工業CT系統之三維重建技術

2020-12-22 奧影檢測科技

目前,國內現有的工業CT設備絕大多數是基於線陣探測器的斷層掃描技術。該技術主要是通過觀察二維圖像去發現單層斷面上的損傷部位,至於能準確地確定損傷部位的空間位置、大小、幾何形狀等,僅通過觀察二維切片圖像是很難實現的。就需要運用三維重建技術,實現連續斷層CT圖像的三維可視化是近年來國內工業CT領域內的一個重要研究方向,也是圖像三維重建技術研究的熱點課題之一。

工業CT圖像三維重建的整個流程從獲取一系列連續斷層CT圖像開始,通過閾值分割獲取每層圖像的邊緣後加入每層圖像的Z軸參數,將二維數組轉換為三維數組,然後用三角面片對三維信息進行拼接融合形成三維矢量數組,這是進行三維重建的重要基礎。在此基礎上,可以實現三維顯示、三維分析等功能。

整個軟體分為三個功能模塊:三維重建、三維顯示和三維分析

(1)三維重建模塊中主要是對重建物體的參數進行設定,如X,Y,Z三個方向的比例因子,閾值分刮的設置以及插值方法的選擇。

(2)三維顯示模塊包括對三維重建圖像的各種操作,如旋轉、縮放、改變重建物體的顏色和視圖等功能。

(3)三維分析模塊中涉及對三維重建圖像的測量剖切和剪裁等操作,通過對三維重建圖像的分析可以獲得物體內部任意方向的結構圖,使檢測人員無損觀察物體內部的結構。

為提高操作的靈動性,軟體採用的是基於窗口和按鈕操作的操作界面,具有簡單易掌握的特點。操作中只要點擊相應按鈕,就可以實現相應功能,大大提高了工作人員參與計算機操作的互動性。

對不同物體連續斷層圖像的三維重建的時間隨物體的複雜程度不同而不同。一股情況下,內部結構簡單、物體為對稱結構如圓柱、圓錐等形狀的物體重建速度快。通過對獲得的三維圖像的旋轉和剖切,可以從多角度、各個方位對物體進行觀察,有助於檢測人員對物體內外整體結構的理解和掌握。

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