JP3281867B2 - 信号処理装置 - Google Patents
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- noise component
- component
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
- G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
- G01N27/90—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、渦電流検査におけ
る信号処理装置に関し、特に、被検査体の傷の情報を、
高精度に検出する為の信号処理装置に関する。
る信号処理装置に関し、特に、被検査体の傷の情報を、
高精度に検出する為の信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】原子力発電及び火力発電等の大規模プラ
ントにおいては、各大小径の各種鋼管が用いられてい
る。このような鋼管は、振動、熱変化などの影響を受け
て鋼管内部に欠陥、損傷が生じる。
ントにおいては、各大小径の各種鋼管が用いられてい
る。このような鋼管は、振動、熱変化などの影響を受け
て鋼管内部に欠陥、損傷が生じる。
【０００３】原子力発電、及び火力発電等の大規模プラ
ントにおける運転の安全性を確保する為に、欠陥及び損
傷が発生する各種鋼管の検査が実施されている。その検
査として非破壊検査が実施されている。
ントにおける運転の安全性を確保する為に、欠陥及び損
傷が発生する各種鋼管の検査が実施されている。その検
査として非破壊検査が実施されている。
【０００４】非破壊検査としては、従来から各種の試験
方法が実施されており、一般的な非破壊検査方法として
は、超音波深傷方法、渦電流検査方法等が挙げられる。
方法が実施されており、一般的な非破壊検査方法として
は、超音波深傷方法、渦電流検査方法等が挙げられる。
【０００５】渦電流検査（Eddy Current Test, ＥＣ
Ｔ）方法は、微細な欠陥の検出を可能にする検査方法で
あるが、検査の際に、雑音の影響を受けやすい。
Ｔ）方法は、微細な欠陥の検出を可能にする検査方法で
あるが、検査の際に、雑音の影響を受けやすい。
【０００６】渦電流検査において用いられるセンサは、
被検査体中で軸方向に進行しながら軸廻りに回転する回
転体型センサは一般的である。渦電流は、運動する磁界
発生体、静止磁力変動コイルにより、被検査体である金
属体中において発生する。その渦電流により発生する磁
力が位置座標の関数量として測定されることになる。
被検査体中で軸方向に進行しながら軸廻りに回転する回
転体型センサは一般的である。渦電流は、運動する磁界
発生体、静止磁力変動コイルにより、被検査体である金
属体中において発生する。その渦電流により発生する磁
力が位置座標の関数量として測定されることになる。
【０００７】雑音成分としては、支持構造物雑音成分、
管径変化雑音成分、付着物雑音成分、センサ揺動雑音成
分、又電気的雑音成分等がある。このような各種雑音成
分を除去する為の従来手段として、１．帯域通過フィル
タリング、２．多重周波数演算法、３．ラインフィルタ
リングが一般的に適用されている。
管径変化雑音成分、付着物雑音成分、センサ揺動雑音成
分、又電気的雑音成分等がある。このような各種雑音成
分を除去する為の従来手段として、１．帯域通過フィル
タリング、２．多重周波数演算法、３．ラインフィルタ
リングが一般的に適用されている。
【０００８】帯域通過フィルタリングは、被検査体（例
えば配管）において観測された信号を、時系列信号とし
て特定の周波数帯域以外の信号成分を減衰する方法であ
る。
えば配管）において観測された信号を、時系列信号とし
て特定の周波数帯域以外の信号成分を減衰する方法であ
る。
【０００９】この帯域通過フィルタリングについて、図
１２を用いて説明する。始めに、周波数領域における解
析を行う為に、時系列の観測信号ｘ（ｎ）を時間空間か
ら周波数空間へ変換（フーリエ変換）を施し、周波数ス
ペクトルＸ（ｆ）を得る。この観測信号ｘ（ｎ）は、被
検査体における損傷の存在及び形状を与える損傷成分
（検出対象成分）と、雑音成分とからなる。
１２を用いて説明する。始めに、周波数領域における解
析を行う為に、時系列の観測信号ｘ（ｎ）を時間空間か
ら周波数空間へ変換（フーリエ変換）を施し、周波数ス
ペクトルＸ（ｆ）を得る。この観測信号ｘ（ｎ）は、被
検査体における損傷の存在及び形状を与える損傷成分
（検出対象成分）と、雑音成分とからなる。
【００１０】次に、周波数スペクトルＸ（ｆ）に対し
て、周波数応答がｗ（ｆ）である帯域通過窓により重み
づけを行い周波数スペクトルＸ’（ｆ）を得る。これに
より周波数領域において特定通過範囲以外の周波数成分
を減衰する。更に、フィルタリング後のバンドパス信号
ｘ’（ｎ）を得る為に、Ｘ’（ｆ）に対して逆フーリエ
変換を施す事で、特定周波数帯域以外の周波数成分を減
衰した時系列のバンドパス信号ｘ’（ｎ）を得る。
て、周波数応答がｗ（ｆ）である帯域通過窓により重み
づけを行い周波数スペクトルＸ’（ｆ）を得る。これに
