JP2893010B1 - 探査方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 複数画像の加算平均処理を行った後に得られ
る画像データにあって、帯状あるいは斜め方向のノイズ
の問題、地表・地層境界の視認性の問題の解決された良
好な画像を得る。 【解決手段】 複数の２次元画像データｓ（ｘ，ｔ）に
対して、同一の移動距離ｘ及び同一の反射時間ｔに於け
る複数の受信信号強度ｓをそれぞれ加算平均して得られ
る２次元加算平均画像データｓｌ（ｘ，ｔ）を求める２
次元加算平均工程と、この２次元加算平均工程で得られ
た２次元加算平均画像データｓｌ（ｘ，ｔ）に対して、
反射時間ｔ軸方向において周波数フィルタ処理をおこな
い、原２次元加算平均画像データｓｌ（ｘ，ｔ）と置換
する周波数フィルタ処理工程とを実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、媒質の表面を移動
しながら、電磁波または音波による波動信号を媒質中へ
放射し、媒質中に存在する物体からの反射信号を受信す
る送受信工程をおこない、受信信号強度ｓに対する媒質
表面上の移動距離ｘと反射時間ｔを座標（ｘ，ｔ）とす
る２次元画像データｓ（ｘ，ｔ）を生成して探査をおこ
なう探査方法に関するものであり、さらに詳細には、こ
のような２次元画像データの生成にあたって、同一の移
動距離ｘ及び同一の反射時間ｔにある受信信号データ
が、複数である（即ち、実質上は複数の２次元画像デー
タｓ（ｘ，ｔ）を有している）２次元画像データｓ
（ｘ，ｔ）を生成して、媒質中に存在する物体の位置を
探査する探査方法に関するとともに、このような探査に
使用される探査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】探査領域が、図５（ロ）に示すような場
合を例にとって、従来技術に関して説明する。この探査
領域は、複数、同径の管（具体的には６本・８０Ａ）
を、探査の移動距離ｘ方向に、その埋設深度を変えて埋
設したものである。管は、同図において、表裏方向に埋
設されている。図５に示す探査領域の探査結果を、図５
（イ）に示した。この画像が、先の２次元画像データｓ
（ｘ，ｔ）である。図５（イ）においては、深いところ
の弱い信号のコントラストを強調するために、振幅調整
処理が施されたものを示しているが、探査画像の下半分
において、ランダムノイズが多く、深い埋設管の識別が
困難である。この識別の困難性を解消するため、所謂、
加算平均処理を行うのが、一般的である。即ち、先に示
したように、同一の移動位置ｘ、反射時間ｔの座標に対
して、複数の受信信号強度ｓデータを収集しておき、こ
れらのデータの加算平均を得て、各座標点の有意データ
とする処理が行われる。従って、一般に探査装置には、
このような加算平均処理用の機構が、受信回路に組み込
まれているものもある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図５（ロ）の探査領域
を加算平均処理を用いて探査し、振幅調整処理を施した
結果を図７に示す。ランダムノイズは減少したが、高周
波回路ゆえに生じる送受信機の電子回路部での信号の漏
れ込みや外来ノイズなどにより、画像の水平（移動距
離）方向に定常的な帯状のノイズ、及び、電子回路のゼ
ロ点のゆらぎによる斜め縦方向のノイズが強調されてし
まっている。

【０００４】このような定常的な帯状のノイズを除去す
る一般的な方法として、画像の水平（移動距離ｘ）方向
の直流成分を除去する方法や、水平方向への差処理が良
く知られている。図７の画像に対して、直流成分を除去
する方法を適用し、振幅調整処理を施した結果を図８に
示す。図８より、定常的な帯状のノイズが軽減された
が、地表や地層境界などの反射信号も除去されてしまっ
ていることが判る。

【０００５】このような問題は、地下水位の反射や板
状、箱状物体の反射など、水平方向に連続して発生する
信号成分が含まれている場合も起こり、信号が除去され
たり、歪められたりしてしまう。これらの問題点は、水
平方向への差処理をおこなう場合にも発生し、加えて埋
設物がないところでの信号を記憶させねばならず、実用
上困難な場合が多い。

