Visualisierungssoftware für 3D-Terahertz-Daten

Mit Hilfe der Terahertz-Tomographie lassen sich Objekte aus nicht metallischen und nicht leitenden Werkstoffen, wie z. B. Keramiken, Kunststoffe oder Glasfaser-Verbundwerkstoffe, schnell, zerstörungsfrei und berührungslos prüfen. Um den vollen Informationsgehalt aus den mittels Terahertz-Tomographie gewonnenen 3D-Daten zu nutzen, müssen die Volumendaten entsprechend visuell aufbereitet werden. Hierzu zählen beispielsweise die 3D-Darstellung und entsprechende Darstellungen von Querschnitten durch das Volumen.

Die Visualisierung der Terahertz-Daten erfolgt mit Hilfe der Software »Volume Player Plus« (VPP) des Fraunhofer-Entwicklungszentrums für Röntgentechnik EZRT, Fürth. Der Volume Player Plus wurde am Fraunhofer EZRT für die Darstellung, Betrachtung und Analyse von Volumendaten aus der Röntgen-Computertomographie (CT) entwickelt. Das Konzept des VPP ist jedoch so generisch, dass Volumendaten beliebiger 3D-Messtechniken verarbeitet werden können, solange sie strukturell gleichartig aufgebaut sind, was bei Daten, die aus der Terahertz-Tomographie stammen, der Fall ist. Nach Bereitstellung einer geeigneten Import-Schnittstelle lassen sich daher die Funktionen des Volume Player Plus auch auf diese Daten anwenden.

Die Visualisierungssoftware kann überall eingesetzt werden, wo 3D-Terahertz Daten erzeugt und dargestellt werden. Sie kann somit zur Verbreitung der Terahertz-Messtechnik in der Materialprüfung und in den Bereichen Automobil-, Flugzeug-, Bahn- und Yachthersteller beitragen.

Der Volume Player Plus wurde für die Bearbeitung von CT- Volumendaten entwickelt und stellt Funktionen wie die Visualisierung und Konvertierung sowie die manuelle Bildanalyse zur Verfügung. Die Visualisierung von Volumendaten kann in Form schichtweiser Schnitte durch das Volumen erfolgen, aber auch als 3D-Ansicht. Die Konvertierung von Volumendaten erlaubt die Zerlegung in einzelne 2D-Bilder oder Bildstapel von Schnittbildern, den Export als Video sowie die Speicherung in verschiedenen, gängigen Dateiformaten. Die manuelle Bildanalyse ermöglicht mittels verschiedener Tools wie Histogramm-, Grauwertprofil-, LUT- (»Look Up Table«), Vermessungs- Tool , etc. die interaktive Auswertung der Daten.

Zur Bearbeitung der Daten in 2D oder 3D sind weitere Funktionen implementiert, die ebenfalls für Terahertz-Daten angewendet werden können: Import, Transformation und Ausrichten von Volumina, Durchführung von arithmetischen, logischen und morphologischen Operatoren, Erzeugung von synthetischen Datenvolumina oder Verfahren zur Filterung bzw. Rauschunterdrückung. Daneben stehen verschiedene Verfahren zur Segmentierung der Daten und globale wie lokale statistische Merkmale zur Bewertung unterschiedlicher Bereiche zur Verfügung. Mittels des STL-Moduls lässt sich die Oberfläche der Objektdaten im STL-Format exportieren.

Dank des modularen Aufbaus der Software können auch andere spezialisierte Auswerteverfahren für weitere 3D-Volumen-Messverfahren integriert werden. Neben Terahertz-Daten stehen hier insbesondere Ultraschall- und Thermographie-Daten im Fokus des Interesses.