Plastic foams, such as Styrofoam, protect items during transport. Recognising the recycling challenges of these foams, there's a growing interest in developing alternatives from renewable resources, particularly cellulose fibres, for packaging. A deep understanding of its structure, specifically achieving a uniform distribution of small pore sizes, is crucial to enhancing the mechanical properties of the foam. Prior works highlight the need for improvement in X-ray techniques and image-processing techniques to address challenges in data acquisition and analysis. In this study, X-ray Microtomography equipment was used to capture images of the fibre foam sample, and software like XMController and XMReconstructor obtained 2D projection images at different magnifications (2X, 4X, 10X, and 20X). ImageJ and Python algorithms were then used to distinguish pores and fibres from the obtained images and characterize the pores, which included Bilateral filtering, that helped reduce background noise and preserve fibres in the grayscale images. The Threshold Otsu method converted the grayscale image to a binary image, and the inverted binary image aided in Local thickness image formation. The Local thickness image represented fibres with pixel value zero and blown-up spheres of different intensities representing the pores and their characteristics. As the magnification of the Local thickness images increased, the Pore Area, Pore Volume, Pore Perimeter, and Total Pores decreased, indicating a shift towards a more uniform distribution of smaller pores. Histograms, scatter plots, and pore intensity distribution histograms visually represented this trend. Similarly, characteristics like pore density increased, porosity decreased, and specific surface area remained constant with increasing magnification, suggesting a more compact structure. Objective measurements of image quality metrics, such as PSNR, RMSE, SSIM, and NCC, were used. Grayscale images of different magnifications were compared, and it was noted that as the number of projections increased, the 10X vs. 20X and 2X vs. 4X pairs consistently performed well in terms of image quality. The applied methodologies, comprising Pore Analysis and Image Quality Metrics, exhibit significant strengths in characterising porous structures and evaluating image quality. / Plastskum, som frigolit, skyddar föremål under transport. Att känna igenåtervinningsutmaningar för dessa skum, finns det ett växande intresse för att utveckla alternativ frånförnybara resurser, särskilt cellulosafibrer, för förpackningar. En djup förståelse för detstruktur, specifikt att uppnå en enhetlig fördelning av små porstorlekar, är avgörande förförbättring av skummets mekaniska egenskaper. Tidigare arbeten belyser behovet avförbättring av röntgentekniker och bildbehandlingstekniker för att möta utmaningar idatainsamling och analys. I denna studie användes röntgenmikrotomografiutrustning för attta bilder av fiberskumprovet och programvara som XMController ochXMReconstructor erhöll 2D-projektionsbilder med olika förstoringar (2X, 4X, 10X,och 20X). ImageJ och Python-algoritmer användes sedan för att skilja porer och fibrer frånde erhållna bilderna och karakterisera porerna, vilket inkluderade bilateral filtrering, som hjälpteminska bakgrundsbrus och bevara fibrer i gråskalebilderna. The Threshold Otsumetoden konverterade gråskalebilden till en binär bild, och den inverterade binära bilden hjälpte tilli lokal tjocklek bildbildning. Den lokala tjockleksbilden representerade fibrer med pixelvärde noll och uppblåsta sfärer med olika intensitet som representerar porerna och derasegenskaper. När förstoringen av bilderna med lokal tjocklek ökade, ökade porområdet,Porvolym, poromkrets och totala porer minskade, vilket indikerar en förskjutning mot en merjämn fördelning av mindre porer. Histogram, spridningsdiagram och porintensitetsfördelninghistogram representerade visuellt denna trend. På liknande sätt ökade egenskaper som pordensitet,porositeten minskade och den specifika ytarean förblev konstant med ökande förstoring,föreslår en mer kompakt struktur. Objektiva mätningar av bildkvalitetsmått, t.exsom PSNR, RMSE, SSIM och NCC, användes. Gråskalebilder med olika förstoringarjämfördes, och det noterades att när antalet projektioner ökade, 10X vs. 20Xoch 2X vs. 4X par presterade konsekvent bra när det gäller bildkvalitet. Den tillämpademetoder, som omfattar poranalys och bildkvalitetsmått, uppvisar betydandestyrkor i att karakterisera porösa strukturer och utvärdera bildkvalitet.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-345984 |
| Date | January 2024 |
| Creators | Satish, Shwetha |
| Publisher | KTH, Tillämpad fysik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2024:001 |
Page generated in 0.0539 seconds