NOVI-SIM : simulation interactive de tomographie

Décrivez la chaîne d'acquisition CT en détail et obtenez des radiographies réalistes

NOVI-SIM modélise les différentes étapes d’une chaîne d’acquisition par tomodensitométrie, ainsi que les interactions entre les rayons X et la matière, et intègre des algorithmes d’optimisation visant à réduire le temps de calcul.

Avec NOVI-SIM réalisez des séances d’imagerie virtuelle par tomographie aux rayons X !

Grâce à des modèles physiques précis et à une implémentation optimisée, NOVI-SIM vous permet de tester et d’ajuster les paramètres d’acquisition avant de procéder aux mesures sur un tomographe. >> à propos des modèles physiques et des validations expérimentales de NOVI-SIM

NOVI-SIM est un outil précieux pour la formation des opérateurs en tomographie et radiographie.

NOVI-SIM est particulièrement performant pour générer des images destinées à l’entraînement des algorithmes d’apprentissage pour IA.

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NOVI-SIM intégre une suite complète de modules pour décrire la chaîne d'imagerie

Configuration de la tomographie et paramètres d’acquisition

  • Configuration CT circulaire
  • Configuration CT hélicoïdale : nombre de tours, taille du pas par tour, décalage de l’axe de rotation
  • Distances source <-> échantillon <-> détecteur
    Temps d’exposition / fréquence d’images / accumulation
  • Nombre de projections
  • Plage angulaire de rotation
  • Décalage de l’axe de rotation
  • Trajectoires spécifiques définies par l’utilisateur via des scripts

Détecteurs de rayons X : scintillateur, capteur, électronique, MTF

  • Scintillateur : choix des matériaux ou matériaux définis par utilisateur, épaisseur, densité, gain, indice de réfraction
  • Capteur : choix de capteurs préconfigurés, pas de pixel, surface effective en pixels, saturation, conversion, rendement quantique (QE), bruit de lecture, décalage de fond, bruit de fond
  • Lentille : si sélectionnée, rendement de couplage
  • PSF : PSF selon modèle gaussien, MTF de type Lorentzien/de Cauchy, MTF empirique

Physique des rayons X

  • Rayonnement primaire : loi de Beer-Lambert et lancé de rayons
  • Rayonnement diffusé : un modèle hybride permettant des calculs rapides, basé sur la méthode de Monte Carlo >> en savoir plus sur la validation des modèles
  • Contraste de phase basé sur la propagation
  • Les coefficients d’atténuation sont tirés de la base de donnée NIST XCOM

Objets et défauts virtuels

  • Description de l’échnatillon : importation STL ou formes géométriques prédéfinies
  • Formes prédéfinies pouvant être utilisées telles quelles ou insérées dans des objets en tant que défauts virtuels
  • Composition chimique définie par l’utilisateur
  • Coefficients d’atténuation des rayons X tels que publiés par le NIST ; les données sont interpolées si nécessaire.

Sources de rayons X : tubes, rayons gamma, LINAC

  • Tubes – calculs effectués à l’aide du code Monte Carlo GEANT4 GATE
    • Transmission (jusqu’à 278 kV)
    • Réflexion (jusqu’à 1 MV)
    • Sélection des matériaux d’anode
    • Définition de l’angle, de l’épaisseur et du matériau de l’anode
    • Courant, puissance et kVp réglables
  • LINAC ou rayons gamma
    • Monochromatique : énergie et FWHM
    • Spectres définis par l’utilisateur (y compris jusqu’à plusieurs MV)
  • Ligne de faisceau synchrotron (en option)
  • Pour tous les types de sources
    • Taille du spot en deux dimensions (FWHM)
    • Filtres entre le spot et l’objet : matériaux et épaisseurs définis par l’utilisateur

Visualisation et reconstruction en 2D et 3D

  • Visualisation en temps réel des radiographies lors de la modification d’un paramètre ou de l’angle de projection
  • Module de reconstruction intégré : FDK, phase retrieval
  • Affichage en 2D (coupes) et en 3D avec options graphiques pour les volumes reconstruits
  • Graphiques disponibles pour les spectres de la source de rayons X, le rendement du scintillateur, le spectre absorbé au niveau du détecteur et la transmission des matériaux des objets

Les atouts de NOVI-SIM

Des algorithmes robustes issus de plus de quinze années d’expérience de Novitom en tomographie.

Rapide

Simulation de radiographies en quelques secondes et reconstruction des volumes en une à quelques minutes

Ergonomique

Interface graphique utilisateur agréable et paramétrages intuitifs

Précis

Nombreux paramètres ajustables dans la chaîne d’acquisition et modèles validés expérimentalement 

Contrôlez et pilotez les paramètres de radiographie et de tomographie grâce à l'interface graphique intuitive de NOVI-SIM

Configuration et vue 3D de la scène de tomographie

La géométrie et les paramètres d’acquisition, ainsi que la région d’intérêt (RoI) au sein du détecteur, sont définis par l’utilisateur dans le panneau de gauche, tandis que la vue 3D de la scène est mise à jour en temps réel sur la droite.

