FR2631475A1 - Procede d'amelioration de la qualite des images par utilisation d'une information a priori - Google Patents

Abstract

On améliore la qualité des images de tomographie informatisée 54 et d'évaluation non destructive à donnée incomplète en incorporant une information à priori dans la reconstruction des images et leur traitement pour compléter la donnée disponible. L'information à priori est fournie par des modèles électroniques de la pièce obtenus à partir d'un modeleur solide, de la physique du procédé d'inspection, et des sorties de capteurs à effleurement et autres capteurs. On donne des procédés permettant d'améliorer les images TI à rayons X à angle limité. La donnée calculée de projection dans la plage angulaire manquante est fournie par calcul des longueurs du trajet des rayons X dans un modèle solide de la pièce, et de l'atténuation des rayons X due aux paramètres physiques de la pièce et de la source. Les données mesurée et calculée de projection sont combinées pour reconstruire l'image TI. Dans une approche de reconstruction par itération, l'information précise sur les limites obtenue à partir d'un modèle et l'atténuation calculée constituent des informations permettant d'améliorer l'image à angle limité. Application aux examens non destructifs des pièces.

Description

La présente invention concerne un procédé pour améliorer la qualité des

images d'un examen non destructif (END) et, plus particulièrement, un procédé pour incorporer une information à priori dans des images END de données incomplètes. On obtient une bonne qualité des images et une information importante sur une pièce lorsque les images sont basées sur un ensemble complet de données, par exemple

lorsqu'il y,a suffisamment d'échantillons spatiaux et angu-

laires suffisants pour créer une image conforme à la géomé-

trie de la pièce et des défectuosités. Cependant, on ne dis-

pose pas toujours de données complètes pour la reconstruc-

tion des images. Considérons, par exemple, la tomographie informatisée à rayons X. Dans certains cas, il peut s'avérer impossible de manipuler une pièce d'une façon telle qu'on puisse prendre des données à tous les angles de vision nécessaires autour de la pièce. Dans d'autres cas, la pièce

peut atténuer les rayons X par trop pour permettre la péné-

tration dans certaines directions ou au droit de certains emplacements. En figure 1 des dessins, dans laquelle on a

représenté une source et un détecteur de rayons X, les sec-

- 2 - tions de la pièce 12 gênent le balayage d'acquisition des données sur une partie de la plage angulaire; même si on effectue un balayage horizontal, la longueur du trajet des rayons X dans la pièce est trop grande pour permettre une pénétration radiographique suffisante afin d'obtenir une

mesure significative. On obtient ainsi une donnée incom-

plète, et les images des données incomplètes présentent

généralement de sérieux artéfacts qui limitent la possibi-

lité d'inspecter correctement la pièce et de détecter ses

défectuosités.

Les techniques antérieures pour traiter ce pro-

blème comprennent des tentatives pour extraire directement de l'image avec les artéfacts une information appropriée sur

les défectuosités, et des tentatives pour incorporer cer-

taines informations sur la pièce d'une façon itérative. Ce dernier cas peut comprendre la non-négativité des pixels dans une image, la valeur maximum des pixels dans l'image, et une information sur la forme grossière; on verra à ce sujet le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 506 327 et l'article intitulé "Tomographical Imaging with Limited-Angle Input" (imagerie tomographique avec entrée à angle limité), K.C. Tam et V. Perez-Mendez, J.Opt. Soc. Am., Vol.71 (1981), pp. 582-592. L'information à priori dont on dispose et les

techniques pour l'utiliser ont été généralement assez limi-

tées.

La présente invention a pour objet d'incorporer effectivement des quantités importantes d'une information à priori dans la reconstruction des images. et leur traitement de manière à compléter l'information dans la donnée mesurée

dont on dispose.

La présente invention a pour autre objet des images END améliorées dans les cas o une donnée incomplète est disponible en incorporant une information à priori plus précise telle que la connaissance précise de la géométrie d'une pièce fournie par des systèmes de modélisation - 3 solides. Il existe plusieurs sources d'information à priori qu'on peut utiliser. En premier lieu, on choisit un modèle

électronique d'une pièce à conception assistée par ordina-

teur; un modeleur massif qui donne un modèle précis à trois dimensions. En second lieu, la physique et la géométrie du processus d'inspection sont connues ainsi que les propriétés

physiques de la pièce et de la source de l'agent d'imagerie.

