DE3924066A1 - Verfahren zum rekonstruieren eines computertomographiebildes - Google Patents
Verfahren zum rekonstruieren eines computertomographiebildesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf die industrielle Computertomo
graphie (ICT) und betrifft insbesondere die Konstruktion von
zweidimensionalen Computertomographie(CT) -Querschnittsbildern
von Objekten mit Hilfe einer Apriori-Information über die Ob
jekte.
Die ICT-Prüfung von Industrieprodukten ist eine leistungsfä
hige Qualitätssicherungsmaßnahme, mit der sich bestimmen
läßt, ob die inneren Eigenschaften der hergestellten Produkte
mit den Entwurfsspezifikationen übereinstimmen, und mit der
sich innere Defekte feststellen lassen. Beispielsweise gibt
es bei der Herstellung von Gasturbinentriebwerken gewisse kri
tische Teile wie Turbinenschaufeln, die verwickelt gegossene
innere Kanäle aufweisen, deren innere Eigenschaften von über
ragender Bedeutung sind, wenn eine sichere, langfristige
Triebwerksleistungsfähigkeit erzielt werden soll. Die Kanal
wände müssen die Entwurfsdicke aufweisen, und das Vorhanden
sein von inneren Defekten wie Rissen, Hohlräumen, Mikrolun
kern, Porositäten, beim Abkühlen entstandenen Spannungsris
sen, Kanalblockierungen, usw. muß innerhalb der Entwurfstole
ranzen liegen, wenn das Teil die Beanspruchungen einer Trieb
werksbetriebsumgebung aushalten soll.
Zum Durchführen einer ICT-Prüfung wird das Teil zwischen ei
ner Röntgenquelle und einem Detektor positioniert, der übli
cherweise aus einer Matrix von Detektorelementen besteht, die
mit einem äußerst kollimierten, fächerförmigen Bündel von
Röntgenstrahlen ausgerichtet sind, welches durch die Quelle
auf eine Querscheibe des Teils projiziert wird. Das Teil
wird in Schritten um einen Winkel von wenigstens 180° plus
dem von dem Fächerbündel eingeschlossenen Winkel, wenn mög
lich, gedreht, und die Scheibe des Teils wird unter mehreren
verschiedenen Projektionswinkeln bestrahlt. Die Dämpfung des
Röntgenstrahlungsflusses wird durch jeden Detektor unter je
dem Projektionswinkel erfaßt, und ein Computer rekonstruiert
ein Bild des Scheibenquerschnitts aus den Röntgendämpfungs
signalen, welche durch die Detektorelemente unter jedem Pro
jektionswinkel erzeugt werden. Bei manchen Teilegeometrien
kann die Röntgenweglänge durch manche Scheiben unter bestimm
ten Projektionswinkeln so groß sein, daß die Röntgendurch
dringung nicht ausreicht, um aussagekräftige Dämpfungsdaten
zu erzeugen. In anderen Fällen können gewisse Projektionswin
kel durch das Vorhandensein von zugeordneten Objekten behin
dert werden. Offenbar verschlechtert die Unmöglichkeit, aus
sagekräftige Röntgendämpfungsdaten in dem vollständigen Ab
tastbereich erzielen zu können, die Qualität des rekonstru
ierten Scheibenquerschnittsbildes. Das Bild wird durch Defek
te beeinträchtigt, und die inneren Kenndaten des Teils wer
den schlecht definiert und unscharf bis zu einem Punkt, wo
innere Defekte schwierig erkennbar werden.
Zum Verbessern der CT-Bildqualität ist vorgeschlagen worden,
auf eine Apriori- oder bekannte Information über das zu prü
fende Objekt zurückzugreifen. In einer weiteren Patentanmel
dung der Anmelderin, für die die Priorität der US-Patentan
meldung, Serial No. 0 32 804, vom 1. April 1987 in Anspruch
genommen worden ist und auf die bezüglich weiterer Einzelhei
ten ausdrücklich verwiesen wird, wird die äußere Begrenzung
des Testobjekts abgeschätzt. Das erfolgt durch Ausführen ei
ner energiearmen Röntgenbestrahlung des Testobjekts unter
jedem CT-Projektions- oder Abtastwinkel, um die Objektränder
in jedem Fall zu bestimmen. Die energiearmen Röntgendaten,
welche durch die Detektorelemente erzeugt werden, werden
mittels Computer als eine Aufeinanderfolge von Kurvenanpas
sungen an die Objektränder verarbeitet, um ein polygonförmi
ges Gebiet zu konstruieren, welches die konvexe Hülle des Ob
jekts approximiert. Wenn das Objekt grundsätzlich von kon
vexer Form ist, also beispielsweise zylindrisch, entspricht
die konvexe Hülle ziemlich genau der Objektbegrenzung. Diese
Information über die konvexe Hülle wird dann benutzt, um den
CT-Bild-Rekonstruktionsprozeß zu korrigieren, indem diejeni
gen Bildelemente zu null gemacht werden, von denen bekannt
ist, daß sie jenseits der Objektbegrenzung sind, wodurch ein
Bild hoher Qualität des Scheibenquerschnitts erzielt wird.
