GeoDict für Bildverarbeitung und Bildanalyse

Lösungen für 3D Bildverarbeitung und Bildanalyse

Die dreidimensionale Bildgebung durch Mikro-Computertomographie (µCT) und Rasterelektronenmikroskope mit fokussiertem Ionenstrahl (FIB-SEM) hat sich in den letzten Jahren als eine hochpräzise und bezahlbare Methode für die Materialanalyse, ergänzend zu Laborexperimenten, etabliert.

Durch die digitale Repräsentation der Materialien lassen sich einmalige Einblicke in die Mikrostrukturen und dadurch in die Funktionsweisen und die Prozesse gewinnen. Erkenntnisse, die bereits heute in vielen Branchen zu besseren Produkten geführt haben.

Die Herausforderung besteht darin, die 2D-Bilddaten des Originalmaterials als digitales Abbild korrekt zu rekonstruieren. Es bedarf zum einen geeigneten Bildverarbeitungswerkzeugen, sowie den richtigen Segmentierungsmethoden. Schlussendlich muss anhand von Validierungsverfahren die Übereinstimmung des Originalmaterials und des digitalen Zwillings festgestellt werden.

Jeder dieser Schritte hält seine eigenen Herausforderungen bereit. GeoDict bietet jedoch die komplette Lösung, um schnell und einfach vom Material zum digitalen Zwilling zu gelangen.

GeoDict für 3D Bildverarbeitung und Bildanalyse

Bildverarbeitung & Bildanalyse als Einstieg in die digitale Materialentwicklung mit GeoDict!

GeoDict bietet Ihnen eine Vielfalt an Werkzeugen für die Bildverarbeitung und Bildanalyse Ihrer 3D-Bilderdatensätze zur Verfügung und stellt einen Einstieg in die digitale Materialentwicklung dar.

ImportGeo-Vol Modul – Der Werkzeugkoffer für die Bildbearbeitung

Mit dem Modul ImportGeo-Vol bietet GeoDict einen reichhaltigen Werkzeugkoffer, um den vollständigen Bildverarbeitungsworkflow für Bilddatensätze abzubilden.
Egal ob µCT, CT, FIB-SEM oder Synchrotron, GeoDict deckt die gängigsten Bildformate (raw, vol, rek, txm, am, vox, iass, tif(f), jpeg, png, uvm.) ab, egal ob im Stapel oder als einzelne Bilder.
Dabei ist einzig und allein der Arbeitsspeicher der limitierende Faktor für die Größe des Datensatzes. Große Daten brauchen viel Arbeitsspeicher. Ist dieser gegeben z.B. durch die einfache Nutzung der Cloud-Services des Math2Market-Partners, der Schweizer Firma KaleidoSim Technologies AG, oder jeder anderen Cloud-Lösung, kann GeoDict die Bildverarbeitung reibungslos umsetzen.

Bild- und Segmentierungsfilter sowie weitere Einstellungen in ImportGeo-Vol sind eindeutig als Workflow dargestellt und lassen sich auch als Workflow-Makros aufzeichnen, abspeichern und wiederverwenden. Für die Analyse ist es entscheidend, wie präzise der Datensatz segmentiert wurde. Das bedeutet, dass die Bilder für GeoDict gut erkennbar sein müssen, um bei der Segmentierung das beste Ergebnis zu erzielen.

ImportGeo-Vol bietet Ihnen als Bildfilter:

  • Alignmentfilter
  • Rauschfilter
  • Schärfefilter
  • Weichzeichnungsfilter
  • Artefaktfilter (Streak- und Ringartefakte)
  • Curtaining-Filter
  • Watershed
  • Python-Schnittstelle, um eigene Bildfilter zu implementieren

ImportGeo-Vol bietet Ihnen für die Segmentierung:

  • Manuelle Threshold-Eingabe
  • Otsu-Methode zur automatisierten Segmentierung einer oder mehrerer Materialien
  • KMeans-Methode zur automatisierten Segmentierung einer oder mehrerer Materialien
  • KI- Segmentierungsfilter basierend auf Kennzeichnung der Materialien

Jede Segmentierung ist nur in dem Maße gut, wie sie das tatsächliche Material digital repräsentiert. Da es keinen einheitlichen Messwert oder einheitliche Kennzahlen gibt, anhand dessen man die Qualität einer Segmentierung messen kann, ist es dann auch schwierig zu bestimmen, wie repräsentativ unser digitaler Zwilling letztendlich ist.

GeoDict kann hier Abhilfe schaffen.

Ergänzen Sie Laboranalysen durch einmalige Einblicke - dank digitaler Materialanalyse!

Beginnend mit der Bilderverarbeitung bis hin zur Segmentierung und den daraus resultierenden 3D Mikrostrukturen, GeoDict bitet Ihnen hier den Einstiegspunkt in die digitale Materialentwicklung an. Mit GeoDict können Sie diesen Workflow bequem in nur einer Software ausführen und auch voll automatisieren.
GeoDict bietet alle Werkzeuge, die Sie benötigen, um aus dem 3D-Bilddatensatz wertvolle Erkenntnisse und quantitative Analyseergebnisse und sogar Vorhersagen von Materialeigenschaften zu erhalten.

Eine Vielfalt an Möglichkeiten für die Analyse und Eigenschaftsberechnung stehen Ihnen in GeoDict zur Verfügung, wie zum Beispiel

  • das Modul PoroDict, für die Analyse des Porenraums,
  • kombiniert mit MatDict, für die Analyse des Materials selbst.
  • FlowDict dient dazu Strömungseigenschaften zu berechnen
  • und ElastoDict, um plastische Verformungen und damit Schädigungen vorherzusehen.

Und das ist nur eine kleine Auswahl an Modulen und Berechnungsmöglichkeiten.

Die geometrischen Analysen sind unkompliziert und lassen sich zum Großteil direkt oder mit nur minimalem zeitlichem Aufwand im Bereich von Minuten aus der Geometrie des Materials auslesen.

Dank der Materialeigenschaftsbestimmung unter Anwendung von Simulationen in GeoDict lässt sich ein noch viel detaillierteres Bild des Materials zeichnen. Sei es die Filtrationsleistung eines Fasermediums zu bestimmen, Ladezyklen auf einer Elektrode zu simulieren, um die Leitung einer Batterie zu ermitteln, oder per Zweiphasenströmung die relative Permeabilität zu bestimmen.