DE102024110510A1 - Method for operating a computer tomograph and device for carrying out - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Korrektur von Artefakten in Messdaten, die mittels computertomografischer oder laminografischer Messung (Computertomografie) von zumindest einem Werkstück oder Werkstückbereich ermittelt worden, wobei die Messdaten Durchstrahlungsbilddaten und/oder daraus rekonstruierte Volumendaten und/oder daraus ermittelte Oberflächendaten wie STL-Daten sind. Um sicherzustellen, dass sinnvoll wirksame Korrekturverfahren für Artefakte bei einer computertomografischen Messung von Werkstücken zur Anwendung kommen, ist vorgesehen, dass mittels eines computerimplementierten Verfahrens (Identification-Software) auf der Basis von Vorwissen zur Auswirkung von Artefakten in Messdaten, die Messdaten auf das Vorliegen, und vorzugsweise die Stärke, einer oder mehrerer Artefaktarten untersucht werden (Identifizierung der Artefakte), und das Ergebnis der Untersuchung zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung gestellt wird, beispielsweise zur Empfehlung einer oder mehrerer Korrekturmaßnahmen, bevorzugt zur Anwendung der empfohlenen Korrekturmaßnahmen.The invention relates to a device and a method for correcting artifacts in measurement data that have been determined by means of computer tomography or laminography measurement (computer tomography) of at least one workpiece or workpiece area, wherein the measurement data are radiographic image data and/or volume data reconstructed therefrom and/or surface data determined therefrom, such as STL data. In order to ensure that meaningfully effective correction methods for artifacts are used in a computer tomography measurement of workpieces, it is provided that by means of a computer-implemented method (identification software) on the basis of prior knowledge of the effect of artifacts in measurement data, the measurement data are examined for the presence, and preferably the strength, of one or more types of artifact (identification of the artifacts), and the result of the examination is made available for further processing, for example to recommend one or more corrective measures, preferably for applying the recommended corrective measures.
Description
Gegenstand einer selbstständigen Erfindung ist ein Verfahren zur Korrektur computertomografischer Messungen und eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.The subject matter of an independent invention is a method for correcting computed tomographic measurements and a device for carrying out the method.
Bei einer Computertomografie (mit einem Computertomografen) wird das zu untersuchende Werkstück zwischen einer Strahlungsquelle, im Falle der Röntgencomputertomografie, einer Röntgenquelle, und einem Strahlungsdetektor angeordnet, sodass Durchstrahlungsbilder mit dem Detektor in unterschiedlichen Drehstellungen des Werkstücks in Bezug auf Quelle und Detektor aufgenommen und zu einem Volumendatensatz (Voxelvolumen, oft auch nur als „Volumen“ bezeichnet) rekonstruiert werden können. In der Regel wird das Werkstück auf einem Drehtisch angeordnet, um die unterschiedlichen Drehstellungen durch Drehen um eine Drehachse zu realisieren. Alternativ steht das Werkstück fest und Quelle und Detektor drehen sich um das Werkstück um eine Drehachse. Bei der Laminografie sind erweiterte Trajektorien (auch als Aufnahme-Geometrie, mit entsprechend charakterisierenden Aufnahmegeometriekennwerten, bezeichnet) für die Bewegung von Werkstück, Quelle und Detektor zueinander vorgesehen, insbesondere um Werkstücke messen zu können, die nicht anhand einer 360°-Drehung tomografiert werden können, beispielsweise, weil sonst eine Kollision des Werkstücks mit Quelle oder Detektor auftreten würde, oder um Werkstücke schneller als mit einer Computertomografie zu untersuchen, indem Durchstrahlungsbilder in einer geringeren Anzahl von Drehstellungen aufgenommen werden. Die in der vorliegenden Erfindung in Bezug auf eine computertomografische Messung (Computertomografie) beschriebenen Verfahren, insbesondere Korrekturverfahren sind sinngemäß auch für eine Laminografie anwendbar.In a computer tomography (with a computer tomograph), the workpiece to be examined is placed between a radiation source, in the case of X-ray computer tomography, an X-ray source, and a radiation detector, so that radiographic images can be recorded with the detector in different rotational positions of the workpiece in relation to the source and detector and reconstructed into a volume data set (voxel volume, often just referred to as "volume"). The workpiece is usually placed on a turntable in order to realize the different rotational positions by rotating it around a rotation axis. Alternatively, the workpiece is stationary and the source and detector rotate around the workpiece around a rotation axis. In laminography, extended trajectories (also referred to as recording geometry, with correspondingly characterizing recording geometry parameters) are provided for the movement of workpiece, source and detector relative to one another, in particular in order to be able to measure workpieces that cannot be tomographed using a 360° rotation, for example because otherwise a collision of the workpiece with the source or detector would occur, or in order to examine workpieces more quickly than with a computer tomography by recording radiographic images in a smaller number of rotational positions. The methods described in the present invention with regard to a computer tomographic measurement (computer tomography), in particular correction methods, can also be used analogously for laminography.
Der zur Erfassung der 2D-Durchstrahlungsbilder verwendete Detektor ist meist flächig, also als 2D-Detektor ausgeführt und besteht aus einer Szintillatorschicht, in der die Röntgenstrahlung in Licht umgewandelt wird, in Strahlungsrichtung dahinter befindlichen röhrenförmigen Lichtkanälen, die ein Übersprechen unterschiedlicher Detektorbereiche verringern, und einer direkt dahinter fest angeordneten Pixelmatrix, also einer flächigen Matrix-Kamera, wie CCD- oder CMOS-Kamera. Alternativ sind auch entsprechend ausgeführte Zeilendetektoren mit einer oder wenigen Zeilen bekannt. Um große Messbereiche zu erfassen, muss das Werkstück jedoch zeitaufwändig quer zur Zeilenrichtung verschoben, mehrfach durchstrahlt werden. Hier werden einzelne Schichten auch separat rekonstruiert. Vorteilhaft geht die Erfindung daher von flächigen Detektoren bzw. Detektoren mit flächiger Detektionsfläche wie flächiger Szintillatorschicht aus.The detector used to capture the 2D radiographic images is usually flat, i.e. designed as a 2D detector, and consists of a scintillator layer in which the X-rays are converted into light, tubular light channels located behind it in the direction of radiation, which reduce crosstalk between different detector areas, and a fixed pixel matrix directly behind it, i.e. a flat matrix camera, such as a CCD or CMOS camera. Alternatively, line detectors with one or a few lines are also known. In order to capture large measuring areas, however, the workpiece must be moved across the line direction, which is time-consuming, and irradiated several times. Here, individual layers are also reconstructed separately. The invention is therefore advantageously based on flat detectors or detectors with a flat detection surface such as a flat scintillator layer.
Kostengünstigere Detektoren sind realisierbar, wenn ein separater Aufbau der Szintillatorschicht und der Matrixkamera erfolgt, wobei zwischen beiden eine abbildende Optik angeordnet wird, und häufig zum Schutz der Kamera eine Umlenkung des Strahlengangs erfolgt (sog. Spiegel-Detektoren), wie dies in der
Um dimensionell messen zu können, werden aus den Volumendaten Oberflächenpunkte, beispielsweise im STL-Format (STL - Standard Triangulation Language) erzeugt und zu Maßen oder ähnlichem verknüpft, die die geometrischen Eigenschaften eines Werkstücks beschreiben. Der Computertomograf ist dann als Koordinatenmessgerät bzw. Koordinatenmesssystem ausgebildet. Die Erfindung sieht dies auch für Laminografieverfahren vor, die beispielsweise mit dem Computertomografen ausgefährt werden. Um dabei genau messen zu können, ist eine der notwendigen Bedingungen, dass eine hohe Auflösung der Strukturen des Werkstücks (Strukturauflösung) im Ortsbereich gewährleistet wird, die sich zumeist aus der jeweiligen Messaufgabe ergibt. Hierbei überlagern sich, neben verschiedenen anderen, zwei dominante Effekte, die Brennfleckgröße des die Röntgenstrahlung abgebenden Brennflecks (Fokus bzw. focus) der Röntgenröhre und die Pixelauflösung des eingesetzten Detektors. Die Strukturauflösung ist in der Werkstückebene bzw. -lage zu betrachten und wird hier als wirksame Strukturauflösung bezeichnet, kann aber unter Berücksichtigung der CT-Geometrie (Lage von Quelle, Werkstück bzw. Drehachse und Detektor zueinander, auch als Aufnahme-Geometrie bezeichnet), insbesondere des geometrischen Abbildungsmaßstabs A, der sich aus dem Verhältnis FDD (focus to detector distance) zu FOD (focus to object distance), also der Lage des Werkstücks zwischen Quelle und Detektor, genauer zwischen dem die Messstrahlung abgebenden Brennfleck (Fokus) der Quelle und dem Detektor, ergibt, auch in die Detektorebene transformiert und betrachtet werden und umgekehrt.In order to be able to measure dimensionally, surface points are generated from the volume data, for example in STL format (STL - Standard Triangulation Language), and linked to dimensions or similar that describe the geometric properties of a workpiece. The computer tomograph is then designed as a coordinate measuring machine or coordinate measuring system. The invention also provides for this for laminography processes that are carried out with the computer tomograph, for example. In order to be able to measure precisely, one of the necessary conditions is that a high resolution of the structures of the workpiece (structural resolution) is guaranteed in the spatial area, which usually results from the respective measuring task. In addition to various others, two dominant effects overlap here: the focal spot size of the focal spot (focus) of the X-ray tube that emits the X-ray radiation and the pixel resolution of the detector used. The structural resolution is to be considered in the workpiece plane or position and is referred to here as effective structural resolution, but can also be transformed into the detector plane and viewed and vice versa, taking into account the CT geometry (position of source, workpiece or axis of rotation and detector in relation to one another, also referred to as recording geometry), in particular the geometric imaging scale A, which results from the ratio FDD (focus to detector distance) to FOD (focus to object distance), i.e. the position of the workpiece between the source and detector, more precisely between the focal spot (focus) of the source emitting the measuring radiation and the detector.
