Automatisierte Oberflächenextraktion

Computertomographiedaten (CT-Daten) werden heutzutage nicht nur zur Materialprüfung verwendet, sondern können auch zur messtechnischen Auswertung von Bauteilen genutzt werden. Dazu ist es nötig, aus den Volumenmodellen der CT Grenzflächen zu ermitteln, um die vollständigen Oberflächeninformationen eines Objekts zu erhalten. Diese Oberflächendaten stehen dann in Form von Dreiecksnetzen (STL-Dateien) oder als Punktewolken zur Verfügung. Bei der Erzeugung der Oberflächen ist der Marching Cubes Algorithmus ein etabliertes Verfahren, welches mittels eines globalen Schwellwerts die Grenze zwischen Luft und Material bestimmt.

Für den praktischen Einsatz dieses Verfahrens wurden am Fraunhofer IPA verschiedene Optimierungsmaßnahmen umgesetzt, wie die Beseitigung von Uneindeutigkeiten, eine effiziente Berechnung sowie eine intelligente Online-Datenreduktion, um die entstehenden Datenmengen sowie den Rechen- und Speicheraufwand handhaben zu können. Globale Schwellwertverfahren weisen jedoch Nachteile auf, da der optimale Schwellwert sogar für dasselbe Material innerhalb eines Volumens variieren kann.

Neben lokalen Schwellwertverfahren wurden in der Abteilung »Bild- und Signalverarbeitung« auch ein adaptives Oberflächenextraktionsverfahren auf Basis von aktiven Konturen entwickelt. Dieses neue Verfahren erlaubt die Trennung unterschiedlicher Materialien und ermöglicht es, unterschiedliche Bereiche bei der Bestimmung von Oberflächen aus CT-Daten zu berücksichtigen. Damit ist der Benutzer zukünftig in der Lage, Dreiecksnetze regionsabhängig und in gewünschter Auflösung zu generieren, sodass eine kontrollierte Oberflächenerzeugung garantiert wird.