تعیین خصوصیات فضای متخلخل یک سنگ‌ کربناته با استفاده از تصاویر میکرو سی‌تی‌اسکن توسط الگوریتم‌ شبکه عصبی پیچشی

Abstract

در این مطالعه، عملکرد شبکه عصبی پیچشی در مشخصه‌سازی فضای متخلخل سنگ مورد ارزیابی قرار گرفته است. جهت آموزش شبکه، مجموعه‌ای از تصاویر میکرو سی‌تی‌اسکن سه‌بعدی از زیر نمونه‌های یک سنگ کربناته C1 با خصوصیات فیزیکی مربوطه اعم از تخلخل، متوسط اندازه‌ گلوگاه، متوسط اندازه‌ منافذ، متوسط عدد پیوستگی و متوسط ضریب شکل منافذ فراهم گردیده است. تصویر به‌کاربرده شده از نمونه سنگ کربناته جهت آماده‌سازی مجموعه تصاویر ورودی، به ۹۲۶۱ تصویر به ابعاد ۱۰۰×۱۰۰×۱۰۰ واکسل تقسیم‌ شده است و سپس با بهره‌گیری از الگوریتم کره بیشینه محاطی برای هر نمونه، خصوصیات نام برده به دست آمده است. در ادامه با تقسیم‌بندی مجموعه داده به دست آمده به سه بخش آموزش، ارزیابی و آزمایش (۷5: ۱5: ۱۰)، شبکه طراحی‌شده از جهت تعداد لایه و نرخ یادگیری مورد مقایسه و ارزیابی قرارگرفته است. سپس بعد از آزمایش شبکه بر روی مجموعه داده‌های آزمایش، ضریب تعیین پارامترها به ترتیب ذکرشده، 99%، 2/90%، 5/94%، 6/93% و 3/75% و میانگین درصد خطای نسبی برای هر یک از خصوصیات کمتر از ۴% محاسبه‌ شده است. ازاین‌رو باتوجه به نتایج حاصل شده می‌توان نتیجه گرفت که تطابق خوبی میان مقادیر پیش‌بینی‌شده و مقادیر واقعی خصوصیات موجود است.

Keywords

• شبکه عصبی پیچشی
• تصاویر میکرو سی‌تی‌اسکن
• سنگ کربناته
• نرخ یادگیری
• ضریب تعیین