JP2010117991A

JP2010117991A - 画像処理方法、そのプログラム及び画像処理装置

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Publication number: JP2010117991A
Application number: JP2008292393A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Inagaki; 博光稲垣; Kazuhito Ikedo; 和仁池堂; Toshio Kuzutani; 敏男葛谷
Original assignee: TECHNO CHUBU KK; Chubu Electric Power Co Inc
Current assignee: TECHNO CHUBU KK; Chubu Electric Power Co Inc
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2010-05-27

Abstract

【課題】３次元の等高面を描画するに際して処理をより簡便にする。
【解決手段】シミュレーション装置２０は、経年使用された状態における原子力発電施設内の各場所での線量率分布を計算により求め、表示する機能を備えている。この装置は、原子炉の配管や放射性物質に基づいて各配置点の線量率を計算により求め、３次元を形成する６面のうちいずれか１面である所定面内の複数点のうちいずれか１点について、走査方向へ線量率の指定値となる座標まで走査することで指定値である位置点を抽出すると共にこの位置点を抽出したときにはこの走査方向への走査を終了するという処理を、走査対象面内の複数点について且つ６面について行う。このように、等高面の内側を走査しないことにより、等高面に内包される位置点を含めずに等高面を構成する位置点（指定値の座標）を抽出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像処理方法、そのプログラム及び画像処理装置に関する。

従来、画像処理方法としては、各要素ごとの外形線上において色調境界値を有する点同士を結合してなる等高線を求め、隣接する要素の等高線の座標が一致するときにはこれを統合した等高線とし、統合した等高線と色調境界値を超える外形線とによって閉空間を形成し閉空間の統合を行い閉空間を指定色で塗りつぶすことにより処理の低減を図るものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−１８５７２５号公報

ところで、等高線を求める場合は、閉空間に内包される境界線（空間）がある場合がある。しかしながら、この特許文献１に記載された画像処理方法では、外形線上にある各頂点であるか内包された空間の各頂点であるかの判定を行う必要があり、処理が煩雑になることがあった。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、３次元の等高面を描画するに際して処理をより簡便にすることができる画像処理方法、そのプログラム及び画像処理装置を提供することを主目的とする。

本発明は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の画像処理方法は、
３次元の等高面の画像を作成するコンピュータによる画像処理方法であって、
（ａ）３次元に配列した複数の配置点の各々の準位数値を取得するステップと、
（ｂ）前記ステップ（ａ）で取得した各準位数値と配置点の位置とを用いて、所定準位数値である位置点を所定の面内に内包される点を含めずに３次元的に抽出するステップと、
（ｃ）前記ステップ（ｂ）で抽出した位置点を結び等高面を作成するステップと、
を含むものである。

この画像処理方法では、３次元に配列した複数の配置点の各々の準位数値を取得し、取得した各準位数値と配置点の位置とを用いて、所定準位数値である位置点を所定の面内に内包される点を含めずに３次元的に抽出し、抽出した位置点を結び等高面を作成する。このように、面内に内包する点を含めずに位置点を抽出するため、３次元の等高面を作成する処理をより簡便にすることができる。

本発明の画像処理方法において、前記ステップ（ｂ）では、３次元を形成する６面のうちいずれか１面である所定面内の複数点のうちいずれか１点について該所定面に垂直な走査方向へ前記所定準位数値となる座標まで走査することで前記所定準位数値である位置点を抽出すると共に該位置点を抽出したときには該所定面内の点の該走査方向への走査を終了する処理を、所定面内の複数点について且つ６面について行うことにより前記所定の面内に内包される点を含めずに前記所定準位数値である位置点を抽出するものとしてもよい。こうすれば、所定面に垂直な方向へ所定準位数値となる位置まで走査すればよいため、より簡便な処理で等高面を作成することができる。

本発明の画像処理方法において、前記ステップ（ｂ）では、前記所定面に垂直な走査方向に走査しているときに前回の配置点の準位数値と今回の配置点の準位数値とで前記所定準位数値を跨ぐときには、前回の配置点の座標及び準位数値と今回の配置点の座標及び準位数値とを用いて補間した該座標間の位置点を抽出するものとしてもよい。こうすれば、より正確な等高面を作成することができる。

本発明の画像処理方法において、前記ステップ（ｃ）では、前記抽出した２つの位置点の間の長さが単位格子の対角線の長さに基づいて定められた判定値よりも長いときには該２つの位置点を用いた面を作成しないものとしてもよい。こうすれば、例えば基本格子としての直方体の６面のうち互いに隣り合う面側で重複した等高面を作成してしまうのを抑制することができるため、等高面の作成処理が一層簡便になる。このとき、前記判定値は、基本格子の最長の対角線の１．５倍以上２．０倍以下の値とするのが好ましい。この判定値が１．５倍以上では連続面を形成しやすく、２．０倍以下では重複部分が増加してしまうのを抑制しやすい。

