JP3771809B2 - Material life evaluation system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、材料寿命の評価システム、及び、その評価方法に関し、特に、プラントの熱的劣化を受ける部位の劣化度を判定して余寿命を推定的に評価する材料寿命の評価システム、及び、その評価方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
火力発電設備のタービンのように、高温であり且つ起動停止が頻繁に繰り返される高温化機械要素を持つ機械は、その材料の熱疲労とクリープ疲労が原因して有限の寿命を持つ。このような設備の老朽化に対処することが、適正な運転の継続のために重要であり、特にその耐用年数の適正な延長が重要である。そのような延長のために、寿命評価技術が開発されている。耐用年数の適正な延長のために、その寿命評価には高信頼性が求められる。
【0003】
信頼性が高いクリープ寿命評価は、金属組織学的鑑定が技術的高度専門家(スーパバイサー)によって行われてきた。金属材料の組織変化に着目した非破壊余寿命診断法として、組織対比法が知られている。組織対比法は、図4に示されるように、検査対象部位の金属組織をレプリカ101に転写して採取し、走査型電子顕微鏡102によるクリープキャビティ103の観察と、光学顕微鏡104による微視き裂105と金属組織106の観察と、分析電子顕微鏡107による析出物108の観察とを行って、対比表109を作成する。対比表109は、損傷因子に基づいて、損傷態様を機械的損傷と光学顕微鏡的組織損傷と析出物分布損傷の区分に分類する。劣化度は、このような3つの損傷態様の組合わせに基づいて判断され、各分類ごとに損傷劣化度をクラスに細分する。このようなクラス分けは、標準化されている標本との対比により行われる。このような劣化度の分類は、対比表109の右側に示されるような寿命消費率に対応している。このような分類と対比は、材料知識が豊富である技術的高度専門家により実行されている。
【0004】
機械的損傷の面からのクラス分けは、機械的損傷の成長に基づいている。特に、機械的損傷としてクリープボイドの成長が余寿命と高い相関を示すことが分かってきた。クリープ損傷の進行にともなって生成するクリープボイド(クリープ損傷に起因して組織内に現れる微視的空孔)と、クリープボイドが合体・成長して生成する微視き裂を技術的高度専門家が定量化することにより区分けされ、損傷段階はクラスID,IID,IIID,IVDの4クラスに区分けされる。劣化度クラスIDは、クリープボイドが生成していない段階、又は、独立したクリープボイドが生成した段階であり、その寿命消費率は0〜50%である。劣化度クラスIIDは、クリープボイドが連結する段階であり、その寿命消費率は50〜75%である。劣化度クラスIIIDは、1結晶粒界の全長にクリープボイドが連結して微視き裂が発生する段階であり、その寿命消費率は75〜80%である。劣化度クラスIVDは、微視き裂が2結晶粒界以上にまたがってき裂が発生する段階であり、その寿命消費率は80〜100%である。
【0005】
余寿命に強い相関を示すクリープ損傷は、その形状、特に、形状の大きさが余寿命判定のためによい指標になることが、専門家の判断実績により判明している。クリープ損傷による判断が、経験年数が多いエキスパートの人的能力に依存し、寿命評価対象プラントの急増に対処することが困難である点では、他の指標による判断と同じある。クリープボイドに基づく評価技術は、現地サイトから試料又はそのデータを研究所に持ち帰る必要があり、評価までに時間が多くかかっている実状は現在も変わっていない。
【0006】
人的評価の重要性は変わらないが、エキスパートによらずに瞬時的に又は短時間的に余寿命を算出することができることが求められる。更に、その余寿命評価が精度の点でエキスパートの評価に匹敵することが望まれる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、瞬時又は短時間的に人の主観が入らないで余寿命を算出する材料寿命の評価システムを提供することにある。
本発明の他の課題は、その余寿命評価が精度の点でエキスパートの評価に匹敵する材料寿命の評価システムを提供することにある。