【０００６】本発明の目的は、このような加算平均処理
をおこなった後に得られる画像データにあっても、上記
のような問題（帯状あるいは斜め方向のノイズの問題、
地表・地層境界の視認性の問題等）の解決された、良好
な画像を得ることができる探査方法を得るとともに、こ
のような方法を使用する探査装置を得ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明による、媒質の表面を移動しながら、電磁波ま
たは音波による波動信号を前記媒質中へ放射し、前記媒
質中に存在する物体からの反射信号を受信する送受信工
程と、受信信号強度ｓに対する前記媒質表面上の移動距
離ｘと反射時間ｔとを座標（ｘ，ｔ）とする２次元画像
データｓ（ｘ，ｔ）を、複数生成する２次元画像複数生
成工程とを備え、複数の前記２次元画像データｓ（ｘ，
ｔ）から前記媒質中に存在する物体の位置を探査する探
査方法の特徴手段は、以下のとおりである。即ち、前記
２次元画像複数生成工程で生成された複数の２次元画像
データｓ（ｘ，ｔ）に対して、同一の移動距離ｘ及び同
一の反射時間ｔに於ける複数の受信信号強度ｓをそれぞ
れ加算平均して得られる２次元加算平均画像データｓｌ
（ｘ，ｔ）を求める２次元加算平均工程と、この２次元
加算平均工程で得られた２次元加算平均画像データｓｌ
（ｘ，ｔ）に対して、反射時間ｔ軸方向において周波数
フィルタ処理をおこない、原２次元加算平均画像データ
ｓｌ（ｘ，ｔ）と置換する周波数フィルタ処理工程とを
実行する。２次元加算平均工程により、２次元加算平均
画像データｓｌ（ｘ，ｔ）が求まる。そして、この２次
元加算平均画像データｓｌ（ｘ，ｔ）において、反射時
間ｔ軸方向において周波数フィルタ処理をおこなうこと
で、所定の周波数成分の信号を、除去することができ、
所謂、ノイズ成分を有効に除去することが可能となる。
ここで、処理をｔ軸方向におこなうことで、周波数毎の
信号の特徴を顕著に出現させ、信号の周波数成分を充分
に考慮して、ノイズ成分を除去できる。

【０００８】このような周波数フィルタ処理工程は、２
次元加算平均画像データｓｌ（ｘ，ｔ）の移動距離ｘ毎
に、もしくは移動距離ｘ全領域を一括して、反射時間ｔ
軸方向の１次元波形に対して処理を行う高域通過フィル
タ処理工程、もしくは帯域通過フィルタ処理工程より構
成されていることが好ましい。即ち、反射時間ｔ方向の
処理にあたっては、移動距離毎におこなうことも可能で
あるし、移動距離全域を対象として処理をおこなうこと
も可能である。さて、周波数フィルタ処理にあたって、
高域通過フィルタ処理とすると、定常的な帯状のノイ
ズ、斜め縦方向のノイズ（何れも周波数が低い）を除去
することができる。一方、帯域通過フィルタ処理をする
と、不要な高周波のノイズも除去できる。このような高
域通過フィルタのカットオフ周波数としては、土壌また
はコンクリートなどの路盤材を対象とする場合、５０〜
２００ＭＨｚの間である値とすることで、有効に低周波
側のノイズを除去できる。

【０００９】さて、前記周波数フィルタ処理工程をおこ
なうにあたっては、手法的には、離散フーリエ変換を経
て周波数領域へのデータ変換をおこなうとともに、フィ
ルタリングを施し、さらに、離散逆フーリエ変換により
移動距離−反射時間領域のデータに戻すことが行われる
が、この場合に、以下のようにおこなうことが有効であ
る。即ち、前記離散フーリエ変換を施す前の前記２次元
加算平均画像データｓｌ（ｘ，ｔ）に対して、前記反射
時間ｔ方向のデータ数が２のべき乗となる数だけ反射信
号強度が０の０値領域を、データ先行部位もしくはデー
タ後続部位に付属し、一括して、前記離散フーリエ変
換、前記フィルタリング、前記離散逆フーリエ変換を記
載順に施した後、付加した前記０地領域に相当する領域
を削除して、得られたデータを周波数フィルタ処理済の
２次元加算平均画像データｓｌ（ｘ，ｔ）とするのであ
る。このようにすると、実際のフーリエ変換、若しくは
逆フーリエ変換対象のデータに対して、その処理対象が
反射時間ｔ方向の外縁部に０値領域が付属するデータ構
成となるため、周波数フィルタ処理工程に於ける一連の
処理にあって、比較的強い表層信号に対して周波数フィ
ルタを施した時に、周囲に発生する虚像の位置を、興味
対象とする２次元加算平均データ外（実質上の０値領
域）とすることができる。