本発明の画像処理方法において、前記ステップ（ｃ）では、前記抽出した隣接する３つの位置点により、単位格子の対角線を共有する３角形２つで面が構成される場合には、異なる対角線を辺にもつ残りの２つの３角形の成立の判定を行わないものとしてもよい。こうすれば、位置点を結び作成する３角形を用いて等高面を形成する際に、複数の３角形の成立の判定をできるだけ省略可能であるため、処理を簡便とすることができる。

本発明の画像処理方法は、
（ｄ）前記ステップ（ａ）の前に、原子力発電炉に配設され流体が流通する複数の配管の情報と該配管内部に付着する放射性物質の情報とに基づいて前記複数の配置点の各々の準位数値として線量率を計算するステップ、を含み、
前記ステップ（ａ）では、前記ステップ（ｄ）で計算した各配置点の線量率を前記各々の準位数値として取得するものとしてもよい。例えば、原子力発電炉における放射線は、３次元空間に均一に放射されることがあり、等高面に内包されるような境界線が生じにくいことがある。また、作業者の視点から死角になるような等高面に内包されている境界領域は、必要性が低いことがある。このため、本発明を原子力発電炉の放射線の分布表示に適用する意義が高い。

本発明の画像処理方法は、
（ｅ）表示出力態様の指令を取得し、該取得した表示出力態様が３次元等高面の表示指令であるときには、前記ステップ（ｃ）で作成された等高面を表示出力する一方、前記取得した表示出力態様が配置点の準位数値分布の表示指令であるときには、各配置点の準位数値を視認可能な態様で前記ステップ（ａ）で取得した各配置点に配置した画像を表示出力するステップ、を含むものとしてもよい。こうすれば、指令された態様で切り替えて画像を表示出力するため、準位数値の分布を様々な態様で視認することができる。

本発明のプログラムは、上述したいずれか１つに記載の画像処理方法の各ステップを１又は複数のコンピュータに実現させるものである。このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（例えばハードディスク、ＲＯＭ、ＦＤ、ＣＤ、ＤＶＤなど）に記録されていてもよいし、伝送媒体（インターネットやＬＡＮなどの通信網）を介してあるコンピュータから別のコンピュータへ配信されてもよいし、その他どのような形で授受されてもよい。このプログラムを一つのコンピュータに実行させるか又は複数のコンピュータに各ステップを分担して実行させれば、上述した画像処理方法の各ステップが実行されるため、３次元の等高面を作成する処理をより簡便にすることができる。

本発明の画像処理装置は、
３次元の等高面の画像を作成する画像処理装置であって、
３次元に配列した複数の配置点の各々の準位数値を取得する取得部と、
前記取得した各準位数値と配置点の位置とを用いて、所定準位数値である位置点を所定の面内に内包される点を含めずに３次元的に抽出する抽出部と、
前記抽出した位置点を結び等高面を作成する画像作成部と、
を備えたものである。

この画像処理装置では、３次元に配列した複数の配置点の各々の準位数値を取得し、取得した各準位数値と配置点の位置とを用いて、所定準位数値である位置点を所定の面内に内包される点を含めずに３次元的に抽出し、抽出した位置点を結び等高面を作成する。このように、面内に内包する点を含めずに位置点を抽出するため、３次元の等高面を作成する処理をより簡便にすることができる。なお、この画像処理装置において、上述した画像処理方法の種々の態様を実行する手段を備えるものとしてもよい。例えば、本発明の画像処理装置は、原子力発電炉に配設され流体が流通する複数の配管の情報と該配管内部に付着する放射性物質の情報とに基づいて前記複数の配置点の各々の準位数値として線量率を計算する線量率計算部、を備え、前記取得部は、前記線量率計算部により計算された各配置点の線量率を取得するものとしてもよい。また、本発明の画像処理装置は、表示出力態様の指令を取得し、該取得した表示出力態様が３次元等高面の表示指令であるときには、前記画像作成部により作成された等高面を表示出力する一方、前記取得した表示出力態様が配置点の準位数値分布の表示指令であるときには、各配置点の準位数値を視認可能な態様で前記取得した各配置点に配置した画像を表示出力する表示出力部、を備えたものとしてもよい。

次に、本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態である画像処理装置としてのシミュレーション装置２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、コントローラ２１の機能構成の一例を示すブロック図であり、図３は、原子力発電施設１０の構成の概略を表す説明図である。シミュレーション装置２０は、例えば、図３に示す原子力発電施設１０内での線量率分布を計算により求め、表示する機能を備えている。原子力発電施設１０は、図３に示すように、核分裂性物質の核分裂反応を安定に持続する装置である原子炉１２や、この原子炉１２に接続されタービンを回転させる蒸気や冷却水などが循環する複数の配管１６、図示しない循環ポンプ類などが配設されている。このシミュレーション装置２０は、シミュレーションプログラムがインストールされており、経年使用された状態における各場所での線量率（準位数値）を計算により求める機能を有する。このシミュレーション装置２０は、例えば、定期点検などにおける作業場所での線量率を予め把握するのに利用され、配置人員数や作業時間の設定など点検作業工程管理を容易にするものである。シミュレーション装置２０では、線量率（μＳｖ／ｈ）の数値に基づいて配色された球体を３次元的に配列し線量率分布を表示する配置点線量率分布表示画面８０（後述図６）と、所定の線量率である等高面３次元的に表示し線量率分布を表示する線量率等高面表示画面８２（後述図１２）とを使用者の指令により切り替えて表示可能となっている。なお、「配置点」は、原子力発電施設１０の３次元空間の全体をＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向で立方体状に区画した複数の単位格子の各頂点に予め定められている。

