АВТОМАТИЗОВАНЕ ВИЗНАЧЕННЯ МОРФОМЕТРИЧНИХ ПОКАЗНИКІВ ЛУБОВОЛОКНИСТОЇ СИРОВИНИ ЗА МІКРОЗОБРАЖЕННЯМИ ЗРІЗІВ

Анотація

Лубоволокниста сировина застосовується в текстильній, харчовій, будівельній та автомобільній галузях, що підвищує вимоги до об'єктивного контролю її якості. Чинні методи оцінки ґрунтуються на окремих фізичних процедурах для кожного показника і не дають єдиної просторової картини розподілу волоконних пучків у перерізі. Метою статті є удосконалення методу оцінки якості лубоволокнистої сировини шляхом розробки методу сегментації екземплярів мікрозображень поперечного перерізу, що забезпечує об'єктивне обчислення морфометричних показників волокна для визначення його функціональної придатності. Сформовано власний набір даних із 83 мікроскопічних зрізів з експертно розміченими 1984 екземплярами волоконних пучків. Розроблено та навчено модель сегментації екземплярів на основі архітектури YOLO11s-seg з одноклясовою конфігурацією детектора та вхідною роздільною здатністю 768 пікселів. Застосовано доменно-орієнтовані аугментації зображень і морфометричний постпроцесинг для обчислення площі та геометричного центру кожного виявленого пучка. На основі геометричних характеристик, отриманих сегментацією, запропоновано три морфометричні показники: умовний діаметр волокна, структурну частку волокна та ступінь розволокнення. Встановлено, що розроблена модель забезпечує на валідаційній вибірці показник mask mAP@0,5 на рівні 0,900 за збалансованих точності (0,842) і повноти (0,833). Час аналізу одного мікрозображення становить приблизно 33 мс, що не залежить від кількості пучків на зрізі. Визначено, що запропонований метод обчислює діаметр волокна, структурну частку волокна та ступінь розволокнення з одного мікрозображення, тоді як чинні стандартизовані методи вимагають окремих фізичних процедур для кожного показника. Показано, що автоматизована сегментація екземплярів усуває потребу в ручному підрахунку волоконних пучків і забезпечує точність та відтворюваність вимірювання, недосяжну для ручного аналізу через окуляр-мікрометр. Отримані результати дозволяють зробити висновок про доцільність застосування розробленого методу для об'єктивного визначення функціональної придатності лубоволокнистої сировини до використання у харчовій та текстильній промисловості, зокрема для виробництва фільтрувальних матеріалів.