より周波数領域において特定通過範囲以外の周波数成分
を減衰する。更に、フィルタリング後のバンドパス信号
ｘ’（ｎ）を得る為に、Ｘ’（ｆ）に対して逆フーリエ
変換を施す事で、特定周波数帯域以外の周波数成分を減
衰した時系列のバンドパス信号ｘ’（ｎ）を得る。
【００１１】次に、多重周波数演算法は、励磁周波数が
異なる場合に、信号発生要因によって検出される信号に
おいて、その変化の仕方が異なることを利用するもので
ある。
異なる場合に、信号発生要因によって検出される信号に
おいて、その変化の仕方が異なることを利用するもので
ある。
【００１２】図１３を参照して、本演算法は多重周波数
信号（Ｘ1（ｔ）、Ｘ2（ｔ）、Ｘ3（ｔ）及びＸ
4（ｔ））を、予め設定されたフィルタリングパラメー
タ（Ｗ1、Ｗ2、Ｗ3及びＷ4）を用いて線形演算を行い、
損傷成分（検出対象成分）のみを残す合成信号Ｙ（ｔ）
を出力する雑音減衰方法である。
信号（Ｘ1（ｔ）、Ｘ2（ｔ）、Ｘ3（ｔ）及びＸ
4（ｔ））を、予め設定されたフィルタリングパラメー
タ（Ｗ1、Ｗ2、Ｗ3及びＷ4）を用いて線形演算を行い、
損傷成分（検出対象成分）のみを残す合成信号Ｙ（ｔ）
を出力する雑音減衰方法である。
【００１３】ラインフィルタリングは、２次元に分布し
た原信号から、基準線として指定した１ラインの成分を
引き去ることによる雑音低減方法である。図１４に、ラ
インフィルタリングによる簡単なフィルタリングイメー
ジを示す。
た原信号から、基準線として指定した１ラインの成分を
引き去ることによる雑音低減方法である。図１４に、ラ
インフィルタリングによる簡単なフィルタリングイメー
ジを示す。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】上述の帯域通過フィル
タリングは、２次元的に分布する信号のうち、１次元の
みに着目し、観測した時系列信号の周波数スペクトルを
解析する方法である。従って検出対象成分及び雑音成分
の向きにより、検出した周波数特性が変動し易い。
タリングは、２次元的に分布する信号のうち、１次元の
みに着目し、観測した時系列信号の周波数スペクトルを
解析する方法である。従って検出対象成分及び雑音成分
の向きにより、検出した周波数特性が変動し易い。
【００１５】又、フィルタの狭帯域化を図ると、フィル
タリング後の信号が振動的になって、位置精度が低下す
るという問題がある。
タリング後の信号が振動的になって、位置精度が低下す
るという問題がある。
【００１６】多重周波数演算法は、検出対象成分と雑音
成分の位相角が明瞭に異なる場合には有効であるが、そ
の位相角が類似している場合にはフィルタリング効果が
低い。例えば、被検査体のセンサ側の面における損傷信
号と変形信号との場合の様に、位相角が類似している場
合等である。
成分の位相角が明瞭に異なる場合には有効であるが、そ
の位相角が類似している場合にはフィルタリング効果が
低い。例えば、被検査体のセンサ側の面における損傷信
号と変形信号との場合の様に、位相角が類似している場
合等である。
【００１７】更に、ラインフィルタリングは、２次元の
うち１方向に一様に分布した雑音成分を低減する効果が
あるが、逆に１方向に一様に分布した雑音以外には効果
が薄い。又、１方向に一様に分布した雑音であっても、
ドリフト等により一様性が破れると消え残りが生じる。
うち１方向に一様に分布した雑音成分を低減する効果が
あるが、逆に１方向に一様に分布した雑音以外には効果
が薄い。又、１方向に一様に分布した雑音であっても、
ドリフト等により一様性が破れると消え残りが生じる。
【００１８】更に、ラインフィルタリングのポイントで
ある、引き去るべき基準線は、観測信号から推定する必
要があり、その推定を誤ると検出対象信号まで減衰させ
てしまう危険性がある。
ある、引き去るべき基準線は、観測信号から推定する必
要があり、その推定を誤ると検出対象信号まで減衰させ
てしまう危険性がある。
【００１９】検出対象信号である損傷の性状（方向、長
さ、幅及び深さ等）にはばらつきがあるが、渦電流検査
において検出される信号は、被検査体を流れる渦電流の
変化を観測する為、微細な傷であっても、励磁周波数に
応じて２次元的に広がった周波数成分を有する信号が検
出される。
さ、幅及び深さ等）にはばらつきがあるが、渦電流検査
において検出される信号は、被検査体を流れる渦電流の
変化を観測する為、微細な傷であっても、励磁周波数に
応じて２次元的に広がった周波数成分を有する信号が検
出される。
【００２０】一方、雑音成分は、その２次元における空
間周波数スペクトルが、検出対象成分である損傷成分の
それとは異なる。前述した配管の支持構造物雑音成分、
管径変化雑音成分、付着物雑音成分及びセンサ揺動雑音
成分等の雑音成分は、損傷成分が有する空間周波数スペ
クトルと比較した場合、２次元のうち少なくとも１次元
において低周波数成分を有する。逆に電気的雑音成分
は、損傷成分が有する空間周波数スペクトルと比較して
高周波数成分を有する。
間周波数スペクトルが、検出対象成分である損傷成分の
それとは異なる。前述した配管の支持構造物雑音成分、
管径変化雑音成分、付着物雑音成分及びセンサ揺動雑音
成分等の雑音成分は、損傷成分が有する空間周波数スペ
