TY - GEN A1 - Kober, Cornelia A1 - Sader, Robert A1 - Zeilhofer, Hans-Florian A1 - Prohaska, Steffen A1 - Zachow, Stefan A1 - Deuflhard, Peter T1 - Anisotrope Materialmodellierung für den menschlichen Unterkiefer N2 - Im Rahmen der biomechanischen Simulation knöcherner Organe ist die Frage nach einer befriedigenden Materialbeschreibung nach wie vor ungelöst. Computertomographische Datensätze liefern eine räumliche Verteilung der (Röntgen-)Dichte und ermöglichen damit eine gute Darstellung der individuellen Geometrie. Weiter können die verschiedenen Materialbestandteile des Knochens, Spongiosa und Kortikalis, voneinander getrennt werden. Aber die richtungsabängige Information der Materialanisotropie ist verloren. In dieser Arbeit wird ein Ansatz für eine anisotrope Materialbeschreibung vorgestellt, die es ermöglicht, den Einfluss der individuellen knöchernen Struktur auf das makroskopische Materialverhalten abzuschätzen. T3 - ZIB-Report - 01-31 KW - menschlicher Unterkiefer KW - Simulation mit der Methode der finiten Elemente KW - innerer Aufbau des Knochens KW - anisotrope Elastizität Y1 - 2001 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:0297-zib-6574 ER - TY - GEN A1 - Rosanwo, Olufemi A1 - Petz, Christoph A1 - Prohaska, Steffen A1 - Hotz, Ingrid A1 - Hege, Hans-Christian T1 - Dual Streamline Seeding - Method and Implementation N2 - This work introduces a novel streamline seeding technique based on dual streamlines that are orthogonal to the vector field, instead of tangential. The greedy algorithm presented here produces a net of orthogonal streamlines that is iteratively refined resulting in good domain coverage and a high degree of continuity and uniformity. The algorithm is easy to implement and efficient, and it naturally extends to curved surfaces. N2 - In dieser Arbeit wird eine neue Strategie zur Platzierung von Stromlinien vorgestellt. Hierzu werden zusätzliche duale Stromlinien verwendet, die --im Gegensatz zur üblichen Definition-- orthogonal zum Vektorfeld verlaufen. Der vorgestellte Greedy-Algorithmus berechnet ein Netz aus orthogonalen Stromlinien, welches iterativ verfeinert wird, was zu einer guten Abdeckung der Domäne und einer gleichmäßigen Verteilung der Stromlinien führt. Es handelt sich um einen einfach zu implementierenden und effizienten Algorithmus, der direkt auf gekrümmten Oberflächen anwendbar ist. T3 - ZIB-Report - 08-49 Y1 - 2008 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:0297-zib-11032 SN - 1438-0064 ER - TY - GEN A1 - Paetsch, Olaf A1 - Baum, Daniel A1 - Ebell, Gino A1 - Ehrig, Karsten A1 - Heyn, Andreas A1 - Meinel, Dietmar A1 - Prohaska, Steffen T1 - Korrosionsverfolgung in 3D-computertomographischen Aufnahmen von Stahlbetonproben N2 - Kurzfassung. Durch die Alkalität des Betons wird Betonstahl dauerhaft vor Korrosion geschützt. Infolge von Chlorideintrag kann dieser Schutz nicht länger aufrechterhalten werden und führt zu Lochkorrosion. Die zerstörungsfreie Prüfung von Stahlbetonproben mit 3D-CT bietet die Möglichkeit, eine Probe mehrfach gezielt vorzuschädigen und den Korrosionsfortschritt zu untersuchen. Zur Quantifizierung des Schädigungsgrades müssen die bei dieser Untersuchung anfallenden großen Bilddaten mit Bildverarbeitungsmethoden ausgewertet werden. Ein wesentlicher Schritt dabei ist die Segmentierung der Bilddaten, bei der zwischen Korrosionsprodukt (Rost), Betonstahl (BSt), Beton, Rissen, Poren und Umgebung unterschieden werden muss. Diese Segmentierung bildet die Grundlage für statistische Untersuchungen des Schädigungsfortschritts. Hierbei sind die Änderung der BSt-Geometrie, die Zunahme von Korrosionsprodukten und deren Veränderung über die Zeit sowie ihrer räumlichen Verteilung in der Probe von Interesse. Aufgrund der Größe der CT-Bilddaten ist eine manuelle Segmentierung nicht durchführbar, so dass automatische Verfahren unabdingbar sind. Dabei ist insbesondere die Segmentierung der Korrosionsprodukte in den Bilddaten ein schwieriges Problem. Allein aufgrund der Grauwerte ist eine Zuordnung nahezu unmöglich, denn die Grauwerte von Beton und Korrosionsprodukt unterscheiden sich kaum. Eine formbasierte Suche ist nicht offensichtlich, da die Korrosionsprodukte in Beton diffuse Formen haben. Allerdings lässt sich Vorwissen über die Ausbreitung der Korrosionsprodukte nutzen. Sie bilden sich in räumlicher Nähe des BSt (in Bereichen vorheriger Volumenabnahme des BSt), entlang von Rissen sowie in Porenräumen, die direkt am BSt und in dessen Nahbereich liegen. Davon ausgehend wird vor der Korrosionsprodukterkennung zunächst eine BSt-Volumen-, Riss- und Porenerkennung durchgeführt. Dieser in der Arbeit näher beschriebene Schritt erlaubt es, halbautomatisch Startpunkte (Seed Points) für die Korrosionsprodukterkennung zu finden. Weiterhin werden verschiedene in der Bildverarbeitung bekannte Algorithmen auf ihre Eignung untersucht werden. T3 - ZIB-Report - 14-24 KW - Beton KW - Korrosionserkennung KW - Bildverarbeitung KW - Computertomografie KW - concrete KW - corrosiondetection KW - image processing KW - computed tomography Y1 - 2014 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:0297-zib-50912 SN - 1438-0064 ER - TY - GEN A1 - Redemann, Stefanie A1 - Weber, Britta A1 - Möller, Marit A1 - Verbavatz, Jean-Marc A1 - Hyman, Anthony A1 - Baum, Daniel A1 - Prohaska, Steffen A1 - Müller-Reichert, Thomas T1 - The Segmentation of Microtubules in Electron Tomograms Using Amira T2 - Mitosis: Methods and Protocols Y1 - 2014 U6 - https://doi.org/10.1007/978-1-4939-0329-0_12 SP - 261 EP - 278 PB - Springer ER - TY - GEN A1 - Costa, Marta A1 - Ostrovsky, Aaron D. A1 - Manton, James D. A1 - Prohaska, Steffen A1 - Jefferis, Gregory S.X.E. T1 - NBLAST: Rapid, sensitive comparison of neuronal structure and construction of neuron family databases T2 - bioRxiv preprint Y1 - 2015 U6 - https://doi.org/10.1101/006346 ER - TY - GEN A1 - Knötel, David A1 - Seidel, Ronald A1 - Prohaska, Steffen A1 - Dean, Mason N. A1 - Baum, Daniel T1 - Automated Segmentation of Complex Patterns in Biological Tissues: Lessons from Stingray Tessellated Cartilage N2 - Introduction – Many biological structures show recurring tiling patterns on one structural level or the other. Current image acquisition techniques are able to resolve those tiling patterns to allow quantitative analyses. The resulting image data, however, may contain an enormous number of elements. This renders manual image analysis infeasible, in particular when statistical analysis is to be conducted, requiring a larger number of image data to be analyzed. As a consequence, the analysis process needs to be automated to a large degree. In this paper, we describe a multi-step image segmentation pipeline for the automated segmentation of the calcified cartilage into individual tesserae from computed tomography images of skeletal elements of stingrays. Methods – Besides applying state-of-the-art algorithms like anisotropic diffusion smoothing, local thresholding for foreground segmentation, distance map calculation, and hierarchical watershed, we exploit a graph-based representation for fast correction of the segmentation. In addition, we propose a new distance map that is computed only in the plane that locally best approximates the calcified cartilage. This distance map drastically improves the separation of individual tesserae. We apply our segmentation pipeline to hyomandibulae from three individuals of the round stingray (Urobatis halleri), varying both in age and size. Results – Each of the hyomandibula datasets contains approximately 3000 tesserae. To evaluate the quality of the automated segmentation, four expert users manually generated ground truth segmentations of small parts of one hyomandibula. These ground truth segmentations allowed us to compare the segmentation quality w.r.t. individual tesserae. Additionally, to investigate the segmentation quality of whole skeletal elements, landmarks were manually placed on all tesserae and their positions were then compared to the segmented tesserae. With the proposed segmentation pipeline, we sped up the processing of a single skeletal element from days or weeks to a few hours. T3 - ZIB-Report - 17-62 KW - micro-CT KW - image segmentation KW - 2D distance map KW - hierarchical watershed KW - stingray KW - tesserae KW - biological tilings KW - Amira Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:0297-zib-65785 SN - 1438-0064 ER - TY - CHAP A1 - Klindt, Marco A1 - Prohaska, Steffen A1 - Baum, Daniel A1 - Hege, Hans-Christian ED - Arnold, David ED - Kaminski, Jaime ED - Niccolucci, Franco ED - Stork, Andre T1 - Conveying Archaeological Contexts to Museum Visitors: Case Study Pergamon Exhibition T2 - VAST12: The 13th International Symposium on Virtual Reality, Archaeology and Intelligent Cultural Heritage - Short Papers Y1 - 2012 UR - http://diglib.eg.org/EG/DL/PE/VAST/VAST12S/025-028.pdf U6 - https://doi.org/10.2312/PE/VAST/VAST12S/025-028 SP - 25 EP - 28 PB - Eurographics Association CY - Brighton, UK ER - TY - CHAP A1 - Klindt, Marco A1 - Baum, Daniel A1 - Prohaska, Steffen A1 - Hege, Hans-Christian T1 - iCon.text – a customizable iPad app for kiosk applications in museum exhibitions T2 - EVA 2012 Berlin Y1 - 2012 SP - 150 EP - 155 PB - Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik e.V. CY - Volmerstraße 3, 12489 Berlin ER - TY - JOUR A1 - Saparin, Peter A1 - Thomsen, Jesper A1 - Prohaska, Steffen A1 - Zaikin, Alexei A1 - Kurths, Jürgen A1 - Hege, Hans-Christian A1 - Gowin, Wolfgang T1 - Quantification of spatial structure of human proximal tibial bone biopsies using 3D measures of complexity JF - Acta Astronautica Y1 - 2005 U6 - https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2005.01.007 VL - 56 IS - 9-12 SP - 820 EP - 830 ER - TY - CHAP A1 - Prohaska, Steffen A1 - Hege, Hans-Christian A1 - Giehl, Michael A1 - Gowin, Wolfgang T1 - A Virtual Laboratory for Assessment of Bone Biopsies T2 - 14th IAA Humans in Space Symposium Y1 - 2003 SP - 7 CY - Banff, Alberta, Canada ER -