Leider haben nicht alle Testobjekte eine konvexe Form. Viele
haben eine im wesentlichen konkave Begrenzung. Infolgedessen
wird dann die konvexe Hülle lediglich eine Approximation der
Objektbegrenzung, welche im Wert abnimmt, wenn der Grad und
die Anzahl von Merkmalen der konkaven Begrenzung zunehmen.
Es ist demgemäß Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum
Verbessern der Qualität der CT-Bildrekonstruktion zu schaffen.
Weiter soll durch die Erfindung ein Verfahren der oben ange
gebenen Art geschaffen werden, bei dem eine genauere Apriori-
Information über das Testobjekt bei der CT-Bildrekonstruktion
benutzt wird.
Schließlich soll durch die Erfindung ein Verfahren der oben
angegebenen Art geschaffen werden, bei dem physikalische
Meßwerte der Testobjektbegrenzung als Apriori-Information bei
der Rekonstruktion von CT-Bildern benutzt werden.
Weitere Ziele der Erfindung liegen zum Teil auf der Hand und
ergeben sich zum Teil aus den folgenden Darlegungen.
Die Erfindung schafft ein verbessertes Verfahren zum Rekon
struieren von Computertomographie(CT)-Bildern unter Verwen
dung einer vorbestimmten Apriori- oder bekannten Information
über die Geometrie der Begrenzung des Testobjekts. Zu diesem
Zweck wird vor dem Ausführen einer CT-Abtastung unter einer
Vielzahl von Röntgenprojektionswinkeln die äußere Begrenzung
des Objekts, das in seiner Testposition fest ist, an einer
Vielzahl von Oberflächen- oder Begrenzungspunkten gemäß ei
nem vorbestimmten Kartierungsplan durch physisches Abtasten geprüft, um
die Objektkontur zu messen und so die abgetasteten Begren
zungspunkte in einem X-Y-Koordinatensystem festzulegen. Die
sich ergebenden abgetasteten Begrenzungspunktmeßdaten werden
im Computer verarbeitet, um Begrenzungsdaten zu erzeugen,
welche die Hülle des Testobjektquerschnittes festlegen. Das
Testobjekt wird dann einer normalen CT-Abtastung unter einer
Vielzahl von Röntgenprojektionswinkeln unterzogen, und ein
Bild des projizierten Scheibenquerschnitts wird auf herkömm
liche Weise rekonstruiert, beispielsweise durch gefilterte
Rückprojektion. Das rekonstruierte Röntgenbild wird dann auf
iterative Weise verarbeitet, was wiederholte Transformationen
zwischen dem Objektraum und dem Projektionsraum und das Korri
gieren des rekonstruierten Bildes im Objektraum durch Rück
stellen auf null derjenigen Bildelemente, von denen aus den
erzeugten Begrenzungsdaten bekannt ist, daß sie jenseits der
Objektquerschnittshülle liegen, umfaßt. Die angezeigte Dar
stellung des korrigierten, rekonstruierten CT-Bildes ist von
überlegener Qualität, wordurch die Prüfung und die Messung
der inneren Kenndaten des Testobjekts und die Erfassung und
Messung von inneren Defekten erleichtert werden.
Zum Beschleunigen des Schrittes des physischen Abtastens der
Begrenzung des Testobjekts beinhaltet die Erfindung weiter
die Schritte, die konvexe Hülle des Testobjekts zu konstru
ieren, mehrere Begrenzungsreferenzpunkte auf denjenigen For
mationen der konvexen Oberfläche des Testobjekts physisch ab
zutasten, die durch die konvexe Hülle genau definiert sind,
und die konstruierte konvexe Hülle diesen physisch abgetaste
ten Begrenzungspunkten der konvexen Oberfläche anzupassen.