【００１０】さらに、前記周波数フィルタ処理工程の前
または後で、前記２次元加算平均画像データｓｌ（ｘ，
ｔ）に対して、反射時間ｔ軸方向に振幅調整処理を施す
ことが好ましい。このようにすると、ノイズの除去され
た画像において、そのコントラストを反射時間方向にお
いて確保できる。

【００１１】本願の探査方法を使用する探査装置として
は、以下の構成を採用することとなる。即ち、媒質の表
面を移動しながら、電磁波または音波による波動信号を
前記媒質中へ放射し、前記媒質中に存在する物体からの
反射信号を受信する送受信機と、前記送受信機で得られ
た受信信号から、受信信号強度ｓに対する前記媒質表面
上の移動距離ｘと反射時間ｔとを座標（ｘ，ｔ）とする
２次元画像データｓ（ｘ，ｔ）を、複数生成する２次元
複数画像データ生成手段と、前記２次元複数画像データ
ｓ（ｘ，ｔ）に対して、同一の移動距離ｘ及び同一の反
射時間ｔ毎の信号強度ｓをそれぞれ加算平均した２次元
加算平均画像データｓｌ（ｘ，ｔ）を求める２次元加算
平均手段と、前記２次元加算平均手段で得られた前記２
次元加算平均画像データｓｌ（ｘ，ｔ）に対して、反射
時間ｔ軸方向において周波数フィルタ処理をおこない、
原２次元加算平均画像データｓｌ（ｘ，ｔ）と置換する
周波数フィルタ処理手段とを備えるのである。この構成
により、２次元複数画像データ生成手段により、２次元
複数画像データ生成が実行され、同一の移動距離ｘ、反
射時間ｔに複数の受信信号強度ｓを有するデータを得る
ことができる。このような２次元複数画像データは、２
次元加算平均手段により、同一の移動距離ｘ、反射時間
ｔ毎に処理され、座標毎の受信信号強度の加算平均値か
らなる２次元加算平均画像データｓｌ（ｘ，ｔ）が得ら
れる。そして、周波数フィルタ処理手段により、反射時
間ｔ軸方向において周波数フィルタ処理をおこない、所
定の周波数帯を良好に除去された、視認性の高い画像デ
ータを得ることができる。

【００１２】さらに、前記周波数フィルタ処理手段が、
前記周波数フィルタ処理前の前記２次元加算平均画像デ
ータｓｌ（ｘ，ｔ）に対して、前記反射時間ｔ方向のデ
ータ数が２のべき乗となる数だけ反射信号強度が０の０
値領域を、データ先行部位もしくはデータ後続部位に付
属する０領域追加手段と、前記０領域追加手段により０
値領域を追加されたデータに、一括してフーリエ変換を
施すフーリエ変換手段と、前記フーリエ変換手段により
変換されたデータに、周波数領域におけるフィルタリン
グをフィルタリング手段と、前記フィルタリング手段に
よりフィルタリング済のデータに、逆フーリエ変換を施
す逆フーリエ変換手段と、前記逆フーリエ変換手段によ
り処理されたデータから、前記０領域追加手段により追
加された０値領域に相当する領域を削除する０領域削除
手段とを備え、前記０領域削除手段による処理後のデー
タを、処理前の２次元加算平均画像データｓｌ（ｘ，
ｔ）と置換する構成とされていることが好ましい。この
場合は、０領域追加手段、フーリエ変換手段、フィルタ
リング手段、逆フーリエ変換手段、０領域削除手段によ
る処理を記載順に２次元加算平均画像データｓｌ（ｘ，
ｔ）に施すことにより、周波数フィルタ処理に伴って発
生する虚像の出現部を、所定領域外にして、結果的に良
好な画像を得ることができる。

