Aufgabenangepasste, kontrollierte Oberflächenextraktion aus 3D-Computertomographiedaten:
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| Published: |
Stuttgart
Fraunhofer-Verl.
2014
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| Series: | Stuttgarter Beiträge zur Produktionsforschung
27 |
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| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
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| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS XIII
ABBILDUNGSVERZEICHNIS XV
TABELLENVERZEICHNIS XXI
1 EINLEITUNG 1
1.1 AUSGANGSLAGE UND PROBLEMSTELLUNG 1
1.2 ZIELSETZUNG UND VORGEHENSWEISE 2
2 TECHNISCHE GRUNDLAGEN DER INDUSTRIELLEN COMPUTERTOMOGRAPHIE 5
2.1 ENTSTEHUNG DER INDUSTRIELLEN COMPUTERTOMOGRAPHIE 5
2.2 FUNKTIONSWEISE DER INDUSTRIELLEN COMPUTERTOMOGRAPHIE 6
2.2.1 KOMPONENTEN UND AUFBAUVARIANTEN 9
2.2.2 PROZESSKETTE DER DATENGEWINNUNG UND -AUSWERTUNG 12
2.3 EINFLUESSE AUF ERGEBNISQUALITAET 13
2.4 ANWENDUNGSGEBIETE UND TYPISCHE AUFGABENSTELLUNGEN 15
3 STAND DER TECHNIK OBERFLAECHENEXTRAKTION AUS VOXELDATEN 21
3.1 SEGMENTIERUNGSVERFAHREN UND GRENZFLAECHENFMDUNG 21
3.1.1 BEGRIFFSKLAERUNG HISTOGRAMM 23
3.1.2 PIXELBASIERTE SEGMENTIERUNGSVERFAHREN 23
3.1.3 KANTENBASIERTE SEGMENTIERUNG 24
3.1.4 REGIONENBASIERTE SEGMENTIERUNG 24
VII
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INHALTSVERZEICHNIS
3.1.5 MODELLBASIERTE SEGMENTIERUNG 25
3.1.5.1 HOUGH-TRANSFORMATION 25
3.1.5.2 STATISTISCHE UND DEFORMIERBARE MODELLE 26
3.1.5.3 AKTIVE KONTUREN ODER SNAKES 28
3.1.5.4 LEVEL SETS METHODE 31
3.2 DER MARCHING CUBES ALGORITHMUS 32
3.2.1 BESCHREIBUNG DES VERFAHRENS 33
3.2.2 BEWERTUNG DES MARCHING CUBES VERFAHRENS 34
3.2.3 FORSCHUNGSARBEITEN ZUM MARCHING CUBES VERFAHREN 39
3.3 ALTERNATIVE ANSAETZE ZUR OBERFLAECHENBESTIMMUNG IN 3D-VOLUMENDATEN 43
3.4 ZUSAMMENFASSUNG UND VORSTELLUNG DES BESTEHENDEN BEDARFS 47
4 KONZEPTION EINER AUFGABENBASIERTEN OBERFLAECHENEXTRAKTION 51
4.1 ANFORDERUNGSANALYSE AN EIN GEEIGNETES VERFAHREN 51
4.1.1 AUSGANGSLAGE 52
4.1.2 ANFORDERUNGEN 53
4.1.3 FAZIT FUER GEEIGNETES VERFAHRENSKONZEPT 54
4.2 ENTWURF DES GESAMTABLAUFS 57
4.3 ERZEUGUNG DER INITIALOBERFLAECHE 60
4.3.1 MANUELLE BEREICHSFESTLEGUNG 61
4.3.2 GRAUWERTBASIERTE BEREICHSFESTLEGUNG 61
4.3.3 KRIIMMUNGSBASIERTE BEREICHSFESTLEGUNG 62
4.3.4 MODELLBASIERTE BEREICHSFESTLEGUNG 63
4.3.5 TRANSFORMATION DER KOORDINATENSYSTEME 65
4.3.6 DISKRETISIERUNG UND UEBERFUEHRUNG IN DIE INITIALOBERFLAECHE ... 66
4.3.7 ABLEITUNG DER GEEIGNETEN INITIALISIERUNGSMETHODE 68
4.4 EINBRINGUNG VON UEBERGEORDNETEM VORWISSEN 69
4.4.1 BEDINGUNGEN AN DAS VORWISSEN 69
4.4.2 GRAUWERT- UND GRADIENTENINFORMATIONEN 69
VIII
INHALTSVERZEICHNIS
4.4.3 KRUEMMUNGSINFORMATIONEN 73
4.4.4 WEITERE VARIANTEN VON VORWISSEN 77
4.5 AUFSTELLEN DER ENERGIEFUNKTIONEN 79
4.5.1 ERLAEUTERUNG ZU ENERGIEFUNKTIONEN 79
4.5.2 GRAUWERTBASIERTE ENERGIEFUNKTIONEN 80
4.5.3 KRUEMMUNGSBASIERTE ENERGIEFUNKTION 84
4.5.4 AUFSTELLEN DER GESAMTENERGIEFUNKTION 87
4.6 POSITIONSVARIATION UND SUCHBEREICHE 88
4.6.1 WAHL DER FORM DES SUCHBEREICHS 88
4.6.2 POSITIONSVARIATION 90
4.6.3 TOPOLOGISCHE VARIATIONSMOEGLICHKEITEN 93
4.7 MOEGLICHKEITEN DER INTERPOLATION 93
4.7.1 ANWENDUNG IM GRAUWERTPROFIL 93
4.7.2 LINEARE INTERPOLATION 95
4.7.3 LOGARITHMISCHE INTERPOLATION 96
4.7.4 KUBISCHE HERMITE-INTERPOLATION 96
4.7.5 BEWERTUNG DER INTERPOLATIONSMOEGLICHKEITEN 98
4.8 ENERGIEMINIMIERUNG 99
4.9 ZUSAMMENFASSUNG 100
5 UMSETZUNG EINER AUFGABENANGEPASSTEN OBERFLAECHENGENERIERUNG 103
5.1 GESAMTABLAUF 103
5.1.1 RAHMENBEDINGUNGEN 103
5.1.2 ABLAUFDEFINITION 104
5.1.3 AUFGABENABLAEUFE 107
5.2 BEREICHSABHAENGIGE INITIALISIERUNG 107
5.2.1 MODELLBESTIMMUNG UND AUSWAHL 107
5.2.2 EINGABEPARAMETER UND TRIANGULATION 109
5.2.3 ZUSAMMENFASSUNG DER BEREICHSAUSWAHL 110
IX
INHALTSVERZEICHNIS
5.3 GRAUWERTPROFILAUFSTELLUNG UND -ANALYSE 111
5.4 UMSETZUNG DER ENERGIEFUNKTIONEN 112
5.4.1 NUTZEREINGABEN 112
5.4.2 FUNKTIONSWEISE VON EVOX 113
5.4.3 FUNKTIONSWEISE VON ECURV 117
5.4.4 KOMBINATION DER TEILENERGIEN UND GESAMTENERGIEMINIMIERUNG 120
5.5 UMSETZUNG DER SUBVOXELSUCHE 121
5.6 ZUSAMMENFASSUNG 124
6 AUSWERTUNG UND EVALUATION 125
6.1 FESTLEGUNGEN FUER DIE BEWERTUNG DES VERFAHRENS 125
6.1.1 ERLAEUTERUNGEN UND FESTLEGUNGEN ZUR EVALUATION 126
6.1.2 TESTKOERPER UND REFERENZVERFAHREN 129
6.1.3 VERSUCHSPLAN 132
6.1.3.1 VERSUCHE MIT IDEALER KUGEL (A) 132
6.1.3.2 VERSUCHE MIT GLASKUGELN (B) 133
6.1.3.3 VERSUCHE MIT GLASKUGEL MIT ZWEITEM MATERIAL (C) . . 134
6.1.3.4 VERSUCHE MIT ALUMINIUMBAUTEIL (D) 135
6.2 ERGEBNISQUALITAET IM VERGLEICH 136
6.2.1 ERGEBNISSE FUER DIE IDEALE KUGEL (A) 136
6.2.2 ERGEBNISSE FUER DIE GLASKUGELN (B) 138
6.2.3 ERGEBNISSE FUER DIE MULTIMATERIALKUGEL (C) 142
6.2.4 ERGEBNISSE FUER DAS ALUMINIUMBAUTEIL (D) 145
6.3 TYPISCHE AUFGABENSTELLUNGEN UND BEISPIELABLAEUFE 148
6.3.1 MATERIALBASIERTE SEGMENTIERUNG 150
6.3.2 GEOMETRIEBASIERTE SEGMENTIERUNG 152
6.3.3 EXTRAKTION BELIEBIGER BEREICHE 157
6.4 BEWERTUNG UND INTERPRETATION DER ERGEBNISSE 158
6.5 ZUSAMMENFASSUNG DER BEWERTUNG UND FAZIT 163
X
INHALTSVERZEICHNIS
7 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 165
8 SUMMARY 171
LITERATUR 175
A EINGABEPARAMETER DER IMPLEMENTIERUNG 189
B VERWENDETE DATENSTRUKTUREN OBERFLAECHE 191
XI
|
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