TY - GEN A1 - Homberg, Ulrike A1 - Baum, Daniel A1 - Wiebel, Alexander A1 - Prohaska, Steffen A1 - Hege, Hans-Christian ED - Bremer, Peer-Timo ED - Hotz, Ingrid ED - Pascucci, Valerio ED - Peikert, Ronald T1 - Definition, Extraction, and Validation of Pore Structures in Porous Materials BT - Theory, Algorithms, and Applications T2 - Topological Methods in Data Analysis and Visualization III Y1 - 2014 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-319-04099-8_15 SP - 235 EP - 248 PB - Springer ER - TY - JOUR A1 - Weber, Britta A1 - Tranfield, Erin M. A1 - Höög, Johanna L. A1 - Baum, Daniel A1 - Antony, Claude A1 - Hyman, Tony A1 - Verbavatz, Jean-Marc A1 - Prohaska, Steffen T1 - Automated stitching of microtubule centerlines across serial electron tomograms JF - PLoS ONE Y1 - 2014 U6 - https://doi.org/10.1371/journal.pone.0113222 SP - e113222 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 - Weber, Britta A1 - Tranfield, Erin M. A1 - Höög, Johanna L. A1 - Baum, Daniel A1 - Antony, Claude A1 - Hyman, Tony A1 - Verbavatz, Jean-Marc A1 - Prohaska, Steffen T1 - Automated stitching of microtubule centerlines across serial electron tomograms N2 - Tracing microtubule centerlines in serial section electron tomography requires microtubules to be stitched across sections, that is lines from different sections need to be aligned, endpoints need to be matched at section boundaries to establish a correspondence between neighboring sections, and corresponding lines need to be connected across multiple sections. We present computational methods for these tasks: 1) An initial alignment is computed using a distance compatibility graph. 2) A fine alignment is then computed with a probabilistic variant of the iterative closest points algorithm, which we extended to handle the orientation of lines by introducing a periodic random variable to the probabilistic formulation. 3) Endpoint correspondence is established by formulating a matching problem in terms of a Markov random field and computing the best matching with belief propagation. Belief propagation is not generally guaranteed to converge to a minimum. We show how convergence can be achieved, nonetheless, with minimal manual input. In addition to stitching microtubule centerlines, the correspondence is also applied to transform and merge the electron tomograms. We applied the proposed methods to samples from the mitotic spindle in C. elegans, the meiotic spindle in X. laevis, and sub-pellicular microtubule arrays in T. brucei. The methods were able to stitch microtubules across section boundaries in good agreement with experts’ opinions for the spindle samples. Results, however, were not satisfactory for the microtubule arrays. For certain experiments, such as an analysis of the spindle, the proposed methods can replace manual expert tracing and thus enable the analysis of microtubules over long distances with reasonable manual effort. T3 - ZIB-Report - 14-41 KW - electron tomography KW - microtubules KW - serial sectioning KW - image analysis KW - geometry reconstruction KW - image and geometry alignment KW - point correspondence Y1 - 2014 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:0297-zib-52958 SN - 1438-0064 ER - TY - JOUR A1 - Paetsch, Olaf A1 - Baum, Daniel A1 - Prohaska, Steffen A1 - Ehrig, Karsten A1 - Ebell, Gino A1 - Meinel, Dietmar A1 - Heyn, Andreas T1 - Korrosionsverfolgung in 3D-computertomographischen Aufnahmen von Stahlbetonproben JF - DGZfP-Jahrestagung 2014 Konferenzband Y1 - 2014 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 -