シミュレーション装置２０は、図１に示すように、画像処理装置として構成された周知の汎用パソコンであり、装置全体の制御を司るコントローラ２１と、各種アプリケーションプログラムや各種データファイルを記憶する大容量メモリである記憶装置２５と、を備えている。コントローラ２１は、ＣＰＵ２２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、情報を記憶消去可能であり各種アプリケーションプログラムや各種データファイルを記憶するフラッシュＲＯＭ２３と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ２４とを備えている。ＲＡＭ２４には、ＣＰＵ２２が計算したデータを一時的に格納するバッファが設けられている。記憶装置２５には、原子力発電施設１０の内部にある構造物の各種データが格納された構造物データベース２５ａや原子力発電施設１０の各部での線量率を計算により求める線量率計算プログラム２５ｂ、指定した領域の線量率分布の等高面のデータを抽出する等高面データ作成プログラム２５ｃ、等高面を作成する際の座標を格納するポリゴン座標登録ファイル２５ｄなどが格納されている。また、シミュレーション装置２０は、ユーザが各種指令を入力するキーボード及びマウス等の入力装置２７や、各種情報を画面表示するディスプレイ２８などを備え、ディスプレイ２８に表示されたカーソル等をユーザが入力装置２７を介して入力操作するとその入力操作に応じた動作を実行する機能を有している。コントローラ２１や記憶装置２５、入力装置２７及びディスプレイ２８は、バス２９によって電気的に接続され、各種制御信号やデータのやり取りができるよう構成されている。なお、記憶装置２５は、ＨＤＤ、フラッシュメモリ、ＮＡＳなど、情報を記憶可能なものであればよい。

また、コントローラ２１は、図２に示すように、機能構成として、入力装置２７などからの指令を入力する指令取得部３０と、構造物データベース２５ａに格納された情報を用いて原子力発電施設１０の線量率分布を計算する線量率計算部３２と、構造物データベース２５ａの情報の読み出しや書き込み処理を行うデータベース制御部３３と、線量率計算部３２が計算した線量率分布の中から指定された線量率の位置を抽出する処理を実行する抽出部３４と、線量率計算部３２による計算又は抽出部３４による抽出で得られた情報に基づいて線量率分布を所定の態様で示す画像を作成する画像作成部３６と、作成された表示画像をディスプレイ２８へ表示出力する処理を実行する表示出力部３８とを備えている。シミュレーション装置２０では、シミュレーション実行指令や表示選択指令を受けると、指令取得部３０がこの指令に基づいて線量率の計算指令を線量率計算部３２へ出力し、これを受けた線量率計算部３２がデータベース制御部３３により構造物データベース２５ａを用いて各配置点での線量率を計算する。続いて、配置点表示のときは計算したデータを用いて画像作成部３６が配置点線量率分布表示画面を作成し、等高面表示のときは、抽出部３４が指令された線量率である等高面の頂点座標を抽出して画像作成部３６が線量率等高面表示画面８２を作成し、表示出力部３８がディスプレイ２８に表示出力するという一連の処理を行う。

次に、こうして構成された本実施形態のシミュレーション装置２０の動作、特に原子力発電施設１０での線量率分布を表示する処理について説明する。図４は、コントローラ２１のＣＰＵ２２により実行される線量率表示処理ルーチンの一例を表すフローチャートである。このルーチンは、記憶装置２５に記憶され、使用者による図示しない実行開始画面でのシミュレーション実行指令の入力に基づいてＣＰＵ２２により実行される。なお、以降に説明する処理は、ＣＰＵ２２の指令等により指令取得部３０、線量率計算部３２、データベース制御部３３、抽出部３４、画像作成部３６、表示出力部３８などが具体的処理を適宜行うものとした。図４の線量率表示処理ルーチンが開始されると、ＣＰＵ２２は、まず、表示する画面の種別を入力し（ステップＳ１００）、入力された種別が等高面表示であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。表示画面の種別は、図示しないメイン画面で使用者が入力したものを取得することにより入力するものとした。入力された種別が等高面表示でないときには、ＣＰＵ２２は、配置点線量率分布表示の指令であるものと判定し、線量率計算部３２により各配置点における線量率を計算する線量率計算処理ルーチンを実行する（ステップＳ１２０）。

