Einfluss von Signal-Rausch-Verhältnis und Binning auf die - NDT.net

Der Vergleich der gemessenen Antastabweichung Form PF mit den simulierten Ergebnissen
bei 180 kV erlaubt eine Aussage zur Größe des systematischen Fehlers des Simulationsprozesses.
Im Mittel werden bei der Simulation auf allen drei Seiten des KKW ca. 6 µm Antastabweichung
Form PF erreicht. Hingegen werden bei der Messung im Mittel ca. 10 µm festgestellt.
Als Ergebnis der begleitenden CT-Messung kann festgehalten werden, dass mit der
Simulation auf Basis CAD-Models (vgl. Bild 1) die Antastabweichung Form PF leicht, um
ca. 4 µm, unterschätzt wird. Als Grund für diese Differenz werden die im CAD-Model fehlenden
fertigungsbedingten Formabweichungen der Kalotten vermutet. Im Vergleich zur Voxelgröße
von 18,4 µm ist dies eine gute Übereinstimmung im Subvoxelbereich.
2.3 Auswirkung des Rauschen und des Binnings auf die Formmesseigenschaft
Im Folgenden wurde mit Hilfe der Simulation die Formmesseigenschaft des CT-Messsystems
abgeschätzt. Hierzu wurde zusätzlich zu der bereits dargestellten Simulation mit 180 kV Beschleunigungsspannung
eine weitere Simulation mit 90 kV Beschleunigungsspannung durchgeführt.
Anschließend wurden die beiden Simulationen nach der Rekonstruktion jeweils „gebinnt“.
Binning bedeutet in diesem Zusammenhang, dass jeweils acht benachbarte Voxel zu einem
effektiven Voxel zusammengefasst werden. Bei diesem Prozess wird der Grauwert der betroffenen
Voxel gemittelt. Die Rekonstruktionsmatrix verkleinert sich somit um den Faktor 2 3 .
Das bedeutet, dass aus einem Datensatz der Größe 1024 3 Voxel ein Datensatz mit 512 3 Voxeln
erzeugt wird. Der Speicherplatz reduziert sich hierbei um den gleichen Faktor.
simulierte Antastabweichung Form PF
µm
18
16
14
12
10
8
6
4
Seite 1
Seite 2
Seite 3
100 150 200 250 300 350
Kalottenindex
1024 3 180kV
1024 3 90kV
512 3 180kV
512 3 90kV
Bild 4: Ergebnisse für die simulierte Antastabweichung Form PF bei Variation der Beschleunigungsspannung
(90 kV und 180 kV) und der Rekonstruktionsmatrix durch
Binning (512 3 und 1024 3 ). Niedrigere Werte von PF bedeuten eine Verbesserung der
Kenngröße.
Es verwundert nicht, dass bei einem Würfel aus Titan-Vollmaterial bei den gegebenen Dimensionen
unabhängig von der Rekonstruktionsmatrix die Ergebnisse mit 180 kV Beschleunigungsspannung
jeweils geringere Abweichungen aufweisen als bei 90 kV. Dies ist auf die
höhere Absorption des Messobjekts bei niedrigeren Röntgenenergien und das damit verbunden
schlechtere SNR zurückzuführen.
Interessant ist jedoch ein Vergleich der Antastabweichungen Form PF der gebinnten mit der
ungebinnten Rekonstruktionsmatrix. Im Fall von 180 kV Beschleunigungsspannung
(� 1024 3 ;� 512 3 Rekonstruktionsmatrix) weist die größere Rekonstruktionsmatrix geringere
Abweichungen auf. Der Grund ist hierfür die kleinere Voxelgröße.
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