RESEARCH GROUP COMPUTED TOMOGRAPHY

UNIVERSITY OF APPLIED SCIENCES UPPER AUSTRIA - RESEARCH & DEVELOPMENT LTD.

CT-Datenanalyse & Visualisierung

Anw-Software General B200px
  • Fiber extraction
  • FiberScout
  • MObjects
  • Porosity maps
  • CT Simulation

Seit der Gründung der Research group Computertomographie im Jahr 2005 hat die Softwareentwicklung einen sehr hohen Stellenwert. Das Hauptziel dieses Bereichs ist es, hoch innovative Algorithmen für neue Anwendungsbereiche unserer Projektpartner zu entwickeln. In diesem Kontext wurden vier Applikationen entwickelt: "SimCT" ist ein schneller, GPU basierter Simulator eines 3DCT Geräts. "Analyse_This!" dient zur Analyse von Lasereinschüssen in einer Carbonmatrix. "nfinity" enthalt eine Vielzahl von Auswertealgorithmen und erlaubt es, CT Daten aus Dual energy Scans zu fusionieren sowie eine statistische Auswertung der Scandaten durchzuführen. Als neueste Entwicklung wurde ein umfassendes plattformunabhangiges Framework implementiert, dass alle selbst entwickelten Algorithmen integriert und die Basis für alle weiteren Entwicklungen der Research group Computertomographie bildet: iAnalyse.

iAnalyse
iAnalyse ist ein benutzerfreundliches Softwaretool für wissenschaftliche Visualisierung sowie 3D Bildverarbeitung. Als graphisches User Interface kommt das Cross-Plattform-Framework Qt zum Einsatz, das eine einfach zu bedienende und attraktive Benutzerschnittstelle ermöglicht. Für Visualisierungs- bzw. Bildverarbeitungszwecke werden neben Eigenentwicklungen die Toolkits ITK und VTK verwendet, die iAnalyse zu einem mächtigen Werkzeug für 3D Visualisierung und CT Datenanalyse erweitern. iAnalyse verarbeitet viele Volumsdatenformate sowie unterschiedliche Oberflächendatenformate. Es erlaubt die slice-by-slice Navigation in den 2D Ansichten, 3D Navigation sowie beliebige Schnittebenen in den 3D Ansichten und darüberhinaus das definieren benutzerspezifischer Ansichten für individuelle Visualisierungen. Informationen bezüglich der Datensätze, Filter und laufender Tasks werden im Tab-control im unteren Bereich jedes Datensatzfensters dargestellt. Über die Funktion als Informationszentrale hinaus können im Tab-control Transferfunktionen für ansprechende 3D Visualisierungen definiert werden. Neben diesen Basisfunktionalitäten ist iAnalyse einfach erweiterbar, um neue Methoden und Techniken zu integrieren. Es dient als zentrale Entwicklungsplattform der Research Group Computertomographie und integriert alle Methoden und Algorithmen der Research group Computertomographie. Mit der Vergrößerung des Entwicklungsteams ist iAnalyse bereit, die nächsten Schritte im Bereich 3D Bildverarbeitung und Visualisierung zu setzen. Nutzen sie die Möglichkeit, iAnalyse zu entdecken!

Anw-Software iAnalyse B600px  

Anw-Software iAnalyse B600px  

Ausgewählte Tools:

Anw-Spezial Fiberextraction B200px   Faserverstärkte Kunststoffe spielen in vielen Anwendungsbereichen eine interessante Rolle. Sie sind leicht und setzen damit ein enormes Potential für die Leichtbauweise frei. Durch gezielte Bestimmung der Ausrichtung der Fasern kommen Eigenschaften wie Festigkeit ebenfalls in den Vordergrund. Faserverstärkte Kunststoffe werden immer mehr für Flugzeugteile oder Fahrzeugteile eingesetzt.
Unsere Fiber Extraction kann die Fasern und deren Eigenschaften aus einem Volumendatensatz extrahieren. Die Eigenschaften die berechnet werden sind u.a. Länge, Durchmesser und Orientierung der einzelnen Fasern. Und die Fasern können durch gerade Linien und einer Farbcodierung - für die Orientierung - visualisiert werden.
Anw-Spezial BlobVis B200px   Faserverstärkte Kunststoffe zählen zur Gruppe der Hochleistungs-Verbundwerkstoffe und zeichnen sich durch ihre hohe mechanische Belastbarkeit bei gleichzeitig niedrigem Gewicht aus. Da die Fasern in diesen Werkstoffen die mechanischen Eigenschaften wie Steifigkeit, Festigkeit, Verformbarkeit etc. stark beeinflussen, ist es wichtig diese exakt zu charakterisieren, um die Materialsysteme optimieren zu können.
FiberScout dient zur genauen Untersuchung von faserverstärkten Kunststoffen bezüglich ihrer Fasereigenschaften (z.B. Verteilung der Faserlängen und Faserorientierungen). Die einzelnen Fasern können nach bestimmten Kriterien ausgewählt und angezeigt werden. Fasern mit ähnlichen Eigenschaften können zu Klassen zusammengefasst und mit zusätzlichen statistischen Informationen in einer Liste gespeichert werden. Spezielle Visualisierungsmethoden ermöglichen es die räumliche Position aller definierten Faserklassen im CT-Volumendatensatz gleichzeitig darzustellen.
 Anw-Software MObjects B200px   Mean objects (MObjects) are a novel way to explore a high number of individual objects in a dataset, e.g., pores, inclusions, particles, fibers, and cracks. After calculating the individual object properties volume, dimensions and shape factors, all objects are clustered into a MObject. With our software tool, the resulting MObject parameter space can be explored interactively. To do so, we introduce the visualization of mean object sets (MObject Sets) in a radial and a parallel arrangement. Each MObject may be split up into sub-classes by selecting a specific property, e.g., volume or shape factor, and the desired number of classes. Applying this interactive selection iteratively leads to the intended classifications and visualizations of defects in the dataset.
Anw-Spezial Porosity B200px   Um Endanwender im Bereich der zerstörungsfreien Prüfung und Qualitätssicherung zu unterstützen, wurde die Visualisierungsmethode "Porosity Maps" zur Charakterisierung von Porositäten in kohlefaserverstärkten Kunststoffen (CFK) entwickelt. Die dabei berechneten 2D Bilder erlauben es, schnell die Bereiche mit hoher und niedriger Porosität im Bauteil zu finden. Porosity Maps werden für alle drei achsenorientierten Richtungen des zu untersuchenden Bauteiles berechnet und angezeigt. Um eine visuelle Analyse der einzelnen Poren zu ermöglichen, können diese in einem zweistufigen Verfahren gefiltert werden. Nachdem ein interessanter Bereich in den Porosity Maps ausgewählt wurde, können die darin enthaltenen Poren mit einer interaktiven Visualisierung von parallelen Koordinaten basierend auf den Poreneigenschaften, wie z.B. Porenvolumen, -ausdehnung in x, y und z Richtung sowie Formfaktor, ausgewählt werden.
Anw-Spezial SimCT B200px   Die Simulation eines Computertomographie Scans vor dem realen Scan ist eine wünschenswerte Option für den industriellen Einsatz der Methode. Hauptziel dieses Forschungsgebietes ist die Bestimmung optimaler Scan Parameter für einen Prüfling definiert durch seine Geometrie und sein Material. Optimale Scan Parameter erhöhen Kontrast und Schärfe von Merkmalen in den aufgenommen CT Bilder und minimieren Artefakte, welche keinem realen Merkmal des Prüflings entsprechen. Darüber hinaus ist das Wissen über Bildaufnahme und Prinzipien hinter der Datengenerierung grundlegend für die Entwicklung und Verbesserung von Methoden und Algorithmen für CT.
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