ここで、線量率計算処理ルーチンについて説明する。図５は、線量率計算処理ルーチンの一例を表すフローチャートである。ＣＰＵ２２は、線量率計算部３２を利用してこのルーチンを実行するものとした。この線量率計算処理ルーチンが開始されると、線量率計算部３２は、データベース制御部３３を介して構造物データベース２５ａから原子力発電施設１０の配管の情報を取得する（ステップＳ２００）。この配管の情報には、例えば、どの系統に配設されているかを表す系統番号、材質や配管長、管厚などのデータが含まれている。次に、予め経験的に求めた係数や式などを用いて配管の各位置における配管内部に付着した放射性物質の量を計算する（ステップＳ２１０）。次に、原子力発電施設１０の画像表示する領域内に評価点（座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ））を設定し（ステップＳ２２０）、評価点の周辺に存在し評価点に影響を及ぼす構成物などからの放射線を考慮に入れて線量率を計算する（ステップＳ２３０）。続いて、線量率計算部３２は、計算した線量率を評価点の座標に対応付け、予め定められたＲＡＭ２４のバッファ領域に記憶させ（ステップＳ２４０）、全評価点に対して線量率の計算を行ったか否かを判定する（ステップＳ２５０）。全評価点で線量率の計算を行っていないときには、ステップＳ２２０以降の処理、即ち、ステップＳ２２０で次の評価点に設定し、この評価点の線量率を計算していくのである。そして、ステップＳ２５０で全評価点に対して線量率の計算を終了したと判定されたときには、そのままこのルーチンを終了する。

さて、線量率表示処理ルーチンの説明を再開する。ステップＳ１２０の線量率計算処理ルーチンで各配置点の線量率数値が計算されると、ＣＰＵ２２は、画像作成部３６を用いて画像作成処理ルーチンを実行して表示画像を作成し（ステップＳ１３０）、作成した表示画像を表示出力部３８を用いてディスプレイ２８に表示出力する表示出力ルーチンを実行し（ステップＳ１４０）、このルーチンを終了する。図６は、ディスプレイ２８に表示される配置点線量率分布表示画面８０の説明図である。画像作成部３６は、図６に示すように、線量率の数値が大きくなるほど濃い色に配色した球体９１を各配置点に３次元的に配列した配置点線量率分布表示画面８０を作成するものとした。配置点線量率分布表示画面８０には、原子炉画像９２や配管画像９６が３次元的に表示され、そこに重ね合わせ、所定の直方体領域の各配置点に配色された球体９１が３次元的に配置されている。

一方、ステップＳ１１０で等高面表示が指令されているときには、ＣＰＵ２２は、表示する等高面数ｎと等高面の線量率値である指定値Ｊとを入力し（ステップＳ１５０）、上述したステップＳ１２０と同様の線量率計算処理ルーチンを実行する（ステップＳ１６０）。次に、計算により求めた各配置点の線量率のうち、指定された線量率値が存在する座標を抽出する指定値抽出処理ルーチンを実行する（ステップＳ１７０）。

ここで、指定値抽出処理ルーチンについて説明する。図７は、指定値抽出処理ルーチンの一例を表すフローチャートである。ＣＰＵ２２は、抽出部３４を利用してこのルーチンを実行するものとした。このルーチンが実行されると、抽出部３４は、まず指定値Ｊを入力すると共に、ＲＡＭ２４のバッファ領域から各配置点の線量率を取得し（ステップＳ３００）、走査対象面を設定する（ステップＳ３１０）。図８は、抽出処理の概要を説明する説明図である。原子力発電施設１０の空間は、図８の上段に示すように、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の立方体を基本格子とする３次元空間で表すことができる。この指定値抽出処理では、座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）にそれぞれ線量率が対応づけられているというデータから、線量率が指定値Ｊを示す座標（ｘ、ｙ、ｚ）を抽出し、２次元座標（例えば座標（ｘ，ｙ））に残りの１軸値（例えばｚ値）を対応づけたデータへと変換する処理を行う（図８下段参照）。こうすれば、便宜的に２次元データとなるため、データをより簡便に扱うことができる。ここでは、この空間の６面のうち１面（例えばＸ−Ｙ平面）を設定し、この面の垂直方向（Ｚ軸方向）に走査して指定値の座標を抽出する処理を行う。

走査対象面を設定すると、抽出部３４は、走査対象面のうち走査対象の２次元座標の１点を設定する（ステップＳ３２０）。例えば、走査対象面をＸ−Ｙ平面に設定した場合、走査対象座標（ｘ₀，ｙ₀）に設定するものとする（図８上段参照）。次に、走査対象面の垂直方向（走査方向ともいう）へ走査を行い（ステップＳ３３０）、現在の座標の線量率が指定値Ｊであるか否かを判定する（ステップＳ３４０）。現在の座標の線量率が指定値Ｊでない場合は、現在の座標の線量率が指定値Ｊを跨いだか否かを判定する（ステップＳ３５０）。即ち、前回の座標の線量率が指定値Ｊよりも高かった場合は、指定値Ｊを下回ったか否かを判定し、前回の座標の線量率が指定値Ｊよりも低かった場合は、指定値Ｊを上回ったか否かを判定する。現在の座標の線量率が指定値Ｊを跨いでいないときには、現在の走査が終了したか否かを判定する（ステップＳ３６０）。この判定は、例えば、Ｚ軸方向に走査しているときには、Ｚ軸の終端に達したか否かに基づいて行うものとする。現在の走査が終了していないときには、ステップＳ３３０以降の処理、即ち現在の走査対象座標での走査方向への走査を継続する。

