TY - JOUR A1 - Reuter, T. A1 - Plotzki, David A1 - Borges de Oliveira, F. A1 - Wohlgemuth, F. A1 - Bauer, F. A1 - Ballach, F. A1 - Kimmig, W. A1 - Wagner, G. A1 - Watzl, C. A1 - Weiß, D. A1 - Hausotte, T. T1 - Numerical measurement uncertainty evaluation for X-ray computed tomography using simulations – A first approach to build a digital twin N2 - The ability of industrial X-ray computed tomography (CT) to scan an object with several internal and external features at once causes increasing adoption in dimensional metrology. In order to evaluate the quality of a measurement value, the task-specific measurement uncertainty has to be determined. Currently, VDI/VDE 2630 part 2.1 gives a guideline to determine the uncertainty of CT measurements experimentally by conducting repeated measurements. This is costly and time-consuming. Thus, the aim is to determine the task-specific measurement uncertainty numerically by simulations (e. g. according to the guide to expression of uncertainty in measurement (GUM) Supplement 1). To achieve that, a digital twin is necessary. This contribution presents a simple first approach how a digital twin can be built. In order to evaluate this approach, a study comparing measurements and simulations of different real CT systems was carried out by determining the differences between the measurement results of the digital twin and of the measurement results of the real-world CT systems. The results have shown a moderate agreement between real and simulated data. To improve on this aspect, a standardized method to characterize CT systems and methods to implement CT parameters into the simulation with sufficient accuracy will be developed. N2 - Die industrielle Röntgencomputertomografie (CT) wird durch ihre Fähigkeit, ein Messobjekt mit unterschiedlichen inneren und äußeren Merkmalen auf einmal zu messen, immer häufiger auch in der dimensionellen Messtechnik eingesetzt. Um die Güte eines Messwertes beurteilen zu können, muss die aufgabenspezifische Messunsicherheit ermittelt werden. Mit der Richtlinie VDI/VDE 2630 Blatt 2.1 kann derzeit die aufgabenspezifische Messunsicherheit von CT-Messungen experimentell durch eine Vielzahl an Wiederholmessungen ermittelt werden. Diese Vorgehensweise ist allerdings kosten- und zeitintensiv. Daher wird die Bestimmung der aufgabenspezifischen Messunsicherheit numerisch durch Simulationen angestrebt (z. B. Leitfaden zur Angabe der Unsicherheit beim Messen (GUM) Supplement 1). Um dieses Ziel zu erreichen, ist es notwendig, einen Digitalen Zwilling von der Messung mit dem verwendeten CT-System zu erstellen. Dieser Beitrag stellt einen ersten Ansatz zur Erstellung eines Digitalen Zwillings vor. Um diesen anschließend zu testen, wurden in einem ersten Test mehrere CT-Scans auf verschiedenen Anlagen durchgeführt und anschließend anhand der verfügbaren Parameter simuliert. Um die Qualität des jeweiligen Digitalen Zwillings einschätzen zu können, wurden die Abweichungen der resultierenden Messwerte von ihren jeweiligen Sollwerten miteinander verglichen. Die Ergebnisse zeigten eine bedingte Übereinstimmung zwischen realen und simulierten Daten. Um diese zu verbessern, wird eine standardisierte Methode zur Charakterisierung der realen CT-Systeme angestrebt. Darüber hinaus sollten Methoden entwickelt werden, die Charakterisierungsparameter in einer Simulationsumgebung hinreichend genau umzusetzen. KW - Computed tomography KW - Measurement uncertainty KW - Simulation KW - Digital twin PY - 2022 DO - https://doi.org/10.1515/teme-2022-0025 SP - 1 EP - 16 PB - De Gruyter CY - Berlin AN - OPUS4-55428 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Alekseychuk, V. O. A1 - Kupsch, Andreas A1 - Plotzki, D. A1 - Bellon, Carsten A1 - Bruno, Giovanni T1 - Simulation-Assisted Augmentation of Missing Wedge and Region-of-Interest Computed Tomography Data N2 - This study reports a strategy to use sophisticated, realistic X-ray Computed Tomography (CT) simulations to reduce Missing Wedge (MW) and Region-of-Interest (RoI) artifacts in FBP (Filtered Back-Projection) reconstructions. A 3D model of the object is used to simulate the projections that include the missing information inside the MW and outside the RoI. Such information augments the experimental projections, thereby drastically improving the reconstruction results. An X-ray CT dataset of a selected object is modified to mimic various degrees of RoI and MW problems. The results are evaluated in comparison to a standard FBP reconstruction of the complete dataset. In all cases, the reconstruction quality is significantly improved. Small inclusions present in the scanned object are better localized and quantified. The proposed method has the potential to improve the results of any CT reconstruction algorithm. KW - Computed tomography KW - Missing wedge KW - Region of interest KW - Augmented data KW - CT simulation KW - aRTist PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-593799 UR - https://www.mdpi.com/2313-433X/10/1/11 DO - https://doi.org/10.3390/jimaging10010011 SN - 2313-433X VL - 10 IS - 1 SP - 1 EP - 15 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-59379 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -