JP3197193B2 - Two-dimensional signal filtering device - Google Patents

Two-dimensional signal filtering device

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JP3197193B2
JP3197193B2 JP29560595A JP29560595A JP3197193B2 JP 3197193 B2 JP3197193 B2 JP 3197193B2 JP 29560595 A JP29560595 A JP 29560595A JP 29560595 A JP29560595 A JP 29560595A JP 3197193 B2 JP3197193 B2 JP 3197193B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、2次元信号につい
て、信号形状や大きさによってはフィルタリングでき
ず、複数信号の相関関係を利用することでフィルタリン
グできる場合に、その2次元信号に対してフィルタリン
グを行なう2次元信号フィルタリング装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for filtering a two-dimensional signal if the two-dimensional signal cannot be filtered depending on the shape or size of the signal but can be filtered by utilizing the correlation of a plurality of signals. And a two-dimensional signal filtering device that performs

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば管の状態を非破壊検査する1手法
である多重周波数渦電流検査において、信号が2次元的
な場合、2次元信号フィルタリング装置が使用される。
従来、複数の2次元信号に対して、信号の相関関係を利
用してフィルタリングを行なう場合、2次元結果信号の
座標(x0 ,y0 )の位置の値を計算するには、各原信
号の2次元上の同じ位置、即ち(x0 ,y0 )の値のみ
を用いる。この方法を数式を含めて各装置の機能で表す
と図8に示すような構成となる。
2. Description of the Related Art For example, in a multi-frequency eddy current inspection, which is one method for non-destructively inspecting the state of a tube, when a signal is two-dimensional, a two-dimensional signal filtering device is used.
Conventionally, when filtering is performed on a plurality of two-dimensional signals using the correlation of the signals, the value of the position of the coordinates (x 0 , y 0 ) of the two-dimensional result signal is calculated by using each original signal. Are used at the same position on the two-dimensions, that is, only the value of (x 0 , y 0 ). If this method is expressed by the function of each device including mathematical formulas, the configuration is as shown in FIG.

【0003】まず、フィルタリングパラメータがすでに
求まっている場合の2次元結果信号の計算方法を説明す
る。求める結果信号を r(x,y),z=z1 ,…,xN ,y=y1 ,…,y
M と表し、入力される複数の2次元原信号を s1 (x,y),…sn (x,y) と表すものとする。ここで、1,…,nは複数の原信号
区別する添え字である。原信号は、図8に示すようにデ
ータ読み込み装置1により読み込まれる。このデータ読
み込み装置1により読み込まれた原信号は、教師データ
作成装置3、パラメータ計算装置4及びフィルタリング
装置5に入力される。また、教師データ作成装置3で作
成された教師信号データは、パラメータ計算装置4に入
力され、このパラメータ計算装置4で計算されたパラメ
ータがフィルタリング装置5に送られる。
First, a description will be given of a method of calculating a two-dimensional result signal when a filtering parameter has already been obtained. The result signal to determine r (x, y), z = z 1, ..., x N, y = y 1, ..., y
M and the input two-dimensional original signals are represented as s 1 (x, y),... S n (x, y). Here, 1,..., N are suffixes for distinguishing a plurality of original signals. The original signal is read by the data reading device 1 as shown in FIG. The original signal read by the data reading device 1 is input to the teacher data creating device 3, the parameter calculating device 4, and the filtering device 5. The teacher signal data created by the teacher data creation device 3 is input to the parameter calculation device 4, and the parameters calculated by the parameter calculation device 4 are sent to the filtering device 5.

【0004】従来手法は、2次元結果信号のある位置
(x0 ,y0 )の位置の値を計算するには、各原信号の
2次元上の同じ位置、即ち(x0 ,y0 )の値のみを用
いるが、この時、入力信号行列Aは、原信号s1 (x,
y),…sn (x,y)から
In the conventional method, to calculate the value of the position of a certain position (x 0 , y 0 ) of the two-dimensional result signal, the same position on the two-dimensional of each original signal, that is, (x 0 , y 0 ) , But at this time, the input signal matrix A has the original signal s 1 (x,
y), ... from s n (x, y)

【0005】[0005]

【数1】 と表される。行列の各列ベクトルは、複数信号の1つ1
つを並べたものである。並べる規則は一貫していればど
のような並びでも良い。また、行列の各ベクトル内の成
分は、各2次元信号の2次元状の並びを何らかの規則で
一列に並べたものである。並べる規則は一貫していれば
どのような並びでも良い。この変換は、後段の処理を行
列演算で済ませるために必要なものである。
(Equation 1) It is expressed as Each column vector of the matrix is one of the multiple signals.
Are arranged side by side. Any order may be used as long as they are consistent. The components in each vector of the matrix are obtained by arranging the two-dimensional arrangement of the two-dimensional signals in a line according to some rule. Any order may be used as long as they are consistent. This conversion is necessary to complete the subsequent processing by matrix operation.

【0006】フィルタリングパラメータを^W=(W
1 ,W2 ,…,Wn )のように表すと、フィルタリング
信号は変換信号Aを用いてフィルタリング装置5により
次のように計算される。
The filtering parameter is defined as ^ W = (W
1, W 2, ..., expressed as W n), the filtered signal is calculated by filtering device 5 using the conversion signal A as follows.

【0007】^r=A・^Wtこのようにして得られた
フィルタリング信号^rは、信号行列Aの列ベクトルと
同じ順番に2次元画像でのx−y座標を並べたベクトル
である。なお、^Wtは、^Wの転置ベクトルである。
^ r = A · = W t The filtering signal ^ r thus obtained is a vector in which the xy coordinates in the two-dimensional image are arranged in the same order as the column vector of the signal matrix A. Note that ^ W t is the transposed vector of ^ W.

【0008】そして、最後にデータ逆変換装置6によ
り、原信号と同様の2次元結果信号に逆変換する。信号
行列Aの列方向は画像での(x1 ,y1 )から(xN
M )までの位置の変化に対応しているので、フィルタ
リング信号の^rの列方向も同様である。これを信号行
列Aを作るときと逆に2次元に並べ直す。これにより、
最終的な2次元結果信号が得られる。
[0008] Finally, the data inverse conversion device 6 inversely converts the signal into a two-dimensional result signal similar to the original signal. The column direction of the signal matrix A is from (x 1 , y 1 ) in the image to (x N ,
y M ), the same applies to the column direction of Δr of the filtered signal. This is rearranged two-dimensionally in the opposite manner to the case where the signal matrix A is created. This allows
A final two-dimensional result signal is obtained.

【0009】次にフィルタリングパラメータを求める処
理について説明する。信号発生要因の明らかな入力信号
と、処理の結果、その信号がどのようになれば良いかを
表す教師信号が与えられると、フィルタリングパラメー
タは、パラメータ計算装置4により次のように計算され
る。
Next, a process for obtaining a filtering parameter will be described. When an input signal with a clear signal generation factor and a teacher signal indicating what the signal should be like as a result of the processing are given, the filtering parameter is calculated by the parameter calculation device 4 as follows.

【0010】原信号をs1 (x,y),…sn (x,
y)とし、教師信号の2次元表現をg(x,y)とする
と、フィルタリングパラメータは、結果信号と教師信号
の誤差が最小になるように決める。即ち、パラメータ計
算装置4は、次の式を満たすパラメータを求める。
[0010] The original signal s 1 (x, y), ... s n (x,
y) and the two-dimensional representation of the teacher signal is g (x, y), the filtering parameters are determined so that the error between the result signal and the teacher signal is minimized. That is, the parameter calculation device 4 obtains a parameter that satisfies the following equation.

【0011】[0011]

【数2】 (Equation 2)

【0012】上記(3)式を満たす^Wは、公知技術で
ある重回帰分析により次のようにして求められる。 ^Wt =[At ・A]-1・A・^g …(4) ここで[・]-1は、逆行列を表す。また、^gは、教師
信号の2次元表現のg(x,y)をデータ変換装置と同
様の方式で変換した信号である。
ΔW satisfying the above equation (3) can be obtained as follows by a multiple regression analysis which is a known technique. ^ W t = [A t · A] −1 · A · ^ g (4) where [·] −1 represents an inverse matrix. ^ g is a signal obtained by converting g (x, y) of the two-dimensional expression of the teacher signal in the same manner as in the data converter.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】従来の2次元信号フィ
ルタリング装置は、2次元信号のある座標の値を決定す
る際に、複数入力信号それぞれの同じ座標の値のみを用
いる。これは、フィルタリングして残したい主信号発生
要因(例えば画像の場合はターゲット物体、渦電流検査
の場合は管の傷等)が複数入力信号の各座標の値に及ぼ
す影響に関して以下の仮定をしていることに相当する。
A conventional two-dimensional signal filtering apparatus uses only the same coordinate value of each of a plurality of input signals when determining a certain coordinate value of a two-dimensional signal. This is based on the following assumptions regarding the effects of the main signal generation factors (for example, target object in the case of an image and damage to a tube in the case of an eddy current inspection) that are to be filtered and retained, on the value of each coordinate of a plurality of input signals. Is equivalent to

【0014】(1)主信号発生要因が、複数の原信号の
それぞれに対して及ぼす影響範囲に広がりがない。即
ち、座標(x0 ,y0 )にある信号発生要因は、入力信
号の全てに対して、座標(x0 ,y0 )の値のみに影響
を与え、その他(x0 +1,y0 +1)等への影響はな
い。
(1) The influence range of the main signal generation factor on each of the plurality of original signals is not widened. That is, the signal generating factor in the coordinates (x 0, y 0), for all of the input signals, only affect the values of the coordinates (x 0, y 0), other (x 0 + 1, y 0 +1 ) Etc. are not affected.

【0015】(2)従って、主信号発生要因が及ぼす影
響範囲が複数の原信号毎に異なることもない。 (3)また、信号発生要因毎に周囲に影響範囲の状態の
相関関係が異なる場合においても、その情報は用いられ
ない。
(2) Therefore, the influence range of the main signal generation factor does not differ among a plurality of original signals. (3) Even when the correlation of the state of the influence range is different for each signal generation factor, the information is not used.

【0016】これらの仮定で求めるフィルタリングパラ
メータは、実際の原信号において影響範囲に広がりがあ
る場合には、当然のことながら充分なフィルタリング精
度をもたらさない危険性がある。本発明は上記の課題を
解決するためになされたもので、高いフィルタリング精
度が得られる2次元信号フィルタリング装置を提供する
ことを目的とする。
If the filtering parameters obtained based on these assumptions have a wide range of influence in the actual original signal, there is, of course, a risk that sufficient filtering accuracy may not be obtained. The present invention has been made to solve the above-described problem, and has as its object to provide a two-dimensional signal filtering device capable of obtaining high filtering accuracy.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明は多重周波数渦電
流検査に使用される2次元信号フィルタリング装置にお
いて、検査対象物に対する多重周波数渦電流検査の2次
元信号データを読み込み、入力信号行列を出力するデー
タ読み込み装置と、データ読み込み装置により読み込ん
だ入力信号行列データを操作用ウィンドウの形状に応じ
た演算用の形式に変換するデータ変換装置と、残したい
主信号発生要因以外の要因により発生した消去したい信
号をも含む信号から教師信号データを作成する教師デー
タ作成装置と、上記データ変換装置で変換された変換信
号データと上記教師データ作成装置で作成された教師信
号データを用いて、フィルタリングパラメータを最小二
乗法で計算するパラメータ計算装置と、このパラメータ
計算装置で求めたフィルタリングパラメータを用いて別
のもしくは上記データ変換装置で変換された変換信号デ
ータに対してフィルタリングを行ない、残したい主信号
発生要因により発生した信号を取り出すフィルタリング
装置と、このフィルタリング装置で求めたフィルタリン
グ信号を入力信号データと同じ2次元結果信号に復元す
るデータ逆変換装置とを具備したことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a multi-frequency eddy current.
Two-dimensional signal filtering equipment used for flow inspection
And the second order of multi-frequency eddy current inspection for the inspection object
Reads the original signal data, a data reading device for outputting an input signal matrix, and a data converter for converting the format for operation in accordance with input signal matrix data read by the data reading device to the shape of the operation window, want to leave
The signal to be erased that was generated by a factor other than the main signal
A teacher data generating device for generating teacher signal data from a signal including a signal, and using the converted signal data converted by the data converter and the teacher signal data generated by the teacher data generating device, the filtering parameters are minimized. A parameter calculation device that calculates by the square method, and filtering is performed on the converted signal data converted by another or the data conversion device using the filtering parameter obtained by the parameter calculation device, and the main signal to be retained
A filtering device for extracting a signal generated due to an occurrence factor, and a data inverting device for restoring a filtering signal obtained by the filtering device to a two-dimensional result signal identical to the input signal data. And

【0018】(作用)データ変換装置において、影響範
囲を考慮したウインドウ変換を行なう。本発明は、座標
(x0 ,y0 )の点の結果信号値を求める時に、その近
傍の信号値もウインドウ操作で参照するように従来手法
を拡張したもので、これを数式で表現すると次のように
なる。これまでに用いた数式記号は、そのまま成り立つ
とする。従来手法の入力信号行列Aに対し、本発明では
データ変換装置によって、次のような変換信号行列A′
を求める。 A′[M1 ,…,Mn ] …(5) ここで、Mi ,i…1,…,nは次のような行列であ
る。
(Operation) In the data conversion device, window conversion is performed in consideration of the range of influence. The present invention is an extension of the conventional method such that when a resultant signal value at a point at coordinates (x 0 , y 0 ) is obtained, the signal values in the vicinity thereof are also referred to by a window operation. become that way. It is assumed that the mathematical symbols used so far hold as they are. In contrast to the input signal matrix A of the conventional method, in the present invention, the following conversion signal matrix A '
Ask for. A ′ [M 1 ,..., M n ] (5) Here, M i , i.

