Использование свёрточных нейронных сетей для решения практических задач порошковой рентгеновской дифракции

Цели научного исследования: Порошковая рентгеновская дифракция используется для качественного и количественного фазового анализа и для определения кристаллографических параметров однофазных и полифазных образцов: параметров элементарной ячейки, размера кристаллитов, параметров микронапряжения и преимущественной ориентации кристаллов. Значительная часть задач обработки данных порошковой рентгеновкой дифракции хорошо поддаётся автоматизации, что позволяет, например, определять фазовый состав и кристаллографические параметры для сотен и тысяч однотипных образцов, полученных роботизированным комбинаторным синтезом. Ряд этапов обработки требует, тем не менее, вмешательства человека и визуальной инспекции: отделение фона, определение положений пиков, начальные приближения для параметров формы пика. Свёрточные нейронные сети хорошо зарекомендовали себя при решении таких визуальных задач. Создание с их помощью инструментов, автоматизирующих эти задачи, является целью исследования. Для достижения цели исследования необходимо решить следующие частные задачи: 1) Создать физически достоверные синтетические наборы данных. 2) Создать, обучить, оптимизировать гиперпараметры для свёрточной нейронной сети, определяющей фон на дифрактограмме. 3) Создать, обучить, оптимизировать гиперпараметры для свёрточной нейронной сети, определяющей положения пиков на дифрактограмме. 4) Создать, обучить, оптимизировать гиперпараметры для свёрточной нейронной сети, определяющей параметры формы пиков на дифрактограмме. 5) Создать, обучить, оптимизировать гиперпараметры для свёрточной нейронной сети, определяющей присутствие фазы в образце по дифрактограмме.