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Multi-dimensional reconstruction of internal defects in additively manufactured steel using photothermal super resolution combined with virtual wave based image processing

  • We combine three different approaches to greatly enhance the defect reconstruction ability of active thermographic testing. As experimental approach, laser-based structured illumination is performed in a step-wise manner. As an intermediate signal processing step, the virtual wave concept is used in order to effectively convert the notoriously difficult to solve diffusion-based inverse problem into a somewhat milder wavebased inverse problem. As a final step, a compressed-sensing based optimization procedure is applied which efficiently solves the inverse problem by making advantage of the joint sparsity of multiple blind measurements. To evaluate our proposed processing technique, we investigate an additively manufactured stainless steel sample with eight internal defects. The concerted super resolution approach is compared to conventional thermographic reconstruction techniques and shows an at least four times better spatial resolution.

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Metadaten
Autoren/innen:Samim Ahmadi, G. Thummerer, S. Breitwieser, G. Mayr, Julien Lecompagnon, P. Jung, G. Caire, Mathias Ziegler
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):IEEE Transactions on Industrial Informatics
Jahr der Erstveröffentlichung:2021
Organisationseinheit der BAM:8 Zerstörungsfreie Prüfung
8 Zerstörungsfreie Prüfung / 8.7 Thermografische Verfahren
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Erste Seite:1
Letzte Seite:10
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Freie Schlagwörter:ADMM; Active thermography; Additive manufacturing; Block regularization; Internal defects; Joint sparsity; Laser excitation; Multi-dimensional reconstruction; Pphotothermal super resolution; Stainless steel; Virtual waves
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Analytical Sciences
Analytical Sciences / Zerstörungsfreie Prüfung und Spektroskopie
DOI:https://doi.org/10.1109/TII.2021.3054411
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-525330
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:29.04.2021
Referierte Publikation:Nein
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM