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Dichtetreue Region-of-Interest-Computertomographie mittels Multiresolutionsanalyse
S. Oeckl, T. Fuchs, U. Haßler, T. Schön
DGZfP-Jahrestagung 2009
18. - 20. Mai 2009, Münster
Übersicht
Motivation
Multiresolutionsanalyse
Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
Ergebnisse
Zusammenfassung und Ausblick
• Motivation
• Multiresolutionsanalyse
• Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
• Ergebnisse
• Zusammenfassung und Ausblick
Seite 2
DGZfP-Jahrestagung 2009 - Mi.3.B.2
1
Übersicht
Motivation
Multiresolutionsanalyse
Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
Ergebnisse
Zusammenfassung und Ausblick
• Motivation
• Multiresolutionsanalyse
• Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
• Ergebnisse
• Zusammenfassung und Ausblick
Seite 3
CT in der zerstörungsfreien Materialprüfung
- Komplette
Motivation
Multiresolutionsanalyse
Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
Ergebnisse
Zusammenfassung und Ausblick
Komplette dreidimensionale Erfassung des Prüfobjekts
- Berührungsloses Prüfverfahren
Seite 4
2
Aufnahmegeometrie (Kegelstrahl)
Motivation
Multiresolutionsanalyse
Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
Ergebnisse
Zusammenfassung und Ausblick
Perpendicular voxel elements
x
y
z
Cone beam Object
Rotation axis
Circular sampling
X-ray source
Seite 5
Array detector
Ziel
• Dichtegetreue CT-Rekonstruktion an großen Werkstücken
Motivation
Multiresolutionsanalyse
Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
Ergebnisse
Zusammenfassung und Ausblick
Werkstücken
• Insbesondere Betrachtung/Erhaltung der Dichtetreue bei ROI-Verfahren
Seite 6
3
Problemstellung
Durch die Objektgröße entstehen zwei Probleme:
Obj kt k ti t b i ht k l tt f
Motivation
Multiresolutionsanalyse
Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
Ergebnisse
Zusammenfassung und Ausblick
Objekt kann zwar rotiert, aber nicht komplett auf den Detektor abgebildet werden (truncated data)
Objekt kann nicht komplett rotiert werden, aufgrund von Kollision mit Röntgenröhre; v.a. bei Erzielung hoher Auflösungen (limited angle)
.
Seite 7
Ansatz
• Kombination verschiedener Messungen (Multiscan)
Motivation
Multiresolutionsanalyse
Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
Ergebnisse
Zusammenfassung und Ausblick
• Multiresolutionsanalyse zur getrennten und artefaktreduzierten Rekonstruktion von Hoch-und Tiefpass-Anteilen in Objektgebieten von besonderem Interesse (ROI-CT)
=> Multiscan-ROI-CT
Seite 8
4
Übersicht
Motivation
Multiresolutionsanalyse
Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
Ergebnisse
Zusammenfassung und Ausblick
• Motivation
• Multiresolutionsanalyse
• Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
• Ergebnisse
• Zusammenfassung und Ausblick
Seite 9
Multiresolutionsanalyse (1)
„Approximations- „Wavelet-
K ffi i t “
Motivation
Multiresolutionsanalyse
Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
Ergebnisse
Zusammenfassung und Ausblick
L* H*+
L HKoeffizienten“ Koeffizienten“
Seite 10
5
Multiresolutionsanalyse (2)
„Approximations- „Wavelet-
K ffi i t “
Motivation
Multiresolutionsanalyse
Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
Ergebnisse
Zusammenfassung und Ausblick
L* H*+
L HKoeffizienten“ Koeffizienten“
Seite 11
Multiresolutionsanalyse (3)
Motivation
Multiresolutionsanalyse
Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
Ergebnisse
Zusammenfassung und Ausblick
Seite 12
6
Multiresolutionsanalyse (4)
Motivation
Multiresolutionsanalyse
Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
Ergebnisse
Zusammenfassung und Ausblick
Seite 13
Multiresolutionsanalyse (5)
Motivation
Multiresolutionsanalyse
Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
Ergebnisse
Zusammenfassung und Ausblick
Seite 14
7
Übersicht
Motivation
Multiresolutionsanalyse
Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
Ergebnisse
Zusammenfassung und Ausblick
• Motivation
• Multiresolutionsanalyse
• Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
• Ergebnisse
• Zusammenfassung und Ausblick
Seite 15
Multiresolutionsanalyse in der CT (1)
Motivation
Multiresolutionsanalyse
Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
Ergebnisse
Zusammenfassung und Ausblick
Seite 16
Fig. 3: 3D-Kegelstrahl-Rekonstruktion (Typ Feldkamp): a) Approximations- und Wavelet-Koeffizienten bei Zerlegungsstufe 4. b) Vergrößerung der Approximations-Koeffizienten aus a) (rot markierte Region). c) Synthese der Koeffizienten aus a). (Kontrastbereich: a) [-0.27; 0.27]. b)-c) [0.0; 5.89].)