クトルと比較した場合、２次元のうち少なくとも１次元
において低周波数成分を有する。逆に電気的雑音成分
は、損傷成分が有する空間周波数スペクトルと比較して
高周波数成分を有する。
【００２１】本発明の目的は、検出対象成分である損傷
成分と、減衰すべき雑音成分とが有する空間周波数スペ
クトルの違いに着目して、フィルタリング技術を積極的
に利用した、高精度な検出性能を有する信号処理装置を
提供する事にある。
成分と、減衰すべき雑音成分とが有する空間周波数スペ
クトルの違いに着目して、フィルタリング技術を積極的
に利用した、高精度な検出性能を有する信号処理装置を
提供する事にある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明の渦電流検査にお
ける信号処理装置は、第１の座標系における観測信号
を、第２の座標系に写像して、２次元補間信号を出力す
る為の２次元補間処理部と、ここで、前記観測信号は、
検出対象成分と、減衰対象である雑音成分から成り、更
に前記雑音成分は、第１の雑音成分と第２の雑音成分か
ら成り、前記２次元補間信号に応答して、前記第１の雑
音成分を減衰する事により前記検出対象成分を強調し、
２次元フィルタリング信号を出力する為の２次元強調／
減衰処理部と、前記２次元フィルタリング信号に応答し
て、前記２次元フィルタリング信号に含まれる前記第２
の雑音成分を減衰して、２次元平滑化信号を出力する為
の２次元平滑化処理部とから成る事を特徴とする。
ける信号処理装置は、第１の座標系における観測信号
を、第２の座標系に写像して、２次元補間信号を出力す
る為の２次元補間処理部と、ここで、前記観測信号は、
検出対象成分と、減衰対象である雑音成分から成り、更
に前記雑音成分は、第１の雑音成分と第２の雑音成分か
ら成り、前記２次元補間信号に応答して、前記第１の雑
音成分を減衰する事により前記検出対象成分を強調し、
２次元フィルタリング信号を出力する為の２次元強調／
減衰処理部と、前記２次元フィルタリング信号に応答し
て、前記２次元フィルタリング信号に含まれる前記第２
の雑音成分を減衰して、２次元平滑化信号を出力する為
の２次元平滑化処理部とから成る事を特徴とする。
【００２３】又、前記２次元強調／減衰処理部が、２次
元ディジタル微分フィルタである事を特徴とする。
元ディジタル微分フィルタである事を特徴とする。
【００２４】更に、前記２次元平滑化処理部が、メディ
アンフィルタである事を特徴とする。
アンフィルタである事を特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、添付図面を参照して詳細に説明する。図１に、本発
明の実施の形態に係る信号処理装置を示す。図１を参照
して、信号処理装置１は、２次元補間処理部３と、２次
元強調／減衰処理部５及び２次元平滑化処理部７とから
構成される。
て、添付図面を参照して詳細に説明する。図１に、本発
明の実施の形態に係る信号処理装置を示す。図１を参照
して、信号処理装置１は、２次元補間処理部３と、２次
元強調／減衰処理部５及び２次元平滑化処理部７とから
構成される。
【００２６】２次元補間処理部について説明する。図２
を参照して、渦電流検査において検出される観測信号２
は、図２（ｂ）に示すように、そのサンプル点が被検査
体に対応して螺旋状に配置する。２次元補間処理部３
は、螺旋状の座標系（第１の座標系）における観測信号
２を、図４に示すように、２次元の平面（直交）座標系
（第２の座標系）の信号（２次元補間信号４）として写
像（マッピング）する。
を参照して、渦電流検査において検出される観測信号２
は、図２（ｂ）に示すように、そのサンプル点が被検査
体に対応して螺旋状に配置する。２次元補間処理部３
は、螺旋状の座標系（第１の座標系）における観測信号
２を、図４に示すように、２次元の平面（直交）座標系
（第２の座標系）の信号（２次元補間信号４）として写
像（マッピング）する。
【００２７】ここで、観測信号２及び２次元補間信号４
には、検出対象成分である損傷成分と、雑音成分が含ま
れている。雑音成分には、配管の支持構造物によるも
の、管径変化によるもの、付着物によるもの及びセンサ
揺動によるもの等の環境的雑音成分（第１の雑音成分）
と、電気的雑音成分（第２の雑音成分）とから成る。
には、検出対象成分である損傷成分と、雑音成分が含ま
れている。雑音成分には、配管の支持構造物によるも
の、管径変化によるもの、付着物によるもの及びセンサ
揺動によるもの等の環境的雑音成分（第１の雑音成分）
と、電気的雑音成分（第２の雑音成分）とから成る。
【００２８】図５を参照して、本図は、検出対象成分で
ある損傷成分と、環境的雑音成分及び電気的雑音成分
の、空間周波数領域におけるスペクトル存在位置を簡易
的に示したものである。周波数ｆX及びｆYは、図４
（ｂ）における平面（直交）座標系の各軸に対応する周
波数に相当する。
ある損傷成分と、環境的雑音成分及び電気的雑音成分
の、空間周波数領域におけるスペクトル存在位置を簡易
的に示したものである。周波数ｆX及びｆYは、図４
（ｂ）における平面（直交）座標系の各軸に対応する周
波数に相当する。
【００２９】環境的雑音成分は、損傷成分が有する空間
