EP2548008A1 - Procédé d'examen radio -synthétique de spécimens - Google Patents

Procédé d'examen radio -synthétique de spécimens

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Publication number
EP2548008A1
EP2548008A1 EP09749162A EP09749162A EP2548008A1 EP 2548008 A1 EP2548008 A1 EP 2548008A1 EP 09749162 A EP09749162 A EP 09749162A EP 09749162 A EP09749162 A EP 09749162A EP 2548008 A1 EP2548008 A1 EP 2548008A1
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EP
European Patent Office
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specimen
ray
source
real
type
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09749162A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Bernard Perrin
Jean-Robert Philippe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SPECTROSCAN SARL
Original Assignee
SPECTROSCAN SARL
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Filing date
Publication date
Application filed by SPECTROSCAN SARL filed Critical SPECTROSCAN SARL
Publication of EP2548008A1 publication Critical patent/EP2548008A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/003—Reconstruction from projections, e.g. tomography
    • G06T11/006—Inverse problem, transformation from projection-space into object-space, e.g. transform methods, back-projection, algebraic methods
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/025—Tomosynthesis
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    • A61B6/461—Displaying means of special interest
    • A61B6/466—Displaying means of special interest adapted to display 3D data
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • G01N23/046—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material using tomography, e.g. computed tomography [CT]
    • G—PHYSICS
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    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/027—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis characterised by the use of a particular data acquisition trajectory, e.g. helical or spiral
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/50—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
    • A61B6/508—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for non-human patients
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/40—Imaging
    • G01N2223/419—Imaging computed tomograph
    • G—PHYSICS
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    • G06T2211/00—Image generation
    • G06T2211/40—Computed tomography
    • G06T2211/436—Limited angle

Definitions

  • the invention relates to a method of continuous non-destructive examination of so-called radio-synthesis specimens, which can be integrated into the process of managing the life cycle of specimens.
  • This method operates by means of at least one X-ray source and at least one digital torque sensor with said source, source and sensor moving on opposite and homothetic trajectories within a movement space. , for each real-time generation of at least one cut of each specimen.
  • Life cycle of the specimen means the methods and technical means implemented from its conception (CAO) to its industrial manufacture (FAO, GPAO) in series.
  • tomography is already known.
  • the principle of tomography consists of rotating a specimen around an axis and, thanks to an X-ray source and an X-ray sensor located on either side of the same axis, to produce for each angular portion of this rotation one to several projections by X-ray transmission from the source to the sensor through said specimen.
  • the X-ray tomography process finally renders the volumetric (3D) image of the specimen from projections made beforehand by means of an algorithmic computation of filtered backprojection. It is then possible to. to realize in the three planes X, Y and Z of this volume and at different levels of the virtual sections of the ob and to examine.
  • the main disadvantage of these systems is a very long image acquisition time (approximately 1 h for each object to be controlled) because of the large number of necessary shots and a reconstruction time of the equivalent final volume or more.
  • ⁇ use an 'x-ray source moving in front of the object in a planar acquisition trajectory, linear, circular or elliptical and a digital sensor associated with said source, moving behind the object on an identical and parallel to that path from the source,
  • ⁇ reconstruct by means of two-dimensional projections (2D) in low numbers, a virtual median and horizontal section of the studied object.
  • 2D two-dimensional projections
  • tomosynthesis methods make it possible to reconstruct at best a section of the object to be controlled from a few projections.
  • This technique is particularly well suited for flat products - (eg electronic cards).
  • a "pollution" is introduced because of the presence of matter in the planes other than the section of interest.
  • the prior art includes numerous documents describing 'devices and tomosynthesis methods.
  • a first document (US Pat. No. 6,459,760) relates to an automated robotic method and device for non-destructive x-ray monitoring, in real time, of an object to be analyzed, in which the X-ray source and the sensor are mounted on a articulated arm, mobile around the object.
  • a movable support is integral with an articulated robot arm and has first and second parts of said support, these two parts being spaced from each other to define a space between them, sized to receive the object to be controlled .
  • the X-ray source is integral with the first support portion and is adapted to project a beam along an axis.
  • the sensor or panel, detector is integral with. the second support part, placed substantially perpendicular to the axis of the beam.
  • the involved robot device associated with the method can inspect the object to be checked. by maneuvering the X-ray source and the detector panel relative to said object and providing in real time images of said object to a computer system connected to the imaging system of the robot device (source and detector panel), so that it is controlled automatically.
  • Another document (patent application FR 2,835,949) relates to a multiplan reconstruction synthesis method of an object using an X-ray source, this source moving in a linear path.
  • the method comprises a step of decomposing the volume of the object into n independent two-dimensional planes forming a fan, an anisotropic regularization step on each of the n planes, a step of regularization between the n planes and a step of reconstruction of the three-dimensional object by an algorithm practicing an algebraic method.
  • the computer system that receives the digital data of the mobile detector corresponding to two-dimensional projections to process and reconstruct the object in three dimensions (3D), practice algorithms operating in an analytical mode or an algebraic mode, these two modes not being able to sufficiently correct the acquired data corresponding to the two-dimensional projections of said object to eliminate, for example, the phenomena of vertical blur and / or deformation and / or "noise" and / or other defects observed - and, consequently, drive to . inaccurate reconstructions of the object concerned.
  • the objects of the invention are aimed at setting up already known and / or new technical means which, combined in a new way with one another, eliminate the drawbacks which are perceptible in the state of the art, in particular 201
  • Specimen means any type - object or set of natural or synthetic objects, or all or part of a human being, an animal, a plant or a mineral.
  • the invention relates to a method of continuous examination of specimens by 3D digital radiography in real time by means of at least one X-ray source and at least one digital sensor coupled with said source, both moving in opposite and homothetic trajectories, characterized in that:
  • a numerical model of the typical specimen to be controlled and a numerical model of an optimal trajectory in the movement space of the associated source and X-ray sensor are generated for acquiring radiographic images. , selected as being the most relevant, performing the sequence of the following steps:
  • A2 3D mapping, x-ray absorption laws by the various substances composing the specimen
  • step (A) transfer and processing 'parameters of step (A), B2: to the distribution in the volume of the specimen, X-ray absorption laws of the various substances,
  • step D- In a fourth step, called “trajectory generation” is carried out the generation of the optimal trajectory of the source and the x-ray sensor in their movement space, from the set of shooting positions obtained at the end of step C2.
  • step of integration of the acquisition movement generates at least one command file for a mechanical device performing the continuous acquisition movement of previously selected radiographic images.