En troisième lieu, d'autres lectures de capteurs acquises pendant l'inspection de la pièce, telles qu'une information

sur les limites provenant d'un capteur à effleurement, peu-

vent fournir une information à priori supplémentaire. Une avantage du modèle électronique est que de tels modèles

solides fournissent une information sur les limites inté-

rieures et extérieures.

La présente invention peut s'appliquer à de nom-

breuses techniques et modalités d'imagerie END, dont, mais sans que cela soit limitatif, l'imagerie par rayons X, la radiographie numérique, l'inspection ultrasonique, l'inspection par courants de Foucault, et l'inspection

visuelle et aux infrarouges.

Un aspect de la présente invention est un procédé d'imagerie END utilisant une meilleure information à priori, comprenant les étapes consistant à: procéder au balayage

d'une pièce avec un agent d'imagerie dans une plage dispo-

nible et produire des données sur les paramètres mesurés d'imagerie; fournir un modèle à trois dimensions de la pièce et calculer la géométrie appropriée de la pièce, et fournir des propriétés physiques sélectionnées de la pièce

et éventuellement de la source de l'agent d'imagerie; com-

biner les propriétés géométriques et physiques de la pièce et calculer des données sur les paramètres d'imagerie pour une plage de balayage non disponible qui ne peut être l'objet d'un balayage à cause de contraintes physiques ou de fonctionnement; et former une image de la pièce à partir 4 -

des données sur les paramètres d'imagerie mesurés et calcu-

lés. Les modes de réalisation préférés de la présente invention sont constitués de trois solutions à l'amélioration de la qualité des images TI par rayons X à angle limité avec une information à priori plus précise. La solution par données de projection est un procédé comprenant le balayage d'une pièce avec des rayons X sur une plage angulaire limitée et la production de données mesurées de la

projection à des angles de vision disponibles; la fourni-

ture d'un modèle électronique de la pièce qui est obtenu à partir d'un modeleur solide à trois dimensions et le calcul

de l'atténuation des rayons X à partir de paramètres phy-

siques connus de la pièce et de la source de rayons X; le

calcul de données de projection aux angles de vision. man-

quants à partir des longueurs des trajets et de l'atténuation; et la reconstruction d'une image de la pièce à partir des données de projection mesurées et calculées qui fournissent ensemble un jeu complet de données pour les algorithmes de reconstruction TI. Une autre caractéristique est que le calcul des longueurs des trajets dans le modèle électronique comprend une étape intermédiaire consistant à transformer la géométrie de la pièce pour la faire passer d'un modèle solide à une image de pixels à deux dimensions à

partir de laquelle les longueurs des trajets sont calculées.

Le procédé de traitement et d'analyse des images comprend les étapes consistant à: balayer avec des rayons X la plage angulaire limitée disponible et reconstruire une

image partielle à partir des données de projection mesu-

rées; calculer des données de projection du modèle à un ensemble complet d'angles de vision par calcul des longueurs des trajets dans le modèle électronique et l'atténuation des

rayons X venant d'être décrite; reconstruire une image par-

tielle du modèle à partir des données de projection du

modèle pour la même plage angulaire que les données mesu-

-5 rées, une image complète du modèle à partir des données complètes de projection du modèle, et soustraire les images complètes et partielles du modèle-pour fournir une image de différence représentant une erreur de reconstruction à angle limité; et combiner l'image partielle reconstruite à partir des données mesurées et de l'image de différence du modèle

afin d'obtenir une image finale.

Le procédé de reconstruction itératif comprend les étapes consistant à balayer aux rayons X la plage angulaire limitée disponible et à reconstruire une image à partir des données mesurées; calculer une information précise sur les limites de la pièce à partir d'un modèle de la pièce, et l'atténuation des rayons X à partir de paramètres physiques connus; ajuster l'image aveq cette information à priori en mettant à zéro des pixels situés à l'extérieur des limites

de la pièce, les pixels négatifs à zéro, et les pixels supé-

rieurs à une valeur présélectionnée de l'atténuation à la valeur maximum; calculer à partir de l'image modifiée les

données de projection manquantes aux angles de vision man-

quants; reconstruire une nouvelle image à partir des don-

nées de projection mesurées et des données de projection manquantes calculées; et faire l'itération requise jusqu'à

obtention d'une qualité suffisante pour l'image.