周波数スペクトルと比較して、２次元のうち少なくとも
１次元において低周波数領域にそのスペクトルを有す
る。電気的雑音成分は、損傷成分が有する空間周波数ス
ペクトルと比較して、高周波数領域にそのスペクトルを
有する。尚、本図では、各成分は分離して存在している
が、実際には相互に領域が重なり存在する。
周波数スペクトルと比較して、２次元のうち少なくとも
１次元において低周波数領域にそのスペクトルを有す
る。電気的雑音成分は、損傷成分が有する空間周波数ス
ペクトルと比較して、高周波数領域にそのスペクトルを
有する。尚、本図では、各成分は分離して存在している
が、実際には相互に領域が重なり存在する。
【００３０】上記に基づいて、２次元強調／減衰処理部
５は、２次元補間信号４に含まれる環境的雑音成分を減
衰する事により、損傷成分を強調して２次元フィルタリ
ング信号６を出力する。本実施の形態では、２次元強調
／減衰部５に２次元ディジタル微分フィルタを適用して
いる。
５は、２次元補間信号４に含まれる環境的雑音成分を減
衰する事により、損傷成分を強調して２次元フィルタリ
ング信号６を出力する。本実施の形態では、２次元強調
／減衰部５に２次元ディジタル微分フィルタを適用して
いる。
【００３１】次に、２次元平滑化処理部７は、２次元フ
ィルタリング信号６に含まれる高周波数成分である電気
的雑音成分を減衰し、２次元平滑化信号８を出力する。
本実施の形態では、２次元平滑化処理部７にメディアン
フィルタを適用している。
ィルタリング信号６に含まれる高周波数成分である電気
的雑音成分を減衰し、２次元平滑化信号８を出力する。
本実施の形態では、２次元平滑化処理部７にメディアン
フィルタを適用している。
【００３２】次に、本発明である信号処理装置の動作処
理について詳細に説明する。図１を参照しつつ、始めに
図２及び図３を参照して、渦電流検査において検出され
る観測信号２について説明する。
理について詳細に説明する。図１を参照しつつ、始めに
図２及び図３を参照して、渦電流検査において検出され
る観測信号２について説明する。
【００３３】図２及び図３は、渦電流検査において、サ
ンプル点が２次元的に配置される２つの検査形態を示し
ている。図２は、回転型センサによるものである。これ
は、被検査体の軸方向に進行しながら回転する為に、被
検査体に対応して螺旋状に一定間隔にサンプル点（図２
（ｂ）の黒丸）が選択される、２次元配置例の様子を示
している。
ンプル点が２次元的に配置される２つの検査形態を示し
ている。図２は、回転型センサによるものである。これ
は、被検査体の軸方向に進行しながら回転する為に、被
検査体に対応して螺旋状に一定間隔にサンプル点（図２
（ｂ）の黒丸）が選択される、２次元配置例の様子を示
している。
【００３４】観測信号２を時間関数として出力すれば、
図２（ａ）に示すように、１次元時間波形が得られる。
これを図２（ｃ）に示すように、縦軸に被検査体の軸方
向（回転型センサの移動方向）座標を、又横軸に周方向
座標する事で、円筒座標（螺旋状座標）によりその観測
値を得る事ができる。観測信号の強度は、円筒座標を平
面化し、これらに直交する軸方向に示されている。
図２（ａ）に示すように、１次元時間波形が得られる。
これを図２（ｃ）に示すように、縦軸に被検査体の軸方
向（回転型センサの移動方向）座標を、又横軸に周方向
座標する事で、円筒座標（螺旋状座標）によりその観測
値を得る事ができる。観測信号の強度は、円筒座標を平
面化し、これらに直交する軸方向に示されている。
【００３５】又、図３はマルチコイル型センサによるも
のである。これは、互いに位置固定された複数のセンサ
が同一方向に斜め方向（複数センサが並ぶ方向に対して
直交しない方向）に進行する事によるサンプル採取方法
である。
のである。これは、互いに位置固定された複数のセンサ
が同一方向に斜め方向（複数センサが並ぶ方向に対して
直交しない方向）に進行する事によるサンプル採取方法
である。
【００３６】図３（ａ）に示すサンプル点（黒丸）は、
平面的に限られず円筒面上に配列する事ができる。図３
（ｂ）に示すように、横軸にセンサ移動方向座標を、縦
軸にセンサ配置方向座標とする斜軸平面座標を設定する
事によりその観測値を得る事ができる。
平面的に限られず円筒面上に配列する事ができる。図３
（ｂ）に示すように、横軸にセンサ移動方向座標を、縦
軸にセンサ配置方向座標とする斜軸平面座標を設定する
事によりその観測値を得る事ができる。
【００３７】上述の回転型センサ、及びマルチコイル型
センサにおけるサンプル点は、一般的に被検査体の軸方
向に並ぶ事は保証されず、又軸方向に整列していない。
そこで、螺旋状座標系における信号を、平面（直交）座
標系に写像する処理が必要となる。
センサにおけるサンプル点は、一般的に被検査体の軸方
向に並ぶ事は保証されず、又軸方向に整列していない。
そこで、螺旋状座標系における信号を、平面（直交）座
標系に写像する処理が必要となる。
【００３８】２次元補間処理部２は、図４（ａ）に示す
様な、回転型センサ、及びマルチコイル型センサからの
観測値を、図４（ｂ）に示す様な、平面（直交）座標系
の観測値に補正しながら変換し、格子点座標上に補間処
理値である２次元補間処理信号４を出力する（図４
