágenes) asignando colores diferentes a distintos rasgos que son importantes para el control de calidad. La IA aprende las propiedades de las zonas o características y crea su propio algoritmo de clasificación. A continuación, el algoritmo se aplica a los datos de imagen restantes que aún no se han marcado o coloreado. La IA aprende de forma autónoma a qué características debe prestar especial atención en relación con una clase determinada. Cuantos más datos de entrenamiento o imágenes de muestra se analicen, más preciso será el algoritmo.

Sus ventajas con el procesamiento de imágenes basado en IA

Si la segmentación de todos los datos de la imagen no es óptima, se pueden volver a entrenar las anotaciones y sus parámetros. De este modo, la IA aprende nuevas características y puede revisar el algoritmo hasta obtener resultados precisos. A continuación, este modelo optimizado puede aplicarse automáticamente a todos los datos de imagen del mismo tipo tomados en las mismas condiciones de imagen, por ejemplo, en el microscopio. Esto genera muchas ventajas:

  • Segmentación y análisis rápidos y automatizados

  • Resultados precisos y detección fiable de fallos

  • Alta reproducibilidad

  • Adaptación sencilla del algoritmo

Aprovechamiento del potencial de la inteligencia artificial

ZEISS ZEN Intellesis con Deep Learning permite el procesamiento automatizado de imágenes en el laboratorio, en el desarrollo, en el control de calidad y en los sistemas de análisis relacionados con la producción. Las empresas modernas y orientadas al futuro utilizan el deep learning para garantizar la reproducibilidad y la precisión de los análisis. Pruebe ahora todo el paquete ZEISS ZEN core, incluido ZEN Intellesis, por un máximo de 60 días gratis y sin compromiso.

¿Qué registros de datos puede evaluar la IA?

En general, se pueden evaluar todos los conjuntos de datos 2D y 3D a escala, para lo cual ZEISS cuenta con potentes herramientas de IA. Aquí puedes ver qué formatos pueden ser analizados por la IA, qué funciones son posibles y si el formato es adecuado para el procesamiento de imágenes con deep learning.

Fabricante / Formato

Extensión del archivo

Transferencia del valor del píxel

Transferencia de metadatos

FEI TIFF

.tiff

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Hitachi S-4800

.txt, .tif, .bmp, .jpg

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IMAGIC

.hed, .img

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JEOL

.dat, .img, .par

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JPEG

.jpg

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Leica LCS LEI

.lei, .tif

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Leica LAS AF LIF (formato de archivo de imagen Leica)

.lif

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Nikon Elements TIFF

.tiff

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Olympus SIS TIFF

.tiff

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Oxford Instruments

.top

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(formato de archivo de imagen etiquetado)

.tiff, .tif, .tf2, .tf8, .btf

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Otros formatos disponibles a petición.

análisis automático e inteligente de imágenes con IA

¿Cuál es el objetivo del análisis automático e inteligente de imágenes con IA?

El objetivo principal es reemplazar los procesos manuales de análisis de imágenes por rutinas automáticas para hacerlos reproducibles y escalables. Esto ahorra tiempo y dinero y también evita una evaluación subjetiva. Esto se debe a que cada persona toma su decisión de forma un poco diferente, por lo que surgen diferentes segmentaciones o se pueden pasar por alto errores o clasificarlos como dentro de la tolerancia. Además, el procesamiento y el análisis de imágenes basados en IA facilitan la difusión de conocimientos expertos en toda la organización. Esto aumenta la calidad de nuestros propios productos y también la reproducibilidad de los resultados.

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