Bei den bekannten Verfahren zur Korrektur der in computertomografischen Messdaten vorliegenden Artefakten wird die Anwendung entsprechender Korrekturverfahren dem Anwender überlassen. Dies erfordert eine extrem hohe Fachkenntnis des Anwenders in der Erkennung, welche Artefakte bzw. Artefaktart in den Messdaten vorliegt. Dies führt dazu, dass häufig sinnvolle Artefaktkorrekturverfahren nicht angewendet werden oder nicht zielführende Korrekturen angewendet werden, die die Gesamtzeit des Messvorgangs inklusive der Korrektur unnötigerweise verlängern. Dies soll im Folgenden näher erläutert werden.In the known methods for correcting artifacts present in computed tomography measurement data, the application of the appropriate correction methods is left to the user. This requires an extremely high level of expertise on the part of the user in recognizing which artifacts or type of artifact is present in the measurement data. This often leads to sensible artifact correction methods not being applied or ineffective corrections being applied, which unnecessarily extend the total time of the measurement process including the correction. This will be explained in more detail below.
Voxelvolumen aus computertomografischen Messungen (CT-Messungen) zeigen i.A. viele Bildartefakte, die unterschiedliche Ursachen haben und jeweils mit unterschiedlichen Methoden korrigiert werden können (Strahlaufhärtung, Streustrahlung, Ringartefakte, usw.). Voxelvolumen aus einer CT-Messung enthalten zudem auch eine Überlagerung unterschiedlicher Artefakte, die jeweils unterschiedlich stark ausgeprägt sind, je nach Eigenschaften des Werkstücks, den Messparametern und den Geräteparametern. In einem stark verartefakteten Voxelvolumen ist eine Zuordnung der Artefakte zu den Artefaktursprüngen häufig schwierig, da die unterschiedlichen Artefakte sich ähnlich in ihrem Erscheinungsbild im Voxelvolumen und/oder dem daraus berechneten Oberflächenmodell äußern. Deshalb ist für den Anwender nicht per se klar, welche Korrekturen angewendet werden müssen, um die Artefakte in einer CT-Messung hinreichend zu reduzieren. Es kann daher passieren, dass Artefakte aus Unwissenheit nicht hinreichend reduziert wurden oder aber unnötige Artefaktkorrekturen berechnet wurden, was mit erhöhter Messzeit, Auswertezeit und/oder unnötiger Rechenleistung einhergeht, die dann einen vernachlässigbaren Einfluss auf das Messergebnis haben.Voxel volumes from computed tomography (CT) measurements generally show many image artifacts that have different causes and can be corrected using different methods (beam hardening, scattered radiation, ring artifacts, etc.). Voxel volumes from a CT measurement also contain a superposition of different artifacts, each of which is of varying severity depending on the properties of the workpiece, the measurement parameters and the device parameters. In a heavily artifacted voxel volume, it is often difficult to assign the artifacts to the artifact origins, since the different artifacts have a similar appearance in the voxel volume and/or the surface model calculated from it. It is therefore not clear to the user per se which corrections must be applied to sufficiently reduce the artifacts in a CT measurement. It can therefore happen that artifacts were not sufficiently reduced due to ignorance or that unnecessary artifact corrections were calculated, which is associated with increased measurement time, evaluation time and/or unnecessary computing power, which then have a negligible influence on the measurement result.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Anwendung des Verfahrens anzugeben, bei dem sichergestellt wird, dass sinnvoll wirksame Korrekturverfahren für Artefakte bei einer computertomografischen Messung von Werkstücken zur Anwendung kommen können, und insbesondere nicht oder kaum wirksame Korrekturverfahren nicht zur Anwendung kommen. Unter wirksam ist hier zu verstehen, dass die Bildqualität in den Durchstrahlungsbild- und Volumendaten und/oder die Richtigkeit der messtechnischen Auswertungen auf deren Basis deutlich gesteigert wird, also beispielsweise um mindestens 10 % verbessert wird, vorzugsweise mindestens 20 % verbessert wird.A further object of the present invention is therefore to provide a method and a device for applying the method, which ensures that meaningfully effective correction methods for artifacts can be used in a computer tomography measurement of workpieces, and in particular that correction methods that are not or hardly effective are not used. Effective is to be understood here as meaning that the image quality in the radiographic image and volume data and/or the accuracy of the metrological evaluations based on them is significantly increased, for example, is improved by at least 10%, preferably at least 20%.
Zur Lösung sieht die Erfindung vor, dass zur Korrektur von Artefakten in computertomografischen Messdaten von Werkstücken (einer CT-Messung) mittels eines computerimplementierten Verfahrens (im weiteren als Identification-Software bezeichnet) auf der Basis von Vorwissen zu den Auswirkung von Artefakten in den Messdaten, die Messdaten auf das Vorliegen, und vorzugsweise die Stärke, einer oder mehrerer Artefaktarten untersucht werden (Identifizierung der Artefakte), und das Ergebnis der Untersuchung zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung gestellt wird, beispielsweise zur Empfehlung einer oder mehrerer Korrekturmaßnahmen, bevorzugt zur Anwendung der empfohlenen Korrekturmaßnahmen.To solve this problem, the invention provides that in order to correct artifacts in computed tomography measurement data of workpieces (a CT measurement) by means of a computer-implemented method (hereinafter referred to as identification software) on the basis of prior knowledge of the effects of artifacts in the measurement data, the measurement data are examined for the presence, and preferably the strength, of one or more types of artifacts (identification of the artifacts), and the result of the examination is made available for further processing, for example to recommend one or more corrective measures, preferably for applying the recommended corrective measures.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, dass ein lernbasierter Algorithmus, also eine künstliche Intelligenz (KI), vorzugsweise neuronales Netz, insbesondere tiefes neuronales Netz, z.B. faltungsbasiertes neuronales Netz, darauf trainiert wird, die Artefaktursachen und jeweiligen Artefaktstärken in einer CT-Messung zu ermitteln und dem Benutzer einen optimalen Korrekturvorschlag zu unterbreiten. Dieser Korrekturvorschlag kann sowohl softwarebasierte Korrekturen vorsehen (solche, die in einer Messsoftware integriert sind, oder auch nicht), als auch hardwarebasierte Korrekturen (z.B. Messung mit Schlitzblende, alternative Aufspannung des Werkstücks oder Anpassung der Vergrößerung) oder messparameterspezifische Änderungen (andere Röhrenspannung, - leistung, usw.) beinhalten. Außerdem kann der Korrekturvorschlag unter Berücksichtigung einer bekannten, konkreten Messaufgabe optimiert sein (z.B. optimale Bildqualität nur lokal erforderlich, oder maximale Messzeit oder Korrekturdauer). Im Gegensatz zur direkten Artefaktkorrektur mit neuronalen Netzen hat dieser Ansatz den Vorteil, dass nicht direkt Ergebnisdaten durch ein neuronales Netz („Blackbox“) erzeugt werden und keine optisch gutaussehenden Daten durch das neuronale Netz entstehen, die messtechnisch aber falsch sein könnten, also insbesondere zu falschen Maßen an geometrischen Eigenschaften des Werkstücks führen könnten. Das neuronale Netz wird hier lediglich für eine Benutzerempfehlung verwendet. Dadurch müssen die Trainingsdaten auch nicht exakt den Anwendungsparameterraum abdecken (eine ungefähre Abdeckung reicht für diesen Zweck wohl aus) weshalb auch Simulationen verwendet werden können, die gewisse Unterschiede zu echten Messungen aufweisen.In a preferred embodiment, the invention provides that a learning-based algorithm, i.e. an artificial intelligence (AI), preferably a neural network, in particular a deep neural network, e.g. a convolution-based neural network, is trained to determine the causes of artifacts and the respective artifact strengths in a CT measurement and to provide the user with an optimal correction suggestion. This correction suggestion can provide both software-based corrections (those that are integrated in a measurement software or not), as well as hardware-based corrections (e.g. measurement with a slit diaphragm, alternative clamping of the workpiece or adjustment of the magnification) or measurement parameter-specific changes (different tube voltage, power, etc.). In addition, the correction suggestion can be optimized taking into account a known, specific measurement task (e.g. optimal image quality only required locally, or maximum measurement time or correction duration). In contrast to direct artifact correction with neural networks, this approach has the advantage that result data is not generated directly by a neural network (“black box”) and that the neural network does not produce visually good-looking data that could be incorrect in terms of measurement technology, i.e. in particular could lead to incorrect measurements of the geometric properties of the workpiece. The neural network is only used here for a user recommendation. This means that the training data does not have to cover the application parameter space exactly (approximate coverage is probably sufficient for this purpose), which is why simulations can also be used that show certain differences to real measurements.
