MAVI – Modular Algorithms for Volume Images

MAVI ist ein Softwaresystem für die Verarbeitung und Analyse von Volumenbildern der komplexen Mikrostruktur von Werkstoffen. Auf Grund seines modularen Aufbaus ist MAVI auch für dreidimensionale Bilder natürlicher Strukturen sofort anwendbar.

MAVI ist besonders für die explorative Analyse der Bilddaten geeignet. Steht die wiederholte Lösung einer Analyseaufgabe für viele gleichartige Datensätze im Vordergrund, ist MAVIkit eine Alternative. MAVIkit stellt die MAVI-Algorithmen zur Nutzung im graphischen Algorithmenentwurfswerkzeug ToolIP zur Verfügung.

 

Charakterisierung der komplexen Geometrie von Mikrostrukturen

MAVIs Kern sind Funktionen zur Charakterisierung der komplexen Geometrie von Mikrostrukturen. Volumen, Oberfläche, Krümmungsintegrale und die Eulerzahl werden für die vollständige Struktur oder für einzelne Objekte bestimmt. Anisotropien und bevorzugte Richtungen werden nicht nur gefunden, sondern auch quantifiziert. Für offenzellige Schäume gibt es eine eigene Analysefunktion.

MAVIs Objektfilter ist ein benutzerfreundliches Modul für die Untersuchung und Klassifizierung von Bildobjekten sowie für die Entfernung von Rauschpartikeln.

MAVI bietet lokale Analysemethoden, z.B. für lokale Porositäts-, Dicken- oder Orientierungsanalyse. Für faserverstärkte Kunststoffe können lokale Faserorientierungstensoren bestimmt werden. 

MAVI Screenshot-Salzanalyse
© ITWM

MAVI Screenshot-Salzanalyse

Anwendungsbeispiele von MAVI

Strukturbeispiele

Dreidimensionale Bilddaten, z.B. mittels Mikro-Computertomografie (µCT) generierte, von Materialstrukturen können mit MAVI analysiert und visualisiert werden.

Rekonstruiertes µCT-Bild eines Faserfilzes
© ITWM

Rekonstruiertes µCT-Bild eines Faserfilzes

3D-Simulation eines glasfaserverstärkten Kunststoffes
© ITWM

Rekonstruiertes µCT-Bild eines glasfaserverstärkten Kunststoffes

Rekonstruiertes µCT-Bild eines Nickel-Chrom-Schaums
© ITWM

Rekonstruiertes µCT-Bild eines Nickel-Chrom-Schaums

Analyseergebnisse

Mit MAVI können verschiedene geometrische Eigenschaften der Materialstruktur untersucht werden.

2D-Schnitt durch das farbkodierte Faserdickenbild des Faserfilzes
© ITWM

2D-Schnitt durch das farbkodierte Faserdickenbild des Faserfilzes

Diagonalenkomponenten des Orientierungstensors
© ITWM

Diagonalenkomponenten des Orientierungstensors im glasverstärkten Kunststoff

Verteilung der Zellgrößen
© ITWM

Verteilung der Zellgrößen im Nickel-Chrom-Schaum

MAVI kann um folgende Module erweitert werden:

  • GrayValueMapping
  • PointFieldStatistics
  • ParticleFeatures
  • MeshExport und MeshVis

 

MAVIkit für ToolIP

Direktes visuelles Feedback nach jedem Verarbeitungsschritt macht MAVI zum perfekten Werkzeug für die explorative Analyse von 3D Bilddaten. Mit Hilfe der MAVIkit Toolbox für ToolIP kann die Verarbeitungs- und Analysefunktionalität von MAVI auch in diesem grafischen Programmierwerkzeug genutzt werden. Das ermöglicht sowohl rapid prototyping für komplexe Algorithmen als auch die Bearbeitung ganzer Verzeichnisse von 3D Bildern auf Knopfdruck.

Die MAVI-Software-Familie

MAVIparticle

Ein Softwarewerkzeug für die Bestimmung von Größen- und Formkenngrößen von Partikeln in 3D Bilddaten.

MAVIfiber2D

Eine Software für die geometrische Charakterisierung von Fasersystemen anhand von REM- oder licht-mikroskopischen Bildern.

MAVIFeelMath

Mit der Erweiterung um FeelMath kann das thermische, elastische oder akustische Materialverhalten und die Permeabilität poröser Materialien berechnet werden.