Die die Hülle festlegenden Begrenzungsdaten für das Testobjekt
werden dann erzeugt, indem die Daten der konstruierten kon
vexen Hülle für die Formationen der konvexen Oberfläche und
die Daten der physisch abgetasteten Begrenzungspunkte für
die Formationen der konvexen Oberfläche derselben benutzt
werden.
Die Erfindung beinhaltet demgemäß eine Reihe von Verfahrens
schritten, welche in der folgenden ausführlichen Beschreibung
beispielshalber angegeben werden, und der Schutzumfang der
Erfindung wird in den Ansprüchen angegeben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine vereinfachte perspektivische
Ansicht einer industriellen Compu
tertomographie(CT)-Prüfstation,
die bei dem Verfahren nach der Er
findung benutzt wird.
Fig. 2 ein Funktionsblockschaltbild, wel
ches die verschiedenen Schritte der
Verarbeitung der Daten zeigt, die
aus der Prüfstation nach Fig. 1
gewonnen werden,
Fig. 3 das CT-Bild einer Querschnitts
scheibe des Testobjekts, das
allein aus Röntgendämpfungsdaten
rekonstruiert wird,
Fig. 4 eine Konstruktion einer konvexen
Hülle für den Testobjektscheiben
querschnitt, und
Fig. 5 die Testobjektscheibenquerschnitts
hülle, welche zum Teil aus der Kon
struktion der konvexen Hülle und
zum Teil aus Meßdaten, die durch
physische Abtastung gewonnen werden,
erzeugt wird.
Eine industrielle Computertomographie(ICT)-Prüfstation, die
in Fig. 1 insgesamt mit 10 bezeichnet ist, umfaßt einen Mani
pulatorträger 12, auf welchem ein zu prüfendes Objekt 14 fest
angebracht ist. Auf herkömmliche Weise ist der Manipulator
träger in der Lage, eine Linearbewegung längs horizontaler,
orthogonaler X- und Y-Achsen und einer vertikalen Z-Achse so
wie eine Drehbewegung um die Z-Achse und um wenigstens die X-
oder die Y-Achse, üblicherweise um die letztere, auszuführen.
Durch diese kontrollierten Manipulatorträgerbewegungen wird
das Testobjekt zwischen einer Röntgenquelle 16 und einer üb
licherweise horizontalen Matrix 18 von Detektorelementen auf
verschiedene Weise positioniert und ausgerichtet. Die Röntgen
quelle 16 projiziert ein kollimiertes, fächerförmiges Bündel
20 von Röntgenstrahlen auf eine dünne Scheibe des Testobjekt
querschnittes, und der unterschiedlich gedämpfte Röntgenstrah
lungsfluß wird durch die einzelnen Detektoren der Matrix 18
gemessen.
Als ein Signalmerkmal der Erfindung umfaßt die Prüfstation
außerdem ein Meßprüfsystem, das insgesamt mit 22 bezeichnet
ist. Dieses System umfaßt einen sich nach unten erstrecken
den Halter 24, an dem ein motorisch angetriebener Abtastkopf
26 befestigt ist, von welchem ein Taststift 28 vorsteht. Der
Halter 24 ist zur gesteuerten Linearbewegung längs der ortho
gonalen X-, Y- und Z-Achsen befestigt, wogegen der Tastkopf
26 um die orthogonalen Achsen drehbar ist, um den Taststift
in bezug auf das Testobjekt richtig auszurichten. Ein geeig
netes Meßprüfsystem zur Verwendung bei der Erfindung ist das
automatisierte Prüfsystem PH9, das von Renishaw Inc., Schaum
burg, Illinois, vertrieben wird. Es ist klar, daß anstelle
eines Taststiftes in dem Meßprüfsystem eine berührungsfreie
Meßsonde benutzt werden könnte, beispielsweise eine Laserab
tastsonde, die ebenfalls von Renishaw Inc. erhältlich ist.
Das Meßprüfsystem bewegt, nachdem es geeicht worden ist, in
dem ein fester Bezugspunkt 30 abgetastet worden ist, den Tast
stift 28, um die Außen- oder Begrenzungsoberfläche des Test
objekts in einer Vielzahl von Punkten gemäß einem programmier
ten Kartierungsplan abzutasten und so die abgetasteten Ober
flächenpunkte im Raum auf der Basis desselben dreiachsigen
Koordinatensystems festzulegen, in welchem das Testobjekt
14 durch den Manipulatorträger 12 positioniert ist. Daher
können Tastfinger- und Manipulatorträgerbewegungen und -posi
tionierungen durch eine gemeinsame numerische Computersteuer
einheit (CNC) gesteuert werden, die nicht dargestellt ist.
