用于分割来自物体测量的测量数据的计算机实现的方法技术

本发明专利技术涉及分割来自物体测量的测量数据的计算机实现方法，物体具有至少一个材料过渡区，用测量数据生成包含至少一个材料过渡区的数字物体表示，其具有物体的多个空间分辨图像信息，方法具有以下步骤：确定具有延伸范围小于预定延伸范围的至少一个微结构的测量数据；确定测量数据和/或数字物体表示中的至少两个均质区，其中的至少一个具有微结构；分析多个空间分辨图像信息的局部相似性；调整各均质区的延伸范围，直至各均质区的至少一个边界区域布置在材料过渡区的预期位置处；基于经调整的均质区分割数字物体表示。还提供一种改进的分割来自具有微结构的物体的测量的测量数据的计算机实现方法，其提供对来自物体测量数据的材料过渡的正确检测。

【技术实现步骤摘要】
用于分割来自物体测量的测量数据的计算机实现的方法
本专利技术涉及用于分割来自物体测量的测量数据的计算机实现的方法。
技术介绍
为了质量检查制造物是否符合期望的设定条件，对物体进行测量并且与该期望的设定条件相比较。测量在此例如可以作为尺寸测量来执行。尺寸测量例如可以借助对物体表面的各不同点的扫描来实现。另外，可以执行例如计算机层析X射线摄影测量，其中，对借此获得的测量数据进行分析。在此情况下，物体内的表面也可被检查。测量数据此时例如能以体积数据形式存在或者说被转换为体积数据。为了能相互区分该测量数据中的各不同物体区域，所述测量数据被分割为各不同区域。这例如在可视化、反向工程、多组分功能分析以及材料和材料特性模拟中是特别有意义的。另外，可以在执行所述方法前对该测量数据进行预处理。例如可以对测量数据使用伪影修正(例如金属伪影)、光固化或基于分割的几何形状的散射光修正和数据过滤(例如高斯过滤或中值过滤)。但多材料测量物体的体积数据的分割迄今无法令人满意地进行，因为对于两种具体材料之间的每个材料过渡都需要具体调整分割算法。因此，例如必须在分析灰度值以识别在测量数据中具有较小灰度值的材料之间的材料过渡时采用比用于识别在测量数据中有较大灰度值的材料之间的材料过渡更小的阈值。因此，依据整体阈值来获得体积数据分割的希望不大。尤其当测量数据包含伪影或微结构时，许多算法无法正确分割各不同材料。此外，正确分割不足以在所有材料过渡处提供精确测量结果，即不足以精确确定材料过渡位置。
技术实现思路
因此，提供一种改善的用于分割来自具有微结构的物体的测量的测量数据的计算机实现的方法可被视为本专利技术的任务，其中该方法提供对来自物体测量数据的材料过渡的正确识别。在本专利技术的一个方面，提供一种用于分割来自物体测量的测量数据的计算机实现的方法，其中该物体具有至少一个材料过渡区，其中通过该测量数据来产生包含所述至少一个材料过渡区的数字物体表示，其中该数字物体表示具有该物体的多个空间分辨图像信息，其中该方法具有以下步骤：确定测量数据，其中，该测量数据具有至少一个微结构，该微结构所具有的延伸范围小于预定延伸范围；确定该测量数据和/或该数字物体表示中的至少两个均质区，所述至少两个均质区中的至少一个均质区具有微结构；分析多个空间分辨图像信息的局部相似性；调整各均质区的延伸范围，直至各均质区的至少一个边界区域布置在材料过渡区的预期位置上；基于经调整的均质区对该数字物体表示进行分割。利用本专利技术，采用各种不同的算法来分割具有微结构的物体。在这种情况下，该算法研究物体测量数据的各不同显示形态。借助使用各不同算法连同其各自优缺点，可以尽量最佳地充分利用所用算法的特长。因此例如可以利用一种算法首先对图像数据的图像信息进行分析，其中，例如将将各图像信息与局部相邻的图像信息进行比较以确定均质区。这可以被称为预分割。另外，这例如可以有利地基于三维测量数据来进行。但也可以采用也可与三维测量数据逻辑关联的两维测量数据。于是，相似的图像信息被汇总成一个均质区。通过这种方式来确定至少一个均质区。在这种情况下，确定均质区所基于的算法可能不准确，因此，均质区的边界未与能界定该均质区的材料过渡区的位置一致。