Analysis of bridge ligaments in 3D volumetric images using discrete topology

• Autorzy: Babout L. , Janaszewski M.

Warianty tytułu

PL

Analiza wiązadeł mostowych w obrazach wolumetrycznych z użyciem metod topologii dyskretnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a new algorithm that aims to fragment volumetric features that are connected via thin junctions such as isthmus. The method is based on the calculation of local topological numbers and decision making about the volume of the features following junction deletion. The algorithm is applied on a real 3D dataset from X-ray tomography imaging which represents crack and bridge ligaments in stainless steel during intergranular stress corrosion cracking. Bridge ligaments, which can be identified as holes in a 3D object - the crack - are segmented using so-called hole closing algorithm.

PL

Artykuł prezentuje algorytm fragmentacji obiektów 3D połączonych cienkimi przesmykami. Metoda oparta jest na wyznaczaniu lokalnej, topologicznej charakterystyki punktów i zastosowaniu reguły decyzyjnej dotyczącej kasowania przesmyków opartej na badaniu wielkości powstałych w wyniku tego kasowania połączonych komponentów. Algorytm zastosowano na obrazach 3D pochodzących z tomografii rentgenowskiej, które reprezentują propagacje szczeliny oraz wiązadła mostowe w stali nierdzewnej podczas pęknięć korozyjno naprężeniowych. Wiązadła mostowe, które są reprezentowane przez otwory w obiekcie 3D reprezentującym szczelinę, zostały wysegmentowane z wykorzystaniem specjalnego algorytmu zamykania otworów.

Słowa kluczowe

EN

topology numbers; X-ray tomography; image processing

PL

liczby topologiczne; komputerowa tomografia rentgenowska; przetwarzanie obrazów

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Automatyka / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
• Rocznik: 2009
• Tom: T. 13, z. 3/1
• Strony: 771--779
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Babout L.

• Computer Engineering Department, Technical University of Lodz

autor

Janaszewski M.

• Computer Engineering Department, Technical University of Lodz

Bibliografia

• [1] Aktouf Z., Bertrand G., Perroton L., A three-dimensional holes closing algorithm. Pattern Recognition Letters, t. 5, nr 23, 2002, 523-531.
• [2] Babout L., Marrow T.J., Engelberg D., Withers P.J., X-ray microtomographic observation of inter-granular stress corrosion cracking in sensitised austenitic stainless steel. Materials Science and Technology, nr 9, 2006, 1068-1075.
• [3] Bertrand G., Simple points, topological numbers and geodesic neighborhoods in cubic grids. Pattern Recognition Letters, t. 10, nr 15, 1994, 1003-1011.
• [4] Buffiere J.-Y., Cloetens P., Ludwig W., Maire E., Salvo L., In situ X-ray tomography studies of micro structural evolution combined with 3D modeling. MRS Bulletin, t. 6, nr 33, 2008, 611-619.
• [5] Flin F., Brzoska J.-B., The temperature-gradient metamorphism of snow: Vapour diffusion model and application to tomographic images. Annals of Glaciology, nr 49, 2008, 17-21.
• [6] Janaszewski M., Couprie M., Babout L., Hole filling in 3D volumetric objects. Pattern Recognition, 2009 Submitted.
• [7] King A., Johnson G., Engelberg D., Ludwig W., Marrow J., Observations of intergranular stress corrosion cracking in a grain-mappedpolycrystal. Science, t. 5887, nr 321, 2008, 382-385.
• [8] Kong T.Y., Rosenfeld A., Digital topology: Introduction and survey. Computer Vision, Graphics, and Image Processing, t. 3, nr 48, 1989, 357-393.
• [9] Limodin N., Salvo L., Boiler E., Suery M., Felberbaum M., Gailliegue S., Madi K., In situ and real-time 3-D microtomography investigation of dendritic solidification in an Al-10 wt.% Си alloy. Acta Materialia, t. 7, nr 57, 2009, 2300-2310.
• [10] Ludwig W., Schmidt S., Lauridsen E.M., Poulsen H.F., X-ray diffraction contrast tomography: A novel technique for three-dimensional grain mapping ofpolycrystals. I. Direct beam case. Journal of Applied Crystallography, t. 2, nr 41, 2008, 302-309.
• [11] Malandain G., Bertrand G., Ayache N.: Topological segmentation of discrete surfaces. International Journal of Computer Vision, t. 2, nr 10, 1993, s. 183-197.
• [12] Marrow T.J., Babout L., Jivkov A.P., Wood P., Engelberg D., Stevens N., Withers P.J., Newman R.C., Three dimensional observations and modelling of intergranular stress corrosion cracking in austenitic stainless steel. Journal of Nuclear Materials, t. 1-3, nr 352, 2006, 62-74.
• [13] Stock S.R., Recent advances in X-ray microtomography applied to materials. International Materials Reviews, t. 3. nr 53. 2008. 129-181.