Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM
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MAVIkit für Tool IP – Ihr Werkzeugkasten für die 3D-Bildanalyse

Tool IP goes 3D

Sie nutzen unsere Software zur Lösung Ihrer komplexen Bildanalyseaufgaben oder planen dies? Gehören dabei 3D-Bilder zu den Herausforderungen? Dann ergänzen Sie direkt ToolIP mit unserer MAVIkit-Toolbox. MAVIkit bietet ToolIP-Plugins zum Verarbeiten und Analysieren von 3D-Bilddaten, die mit tomographischen oder seriellen Schnittmethoden wie Computertomographie oder FIB-SEM erzeugt werden. Alle MAVIkit-Plugins arbeiten in drei Dimensionen. Die Algorithmen von MAVIkit sind von uns für Volumenbilder von Mikrostrukturen entwickelt und konzentrieren sich auf die Analyse von komplexen räumlichen Geometrien.

Funktionalität von MAVI auf Ihre Bedürfnisse angepasst

Wenn Ihnen die 3D-Bildverarbeitungs- und Geometrieanalysefunktionalitäten von MAVI bereits zusagen, Sie aber das Scripting vermissen oder es mit Ihren eigenen Lösungen kombinieren möchten, dann ist das MAVIkit für ToolIP optimal. MAVIkit stellt die Volumenbildverarbeitungs- und -analysealgorithmen von MAVI direkt als Plugins für das grafische Algorithmenentwicklungswerkzeug ToolIP zur Verfügung.

Dies ermöglicht Ihnen das schnelle Erstellen komplexer, individueller Lösungen für Ihre 3D-Bildanalyseaufgaben, und über das SDK von ToolIP können ganz einfach eigene Algorithmen oder die von Drittanbietern integriert werden. Der grafisch gestaltete Algorithmus kann zudem auch im Batch-Modus angewendet oder von Ihrem Programm aus aufgerufen werden.

Der MAVIkit-Baukasten

MAVIkit ist der Werkzeugkasten für die 3D-Bildanalyse für ToolIP. MAVIkit bietet Ihnen eine breite Palette von Algorithmen zur Verarbeitung und Analyse von Volumenbilddaten und kann innerhalb des ToolIP-Frameworks eingesetzt werden. Die Algorithmen können auch für 2D-Bilder verwendet werden.

Derzeit enthält MAVIkit die folgenden Module:

  • Laden/Schreiben von 3D-Bilddaten
  • Lineare Filter
  • Segmentierung (globale und lokale adaptive Schwellwert-Verfahren,
    Labelling)
  • Transformation (einfache und komplexe morphologische Transformationen, Distanztransformationen)
  • Arithmetik (unäre und binäre Punktoperationen)
  • Hilfsprogramme, Typumwandlung, etc.
  • Analyse (FieldFeatures, ObjectFeatures, SubfieldFiberDirections)
  • Datenverarbeitung
  • Komplexe Analysefunktionen:
    • SubfieldFiberDirections (lokale Faserorientierungsanalyse, Orientierungstensoren)
    • CellReconstruction (Zellzerlegung des Porenraums von Schäumen) 

In Kombination mit den Objektmerkmalen ermöglicht die Zellrekonstruktion die Bestimmung empirischer Verteilungen geometrischer Merkmale von Schaumzellen.

ToolIP – Tool for Image Processing
© Fraunhofer ITWM
ToolIP – Tool for Image Processing
MAVIkit
© Fraunhofer ITWM
ToolIP-Graph mit MAVIkit-Knoten zur bildanalytischen Rekonstruktion des Zellsystems eines offenen Schaums

Mögliche Erweiterungen von MAVIkit 

Der Werkzeugkasten für die 3D-Bildverarbeitung kann jederzeit auf die eigenen Bedürfnisse zum Beispiel mit folgenden Modulen erweitert werden:

  • PointFieldStatistics: 
    bietet, basierend auf den Objektmerkmalen, zusätzliche Funktionen zur Analyse der räumlichen Anordnung der gefundenen Objekte. Verschiedene zusammenfassende Statistiken für zufällige Punktfelder aus der räumlichen Statistik können für die Objektzentren berechnet werden.
  • MeshExport:
    bietet für segmentierte Binärbilder (schwarz-weiß) Oberflächenvernetzung, Netzvereinfachung und Export in einem Schritt.
  • MeshVis:
    erweitert die Funktionalität von MeshExport um eine interaktive Visualisierung.
  • ParticleFeatures:
    erweitert um Analysemöglichkeiten für Bildobjekte, die über den Funktionsumfang von MAVIkits Objektmerkmalen hinausgehen. ParticleFeatures umfasst dabei Länge, Breite und Dicke, abgeleitet aus dem minimalen umhüllenden Quader, maximaler Feret-Durchmesser, maximale lokale Dicke, Streckung und Streckungsindex.

Anwendungsszenarien in der Praxis

MAVIkit ergänzt ToolIPs Algorithmen-Toolbox um 3D-Bildverarbeitung. MAVIkit ermöglicht so die automatische Verarbeitung großer Mengen von Volumendaten mithilfe maßgeschneiderter komplexer Algorithmen.

Glasfaserverstärktes Polymer, diagonale Einträge des Orientierungstensors zweiter Ordnung.
© IVW Kaiserslautern
Glasfaserverstärktes Polymer, diagonale Einträge des Orientierungstensors zweiter Ordnung.
Kugelförmigkeit eines Kornes
© Fraunhofer ITWM
Sphärizität eines Kornes
Offenzelliger Chrom-Nickel Schaumstoff mit Histogramm der Zellgrößen.
© Fraunhofer ITWM
Offenzelliger Chrom-Nickel Schaumstoff mit Histogramm der Zellgrößen.