  • step of integration of the acquisition movement generates at least one command file for a mechanical device performing the continuous acquisition movement of previously selected radiographic images.
  • the radiographic images acquired during phase II constitute the input parameters of a real-time reconstruction algorithm of the 3D sectional plan (s) of the real controlled specimen.
  • the invention relates to a method of continuous non-destructive examination by radio synthesis of specimens by means of at least one source and at least one X-ray sensor forming a pair with said source, source " and sensor moving on opposing and homothetic trajectories within a movement space, for each real-time generation of at least one section of each specimen.
  • the method according to the invention comprises four successive phases, which each determine different functions implementing specific means for their completion:
  • the first phase of the process according to the invention relates first of all to the numerical modeling of a type specimen which is either naturally existing in large numbers, such as living in the bio-medical world, or produced by industry in the the technological world, the use of a theoretical model of the CAD type. This modeling is realized by the sequence of successive stages described later.
  • the specimen to be modeled creates its own process of analysis, control and thus modeling by at least one cutting plan defined by the needs identified in the type specimen for the examination of real specimens. to control.
  • This first phase of the method according to the invention also relates to the essential generation of an optimal digital trajectory model located in the movement space for the source and the associated X-ray sensor, for the acquisition of radiographic images. of the specimen to be modeled, free from defects perceived in the state of. the technique .
  • the second phase of the method according to the invention relates to the acquisition of radiographic images of real specimens to be controlled belonging to the same type as the numerical specimen modeled in the first phase.
  • This acquisition is performed in real time and continuously using the optimal trajectory in the movement space of the source and the X-ray sensor associated from the first phase to the continuous review -perform and - real time of these real specimens.
  • the third phase is a phase of reconstruction in real time of the. 3D cutting plans of the actual specimen (s) controlled from. Radiographic images acquired during Phase II. by a reconstruction algorithm.
  • the fourth phase is the examination phase at which the images of the cutting plan (s) are exploited by an image analysis software and / or an operator, a natural person.
  • the first phase which is a modeling phase of the method according to the invention comprises five steps A to E detailed below and taking place in the order.
  • Step (A) known as the design and / or definition of the specimen
  • the type specimen may represent the description of an object or a set of objects, of natural origin or synthesis, whose geometry is reproduced or created using appropriate software of known type such as Computer Aided Design (CAD) software.
  • CAD Computer Aided Design
  • . ⁇ is a characteristic absorption coefficient of the absorbing material and the length used wave. This coefficient ⁇ is approximately proportional to the cube of said wavelength.
  • the wavelength ⁇ then has a discontinuity each time the value hv corresponds to the energy of an electron of the absorbing material in which h represents the Plank constant (6, 62.10 "24 ) and v represents the frequency c / ⁇ where c is the speed of light and ⁇ the wavelength previously mentioned (We thus observe discontinuities for layers K, L, M, etc. ..) ..
  • the densitometric X-ray absorption distribution is then determined for each zone of the typical specimen, i.e. for each location area corresponding to each component constituting the specimen.
  • the calculated data is then exported to the calculation module.
  • the 3D mapping of these absorption laws is established either using a so-called plug-in software module.
  • plug-in software module can be integrated into existing CAD software, either using an independent specific software tool.
  • an export is made from the software used for ⁇ the definition of the geometry, for example a CAD software, and the laws - of X-ray absorption are determined in this specific software tool.
  • a graphical 3D visualization software specific to the method according to the invention allows the positioning interactive of at least one cutting plane in the volume of the typical specimen to be examined.
  • This software or 3D graphic display module uses the data from the software used to parameterize the geometry of the specimen.
  • the method according to the invention aims not only to parameterize the specimen object of the examination but also to evaluate by at least one cutting plane the drifts, defects and / or anomalies, in particular internal of said specimen of which ' the presence detected would be an immediate and serious alert for an informed observer who, for example,
  • one or more cutting plane (s) is or are parameterized (s).
  • thermofusibles which a well localized zone can be the seat of a phenomenon of bullage or the observation of a precise zone of a mechanical assembly strongly solicited by important constraints during its exploitation.
  • Step (B) transfer and transformation of the parameters
  • a fusion software implementing:
  • Step (B) is a shaping step t interpretation of all the parameters of step (A); At the end of step (B), the parameters formatted and interpreted are reported to step (C).
  • step (B) The "merge” software that is implemented in step (B), a. to perform a conjunction (link) of the parameters of the 1 * step (A) by generating other 'parameters necessary for their management by calculation and their exploitation in the next stage (C) simulation and optimization.
  • the export of the 3D model of the type specimen according to (B1) is in a standard format that can be read and used by search software incorporating the optimization algorithm used in step (C).
  • the fusion according to (B2) proceeds to the definition and the distribution in the volume of the typical specimen of the X-ray absorption laws of the various constituents mentioned in the mapping phase (A2).
  • X-radiation undergoes variable absorption by. its passage through various constituents of a specimen. Some constituents such as natural gases, some polymers absorb very little X radiation. Finally, other constituents, in particular, metallic constituents have a high absorption capacity of X-radiation: the absorption by a constituent of X radiation is. all the more important as its atomic number is higher. Therefore the simultaneous presence of components associated with low atomic number (organic substances such as proteins composed of carbon, hydrogen,. Optionally oxygen and nitrogen with high atomic number ( ⁇ of metals such as lead, copper or other metals) in a specimen and in a particular sectional plane, causes the high atomic number components to absorb X-radiation and almost completely mask other low-atomic components.
  • the three-dimensional radio-synthetic method according to the invention already appears in this aspect as more fast, more synthetic, more precise, giving excellent cutting images without defects usually encountered in classical acquisition and reconstruction techniques such as classical tomography, tomosynthesis ...
  • step (A3) of step (A) is carried out by the computer-aided design (CAD) software which provides a volume type specimen (3D) which can be oriented in space by rotations and / or translations along the -3 axes and in which section planes can be defined by the operator by only 3 points whose coordinates are in the same XYZ mark as that of said specimen.
  • CAD computer-aided design
  • Step (C) called simulation and optimization
  • simulation and optimization step the simulation is carried out and the best projections necessary for the reconstruction of the 3D cutting plane or plans previously parameterized by a search software are searched for:
  • Meta-heuristic algorithm refers to families of algorithms for solving a wide range of complex optimization problems (difficult to solve). Meta-heuristic algorithms are iterative stochastic algorithms, whose evolution is governed by an emulation function.
  • the method according to the invention uses a meta-heuristic optimization algorithm such as. : particle swarm, ant colony, simulated annealing, path recomposition, evolution strategy, differential evolution, genetics, distribution estimation.