Mise à jour en temps réel des projections

Mise à jour en temps réel de la projection (radiographie) affichée lors de la modification de n’importe quel paramètre d’acquisition (y compris au niveau de la configuration de la source et du détecteur) ou lors d’un changement d’angle, de position ou de composition de l’objet.

Caractéristiques hardware

NOVI-SIM fonctionne sur tout ordinateur récent (moins de 10 ans). Le confort d’utilisation dépend des performances du système. Pour la reconstruction tomographique, il est fortement recommandé de disposer d’un GPU Nvidia.

  • Operating system: Linux (Ubuntu 18.04 et supérieure) ou Windows (version 10 et supérieure) 
  • CPU: 8 cores
  • GPU: Nvidia GTX
  • RAM: 16 GB
  • Storage: SSD with 500 GB capacity

References

 
Novi-Sim est cité dans des travaux récents (liste non exhaustive):
  • From Design to Inspection: Can Inspection-aware Design Enhance Reliability in Advanced Packaging?, IEEE Conference Publication, 2025, K. Yahyaei et al., DOI 10.1109/VTS65138.2025.11022922.
  • X-ADAPT: AI-driven design-based strategy to address x-ray compatibility challenges in advanced packaging metrology, 2025, K. Yahyaei et al., DOI 10.1117/12.3060349
  • Towards High-Contrast Table-Top Imaging of Integrated Circuit Defects via Tunable X-Rays, 2025, W.W. Lee, DOI 10.1109/IPC65510.2025.11282398
Novi-Sim X-ray tomography simulation software

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FAQ. Simulation de radiographies et tomographies rayons X avec Novi-Sim

Qu’est-ce que le logiciel de simulation de tomographie aux rayons X Novi-Sim ?

Novi-Sim est un logiciel de simulation de radiographie et de tomographie aux rayons X qui modélise l’intégralité de la chaîne d’acquisition d’images, incluant la source de rayons X, les filtres, l’échantillon, le scintillateur, le capteur, l’optique et la caméra le cas échéant. Il génère des radiographies virtuelles et un module de reconstruction est inclus pour générer des volumes tomographiques.

 

Que permet de simuler Novi-Sim ?

Novi-Sim peut simuler des projections de rayons X sous n’importe quel angle et prend en charge les trajectoires de balayage tomographique circulaires, hélicoïdales ou des trajectoires définies par l’utilisateur. Il permet également de modéliser différentes configurations d’acquisition, notamment les géométries à faisceau conique et à faisceau parallèle.

 

Quelles sources de rayons X sont prises en charge par Novi-Sim ?

Novi-Sim simule des tubes à rayons X ainsi que des sources de rayons X monochromatiques. Des sources synchrotron sont également disponibles en option. Les utilisateurs peuvent définir les paramètres de la source et les filtres puis visualiser les spectres résultants.

 

Novi-Sim peut-il simuler des défauts dans les matériaux ?

Oui. Novi-Sim permet de modéliser des échantillons complexes composés de plusieurs matériaux et de simuler des défauts tels que des cavités, des inclusions et des fissures. Il est possible d’importer des objets au format STL.

 

Novi-Sim peut-il simuler des détecteurs de rayons X et des caméras ?

Oui. Le logiciel permet de simuler une grande variété de scintillateurs, capteurs et de caméras avce leur optique associée. Les systèmes de détection peuvent être configurés avec les paramètres appropriés, incluant le couplage direct pour les détecteurs à panneau plat (flat-panel) ou le couplage via un système optique.

 

Novi-Sim peut-il être utilisé pour optimiser les paramètres d’acquisition de tomographie aux rayons X ?

Oui. Novi-Sim aide à optimiser la qualité de l’image et les temps d’acquisition en faisant varier des paramètres tels que le courant et la tension du tube, la distance source-détecteur, le nombre de projections, le temps d’exposition, ainsi que les configurations géométriques de tomographie locale ou globale.

 

Combien de temps faut-il pour exécuter une simulation d’acquisition par tomodensitométrie ?

Lors de la première configuration d’un ensemble complet donné, et en fonction de la complexité de l’objet, cela peut prendre entre 5 et 15 minutes, à condition que vous ayez recueilli toutes les informations pertinentes concernant la source, le détecteur et l’objet.

La modification d’un paramètre donné entraîne une mise à jour simultanée de la projection actuellement affichée.

Le temps de calcul des projections dépend du nombre de pixels utiles sur le détecteur (que vous pouvez déterminer) et du nombre de cellules (triangles) dans l’objet. En général, les projections sont calculées en quelques minutes et la reconstruction en moins d’une minute.