一方、ステップＳ３４０で現在の座標の線量率が指定値Ｊであるときには、抽出部３４は、その座標を位置点としてＲＡＭ２４の所定のバッファ領域に記憶する、即ち抽出する（ステップＳ３７０）。この抽出処理は、現在の走査対象座標（例えば（ｘ₀，ｙ₀））に走査した軸距離（例えばｚ₀）を対応づけて記憶するものとした。また、ステップＳ３５０で現在の座標の線量率が指定値Ｊを跨いだときには、走査した軸距離を補間し（ステップＳ３８０）、ステップＳ３７０で現在の走査対象座標に補間した軸距離を対応づけて位置点として記憶する。この補間処理は、前回の座標及び線量率と、指定値Ｊを跨いだ今回の座標及び線量率とを用いて線形補間により行うものとする。このように、線量率が指定値Ｊを示す位置点の座標（ｘ、ｙ、ｚ）を抽出し、２次元座標（例えば座標（ｘ，ｙ））に残りの１軸値（例えばｚ値）を対応づけたデータへと変換して記憶するのである。

ステップＳ３７０のあと、または、ステップＳ３６０で現在の走査が終了したあと、抽出部３４は、走査対象面のすべての２次元座標の走査が終了したか否かを判定し（ステップＳ３９０）、走査対象面のすべての２次元座標の走査が終了していないときには、ステップＳ３２０で次の走査対象の２次元座標を設定し、ステップＳ３３０以降の処理を繰り返す。ここで、ステップＳ３７０で指定値Ｊの座標が求められたあとには、ステップＳ３６０で判定するまでもなく、その２次元座標での現走査方向の走査を終了するものとした。ステップＳ３９０で走査対象面のすべての２次元座標の走査が終了したときには、すべての走査対象面（直方体の６面）で走査が終了したか否かを判定し（ステップＳ４００）、すべての走査対象面で走査が終了していないときには、ステップＳ３１０で次の走査対象面を設定し、ステップＳ３２０以降の処理を実行する。一方、ステップＳ４００ですべての走査対象面の走査が終了したときには、そのままこのルーチンを終了する。

ここで、指定値抽出処理について、具体的に説明する。図９は、指定値抽出処理の処理内容を説明する説明図である。この図９では、図８のＸ−Ｙ−Ｚ空間におけるＹ−Ｚ面を見たものとし、処理内容として、Ｘ−Ｙ面からＺ軸の正方向に走査し、Ｘ−Ｚ面からＹ軸の正方向に走査し、Ｘ−Ｙ面からＺ軸の負方向に走査し、Ｘ−Ｚ面からＹ軸の負方向に走査した場合について示した。また、図９では、指定値Ｊの境界面を点線で示した。なお、実際は、Ｙ−Ｚ面からＸ軸の正負方向にも走査するが、２次元で示しているため、その説明を省略する。この処理を開始すると、まず、抽出部３４は、走査対象面をＸ−Ｙ平面に設定すると共に（Ｓ３１０）、２次元座標を設定し（Ｓ３２０）、Ｚ軸の正方向に走査する（図９の１段目）。ここでは、各格子の頂点にあたる配置点４０に線量率の数値があるから、Ｚ軸の正方向に、次の配置点、次の配置点というように走査していく（Ｓ３３０）。走査方向に線量率の指定値Ｊがないときには、Ｘ−Ｙ平面の次の２次元座標の走査を行う。そして、線量率の指定値Ｊであるとき、または、線量率の指定値Ｊを跨いだときには（図９の２段目）、適宜線形補間し位置点４２を記憶し、その走査を終了する（Ｓ３７０）。なお、配置点４０は整数の３次元座標の値であるが、位置点４２は整数の２次元座標に整数以外を含む数が対応づけられたものとなる。続いて、この処理をＸ−Ｙ平面の全体で行い、同様に、Ｘ−Ｚ平面からＹ軸の正方向（図９の３段目）、Ｘ−Ｙ平面からＺ軸の負方向（図９の４段目）、Ｘ−Ｚ平面からＹ軸の負方向（図９の５段目）、というように６面からの走査を行うのである。このように、指定値Ｊの位置点４２を抽出したら、その２次元座標での走査方向への走査を終了するという処理を、各２次元座標について且つ６面について行うので、等高面の内側を走査しないことにより、等高面に内包される位置点を含めずに等高面を構成する位置点（指定値の座標）を抽出することができるのである。