  • a meta-heuristic optimization algorithm such as. : particle swarm, ant colony, simulated annealing, path recomposition, evolution strategy, differential evolution, genetics, distribution estimation.
  • step (C) the integration of data from the transfer performed in step (B) is practiced.
  • Step (D) said trajectory generation step
  • this fourth step called the "trajectory generation step", from the set of known positions of shots at the end of step C, a trajectory in the movement space, which is optimal at the end of step C, is generated. both for the movement of the source and the associated X-ray digital sensor and for the duration of acquisition of these shots.
  • the definition of the acquisition trajectory therefore consists in linking the positions of the selected shots for the reconstruction (summation) of the cutting plane (s) by an optimum path.
  • this trajectory can describe the movement necessary to acquire images useful for the reconstruction of several section planes. specimen type and this trajectory is in adequacy with the execution of the examination of real specimens.
  • step (E) step of integration of the acquisition movement
  • at least one command file of the physical process carrying out the continuous acquisition movement of the radiographic images is generated. previously selected, and transferred to the system . performing the motion corresponding to the acquisition trajectory defined in step D.
  • the system receiving this motion control program is installed on the on-line control machine of the manufactured specimens.
  • the method according to the invention enters the second phase, then the third phase and the fourth phase as recalled below.
  • the acquisition of radiographic images of real specimens is carried out in real time and continuously, using the optimal trajectory previously transferred, for the examination in real-time and continuously. said real specimens.
  • the radiographic images acquired during phase II constitute the input parameters of a real-time reconstruction algorithm of the 3D sectional plan (s) of the actual controlled specimen.
  • the images of the 3D sectional plan or plans are exploited by an image analysis software and / or an operator, a natural person working, for example, on a control machine.
  • the method according to the invention can be integrated, for example, in the process of product lifecycle management (PLM), at the level of product development, that is to say from the design phase to its production phase and then to the level of production of the product or actual specimen, to ensure the controls.
  • PLM product lifecycle management
  • the product lifecycle management process (PLM product, lifecycle management) is a business strategy that aims to create, manage and share all the definition, manufacturing, maintenance and recycling information of a product. an industrial product, throughout its life cycle, from preliminary studies to end of life.
  • the PLM approach is organized around an information system including computer-aided design, technical data management, numerical simulation, computer-aided manufacturing, knowledge management (or knowledge management).
  • the process according to the invention can also be applied to a very large number of fields such as applied research, quality control, medical, para-medical, veterinary and pharmaceutical applications, bio-technology applications, micro and nano-technology, port and airport security applications and the fight against counterfeiting.

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Abstract

L'invention concerne un procédé d'examen non destructif en continu de spécimens dit de radio -synthèse, intégrable dans le processus de gestion du cycle de vie desdits spécimens. Ce procédé fonctionne au moyen d'au moins une source de rayon X et d'au moins un capteur numérique formant couple avec ladite source, source et capteur se déplaçant sur des trajectoires et opposées et homothétiques à l'intérieur d'un espace de mouvement, pour chaque génération en temps réel d'au moins une coupe de chaque spécimen.

Description

A
Procédé d'examen radio-synthétique de spécimens
Domaine de l'invention
L'invention concerne un procédé d'examen non destructif en continu de spécimens dit de radio synthèse, intégrable dans le processus de gestion άμ -cycle de vie desdit spécimens. Ce procédé fonctionne au moyen d'au moins une source de rayons X et d'au moins un capteur numérique formant couple avec ladite source, source et capteur se ■ déplaçant sur des trajectoires opposées et homothétiques à l'intérieur d'un espace de mouvement, pour chaque génération en temps réel d'au moins une coupe de chaque spécimen.
Par cycle de vie du spécimen, on entend, les méthodes et moyens techniques mis en œuvre depuis sa conception (CAO) jusqu'à sa fabri-cation industrielle (FAO, GPAO).en série.
Etat de la technique
Parmi les procédés de contrôle non destructif d'objets on connaît déjà la tomographie. Le principe de la tomographie consiste à mettre, en rotation autour- d'un axe un spécimen et, grâce à une source- de rayons X et un capteur dè rayons X situés de part et d'autre du même axe, de réaliser pour chaque portion angulaire de cette rotation une à plusieurs projections par transmission de rayons X depuis la source vers le capteur au travers dudit spécimen. Le procédé de tomographie par rayons X restitue finalement l'image volumique (3D) du spécimen à partir des projections réalisées au préalable grâce à un calcul algorithmique de rétroprojection filtrée. Il est alors possible de. réaliser dans les trois plans X, Y et Z de ce volume et à différents niveaux des coupes virtuelles de l' ob et à examine .
Le principal inconvénient de ces systèmes est un temps d'acquisition des images très long (environ lh pour chaque objet à contrôler) du fait du grand nombre de prises de vues nécessaires et un temps de reconstruction du volume final équivalent ou plus .
On' connaît aussi des procédés de contrôle et de reconstruction d'objets par tomosynthèse dont le principe consiste à :
■ utiliser une' source de rayon X se déplaçant devant l'objet selon une trajectoire d'acquisition plane, linéaire, circulaire ou elliptique et un capteur numérique associé à ladite source, se déplaçant derrière l'objet sur une trajectoire identique et parallèle à celle de la source,
■ réaliser un faible nombre de projections à deux dimensions (2D) de l'objet réparties sur un domaine angulaire restreint, ces projections étant acquises
■ par et sur le capteur numérique et à,
■ reconstruire au moyen des projections à deux dimensions (2D) en faible nombre, une coupe virtuelle médiane et horizontale de l'objet étudié. Ces procédés de tomosynthèse permettent de reconstruire au mieux une coupe - de l'objet à contrôler à partir de quelques projections. Cette · technique est particulièrement bien adaptée pour les produits plats -(cartes électroniques par exemple) . .En revanche pour les objets de forme autre que plane, une « pollution » est introduite du fait de la présence de matière dans les plans autres que la coupe présentant un intérêt.
L'état de la technique comporte de nombreux documents décrivant des 'dispositifs et procédés de tomosynthèse.
