Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Interpreting convolutional neural network classifiers applied to laser-induced breakdown optical emission spectra

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216305%3A26620%2F24%3APU155235" target="_blank" >RIV/00216305:26620/24:PU155235 - isvavai.cz</a>

  • Nalezeny alternativní kódy

    RIV/00216224:14330/24:00137458

  • Výsledek na webu

    <a href="https://www-sciencedirect-com.ezproxy.lib.vutbr.cz/science/article/pii/S0039914023006975?via%3Dihub" target="_blank" >https://www-sciencedirect-com.ezproxy.lib.vutbr.cz/science/article/pii/S0039914023006975?via%3Dihub</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1016/j.talanta.2023.124946" target="_blank" >10.1016/j.talanta.2023.124946</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Interpreting convolutional neural network classifiers applied to laser-induced breakdown optical emission spectra

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) is a well-established industrial tool with emerging relevance in high-stakes applications. To achieve its required analytical performance, LIBS is often coupled with advanced pattern-recognition algorithms, including machine learning models. Namely, artificial neural networks (ANNs) have recently become a frequently applied part of LIBS practitioners' toolkit. Nevertheless, ANNs are generally applied in spectroscopy as black-box models, without a real insight into their predictions. Here, we apply various post-hoc interpretation techniques with the aim of understanding the decision-making of convolutional neural networks. Namely, we find synthetic spectra that yield perfect expected classification predictions and denote these spectra class-specific prototype spectra. We investigate the simplest possible convolutional neural network (consisting of a single convolutional and fully connected layers) trained to classify the extended calibration dataset collected for the ChemCam laser-induced breakdown spectroscopy instrument of the Curiosity Mars rover. The trained convolutional neural network predominantly learned meaningful spectroscopic features which correspond to the elements comprising the major oxides found in the calibration targets. In addition, the discrete convolution operation with the learnt filters results in a crude baseline correction.

  • Název v anglickém jazyce

    Interpreting convolutional neural network classifiers applied to laser-induced breakdown optical emission spectra

  • Popis výsledku anglicky

    Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) is a well-established industrial tool with emerging relevance in high-stakes applications. To achieve its required analytical performance, LIBS is often coupled with advanced pattern-recognition algorithms, including machine learning models. Namely, artificial neural networks (ANNs) have recently become a frequently applied part of LIBS practitioners' toolkit. Nevertheless, ANNs are generally applied in spectroscopy as black-box models, without a real insight into their predictions. Here, we apply various post-hoc interpretation techniques with the aim of understanding the decision-making of convolutional neural networks. Namely, we find synthetic spectra that yield perfect expected classification predictions and denote these spectra class-specific prototype spectra. We investigate the simplest possible convolutional neural network (consisting of a single convolutional and fully connected layers) trained to classify the extended calibration dataset collected for the ChemCam laser-induced breakdown spectroscopy instrument of the Curiosity Mars rover. The trained convolutional neural network predominantly learned meaningful spectroscopic features which correspond to the elements comprising the major oxides found in the calibration targets. In addition, the discrete convolution operation with the learnt filters results in a crude baseline correction.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10406 - Analytical chemistry

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2024

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    TALANTA

  • ISSN

    0039-9140

  • e-ISSN

    1873-3573

  • Svazek periodika

    266

  • Číslo periodika v rámci svazku

    1

  • Stát vydavatele periodika

    GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska

  • Počet stran výsledku

    11

  • Strana od-do

    „“-„“

  • Kód UT WoS článku

    001044992600001

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85165081844