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Multi-dimensional reconstruction of internal defects in additively manufactured steel using photothermal super resolution combined with virtual wave based image processing

  • We combine three different approaches to greatly enhance the defect reconstruction ability of active thermographic testing. As experimental approach, laser-based structured illumination is performed in a step-wise manner. As an intermediate signal processing step, the virtual wave concept is used in order to effectively convert the notoriously difficult to solve diffusion-based inverse problem into a somewhat milder wavebased inverse problem. As a final step, a compressed-sensing based optimization procedure is applied which efficiently solves the inverse problem by making advantage of the joint sparsity of multiple blind measurements. To evaluate our proposed processing technique, we investigate an additively manufactured stainless steel sample with eight internal defects. The concerted super resolution approach is compared to conventional thermographic reconstruction techniques and shows an at least four times better spatial resolution.

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Autor*innen:Samim AhmadiORCiD, G. Thummerer, S. Breitwieser, G. Mayr, Julien LecompagnonORCiD, P. Burgholzer, P. Jung, G. Caire, Mathias ZieglerORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):IEEE transactions on industrial informatics
Jahr der Erstveröffentlichung:2021
Organisationseinheit der BAM:8 Zerstörungsfreie Prüfung
8 Zerstörungsfreie Prüfung / 8.0 Abteilungsleitung und andere
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:IEEE
Verlagsort:New York, NY
Jahrgang/Band:17
Ausgabe/Heft:11
Aufsatznummer:3054411
Erste Seite:7368
Letzte Seite:7378
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Freie Schlagwörter:ADMM; Active thermography; Additive manufacturing; Block regularization; Internal defects; Joint sparsity; Laser excitation; Multi-dimensional reconstruction; Photothermal super resolution; Stainless steel; Virtual waves
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
DOI:10.1109/tii.2021.3054411
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-525330
ISSN:1551-3203
ISSN:1941-0050
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:29.04.2021
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:20.09.2021
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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