【0019】[0019]

【数3】 (Equation 3)

【0020】行列Mi の列成分は、ウインドウの形状と
大きさで決まる。ウインドウが十字型であれば、Mi
第1列は、 si (x1 −δx,y1 ),si (x1 ,y1 ),si
(x1 +δx,y1 ),si (x1 ,y1 −δy),s
i (x1 ,y1 +δy) となる。
The columns of the matrix M i is determined by the shape and size of the window. If the window is a cross, the first column of M i is, s i (x 1 -δx, y 1), s i (x 1, y 1), s i
(X 1 + δx, y 1 ), s i (x 1 , y 1 −δy), s
i (x 1 , y 1 + δy).

【0021】合成信号の計算方法は、(2)式とほぼ同
様に ^r=A′・^Wt …(7) となる。
The method of calculating the composite signal is substantially the same as that of the equation (2), as follows: ^ r = A ′ · ^ W t (7)

【0022】重みの計算は、次の通りである。 ^Wt =[A′t ・A′]-1・A′t ・^g …(8) 本発明は、ウインドウの大きさ分、フィルタリングパラ
メータの情報量が多く、しかも周辺の状態を利用するこ
とから、原信号のある場所の値とその周辺との相関があ
る場合、その相関を利用でき、また、信号発生要因の影
響範囲の関する複数原信号間の関係も利用できるため、
フィルタリング精度を向上することができる。
The calculation of the weight is as follows. ^ W t = [A ′ t · A ′] −1 · A ′ t · ^ g (8) In the present invention, the amount of information of the filtering parameter is large by the size of the window, and the surrounding state is used. Therefore, when there is a correlation between the value of a certain place of the original signal and its surroundings, the correlation can be used, and the relationship between a plurality of original signals regarding the influence range of the signal generation factor can also be used.
Filtering accuracy can be improved.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係
る2次元信号フィルタリング装置の構成を示すブロック
図である。データ読み込み装置1は、2次元の信号デー
タを読み込み、入力信号行列をデータ変換装置2に出力
する。このデータ変換装置2は、データ読み込み装置に
より読み込んだ入力信号行列データを操作用ウィンドウ
の形状に応じた演算用の形式に変換する。このデータ変
換装置2により変換されたデータは、教師データ作成装
置3、パラメータ計算装置4及びフィルタリング装置5
に入力される。また、教師データ作成装置3で作成され
た教師信号データは、パラメータ計算装置4に入力され
る。このパラメータ計算装置4は、上記データ変換装置
2で変換された変換信号データと教師データ作成装置3
で作成された教師信号データから、最小二乗法を用いて
フィルタリングパラメータを計算し、フィルタリング装
置5へ出力する。このフィルタリング装置5は、パラメ
ータ計算装置4で求めたフィルタリングパラメータを用
いて別のもしくはデータ変換装置2で変換された変換信
号データに対してフィルタリングを行ない、フィルタリ
ング信号を計算してデータ逆変換装置6へ出力する。こ
のデータ逆変換装置6は、フィルタリング装置5で計算
されたフィルタリング信号を入力信号データと同じ2次
元結果信号に復元する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a two-dimensional signal filtering device according to one embodiment of the present invention. The data reading device 1 reads two-dimensional signal data and outputs an input signal matrix to the data conversion device 2. The data conversion device 2 converts the input signal matrix data read by the data reading device into a calculation format according to the shape of the operation window. The data converted by the data conversion device 2 is transmitted to a teacher data creation device 3, a parameter calculation device 4, and a filtering device 5.
Is input to The teacher signal data created by the teacher data creation device 3 is input to the parameter calculation device 4. The parameter calculation device 4 includes the conversion signal data converted by the data conversion device 2 and the teacher data creation device 3.
The filtering parameters are calculated using the least squares method from the teacher signal data created in step (1), and output to the filtering device 5. The filtering device 5 performs filtering on the converted signal data obtained by another or converted by the data converting device 2 using the filtering parameter obtained by the parameter calculating device 4, calculates a filtered signal, and performs a data inverse conversion device 6. Output to This data inversion device 6 restores the filtered signal calculated by the filtering device 5 to the same two-dimensional result signal as the input signal data.

