凝聚态物理 > 软凝聚态物理
[提交于 2024年11月4日
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标题: 卷积神经网络应用于差分动态显微镜在量化异质动力学时可减少噪声
标题: Convolutional neural networks applied to differential dynamic microscopy reduces noise when quantifying heterogeneous dynamics
摘要: 差分动态显微镜(DDM)通常依赖包含数百或数千帧的视频来准确量化软物质系统中的运动。 使用持续时间较短的视频会产生更嘈杂和不准确的结果。 这限制了DDM在动力学在长时间内保持平稳的情况下的应用。 在这里,我们研究一种去噪DDM过程的方法,特别适用于可用成像帧数量有限或动力学随时间快速演变的情况。 我们使用卷积神经网络编码器-解码器(CNN-ED)模型来减少通过DDM计算的中间散射函数中的噪声。 我们在含有扩散的微米级胶体颗粒的样品上展示了结合机器学习和DDM的方法。 我们量化了粒子的扩散系数如何随时间变化,当它们悬浮的流体凝胶化时。 我们还量化了在含有粘度梯度的样品中,粒子的扩散系数如何随位置变化。 这些测试案例展示了非平衡动力学研究和高通量筛选如何从一种能够去噪DDM输出的方法中受益。
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