Vypsali jsme nová témata závěrečných prací

15.05.2018
Laboratoř IRNDT ve spolupráci s oddělením vývoje softwaru pro vědecké a průmyslové aplikace vypisuje dvě nová témata závěrečných prací pro magisterské studium:

1. Automatická detekce a vyhodnocení defektů v IRNDT

Předmětem práce je vývoj algoritmů analýzy obrazu pro vyhodnocení snímků v infračerveném (IR) spektru. Cílem je navržení metody pro automatickou detekci defektů v IR obrazu nebo videozáznamu a vyhodnocení závažnosti (velikosti, výraznosti) defektu. Práce bude zahrnovat následující kroky:
  • Seznamte se s typickými defekty v IR obrazech – vedoucí práce předvede a vysvětlí.
  • Nastudujte existující algoritmy pro detekci defektů v obrazu na základě změn kontrastu a textury.
  • Navrhněte metodu automatické detekce defektů v IR obrazu a implementujte vybraný algoritmus.
  • Navržené řešení otestujte na vhodných datech z reálného IR záznamu.
  • Vytvořené řešení a experimenty zdokumentujte.

Technický náhled a podrobnosti

Metody termografického hledání defektů jsou aktuálně založeny na pořízení časového termovizního záznamu při vhodném buzení. Výsledkem měření je IR-video záznam, který se pomocí vhodných algoritmů dále zpracovává tak, aby se zvýraznily případné nehomogenity v časově proměnném teplotním poli, které jsou charakterizovány změnou kontrastu a textury. Vyhodnocení přitom probíhá zejména vizuálně – změnou řídicího parametru se hledá stav, kdy je defekt nejvýraznější. Tyto metody jsou implementovány v softwaru, který je vyvíjen na pracovišti ZČU NTC. Příklad je na obrázku, detailnější představení softwaru je např. ve videu https://youtu.be/ri4qCc9NNIg .



Cílem je práce je navržení a implementace metody, která by při použití metod vyhodnocení na základě obrazové analýzy v co největší míře zautomatizovala proces identifikace defektu a nalezení nejvhodnějších parametrů pro jeho zobrazení tak, aby byl co nejzřetelnější.

Vedoucí pracovník v NTC: Jiří Skála
Chcete-li se nezávazně s tématem seznámit detailněji, neváhejte napsat na jskala@ntc.zcu.cz

2. Modifikace metod pro vyhodnocení IR videa

Předmětem práce je modifikace algoritmů zpracování časově proměnného obrazu infračerveného záznamu (IR videa). Cílem je navrhnout úpravu existujících metod zpracování obrazu a algoritmů vyhodnocení tak, aby je bylo možné použít pro analýzu IR video záznamu a aby byly použitelné pro časově a prostorově proměnný zdroj záření (pohyblivý spot, tedy místo s vysokým kontrastem, jehož pozice se v čase mění). Práce bude zahrnovat následující kroky:
  • Seznamte se s metodami a algoritmy pro analýzu IR obrazů – vedoucí práce poskytne podklady a konzultace.
  • Navrhněte vhodnou modifikaci a optimalizujte vybranou metodu pro vyhodnocení IR videa.
  • Navržené řešení otestujte na vhodných datech z reálného IR záznamu.
  • Vytvořené řešení a experimenty zdokumentujte.

Technický náhled a podrobnosti

Metody termografického hledání defektů jsou aktuálně založeny na pořízení časového termovizního záznamu při vhodném buzení, tj. ohřevu. Toto buzení je přitom v případě klasické konfigurace časově proměnné (např. pulzní pomocí flash-lampy nebo periodické pomocí halogenové lampy), ale prostorově konstantní, tj., vzájemná poloha ohřívaného objektu, budicího zdroje a termografické kamery se v průběhu procesu nemění. Výsledkem měření je IR-video záznam, který se pomocí vhodných algoritmů dále zpracovává tak, aby se zvýraznily případné nehomogenity v časově proměnném teplotním poli, které jsou charakterizovány změnou kontrastu a textury. Tyto nehomogenity pak jsou indikací případných defektů v materiálu. Příklad demonstračního vzorku a vizualizace vyhodnocení IR záznamu s defekty (tedy otvory ve vzorku) je na obrázku:



Tyto metody jsou implementovány v softwaru, který je vyvíjen na pracovišti ZČU NTC, jehož detailnější představení je např. ve videu https://youtu.be/ri4qCc9NNIg.

Moderní metody termografického hledání defektů využívají nejen stacionární zdroje, ale také pohyblivé zdroje (např. zářící trubice nebo laserový spot) a v některých případech i pohyblivé IR kamery. Výsledkem termografického záznamu je pak IR video, kde se objevuje oblast s jinou intenzitou záření (barvou, kontrastem, …), jejíž pozice se mění v čase. Příklad několika po sobě jdoucích termografických záznamů s pohybujícím se zdrojem záření je na druhém obrázku.



Většina základních algoritmů pro vyhodnocení IR záznamu je koncipována pro stacionární konfiguraci zdroj-kamera-vzorek. Algoritmus je pak většinou aplikován na každý pixel zvlášť. V případě pohyblivého zdroje nebo kamery dochází k časovému posunu, který brání efektivní aplikaci těchto algoritmů.

Cílem práce je navržení a implementace metody, která bude flexibilně kompenzovat tento časový posuv a umožní zobrazení IR videa a výsledků jeho zpracování takovým způsobem, jako by zdroj „ozářil“ celou plochu v jednom okamžiku.

Vedoucí pracovník v NTC: Jiří Skála
Chcete-li se nezávazně s tématem seznámit detailněji, neváhejte napsat na jskala@ntc.zcu.cz

Všechny témata závěrečných pracích najdete zde.