【0024】次に上記実施形態の動作を説明する。図2
はフィルタリングパラメータを得るプロセス図を示し、
図3は2次元結果信号を得るプロセス図を示したもので
ある。
Next, the operation of the above embodiment will be described. FIG.
Shows the process diagram for obtaining the filtering parameters,
FIG. 3 shows a process diagram for obtaining a two-dimensional result signal.

【0025】以下、管に対する多重周波数検査によって
得られた画像から管の傷部分を抽出するという具体的問
題を例に説明する。この例では、複数の原信号とは、複
数の探傷周波数による渦電流検査の信号の実数部、虚数
部それぞれである。教師信号データとは、ある特定の探
傷周波数の信号の虚数部(実数部でも良い)の中から、
傷による信号値はそのまま保存し、それ以外の成分(管
周辺の構造物や付着物)の信号値をゼロにした信号であ
る。ここでは、具体的に探傷周波数を100kHzと4
00kHzの2種類とし、実数部をX信号、虚数部をY
信号として、原信号を100kHz- X信号、400k
Hz- Y信号のように呼称する。また、教師信号データ
としては、400kHz- Y信号から傷の信号以外をゼ
ロにしたものとする。
Hereinafter, a specific problem of extracting a damaged portion of a tube from an image obtained by performing a multi-frequency inspection on the tube will be described as an example. In this example, the plurality of original signals are the real part and the imaginary part of the signal of the eddy current inspection using the plurality of flaw detection frequencies. The teacher signal data is the imaginary part (or the real part) of a signal at a specific flaw detection frequency.
The signal value due to the flaw is stored as it is, and the signal values of the other components (structures and deposits around the pipe) are set to zero. Here, specifically, the flaw detection frequency is set to 100 kHz and 4 kHz.
00 kHz, real part is X signal, imaginary part is Y
As a signal, the original signal is 100 kHz-X signal, 400 kHz
It is referred to as Hz-Y signal. As the teacher signal data, it is assumed that the signal other than the flaw signal is made zero from the 400 kHz-Y signal.

【0026】データ読み込み装置1により、管を検査し
た信号を各周波数の実数部、虚数部について2次元信号
データとして取り込み、複数の原信号を並べた入力信号
行列を作る。信号が表す管及び管周辺の状態と、取り込
んだ2次元原信号の例及び入力信号行列の例を図4に示
す。
The data reading device 1 takes in the signal obtained by inspecting the tube as two-dimensional signal data for the real part and the imaginary part of each frequency, and creates an input signal matrix in which a plurality of original signals are arranged. FIG. 4 shows the state of the tube and the periphery of the tube represented by the signal, an example of the acquired two-dimensional original signal, and an example of the input signal matrix.

【0027】図4(a)は具体的対象物を示している。
同図(a)において、11は管板で、この管板11に設
けられた穴12内に管13が挿入され、この管13(チ
ューブ)13の拡管部14が穴12の部分で結合してい
る。そして、上記チューブ13には、拡管部14との境
界に傷15が発生しているものとする。図4(b)は2
次元原信号を示し、Eaは管13の信号、Ebは拡管部
14の信号、Ecは傷15部分の信号である。図4
(c)は入力信号行列を示し、原信号100kHz- X
信号、100kHz- Y信号、400kHz- X信号を
入力信号行列に変換した状態を示している。
FIG. 4A shows a specific object.
In FIG. 1A, reference numeral 11 denotes a tube sheet. A tube 13 is inserted into a hole 12 provided in the tube sheet 11, and an expanded portion 14 of the tube 13 (tube) 13 is connected at the hole 12 portion. ing. Then, it is assumed that the tube 13 has a flaw 15 at the boundary with the expanded portion 14. FIG.
Ea is a signal of the tube 13, Eb is a signal of the expanding portion 14, and Ec is a signal of the flaw 15 portion. FIG.
(C) shows an input signal matrix, and the original signal 100 kHz-X
The signal, 100 kHz-Y signal, and 400 kHz-X signal are converted into an input signal matrix.

【0028】そして、上記データデータ読み込み装置1
で読み込んだ入力信号行列データを、データ変換装置2
により操作用ウィンドウの形状に応じた演算用の形式に
変換する。入力信号行列を変換する。このときウインド
ウ形状に応じた変換信号を作成する。ウインドウの一例
として、全原信号に対して、図5に示すウインドウを用
いる場合を取り上げる。なお、一般的には、ウインドウ
は各原信号毎に定義できるので、サイズや形状が信号毎
に異なっていても差支えない。
Then, the data data reading device 1
The input signal matrix data read by
To convert the data into a calculation format corresponding to the shape of the operation window. Transform the input signal matrix. At this time, a conversion signal corresponding to the window shape is created. As an example of the window, a case where the window shown in FIG. 5 is used for all original signals will be described. In general, since a window can be defined for each original signal, the size and shape may be different for each signal.