La suite de la description se réfère aux figures

annexées qui représentent respectivement: Figure 1, un objet avec des saillies rendant impossible l'exécution d'un balayage angulaire complet; Figure 2, un schéma sous forme de blocs d'une technique générique d'incorporation d'une information à

priori importante et plus précise sur un objet dans le pro-

cédé de formation d'image; Figures 3A et 3B, des caractéristiques des images d'une section en coupe verticale d'une pièce de moteur à réaction reconstruites avec des données complètes et des données incomplètes; - 6 Figure 4, une inspection TI radiographique de la pièce et les projections mesurées obtenues à partir d'un

ensemble de données à angle limité et de projections man-

quantes calculées à partir d'une information à priori selon la présente invention; Figure 5, un schéma sous forme de blocs de l'approche par données de projection pour utiliser une

information à priori et améliorer la qualité des images END.

Figure 6, les étapes du calcul des données de pro-

jection manquantes et nécessaires.dans ce qui précède, Figure 7, un schéma sous forme de blocs de l'approche par reconstruction itérative, Figure 8, les étapes du calcul et de l'utilisation

d'une information à priori selon la technique de reconstruc-

tion itérative, Figure 9, un schéma sous forme de blocs de l'analyse des images et de l'approche par traitement pour

reconstruire des images TI.

En figure 2, on a représenté deux procédés pour améliorer la qualité d'images END de données incomplètes en incorporant une information à priori. En liaison avec les

blocs 13-16, la donnée expérimentale disponible 13 est com-

binée à l'information à priori 14 par l'algorithme de forma-

tion d'images 15 pour donner une image intermédiaire 16.

L'information à priori requise 14 provient de deux sources, blocs 17 et 18, à savoir la connaissance de la géométrie de la pièce à partir de modèles de celle-ci ou de capteurs, et les paramètres physiques de la pièce et éventuellement la

source d'agent d'imagerie obtenus à partir de la connais-

sance de la physique du processus d'inspection. L'image intermédiaire 16 peut ou non avoir une qualité suffisante pour les fins recherchées. L'image intermédiaire peut être bruyante ou contenir des artéfacts par suite de données incomplètes, par exemple. L'information à priori, 19, blocs 19-21, est utilisée par un algorithme 20 de traitement de

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l'image de manière à améliorer la qualité finale des images.

Les propriétés du matériau de la pièce et les propriétés de ses défectuosités sont déterminées à partir de l'image finale (bloc 21). Par exemple, on peut inspecter un objet en acier pour voir s'il présente des points de rouille et des vides dans le métal. La décision d'acceptation et de rejet est faite sur la base de ce qu'on trouve dans l'image finale, soit de la part de l'opérateur soit à partir d'un algorithme. L'information à priori peut être utilisée dans la formation de l'image et dans son traitement, ou à un

point seulement.

Une pièce typique de grande dimension présentant de l'intérêt pour l'inspection TI radiographique est un anneau de renforcement de tuyère d'échappement d'un moteur d'avion. Une section en coupe verticale complexe de l'anneau est représentée en 22 en figure 3A, et est la section de

l'un des bossages s'étendant au-dessus de la paroi supé-

rieure en cinq emplacements de la pièce. Cette pièce pré-

sente une structure à parois multiples qu'il est difficile d'inspecter en utilisant les techniques END classiques. La configuration optimum d'inspection consiste à créer des tranches TI à travers chaque section de la paroi de la pièce, de façon que la tranche soit parallèle à l'axe de symétrie de' la pièce. Une image TI reconstruite avec des données complètes serait telle que celle représentée en figure 3A. Pour les données d'un faisceau parallèle, un balayage de 180 fournit des données complètes. Une image de la même section ayant les caractéristiques d'une image TI avec des données incomplètes est représentée en 23 de la figure 3B. La donnée manquante est un cône de 40 , au sein d'un angle de 180 , parallèle à l'axe long de la pièce 22 comme on le voit en A de la figure 4. La section en coupe de la pièce est beaucoup plus haute que large, et par suite du

