CT-Artefakte

Rauschunterdrückung in der industriellen CT

Kurze Belichtungszeiten sparen Scanzeit, machen das Volumen aber körnig, und Rauschen verdeckt kleine Defekte. Voxray kombiniert fortschrittliche Rauschunterdrückung mit der Sub-Voxel-TV-Entrauschung in QRT und entfernt so das Rauschen, ohne Kanten zu verwischen.

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Woher kommt Rauschen in der CT?

Jedes Detektorpixel zählt eine begrenzte Zahl von Röntgenphotonen, und diese Zahl schwankt zufällig von Projektion zu Projektion. Je weniger Photonen ankommen, desto größer ist diese Schwankung im Verhältnis zum Signal. Kurze Belichtungszeiten, weniger Projektionen, dichte Materialien und kleine Voxelgrößen verringern die Zahl der Photonen pro Voxel.

Die gefilterte Rückprojektion (FDK) verstärkt dieses Rauschen: Ihr Rampenfilter hebt hohe Ortsfrequenzen an, und das Rauschen zeigt sich als Körnung im gesamten Volumen.

So erkennen Sie es

  • Ein körniges Volumen, besonders bei schnellen Scans oder geringer Dosis.

  • Kleine Poren, Risse und dünne Schichten gehen in der Körnung unter.

  • Raue Oberflächen, sodass Oberflächenbestimmung und Maßmessungen streuen.

  • Materialien mit ähnlicher Dichte lassen sich schwer unterscheiden.

Vorher und nachher

Echte Scans mit und ohne Entrauschung von Voxray. Ziehen Sie den Schieberegler zum Vergleichen.

Schnittbild einer Batterie aus einem ultraschnellen Scan, mit FDK rekonstruiert und stark verrauscht
FDK
Dasselbe Batterie-Schnittbild, nach fortschrittlicher Rauschunterdrückung mit FDK rekonstruiert
Rauschunterdrückung + FDK
Schnittbild einer Batteriezelle aus einem ultraschnellen Scan. Bei der gefilterten Rückprojektion allein dominiert das Rauschen. Mit fortschrittlicher Rauschunterdrückung treten die Elektrodenwicklungen deutlich hervor.
Seitenansicht einer Batteriezelle aus einem ultraschnellen Scan, mit FDK rekonstruiert und stark verrauscht
FDK
Dieselbe Seitenansicht mit fortschrittlicher Rauschunterdrückung
Rauschunterdrückung + FDK
Seitenansicht desselben Batteriescans. Mit fortschrittlicher Rauschunterdrückung sind die einzelnen Elektrodenwicklungen und die abgerundete Kante des Zellgehäuses deutlich zu erkennen.
Verrauschtes CT-Schnittbild, mit QRT ohne TV-Entrauschung rekonstruiert
QRT ohne TV
Dasselbe CT-Schnittbild, mit QRT und Sub-Voxel-TV-Entrauschung rekonstruiert
QRT mit Sub-Voxel-TV
Mit QRT rekonstruiertes Schnittbild, ohne und mit Sub-Voxel-TV-Entrauschung. Das Rauschen verschwindet aus homogenen Bereichen, während die Kanten kleiner Strukturen scharf bleiben.

Übliche Methoden gegen Rauschen

Die meisten Verfahren tauschen Rauschen gegen Scanzeit oder Details.

Längere Belichtung oder mehr Projektionen

Funktionsweise: Sammelt mehr Photonen, sodass die zufällige Schwankung im Verhältnis zum Signal kleiner wird.

Grenzen: Verlängert die Scanzeit. Für halb so viel Rauschen braucht es etwa viermal so viele Photonen.

Mittelung mehrerer Aufnahmen

Funktionsweise: Mittelt mehrere Bilder bei jedem Drehwinkel.

Grenzen: Kostet genauso viel Scanzeit wie eine längere Belichtung.

Glättungsfilter

Funktionsweise: Glättet die Bilddaten, zum Beispiel mit einem Gauß- oder Medianfilter.

Grenzen: Entfernt feine Details zusammen mit dem Rauschen. Kanten und kleine Defekte verwischen.

Klassische TV-Entrauschung

Funktionsweise: Unterdrückt kleine Schwankungen im Volumen und erhält starke Kanten.

Grenzen: Macht aus fließenden Übergängen flache, blockige Flächen, was Oberflächenbestimmung und Messungen beeinträchtigt.

So reduziert Voxray Rauschen

Voxray kombiniert zwei Verfahren. Die fortschrittliche Rauschunterdrückung entfernt das Rauschen, das bei schnellen Scans entsteht, und die Sub-Voxel-TV-Entrauschung in QRT unterdrückt das verbleibende Rauschen im Volumen, mit besserer Kantenbehandlung und weniger blockigen Artefakten als klassische TV-Verfahren.

Fortschrittliche Rauschunterdrückung

Entfernt das Rauschen und erhält scharfe Strukturen. Funktioniert mit FDK- und QRT-Rekonstruktion.

Flachbild- und photonenzählende Detektoren

Die fortschrittliche Rauschunterdrückung unterstützt Flachbild- und photonenzählende Detektoren.

Sub-Voxel-TV in jeder QRT-Lizenz

Bessere Kantenbehandlung und weniger blockige Artefakte als klassische TV-Verfahren, für genauere Messungen.

Neural Reconstruction Engine

Die fortschrittliche Rauschunterdrückung ist Teil des Zusatzmoduls Neural Reconstruction Engine.

Häufige Fragen zu Rauschen in der CT

Woher kommt Rauschen in der CT?

Jedes Detektorpixel zählt eine zufällige Zahl von Röntgenphotonen. Bei wenigen Photonen, etwa durch kurze Belichtung, dichte Materialien oder kleine Voxel, wird diese Zufälligkeit im Verhältnis zum Signal groß, und die gefilterte Rückprojektion verstärkt sie zu Körnung im gesamten Volumen.

Was ist fortschrittliche Rauschunterdrückung in der CT?

Die fortschrittliche Rauschunterdrückung entfernt Rauschen mit einem neuronalen Netz und erhält dabei scharfe Strukturen. Sie lässt sich sowohl mit der gefilterten Rückprojektion (FDK) als auch mit QRT nutzen.

Entfernt die Entrauschung echte Details?

Jede Entrauschung kann Strukturen nahe der Rauschgrenze beeinflussen. Die fortschrittliche Rauschunterdrückung ist darauf ausgelegt, scharfe Strukturen zu erhalten, und Sub-Voxel-TV erhält Kanten besser als klassische TV-Verfahren. Vergleichen Sie das Ergebnis bei kritischen Prüfungen mit einem langsameren Referenzscan.

Welche Detektoren unterstützt die fortschrittliche Rauschunterdrückung?

Flachbild- und photonenzählende Detektoren.

Ist die TV-Entrauschung in QRT enthalten?

Ja. Die Sub-Voxel-TV-Entrauschung ist Teil von QRT. Die fortschrittliche Rauschunterdrückung ist Teil des Moduls Neural Reconstruction Engine.

Kann ich QRT mit meinen eigenen Scans testen?

Ja. Fordern Sie eine kostenlose Testversion an und rekonstruieren Sie Ihre eigenen Datensätze auf Ihrer Workstation, oder wählen Sie den Rekonstruktionsservice und schicken Sie uns einen Datensatz, den wir für Sie rekonstruieren.

Reduzieren Sie das Rauschen in Ihren eigenen Scans

Testen Sie Voxray kostenlos mit Ihren eigenen Daten, oder sprechen Sie mit uns über Ihre Scanzeiten.

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