【0029】図5のウインドウは、中心が(x0 ,y
0 )とすると、 (x0 −1,y0 ),(x0 ,y0 ),(x0 +1,y
0 ),(x0 ,y0 −1),(x0 ,y0 +1) の5箇所の信号値を用いることを意味する。変換信号
A′は、 A′=[M100kHz-X,M100kHz-Y,M400kHz-X,M400kHz-Y] …(9) である。ここで、M100kHz-Xは入力信号のうち、探傷周
波数が100kHz、実数部に関する行列である。具体
的には、図5のウインドウでは、M100kHz-X信号は次の
ようになる。
The center of the window shown in FIG. 5 is (x 0 , y
0 ), (x 0 −1, y 0 ), (x 0 , y 0 ), (x 0 +1, y
0 ), (x 0 , y 0 -1), and (x 0 , y 0 +1). The converted signal A 'is as follows: A' = [M 100 kHz-X , M 100 kHz-Y , M 400 kHz-X , M 400 kHz-Y ] (9) Here, M 100 kHz-X is a matrix relating to the real part of which flaw detection frequency is 100 kHz in the input signal. Specifically, in the window of FIG. 5, the M 100 kHz-X signal is as follows.

【0030】[0030]

【数4】 (Equation 4)

【0031】s(x,y)は本来、s100kHz-Xと表記す
べき信号であるが、ここでは表記スペースの都合上略記
した。行列の各列ベクトルは、複数信号の1つ1つを並
べたものである。並べる規則は一貫していればどのよう
な並びでも良い。
Although s (x, y) is a signal which should be described as s 100 kHz-X , it is abbreviated here for convenience of description space. Each column vector of the matrix is obtained by arranging each of a plurality of signals. Any order may be used as long as they are consistent.

【0032】次に教師データ作成装置3により、教師デ
ータを作成する。教師信号の具体的例としては、2次元
原信号のうち、探傷周波数400kHzのY信号から傷
に相当する部分の信号をそのままにし、傷以外の要因に
相当する部分を信号値ゼロに置き換える、という処理に
より得られる信号とする。教師信号データ作成のプロセ
スとして、第一に保存したい目標部分と、除去したい信
号成分を指定して、2次元信号として得たい信号g
(x,y)を作成し、次にデータ変換装置2が行なうの
と同じように、2次元信号g(x,y)に変換をかけ
る。この例では教師信号データは、特定の探傷周波数の
信号の虚数部(400kHz- Y信号)であるため、変
換結果は列数1の列ベクトル状になる。これを^gと表
す。
Next, teacher data is created by the teacher data creating device 3. As a specific example of the teacher signal, of the two-dimensional original signal, a signal corresponding to a flaw from a Y signal having a flaw detection frequency of 400 kHz is left as it is, and a part corresponding to a factor other than the flaw is replaced with a signal value of zero. The signal is obtained by processing. As a process of creating the teacher signal data, first, a target part to be stored and a signal component to be removed are designated, and a signal g to be obtained as a two-dimensional signal is specified.
(X, y) is created, and then the two-dimensional signal g (x, y) is converted in the same manner as the data conversion device 2 performs. In this example, since the teacher signal data is the imaginary part (400 kHz-Y signal) of the signal of the specific flaw detection frequency, the conversion result is a column vector with one column. This is represented by Δg.

【0033】[0033]

【数5】 (Equation 5)

【0034】この(11)式に示す信号が、教師信号デ
ータである。並べる規則は、データ変換装置2と整合
(一致)させる。次にパラメータ計算装置4により、フ
ィルタリングパラメータ^Wを求める。このフィルタリ
ングパラメータ^Wは、次式 ^Wt =[A′t ・A′]-1・A′t ・^g …(12) によって求めることができる。
The signal shown in the equation (11) is teacher signal data. The arrangement rule is matched (matched) with the data conversion device 2. Next, the filtering parameter ^ W is obtained by the parameter calculation device 4. The filtering parameter ^ W can be obtained by the following equation: ^ W t = [A ′ t · A ′] −1 · A ′ t · ^ g (12)

【0035】更にフィルタリング装置5により、原信号
を変換をかけた変換行列信号に対してフィルタリングを
行なう。フィルタリングとは、この場合、教師信号デー
タを作成するときに保存するように指定した傷信号と各
探傷周波数信号の信号値やウインドウ内の相関が類似す
る信号成分は保存し、教師信号データ作成時に消去する
ように指定した傷以外の要因信号と類似する信号成分を
消去するように入力信号の変換信号に対して線形演算を
行なうことである。具体的には、以下の線形演算を行な
う。
Further, the filtering device 5 performs filtering on the transformation matrix signal obtained by transforming the original signal. In this case, filtering means that a signal component having a signal value of each flaw detection frequency signal and a signal component having a similar correlation in a window and a flaw signal designated to be stored when generating the teacher signal data are stored, and the filtering is performed when the teacher signal data is generated. That is, a linear operation is performed on the converted signal of the input signal so as to eliminate a signal component similar to a factor signal other than a flaw designated to be erased. Specifically, the following linear operation is performed.