Anhand von Trainingsdaten (z.B. durch Simulationen erzeugt) wird also ein neuronales Netz darauf trainiert, abzuschätzen welche Artefakte einen wie großen Einfluss auf das Messergebnis haben und schlägt letztendlich vor, welche Korrekturen für die vorliegende Messung sinnvoll sind. Ein hinreichend trainiertes neuronales Netz kann dann auf eine beliebige Messung angewendet werden und Vorschläge für durchzuführende Korrekturen liefern.Using training data (e.g. generated through simulations), a neural network is trained to estimate which artifacts have what influence on the measurement result and ultimately suggests which corrections are useful for the measurement in question. A sufficiently trained neural network can then be applied to any measurement and provide suggestions for corrections to be made.
Dies kann beispielhaft folgendermaßen realisiert werden. Neuronale Netze (insbesondere faltungsbasierte neuronale Netze) erzeugen nicht zwangsläufig Bilddaten als Ausgangsdaten. Sie können auch einfach einen oder mehrere Werte liefern oder auf einen von zwei Werten konvergieren (z.B. „ja-nein“-Entscheidung). Wird der Trainingsdatensatz nun simuliert, sind artefaktfreie Volumendaten zum überwachten Training direkt verfügbar und außerdem können gezielt einzelne Artefaktursachen zu- und abgeschaltet werden (es können auch gezielt Messreihen gefahren werden, das wäre allerdings sehr aufwendig. Dadurch erhält man einen Eindruck der Auswirkungen unterschiedlicher Artefakte. Nun wird ein Maß definiert, welches bestimmt, welche Artefakte in den Trainingsdaten stören. Vorgesehen ist hierzu beispielsweise eine schwellwertbasierte Segmentierung in die Basismaterialien des Objekts. Die Menge an fehlsegmentierten Voxeln kann als Qualitätsmaß dienen, wobei ein Kriterium (z.B. mehr als 0,1 % der Voxel aufgrund des simulierten Artefakts falsch segmentiert) entscheidet, ob eine Korrektur angewendet wird („ja-nein"-Szenario). Damit wird für diesen Trainingsdatensatz ein sogenanntes Label für das Lernziel definiert; das neuronale Netz mit der Aufgabe zu bestimmen, ob eine Korrektur für ein bestimmtes Artefakt durchgeführt werden soll, hat also einen klaren Zielwert (ja oder nein). Für die verschiedenen Artefakte könnten unterschiedliche Netze trainiert werden, die jeweils eine „ja/nein"-Antwort liefern. Bevorzugt wird ein einziges neuronales Netz trainiert, das als Ausgabewert beispielsweise direkt den Anteil an fehlsegmentierten Voxeln für den Datensatz hinsichtlich eines gewissen Artefaktes prognostiziert (also z.B. 94 % durch Strahlaufhärtung, 5 % durch Streustrahlung, 1% durch Ringartefakte). Hierdurch wird die Anwendung auf ein einziges neuronales Netz reduziert und der Benutzer weiß, welche Artefaktkorrekturen am effektivsten sind. Außerdem kann das neuronale Netzwerk auf Basis dieser Ausgabe und ggf. der definierten Messaufgabe eine „ja/nein"-Antwort zur Korrektur bestimmter Artefakte liefern.This can be achieved as follows: Neural networks (especially convolutional neural networks) do not necessarily generate image data as output data. They can also simply deliver one or more values or converge on one of two values (e.g. "yes-no" decision). If the training data set is now simulated, artifact-free volume data is directly available for supervised training and individual artifact causes can be switched on and off (it is also possible to targeted series of measurements can be carried out, but this would be very time-consuming. This gives an impression of the effects of different artifacts. A measure is now defined which determines which artifacts in the training data are disturbing. For example, a threshold-based segmentation into the basic materials of the object is planned for this. The number of incorrectly segmented voxels can serve as a quality measure, with a criterion (e.g. more than 0.1% of the voxels incorrectly segmented due to the simulated artifact) deciding whether a correction is applied ("yes-no" scenario). This defines a so-called label for the learning objective for this training data set; the neural network with the task of determining whether a correction should be carried out for a certain artifact therefore has a clear target value (yes or no). Different networks could be trained for the various artifacts, each of which provides a "yes/no" answer. Preferably, a single neural network is trained, which, for example, directly predicts the proportion of incorrectly segmented voxels for the data set with regard to a certain artifact as an output value (e.g. 94% due to beam hardening, 5% due to scattered radiation, 1% due to ring artifacts). This reduces the application to a single neural network and the user knows which artifact corrections are most effective. In addition, the neural network can provide a "yes/no" answer to correct certain artifacts based on this output and, if applicable, the defined measurement task.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Korrektur von Artefakten in Messdaten, die mittels computertomografischer oder laminografischer Messung (Computertomografie) von zumindest einem Werkstück oder Werkstückbereich ermittelt worden, wobei die Messdaten Durchstrahlungsbilddaten und/oder daraus rekonstruierte Volumendaten und/oder daraus ermittelte Oberflächendaten wie STL-Daten sind, zeichnet sich dadurch aus, dass mittels eines computerimplementierten Verfahrens (Identification-Software) auf der Basis von Vorwissen zur Auswirkung von Artefakten in Messdaten, die Messdaten auf das Vorliegen, und vorzugsweise die Stärke, einer oder mehrerer Artefaktarten untersucht werden (Identifizierung der Artefakte), und das Ergebnis der Untersuchung zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung gestellt wird, beispielsweise zur Empfehlung einer oder mehrerer Korrekturmaßnahmen, bevorzugt zur Anwendung der empfohlenen Korrekturmaßnahmen.A method according to the invention for correcting artifacts in measurement data that have been determined by means of computed tomography or laminographic measurement (computed tomography) of at least one workpiece or workpiece area, wherein the measurement data are radiographic image data and/or volume data reconstructed therefrom and/or surface data determined therefrom such as STL data, is characterized in that by means of a computer-implemented method (identification software) on the basis of prior knowledge of the effect of artifacts in measurement data, the measurement data are examined for the presence, and preferably the strength, of one or more types of artifacts (identification of the artifacts), and the result of the examination is made available for further processing, for example to recommend one or more corrective measures, preferably for applying the recommended corrective measures.
Zur Identifizierung der Artefakte ist vorgesehen, dass als Messdaten bzw. Messdatenarten die Durchstrahlungsbilddaten und/oder daraus rekonstruierte Volumendaten und/oder daraus ermittelte Oberflächendaten wie STL-Daten untersucht werden. Die Wahl der zu untersuchenden Messdaten hängt davon ab, in welchen der Messdaten das jeweilige Artefakt am sichersten identifiziert werden kann. Für den Fall der Identifizierung durch einen lernbasierten Algorithmus ergibt sich die Wahl der zu untersuchenden Messdaten und gegebenenfalls auch die Verwendung mehrerer Messdatenarten aus dem Training. Werden beim Training mehrere Messdatenarten zur Verfügung gestellt, lernt der Algorithmus automatisch, in welchen Messdatenarten welche Artefakte in welcher Form erkennbar sind. Welche der Messdaten dann bei der Korrektur des erkannten Artefakts korrigiert werden, hängt von der den jeweiligen Artefaktarten zugeordneten Korrekturmethoden ab, die Teil des Vorwissens sind, also bereits vorab hinterlegt werden und Stand der Technik sind.To identify the artifacts, it is intended that the radiographic image data and/or volume data reconstructed from them and/or surface data determined from them, such as STL data, are examined as measurement data or measurement data types. The choice of measurement data to be examined depends on which of the measurement data the respective artifact can be most reliably identified in. In the case of identification by a learning-based algorithm, the choice of measurement data to be examined and, if necessary, the use of several measurement data types arises from the training. If several measurement data types are made available during training, the algorithm automatically learns in which measurement data types which artifacts can be recognized in which form. Which of the measurement data is then corrected when correcting the recognized artifact depends on the correction methods assigned to the respective artifact types, which are part of the prior knowledge, i.e. are already stored in advance and are state of the art.
Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass als Vorwissen oder als Teil des Vorwissens zur erwartende Messdaten (Prüfdaten) zur Verfügung gestellt werden, wobei mehrere Sätze von Prüfdaten zur Verfügung gestellt werden, die sich zumindest dadurch unterscheiden, dass einzelne Artefaktarten vorliegen oder nicht vorliegen oder in ihrer Stärke unterschiedlich vorliegen.In particular, the invention is characterized in that expected measurement data (test data) are made available as prior knowledge or as part of the prior knowledge, wherein several sets of test data are made available which differ at least in that individual types of artifacts are present or not present or are present in different degrees of intensity.
Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass den Sätzen von Prüfdaten mit vorliegenden Artefaktarten Korrekturmaßnahmen zugeordnet sind, die die Identification-Software bei Identifizierung der entsprechenden Artefaktart vorschlägt.Preferably, the sets of test data with existing artifact types are assigned corrective measures that the identification software suggests when identifying the corresponding artifact type.