さて、線量率表示処理ルーチンのステップＳ１７０で位置点を抽出すると、ＣＰＵ２２は、等高面データ作成処理ルーチンを実行する（ステップＳ１８０）。ここで、等高面データ作成処理ルーチンについて説明する。図１０は、等高面データ作成処理ルーチンの一例を表すフローチャートである。ＣＰＵ２２は、画像作成部３６を利用してこのルーチンを実行するものとした。このルーチンが実行されると、画像作成部３６は、まずポリゴンを作成する対象面を設定し（ステップＳ５００）、その対象面に含まれる位置点のいずれかを頂点として設定する（ステップＳ５１０）。続いて、設定された頂点近傍にある位置点とを結ぶと第１形状又は第２形状の３角形が形成可能であるか否かを判定し（ステップＳ５２０）、第１又は第２形状の３角形が形成可能でないときには第３又は第４形状の３角形が形成可能か否かを判定する（ステップＳ５３０）。ここで、例えば（ｘ、ｙ）、（ｘ＋１，ｙ）、（ｘ、ｙ＋１）、（ｘ＋１，ｙ＋１）の位置点では、構成できる３角形は図１１に示すように４種類である。図１１は、抽出した位置点により生成可能な三角形の種類の説明図である。ここで、第１、第２形状の３角形が共に形成される条件では、必ず第１、第２形状の３角形に重なって、第３、第４形状の３角形が形成される。このため、第３、第４形状の３角形が形成可能であるかの判定を行わないものとした。なお、第１，２の形状は、（ｘ，ｙ）−（ｘ＋１，ｙ）、（ｘ，ｙ）−（ｘ＋１，ｙ＋１）、（ｘ，ｙ）−（ｘ，ｙ＋１）の３つが成立すれば２つとも登録する。また、第３の形状は（ｘ，ｙ）−（ｘ＋１，ｙ）、（ｘ，ｙ）−（ｘ，ｙ＋１）の条件が成立しないときに判定可能であり、第４の形状は（ｘ＋１，ｙ＋１）−（ｘ＋１，ｙ）、（ｘ＋１，ｙ）−（ｘ，ｙ＋１）の条件が成立しないときに判定可能である。

ステップＳ５２０及びステップＳ５３０で３角形を形成可能であるときには、画像作成部３６は、各頂点間距離のそれぞれが所定の判定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ５４０）。この判定値は、基本格子の最長の対角線の１．５倍以上２．０倍以下の値とすることが好ましく、ここでは、基本格子の対角線のうち最長のものの２倍の長さに設定されている。この判定値が１．５倍以上では連続面を形成しやすく、２．０倍以下では重複部分が増加してしまうのを抑制しやすい。各頂点間距離のそれぞれが判定値以下であるときには、該当する頂点座標の３角形をポリゴン座標登録ファイル２５ｄ（図１参照）へ登録する（ステップＳ５５０）。ステップＳ５４０で各頂点間距離のそれぞれが判定値以下でないとき、または、ステップＳ５２０，Ｓ５３０で頂点近傍にある位置点を結ぶ３角形が形成できないときには、現在の対象面のすべての位置点が終了したか否かを判定する（ステップＳ５６０）。現在の対象面のすべての位置点が終了していないときには、ステップＳ５１０で次の頂点を設定し、ステップＳ５２０以降の処理を行い、現在の対象面のすべての位置点が終了したときには、すべての対象面で処理が終了したか否かを判定する（ステップＳ５７０）。すべての対象面で処理が終了していないときには、ステップＳ５００で次の対象面を設定しステップＳ５１０以降の処理を行う。一方、ステップＳ５７０ですべての対象面で処理が終了したときには、ポリゴン座標登録ファイル２５ｄを用い各位置点を結び３次元の等高面の画像を作成し（ステップＳ５８０）ＲＡＭ２４のバッファ領域にこれを格納して、このルーチンを終了する。

ここで、等高面データ作成処理について、具体的に説明する。図１２は、等高面データ作成処理の処理内容を説明する説明図である。この処理を実行すると、まず、画像作成部３６は、対象面を設定し（Ｓ５００）、この対象面側に存在する位置点のいずれかを頂点とし、その近傍の位置点とで３角形を形成可能であるときには、その頂点間距離のいずれかが判定値以下であるかを判定する（Ｓ５４０）。頂点間距離が判定値以下であるときには、その頂点間を結び面を構成するように各座標を登録する。そして、この処理を対象面で抽出された位置点すべてについて行う（図１２の１段目）。このとき、頂点間の距離が判定値を超えている場合は、その座標をポリゴン座標登録ファイル２５ｄへ登録しない、即ち、その面を作成しないものとした。そして、対象面を変えてこの処理を繰り返し（図１２の２〜４段目）、指定値Ｊの境界面（図１２の点線参照）に相当する等高面を作成することができる。

さて、図４の線量率表示処理ルーチンのステップＳ１８０で等高面データを作成したあと、ＣＰＵ２２は、すべての指定値についての等高面を作成したか否かを判定する（ステップＳ１９０）。すべての指定値についての等高面を作成していないときには、未実行の指定値についてステップＳ１７０以降の処理を繰り返し行う一方、すべての指定値についての等高面を作成したときには、ステップＳ１４０で等高面の表示出力を行い、このルーチンを終了する。

ディスプレイ２８に表示される線量率等高面表示画面８２，８４，８６について説明する。図１３は、ディスプレイ２８に表示される線量率等高面表示画面８２の説明図であり、図１４は、ディスプレイ２８に表示される線量率等高面表示画面８４の説明図であり、図１５は、ディスプレイ２８に表示される線量率等高面表示画面８６の説明図である。ここでは、３段階の線量率の等高面を表示する場合について説明する。図１３に示すように、線量率等高面表示画面８２には、原子炉画像９２、配管画像９６のほか、指定値を入力し等高面の表示を指令する表示指令部９４や、上述した処理により作成された第１等高面８３が表示されている。この表示指令部９４には、指定値を入力する複数の入力セルと入力した指定値の等高面を表示するか否かを指令するチェックボックスとが含まれている。そして、複数の入力セルの各々に指定値を入力し、チェックボックスにチェックを入れると、図１４に示すような第２等高面８５や、図１５に示すような第３等高面８７などが上述した処理を行うことにより作成され、画面上に表示されるのである。

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の線量率が本発明の準位数値に相当し、指令取得部３０が取得部に相当し、抽出部３４が抽出部に相当し、画像作成部３６が画像作成部に相当し、線量率計算部３２が線量率計算部に相当し、表示出力部３８が表示出力部に相当する。なお、本実施形態では、シミュレーション装置２０の動作を説明することにより本発明の画像処理装置及びプログラムの一例も明らかにしている。

以上詳述した本実施形態のシミュレーション装置２０によれば、３次元に配列した複数の配置点の各々の線量率を取得し、取得した各線量率と配置点の位置とを用いて、所定線量率である指定値の位置点を所定の面内に内包される点を含めずに３次元的に抽出し、抽出した位置点を結び等高面を作成するため、３次元の等高面を作成する処理をより簡便にすることができる。また、３次元を形成する６面のうちいずれか１面である所定面内の複数点のうちいずれか１点について、走査方向へ指定値となる座標まで走査することで指定値の位置点を抽出すると共にこの位置点を抽出したときにはこの走査方向への走査を終了する処理を、走査対象面内の複数点について且つ６面について行うため、走査方向へ指定値となる位置まで走査すればよく、より簡便な処理で等高面を作成することができる。更に、走査方向に走査しているときに前回の配置点の線量率と今回の配置点の線量率とで指定値を跨ぐときには、補間した位置点を抽出するため、より正確な等高面を作成することができる。更にまた、抽出した２つの位置点の間の長さが単位格子の対角線の長さに基づいて定められた判定値よりも長いときにはこの２つの位置点を用いた面を作成しないため、３次元空間の６面のうち互いに隣り合う面側で重複した等高面を作成してしまうのを抑制することができ、等高面の作成処理が一層簡便になる。また、重複した等高面の存在がより抑制されるため、等高面が見やすいし、視点を変える処理を行う際にも等高面のレンダリング処理の負担をより軽くすることができる。また、判定値を基本格子の最長の対角線の約２倍に設定することで、形成する曲面が不連続となったり、重複部分が多くなったりすることを抑制することができる。そして、単位格子の対角線を共有する３角形２つで面が構成される場合には、異なる対角線を辺にもつ残りの２つの３角形の成立の判定を行わないため、複数の形状の３角形の成立の判定をできるだけ省略可能であり、処理を簡便とすることができる。そしてまた、原子力発電施設１０における放射線は、３次元空間に均一に放射されることがあり、等高面に内包されるような境界線が生じにくいため、本発明を適用する意義が高い。そして更にまた、配置点線量率分布表示画面と線量率等高面表示画面とを切り替えて表示可能であるため、線量率の分布を様々な態様で視認することができる。また、線量率分布の可視表示の処理速度がより向上し、且つ線量率分布が視認しやすいため、原子力発電施設１０内での放射線環境下における作業被ばく低減対策の検討を効率的に実施することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、前回の配置点の線量率と今回の配置点の線量率とで指定値を跨ぐときには、補間した座標間の位置点を抽出するものとしたが、前回の配置点を位置点として抽出したり、今回の配置点を位置点として抽出するなどして、これを省略してもよい。こうすれば、補間する処理を省略可能であるため、更に簡便な処理とすることができる。

上述した実施形態では、抽出した２つの位置点の間の長さが単位格子の対角線の長さに基づいて定められた判定値よりも長いときにはこの２つの位置点を用いた面を作成しないものとしたが、面を構成する三角形の３辺すべてについて判定する必要はなく、２辺に簡略化することができる。また、抽出した２つの位置点の間の長さが判定値よりも長いときにはこの２つの位置点を用いた面を作成しない処理を省略してもよい。

上述した実施形態では、複数の形状の３角形のうち１つを形成可能であるときには、残りの３角形の成立の判定を行わないものとしたが、すべての形状の３角形の成立の判定を行うものとしてもよい。

上述した実施形態では、作成した等高面の画像を表示出力するものとしたが、印刷出力するものとしてもよいし、ファイル出力するものとしてもよい。また、配置点線量率分布表示画面８０と線量率等高面表示画面８２とを切り替えて表示可能であるものとしたが、配置点線量率分布表示画面８０の作成・表示を行わないものとしてもよい。

上述した実施形態では、原子力発電施設１０における線量率の分布を表す等高面の３次元画像を作成するものとしたが、特にこれに限定されず、放射線取扱施設などに適用するものとしてもよい。また、線量率の分布に限定されず、温度分布、光量分布、湿度分布、ガスや液体などの流体の濃度分布などに適用するものとしてもよい。また、上述した実施形態では、シミュレーション装置２０として説明したが、画像処理方法としてもよいし、それを実行するプログラムとしてもよい。