（ｂ）において、▲は補間後のサンプル点を示す）。
様な、回転型センサ、及びマルチコイル型センサからの
観測値を、図４（ｂ）に示す様な、平面（直交）座標系
の観測値に補正しながら変換し、格子点座標上に補間処
理値である２次元補間処理信号４を出力する（図４
（ｂ）において、▲は補間後のサンプル点を示す）。
【００３９】本実施の形態では、線形補間により処理を
行っている。又、この補間処理を実行する事により、後
述するディジタルフィルタリング技術を積極的に適用す
る事が可能となる。
行っている。又、この補間処理を実行する事により、後
述するディジタルフィルタリング技術を積極的に適用す
る事が可能となる。
【００４０】２次元強調／減衰処理部５は、平面（直
交）座標系に配置する２次元補間処理信号４から、損傷
らしさ（損傷強度）を演算（処理）する事により損傷成
分を検出し、２次元フィルタリング信号６を出力する。
本実施の形態では、２次元強調／減衰処理部５に２次元
ディジタル微分フィルタを適用している。
交）座標系に配置する２次元補間処理信号４から、損傷
らしさ（損傷強度）を演算（処理）する事により損傷成
分を検出し、２次元フィルタリング信号６を出力する。
本実施の形態では、２次元強調／減衰処理部５に２次元
ディジタル微分フィルタを適用している。
【００４１】 以下に、２次元ディジタル微分フィルタ
の処理について説明する。本実施の形態では、演算処理
には、２次元補間処理信号４に対して、空間微分操作を
近似した差分型オペレータ（図６（ｂ））を用いる。
の処理について説明する。本実施の形態では、演算処理
には、２次元補間処理信号４に対して、空間微分操作を
近似した差分型オペレータ（図６（ｂ））を用いる。
【００４２】図６（ａ）を参照して、２次元に配置され
る原信号（２次元補間処理信号４）の局所領域９に含ま
れる信号に対して、差分型オペレータ（微分パタン）を
用いて畳み込み演算処理を行う。尚、本実施の形態で
は、図６（ｂ）に示す差分オペレータを採用している。
差分型オペレータは、局所領域９の広さや、方向の取り
方の違いにより選択する必要がある。
る原信号（２次元補間処理信号４）の局所領域９に含ま
れる信号に対して、差分型オペレータ（微分パタン）を
用いて畳み込み演算処理を行う。尚、本実施の形態で
は、図６（ｂ）に示す差分オペレータを採用している。
差分型オペレータは、局所領域９の広さや、方向の取り
方の違いにより選択する必要がある。
【００４３】この図６（ｂ）に示す、差分型オペレータ
を用いた畳み込み演算処理により、図６（ａ）における
ｘ軸及びｙ軸（即ち、被検査体に関する周方向及び軸方
向）に一様に分布する信号成分を減衰する事ができる。
これは、２次元補間処理信号４に含まれ、ｘ軸又はｙ軸
のうち少なくとも１次元の低周波数領域にそのスペクト
ルが存在する環境的雑音信号を減衰できる事になる。
を用いた畳み込み演算処理により、図６（ａ）における
ｘ軸及びｙ軸（即ち、被検査体に関する周方向及び軸方
向）に一様に分布する信号成分を減衰する事ができる。
これは、２次元補間処理信号４に含まれ、ｘ軸又はｙ軸
のうち少なくとも１次元の低周波数領域にそのスペクト
ルが存在する環境的雑音信号を減衰できる事になる。
【００４４】２次元平滑化処理部７は、２次元フィルタ
リング信号６に対して平滑化処理を施して２次元平滑化
信号８を出力する。本実施の形態においては、２次元平
滑化処理部７にメディアンフィルタを適用している。
リング信号６に対して平滑化処理を施して２次元平滑化
信号８を出力する。本実施の形態においては、２次元平
滑化処理部７にメディアンフィルタを適用している。
【００４５】メディアンフィルタは、２次元フィルタリ
ング信号６が収容される平面（直交）座標系において、
ある局所領域内に含まれる信号の値を、その局所領域内
での信号値の中央値として出力する。
ング信号６が収容される平面（直交）座標系において、
ある局所領域内に含まれる信号の値を、その局所領域内
での信号値の中央値として出力する。
【００４６】この演算処理により、各局所領域内、更に
は平面座標面内に収容される信号間の強度（濃度）変化
が緩やかになる。これは、空間周波数内において、高周
波数成分である電気的雑音成分を減衰する事を示す。
は平面座標面内に収容される信号間の強度（濃度）変化
が緩やかになる。これは、空間周波数内において、高周
波数成分である電気的雑音成分を減衰する事を示す。
【００４７】以上の信号処理装置１の処理により、観測
信号から雑音成分を減衰して検出対象成分である損傷成
分を検出できる。尚、損傷成分は、｛（処理前の損傷成
分の幅又は長さ）＋（オペレータの幅又は長さ）｝以上
に広がる事はないので、従来の帯域通過フィルタリング
のような位置精度の低下が非常に少ない。
信号から雑音成分を減衰して検出対象成分である損傷成
分を検出できる。尚、損傷成分は、｛（処理前の損傷成
分の幅又は長さ）＋（オペレータの幅又は長さ）｝以上
に広がる事はないので、従来の帯域通過フィルタリング
のような位置精度の低下が非常に少ない。
【００４８】
【発明の効果】本発明の信号処理装置により、検出対象
信号を高精度に検出する事がで きる。これは検出す
べき損傷成分と、減衰すべき雑音成分とが有する空間周
波数スペクトルの違いに着目して、フィルタリング技術