Hervorzuheben ist des Weiteren, dass die Identification-Software zur Identifizierung der Artefakte die Messdaten oder Teile davon vergleicht mit zumindest einem Satz von Prüfdaten, der mindestens eine der Artefaktarten nicht aufweist oder diese Artefaktart in geringerer Stärke aufweist, und dass die Abweichungen zwischen den Messdaten und den jeweiligen Prüfdaten bewertet werden, vorzugsweise auf Vorliegen einer Systematik, besonders bevorzugt durch Feststellung, ob ein festgelegter Schwellwert überschritten wurde, wobei als Ergebnis der Bewertung das Vorliegen der jeweiligen Artefaktart und vorzugsweise deren Stärke ermittelt wird.It should also be emphasized that the identification software for identifying the artifacts compares the measurement data or parts thereof with at least one set of test data that does not have at least one of the artifact types or has this artifact type to a lesser extent, and that the deviations between the measurement data and the respective test data are evaluated, preferably for the presence of a systematic pattern, particularly preferably by determining whether a specified threshold value has been exceeded, the result of the evaluation being the presence of the respective artifact type and preferably its severity.
Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass die Identification-Software auf einem lernbasierten Algorithmus, vorzugsweise einem oder mehreren neuronalen Netzen, insbesondere faltungsbasiertem neuronalem Netz basiert, welches mit Vorwissen zu den Auswirkungen von Artefakten einer oder mehrerer Artefaktarten trainiert wurde, insbesondere mit den mehreren Sätzen von Prüfdaten trainiert wurde.The invention is also characterized in that the identification software is based on a learning-based algorithm, preferably one or more neural networks, in particular a convolution-based neural network, which has been trained with prior knowledge of the effects of artifacts of one or more artifact types, in particular trained with the multiple sets of test data.
Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Identification-Software auf einer analytischen Software basiert, die als Vorwissen zu den Auswirkungen von Artefakten einer oder mehrerer Artefaktarten systematische Abweichungen zwischen den Sätzen von Prüfdaten mit den Messdaten oder einem Teil der Messdaten vergleicht.In particular, the invention is characterized in that the identification software is based on analytical software that uses prior knowledge of the effects of artifacts of one or more of several artifact types, comparing systematic deviations between sets of test data with the measured data or a subset of the measured data.
Die analytischen Software sucht dazu beispielsweise eine Systematik in den Messdaten, von denen man weiß, sie begünstigen Artefakte. Das genaue Vorgehen ist für unterschiedliche Artefakte jeweils anders. Zur Erkennung von Streustrahlung werden Werte über 1 im normierten Intensitätsbild in bestimmten Detektorbereichen gesucht; zur Erkennung von Ringartefakten werden starke Pixelvarianzen während der Messzeit gesucht; und zur Erkennung von Strahlaufhärtung werden sehr dunkle Bereiche in den Projektionen gesucht.For example, the analytical software looks for a systematic pattern in the measurement data that is known to promote artifacts. The exact procedure is different for different artifacts. To detect scattered radiation, values above 1 in the standardized intensity image are searched for in certain detector areas; to detect ring artifacts, strong pixel variances are searched for during the measurement time; and to detect beam hardening, very dark areas in the projections are searched for.
Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass zur Erzeugung des Vorwissens, insbesondere der mehreren Sätze von Prüfdaten, mittels Simulation der computertomografischen Messungen eines, oder mehrerer in Bezug auf Geometrie und/oder Material unterschiedlicher, Werkstücke Simulationsdaten ohne und Simulationsdaten mit einem oder mehreren Artefaktarten einer oder mehrerer Stärken ermittelt werden, wobei vorzugsweise die Abweichungen zwischen den Simulationsdaten ohne und mit dem jeweiligen Artefakt der jeweiligen Stärke ermittelt werden und der jeweiligen Artefaktart zugeordnet werden.Preferably, it is provided that, in order to generate the prior knowledge, in particular the multiple sets of test data, by means of simulation of the computer tomographic measurements of one or more workpieces that differ in terms of geometry and/or material, simulation data without and simulation data with one or more artifact types of one or more thicknesses are determined, wherein preferably the deviations between the simulation data without and with the respective artifact of the respective thickness are determined and assigned to the respective artifact type.
Die Identifizierung der Artefakte funktioniert am sichersten, wenn die Prüfdaten den Messdaten der später zu messenden Werkstücken in Bezug auf Material und Geometrie möglichst ähnlich sind. Leichte Unterschiede sind dennoch hinnehmbar, da die grundlegenden systematischen Einflüsse durch Artefakte sehr ähnlich sind, z.B. bei Streustrahlung die Intensität in Luft viel größer ist als bei einer Hellbildaufnahme (bzw. Simulation ohne Streustrahlung). Insbesondere beim Einsatz eines lernbasierten Algorithmus müssen die Trainingsdaten nicht exakt den Anwendungsparameterraum abdecken (eine ungefähre Abdeckung reicht für diesen Zweck aus) weshalb auch Simulationen für die Generierung der Prüfdaten verwendet werden können, die gewisse Unterschiede zu echten Messdaten aufweisen. Der Vorteil vieler unterschiedlicher Prüfdaten für das Training besteht darin, dass die Identifizierung der Artefakte auch bei unbekannten Werkstücken zuverlässiger arbeitet.The identification of artifacts works most reliably when the test data is as similar as possible to the measurement data of the workpieces to be measured later in terms of material and geometry. Nevertheless, slight differences are acceptable because the basic systematic influences of artifacts are very similar, e.g. in the case of scattered radiation, the intensity in air is much greater than in a bright image (or simulation without scattered radiation). In particular, when using a learning-based algorithm, the training data does not have to cover the application parameter space exactly (approximate coverage is sufficient for this purpose), which is why simulations can also be used to generate the test data that show certain differences to real measurement data. The advantage of having many different test data for training is that the identification of artifacts works more reliably even with unknown workpieces.
Hervorzuheben ist des Weiteren, dass zur Erzeugung des Vorwissens, insbesondere der mehreren Sätze von Prüfdaten, mittels computertomografischen Messungen eines, oder mehrerer in Bezug auf Geometrie und/oder Material unterschiedlicher, Werkstücke Referenz-Messdaten ohne und Referenz-Messdaten mit einem oder mehreren Artefaktarten einer oder mehrerer Stärken ermittelt werden, wobei vorzugsweise die Abweichungen zwischen den Referenz-Messdaten ohne und mit dem jeweiligen Artefakt der jeweiligen Stärke ermittelt werden und der jeweiligen Artefaktart zugeordnet werden.It should also be emphasized that in order to generate the prior knowledge, in particular the multiple sets of test data, reference measurement data without and reference measurement data with one or more artifact types of one or more thicknesses are determined by means of computer tomography measurements of one or more workpieces that differ in terms of geometry and/or material, wherein preferably the deviations between the reference measurement data without and with the respective artifact of the respective thickness are determined and assigned to the respective artifact type.
Möglichkeiten zur Erzeugung Artefaktfreier oder Artefaktreduzierter Messungen sind beispielsweise die folgenden:
- - Computertomografie mit geringerem Kegelstrahlwinkel
- - Computertomografie mit helixförmiger Trajektorie (Helix-Computertomografie)
- - Computertomografie mit vergrößertem Drehwinkel
- - Computertomografie mit erhöhtem Abbildungsmaßstab
- - Computertomografie mit veränderter Aufspannung (Lage) des Werkstücks auf dem Drehtisch, so dass sich kürzere Durchstrahlungslängen ergeben, insbesondere eine möglichst geringe maximale Durchstrahlungslänge
- - Erhöhung der Anzahl von Drehstellungen, in denen bei der Computertomografie Durchstrahlungsbilder aufgenommen werden
- - Erhöhung der Belichtungszeit je aufgenommenem Durchstrahlungsbild
- - Erhöhung der Anzahl der Bildüberlagerungen je Durchstrahlungsbild
- - Verringerung der Bandbreite der zur Abbildung verwendeten Strahlung, beispielsweise durch Änderung der Beschleunigungsspannung und/oder Leistung der Strahlungsquelle oder durch den Einsatz eines Strahlfilters
- - Verringerung der Drehgeschwindigkeit bei einer Computertomografie mit Bildaufnahme während der Drehbewegung (OnTheFly-CT),
- - Korrektur von Maßen an geometrischen Eigenschaften durch Referenzmessung mit einem anderen, genaueren Sensor, beispielsweise in einem Koordinatenmessgerät mit taktilem, taktil-optischen oder optischen Sensor
- - Computed tomography with smaller cone beam angle
- - Computed tomography with helical trajectory (helix computed tomography)
- - Computed tomography with increased angle of rotation
- - Computer tomography with increased image scale
- - Computer tomography with a modified clamping (position) of the workpiece on the rotary table, resulting in shorter radiography lengths, in particular a maximum radiography length that is as short as possible
- - Increasing the number of rotational positions in which radiographic images are taken during computed tomography
- - Increasing the exposure time per radiographic image taken
- - Increasing the number of image overlays per radiograph
- - Reducing the bandwidth of the radiation used for imaging, for example by changing the accelerating voltage and/or power of the radiation source or by using a beam filter
- - Reduction of the rotation speed during a computed tomography scan with image acquisition during rotation (OnTheFly-CT),
- - Correction of dimensions of geometric properties by reference measurement with another, more accurate sensor, for example in a coordinate measuring machine with tactile, tactile-optical or optical sensor
Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass zumindest eine der folgenden Informationen in das Vorwissen eingeht:
- - Solldaten wie CAD-Daten des einer oder der mehreren Werkstücke,
- - Analytisches Modell der Entstehung der Durchstrahlungsbilddaten mit und ohne einzelne Artefaktarten bzw. Artefakte in unterschiedlicher Stärke,
- - Analytisches Modell der Rekonstruktion der Volumendaten aus den Durchstrahlungsbilddaten,
- - Analytisches Modell der Ermittlung von Oberflächendaten aus Volumendaten und/oder
- - Analytisches Modell der Überlagerung zumindest zwei unterschiedlicher Artefakte.