【００１３】さらに、前記周波数フィルタ処理手段は、
先に方法の部位で説明したように、前記２次元加算平均
画像データｓｌ（ｘ，ｔ）の移動距離ｘ毎に、もしくは
移動距離ｘ全領域を一括して、反射時間ｔ軸方向の１次
元波形に対して高域通過フィルタ処理、もしくは帯域通
過フィルタ処理をおこなうように構成することが好まし
い。

【００１４】さらに、先に示したように、コントラスト
の確保を目的として、振幅調整を行おうとするに、探査
装置に、２次元加算平均画像データｓｌ（ｘ，ｔ）に対
して、反射時間ｔ軸方向に振幅調整処理を施す振幅調整
処理手段を備えることで、この目的を達成することがで
きる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１に示すように、媒質である土
壌１にガス等の流体を配送する鋼管などの物体２が埋設
されており、送受信手段である送受信機１０とデータ解
析手段であるデータ解析装置２０を備えた探査装置３が
地表面を移動しながら、前記物体２の埋設位置を探査す
る。前記送受信機１０は例えば１００ＨＭｚ〜１ＧＨｚ
の図２（１）に例示する単発のパルス信号を送信回路１
３で発生し、送信アンテナ１１より電磁波として土壌１
に放射する。前記送信アンテナ１１より放射された電磁
波の中の物体に入射した入射波４は物体２表面で反射錯
乱し、その中の反射波５が受信アンテナ１２で受信され
た後、受信回路１４において、図２（２）に例示するよ
うな受信信号として復調増幅される。前記送信アンテナ
１１より放射され、受信アンテナ１２で受信されるまで
の時間差ΔＴは土壌１の表面から物体２までの距離と土
壌１の比誘電率εまたは電磁波の伝搬速度ｖより一義的
に決定される。送信アンテナ１１と受信アンテナ１２は
一定間隔で地表面に対して配置され、図１中のｘ方向に
物体２を横切るように移動する。

【００１６】前記送受信機１０に、前記受信回路１４の
増幅部の利得を前記時間差ΔＴに応じて変調する信号強
度変調手段１５を設け、前記時間差ΔＴが長くなるにつ
れて土壌１を伝搬する前記パルス信号の損失が大きくな
り、受信信号強度が減衰するのを振幅補正し、前記時間
差ΔＴ、つまりは反射時間ｔの増加に対して急激に減衰
しない受信信号強度分布を得ることができ、次段以降の
信号処理に必要な信号強度を確保する。具体的には、前
記信号強度変調手段１５は前記単発のパルス信号の送信
タイミングに同期して、前記時間差ΔＴの増加に伴い減
衰率を所定の変化率で自動的に低下させる減衰器で構成
され、前記増幅部の所定個所に挿入してある。

【００１７】データ解析装置２０はマイクロコンピュー
タや半導体メモリ等によって構成されるデータ処理部２
１と外部からの操作指示を入力するキーボード等の入力
部２２と各処理段階での画像データや出力結果を表示す
る陰極線管ディスプレイや液晶ディスプレイ等の表示部
２３と前記各処理段階での画像データや出力結果等を保
管格納する磁気ディスク等の外部補助記憶部２４から構
成されている。受信回路１４において受信信号は、前記
信号強度変調手段１５による振幅補正後に、波形のスム
ーシング等の雑音除去処理やＡ／Ｄ変換処理等の前置処
理が施され、ディジタル信号としてデータ処理部２１へ
出力される。データ解析装置２０ではディジタル化され
た受信信号より、物体２を含む土壌１の鉛直面内の断面
画像を、アンテナ１１及び１２の移動距離ｘと反射波５
の物体２からの反射時間ｔを座標（ｘ，ｔ）とする２次
元画像データとして生成する。本願にあたっては、上記
工程を同一移動距離ｘで複数ｎ回行い、複数ｎの２次元
画像データを得る。ここで、受信信号強度を複数階調で
輝度表示し、図２（２）に示すように、信号強度の正値
を白（輝度大）、信号強度の負値を黒（輝度小）、信号
強度０を中間階調として表示部２３に表示する。