Un premier document (brevet US 6,459,760) concerne un procédé et dispositif robot automatisé de contrôle non destructif par rayons X, en temps réel., d'un objet à analyser, dans lequel la source de rayons X -et le capteur sont montés sur un bras articulé, mobile autour de l'objet. Un support mobile est solidaire d'un bras de robot articulé et comporte une première et une seconde parties dudit support, ces deux parties étant espacées l'une de l'autre pour définir un espace entre elles, dimensionné pour recevoir l'objet à contrôler. La source de rayons X est solidaire de la première partie de support et est adaptée pour projeter un faisceau le long d'un axe. Le capteur ou panneau, détecteur es solidaire de. la seconde partie de support, placé sensiblement perpendiculairement à l'axe du faisceau. Le dispositif robot .concerné, associé au procédé peut inspecter l'objet à contrôler, . en manœuvrant la source de rayon X et le panneau détecteur relativement dudit objet et en fournissant en temp réel des images dudit objet à un système informatique, relié au système d'imagerie du dispositif robot (source et pannea . détecteur) , de façon à ce qu'il soit commandé automatiquement.
Un autre document (demande de brevet FR 2 835 949) concerne un · procédé de synthèse à reconstruction multiplan, d'un objet à l'aide d'une source de rayons X, cette source se déplaçant selon une trajectoire linéaire. Le procédé comprend une étape de décomposition du volume de l'objet en n plans indépendants à deux dimensions formant éventail, une étape de régularisation anisotrope sur chacun des n plans, une étape de régularisation entre les n plans et une étape de reconstruction de l'objet en trois dimensions par u ' algorithme pratiquant une méthode algébrique.
Toutefois, les procédés de tomosynthèse connus dont la source de rayons X se déplace selon une trajectoire plane, c'est-à-dire située dans un plan, conduisent en pratique à de nombreux phénomènes préjudiciables à une bonne reconstruction en trois dimensions (3D) de l'objet à reconstruire à partir des plans de coupe à deux dimensions (2D) , phénomènes qui créent autant de défauts sur l'objet reconstruit en trois dimensions (3D) qui sont, par exemple, un effet de flou dans la direction du déplacement de la source de rayons X et/ou une déformation verticale de l'objet reconstruit selon la troisième dimension et/ou dès « bruits » d'acquisition des données sur chacune des directions axiales X, Y, Z provoqués par une absence de sélection des images obtenues en deux dimensions (2D) , « bruits » qui perdurent pendant la reconstruction de l'objet et qui perturbent la qualité de cette reconstruction.
De plus, parce que le nombre de projections en deux dimensions (2D) et l'angle d'ouverture du rayonnement X sont limités, les méthodes de reconstruction de l'objet en trois dimensions (3D) à partir des projections en deux dimensions (2D) , doivent être combinées à dés actions de régularisation pour parvenir à une reconstruction améliorée de l'objet.
Enfin, le système informatique qui reçoit les données numériques du détecteur mobile correspondant aux projections en deux dimensions pour les traiter et reconstruire l'objet en trois dimensions (3D) , pratique des algorithmes fonctionnant selon un mode analytique ou un mode algébrique, ces deux modes ne pouvant pas corriger suffisamment les données acquises correspondant aux projections à deux dimensions dudit objet pour éliminer par exemple, les phénomènes de flou et/ou de déformation verticales et/ou « les bruits » et/ou autres défauts constatés - et, dès lors, conduisant à . des reconstructions inexactes de l'objet concerné.
Objets de l'invention
Les objets de l'invention visent à mettre en place des moyens techniques déjà connus et/ou nouveaux qui, combinés de manière nouvelle entre eux, éliminent les inconvénients perceptibles dans l'état de la technique, en particulier 201
' - 6 - ceux préjudiciables à la reconstruction et/ou à l'analyse et/ou au contrôle radio-synthétique d'un spécimen.
Par spécimen on entend tout type -d'objet ou d'ensemble d'objets naturels ou de synthèse, ou tout ou partie d'un être humain, d'un animal, d'un végétal ou d'un minéral.
Parmi tous les objets de l'invention, perceptibles dans la description qui en est faite par la suite, certains sont particulièrement essentiels tels que :
la sélection des meilleures projections en deux dimensions du spécimen, obtenues par tomosynthèse grâce à des plans de coupe adaptés,
- la recherche ou la création des positions spatiales pour la source de rayons X et son capteur, par rapport au spécimen à examiner (en se libérant du principe d'une trajectoire plane à priori, pour la source de rayons X et le capteur associé) et en déterminant, point par point, une trajectoire optimale dans les trois dimensions pour ladite source et ledit capteur, en donnant les meilleures projections du spécimen transformées en données justes, elles-mêmes exploitées par des algorithmes appropriés, délivrant des analyses et/ou des contrôles exacts à partir de la reproduction fidèle du spécimen,
- la conception d'un procédé pour la détection de défauts en trois dimensions et en temps réel d'un spécimen qui s'intègre dans un cycle organisàtionnel de type PLM. Sommaire de l'invention
Dès lors, l'invention concerne un procédé d'examen en continu de spécimens par radiographie numérique 3D en temps réel .au moyen d'au moins une source de rayons X et d'au moins un capteur numérique couplé avec la dite source, l'une et l'autre se déplaçant selon des trajectoires opposées et homothétiques, caractérisé en ce que :
I. Dans une première phase, on génère un modèle numérique du spécimen type à contrôler et un modèle numérique d'une trajectoire optimale dans l'espace de mouvement de la source et du capteur de rayons X associés pour l'acquisition d'images radiographiques, sélectionnées comme étant les plus pertinentes, en effectuant l'enchaînement des étapes suivantes :
A- Dans une première étape, dite « de conception et/ou de définition du spécimen type » on procède :
- Al : au paramétrage en 3D du spécimen :
A2 : à la cartographie en 3D, des lois d'absorption dès rayons X par les diverses substances composant le spécimen,
- A3 : à la définition d'au moins un plan de coupe 3D du spécimen.
B- Dans une seconde étape, dite « de transfert et de transformation des paramètres » on procède:
- Bl : au transfert et à la transformation' des paramètres de l'étape (A), - B2 : à la distribution dans le volume du spécimen, des lois d'absorption de rayons X des diverses subtances,
- B3 : au calcul des coordonnées du au moins un plan de coupe 3D de 1 ' étape A3.
C- Dans une troisième étape, dite « de simulation et d'optimistion » on procède à la simulation et à la recherche des meilleures projections nécessaires à la reconstruction du au moins un plan de coupe 3D :
- Cl : à partir des données issues de l'étape (B) en simulant des projections radiographiques dudit spécimen,
- C2 : en pilotant la simulation des projections par un algorithme d'optimisation qui sélectionne
. les - images du ou des plan (s) de -coupe les plus pertinentes .
D- Dans une quatrième étape, dite « de génération de trajectoire » on réalise la génération de la trajectoire optimale de la source et du capteur de rayons x dans leur espace de mouvement, à partir de l'ensemble des positions de prises de vue obtenues à l'issue de l'étape C2.
E- Dans une cinquième étape dite « étape d'intégration du mouvement d'acquisition » on génère au moins un fichier de commandes destiné à un dispositif mécanique réalisant le mouvement continu d'acquisition des images radiographiques précédemment sélectionnées . II. Dans une seconde phase, on effectue l'acquisition d'images radiographiques de spécimens réels, en temps réel et en continu, en utilisant la trajectoire optimale de la source et du capteur de rayons X associés, précédemment transférée, pour le contrôle en temps réel et en continu de ces spécimens réels.
III. Dans une troisième phase, les images radiographiques acquises lors de la phase II constituent les paramètres d'entrée d'un algorithme de reconstruction en temps réel du ou des plans de coupes 3D du spécimen réel contrôlé.
IV. Dans une quatrième phase, les images du ou des plans de- coupes 3D sont exploitée par un logiciel d'analyse d'images et/ou un opérateur, personne physique .
Dans la description de l'objet de l'invention, les termes 3D, tridimensionnel et l'expression « à trois dimensions » sont considérés comme des synonymes et peuvent être utilisés indifféremment.
Description détaillée de l ' invention
L'invention concerne un procédé d'examen non destructif en continu par radio synthèse de spécimens au moyen d'au moins une source et d'au moins un capteur de rayon X formant couple avec ladite source, source "et capteur se déplaçant sur des ' trajectoires opposées et homothétiques à l'intérieur d'un espace de mouvement, pour chaque génération en temps réel d'au moins une coupe de chaque spécimen. Le procédé selon 1 ' invention comporte quatres phases successives, qui déterminent chacune des fonctions différentes mettant en œuvre des moyens spécifiques pour leur aboutissement :
- la première phase du procédé selon 1 ' invention concerne d'abord la modélisation numérique d'un spécimen type qui est, soit naturellement existant en grand nombre •tel que le vivant dans le monde bio-médical, ou produit par l'industrie dans le monde technologique, soit l'utilisation d'un modèle théorique de type CAO. Cette modélisation se réalise par l'enchaînement d'étapes successives décrites par la suite.
Lors de cette première phase, le spécimen à modéliser crée son propre processus d'analyse, de contrôle et donc de modélisation par au moins un plan de coupe défini par les besoins identif és dans le spécimen type en vue de l'examen de spécimens réels à contrôler.
Cette première phase du procédé selon l'invention concerne également la génération essentielle d'un modèle numérique de trajectoire optimale située dans l'espace de mouvement pour la source et le capteur de rayon X associés, en vue de l'acquisition d'images radiographiques du spécimen à modéliser exemptes des' défauts perçus dans l'état de . la technique .
La deuxième phase du procédé selon 1 ' invention concerne l'acquisition d'images radiographiques de spécimens réels à contrôler appartenant au même type que le spécimen numérique modélisé dans la première phase. ■ Cette acquisition s'effectue en temps réel et en continu en utilisant la trajectoire optimale dans l'espace de mouvement de la source et du capteur de rayons X associés provenant de la première phase en vue de -réaliser l'examen en continu et en- temps réels de ces spécimens réels.
La troisième phase est une phase de reconstruction en temps réel du ou des . plans de coupes 3D du ou des spécime (s) réel (s) contrôlé (s) à parti des. images radiographiques acquises lors de la phase II. par un algorithme de reconstruction.
La quatrième phase est la phase d'examen au σο ^ de laquelles les images de ou des plan (s) de coupes sont exploitéespar un logiciel d'analyse d'images et/ou u opérateur, personne physique.
La première phase, qui est une phase de modélisation du procédé selon l'invention comporte cinq étapes A à E détaillées ci-après et se déroulant dans l'ordre.
Etape (A) dite de conception et/ou de définition du spécimen
Dans cette première étape (A) qui comporte trois parties réalisées de manière séquentielle, on procède :
Al. Au paramétrage de la géométrie 3D du spécimen type à l'aide d'un logiciel approprié, pour obtenir un modèle 3D dudit spécimen,
A2. A l'établissement de la cartographie 3D des lois d'absorption des rayons X en tenant compte de la répartition spatiale des différents composants constituant le spécimen type et A3.A la définition d'au moins un plan de coupe du dit spécimen type à l'aide d'un logiciel de visualisation graphique 3D permettant le positionnement interactif de ce aù-moins-un- plan-de-coupe dans le volume du spécimen type.
Paramétrage de la géométrie du spécimen type
On entend par « géométrie » du spécimen soumis à un paramétrage, la forme et les dimensions de ce spécimen complet, ainsi que celles de chacun de ses composants et l'agencement des divers composants Centre eux.
Selon la définition antérieurement donnée et dans le procédé de l'invention, le spécimen type peut représenter la description d'un objet ou d'un ensemble d'objets., d'origine naturelle ou de synthèse, dont la géométrie est reproduite ou créée au moyen d'un logiciel approprié, de type connu tel qu'un logiciel de Conception Assisté par Ordinateur (CAO).,
Etablissement , des lois d'absorption des rayons X des différents constituants du spécimen type
Les rayons X suivent la loi habituelle d'absorption des rayons lumineux en fonction de l'épaisseur d de la matière absorbante, avec une intensité incidente Io du faisceau de rayons X et une intensité transmise I , ces critères étant associés dans l'équation (1) ci-après : l = lo e-^ . (1)
Dans laquelle . μ est un coefficient d'absorption caractéristique de la matière absorbante et de la longueur d'onde utilisée. Ce coefficient μ est approximativement proportionnel au cube de ladite longueur d'onde.
En-dehors des discontinuités évoquées plus en détails ci- après, le · coefficient d'absorption μ des rayons X est donné par la loi de Bragg-Pierce :
dans laquelle Z -est le numéro atomique, λ la longueur d'onde du faisceau incident et k un facteur de proportionnalité. La formule I = lo 6-μ d n' est valable que si le mécanisme d'absorption reste le même, identique à celui de la lumière visible. Toutefois, en raison de l'énergie élevée de leurs photons, les rayons X peuvent être absorbés par un mécanisme différent : l'énergie des rayons X peut, en effet, être suffisante pour chasser les électrons des couches électroniques de l'élément absorbant et on observe, dès lors, une augmentation brutale de l'absorption des rayons X ainsi que la production de différents effets associés résultant du comportement des rayons X sur la matière du spécimen . type et de son environnement. La courbe représentant le coefficient •d'absorption μ en fonction de . la longueur d'onde λ présente alors une discontinuité' chaque fois que la valeur hv correspond à l'énergie d'un électron du matériau absorbant dans laquelle h représente la constante de Plank (6, 62.10"24) et v représente la fréquence c/λ dans lequel c est la vitesse de la lumière et λ la longueur d'onde précédement évoquée (On observe ainsi des discontinuités pour les couches K, L, M, etc..) ..
La loi d'absorption des rayons X de chaque composant constituant le spécimen type doit être établie : en pratique, cette loi est calculée en utilisant les formules (1) et (2) précédemment évoquées. Elle intègre également le comportement des effets associés induit par l'exposition aux rayons X de la matière du spécimen type et de son envi onnement.
La répartition densitométrique d'absorption des rayons X -est alors déterminée pour chaque zone du spécimen type, c'est-à-dire. pour chaque zone de localisation correspondant à chaque composant constituant le spécimen. Les données calculées sont ensuite exportées vers le module de calcul.
A partir de ces données livrées par les lois d'absorption des rayons X pour les composants constituant le spécimen type, la cartographie 3D de ces lois d'absorption est établie soit à l'aide d'un module logiciel dit « plug-in » intégrable dans des logiciels de CAO existants, soit à l'aide d'un outil logiciel spécifique indépendant. Dans le second cas un export est fait depuis le logiciel utilisé pour · la définition de la géométrie, par exemple un logiciel de CAO, et les lois -d'absorption des rayons X sont déterminées dans cet outil logiciel spécifique.
Définition d'au moins un plan de coupe du spécimen type.
Un logiciel de visualisation graphique en 3D spécifique au procédé selon l'invention permet le positionnement interactif d'au moins un plan de coupe dans le volume du spécimen type à examiner.
De tels logiciels de visualisation graphique en 3D sont connus, mais ils ne possèdent pas suffisamment de fonctionnalités pour assurer au mieux l'exploitation qui doit en être faite dans le procédé selon l'invention :
C'est pourquoi, il est en particulier nécessaire de développer un module de' positionnement interactif, d'au moins un plan de coupe dudit spécimen pour en assurer son positionnement précis; Il est également nécessaire de travailler avec des formats de fichiers standards. Ce logiciel ou module de visualisation graphique en 3D exploite les données issues du logiciel utilisé pour le paramétrage de la géométrie du spécimen.
Lors de -son exploitation, le procédé selon l'invention vise non seulement à paramétrer le spécimen objet de l'examen mais aussi à évaluer par au moins un plan de coupe des dérives, défauts et/ou anomalies, en particulier internes dudit spécimen dont' la présence détectée serait une alerte immédiate et sérieuse pour un observateur averti qui, par exemple,
- dans le cas d'un système prototype, rechercherait la cause pour remédier,
- dans le cas d'un spécimen réel, issu pour un contrôle de qualité, d'une chaîne de fabrication en continu, écarterait le dit' spécimen détecté comme défectueux et vérifierait pa le prélèvement d'autres spécimens sur cette chaîne que le défaut ou l'anomalie n'est pas répétitive, - dans le cas d'un spécimen du vivant, mobiliserait l'attention d'un expert du domaine ou constituerait la base d'un système de modélisation.
Selon le procédé de l'invention et le type d'examen examen à effectuer sur le procédé, un ou plusieurs plan (s) de coupe est ou sont paramétré (s) .
Dans le cas, par -exemple, où une zone précise du spécimen réel est susceptible de manière connue, de contenir des défauts et/ou des anomalies qui doivent être détectés, un seul plan de coupe dudit spécimen est nécessaire pour observer la dite zone avec une certaine facilité pour leur localisation.
A titre d'illustration, quelques cas peuvent être cités, tels que la vérification d'une soudure qui doit être étanche sur un ensemble métallurgique au contact d'un liquide ou bien la vérification d'une pièce obtenue par injection en moule de matériaux polymères thermofusibles dont une zone bien localisée peut être le siège d'un phénomène de bullagè ou encore l'observation d'une zone précise d'un ensemble mécanique fortement sollicité par des contraintes importantes lors de son exploitation.
Dans le cas où l'ensemble du spécimen réel peut présenter des défauts et/ou des anomalies, plusieurs plans de coupe du spécimen sont nécessaires et dès lors, paramétrés pour démasquer et localiser lesdits défauts et/ou anomalies. Etape (B) dite de transfert et de transformation des paramètres
Dans cette seconde étape dite « étape de transfert et de transformation des paramètres », on met en œuvre un logiciel de fusion réalisant :
Bl. Le transfert et la transformation du modèle 3D du spécimen type lisible et exploitable en un format standard, fournissant ainsi les informations nécessaires à un algorithme d'optimisation intervenant dans l'étape C. B2. Une fusion qui procède à la définition et à la distribution dans le volume du spécimen type des lois d'absorption des rayons X des différents constituants (substances) précédemment paramétrés dudit spécimen.
B3. Le calcul des coordonnées du au-moins-un-plan-de-coupe défini à 1 ' étape A3.
L'étape (B) est une étape de mise en forme t d'interprétation de l'ensemble des paramètres de l'étape (A) ; Au terme de l'étape (B) , les paramètres mis en forme et interprétés sont reportés vers l'étape (C) .
Le logiciel de « fusion » qui est mis en œuvre dans l'étape (B) , a. pour fonction d'effectuer une conjonction (liaison) des paramètres de 1* étape (A) en générant d' autres' paramètres nécessaires à leur gestion par calcul et à ■ leur exploitation dans l'étape suivante (C) de simulation et d'optimisation.
L'exportation du modèle 3D du spécimen type selon (Bl) se fait dans un format standard lisible et exploitable par un logiciel de recherche intégrant l'algorithme d'optimisation utilisé dans l'étape (C) . La fusion selon (B2) procède à la définition et à la distribution dans- le volume du spécimen type des lois d'absorption des rayons X des différents constituants évoqués dans la phase (A2) de cartographie.
D'une ■ façon générale, le rayonnement X subit une absorption variable par . son passage à travers divers constituants d'un spécimen. Certains constituants comme les gaz naturels, certains polymères n'absorbent que très peu les rayonnements X. Enfin d'autres constituants, en particulier, des constituants métalliques ont un fort pouvoir d'absorption du rayonnement X : l'absorption par ■un constituant de rayonnement X es.t . d'autant plus importante que son numéro - atomique est plus élevé. C'est pourquoi la présence simultanée de composants associés à faible numéro atomique (substances organiques tels que des protéines composées de carbone, hydrogène, . oxygène éventuellement d'azote et à fort numéro atomique (des ■métaux tels que le plomb, le cuivre ou autres métaux) dans un spécimen et dans un plan de coupe particulier, fait que les composants à fort numéro atomique absorbent le rayonnement X et masquent quasiment complètement les autres composants à faible numéro, atomique.