を積極的に利用する事による。以下に本発明の信号処理
装置と、従来技術との検出精度の比較を説明する。
信号を高精度に検出する事がで きる。これは検出す
べき損傷成分と、減衰すべき雑音成分とが有する空間周
波数スペクトルの違いに着目して、フィルタリング技術
を積極的に利用する事による。以下に本発明の信号処理
装置と、従来技術との検出精度の比較を説明する。
【００４９】図７は、本発明の２次元処理補間処理部３
により、観測信号を平面（直交）座標系に補間したもの
であり、図７（Ａ）に色調図、図７（Ｂ）に鳥瞰図を示
す。色調図は、横軸が被検査体の軸方向、縦軸が周方向
を示す。更に、信号値を濃淡色で擬似的に表している。
輝度が高い（色が薄い）程、信号値が大きい。
により、観測信号を平面（直交）座標系に補間したもの
であり、図７（Ａ）に色調図、図７（Ｂ）に鳥瞰図を示
す。色調図は、横軸が被検査体の軸方向、縦軸が周方向
を示す。更に、信号値を濃淡色で擬似的に表している。
輝度が高い（色が薄い）程、信号値が大きい。
【００５０】図８は、本発明の信号処理装置による処理
を施したものである。図８（Ａ）に色調図、図８（Ｂ）
に鳥瞰図を示す。本図から、雑音成分が減衰され、損傷
成分のみが明瞭に検出されている点が理解できる。
を施したものである。図８（Ａ）に色調図、図８（Ｂ）
に鳥瞰図を示す。本図から、雑音成分が減衰され、損傷
成分のみが明瞭に検出されている点が理解できる。
【００５１】図９に、従来の帯域通過フィルタリングに
よる検出結果を示す。図９（Ａ）に色調図、図９（Ｂ）
に鳥瞰図を示す。図１０に、従来の多重周波数演算法に
よる検出結果を示す。図１０（Ａ）に色調図、図１０
（Ｂ）に鳥瞰図を示す。図１１に、従来のラインフィル
タリングによる検出結果を示す。図１１（Ａ）に色調
図、図１１（Ｂ）に鳥瞰図を示す。尚、色調図は、横軸
が被検査体の軸方向、縦軸が周方向を示す。更に、信号
値を濃淡色で擬似的に表している。輝度が高い（色が薄
い）程、信号値が大きい。
よる検出結果を示す。図９（Ａ）に色調図、図９（Ｂ）
に鳥瞰図を示す。図１０に、従来の多重周波数演算法に
よる検出結果を示す。図１０（Ａ）に色調図、図１０
（Ｂ）に鳥瞰図を示す。図１１に、従来のラインフィル
タリングによる検出結果を示す。図１１（Ａ）に色調
図、図１１（Ｂ）に鳥瞰図を示す。尚、色調図は、横軸
が被検査体の軸方向、縦軸が周方向を示す。更に、信号
値を濃淡色で擬似的に表している。輝度が高い（色が薄
い）程、信号値が大きい。
【００５２】各従来技術の検出結果において、雑音成分
の消え残りが存在しており、特に帯域通過フィルタにつ
いては、処理結果の損傷成分が周方向に広がって位置精
度が低下している点が理解できる。以上から、本発明の
信号処理装置の有効性が示される。
の消え残りが存在しており、特に帯域通過フィルタにつ
いては、処理結果の損傷成分が周方向に広がって位置精
度が低下している点が理解できる。以上から、本発明の
信号処理装置の有効性が示される。
【図１】図１は、本発明の信号処理装置における実施の
形態を表すブロック図である。
形態を表すブロック図である。
【図２】図２（ａ），図２（ｂ）及び図２（ｃ）は、補
間処理対象となる信号を説明する図である。
間処理対象となる信号を説明する図である。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）は、他の補間処理対
象となる信号を説明する図である。
象となる信号を説明する図である。
【図４】図４は、２次元補間処理を説明する為の図であ
る。
る。
【図５】図５は、空間周波数領域における各成分のスペ
クトルが存在する位置を説明する為の図である。
クトルが存在する位置を説明する為の図である。
【図６】図６（ａ）は、２次元ディジタル微分フィルタ
の処理を説明する為の図である。図６（ｂ）は、差分型
オペレータの例を示す図である。
の処理を説明する為の図である。図６（ｂ）は、差分型
オペレータの例を示す図である。
【図７】図７は、本発明の２次元処理補間処理部によ
り、観測信号を平面座標系に補間した信号を説明する為
の図である。図７（Ａ）に色調図、図７（Ｂ）に鳥瞰図
を示す。
り、観測信号を平面座標系に補間した信号を説明する為
の図である。図７（Ａ）に色調図、図７（Ｂ）に鳥瞰図
を示す。
【図８】図８は、本発明の信号処理装置による処理結果
である。図８（Ａ）に色調図、図８（Ｂ）に鳥瞰図を示
す。
である。図８（Ａ）に色調図、図８（Ｂ）に鳥瞰図を示
す。
【図９】図９は、従来の帯域通過フィルタリングによる
処理結果である。図９（Ａ）に色調図、図９（Ｂ）に鳥
瞰図を示す。
処理結果である。図９（Ａ）に色調図、図９（Ｂ）に鳥
瞰図を示す。
【図１０】図１０は、従来の多重周波数演算処理法によ
る処理結果である。図１０（Ａ）に色調図、図１０
（Ｂ）に鳥瞰図を示す。
る処理結果である。図１０（Ａ）に色調図、図１０
（Ｂ）に鳥瞰図を示す。
【図１１】図１１は、従来の多重周波数演算処理法によ
る処理結果である。図１１（Ａ）に色調図、図１１
（Ｂ）に鳥瞰図を示す。
る処理結果である。図１１（Ａ）に色調図、図１１
（Ｂ）に鳥瞰図を示す。
【図１２】図１２は、従来の帯域通過フィルタリングを