可以利用另一算法来对图像信息的局部相似性进行分析。利用局部相似性分析可以确定图像信息仅略微与相邻图像信息相似的区域。这些区域可以被认为是材料过渡区的预期位置。该预期位置此时也可以例如从物体的理论几何形状或者测量数据的其它显示中得到。均质区的边界区域然后借助另一算法例如通过移动其位置来进行调整。在这种情况下，均质区的延伸范围可被改变。对边界区域的位置进行调整，直到边界区域包括材料过渡区的预期位置。各个算法的缺点因此可通过采用其它算法来补偿。在这种情况下，边界区域被理解为是指均质区的用于界定均质区的部分。在这种情况下，边界区域可以在均质区内具有预定边界区域延伸范围。在该示例中，在局部相似性显示中，具有超出针对局部相似性的预定阈值的值的区域可以被认为是不同的材料区域之间的材料过渡区。由该材料过渡区界定的区域于是完全对应配属于以下材料，该材料在预分割之后具有该区域的最大部分。在这种情况下也可能发生的是，在材料区域之间未形成完整的材料过渡区。这例如可以通过“闭合”形状运算来闭合，在这种情况下，相关的材料过渡区是共生的并且其之间的小区域被去除。为此，数字物体表示的分割基于在至少两个均质区之间的经调整的均质区来进行。在此，材料过渡区的预期位置的确定可以包含在均质区边缘的小搜索范围，在该小搜索范围内搜索该材料过渡区。在这种情况下，在起到主分割(如比较细的分割)作用的基于经调整的均质区分割数字物体表示的步骤(此分割步骤与分析多个空间分辨图像信息的局部相似性和调整各均质区延伸范围直至每个均质区的至少一个边界区域的步骤一起安排在材料过渡区的一个预期位置上)之前，执行预分割(例如比较粗略的分割)。预分割例如可以包含确定在测量数据和/或数字物体表示中的至少两个均质区的步骤，其中所述至少两个均质区中的至少一个具有微结构。在这种情况下，当局部相似性降低时，可以在随后的主分割中例如确定均质区之间的材料过渡区。否则，相关的均质区汇合。在这种情况下，材料过渡区例如可以是一个材料表面、两个相接的材料表面、多个由窄材料区分开的材料过渡部或者单个材料的内部结构的一个过渡部等。粗略分割的结果可以是对均质区的延伸范围的检测，但也可以是对类似纹理的区域或对该均质区内的微结构的检测。接着，数字物体表示的分割步骤可以基于经调整的均质区执行。均质区内的微结构可以通过预分割和主分割的结合相比没有这样的结合时被更好地检测。微结构例如可以被理解为是指延伸范围小于预定延伸范围的纹理或结构。利用预定延伸范围来确定至少一个微结构的尺寸。该预定延伸范围可以由用户或测图规范针对所述方法来设定。均质区在这种情况下被理解为是指具有统一的材料或统一的材料混合物的区域。图像信息例如可以是从计算机层析X射线摄影测量的测量数据中在物体尺寸测量范围内获得的灰度值。此外，如下这样的区域被视为均质，其测量数据或图像信息例如位于两个阈值之间(例如在一个上阈值和一个下阈值之间)，即在该区域中，局部测量数据是相似的或者说具有相似值，即，当局部相似性高时。数字物体表示中的均质区的图像信息为此在一个示例中可以具有在窄的灰度值范围内的灰度值。在物体中，这些区域可以具有统一的材料或统一的材料混合物。为此，均质区并非绝对均匀一致，而是可以在容差内具有波动。所述阈值可以被预先确定或者可以在确定均质区时确定。但区域的均质性无需用灰度值来限定。在另一示例中，具有含纤维材料但纤维取向相似的区域可以被视为均质，即便灰度值本身在此情况下并非均匀一致。但是，由源自所述纤维的纹理限定的图案是均质的。一个区域或整个物体的材料例如可以是整块材料，即在材料过渡区中的材料过渡在此示例中于是可以是以不同的材料结构之间的过渡或在整块材料与背景之间的过渡。材料过渡区例如可以具有在生物材料、焊缝或不同纤维取向的区域之间的过渡。不需要该材料过渡区具有清晰的材料表面。