C'est donc une caractéristique essentielle du procédé selon l'invention de pouvoir parvenir à une modélisation à la fois très claire et très précise du spécimen type, ainsi que des divers constituants apparaissant dans les divers plans de coupe dudit spécimen avec des frontières bien marquées entre les constituants, quel que soit le numéro atomique de chaque constituant.
Ainsi, le procédé radio-synthétique à trois dimensions selon l'invention apparaît déjà sous cet aspect comme plus rapide, plus synthétique, plus précis, donnant des images de coupe d'excellente précision dénuées des défauts usuellement rencontrés dans les techniques d'acquisition et de reconstruction classiques telles que la tomographie .classique, la tomosynthèse...
Le calcul, des coordonnées du au moins un plan de coupe défini en (A3) de l'étape (A) est conduit par le logiciel de · conception assisté par ordinateur (CAO) qui fournit un spécimen type volumique (3D) qui peut être orienté dans l'espace par rotations et/ou translations selon les -3 axes et dans lequel des plans de section peuvent être définis par l'opérateur par seulement 3 points dont les coordonnées sont dans le même repère XYZ que celui dudit spécimen.
Etape (C) dite de simulation et d'optimisation
Dans cette troisième étape dite « étape de simulation et optimisation », on réalise la simulation et on recherche les meilleures projections nécessaires à la reconstruction du ou desdits plans de coupe 3D précédemment paramétrés grâce à un logiciel de.recherche :
Cl. intégrant les données issues du transfert réalisé lors de l'étape B et qui simule des projections radiographiques dudit spécimen . défini à partir des données transférées grâce à une fonction de lancer de rayons spécifiques aux rayons X,
C2. pilotant un algorithme d'optimisation qui consiste à sélectionner les ensembles de prises de vue aboutissant aux images de projections radiographiques les plus pertinentes. Cette étape de simulation et optimisation est basée sur l'utilisation d'un algorithme d'optimisation intégré dans un logiciel de recherche.
Grâce au logiciel de recherche, on réalise la simulation et on procède à la recherche des meilleures projections nécessaires à la reconstruction du ou desdits plans de coupe 3D précédemment définis.
Parmi les algorithmes, d'optimisation existants qui peuvent être mis en œuvre dans le procédé selon l'invention, peuvent être cités les algorithmes méta-heuristiques, les algorithmes de Monte Carlo, et les algorithmes par minimisation fonctionnelle.
Le terme « algorithme méta-heuristique » fait référence à des familles d'algorithmes visant à résoudre une large gamme de problèmes d'optimisation complexe' (difficile à résoudre) . Les algorithmes méta-heuristiques sont des algorithmes stochastiques itératifs, dont l'évolution est régie par une fonction d'émulation.
Plus précisément et d'une manière non exhaustive, le procédé selon l'invention utilise un algorithme méta- heuristique d'optimisation tel que . : par essaim particulaire, par colonie de fourmis, par recuit simulé, par recomposition de chemin, par stratégie d'évolution, à évolution différentielle, génétique, à estimation de distribution.
Dans la première partie (Cl) de l'étape (C) , est pratiquée l'intégration des données issues du transfert réalisé lors de l'étape (B) .
Ces données permettent de simuler des projections radiographiques dudit spécimen type défini à partir des données transférées grâce à une fonction de lancer de rayons, spécifique aux rayons X.
Etape (D) dite étape de génération de trajectoire
Dans cette quatrième étape, dite « étape de génération de trajectoire », on génère à partir de l'ensemble des positions connues de prises de vue à l'issue de l'étape C, une trajectoire dans l'espace de mouvement, optimale à la fois pour le mouvement de la source et du capteur numérique de rayons X associés et pour la durée d'acquisition de ces prises de vue.
La définition de la trajectoire d'acquisition consiste donc à relier par un chemin optimum les positions des prises de vues sélectionnées pour la reconstruction (sommation) du ou des plan (s) de coupe.
Dans le cadre de l'invention, pour un spécimen donné et des plans de coupes définis, il existe une trajectoire optimale en termes de temps de parcours et de temps d' acquisition.
De même, lorsqu'une trajectoire optimale dans l'espace de mouvement est créée pour la source et le capteur de rayon X associés, cette trajectoire peut décrire le mouvement nécessaire' à l'acquisition des images utiles à la recontruction de plusieurs plans de coupe du spécimen type et cette trajectoire est en adéquation avec l'exécution de l'examen de spécimens réels.
Dans une cinquième étape (E) dite « étape d'intégration du mouvement d'acquisition », on génère au moins un fichier de commandes du procédé physique réalisant le mouvement d'acquisition en continu des images radiographiques précédemment sélectionnées, et on le transfère vers le système . réalisant le mouvement correspondant à la trajectoire d'acquisition définie à l'étape D .
Le système recevant ce programme de commande de mouvement est installé sur la machine de contrôle en ligne des spécimens fabriqués .
Toutes les étapes (A) à (E) de la première phase, étant réalisées, le procédé selon l'invention entre dans la seconde phase, puis la troisième phase et la quatrième phase telles que rappelées ci-après.
Dans la seconde phase du procédé selon l'invention, on réalise en temps réel et en -continu l'acquisition d'images radiographiques de spécimens réels, en utilisant la trajectoire optimale précédemment transférée, pour 1 ' examen en temps -réel et en continu desdits spécimens réels .
Dans la troisième phase du procédé selon l'invention, les images radiographiques acquises lors de la phase II constituent les paramètres d'entrée d'un algorithme de reconstruction en temps réel du ou des plans de coupes 3D du spécimen réel contrôlé.
Dans la quatrième phase, les images du ou des plans de coupes 3D sont exploitée par un logiciel d'analyse d'images et/ou un opérateur, personne physique travaillant, par exemple, sur une machine de contrôle.
Le procédé selon l'invention peut s'intégrer, par exemple, dans le processus de gestion du cycle de vie d'un produit (PLM - product lifecycle management) , au niveau de l'élaboration du produit c'est-à-dire de la phase de conception à sa phase de production, puis au niveau de la production du produit ou spécimen réel, pour en assurer les contrôles .
