EAR - Einsatzsynchrone Artefakt Reduktion
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One field of application for the cone beam computed tomography (CT) is the dimensional measurement of components as e. g. cast parts by means of a nominal/actual-value comparison. The interpretation of the measured data is impaired due to the artefacts typical to industrial CT. The Iterative Artefact Reduction (IAR) represents an effective method for homogeneous components. This thesis presents the Synchronous Artefact Reduction (Einsatzsynchrone Artefakt Reduktion EAR), a new correction concept, that is based on the IAR to some extent. The use of the available nominal volume expedites the artefact correction ompared to the IAR. For this purpose the nominal volume has to be registered during the data acquisition via some 2D-X-ray projections. The registered volume can be used for the simulation of length projections which are then related to the intensities. In order to be able to dispense with an initial knowledge on the sought transformation the registration is separated into a global and a local phase. The former uses barycentral lines to determine the translation. The rest of the registration is performed intensity based. In oder to obtain an appropriate merit function this thesis introduces the concept of the Total Catchment Area (Absoluten Einzugsbereich AEB). Current 2D-3D-merit functions are compared to this AEB-property and to the precision of the realised registration results which results in the use of Normalised Mutual Information.
Abstract
Ein Anwendungsgebiet der Kegelstrahlcomputertomographie (CT) ist die Prüfung der Maßhaltigkeit von industriellen Bauteilen wie z. B. Gußteilen mit Hilfe eines Soll-Ist-Vergleichs. Die Auswerteergebnisse werden durch die in der industriellen CT auftretenden Bildartefakte beeinträchtigt. Für homogene Bauteile existiert mit der Iterativen Artefakt Reduktion (IAR) eine wirkungsvolle Korrekturmethode. Diese Arbeit präsentiert mit der Einsatzsynchronen Artefakt Reduktion (EAR) ein neues, auf der IAR aufbauendes Korrekturkonzept. Durch Nutzung eines vorhandenen Soll-Volumens wird die Artefaktkorrektur im Vergleich zur IAR deutlich beschleunigt. Dafür muß das Soll-Volumen während der CT-Datenaufnahme mit Hilfe weniger 2D-Röntgenprojektionen registriert werden. Mit dem registrierten Volumen können Längenprojektionen simuliert und zu den gemessenen Röntgenintensitäten in Bezug gesetzt werden. Damit auf ein Vorwissen über die gesuchte Transformation verzichtet werden kann, wird die Registrierung in eine globale und lokale Phase unterteilt. Erstere benutzt für die Bestimmung der Translation die in dieser Arbeit eingeführten Schwerpunktsgeraden. Die übrigen Registrierungsschritte verlaufen intensitätsbasiert. Um eine geeignete Gütefunktion zu bestimmen, wird in dieser Arbeit der Begriff des Absoluten Einzugsbereiches (AEB) eingeführt. Gängige 2D/3D-Gütefunktionen werden auf ihre AEB-Eigenschaften hin untersucht, ferner wird die Genauigkeit der erzielten Registrierungsergebnisse verglichen, was zur Benutzung von Normalised Mutual Information führt.