テンプレートマッチングによる三次元繊維セグメンテーション

繊維強化プラスチック（FRP）における繊維の三次元（3D）解析のためには、一本一本の繊維を識別し、繊維径や長さなどの情報を得る必要があります。ここで問題となるのは、X線CTやFIB-SEMトモグラフィの3Dデータに対して、信号強度を元にしたセグメンテーション（関心領域の切り出し）では、繊維同士が分離できないことです。今回、テンプレートマッチングにより3Dデータにおける繊維の分離を行いました。

図1に繊維樹脂複合材料のFIB-SEMトモグラフィ信号強度によるボリュームデータを示します。いたるところで繊維同士が接している様子が伺えます。このデータに対して、繊維状のテンプレートを用いて類似した部分を抜き出すことで、単一繊維を識別します（図2）。この識別情報を元に、ボリュームデータを繊維単位に分離します（図3）。図3において、分離してセグメンテーションされた繊維毎に色を変えて表示しています。