【００１８】図３に示すように、前記データ処理部２１
は、制御部３０、２次元画像複数生成手段３１、加算平
均手段３２、０領域追加手段３３、フーリエ変換手段３
４、フィルタリング手段３６、逆フーリエ変換手段３
７、０領域削除手段３８、振幅調整処理手段３９、内部
データバス４０、制御・アドレスバス４１、及び出力処
理手段２３０から構成されている。ここで、０領域追加
手段３３、フーリエ変換手段３４、フィルタリング手段
３６、逆フーリエ変換手段３７、０領域削除手段３８
は、全体として、反射時間ｔ軸方向において周波数フィ
ルタ処理をおこなうものであり、図３にも示すように、
周波数フィルタ処理手段３５を構成する。

【００１９】さらに、振幅調整処理手段３９の働きは、
上記の信号強度変調手段１５の機能に対して、これをソ
フト的に行おうとするものであり、２次元画像データと
して得られているデータにおいて、各反射時間ｔ毎にｘ
方向の平均を取り、反射時間ｔ軸方向での受信信号強度
の減衰が大きくならないように、ｔ軸方向に振幅を調整
する（具体的には、ｔ軸方向の平均値がほぼ同一となる
ようにコントラストを変化させる）ものである。

【００２０】前記データ処理部２１は、マイクロコンピ
ュータや半導体メモリ等によって具体的に構成される
が、図３に示す各機能手段はこれらマイクロコンピュー
タや半導体メモリ等の一部または全部を使用して、内部
データバス４０、制御・アドレスバス４１によって有機
的に結合されることで実現される。

【００２１】図４に前記データ処理部での典型的なデー
タ処理手順のフローチャートを示す。図４（イ）は、フ
ローの主要な流れを示す図面であり、図４（ロ）は、
（イ）に示す周波数フィルタ処理工程（ＳＴ３）の詳細
工程を示したものである。

【００２２】以下工程順に説明していく。開始ポイント
では、受信信号は受信回路及び信号強調変調手段によ
り、前述のように既に振幅補正を含む前置処理がされて
おり、前記ディジタル化された受信信号は、反射時間ｔ
に対して一定のサンプリング期間Δｔでサンプリングさ
れている。

【００２３】１ ２次元画像複数生成工程（ＳＴ１） ２次元画像複数生成工程（ＳＴ１）において、２次元画
像複数生成手段３１を用いて、前記ディジタル化された
受信信号は、前記Ａ／Ｄ変換されたときの量子化ビット
幅で、移動距離ｘと前記反射波の前記物体からの反射時
間ｔ（信号の発射時点から反射波を受けるまでの時
間）、及び、枚数ｎで決定される座標（ｘ，ｔ，ｎ）
が、アドレス信号をエンコードされ、ｎ枚の２次元画像
データｓ（ｘ，ｔ）として、前記データ処理部内のメモ
リの所定の領域に格納される。 ２ ２次元加算平均工程（ＳＴ２） ２次元加算平均工程（ＳＴ２）において、２次元加算平
均手段（本願の場合加算平均手段３２がこの役割を担
う）を用いて、前記移動距離ｘ及び反射時間ｔ毎に、ｎ
個得られている反射時間強度が加算平均処理され、領域
全体に対して、それぞれの座標毎に反射信号強度が加算
平均された２次元加算平均画像データｓｌ（ｘ，ｔ）が
得られ、前記データ処理部内のメモリの所定の領域に格
納される。

