Biomechanica Hungarica, Évf. 18, Szám 1

Profilometriás felvételek feldolgozása wavelet – transzformációval; Processing of profilometric images using wavelet transformation

Forgács Imre, Antal Ákos

Absztrakt


Az elmúlt évtizedekben a technológiai fejlődés és a digitalizáció hatására számos új eszköz és mérési technika jelent meg az optika területén. Napjainkban, egyre nagyobb és nagyobb hangsúlyt kapnak az érintésmentes mérési eljárások, különösen a Covid19 okozta világjárvány óta. A profilometria, mint optikai mérési technika, lehetővé teszi a tárgyak felületének pontos és sérülésmentes vizsgálatát. Az ilyen módszerek számos előnnyel rendelkeznek a hagyományos érintéses technikákkal szemben, ezért különösen hasznosak az orvostudományban. Lehetővé teszik a biológiai felületek és szövetek részletes vizsgálatát fizikai érintkezés nélkül, ami gyakran elengedhetetlen a páciensek biztonsága szempontjából. Ezek a technikák alkalmazhatók a bőr szerkezetének elemzésére, a sebgyógyulás folyamatának nyomon követésére, az implantátumok és protézisek felületi tulajdonságainak vizsgálatára, miközben minimalizálják a fertőzés és más komplikációk kockázatát. Azonban, nem csak az orvostudományban alkalmazhatók hatékonyan a profilometriás eljárások. Többek között, a hadiparban, az anyagtudományban és a termelői szektorban is egyaránt fontos feladat az objektumok geometriájának minél pontosabb és gyorsabb meghatározása egy kontaktus mentes eljárás segítségével. Az ilyen és ehhez hasonló feladatokra biztosít egy lehetséges megoldást a profilometria. Kutatásunkban ezt az optikai mérési technikát és ennek alkalmazását mutatjuk be különböző modelleken. Az eljárás lényege, hogy strukturált fényt vetítünk a vizsgálni kívánt felületre és a felület által torzított, vetített mintát rögzítjük. Ugyanis, a vizsgált testről reflektálódó fény tartalmazza felület tulajdonságait, így az elkészített digitális kép megfelelő feldolgozásával kinyerhető a vizsgált test geometriája. A feldolgozáshoz használt, leggyakrabban alkalmazott matematikai eszköz a Fourier-transzformáció. Azonban, mi egy wavelet-transzformációs módszert mutatunk be, mivel bizonyos esetekben ez a megoldás pontosabb eredményt ad, a skálázási és eltolási tulajdonságai miatt.

 

 

In recent decades, the field of optics has witnessed the emergence of numerous innovative tools and measurement techniques, driven by advancements in technology and digitalization. Currently, contactless measurement methods are becoming increasingly significant, particularly in light of the COVID-19 pandemic. Profilometry, an optical measurement technique, facilitates the accurate and non-destructive analysis of object surfaces. These methods offer several advantages over traditional contact techniques, rendering them especially valuable in the medical field. They enable detailed assessments of biological surfaces and tissues without physical interaction, which is often critical for ensuring patient safety. Applications include the analysis of skin structures, monitoring of wound healing, and evaluation of the surface characteristics of implants and prosthetics, all while reducing the risk of infection and other complications. Moreover, profilometric methods extend beyond the medical domain. They are equally vital in sectors such as defense, materials science, and manufacturing, where the precise and rapid assessment of object geometry through non-contact means is essential. Profilometry presents a viable solution for these applications. In our research, we explore this optical measurement technique and its implementation across various models. The methodology involves projecting structured light onto the surface under examination and capturing the distorted pattern. The light reflected from the object carries information regarding its surface properties, and through suitable digital image processing, the geometry of the object can be derived. The Fourier transformation is the most commonly employed mathematical tool for this processing. However, we introduce a wavelet transformation method, which can yield more accurate results in certain scenarios due to its scaling and shifting capabilities.


Megtekintések száma: 33

Teljes szöveg: PDF