説明する為の図である。
説明する為の図である。
【図１３】図１３は、従来の多重周波数演算法を説明す
る為の図である。
る為の図である。
【図１４】図１４は、従来のラインフィルタリングを説
明する為の図である。
明する為の図である。
１ ：信号処理装置 ２ ：観測信号 ３ ：２次元補間処理部 ４ ：２次元補間処理信号 ５ ：２次元強調／減衰処理部 ６ ：２次元フィルタリング信号 ７ ：２次元平滑化処理部 ８ ：２次元平滑化信号 ９ ：局所領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−138220（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−62184（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−240840（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−186714（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−117447（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−83808（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/72 - 27/90 実用ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ) 特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)
Claims (3)
- 【請求項１】 第１の座標系における観測信号を、第２
の座標系に写像して、２次元補間信号を出力する為の２
次元補間処理部と、ここで、前記観測信号は、検出対象
成分と、減衰対象である雑音成分から成り、更に前記雑
音成分は、第１の雑音成分と第２の雑音成分から成り、 前記２次元補間信号に応答して、前記第１の雑音成分を
減衰する事により前記検出対象成分を強調し、２次元フ
ィルタリング信号を出力する為の２次元強調／減衰処理
部と、 前記２次元フィルタリング信号に応答して、前記２次元
フィルタリング信号に含まれる前記第２の雑音成分を減
衰して、２次元平滑化信号を出力する為の２次元平滑化
処理部とから成る事を特徴とする信号処理装置。 - 【請求項２】 前記２次元強調／減衰処理部が、２次元
ディジタル微分フィルタである事を特徴とする請求項１
記載の信号処理装置。 - 【請求項３】 前記２次元平滑化処理部が、メディアン
フィルタである事を特徴とする請求項１記載の信号処理
装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23362798A JP3281867B2 (ja) | 1998-08-05 | 1998-08-05 | 信号処理装置 |
| CA002279564A CA2279564C (en) | 1998-08-05 | 1999-08-03 | Signal processing apparatus |
| CA002339321A CA2339321C (en) | 1998-08-05 | 1999-08-03 | Non-destructive testing apparatus and method |
| US09/366,202 US6370485B1 (en) | 1998-08-05 | 1999-08-04 | Signal processing apparatus and non-destructive testing apparatus using the same |
| EP99115052.5A EP1003093B1 (en) | 1998-08-05 | 1999-08-04 | Signal processing apparatus and non-destructive testing apparatus using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23362798A JP3281867B2 (ja) | 1998-08-05 | 1998-08-05 | 信号処理装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000055889A JP2000055889A (ja) | 2000-02-25 |
| JP3281867B2 true JP3281867B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=16958018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23362798A Expired - Lifetime JP3281867B2 (ja) | 1998-08-05 | 1998-08-05 | 信号処理装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6370485B1 (ja) |