【００２４】３ 周波数フィルタ処理工程（ＳＴ３） 周波数フィルタ処理工程（ＳＴ３）は、図４（ロ）に示
すように、０領域追加工程（ＳＴ３−１）、フーリエ変
換工程（ＳＴ３−２）、フィルタリング工程（ＳＴ３−
３）、逆フーリエ変換工程（ＳＴ３−４）、０領域削除
工程（ＳＴ３−５）から構成されている。この工程は、
反射時間ｔ軸方向に周波数フィルタ処理を施す工程であ
る。 ３−１ ０領域追加工程（ＳＴ３−１） ０領域追記工程（ＳＴ３−１）において、０領域追加手
段３３を用いて、前記２次元加算平均画像データｓｌ
（ｘ，ｔ）の反射時間ｔ軸方向の長さの半分程度以上の
長さ分だけ２次元加算平均画像データの上（反射時間方
向における先行部分）もしくは下（反射時間方向におけ
る後続部分）に０を付加し（このような付加される受信
信号強度が０の領域を０値領域と呼ぶ）、全体の反射時
間ｔ軸方向の長さを２のべき乗にする。 ３−２ フーリエ変換工程（ＳＴ３−２） フーリエ変換工程（ＳＴ３−２）において、フーリエ変
換手段３４を用いて、前記０領域を付加された２次元加
算平均データｓｌ（ｘ，ｔ）に対して、一括して離散２
次元フーリエ変換、もしくは移動距離ｘ毎に反射時間ｔ
軸方向への離散１次元フーリエ変換の処理をおこなう。 ３−３ フィルタリング工程（ＳＴ３−３） フィルタリング工程（ＳＴ３−３）において、フィルタ
リング手段３６を用いて、上記フーリエ変化後のデータ
に対して、フィルタリングを施す。例えば、図６で見ら
れたような、定常的な帯状のノイズ及び斜め縦方向のノ
イズ（いずれも周波数が低い）を除去するため、反射時
間ｔ軸方向に高域通過フィルタを施す。ここで、カット
オフ周波数は、物体からの受信信号の周波数成分のすべ
てを含むように、例えば、受信信号の中心周波数が３０
０ＭＨｚの場合には、その３分の１となる１００ＭＨｚ
あたりに設定する。また、高域通過フィルタの変わり
に、帯域通過フィルタを用いれば、高周波のノイズも同
時に除去することができる。さらに、高域通過フィルタ
や帯域通過フィルタとして、ハニング窓やハミング窓を
用いれば、比較的強い表層信号に対して、周波数フィル
タを施した時に、周囲に発生する虚像を抑えることがで
きる。ここで、窓関数の通過域の周波数幅は、例えば中
心周波数が３００ＭＨｚの場合には、その６分の１とな
る５０ＭＨｚ程度に設定するのが望ましい。従って、例
えば、前記のカットオフ周波数１００ＭＨｚの場合、阻
止域の上限周波数は７５ＭＨｚ、通過域の下限周波数は
１２５ＭＨｚとなる。 ３−４ 逆フーリエ変換工程（ＳＴ３−４） 逆フーリエ変換工程（ＳＴ３−４）において、逆フーリ
エ変換手段３７を用いて、フィルタリング後のデータに
対して、離散逆２次元フーリエ変換、もしくは移動距離
ｘ毎に反射時間ｔ軸方向への離散逆１次元フーリエ変換
の処理を行う。 ３−５ ０領域削除工程（ＳＴ３−５） ０領域削除工程（ＳＴ３−５）において、０領域削除手
段３８を用いて、前記逆フーリエ変換処理後のデータに
対して、先に０領域追加工程において付加した０領域を
削除する。このような処理工程をおこなうことで、周波
数フィルタ処理工程の一連の処理により、比較的強い表
層信号に対して周波数フィルタを施した時に、周囲に発
生する虚像の位置を、興味対象とする前記２次元加算平
均データ外とすることができる。上記のようにして、周
波数フィルタ処理工程を終了する。

【００２５】４ 振幅調整処理及び出力処理工程（ＳＴ
４） 振幅調整処理及び出力処理工程（ＳＴ４）では、まず、
前記振幅調整処理手段３９を使用して、周波数フィルタ
処理を経た２次元加算平均画像データに対して、反射時
間ｔ軸方向に振幅調整処理を施す。このようにすること
により、ノイズが除去された画像のコントラストが強調
され、視認性が向上する。そして、以上の工程を経て得
られた２次元加算平均画像データを出力処理手段２３０
により出力処理する。この場合の出力処理は、例えば、
表示部２３に処理済のデータを送って、画像表示する等
の操作である。

