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Esta tese apresenta nova proposta metodológica para reconhecimento de padrões  3D em tomografias industriais. Para testes e validação da metodologia desenvolvida  foi abordado o estudo de caso de defeitos em isoladores poliméricos utilizados em  edes de distribuição de energia elétrica. A metodologia proposta inicia-se com a reconstrução de fatias tomográficas, obtidas utilizando-se projeções em dois sistemas de aquisição de radiografias industriais. As fatias tomográficas reconstruídas a partir das aquisições nos dois sistemas foram compostas por 8 bits  de resolução em profundidade (256 tons de cinza). A segmentação e renderização  3D dos objetos nas tomografias foram realizadas mediante o uso do algoritmo  Marching  ubes, implementado na biblioteca open-source Visualization Toolkit  (VTK) em linguagem de programação Java. A nova metodologia proposta aqui  obtém características tridimensionais das estruturas regulares (ER) e de defeitos (D)  nas tomografias industriais dos componentes ensaiados. Assim, utilizaram-se nove  características tridimensionais calculadas diretamente dos objetos reconstruídos nas  tomografias 3D dos componentes, a partir das imagens 3D das superfícies geradas  pelo método Marching Cubes. Na sequência, utilizaram-se treinamentos e testes em  Rede Neural SOM e rede supervisionada Feedforward Backpropagation, com o  objetivo de realizar a separação das duas classes que devem ser detectadas, a  saber, estrutura regular (ER) e defeito (D). Para o número de amostras utilizadas, os  resultados obtidos foram promissores. A inovação deste trabalho está na  metodologia proposta, dado que a literatura científica não relata trabalhos para  reconhecimento de padrões 3D em tomografia industrial. 

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Expounding structures of roller compacted concrete dam specimens by means of hard conventional X-ray inspection

 

CORAIOLA, G. ; JUNIOR, S. RIBEIRO ; SWINKA-FILHO, V. ; DE GEUS, K. ; PORTELLA, K. FRANKE ; MEDEIROS, B.L. ; CUNHA DE ANDRADE, F. ; HÖNNICKE, M.G. . Expounding structures of roller compacted concrete dam specimens by means of hard conventional X-ray inspection. HELIYON, v. 5, p. e01467, 2019.

A simple solution to improve the contrast between the different concrete composites in X-ray imaging (radiography and tomography) of a highly compressed composite sample of real size roller compacted concrete (RCC) specimens is presented. This is made by applying a 9.5 mm thick Copper (Cu) filter at the output window of the X ray tube in a conventional X-ray inspection equipment. Our results show that with the employed filtration, at 140 kV and 200 kV, we were able to distinguish the gravel from the other concrete composites even in a highly compacted specimen. Cement and sand grains as well as porosity were not detected mainly due to the low spatial resolution of our detector system. This suggests a further improvement by using the now available high voltage microfocus X-ray tube (>= 200 kV), a bow-tie (or through) Cu filters and a high resolution flat panel detector for phase contrast imaging on real size compacted concrete specimens.

Lead foil in dental X-ray film: Backscattering rejection or image intensifier?

 

HÖNNICKE, M.G. ; DELBEN, G.J. ; GODOI, W.C. ; SWINKA-FILHO, V. . Lead foil in dental X-ray film: Backscattering rejection or image intensifier?. Nuclear Instruments & Methods in Physics Research. Section A, Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment (Print), v. 763, p. 104-111, 2014.

 

Dental X-ray films are still largely used due to sterilization issues, simplicity and, mainly, economic reasons. These films almost always are double coated (double emulsion) and have a lead foil in contact with the film for X-ray backscattering rejection. Herein we explore the use of the lead foil as an image intensifier. In these studies, spatial resolution was investigated when images were acquired on the dental X-ray films with and without the lead foil. Also, the lead foil was subjected to atomic analysis (fluorescent measurements) and structure analysis (X-ray diffraction). We determined that the use of the lead foil reduces the exposure time, however, does not affect the spatial resolution on the acquired images. This suggests that the fluorescent radiation spread is smaller than the grain sizes of the dental X-ray films.

 

 

 

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Artigos em Revistas
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Em construção

Artigos em Eventos

Este trabalho apresenta os resultados obtidos na detecçãoo de defeitos em isoladores poliméricos utilizados em linhas de distribuição de energia elétrica (classe 15 kV) por radiografia digital, utilizando as técnicas de processamento digital de imagens e reconhecimento de padrões e ainda a montagem de um sistema de radiografia digital portátil (denominado SISTEMA RDP). Foram utilizados 52 amostras de isoladores de 5 fabricantes diferentes. De cada amostra, 4 radiografias foram obtidas com um sistema de tomografia industrial (denominado SISTEMA CT2000) em 4 diferentes ângulos obtendo-se 208 imagens para aplicação das técnicas de processamento digital de imagens (PDI) e reconhecimento de padrões (RP). Os métodos de segmentação apresentaram  ótimos resultados. Para a segmentação da ROI (Region of Interest) utilizaram-se pixels com alto gradiente. Para a segmentação dos defeitos hipotéticos utilizaram-se as operações morfológicas (tophat e bottomhat). O número de regiões segmentadas correspondeu a 714. Um banco de dados com 13 características das 714 regiões segmentadas foi utilizado para o treinamento da rede neural. Após inspeção visual humana, a partir das radiografias obtidas, verificou-se que dessas regiões, 60 eram defeitos reais (D) e 654 estruturas regulares (ER). Os algoritmos utilizados para o RP mostraram resultados satisfatórios para a detecção dos defeitos nas radiografias dos componentes ensaiados. Os resultados desta dissertação são motivadores para a implementação de um sistema de inspeção automático tanto em linhas de produção dos isoladores poliméricos quanto nas redes de distribuição. 

 

Palavras-chaves: Isoladores, radiografia digital, processamento de imagens, reconhecimento de padrões

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