a) b) c)
8
Multiresolutionsanalyse in der CT (2)
Motivation
Multiresolutionsanalyse
Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
Ergebnisse
Zusammenfassung und Ausblick
Seite 17
Fig. 4 : Region-of-Interset-Rekonstruktion: a) Approximations- und Wavelet-Koeffizienten bei Zerlegungsstufe 4. b) Vergrößerung der Approximations-Koeffizienten aus a). c) Vergrößerung der Region-of-Interest aus b). (Kontrastbereich: a) [-0.27; 0.27]. b)-c) [0.0; 5.89].)
a) b) c)
Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
Detektor Detektor
Motivation
Multiresolutionsanalyse
Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
Ergebnisse
Zusammenfassung und Ausblick
Quelle
Objekt
Quelle
Objekt
Seite 18
Tiefpass-Rekonstruktion
bei Vergrößerungfaktor M
(complete data)
Hochpass-Rekonstruktion
bei Vergrößerungsfaktor 2xM
(truncated data)
9
Übersicht
Motivation
Multiresolutionsanalyse
Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
Ergebnisse
Zusammenfassung und Ausblick
• Motivation
• Multiresolutionsanalyse
• Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
• Ergebnisse
• Zusammenfassung und Ausblick
Seite 19
Simulierte Multiscan-ROI-CT an simulierten Daten (1)
Motivation
Multiresolutionsanalyse
Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
Ergebnisse
Zusammenfassung und Ausblick
a) Standard-Rekonstruktion (complete data) b) Grauwertprofil Standard-Rekonstruktion (complete data)
Seite 20
c) Standard-Rekonstruktion (truncated data) d) Grauwertprofil Standard-Rekonstruktion (truncated data)
10
Simulierte Multiscan-ROI-CT an simulierten Daten (2)
Motivation
Multiresolutionsanalyse
Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
Ergebnisse
Zusammenfassung und Ausblick
a) Standard-Rekonstruktion (complete data) b) Grauwertprofil Standard-Rekonstruktion (complete data)
Seite 21
c) Multiscan-ROI-CT (truncated data) d) Grauwertprofil Multiscan-ROI-CT (truncated data)
Simulierte Multiscan-ROI-CT an gemessenen Daten (1)
Motivation
Multiresolutionsanalyse
Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
Ergebnisse
Zusammenfassung und Ausblick
a) Standard-Rekonstruktion (complete data) b) Grauwertprofil Standard-Rekonstruktion (complete data)
Seite 22
c) Standard-Rekonstruktion (truncated data) d) Grauwertprofil Standard-Rekonstruktion (truncated data)
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Simulierte Multiscan-ROI-CT an gemessenen Daten (2)
Motivation
Multiresolutionsanalyse
Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
Ergebnisse
Zusammenfassung und Ausblick
a) Standard-Rekonstruktion (complete data) b) Grauwertprofil Standard-Rekonstruktion (complete data)
Seite 23
c) Multiscan-ROI-CT (truncated data) d) Grauwertprofil Multiscan-ROI-CT (truncated data)
Übersicht
Motivation
Multiresolutionsanalyse
Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
Ergebnisse
Zusammenfassung und Ausblick
• Motivation
• Multiresolutionsanalyse
• Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
• Ergebnisse
• Zusammenfassung und Ausblick
Seite 24
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Zusammenfassung
• Kombination von getrennt rekonstruierten Hochpass und Tiefpass Anteilen mittels
Motivation
Multiresolutionsanalyse
Multiscan-ROI-CT mittels Multiresolutionsanalyse
Ergebnisse
Zusammenfassung und Ausblick
• Kombination verschiedener MessungenAusblick
Hochpass- und Tiefpass-Anteilen mittels Multiresolutionsanalyse in der CT
• Nahezu dichtetreue Rekonstruktion trotz „truncated data“ durch Multiscan-ROI-CT
Seite 25
Kombination verschiedener Messungen
• Kombination verschiedener Rekonstruktionsverfahren
.
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