Zum Ausführen einer Prüfung wird das Testobjekt 14 üblicher
weise zuerst in einer digitalen röntgenologischen (DR) Be
triebsart abgetastet, in welcher das Testobjekt längs der Z-
Achse durch das Röntgenfächerbündel 20 mittels des Manipula
torträgers 12 vertikal weiterbewegt wird, um eine Aufeinander
folge von Durchleuchtungen des Objektquerschnitts zu erzeugen.
Wenn anhand dieser Durchleuchtungen die Bedienungsperson ein
verdächtiges Gebiet des Testobjekts beobachtet, werden ein
oder mehrere Computertonographie(CT)-Scheiben, welche das ver
dächtige Gebiet enthalten, für die ICT-Prüfung ausgewählt.
Auf an sich bekannte Weise beinhaltet die ICT-Prüfung das ver
tikale Positionieren des Testobjekts längs der Z-Achse, um
eine ausgewählte Scheibenebene des verdächtigen Gebietes mit
dem Röntgenfächerbündel auszurichten, und das anschließende
Drehen des Testobjekts um einen Winkel von wenigstens 180°
plus dem vom Röntgenfächerbündel eingeschlossenen Winkel in
einer Serie von gleichen Schritten. In jedem Schritt oder Pro
jektionswinkel der CT-Abtastung wird die Dämpfung des Röntgen
strahlungsflusses durch die Testobjektdichte, welche in der
CT-Scheibe enthalten ist, durch die einzelnen Detektoren der
Matrix 18 gemessen, um Röntgendämpfungsdaten zu erzeugen. Die
se Daten werden über dem vollständigen CT-Abtastwinkel auf
herkömmliche Weise verarbeitet, beispielsweise durch gefil
terte Rückprojektion, um ein CT-Bild des Testobjektquerschnit
tes, der in der CT-Scheibe enthalten ist, zu rekonstruieren.
Fig. 3 zeigt eine übliche Anzeige 32, in welcher das Scheiben
querschnittsbild, wie es allein aus Röntgendämpfungsdaten re
konstruiert worden ist, dargestellt ist. Diese Anzeige be
steht aus einer Matrix von Bildelementen 34. Wenn ein CT-Bild
rekonstruiert wird, ist die Position des Testobjekts in dem
angezeigten Sichtfeld unter jedem Projektionswinkel der CT-
Abtastung unbekannt. Daher muß der Grad der Röntgenstrahlungs
flußdämpfung, welche durch ein Detektorelement unter einem be
sonderen Projektionswinkel gemessen wird, über diejenigen
Bildelemente der Anzeige gemittelt werden, welche zwischen
ihm und der Röntgenquelle effektiv ausgerichtet sind. Aus
Fig. 3 ist zu erkennen, daß eine riesige Mehrheit dieser
Bildelemente sich jenseits der Testobjektquerschnittshülle
befindet und daß diese trotzdem aus den Röntgendämpfungs
daten proportional aktiviert werden, als ob sie sich inner
halb der Testobjektsquerschnittshülle befänden. Erst nach
dem die Röntgendaten aus sämtlichen Detektoren unter sämt
lichen Projektionswinkeln in dem vollständigen CT-Abtast
winkel gemeinsam verarbeitet worden sind, kann ein CT-Bild
des Testobjektscheibenquerschnitts mit akzeptabler Begren
zungsdefinition rekonstruiert werden.