【0036】 ^r=A′・^Wt …(13) ここでのA′は、フィルタリングパラメータの計算に用
いた変換信号データそのものである場合もあるし、別に
2次元原信号から作成する場合もある。フィルタリング
の主目的は、傷かどうか分からない要因信号を含んだ信
号に対して、教師信号データで教えておいた保存すべき
信号(傷信号)に近い信号は保存し、教師信号データで
消去するように教えた信号(構造物等)に近い信号を消
去して、要因の未知な信号から傷信号成分のみを取り出
す形で管の健全性を評価することである。従って、多く
の場合、ここでのA′は、フィルタリングパラメータの
計算に用いた変換信号データとは別の信号である。
^ r = A ′ · ^ W t (13) Here, A ′ may be the converted signal data itself used for calculating the filtering parameter, or may be separately generated from the two-dimensional original signal. There is also. The main purpose of the filtering is to save a signal that is close to a signal to be stored (flaw signal) taught by the teacher signal data and delete the signal with the teacher signal data, for a signal including a factor signal that is not known as a flaw. The purpose is to evaluate the soundness of the tube by eliminating signals close to the signals (structures and the like) taught as described above, and extracting only the flaw signal components from the signals of unknown factors. Therefore, in many cases, A 'here is a signal different from the converted signal data used for calculating the filtering parameter.

【0037】しかし、フィルタリングの精度を確認する
ために、フィルタリングパラメータの計算に用いた変換
信号データそのものを用い、教師信号データと結果信号
とを比較してどの程度教師信号データに近いフィルタリ
ングになっているか確認する場合もある。
However, in order to confirm the accuracy of the filtering, the converted signal data itself used for calculating the filtering parameters is used, and the teacher signal data is compared with the result signal to determine how close the filtering is to the teacher signal data. In some cases.

【0038】ここで得られたフィルタリング信号は、2
次元原信号の2次元の状態とは異なり、変換信号におけ
る信号値の並び方に相当している。従って、データ逆変
換装置6により、フィルタリング信号を入力信号に対応
する並びになるように逆変換する。
The filtering signal obtained here is 2
Unlike the two-dimensional state of the dimensional original signal, it corresponds to the arrangement of signal values in the converted signal. Therefore, the data inverse conversion device 6 inversely converts the filtered signal into a sequence corresponding to the input signal.

【0039】図6はデータ読み込み装置1で読み取った
2次元原信号の例を示し、図7はこの2次元原信号の4
00kHz- Y信号を使用して教師データ作成装置3の
処理課程で保存すべき個所と消去すべき箇所を指定した
後の教師信号の2次元信号を示したものである。
FIG. 6 shows an example of the two-dimensional original signal read by the data reading device 1, and FIG.
This shows a two-dimensional signal of the teacher signal after specifying a location to be saved and a location to be erased in the processing course of the teacher data creation device 3 using the 00 kHz-Y signal.

【0040】本発明は、2次元信号について、信号形状
や大きさによってはフィルタリングできず、複数信号の
相関関係を利用することでフィルタリングできる場合
に、その2次元信号に対してフィルタリングを行なう装
置に適用可能である。具体的な一例をあげると、管の状
態を非破壊検査する1手法である多重周波数渦電流検査
において、信号が2次元的な場合、例えば回転プローブ
センサによる探傷の場合に適用できる。なお、1次元信
号は、2次元信号の特殊な場合(縦、または横の大きさ
が1)であるので、操作用ウインドウの形状に制約を受
けるものの適用可能である。
The present invention relates to an apparatus for filtering a two-dimensional signal when the two-dimensional signal cannot be filtered depending on the signal shape or size but can be filtered by utilizing the correlation of a plurality of signals. Applicable. As a specific example, in a multi-frequency eddy current inspection, which is one method for non-destructively inspecting the state of a tube, the present invention can be applied to a case where a signal is two-dimensional, for example, a case of flaw detection using a rotating probe sensor. Note that a one-dimensional signal is a special case of a two-dimensional signal (having a vertical or horizontal size of 1), and therefore is applicable although the shape of the operation window is restricted.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、ウ
インドウの大きさ分、フィルタリングパラメータの情報
量が多く、しかも周辺の状態を利用することから、原信
号のある場所の値とその周辺との相関がある場合、その
相関を利用でき、また、信号発生要因の影響範囲の関す
る複数原信号間の関係も利用できるため、フィルタリン
グ精度を向上することができる。
As described above in detail, according to the present invention, since the amount of information of the filtering parameter is large due to the size of the window and the surrounding state is used, the value of the place where the original signal exists and its value When there is a correlation with the surroundings, the correlation can be used, and the relationship between a plurality of original signals related to the influence range of the signal generation factor can also be used, so that the filtering accuracy can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る2次元信号フィルタ
リング装置の構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a two-dimensional signal filtering device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施形態におけるフィルタリングパラメータ
を得るプロセス図。
FIG. 2 is a process diagram for obtaining a filtering parameter in the embodiment.