rapport d'aspect relativement élevé de la section, la péné-

tration des rayons X dans le sens longitudinal du trajet - 8 - long soulève un problème. On remarquera en particulier le

manque d'informations sur les parois parallèles aux direc-

tions de la donnée manquante, et on constaté que des arté-

facts sont présent dans l'image. Il est clair que la qualité de la pièce est extrêmement difficile à estimer sur la base de telles images à angle limité. Les procédés de la présente invention pour l'incorporation d'informations importantes à

priori précises dans l'image END à données incomplètes per-

mettent d'obtenir, une image de haute qualité comparable à

l'image de données complètes.

Un modèle électronique à conception assistée par ordinateur, un modèle solide de la pièce obtenue à partir d'un modeleur solide à trois dimensions, sont une excellente source d'informations sur la géométrie de la pièce. Il est fait un emploi effectif de la totalité de l'information qui est disponible dans le photocalque d'une pièce industrielle

sélectionnée. Un modèle électronique est une simple repré-

sentation mathématique de la géométrie d'une pièce stockée

dans un format qui est pratique pour emploi dans un ordina-

teur. La représentation mathématique spécifique détermine la

précision du modèle de l'objet de simples modèles à châs-

sis.en fil, qui sont inacceptables pour ce type d'application, peuvent être créés par points et les arcs les reliant, alors que des modèles solides peuvent être obtenus à partir de surfaces qui, à leur tour, sont créées à partir de courbes et de points. Un modèle solide précis peut être animé d'un mouvement de rotation et sectionné pour fournir une information sur ce à quoi l'objet ressemblerait dans des conditions spécifiques, une information dont on ne dispose pas normalement sans détruire l'objet. Le système de modèle solide ayant la préférence est le modeleur solide dit TRUCE de la société dite General Electric; il est décrit dans

"TRUCE - The Tridimensional Rational Unified Cubic Engine -

User's Guide", R.T. Farouki and J.R. Hinds (1985), General Electric Co., Corporate Research and Development, P.O. Box 9- 8, Schenectady, N.Y. 12301. On se reportera également au

brevet des Etats-Unis d'Amérique 4 618 924. D'autres sys-

tèmes de modèles solides peuvent être employés mais doivent

présenter une précision suffisante pour permettre une fabri-

cation réelle. Le modèle solide fournit une information pré- cise sur les limites intérieures d'une pièce ainsi que sur

les limites extérieures.

Une autre source d'information à priori est la physique du procédé d'inspection. A titre d'illustration, la physique radiographique et la géométrie -de l'inspection déterminent effectivement l'absorptivité des rayons X par la

pièce, qui est le paramètre donnant une image dans la tomo-

graphie informatisée à rayons X. L'information sur la géométrie de la pièce peut

être fournie par un capteur à effleurement ou par les lec-

tures d'autres capteurs supplémentaires acquises pendant

l'inspection de la pièce. Un tel capteur fournit une infor-

mation sur l'emplacement de la pièce et une information sup-

plémentaire sur les différences entre la pièce manufacturée et le modèle électronique. Si la pièce est relativement simple et peut être complètement balayée par le capteur à effleurement, cela peut constituer la seule source

d'information à priori supplémentaire sur les limites exté-

rieures de la pièce.

On a mis au point plusieurs techniques pour incor-

porer l'information d'un modèle dans des images TI à angle limité dans le but d'en améliorer la qualité. On discute trois approches pour incorporer une information à priori,

l'approche par données de projection, l'approche par recons-

truction itérative, et l'approche par analyse et traitement de l'image. Le concept de base est illustré en figure 4 dans laquelle les projections mesurées 24 aux angles de vision disponibles pour la plage angulaire limitée sont combinées avec des projections synthétisées manquantes 25 du modèle aux angles de vision manquants pour la plage de balayage

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indisponible, afin d'améliorer la qualité de l'image TI, la

référence B représentant les projections manquantes synthé-

tisées à partir du modèle (400).