Gemäß der Erfindung werden Testobjektmeßdaten, welche durch
das Meßprüfsystem 22 geliefert werden, mit den CT-Röntgen
dämpfungsdaten verarbeitet, wie es in dem Blockschaltbild
in Fig. 2 dargestellt ist, um ein Testobjektscheibenquer
schnittsbild mit besserer Qualität zu rekonstruieren. Daher
wird vor dem Ausführen einer CT-Prüfung von einer oder
mehreren Scheibenebenen in einem verdächtigen Gebiet des
Testobjekts, wie es während der DR-Prüfung identifiziert
worden ist, das Meßprüfsystem 22 aktiviert, um eine Aufein
anderfolge von physischen Abtastungen der Testobjektober
flächen, welche die Scheibe begrenzen, gemäß einem program
mierten Kartierungsplan auszuführen. Diese physischen Abtastun
gen, die bei 28 a in Fig. 5 angegeben sind, dienen zum genauen
Lokalisieren der physisch abgetasteten Begrenzungspunkte des
Testobjekts im Raum relativ zu demselben X-Y-Koordinaten
system, welches bei der Verarbeitung und der Anzeige des
rekonstruierten CT-Bildes angewandt wird (Fig. 3). Die An
zahl der physischen Abtastungen und der Abstände zwischen den
physisch abgetasteten Begrenzungspunkten werden auf der Basis
der besonderen Geometrie der vorkommenden Testobjektober
flächenkontur vorherbestimmt, um ausreichende Apriori-Meß
daten (Block 36) zum getreuen Reproduzieren der äußeren Be
grenzung oder Hülle (Block 38) der durch Computertomographie
zu prüfenden Testobjektscheibe zu erzeugen.
Nachdem die Scheibenhülle bestimmt und auf das geeignete X-Y-
Koordinatensystem bezogen worden ist, erfolgt eine CT-Prüfung
der verdächtigen Testobjektscheibe oder -scheiben, um Röntgen
dämpfungsdaten zu erzeugen (Block 40), aus denen ein CT-Bild
des Objektscheibenquerschnitts durch geeignete Maßnahmen re
konstruiert wird, beispielsweise durch gefilterte Rückprojek
tion, was durch einen Block 42 in Fig. 2 gezeigt ist. Das re
konstruierte CT-Bild wird in einem iterativenVerfahren (Block 44) zwi
schen dem Objektraum und dem Projektionsraum hin- und her
transformiert, wobei jede Transformation in den Objektraum
durch die Apriori-CT-Scheibenhülle-Daten korrigiert wird.
Grundsätzlich beinhaltet das, daß die Anwendung oder Zuord
nung der Röntgendämpfungsdaten auf nur diejenigen Bildelemen
te 34 (Fig. 3) beschränkt wird, welche an der Anzeige des
Querschnittbildes beteiligt sind. Das hat die Wirkung, daß
diejenigen Bildelemente auf null gesetzt werden, von denen
die die Hülle festlegenden Begrenzungsdaten zeigen, daß sie
jenseits der Testobjektbegrenzung liegen.
Gemäß der oben erwähnten weiteren deutschen Patentanmeldung
der Anmelderin, für die die Priorität der US-Anmeldung Serial
No. 0 32 804 in Anspruch genommen worden ist, und gemäß der
US-PS 45 06 327 sind die obere und die untere Begrenzung der
Materialdichte des Testobjekts, Block 46 in Fig. 2, andere
verfügbare Apriori-Information über das Testobjekt. Daher
können bei dem Iterationsverfahren 44 zusätzliche Korrektu
ren gemacht werden, indem diejenigen Bildelemente 34 auf die
obere Grenze rückgesetzt werden, welche eine Objektdichte
manifestieren, die über der oberen Grenze liegt, und in dem
diejenigen Bildelemente auf null rückgesetzt werden, welche
eine Objektsdichte manifestieren, die niedriger als die un
tere Grenze ist.
Wenn ein vollständiger CT-Abtastwinkel behindert wird oder
wenn der Röntgenstrahlungsfluß unter gewissen Projektions
winkeln ernstlich überdämpft wird, dann kann in dem Itera
tionsverfahren 44 auch der Algorhythmus für eine Bildrekonstruk
tion unter begrenztem Winkel benutzt werden, welcher in dem
Aufsatz "Tomographical Imaging with Limited-Angle Input",
Tam und Perez-Mendes, J. Opt. Soc. Am., 71 (1981), S. 582-592,
dargelegt ist. Das Ergebnis ist ein korrigiertes, rekonstru
iertes CT-Bild des Objektscheibenquerschnitts, welches auf
der Anzeige 32 mit sehr verbesserter Bildschärfe angezeigt
wird. Daher können sogar kleine Defekte leicht optisch sicht
bar gemacht werden, und innere Merkmale werden mit derartiger
Klarheit angezeigt, daß ihre Abmessungswerte akkurat gemessen
werden können.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird zum Beschleu
nigen der Bildung der Meßdaten 36 durch das Meßprüfsystem 22
die konvexe Hülle des Testobjekts in den CT-Scheibenebenen
aus Röntgenprojektionsdaten erzeugt (Block 48). Gemäß den
Darlegungen in der oben erwähnten weiteren deutschen Patent
anmeldung der Anmelderin wird das Testobjekt durch das Fächer
bündel 20 von Röntgenstrahlen, deren Energiewert niedriger
ist als der normale CT-Abtastwert, unter einer Vielzahl von
Projektionswinkeln über dem vollen CT-Abtastwinkel abgetastet.