- - Target data such as CAD data of one or more workpieces,
- - Analytical model of the generation of radiographic image data with and without individual types of artifacts or artifacts of varying strengths,
- - Analytical model of reconstruction of volume data from radiographic image data,
- - Analytical model for determining surface data from volume data and/or
- - Analytical model of the superposition of at least two different artifacts.
Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass auf das Vorliegen eines oder mehrerer der folgenden Artefaktarten untersucht wird, insbesondere Prüfdaten mit und ohne diese Artefaktarten und/oder in unterschiedlicher Stärke dieser Artefaktarten zur Verfügung gestellt werden:
- - Strahlaufhärtung,
- - Streustrahlung,
- - Ringartefakte,
- - Kegelstrahlartefakte,
- - Bewegungsartefakte,
- - Sampling-Artefakte,
- - Geometriefehler,
- - Extrafokalstrahlungsartefakte,
- - Trunkierungsartefakte und/oder
- - Limited-Angle-Artefakte.
- - beam hardening,
- - scattered radiation,
- - ring artifacts,
- - cone beam artifacts,
- - motion artifacts,
- - sampling artifacts,
- - geometry errors,
- - extrafocal radiation artifacts,
- - Truncation artifacts and/or
- - Limited-angle artifacts.
Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass aus dem Ergebnis der Untersuchung auf Vorliegen einer oder mehrerer Artefaktarten, und vorzugsweise deren jeweilige Stärke, eine oder mehrere Korrekturmaßnahmen vorgeschlagen werden, wobei insbesondere auf einer Software basierende Maßnahmen zur Korrektur der Messdaten und/oder angepasste Messparameter für eine erneute computertomografische Messung (Einstellparameter) zur Erzeugung veränderter Messdaten vorgeschlagen werden.Preferably, it is provided that one or more corrective measures are proposed from the result of the examination for the presence of one or more types of artifact, and preferably their respective severity, wherein in particular software-based measures for correcting the measurement data and/or adapted measurement parameters for a new computed tomography measurement (setting parameters) for generating modified measurement data are proposed.
Hervorzuheben ist des Weiteren, dass als auf einer Software basierende Maßnahmen zur Korrektur der Messdaten eine oder mehrere der folgenden Korrekturmaßnahmen vorgeschlagen werden:
- - Korrektur der Strahlaufhärtung, beispielsweise mittels empirischer Verfahren und/oder iterativer Verfahren,
- - Korrektur der Streustrahlung, beispielsweise durch Simulationsverfahren, vorzugsweise Monte-Carlo-Simulation,
- - Korrektur von Ringartefakten, beispielsweise durch Simulationsverfahren,
- - Korrektur von Kegelstrahlartefakte, beispielsweise durch Simulationsverfahren,
- - Korrektur von Bewegungsartefakten, beispielsweise durch Interpolationsverfahren,
- - Korrektur von Sampling-Artefakten, beispielsweise durch Interpolationsverfahren,
- - Korrektur von Geometriefehlern, beispielsweise durch Interpolationsverfahren,
- - Korrektur von Extrafokalstrahlungsartefakten, beispielsweise durch Filterverfahren,
- - Korrektur von Trunkierungsartefakten, beispielsweise durch Interpolationsverfahren und/oder
- - Korrektur von Limited-Angle-Artefakten, beispielsweise durch Extrapolationsverfahren oder Filterverfahren,
- - Correction of beam hardening, for example by means of empirical methods and/or iterative methods,
- - Correction of scattered radiation, for example by simulation methods, preferably Monte Carlo simulation,
- - Correction of ring artifacts, for example by simulation methods,
- - Correction of cone beam artifacts, for example by simulation methods,
- - Correction of motion artifacts, for example by interpolation methods,
- - Correction of sampling artifacts, for example by interpolation methods,
- - Correction of geometric errors, for example by interpolation methods,
- - Correction of extrafocal radiation artifacts, for example by filtering methods,
- - Correction of truncation artifacts, for example by interpolation methods and/or
- - Correction of limited-angle artifacts, for example by extrapolation or filtering methods,
Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass als angepasste Messparameter für eine erneute computertomografische Messung (Einstellparameter) zur Erzeugung veränderter Messdaten eine oder mehrere der folgenden Messparameter vorgeschlagen werden:
- - Anpassung des für die computertomografische Abbildung verwendeten Kegelstrahlwinkels, insbesondere Verringerung des Kegelstrahlwinkels, vorzugsweise durch Vergrößerung des Abstandes zwischen Strahlungsquelle und Detektor des Computertomografen und/oder Vergrößerung des Abstandes zwischen Werkstück und Strahlungsquelle und/oder durch Verwendung einer Schlitzblende zwischen Strahlungsquelle und Werkstück,
- - Anpassung der Messtrajektorie, vorzugsweise Durchführung einer Helix-Computertomografie oder einer Computertomografie mit vergrößertem Drehwinkel,
- - Anpassung des Abbildungsmaßstabs, vorzugsweise Erhöhung des Abbildungsmaßstabs,
- - Anpassung der Lage des Werkstücks auf dem Drehtisch des Computertomografen, beispielsweise zur Verringerung der maximal auftretenden Durchstrahlungslänge,
- - Anpassung der Anzahl der Drehstellungen, in denen Durchstrahlungsbilder aufgenommen werden, vorzugsweise Erhöhung der Anzahl,
- - Anpassung der Belichtungszeit je aufgenommenem Durchstrahlungsbild und/oder Anpassung der Anzahl der Bildüberlagerungen je Durchstrahlungsbild, vorzugsweise Erhöhung,
- - Anpassung der Bandbreite der zur Abbildung verwendeten Strahlung, vorzugsweise durch Anpassung der Beschleunigungsspannung und/oder Leistung der Strahlungsquelle wie Röntgenröhre, insbesondere Verringerung, und/oder Anpassung des Strahlfilters, und/oder
- - Anpassung der Drehgeschwindigkeit bei einer Computertomografie mit Bildaufnahme während der Drehbewegung (OnTheFly-CT), insbesondere Verringerung,
- - adaptation of the cone beam angle used for the computed tomographic imaging, in particular reduction of the cone beam angle, preferably by increasing the distance between the radiation source and the detector of the computed tomograph and/or increasing the distance between the workpiece and the radiation source and/or by using a slit diaphragm between the radiation source and the workpiece,
- - Adjustment of the measurement trajectory, preferably by performing a helix computed tomography or a computed tomography with an increased angle of rotation,
- - Adjustment of the image scale, preferably increase of the image scale,
- - Adjustment of the position of the workpiece on the rotary table of the CT scanner, for example to reduce the maximum radiographic length,
- - Adjustment of the number of rotational positions in which radiographic images are taken, preferably increasing the number,
- - Adjustment of the exposure time per radiographic image taken and/or adjustment of the number of image overlays per radiographic image, preferably increase,
- - Adjustment of the bandwidth of the radiation used for imaging, preferably by Adjustment of the acceleration voltage and/or power of the radiation source such as X-ray tube, in particular reduction, and/or adjustment of the beam filter, and/or
- - Adjustment of the rotation speed in a computed tomography with image acquisition during the rotational movement (OnTheFly-CT), in particular reduction,
Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die vorgeschlagenen Korrekturmaßnahmen automatisch angewendet werden oder dem Bediener zur Auswahl auf einem Anzeigemittel angezeigt werden, wobei vorzugsweise die vorgeschlagenen Korrekturmaßnahmen auf die im jeweiligen Computertomografen verfügbaren Korrekturmaßnahmen eingeschränkt werden.In particular, the invention is characterized in that the proposed corrective measures are applied automatically or are displayed to the operator for selection on a display means, wherein the proposed corrective measures are preferably restricted to the corrective measures available in the respective computer tomograph.
Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass der lernbasierte Algorithmus als Ergebnis der Untersuchung eine „ja/nein"-Entscheidung und/oder eine Kennzahl zur Stärke des Vorliegens in Bezug auf jeweils eine oder mehrere Artefaktarten zur Verfügung stellt, wobei die Kennzahl vorzugsweise der relative Anteil der Stärke der jeweiligen Artefaktart an allen erkannten Artefaktarten ist, wobei besonders bevorzugt die „ja/nein"-Entscheidung in Bezug auf eine Artefaktart von der Kennzahl abhängig ist, beispielsweise bei Überschreiten eines vorher festgelegten Schwellwertes für die Kennzahl eine „ja“-Entscheidung erfolgt.Preferably, the learning-based algorithm provides a "yes/no" decision and/or a key figure for the strength of the presence in relation to one or more artifact types as a result of the investigation, wherein the key figure is preferably the relative proportion of the strength of the respective artifact type to all recognized artifact types, wherein the "yes/no" decision in relation to an artifact type is particularly preferably dependent on the key figure, for example a "yes" decision is made if a previously defined threshold value for the key figure is exceeded.