L'approche par données de projection, figure 5, blocs 26-29, comprend l'acquisition des données de projec-

tion mesurées 26 pour la plage angulaire disponible, le cal-

cul de données de projection 27 à partir du modèle solide pour la plage angulaire manquante, et- la reconstruction de l'image TI à partir des données de projection mesurées dans la plage angulaire disponible et des données de projection calculées dans la plage angulaire manquante. Les données de projection mesurées et calculées fournissent ensemble un jeu complet de données pour les algorithmes 28 de reconstruction

des images TI. L'image finale 29 de la pièce a une excel-

lente qualité. Les étapes du calcul des données de projec-

tion manquantes en utilisant la géométrie de la pièce à par-

tir du modèle solide 30 et des paramètres physiques connus de la pièce et de la source de rayons X sont représentées en figure 6 à 30-34. Une section prise dans le modèle solide à trois dimensions est transformée en 31, en image à pixels à

deux dimensions et les longueurs de trajet qui seraient sui-

vies par les rayons X font l'objet d'un calcul (32). Lorsque le détecteur de rayons X est un réseau, il peut y avoir un grand nombre de longueurs de trajet à calculer, entre le

foyer de la source et chaque élément du détecteur. Les lon-

gueurs des trajets dans la pièce pour la plage angulaire

manquante peuvent être calculées en utilisant les algo-

rithmes dits Donner Algorithms for Reconstruction Tomography, R.H. Huseman et al, Lawrence Berkeley Laboratory, Université de Californie (1977). Le progiciel

Donner fournit également la fonction de base de reconstruc-

tion TI. L'atténuation des rayons.X par la pièce dépend de la longueur des trajets, des matériaux de la pièce, et de l'énergie des rayons X. Le matériau est indiqué sur le bleu, et s'il s'agit d'un alliage métallique, ses constituants

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sont connus. Un procédé commode de calcul consiste à utili-

ser l'énergie moyenne du tube à rayons X. Des tables publiées énumèrent le coefficient d'atténuation pour chaque élément de l'alliage, et ceux-ci sont mélangés selon une formule donnée. La multiplication de la longueur des trajets par le coefficient donne la donnée de projection. Un calcul plus exact consiste à employer des tables qui s'appliquent à toutes les énergies dans le tube à rayons X; l'entrée est

la longueur du trajet et l'atténuation est calculée directe-

ment. Le calcul de l'atténuation des rayons X s'effectue

lors de l'étape 33 en figure 6 et celui de la donnée de pro-

jection manquante lors de l'étape 34.

L'approche par reconstruction itérative, figures 7

et 8, est basée sur un procédé indiqué dans l'article, men-

tionné ci-dessus, de Tam et Perez-Mendez, mais utilise une information à priori sensiblement meilleure. Un balayage de

la pièce par les rayons X est effectué pour la plage angu-

laire limitée dont on dispose et la donnée mesurée de pro-

jection 35 est acquise. En liaison avec les blocs 35-37, une image partielle réelle d'une pièce est reconstruite à partir de la donnée de projection disponible, en utilisant une rétroprojection filtrée ou autre algorithme. Dans cette

approche, l'image reconstruite est transformée par un mouve-

ment de va et vient entre l'espace-objet par rétroprojection filtrée, et l'espace de projection par projection, celle-ci étant corrigée de manière répétitive par l'information à

priori sur l'objet dans l'espace-objet et par les projec-

tions connues dans l'espace de projection. Trois types

d'information à priori, blocs 38 et 42-44, sont appliques à.

l'image à angle limité. Un modèle de la pièce est fourni et une information sur les limites de la pièce (bloc 42) est

calculée. Le modèle électronique obtenu à partir d'un sys-

tème de modélisation solide fournit une information précise sur les limites extérieures et, si la pièce telle que celle de la figure 3a est partiellement creuse, une, information

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précise sur les limites intérieures. En variante, l'enveloppe à trois dimensions fournie par un capteur à

effleurement peut être utilisée, mais celle-ci donne seule-

ment une information sur les limites extérieures. Une autre variante consiste à déterminer la coque convexe de la pièce

comme cela est expliqué dans la demande de brevet des Etats-

Unis n 232 804 déposée le 1er avril 1987; cela ne donne

qu'une information sur les limites extérieures.

L'atténuation de- la pièce est calculée (bloc 43) comme on l'a déjà décrit, par calcul de la longueur des trajets dans

la pièce, du coefficient d'atténuation donné pour le maté-

riau de la pièce et de l'énergie de la source de rayons X,

et en multipliant ces deux paramètres.

Les valeurs des pixels dans l'image TI partielle réelle 37 sont ajustées (bloc 44) en, tout d'abord, mettant

à zéro les pixels à l'extérieur des limites de la pièce (44-

1). Dans le cas o l'on obtient l'information sur les limites de la pièce à partir d'un modèle électronique, les limites extérieures et intérieures sont toutes deux connues avec un degré de précision élevé. En second lieu, les pixels négatifs sont mis à zéro (44-2). En troisième lieu, les pixels supérieurs à une certaine valeur maximum (44-3)

choisie pour l'atténuation sont réglés à la valeur maximum.

Le maximum peut être, par exemple, l'atténuation calculée ou

le double de cette valeur. Les données de projection man-

quantes, bloc 39, dans des angles à l'extérieur de la plage

angulaire limitée sont calculées à partir de l'image modi-

fiée résultante. Une nouvelle image est alors reconstruite à partir des données de projection mesurées dans la plage angulaire disponible et les données de projection calculées

à partir de l'image TI modifiée dans la plage angulaire man-

quante. Le mode opératoire précédent fait l'objet de l'itération requise. Une série d'images 37 progressivement

améliorées sont reconstruites jusqu'àa l'obtention d'une qua-

lité suffisante pour l'image. Les reconstructions itératives

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sont représentées pour converger, et un test approprié de convergence, bloc 40, détermine si une autre itération est nécessaire ou si la qualité est suffisante pour sortir l'image finale 41. (En figure 7, le bloc 36 représente les algorithmes de reconstruction de l'image TI et le bloc 38

l'information à priori).

Le procédé de traitement et d'analyse de l'image, figure 9, est lié à l'approche de projection mais présente l'avantage de permettre un traitement indépendant de l'image pour la correction des erreurs, et un accès plus facile aux

données à des points différents que dans l'approche par don-

nées de projection. Le diagramme concerne des données de

faisceau parallèle ou un balayage de 180 fournit des don-

nées complètes. La pièce est l'objet d'un balayage aux

rayons-X sur-une plage angulaire limitée @1,--blocs 45-47, et-

la donnée de projection mesurée est acquise aux angles de vision disponibles. Par application (46) de l'algorithme de

reconstruction par rétroprojection filtrée, une image par-

tielle réelle de la- pièce est reconstruite à partir de la donnée mesurée dont on dispose. La donnée de projection du modèle à un jeu complet d'angles de vision est calculée, blocs 48 et 49. De la même manière que ci-dessus, un modèle électronique de la pièce est fourni, et les longueurs des trajets dank la pièce sont calculées aux angles de vision

disponibles pour la plage 81 et aux angles de vision man-

quants pour la plage n- 1. Les coefficients d'atténuation sont calculés à partir des paramètres physiques donnés de la

pièce et de la source de rayons X, et la longueur des tra-

jets est multipliée par le coefficient d'atténuation. Une image TI partielle réelle 50 du modèle est reconstruite à partir de la donnée de projection du modèle pour la même plage angulaire que la donnée de projection mesurée. Une image TI complète 51 du modèle est reconstruite à partir de la donnée complète de projection du modèle pour la plage d'entrée n. Une image de différence de modèle, bloc 52, est

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construite par soustraction et normalisation des images par-

tielles réelles et complètes du modèle. L'image de diffé-

rence, représentant l'erreur de reconstruction à l'angle limité, est alors combinée ou additionnée en 53 à l'image partielle reconstruite à partir de la donnée de projection mesurée pour arriver à l'image TI 54 la meilleure de la pièce. Comme représenté en 55, un autre traitement de

l'image peut être effectué à ce stade.

*On a discuté trois techniques et procédés d'amélioration de la qualité des images END en incorporant une information à priori plus précise. Le choix du procédé est fonction du type d'information sur les défectuosités qu'on recherche. L'approche par reconstruction itérative, tout en étant intensive sur le plan des calculs, est la meilleure pour l'inspection des vides car il y a au départ un contraste élevé avec le matériau de base. D'autre part, un micro-rétrécissement est proche de l'arrière-plan avec seulement une différence de 5-10 %, et l'approche par donnée

de projection est la meilleure car elle élimine les arté-

facts. On a trouvé que certaines pièces qui ne pouvaient être auparavant inspectées par les techniques END usuelles

peuvent maintenant l'être en utilisant ces procédés.