Die erfaßten Röntgendaten werden für jeden Projektionswinkel
projiziert, und die Projektionen werden rückprojiziert, um
Rückprojektionsstreifen zu erzeugen, und zwar jeweils mit
klar demarkierter Objektbegrenzung. Alle Rückprojektionsstrei
fen werden überlappt, entweder durch Schnitt oder durch Über
lagerung, um ein polygonförmiges Gebiet zu konstruieren, das
der konvexen Hülle des Testobjekts entspricht, wie es bei
50 in Fig. 4 angegeben ist. Es ist zu erkennen, daß diese
konvexe Hüllenkonstruktion ziemlich genau mit der konvexen
Oberflächenformation 52 der Objektquerschnittshülle überein
stimmt, aber von der konkaven Oberflächenformation 54 der
selben beträchtlich abweicht. Das zeigt, daß die CT-Scheiben
hüllenbegrenzungsdaten 38 erzeugt werden können, indem die
konvexe Hüllenkonstruktion benutzt wird, um die konvexen
Oberflächenteile derselben zu definieren, und indem die
Abtastungen durch das Meßprüfsystem benutzt werden, um die
konkaven Oberflächenteile zu definieren. Das ist in Fig. 2
dargestellt, wo die konvexen Hüllendaten 48 und die abge
tasteten Meßdaten 36 in Kombination verarbeitet werden, um
die CT-Scheibenhülle 38 zu erzeugen. Da die Daten der kon
vexen Hülle die konvexe Oberflächenformation des Objekts prä
zise festlegen und lokalisieren können, ist nur eine reprä
sentative kleine Anzahl von Abtastungen derselben durch das
Meßprüfsystem erforderlich, um die Begrenzungspunktdaten, wel
che durch die konzentrierteren und zahlreicheren Abtastungen
der konkaven Oberflächenformationen erzeugt werden, auf die
Daten der konvexen Hülle zu beziehen. Da die Daten der kon
vexen Hülle beträchtlich schneller erzeugt werden können als
die Punktmeßdaten der abgetasteten Begrenzung, wird bei dem
Bilden der CT-Scheibenhülle und daher der endgültigen Rekon
struktion eines mittels Apriori-Information korrigierten,
eine hohe Qualität aufweisenden CT-Bildes, wie es durch die
Anzeige 32 dargestellt ist, beträchtlich Zeit gespart.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu erkennen, daß die
Erfindung beträchtliche Verbesserungen bei der CT-Abbildung
mit sich bringt, welche die industrielle zerstörungsfreie
Prüfung von kritischen Teilen, wie sie notwendigerweise in
einer Anzahl von Industrien mehr und mehr vorherrschend
wird, beträchtlich erleichtern.