本発明の一実施形態である画像処理装置としてのシミュレーション装置２０の構成の概略を示す構成図。コントローラ２１の機能構成の一例を示すブロック図。原子力発電施設１０の構成の概略を表す説明図。線量率表示処理ルーチンの一例を表すフローチャート。線量率計算処理ルーチンの一例を表すフローチャート。ディスプレイ２８に表示される配置点線量率分布表示画面８０の説明図。指定値抽出処理ルーチンの一例を表すフローチャート。抽出処理の概要を説明する説明図。指定値抽出処理の処理内容を説明する説明図。等高面データ作成処理ルーチンの一例を表すフローチャート。抽出した位置点により生成可能な三角形の種類の説明図。等高面データ作成処理の処理内容を説明する説明図。ディスプレイ２８に表示される線量率等高面表示画面８２の説明図。ディスプレイ２８に表示される線量率等高面表示画面８４の説明図。ディスプレイ２８に表示される線量率等高面表示画面８６の説明図。

符号の説明

１０原子力発電施設、１２原子炉、１６配管、２０シミュレーション装置、２１コントローラ、２２ＣＰＵ、２３フラッシュＲＯＭ、２４ＲＡＭ、２５記憶装置、２５ａ構造物データベース、２５ｂ線量率計算プログラム、２５ｃ等高面データ作成プログラム、２５ｄポリゴン座標登録ファイル、２７入力装置、２８ディスプレイ、２９バス、３０指令取得部、３２線量率計算部、３３データベース制御部、３４抽出部、３６画像作成部、３８表示出力部、４０配置点、４２位置点、８０配置点線量率分布表示画面、８２線量率等高面表示画面、８３第１等高面、８４線量率等高面表示画面、８５第２等高面、８６線量率等高面表示画面、８７第３等高面、９１球体、９２原子炉画像、９４表示指令部、９６配管画像。

Claims

３次元の等高面の画像を作成するコンピュータによる画像処理方法であって、
（ａ）３次元に配列した複数の配置点の各々の準位数値を取得するステップと、
（ｂ）前記ステップ（ａ）で取得した各準位数値と配置点の位置とを用いて、所定準位数値である位置点を所定の面内に内包される点を含めずに３次元的に抽出するステップと、
（ｃ）前記ステップ（ｂ）で抽出した位置点を結び等高面を作成するステップと、
を含む画像処理方法。
前記ステップ（ｂ）では、３次元を形成する６面のうちいずれか１面である所定面内の複数点のうちいずれか１点について該所定面に垂直な走査方向へ前記所定準位数値となる座標まで走査することで前記所定準位数値である位置点を抽出すると共に該位置点を抽出したときには該所定面内の点の該走査方向への走査を終了する処理を、所定面内の複数点について且つ６面について行うことにより前記所定の面内に内包される点を含めずに前記所定準位数値である位置点を抽出する、請求項１に記載の画像処理方法。
前記ステップ（ｂ）では、前記所定面に垂直な走査方向に走査しているときに前回の配置点の準位数値と今回の配置点の準位数値とで前記所定準位数値を跨ぐときには、前回の配置点の座標及び準位数値と今回の配置点の座標及び準位数値とを用いて補間した該座標間の位置点を抽出する、請求項２に記載の画像処理方法。
前記ステップ（ｃ）では、前記抽出した２つの位置点の間の長さが単位格子の対角線の長さに基づいて定められた判定値よりも長いときには該２つの位置点を用いた面を作成しない、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像処理方法。
前記ステップ（ｃ）では、前記抽出した隣接する３つの位置点により、単位格子の対角線を共有する３角形２つで面が構成される場合には、異なる対角線を辺にもつ残りの２つの３角形の成立の判定を行わない、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像処理方法。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像処理方法であって、
（ｄ）前記ステップ（ａ）の前に、原子力発電炉に配設され流体が流通する複数の配管の情報と該配管内部に付着する放射性物質の情報とに基づいて前記複数の配置点の各々の準位数値として線量率を計算するステップ、を含み、
前記ステップ（ａ）では、前記ステップ（ｄ）で計算した各配置点の線量率を前記各々の準位数値として取得する、画像処理方法。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像処理方法であって、
（ｅ）表示出力態様の指令を取得し、該取得した表示出力態様が３次元等高面の表示指令であるときには、前記ステップ（ｃ）で作成された等高面を表示出力する一方、前記取得した表示出力態様が配置点の準位数値分布の表示指令であるときには、各配置点の準位数値を視認可能な態様で前記ステップ（ａ）で取得した各配置点に配置した画像を表示出力するステップ、を含む、画像処理方法。
請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像処理方法の各ステップを１又は複数のコンピュータに実現させるプログラム。
３次元の等高面の画像を作成する画像処理装置であって、
３次元に配列した複数の配置点の各々の準位数値を取得する取得部と、
前記取得した各準位数値と配置点の位置とを用いて、所定準位数値である位置点を所定の面内に内包される点を含めずに３次元的に抽出する抽出部と、
前記抽出した位置点を結び等高面を作成する画像作成部と、
を備えた画像処理装置。