Le processus de gestion du cycle de vie d'un produit {PLM product , lifecycle management) est une stratégie d'entreprise qui vise à créer, gérer et partager l'ensemble des informations de définition, de fabrication, de maintenance et de recyclage d'un produit industriel, tout au long de son cycle de vie, depuis les études préliminaires jusqu'à sa fin de vie.
Notamment, la démarche PLM s'organise autour d'un système d'information comprenant la Conception Assistée par Ordinateur, la Gestion des Données Techniques, la simulation numérique, la Fabrication Assistée par Ordinateur, la gestion des connaissances (ou Knowledge Management) .
Le procédé selon l'invention peut aussi s'appliquer à de très nombreux domaines tels que ceux de la recherche appliquée, du contrôle qualité, des applications médicales, para-médicales, vétérinaires et pharmaceutiques, des applications de bio-technologie, des micro et nano-technologiê, des applications de sûreté portuaire et aéro-portuaire et de lutte contre la contrefaçon.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'examen en continu de spécimens par radiographie numérique 3D en temps réel au moyen d'au moins une source de rayons X et d'au moins un capteur numérique couplé avec la dite source, l'une et l'autre se déplaçant selon des trajectoires opposées et homothétiques, caractérisé en ce que :
I. Dans une première, phase, on génère un modèle numérique du spécimen type à contrôler et un modèle numérique d'une trajectoire optimale dans l'espace de mouvement de la source et du capteur de rayons X associés pour l'acquisition d'images radiographiqu.es, sélectionnées comme étant les plus pertinentes, en. effectuant l'enchaînement des étapes -suivantes :
A- Dans une première étape, dite « de conception et/ou de définition du spécimen type » on procède :
- Al : au paramétrage en 3D du spécimen : - A2 : à la cartographie en 3D, des lois d'absorption des rayons X par les diverses substances composant le spécimen,
'- A3 : à la définition d'au moins un plan de coupe 3D du spécimen.
B- Dans une seconde étape, dite « de transfert et de transformation 'des paramètres » on procède:
- Bl : au transfert et à la transformation des paramètres de 1 ' étape (A) ,
- B2 : à la distribution dans le volume du spécimen, des lois d'absorption de rayons X des diverses subtances,
- B3 : au calcul ' des coordonnées du au moins un plan de coupe 3D de 1 ' étape A3.
Dans une troisième étape, dite « de simulation et d'optimisation » on procède à la simulation et à la recherche des meilleures projections nécessaires à la reconstruction du au moins un plan de coupe 3D :
- Cl : à partir des données issues de l'étape. (B) en simulant des projections radiographxques dudit spécimen,
- C2 : en pilotant la simulation des projections par un algorithme d'optimisation qui sélectionne les images du ou des plan (s) de coupe les plus pertinentes.
Dans une quatrième étape, dite « de génération de. trajectoire » on réalise la génération de la trajectoire optimale de la source et du capteu de rayons x dans leur espace de mouvement, à partir de l'ensemble des positions de prises de vue obtenues à l'issue de l'étape C2.
Dans une cinquième étape dite « étape d'intégration du mouvement d'acquisition » on génère au moins un fichier de commandes destiné à un dispositif mécanique réalisant le mouvement continu d'acquisition des images radiographxques précédemment sélectionnées. II. Dans une seconde phase, on effectue l'acquisition d'images radiographiques de spécimens réels, en temps réel ' et en continu, en utilisant la trajectoire optimale de la source et du capteur de rayons, associés, précédemment transférée, pour le contrôle en temps réel et ën continu de ces spécimens réels .
III. Dans une troisième phase, les images radiographiques acquises lors de la phase II constituent les paramètres d'entrée d'un algorithme de reconstruction en temps réel du ou des plans de coupes 3D du spécimen réel contrôlé.
IV. Dans une quatrième phase, les images du ou des plans de coupes 3D sont exploitée par un logiciel d'analyse d'images et/ou un opérateur, personne physique.
Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le paramétrage de la géométrie 3D du spécimen s'effectue au moyen d'un logiciel de type connu CAO pour obtenir un modèle du spécimen type.
Procédé selon l'une au moins des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la cartographie 3D des lois d'absorption des rayons X s'effectue en prenant en compte la répartition spatiale des différents composants constituant le spécimen type.
4. Procédé selon l'une au moins des revendications caractérisé en ce que la définition d'au moins un plan de coupe dudit spécimen s'effectue à l'aide d'un logiciel de visualisation graphique 3D permettant le positionnement interactif de ce plan de section dans le volume du spécimen type.
Procédé selon l'une au moins des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le transfert et la transformation des paramètres du modèle 3D du spécimen typë s'effectue au moyen d'un logiciel de fusion, fournissant les informations nécessaires à .un algorithme d'optimisation intervenant dans l'étape C.
Procédé selon l'une au moins' des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'on réalise la simulation et la recherche des meilleures projections nécessaires à la reconstructio du au-moins-un-plan-de-coupe 3D précédemment paramétré au moyen d'un logiciel de recherche .
Procédé selon l'une au moins des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que les données issues du transfert réalisé lors de l'étape B, dudit spécimen sont réalisées au moyen d'une fonction de lancer de rayons spécifique aux rayons X qui simulent des projections radiographiques .
Procédé selon l'une au moins des revendications 1 à caractérisé en ce que la sélection des images les i pertinentes nécessaires à la reconstruction du ou des plans de coupes est réalisé par un algorithme d'optimisation métaheuristique.
9. Procédé selon l'une au moins des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que l'on génère à partir de l'ensemble des positions connues de prises de vue . une trajectoire dans l'espace de mouvement, optimale à la fois pour le mouvement de la source et du capteur numérique de rayons X associés et pour la durée d'acquisition de ces prises de vue.
10. Procédé selon l'une au moins des revendications 1 à 9 caractérisé en ce qu'à partir des informations de volume et d'absorption des rayons X pour le spécimen type et des informations sur les positions des coupes à réaliser on génère depuis toutes les directions de 1 ' espace des images radiographiques par simulation de prises de vue dans les directions du ou des plan (s) de coupe sélectionné (s) .
11. Procédé selon l'une au moins des revendications 1 à 10 caractérisé en ce qu'un algorithme métaheuristique sélectionne les prises de vue les plus pertinentes nécessaires à la génération du ou des plans de coupes sélectionnés .
12. Application du procédé selon les revendications l à 11 à la recherche appliquée, au contrôle qualité, au secteur médical, para-médical, vétérinaire et pharmaceutique, aux bio-technologies, aux micro et nano-technologies, à la sûreté portuaire et aéroportuaire et la lutte contre la contrefaçon.
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