Claims (9)
1. Verfahren zum Rekonstruieren eines Computertomographie(CT)
-Bildes eines Testobjektquerschnitts, gekennzeichnet durch
folgende Schritte:
- A. Halten des Testobjekts in einer Testposition;
- B. Abtasten des Testobjektes in einer Vielzahl von äußeren Oberflächenpunkten gemäß einem vorbestimmten Kartierungsplan;
- C. Bilden von Meßdaten, welche die Lage der abgetasteten Oberflächenpunkte im Raum angeben;
- D. Erzeugen von Hüllenbegrenzungsdaten aus den Meßdaten, welche die Hülle des abzubildenden Testobjektquer schnitts festlegen;
- E. Bestrahlen des Testobjekts mit Röntgenstrahlen unter einer Viehlzahl von Projektionswinkeln, um Röntgen dämpfungsdaten unter jedem Projektionswinkel zu er zeugen;
- F. Verarbeiten der Röntgendämpfungsdaten, um ein CT- Bild des Testobjektquerschnittes zu rekonstruieren;
- G. Korrigieren des rekonstruierten Bildes mit den Begren zungsdaten durch Begrenzen der Anwendung der Röntgen dämpfungsdaten auf den Testobjektquerschnitt; und
- H. Anzeigen eines korrigierten, rekonstruierten Bildes des Testobjektquerschnittes.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
korrigierte, rekonstruierte Bild auf einer Bildelementmatrix-
Anzeige angezeigt wird und daß der Schritt des Korrigierens
beinhaltet, die Röntgendämpfungsdaten auf null zu setzen, wel
che denjenigen Anzeigebildelementen zugeordnet sind, von denen
die Begrenzungsdaten zeigen, daß sie jenseits der abgebildeten
Querschnittshülle des Testobjekts liegen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schritt des Korrigierens weiter beinhaltet, diejenigen Bild
elemente, welche das Querschnittsbild anzeigen, auf die be
kannten Dichtegrenzen des Testobjekts rückzusetzen.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch die
weiteren Schritte, Röntgenprojektionsdaten zu bilden, welche
die konvexe Hülle des Testobjektquerschnitts festlegen, und
auf ausgewählte Weise die Röntgenprojektionsdaten und die
Meßdaten zu verknüpfen, um die die Querschnittshülle festle
gende Begrenzungsdaten zu erzeugen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Schritt des Korrigierens beinhaltet, das re
konstruierte CT-Bild zwischen dem Objektraum und dem Projek
tionsraum hin- und herzutransformieren und jede Bildtransfor
mation in den Objektraum mit den Begrenzungsdaten zu korri
gieren.
6. Verfahren zum Rekonstruieren eines Computertomographie(CT) -
Bildes des Querschnittes eines Testobjekts zur Darstellung auf
einer Bildelementmatrixanzeige, gekennzeichnet durch folgende
Schritte:
- A. Halten des Testobjekts in einer Testposition;
- B. Prüfen der konkaven Außenoberflächenformationen des Testobjekts in einer Vielzahl von Punkten, um Meß daten zu erzeugen, welche die Lage der geprüften kon kaven Oberflächenpunkte im Raum angeben;
- C. Abtasten des Testobjekts unter einer Vielzahl von Projektionswinkeln, um Röntgenprojektionsdaten unter jedem Projektionswinkel zu erzeugen, welche die kon vexe Hülle des Testobjekts festlegen, und um die konvexen Oberflächenformationen des Testobjekts im Raum festzulegen;
- D. Zusammenpassen der Meßdaten und der Röntgenprojek tionsdaten, um Begrenzungsdaten zu erzeugen, welche die vollständige Hülle des Testobjektquerschnitts im Raum festlegen und angeben;
- E. Bestrahlen des Testobjekts mit Röntgenstrahlen unter einer Vielzahl von Projektionswinkeln, um Röntgen dämpfungsdaten zu erzeugen, welche die Dichte des Testobjektquerschnittes unter jedem Projektionswinkel angeben;
- F. Verarbeiten der Röntgendämpfungsdaten, um ein CT-Bild des Testobjektquerschnittes zu rekonstruieren;
- G. Korrigieren des CT-Bildes mit den Begrenzungsdaten durch Rücksetzen auf null derjenigen Anzeigebildele mente, welche jenseits der Testobjektquerschnittshülle liegen; und
- H. Anzeigen eines korrigierten, rekonstruierten CT-Bildes des Testobjektquerschnittes auf der Bildelementmatrix anzeige.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Prüfschritt weiter beinhaltet, die konvexen Oberflächenforma
tionen des Testobjekts in einer ausreichenden Anzahl von
Punkten zu prüfen, um Referenzmeßdaten zu erzeugen, und daß
bei dem Schritt des Zusammenpassens die Referenzmeßdaten be
nutzt werden, um die Röntgenprojektionsdaten zu den Meßdaten
der konkaven Oberflächenformation bei dem Erzeugen der die
Querschnittshülle festlegenden Begrenzungsdaten des Testob
jektquerschnittes in räumliche Beziehung zu setzen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schritt des Korrigierens weiter beinhaltet, diejenigen Bild
elemente, welche das Querschnittsbild anzeigen, auf die be
kannten Dichtegrenzwerte des Testobjekts rückzusetzen.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schritt des Korrigierens beinhaltet, das rekonstruierte CT-Bild
zwischen dem Objektraum und dem Projektionsraum iterativ hin-
und herzutransformieren und jede Transformation in den Objekt
raum mit den Begrenzungsdaten und den Dichtegrenzwerten des
Testobjekts zu korrigieren.
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