【００２６】上記の手法を利用して、図５（ロ）に示す
探査領域を探査した結果を説明する。例えば、２４枚
（ｎ＝２４）の図５（イ）の前記探査画像に対して上述
の一連の処理（ｔ軸方向のデータ数２５６個で、０値の
追加を、ｔ軸の先行部分にデータ数２５６個で行い、カ
ットオフ周波数として１３０ＭＨｚのフィルタ処理を行
う処理）を施した結果得られた画像が図６である。この
図面を加算平均処理のみを施した図７、および従来技術
である直流成分を除去する方法を用いた図８と比較する
と、埋設物からの受信信号が明瞭になっていることが明
らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】探査装置のブロック構成図

【図２】送信信号と受信信号の波形図

【図３】データ解析装置の機能ブロック図

【図４】本発明のデータ処理手順を示すフローチャート

【図５】本発明のデータ処理手順の使用対象となる探査
画像とその埋設状況を示す説明図

【図６】本発明のデータ処理手順により得られた処理結
果を示す説明図

【図７】従来技術である加算平均の処理結果を示す説明
図

【図８】従来技術である直流成分除去の処理結果を示す
説明図

【符号の説明】

１ 媒質 ２ 物体 ３ 探査装置 ４ 入射波 ５ 反射波 １０ 送受信機 １１ 送信アンテナ １２ 受信アンテナ １３ 送信回路 １４ 受信回路 １５ 信号強度変調手段 ２０ データ解析装置 ２１ データ処理部 ２１ａ メモリ ２２ 入力部 ２３ 表示部 ２４ 外部補助記憶部 ３１ ２次元画像複数生成手段 ３２ 加算平均手段 ３３ ０領域追加手段 ３４ フーリエ変換手段 ３５ 周波数フィルタ手段 ３６ フィルタリング手段 ３７ 逆フーリエ変換手段 ３８ ０領域削除手段 ３９ 振幅調整処理手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中内 啓雅 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２ 号 大阪瓦斯株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−62338（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−288835（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−243745（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−235763（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−19048（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−133642（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−39041（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−211145（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−211121（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−120550（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 15/96 G01V 3/12

