КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 18-79-00164

НазваниеРазработка технологии сбора и обработки экспериментальных данных для рентгеновской томографии с применением методов машинного обучения

Руководитель Лазарев Сергей Владимирович, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" , Томская обл

Конкурс №29 - Конкурс 2018 года по мероприятию «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-603 - Надежность и отказоустойчивость технических систем. Диагностика технического состояния и испытания

Ключевые слова Рентгеновская томография, алгоритмы реконструкции, машинное обучение, неразрушающий контроль

Код ГРНТИ59.01.77

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Простейшим методом рентгеноструктурного анализа является двумерное рентгенографическое исследование (РИ). Являясь в технике и технологии одним из важнейших методов неразрушающего контроля, РИ применяется в процессе производства и эксплуатации для контроля: отливок, сварных соединений, железобетона, различных неразборных и трудноразборных машин и других металлических деталей для поиска дефектов. Недостатками данного метода являются – низкая информативность, сложность сегментации данных, а также невозможность визуализировать элементы внутренней структуры исследуемого образца сонаправленные с рентгеновским пучком. Более информативным является метод рентгеновской компьютерной томографии (КТ), схема которого представлена на рисунке 1 (доп. файл). КТ позволяет получить трехмерную реконструкцию объекта исследования с возможностью визуализации его внутренней структуры. В некоторых случаях применимость КТ затруднена рядом ограничивающих факторов, к которым относятся размеры исследуемого объекта, площадь детектирующей поверхности, механические ограничения работы томографической установки или, например, размеры рабочей области установки. Ещё одним важным моментом является вес исследуемого объекта, так как механические системы, способные осуществлять вращение тяжелых объектов с достаточной точностью, значительно увеличивают стоимость установки. Также существующие подходы проведения томографического сканирования невозможно применять для зафиксированных объектов, расположенных таким образом, что физический доступ к ним ограничен с одной или нескольких сторон, как это показано на рисунке 2 (доп. файл). На настоящий момент рентгеновская томография является широко распространенным методом структурного анализа, находящим своё применение во всевозможных областях. В связи с чем, разработка новых подходов к проведению рентгеновского томографического сканирования, а также модификация и оптимизация алгоритмов томографической реконструкции являются актуальными направлениями исследовательской деятельности. Перспективным подходом к решению проблем КТ, является применением протокола сканирования без вращения объекта. Данный подход лежит в основе геометрии, которая позволяет сканировать протяженные объекты, а также объекты, чьё вращение по тем или иным причинам невозможно осуществить. Создание рентгеновской установки, способной реализовать протоколы сканирования с пошаговым сдвигом, позволит отработать технологию применения такого рода томографического сканирования для её переноса на крупногабаритные объекты. Таким образом, в рамках проекта планируется разработка рентгеновского томографа, реализующего схему сбора проекционных данных без вращения объекта исследования. Это позволит разработать и применять инновационные алгоритмы томографической реконструкции с применением машинного обучения. Такой подход способен обеспечить приемлемое качество реконструкции и визуализации исследуемого объекта при неполном наборе проекционных данных, что является одним из недостатков подобных протоколов сканирования. Предлагаемая технология будет способна обеспечить решение ряду очень важных проблем сфере неразрушающего рентгеновского контроля. Методы неразрушающего рентгеновского контроля нуждаются в инновационных решения, которые позволят ускорить переход к высокотехнологичному производству во многих отраслях российской промышленности. Кроме того, полученные результаты могут лечь в основу методов снижение дозы облучения при томографического исследовании в медицине.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---