| EP (1) | EP1003093B1 (ja) |
| JP (1) | JP3281867B2 (ja) |
| CA (1) | CA2279564C (ja) |
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| US6889175B2 (en) * | 2003-01-13 | 2005-05-03 | Trimble Navigation Limited | Tunable filter device for spatial positioning systems |
| JP4311416B2 (ja) * | 2006-06-30 | 2009-08-12 | 株式会社日立製作所 | 渦電流探傷法による表面欠陥長さ評価方法 |
| JP2009216559A (ja) * | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 渦電流検査装置 |
| ATE523780T1 (de) * | 2008-05-20 | 2011-09-15 | Siemens Ag | Verfahren zum bestimmen und bewerten von wirbelstromanzeigen, insbesondere von rissen, in einem prüfgegenstand aus einem elektrisch leitfähigen material |
| JP2010276431A (ja) * | 2009-05-27 | 2010-12-09 | Toyota Motor Corp | 渦流探傷装置、及び、渦流探傷方法 |
| JP5829930B2 (ja) * | 2012-01-27 | 2015-12-09 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 渦電流探傷システム及び渦電流探傷方法 |
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| CN106645384B (zh) * | 2016-09-23 | 2019-06-25 | 东北大学 | 一种管道漏磁内检测器数据的自适应滤波方法 |
| DE102019206989A1 (de) * | 2019-05-14 | 2020-11-19 | Thyssenkrupp Ag | Verfahren und Vorrichtung zur induktiven Prüfung von metallischen Werkstücken zur Detektion von oberflächennahen Anomalien |
| CN112179980B (zh) * | 2020-10-27 | 2022-06-14 | 电子科技大学 | 一种基于阵列涡流的旋压筒体表面缺陷在线自动识别方法 |
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| US4457174A (en) * | 1982-05-10 | 1984-07-03 | Systems Research Laboratories Inc. | Ultrasonic inspection of composite materials |
| US5299577A (en) * | 1989-04-20 | 1994-04-05 | National Fertility Institute | Apparatus and method for image processing including one-dimensional clean approximation |
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| US5904652A (en) | 1995-06-29 | 1999-05-18 | Teratech Corporation | Ultrasound scan conversion with spatial dithering |
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- 1998-08-05 JP JP23362798A patent/JP3281867B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-08-03 CA CA002279564A patent/CA2279564C/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-08-04 US US09/366,202 patent/US6370485B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-08-04 EP EP99115052.5A patent/EP1003093B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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