【図3】同実施形態における2次元結果信号を得るプロ
セス図。
FIG. 3 is a process diagram for obtaining a two-dimensional result signal in the embodiment.

【図4】同実施形態における具体的な対象物と2次元原
信号及び入力信号行列を示す図。
FIG. 4 is an exemplary view showing a specific object, a two-dimensional original signal, and an input signal matrix in the embodiment.

【図5】同実施形態における操作用ウインドウの説明
図。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an operation window in the embodiment.

【図6】同実施形態に係る2次元原信号例を示す図。FIG. 6 is an exemplary view showing an example of a two-dimensional original signal according to the embodiment;

【図7】同実施形態における教師信号の2次元表現を示
す図。
FIG. 7 is an exemplary view showing a two-dimensional representation of a teacher signal in the embodiment.

【図8】従来の2次元信号フィルタリング装置の構成を
示すブロック図。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a conventional two-dimensional signal filtering device.

【符号の説明】 1 データ読み込み装置 2 データ変換装置 3 教師データ作成装置 4 パラメータ計算装置 5 フィルタリング装置 6 データ逆変換装置 11 管板 12 管板に設けられた穴 13 管(チューブ) 14 拡管部 15 傷[Description of Signs] 1 Data reading device 2 Data conversion device 3 Teacher data creation device 4 Parameter calculation device 5 Filtering device 6 Data inversion device 11 Tube plate 12 Hole provided in tube plate 13 Tube 14 Tube expansion unit 15 Wound

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−240840(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 27/72 - 27/90 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-5-240840 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01N 27/72-27/90

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 多重周波数渦電流検査に使用される2次
元信号フィルタリング装置において、 検査対象物に対する多重周波数渦電流検査の2次元信号
データを読み込み、入力信号行列を出力するデータ読み
込み装置と、 データ読み込み装置により読み込んだ入力信号行列デー
タを操作用ウィンドウの形状に応じた演算用の形式に変
換するデータ変換装置と、残したい主信号発生要因以外の要因により発生した消去
したい信号をも含む信号から 教師信号データを作成する
教師データ作成装置と、 上記データ変換装置で変換された変換信号データと上記
教師データ作成装置で作成された教師信号データを用い
て、フィルタリングパラメータを最小二乗法で計算する
パラメータ計算装置と、 このパラメータ計算装置で求めたフィルタリングパラメ
ータを用いて別のもしくは上記データ変換装置で変換さ
れた変換信号データに対してフィルタリングを行ない、
残したい主信号発生要因により発生した信号を取り出す
フィルタリング装置と、 このフィルタリング装置で求めたフィルタリング信号を
入力信号データと同じ2次元結果信号に復元するデータ
逆変換装置と、 を具備したことを特徴とする2次元信号フィルタリング
装置。
1. A secondary used for multi-frequency eddy current inspection.
The original signal filtering device reads the two-dimensional signal data of the multi-frequency eddy current test for the inspection object and outputs an input signal matrix. The input signal matrix data read by the data reading device is shaped into an operation window. A data conversion device that converts the data into an arithmetic format according to the data, and the erasure caused by factors other than the main signal
A teacher data generation device that generates teacher signal data from a signal that also includes a signal that the user wants to perform; and using the conversion signal data converted by the data conversion device and the teacher signal data generated by the teacher data generation device, a filtering parameter is set. A parameter calculator for calculating by the least squares method, and performing filtering on the converted signal data converted by another or the data converter using the filtering parameter obtained by the parameter calculator;
A filtering device for extracting a signal generated by a main signal generation factor to be retained; and a data inverting device for restoring the filtered signal obtained by the filtering device to a two-dimensional result signal identical to the input signal data. A two-dimensional signal filtering device, characterized in that:
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