Für die verschiedenen Artefaktarten könnten unterschiedliche Netze trainiert werden, die jeweils eine ja/nein Antwort liefern und ggf. zusätzlich die Stärke der jeweiligen Artefaktart angeben, beispielsweise relativ zu allen erkannten Artefakten im Zusammenspiel mit den mehreren Netzen. Eine besonders bevorzugte Lösung umfasst jedoch nur ein einzelnes Netz, das die Einflüsse der verschiedenen Artefaktarten quantitativ ermittelt, beispielsweise wie viele fehlsegmentierte Voxel aus welcher Artefaktart stammen. Vorteilhaft ergibt sich hierbei die direkte Aussage, welche Korrektur am sinnvollsten anzuwenden ist.Different networks could be trained for the different types of artifact, each of which provides a yes/no answer and, if necessary, also indicates the strength of the respective type of artifact, for example relative to all detected artifacts in interaction with the multiple networks. A particularly preferred solution, however, only includes a single network that quantitatively determines the influences of the different types of artifact, for example how many incorrectly segmented voxels come from which type of artifact. This is advantageous in that it provides a direct statement as to which correction is most useful to apply.
Die zuvor genannte Fehlsegmentierung der Voxel stellt eine beispielhafte Ausgestaltung der Erfindung in Bezug auf die Beurteilung dar, ob und wie stark eine Artefaktart in den Messdaten vorliegt. Hierzu wird beurteilt, ob eine in den Messdaten erkannte oder beim Training in den Prüfdaten zugeschaltete Artefaktart bzw. Artefaktart einer bestimmten Stärke in den Messdaten bzw. Prüfdaten stört, indem eine schwellwertbasierte Segmentierung in die Basismaterialien des Werkstücks erfolgt, und anhand der Auswertung des Anteils bzw. der Anzahl der dabei fehlsegmentierten Voxel ein Qualitätsmaß ermittelt wird. Bei Überschreiten eines Kriteriums (z.B. mehr als 0,1% der Voxel wurden aufgrund des erkannten bzw. des simulierten Artefakts falsch segmentiert) wird das Vorliegen des Artefaktes festgestellt und eine Korrekturempfehlung (als Label für das Lernziel) im Sinne eines Ja-Nein-Szenarios zugeordnet.The aforementioned incorrect segmentation of the voxels represents an exemplary embodiment of the invention in relation to the assessment of whether and to what extent a type of artifact is present in the measurement data. To this end, it is assessed whether an artifact type or an artifact type of a certain strength detected in the measurement data or activated in the test data during training is disturbing the measurement data or test data by performing a threshold-based segmentation in the base materials of the workpiece and determining a quality measure based on the evaluation of the proportion or number of voxels that were incorrectly segmented. If a criterion is exceeded (e.g. more than 0.1% of the voxels were incorrectly segmented due to the detected or simulated artifact), the presence of the artifact is determined and a correction recommendation (as a label for the learning goal) is assigned in the sense of a yes-no scenario.
Hervorzuheben ist des Weiteren, dass der lernbasierte Algorithmus ein einzelnes Netz für alle Artefaktarten oder mehrere Netze für die verschiedenen Artefaktarten umfasst und entsprechend trainiert wird, insbesondere jedes Netz auf jeweils eine Artefaktart trainiert wird.It should also be emphasized that the learning-based algorithm comprises a single network for all artifact types or several networks for the different artifact types and is trained accordingly, in particular each network is trained on one artifact type at a time.
Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass der lernbasierte Algorithmus trainiert wird mit mehreren Sätzen von Prüfdaten, die sich dadurch unterscheiden, dass einzelne Artefaktarten vorliegen oder nicht vorliegen oder in ihrer Stärke unterschiedlich vorliegen, und dass den Sätzen von Prüfdaten mit vorliegenden Artefaktarten Korrekturmaßnahmen zugeordnet sind, die die Identification-Software bei Vorliegen des entsprechenden Artefakts vorschlägt.The invention is also characterized in that the learning-based algorithm is trained with several sets of test data which differ in that individual artifact types are present or not present or are present in different degrees of severity, and that the sets of test data with present artifact types are assigned corrective measures which the identification software suggests when the corresponding artifact is present.
Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Identification-Software aus den Messdaten zumindest ein Durchstrahlungsbild aus den Durchstrahlungsbilddaten und/oder zumindest ein Schnittbild durch die Volumendaten und/oder mindestens einen Kennwert für die Aufnahmegeometrie der computertomografischen Messung und/oder zumindest einen Einstellparameter der computertomografischen Messung als Eingangsdatum verarbeitet.In particular, the invention is characterized in that the identification software processes at least one radiographic image from the radiographic image data and/or at least one sectional image through the volume data and/or at least one characteristic value for the acquisition geometry of the computed tomographic measurement and/or at least one setting parameter of the computed tomographic measurement as input data from the measurement data.
Aufnahmegeometriekennwerte sind beispielsweise die Lage der Strahlungsquelle wie Röntgenquelle, des Detektors und der Drehachse des Drehtischs zueinander, insbesondere der Quelle-Detektor-Abstand FDD (focus to detector distance), der Quelle-Objekt-Abstand FOD (focus to objekt distance; wobei FOD im Allgemeinen des Abstand zur Drehachse angibt, um die das Werkstück gedreht wird), die Vergrößerung FDD / FOD und der Kegelwinkel der vom Detektor empfangenen Teil der Strahlung der Quelle. Bei komplexeren Trajektorien, also Bewegungen der Komponenten Quelle, Detektor und Werkstück (bzw. Objekt) während der Computertomografie zueinander, können weitere Aufnahmegeometriekennwerte hinzukommen, die diese Bewegung charakterisieren.Examples of acquisition geometry parameters are the position of the radiation source such as the X-ray source, the detector and the rotation axis of the turntable relative to one another, in particular the source-detector distance FDD (focus to detector distance), the source-object distance FOD (focus to object distance; where FOD generally indicates the distance to the rotation axis around which the workpiece is rotated), the magnification FDD / FOD and the cone angle of the part of the source's radiation received by the detector. In the case of more complex trajectories, i.e. movements of the components source, detector and workpiece (or object) relative to one another during computed tomography, additional acquisition geometry parameters can be added that characterize this movement.
Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass das Training des neuronalen Netzes einem supervised training entspricht und Eingangs- und Zieldaten (Templatedaten) Simulationsdaten der computertomografischen Messung sind und/oder Eingangs- und Zieldaten gemessenen computertomografische Messdaten (Referenz-Messdaten) sind.Preferably, the training of the neural network corresponds to a supervised training and input and target data (template data) are simulation data of the computer-aided mographic measurement and/or input and target data are measured computed tomographic measurement data (reference measurement data).
Hervorzuheben ist des Weiteren, dass das Training des neuronalen Netzes einem unsupervised training entspricht, beispielsweise im Rahmen eines adversarial networks, und Eingangs- und Zieldaten (Templatedaten) Simulationsdaten der computertomografischen Messung sind und/oder Eingangs- und Zieldaten gemessenen computertomografische Messdaten (Referenz-Messdaten) sind, wobei diese nicht zwangsläufig gepaart vorliegen müssen.It should also be emphasized that the training of the neural network corresponds to an unsupervised training, for example in the context of an adversarial network, and the input and target data (template data) are simulation data of the computed tomographic measurement and/or the input and target data are measured computed tomographic measurement data (reference measurement data), whereby these do not necessarily have to be paired.
Zum unsupervised Training sind Ansätze vorgesehen, bei denen ein Netz nicht basierend auf „Input A -> Erzeuge Output A -> Vergleiche Output A mit Ziel A -> Optimiere Netzparameter“ abläuft (dies entspricht einem supervised training). Dazu gibt es Ansätze, in denen ein Netz aus Input A -> Output A erzeugt, und dieses mit Hilfe eines zweiten Netzes trainiert wird, das bewertet ob Output A gut ist. Das zweite Netzwerk hat nur TemplateDaten B,C,D zur Kenntnis bekommen, die mit Input A nichts zu tun haben, aber anhand derer es bestimmen kann, ob z.B. computertomografische Volumendaten artefaktfrei sind.For unsupervised training, approaches are provided in which a network does not run based on "Input A -> Generate Output A -> Compare Output A with Target A -> Optimize Network Parameters" (this corresponds to supervised training). There are also approaches in which a network is generated from Input A -> Output A, and this is trained with the help of a second network that evaluates whether Output A is good. The second network has only been given template data B, C, D, which have nothing to do with Input A, but which it can use to determine whether, for example, computed tomography volume data is free of artifacts.
Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass der Korrekturvorschlag unter Berücksichtigung der Einschränkung auf einen oder mehrere ausgewählte Bereiche oder Merkmale des Werkstücks und/oder eine oder mehrere Messaufgaben an dem Werkstück erfolgt, beispielsweise optimale Bildqualität für einen lokalen Bereich oder maximale Messzeit der erneuten computertomografischen Messung oder maximale Dauer für die Anwendung der empfohlenen Korrekturmaßnahme berücksichtigt oder hinsichtlich dieser optimiert wird.The invention is also characterized in that the correction proposal is made taking into account the restriction to one or more selected areas or features of the workpiece and/or one or more measurement tasks on the workpiece, for example optimal image quality for a local area or maximum measurement time of the new computed tomographic measurement or maximum duration for the application of the recommended corrective measure is taken into account or optimized with regard to this.
Die Erfindung sieht zur Lösung auch eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens vor, die sich dadurch auszeichnet, dass die Vorrichtung eine entsprecht ausgebildete Recheneinheit aufweist.To achieve this, the invention also provides a device for carrying out the method, which is characterized in that the device has a correspondingly designed computing unit.
Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Recheneinheit mit der Steuereinheit für einen Computertomografen verbunden ist und/oder dass die Recheneinheit mit einer Einrichtung wie Offline-PC zur Erstellung von Messprogrammen für einen Computertomografen und/oder zur Auswertung von Messdaten, insbesondere Korrektur von Messdaten eines Computertomografen, verbunden ist.In particular, the invention is characterized in that the computing unit is connected to the control unit for a computer tomograph and/or that the computing unit is connected to a device such as an offline PC for creating measurement programs for a computer tomograph and/or for evaluating measurement data, in particular correcting measurement data from a computer tomograph.
Gegenstand einer selbstständigen Erfindung ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von Röntgenstrahlung und ein Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung, insbesondere in einem Computertomografen bzw. Computertomografiesensor (CT-Sensor), besonders bevorzugt in einem Koordinatenmessgerät (KMG) mit Computertomografen bzw. Computertomografiesensor (CT-Sensor).The subject matter of an independent invention is a device for generating X-rays and a method for operating the device, in particular in a computer tomograph or computer tomography sensor (CT sensor), particularly preferably in a coordinate measuring machine (CMM) with a computer tomograph or computer tomography sensor (CT sensor).
Als Vorrichtungen zur Erzeugung von Röntgenstrahlung sind Röntgenröhren (Röhre) mit Reflexionstarget oder Transmissionstarget bekannt. Für den Einsatz dieser Röhren in CT-Sensoren, beispielsweise zur Materialinspektion, oder in KMGs mit CT-Sensor, beispielsweise zur Materialinspektion und/oder dimensionellen Messung von Werkstückgeometrien spielt die räumliche Drift der Lage des die Röntgenstrahlung abgebenden Brennflecks auf dem Target eine entscheidende Rolle für die erreichbare Messgenauigkeit. Ausgelöst wird diese Drift durch zeitlich nicht konstante Erwärmung der Anode der Röhre. In der Folge verlagert sich das Target und damit der Brennfleck, beispielsweise in der Richtung, in der der Beschuss durch die Elektronen erfolgt, die beim Auftreffen auf das Target den Brennfleck erzeugen. Erfolgt dieses Auftreffen auf ein schräg gestelltes Target (Reflexionstarget), verschiebt sich durch die Verlagerung des Targets der Brennfleck und damit der entstehende Röntgenstrahl quer zur Reflexionsrichtung. Beim Betrieb der Röhre verlagert sich also der Brennfleck und es kommt zu Messabweichungen. Beispiele für die Veränderung der thermischen Situation der Anode sind:
- - Einschaltvorgang: Hier muss das thermische Gleichgewicht erst abgewartet werden. Erst dann nimmt der Brennfleck die Position wie beim Einmessen des CT-Sensors ein. Weitere Drift ist dann nur noch durch Fluktuation der eingestellten Leistung (Rauschen) oder der Kühlung zu erwarten.
- - Änderung der eingestellten Leistung der Röhre: Nach Abwarten des thermischem Gleichgewichts ergibt sich ggf. eine andere Brennfleckposition, da eine andere Leistung vorliegt als beim Einmessen des CT-Sensors. Zur Vermeidung dieses Effektes wäre ein Einmessen bei unterschiedlichen Leistungen notwendig. Dies wäre sehr aufwändig.
- - Fluktuation der eingestellten Leistung (Rauschen) oder der Kühlung beim Betrieb der Röhre
- - Switch-on process: Here, thermal equilibrium must first be reached. Only then does the focal spot assume the position it was in when the CT sensor was calibrated. Further drift is then only to be expected due to fluctuations in the set power (noise) or cooling.
- - Changing the set power of the tube: After waiting for thermal equilibrium, a different focal spot position may result because the power is different from that when the CT sensor was calibrated. To avoid this effect, calibration would be necessary at different power levels. This would be very time-consuming.
- - Fluctuation of the set power (noise) or cooling during operation of the tube
Zur Korrektur dieser Drifteffekte sind folgende Methoden bekannt:
- - Abwarten des thermischen Gleichgewichts nach Veränderung der thermischen Situation.
- - Nachstellen der Lage der Anode oder des Auftreffpunktes des Elektronenstrahls auf Basis einer wiederholten Messung der Lage einer Referenz (z.B. Kugel) auf dem Detektor des CT-Sensors (ggf. auch CT der Kugel, um Lageverschiebung des Brennflecks in Strahlrichtung zu ermitteln)
- - Diverse Verfahren zur Korrektur der Brennfleckverschiebung durch Mitmessen einer Referenz (Driftkugel) oder Messung der Referenz vor und nach der Messung oder vorab Schnell-CT zur Ermittlung von Stützstellen zur nachträglichen Korrektur der eigentlichen CT-Messung. Diese Korrekturverfahren sind Inhalt folgender Schriften der Anmelderin:
DE102010000473 DE102015101378 DE102015121127 DE102017100594
- - Waiting for thermal equilibrium after a change in the thermal situation.
- - Adjustment of the position of the anode or the point of impact of the electron beam based on a repeated measurement of the position of a reference (e.g. sphere) on the detector of the CT sensor (if necessary also CT of the sphere to determine the position shift of the focal spot in the beam direction)
- - Various methods for correcting the focal spot shift by measuring a reference (drift sphere) or measuring the reference before and after the measurement or by conducting a rapid CT beforehand to determine support points for subsequent correction of the actual CT measurement. These correction methods are contained in the following documents by the applicant:
DE102010000473 DE102015101378 DE102015121127 DE102017100594
Nachteilig ist bei all diesen Verfahren jedoch, dass das Warmlaufen der Röhre abgewartet werden muss und die Brennfleckdrift messtechnisch bestimmt werden muss. Für eine genaue Echtzeitkorrektur der Brennfleckdrift muss eine raumstabile Referenz während der Messung mitgemessen werden, wodurch der Messbereich eingeschränkt wird. Diese Verfahren sind aufwändig, meist zeitintensiv und die verbleibende Drift hängt von der Genauigkeit der Korrekturmaßnahmen ab.The disadvantage of all these methods, however, is that you have to wait for the tube to warm up and then measure the focal spot drift. For an accurate real-time correction of the focal spot drift, a spatially stable reference must be measured during the measurement, which limits the measurement range. These methods are complex, usually time-consuming, and the remaining drift depends on the accuracy of the correction measures.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, im Vergleich zum Stand der Technik einfachere und genauere Verfahren bzw. dafür geeignete Vorrichtungen anzugeben, mit denen eine Echtzeitkompensation der Brennfleckdrift einer Röntgenröhre eines CT-Sensors ermöglicht wird, welche durch thermisch bedingte Veränderungen innerhalb der Röntgenröhre, insbesondere der Lage der Anode ausgelöst werden. Vorzugsweise soll diese Kompensation auch für den Aufwärmvorgang einsetzbar sein. Aufgabe ist es auch, eine schnellere genaue Messung mit dem CT-Sensor zu ermöglichen.A further object of the present invention is therefore to provide simpler and more precise methods or devices suitable for this purpose compared to the prior art, with which real-time compensation of the focal spot drift of an X-ray tube of a CT sensor is made possible, which is triggered by thermally induced changes within the X-ray tube, in particular the position of the anode. Preferably, this compensation should also be usable for the warm-up process. It is also the object to enable faster, more precise measurement with the CT sensor.
Zur Lösung sieht die Erfindung eine Ausführung der Anode und/oder einer diese aufnehmenden Haltevorrichtung durch ein Design vor, bei dem die thermisch bedingte Veränderung der Lage des Brennflecks durch einen zusätzlich eingebrachten Bereich kompensiert wird, beispielsweise durch Nutzung eines Bimetalleffektes, insbesondere wird die Ausführung der Anode selbst als Bimetall realisiert.To solve this problem, the invention provides an embodiment of the anode and/or a holding device receiving it by a design in which the thermally induced change in the position of the focal spot is compensated by an additionally introduced region, for example by using a bimetallic effect, in particular the embodiment of the anode itself is realized as a bimetal.
Für den Fall eines Reflexionstargets ist vorgesehen, dass die Anode aus einem Bimetall-Streifen ausgeführt wird bzw. die Haltevorrichtung einen Bimetall-Streifen aufweist, dessen Längsrichtung parallel zum Elektronenstrahl verläuft.In the case of a reflection target, it is intended that the anode is made of a bimetallic strip or that the holding device has a bimetallic strip whose longitudinal direction runs parallel to the electron beam.
Auch wenn die vorgeschlagene Lösung vorrangig für Reflexionstargets vorgesehen ist, ist ebenso eine Anwendung für Transmissionstargets Teil der Erfindung. Zur Lösung ist dabei vorgesehen, dass die Haltevorrichtung zumindest einen Bimetall-Streifen aufweist, dessen Längsrichtung parallel versetzt (außermittig) zum Elektronenstrahl angeordnet ist. Insbesondere ein temperaturbedingtes Verkippen des Targets und die daraus resultierende Brennfleckverlagerung kann damit kompensiert werden.Even if the proposed solution is primarily intended for reflection targets, an application for transmission targets is also part of the invention. The solution is provided for the holding device to have at least one bimetallic strip, the longitudinal direction of which is arranged offset parallel (off-center) to the electron beam. In particular, a temperature-related tilting of the target and the resulting focal spot shift can be compensated for in this way.
Ziel ist es, dass die bei der Erwärmung auftretende Ausdehnung bzw. Verlagerung der Anode, und damit des Targets, durch Ausführung als Bimetall keinen Einfluss auf die Lage des Brennflecks hat. Dieser bleibt also ortsfest. Vorzugsweise wird das Target, vorzugsweise mit der Anode zusammen, im kalten Zustand entsprechend so verlagert und/oder schief im Vergleich zum gewollten warmen Betriebszustand angeordnet, dass bei der Wirkung des Bimetalleffektes, also im warmen Zustand eine gewollte Winkellage des Targets zum Elektronenstrahl vorliegt, zum Beispiel 45° im Fall eines Reflexionstargets, so dass die gewünschte Hauptabstrahlrichtung des Röntgenstrahls erzielt wird.The aim is that the expansion or displacement of the anode, and thus of the target, which occurs during heating, has no influence on the position of the focal spot by designing it as a bimetal. This means that the focal spot remains stationary. The target, preferably together with the anode, is preferably displaced and/or arranged at an angle in the cold state compared to the desired warm operating state so that when the bimetal effect takes effect, i.e. when the target is warm, the target is at the desired angle to the electron beam, for example 45° in the case of a reflection target, so that the desired main radiation direction of the X-ray beam is achieved.
Zur Umsetzung des Verfahrens zum Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung und zur Dimensionierung der Vorrichtung ist es vorgesehen, dass ein analytisches Modell der Erwärmung der Anode bzw. der Haltevorrichtung erfolgt und/oder die Verlagerung bei Erwärmung messtechnisch erfasst wird. Hierzu wird zunächst der Fall untersucht, wie sich die Anode bzw. die Haltevorrichtung und damit der Brennfleck ohne die Bimetall-Ausführung verlagert. Darauf basierend erfolgt die Dimensionierung des Bimetalls, insbesondere die Auswahl der geeigneten Materialien und die Länge der Komponenten des Bimetall-Streifens. Anschließend wir die Vorrichtung mit integriertem Bimetall-Streifen einer messtechnischen Überprüfung unterzogen, wobei die verbleibende Brennfleckdrift bei Erwärmung der Anode bei unterschiedlichen Leistungen ermittelt wird. Diese sollte möglichst gering sein. Gegebenenfalls ist auch vorgesehen, auf der Basis dieser Untersuchungen die Dimensionierung anzupassen. Auch vorgesehen ist, dass gegebenenfalls verbleibende, beispielsweise statistische Drifteinflüsse durch die bekannten Korrekturverfahren korrigiert werden.To implement the method for operating the device according to the invention and to dimension the device, it is intended that an analytical model of the heating of the anode or the holding device is carried out and/or the displacement during heating is measured. To do this, the case of how the anode or the holding device and thus the focal spot shifts without the bimetal design is first examined. The bimetal is dimensioned on this basis, in particular the selection of suitable materials and the length of the components of the bimetal strip. The device with integrated bimetal strip is then subjected to a metrological test, whereby the remaining focal spot drift is determined when the anode is heated at different power levels. This should be as low as possible. If necessary, it is also intended to adapt the dimensioning on the basis of these investigations. It is also intended that any remaining drift influences, for example statistical drift, are corrected using the known correction methods.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung von Röntgenstrahlung (Röntgenröhre), umfassend zumindest eine Elektronenquelle (Kathode) in einer Vakuumkammer und ein zur Erzeugung von Röntgenstrahlung ausgelegtes, von einer Anode ausgehendes Target, auf dem bei der Bestrahlung mit den Elektronen (Elektronenstrahl) aus der Kathode ein die Röntgenstrahlung abgebender Brennfleck entsteht, wobei die Anode mit dem Target von einer Haltevorrichtung ausgehen, die innerhalb oder außerhalb der Vakuumkammer der Röntgenröhre angeordnet und mit dieser direkt oder indirekt über ein Verbindungselement (16) verbunden ist, zeichnet sich dadurch aus, dass die Anode und/oder die Haltevorrichtung zumindest einen Bereich aufweist, der die aufgrund der bei Temperaturänderung der Anode und/oder der Haltevorrichtung auftretende Verlagerung des Brennflecks in zumindest einer vorgegebenen Richtung durch Verlagerung des Targets bei Temperaturänderung kompensiert.A device according to the invention for generating X-rays (X-ray tube), comprising at least one electron source (cathode) in a vacuum chamber and a target designed to generate X-rays, emanating from an anode, on which a focal spot emitting X-rays is formed when irradiated with the electrons (electron beam) from the cathode, wherein the anode and the target emanate from a holding device which is arranged inside or outside the vacuum chamber of the X-ray tube and is connected to it directly or indirectly via a connecting element (16), is characterized in that the anode and/or the holding device has at least one region which compensates for the displacement of the focal spot in at least one given direction by moving the target when the temperature changes.
Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass der Bereich der Anode und/oder der Haltevorrichtung zumindest zwei Streifen unterschiedlichen Materials aufweist, die einen Bimetall-Streifen bilden, vorzugsweise die Anode aus dem Bimetallstreifen besteht. In particular, the invention is characterized in that the region of the anode and/or the holding device has at least two strips of different material which form a bimetallic strip, preferably the anode consists of the bimetallic strip.
Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass das Target als Reflexionstarget ausgebildet ist und die Längsrichtung des Bimetall-Streifens parallel zur Richtung des Elektronenstrahls verläuft.Preferably, the target is designed as a reflection target and the longitudinal direction of the bimetallic strip runs parallel to the direction of the electron beam.
Hervorzuheben ist des Weiteren, dass das Target als Transmissionstarget ausgebildet ist und die Längsrichtung des Bimetall-Streifens parallel versetzt zur Richtung des Elektronenstrahls verläuft.It should also be emphasized that the target is designed as a transmission target and the longitudinal direction of the bimetallic strip runs parallel to the direction of the electron beam.
Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass die Winkellage des Target im kalten Zustand im Vergleich zur Solllage im warmen Zustand im Betrieb der Röntgenröhre so angepasst wird, dass durch die Verkippung aufgrund des Bimetalleffektes im warmen Zustand die Solllage eingenommen wird.The invention is also characterized in that the angular position of the target in the cold state is adjusted in comparison to the desired position in the warm state during operation of the X-ray tube in such a way that the desired position is assumed by the tilting due to the bimetal effect in the warm state.
Nach einem besonders hervorzuhebenden Vorschlag ist vorgesehen, dass die Röntgenröhre in einem Computertomografen eingesetzt wird oder dass die Röntgenröhre in einem Koordinatenmessgerät mit Computertomografiesensor (CT-Sensor), vorzugsweise Multisensor-Koordinatenmessgerät zusammen mit weiteren Sensoren wie beispielsweise taktilen, taktil-optischen und/oder optischen Sensoren, eingesetzt wird.According to a particularly noteworthy proposal, the X-ray tube is intended to be used in a computer tomography scanner or in a coordinate measuring machine with a computer tomography sensor (CT sensor), preferably a multi-sensor coordinate measuring machine together with other sensors such as tactile, tactile-optical and/or optical sensors.
Die Erfindung sieht zur Lösung auch ein Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung von Röntgenstrahlen vor, das sich dadurch auszeichnet, dass die Röntgenröhre in einem Computertomografen oder in einem Koordinatenmessgerät mit Computertomografiesensor (CT-Sensor) betrieben wird, um Werkstücke zu messen, insbesondere um Merkmale im Werkstückinneren wie beispielsweise Einschlüsse, Lunker und/oder Fasern, und/oder geometrische Merkmale dimensionell zu bestimmen.To achieve this, the invention also provides a method for operating the device according to the invention for generating X-rays, which is characterized in that the X-ray tube is operated in a computer tomograph or in a coordinate measuring machine with a computer tomography sensor (CT sensor) in order to measure workpieces, in particular in order to dimensionally determine features in the interior of the workpiece, such as inclusions, cavities and/or fibers, and/or geometric features.
Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Ausführung des Bereichs zur Kompensation der Brennfleckdrift auf der Basis eines thermischen Modells der temperaturbedingten Ausdehnung der Anode und/oder der Haltevorrichtung oder durch messtechnische Bestimmung dieser Ausdehnung erfolgt.In particular, the invention is characterized in that the area for compensating the focal spot drift is designed on the basis of a thermal model of the temperature-related expansion of the anode and/or the holding device or by measuring this expansion.
Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass verbleibende Brennfleckdrift durch bekannte Verfahren korrigiert wird.Preferably, remaining focal spot drift is corrected by known methods.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmale - für sich und/oder in Kombination - sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung der Figuren.Further details, advantages and features of the invention emerge not only from the claims, the features to be derived therefrom - individually and/or in combination - but also from the following description of the figures.
Es zeigen:
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1 eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Korrektur von Artefakten in Messdaten einer Computertomografie mittels eines auf Vorwissen basierenden computerimplementierten Verfahrens und -
2 eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kompensation der Brennfleckdrift einer Röntgenröhre.
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1 an embodiment of the method according to the invention for correcting artifacts in measurement data of a computer tomography by means of a computer-implemented method based on prior knowledge and -
2 an embodiment of the device according to the invention for compensating the focal spot drift of an X-ray tube.
Anhand der
Anhand der
Im oberen Bereich der
Im unteren Bereich der
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 7,400,704 [0004]US 7,400,704 [0004]
- DE102020102849 [0004]DE102020102849 [0004]
- DE102010000473 [0046]DE102010000473 [0046]
- DE102015101378 [0046]DE102015101378 [0046]
- DE102015121127 [0046]DE102015121127 [0046]
- DE102017100594 [0046]DE102017100594 [0046]
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