Выделение оптимальной для дальнейшего анализа области в 3D микротомографическом изображении

Abstract

Рассматривается алгоритм анализа изображений горных пород и гранулированных материалов, полученных с помощью рентгеновской микротомографии, позволяющий в автоматическом режиме находить область, имеющую наилучшее качество для дальнейшего анализа, например, для построения 3D модели с целью численного моделирования течения жидкости в образце горной породы. Как правило, образец занимает только часть объёмного томографического изображения. Он может быть помещён в держатель, часть изображения может быть предварительно отрезана. Для каждого двумерного слоя перпендикулярного оси Z алгоритм выделяет область, относящуюся к образцу. Кроме того, была исследована применимость нескольких существующих безреференсных алгоритмов оценки качества изображений для слоев микротомографических изображений. Некоторые из рассмотренных способов могут быть использованы для относительной оценки качества слоёв в пределах одного изображения. Предлагаемый способ выделяет куб заданного размера внутри области, принадлежащей образцу, максимизируя суммарную оценку качества слоёв, пересекающих данный куб. Метод был проверен на синтетических и натуральных микротомографических изображениях горных пород. We present an algorithm intended for handling of X-ray microtomographic (microCT) images that allows detection in automatic mode of the sub-volume having the best quality for further analysis, for example, building of 3D model for flow simulation. Frequently, an investigated sample occupies only part of volumetric image; a sample can be into a holder; part of image can be cropped. For each 2D slice across Z axis of an image, proposed method locates a region belonging to a sample. We explored application of several existing blind quality assessment measures for locating best range of slices of microCT images. Some of these metrics can be applied for ranking the image regions per their quality. Our method searches for cubic area located inside regions belonging to a specimen and providing maximal sum of quality measures of slices crossing the cube across Z axis. Proposed technique was tested on synthetic and real microCT images of rocks.