在另一个示例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于分割来自物体测量的测量数据的计算机实现的方法，其中，所述物体具有至少一个材料过渡区，其中，利用所述测量数据生成包含所述至少一个材料过渡区的数字物体表示，其中，所述数字物体表示具有与所述物体有关的多个空间分辨图像信息，其中，所述方法(100)具有以下步骤：/n-确定(102)所述测量数据，其中，所述测量数据具有延伸范围小于预定延伸范围的至少一个微结构；/n-确定(104)所述测量数据和/或所述数字物体表示中的至少两个均质区，其中，所述至少两个均质区中的至少一个均质区具有微结构；/n-分析(106)所述多个空间分辨图像信息的局部相似性；/n-调整(108)各均质区的延伸范围，直至各均质区的至少一个边界区域布置在材料过渡区的预期位置处；/n-基于经调整的均质区分割(110)所述数字物体表示。/n

【技术特征摘要】
20191121 DE 102019131440.21.一种用于分割来自物体测量的测量数据的计算机实现的方法，其中，所述物体具有至少一个材料过渡区，其中，利用所述测量数据生成包含所述至少一个材料过渡区的数字物体表示，其中，所述数字物体表示具有与所述物体有关的多个空间分辨图像信息，其中，所述方法(100)具有以下步骤：
-确定(102)所述测量数据，其中，所述测量数据具有延伸范围小于预定延伸范围的至少一个微结构；
-确定(104)所述测量数据和/或所述数字物体表示中的至少两个均质区，其中，所述至少两个均质区中的至少一个均质区具有微结构；
-分析(106)所述多个空间分辨图像信息的局部相似性；
-调整(108)各均质区的延伸范围，直至各均质区的至少一个边界区域布置在材料过渡区的预期位置处；
-基于经调整的均质区分割(110)所述数字物体表示。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述至少一个材料过渡区是多材料过渡区。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，在确定(104)所述测量数据和/或所述数字物体表示中的至少两个均质区的步骤之后，将预定材料分配(112)给所述至少两个均质区，所述至少两个均质区中的至少一个均质区具有微结构。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征是，当在所述方法的至少其中一个步骤中确定了所述至少两个均质区中的至少一个均质区的延伸范围小于所述预定延伸范围时，基于所述至少两个均质区中的该均质区的拓扑结构将预定材料分配(112)给所述至少两个均质区中的该均质区。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征是，对所述局部相似性的分析(106)基于所述多个空间分辨图像信息的变化过程和/或所述多个空间分辨图像信息的局部差异。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征是，在确定(104)所述数字物体表示的至少两个均质区之前，所述方法(100)还具有以下步骤：
-将理论几何形状的数字表示与所述数字物体表示对齐(114)；
其中，对至少两个均质区的确定(104)基于理论几何形状的所述数字表示来执行。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征是，在确定(104)所述测量数据和/或所述数字物体表示中的至少两个均质区的步骤之后，该方法(100)具有以下步骤，其中，所述至少两个均质区中的至少一个均质区具有微结构：
-创建(116)标记域段，所述标记域段借...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·波利沃达，S·舒勒，
申请(专利权)人：音量制图法公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE