InfinityEBSD：基于扩散模型的指导式无限尺寸 EBSD 地图生成
材料科学
2025-12-22 v1
摘要
材料性能与其微结构密切相关，后者支配关键属性如强度、耐久性和疲劳抗性。EBSD 是表征这些微结构的主要技术，但获取大规模且具有统计代表性的 EBSD 地图仍缓慢、昂贵，常限于小区域。本文引入 InfinityEBSD，一种基于扩散模型的方法，用于生成任意尺寸的、以物理意义微结构指标为条件的单相真实 EBSD 地图。该方法支持两种主要用例：将小型实验 EBSD 地图扩展至任意尺寸，或直接从统计描述符生成全新地图，无需任何输入地图。通过八个微结构描述符实现条件控制，包括晶粒尺寸、晶粒周长、晶粒惯性比、配位数和错位角分布，使模型能够生成既视觉上真实又在物理上可解释的地图。一种基于 patch 的几何扩展策略确保跨晶粒的空间连续性，使模型能够在保持连贯晶界和取向过渡的同时产生大规模 EBSD 地图。生成的地图也可导出为有效的 Channel Text Files (CTF)，以便在 MTEX 或 DIGIMU 等软件中进行后处理和分析。我们通过对比引导指标生成前后的分布进行定量验证，表明模型既尊重统计目标，又引入形态多样性。InfinityEBSD 表明，受物理指标指导的扩散模型可弥合合成与真实材料表征之间的差距，为未来发展如从 2D 数据生成真实 3D 微结构铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2512.17859,
title = {InfinityEBSD : Metrics-Guided Infinite-Size EBSD Map Generation With Diffusion Models},
author = {Sterley Labady and Youssef Mesri and Daniel Pino Munoz and Baptiste Flipon and Marc Bernacki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.17859},
year = {2025}
}