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 媒質の表面を移動しながら、電磁波また
   は音波による波動信号を前記媒質中へ放射し、前記媒質
   中に存在する物体からの反射信号を受信する送受信工程
   と、受信信号強度ｓに対する前記媒質表面上の移動距離
   ｘと反射時間ｔとを座標（ｘ，ｔ）とする２次元画像デ
   ータｓ（ｘ，ｔ）を、複数生成する２次元画像複数生成
   工程とを備え、複数の前記２次元画像データｓ（ｘ，
   ｔ）から前記媒質中に存在する物体の位置を探査する探
   査方法において、 前記２次元画像複数生成工程で生成された複数の前記２
   次元画像データｓ（ｘ，ｔ）に対して、同一の移動距離
   ｘ及び同一の反射時間ｔに於ける複数の受信信号強度ｓ
   をそれぞれ加算平均して得られる２次元加算平均画像デ
   ータｓｌ（ｘ，ｔ）を求める２次元加算平均工程と、 前記２次元加算平均工程で得られた前記２次元加算平均
   画像データｓｌ（ｘ，ｔ）に対して、反射時間ｔ軸方向
   において周波数フィルタ処理をおこない、原２次元加算
   平均画像データｓｌ（ｘ，ｔ）と置換する周波数フィル
   タ処理工程とを実行する探査方法。
2. 【請求項２】 前記周波数フィルタ処理工程において、
   離散フーリエ変換を経て周波数領域へのデータ変換をお
   こなうとともに、フィルタリングを施し、さらに、離散
   逆フーリエ変換により移動距離−反射時間領域のデータ
   に戻すに、前記離散フーリエ変換を施す前の前記２次元
   加算平均画像データｓｌ（ｘ，ｔ）に対して、前記反射
   時間ｔ方向のデータ数が２のべき乗となる数だけ反射信
   号強度が０の０値領域を、データ先行部位もしくはデー
   タ後続部位に付属し、一括して、前記離散フーリエ変
   換、前記フィルタリング、前記離散逆フーリエ変換を記
   載順に施した後、付加した前記０値領域に相当する領域
   を削除して、得られたデータを周波数フィルタ処理済の
   ２次元加算平均画像データｓｌ（ｘ，ｔ）とする請求項
   １記載の探査方法。
3. 【請求項３】 前記周波数フィルタ処理工程が、前記２
   次元加算平均画像データｓｌ（ｘ，ｔ）の移動距離ｘ毎
   に、もしくは移動距離ｘ全領域を一括して、反射時間ｔ
   軸方向の１次元波形に対して処理を行う高域通過フィル
   タ処理工程、もしくは帯域通過フィルタ処理工程より構
   成されている請求項１または２記載の探査方法。
4. 【請求項４】 前記周波数フィルタ処理工程の前または
   後で、前記２次元加算平均画像データｓｌ（ｘ，ｔ）に
   対して、反射時間ｔ軸方向に振幅調整処理を施す請求項
   １、２または３記載の探査方法。
5. 【請求項５】 前記高域通過フィルタのカットオフ周波
   数が５０〜２００ＭＨｚの間である請求項３記載の探査
   方法。
6. 【請求項６】 媒質の表面を移動しながら、電磁波また
   は音波による波動信号を前記媒質中へ放射し、前記媒質
   中に存在する物体からの反射信号を受信する送受信機
   と、前記送受信機で得られた受信信号から、受信信号強
   度ｓに対する前記媒質表面上の移動距離ｘと反射時間ｔ
   とを座標（ｘ，ｔ）とする２次元画像データｓ（ｘ，
   ｔ）を、複数生成する２次元複数画像データ生成手段
   と、 前記２次元複数画像データｓ（ｘ，ｔ）に対して、同一
   の移動距離ｘ及び同一の反射時間ｔ毎の受信信号強度ｓ
   をそれぞれ加算平均した２次元加算平均画像データｓ１
   （ｘ，ｔ）を求める２次元加算平均手段と、 前記２次元加算平均手段で得られた前記２次元加算平均
   画像データｓｌ（ｘ，ｔ）に対して、反射時間ｔ軸方向
   において周波数フィルタ処理をおこない、原２次元加算
   平均画像データｓｌ（ｘ，ｔ）と置換する周波数フィル
   タ処理手段とを備えた探査装置。
7. 【請求項７】 前記周波数フィルタ処理手段が、前記周
   波数フィルタ処理前の前記２次元加算平均画像データｓ
   ｌ（ｘ，ｔ）に対して、前記反射時間ｔ方向のデータ数
   が２のべき乗となる数だけ反射信号強度が０の０値領域
   を、データ先行部位もしくはデータ後続部位に付属する
   ０領域追加手段と、 前記０領域追加手段により０値領域を追加されたデータ
   に、一括してフーリエ変換を施すフーリエ変換手段と、 前記フーリエ変換手段により変換されたデータに、周波
   数領域におけるフィルタリングを施すフィルタリング手
   段と、 前記フィルタリング手段よりフィルタリング済のデータ
   に、逆フーリエ変換を施す逆フーリエ変換手段と、 前記逆フーリエ変換手段により処理されたデータから、
   前記０領域追加手段により追加された０値領域に相当す
   る領域を削除する０領域削除手段とを備え、 前記０領域削除手段による処理後のデータを、処理前の
   ２次元加算平均画像データｓｌ（ｘ，ｔ）と置換する請
   求項６記載の探査装置。
8. 【請求項８】 前記周波数フィルタ処理手段が、前記２
   次元加算平均画像データｓｌ（ｘ，ｔ）の移動距離ｘ毎
   に、もしくは移動距離ｘ全領域を一括して、反射時間ｔ
   軸方向の１次元波形に対して高域通過フィルタ処理、も
   しくは帯域通過フィルタ処理をおこなう請求項６または
   ７記載の探査装置。
9. 【請求項９】 前記２次元加算平均画像データｓｌ
   （ｘ，ｔ）に対して、反射時間ｔ軸方向に振幅調整処理
   を施す振幅調整処理手段を備えた請求項６、７または８
   記載の探査装置。
10. 【請求項１０】 前記高域通過フィルタ処理のカットオ
    フ周波数が５０〜２００ＭＨｚの間であることを特徴と
    する請求項８記載の探査装置。