On peut employer la présente invention dans la presque totalité des techniques d'imagerie END, dont, mais sans que cela soit limitatif, la tomographie informatisée à

rayons X, la radiographie numérique, l'inspection ultraso- nique (balayage B, balayage C, etc.), l'inspection par cou-

rants de Foucault, l'inspection aux infrarouges et visuelle, et autres. Dans chacune de ces modalités d'imagerie, il peut

y avoir une raison quant au fait que seule une donnée incom-

plète peut être acquise. La raison pour laquelle une donnée complète ne peut être mesurée apparaîtra. On résumera comme suit le procédé d'imagerie END par incorporation d'une information à priori. Une pièce est balayée avec un agent d'imagerie (rayons X, ultrasons, rayonnement infrarouge,

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etc.) pour la plage de balayage disponible et la donnée mesurée sur le paramètre d'imagerie est produite. A partir d'un modèle à trois dimensions de la pièce, on calcule la géométrie appropriée de la pièce. Les paramètres physiques et les propriétés sélectionnées de la pièce et de la source

de l'agent d'imagerie sont connus. L'information sur la géo-

métrie de la pièce et les propriétés physiques sont combi-

nées pour déterminer la donnée calculée sur le paramètre d'imagerie pour une plage de balayage non disponible qui ne

peut être l'objet d'un balayage par suite d'une contrainte.

Une image de la pièce est alors formée à partir de la combi-

naison de la donnée mesurée et de la donnée calculée. La demanderesse donne des informations supplémentaires et des résultats de simulations avec l'utilisation d'un modèle à

conception assistée par ordinateur de l'anneau de renforce-

ment dans leur article technique "Use of a Priori Information in Incomplete Data X-ray CT Imaging", Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation, Vol.7 (Utilisation d'une information à priori dans l'imagerie TI à rayons X à données incomplètes, Revue des progrès dans

l'évaluation quantitative non destructive).

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Claims (15)

REVENDICATIONS

1. Procédé d'imagerie pour une évaluation non des-

tructive par incorporation d'une information à priori, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: balayer une pièce avec un agent d'imagerie sur une plage de balayage disponible et produire une donnée mesurée sur un paramètre d'imagerie; fournir un modèle à trois dimensions de la pièce et calculer la géométrie appropriée de la pièce, et fournir des propriétés physiques sélectionnées de la pièce et une source d'agent d'imagerie;

combiner la géométrie de la pièce et les proprié-

tés physiques et déterminer la donnée calculée sur le para-

mètre d'imagerie pour une plage de balayage non disponible qui ne peut être balayée par suite d'une contrainte; et former une image de la pièce à partir des données

mesurée et calculée.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent d'imagerie est constitué de rayons X.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé

en ce que le modèle est un modèle électronique obtenu à par-

tir d'un système de modélisation solide.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé

en ce que les étapes de combinaison et de détermination com-

prennent l'étape de calcul des longueurs du trajet de l'agent d'imagerie dans le modèle et de calcul de

l'atténuation de l'agent d'imagerie à partir des.dites pro-

priétés physiques.

5. Procédé d'imagerie pour une évaluation non des-

tructive, utilisant une meilleure information à priori, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: balayer une pièce avec un agent d'imagerie sur une plage angulaire limitée et produire une donnée mesurée de projection aux angles de vision disponibles;

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fournir un modèle électronique de la pièce qui est obtenu à partir d'un modeleur solide à trois dimensions, et calculer les longueurs du trajet de l'agent d'imagerie dans le modèle aux angles de vision manquants; calculer l'atténuation de l'agent d'imagerie par la pièce à partir de paramètres physiques connus, déterminer une donnée de projection calculée aux angles de vision manquants à partir des longueurs du trajet et de l'atténuation, et reconstruire une image de la pièce à partir des

données de projection mesurée et calculée.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'agent d'imagerie est constitué de rayons X.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les paramètres physiques sont les matériaux de la pièce et l'énergie de la source de rayons X.

8. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le calcul de la longueur du trajet dans le modèle comprend une étape intermédiaire consistant à convertir la

géométrie de la pièce pour la faire passer d'un modèle élec-

tronique à une image à deux dimensions à partir de laquelle

les longueurs du trajet sont calculées.

9. Procédé d'imagerie pour une évaluation non des-

tructive, utilisant une meilleure information à priori, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: balayer une pièce avec des rayons X sur une plage

angulaire limitée et produire une donnée mesurée de projec-

tion aux angles de vision disponibles; fournir un modèle électronique de la pièce qui est obtenu à partir d'un modeleur solide à trois dimensions, et calculer les longueurs du trajet des rayons X dans le modèle électronique à des angles de vision manquants;

calculer l'atténuation à partir de paramètres phy-

siques connus de la pièce et d'une source de rayons X, déterminer une donnée de projection calculée aux

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angles de vision manquants à partir des longueurs du trajet et de l'atténuation, et reconstruire une image de la pièce à partir des

données de projection mesurée et calculée qui ensemble four-

nissent un jeu complet de données pour des algorithmes de

reconstruction par tomographie informatisée.

10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le calcul des longueurs du trajet dans le modèle électronique comprend une étape intermédiaire consistant à convertir la géométrie de la pièce pour la faire passer d'un modeleur solide à une image à pixels à deux dimensions à

partir de laquelle les longueurs du trajet sont calculées.

11. Procédé d'imagerie pour une évaluation non destructive, utilisant une meilleure information à priori, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: balayer une pièce avec des rayons X sur une plage

angulaire limitée et produire une donnée de projection mesu-

rée à des angles de vision disponibles; reconstruire une image partielle de la pièce à partir de la donnée de projection mesurée, fournir un modèle électronique de la pièce qui est obtenu à partir d'un modeleur solide à trois dimensions, et calculer des longueurs de trajet dans le modèle aux angles de vision disponibles et manquants, l'atténuation à partir des paramètres physiques connus de la pièce et de la source de rayons X, et une donnée de projection de modèle à un jeu complet d'angles de vision,

reconstruire une image partielle du modèle à par-

tir de la donnée de projection de modèle pour la même plage angulaire que la donnée mesurée, et une image complète du modèle à partir de la donnée complète de projection du modèle, et soustraire les images complète et partielle du modèle afin de fournir une image de différence du modèle représentant une erreur de reconstruction pour angle limité; et

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combiner l'image partielle reconstruite à partir de la donnée mesurée et l'image de différence du modèle pour

obtenir une image finale de la piece.

12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'étape de calcul des longueurs du trajet dans le

modèle électronique comprend une étape intermédiaire consis-

tant à convertir la géométrie de la pièce pour la faire pas-

ser d'un modeleur solide à une' image de pixels à deux dimen-

sions à partir de laquelle les longueurs du trajet sont cal-

culées.

13. Procédé d'imagerie pour évaluation non des-

tructive, utilisant une meilleure information à priori, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: balayer une pièce avec un agent d'imagerie sur une plage angulaire limitée et produire une donnée de projection mesurée à des angles de vision disponibles; reconstruire une image de la pièce à partir de la donnée de projection mesurée, fournir un modèle de la pièce et calculer une information sur les limites de la pièce, calculer l'atténuation de l'agent d'imagerie par la pièce en utilisant des paramètres physiques connus de la pièce et de la source de l'agent d'imagerie, ajuster l'image avec une information à priori en mettant à zéro les pixels situés à l'extérieur des limites

de la pièce, les pixels négatifs à zéro, et les pixels supé-

rieurs à une valeur- maximum présélectionnée de l'atténuation à la valeur maximum,

calculer à partir d'une donnée modifiée de projec-

tion manquante à des angles à l'extérieur de la plage angu-

laire limitée, reconstruire une nouvelle image à partir de la donnée de projection mesurée, et de la donnée de projection manquante calculée,

reconstruire par itération une série d'images pro-

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gressivement am1éliorées jusqu'à l'obtention d'une qualité suffisante.

14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'agent d'imagerie est constitué de rayons X.

15. Procédé selon la revendication 13, caractérisé

en ce que le modèle est un modèle électronique obtenu à par-

tir d'un modeleur solide à trois dimensions.