本発明の更に他の課題は、エキスパートの評価を将来の自動評価に接続して行く材料寿命の評価システムを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するための手段が、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧()つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複数・形態又は複数の実施例のうちの少なくとも1つの実施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。
【0009】
本発明による材料寿命の評価システムは、原画像をデジタル化してデジタル化画像を形成するユニット(1,S2)と、デジタル画像(1,S2)からボイド候補としてラベルを抽出する抽出ユニット(1,S5)と、ラベルの複数特徴量ベクトルxを計算する特徴量計算ユニット(15)と、規定された係数ベクトルIと複数特徴量ベクトルの内積を計算する内積計算ユニット(16)と、その内積と規定された閾値(T)とに基づいてラベルがボイドであるか非ボイドであるかを判定する判定ユニット(17)とから構成されている。
【0010】
画像は2値化され、ボイド判定を数値判定するための準備がなされる。単一の特徴量によりボイド・非ボイドを判定することの的中率の高さは、過去の実績により実証されているが、専門家の判断によらずに自動数値判定を行う場合に、複数の特徴量に基づいて自動数値判定化が行われ、専門家に匹敵する判断、又は、専門家を量がする判断が可能になっている。係数ベクトルと特徴量ベクトルの内積は、閾値を基準として、ボイド又は非ボイドを自動的に判定する。このような係数ベクトルと閾値は、経験則的に予め規定されている。
【0011】
デジタル化画像を膨張収縮させてデジタル画像を補正することは、ノイズを除くことができる点で重要である。
【0012】
複数特徴量xは、複数特徴量(候補)から選択的に採択される。複数特徴量は、面積率rL、疑似変形度rC、アスペクトレシオのような画素の2値信号で表される幾何学的量である。面積率rLは、
rL=NM/NT
NM:ラベルの総画素数
NT:デジタル化画像の総画素数
で定義され、疑似円形度rCは、
rC=NA/NR
NA:ラベルの画素数
NR:ラベルの周辺の画素数
で表され、アスペクトレシオrAは、
rA=AL/AS
AL:ラベルの長軸長さ
AS:ラベルの短軸の長さ
で表される。
【0013】
複数特徴量は、正規化輝度平均SAと正規化輝度標準偏差SHとを更に含み、正規化輝度平均SAは、
SA=(BL−BA)/HA
BL:ラベルの平均輝度
BA:デジタル化画像の全体の平均輝度
HA:デジタル化画像の全体の輝度標準偏差
で表され、正規化輝度標準偏差SHは、
SH=HL/HA
HL:ラベルの輝度標準偏差
HA:デジタル化画像の全体の輝度標準偏差
で表される。
【0014】
このような特徴量の採択は、材料の種類、使用条件等により変更されることが好ましく、係数ベクトルの成分の数と種類は共に可変であることが好ましい。特徴量の種類は、将来、増加していき、後述される係数ベクトル算出ユニット(3)は、この点でも進化する。
【0015】
係数ベクトル算出ユニット(3)が追加されている。係数ベクトル計算ユニット(3)は、原画像に基づいて専門家により作成される専門家作成ラベル集合の内のボイド集合(C1,S6)の各要素の複数特徴量であるボイド特徴量(12)を計算するボイド特徴量計算ユニット(9)と、専門家作成ラベル集合の内の非ボイド集合(C2,S6)の各要素の複数特徴量である非ボイド特徴量(13)を計算する非ボイド特徴量計算ユニット(11)と、ボイド特徴量(12)と非ボイド特徴量(13)とに基づいて、複数特徴量の重さを係数ベクトルIとして計算するベクトル計算ユニット(14)と、係数ベクトルIと特徴量ベクトルの内積である判定量をボイド集合(C1)と非ボイド集合(C2)とで峻別する閾値(T)を規定された閾値として算出する閾値算出ユニット(14)とを備えている。
【0016】
係数ベクトル計算ユニット(3)は、専門家が判別するボイドと非ボイドに基づいて、ボイドと非ボイドを峻別する特徴量の重みを計算する。この計算は、単一の特徴量だけでなく複数の特徴量について行われ、その重みの精度が高くなり、専門家の知識を十分に引き出すことができる。本発明による判断結果に対応するその後の追跡調査結果とに基づいて、専門家の判断だけでなく本発明による判断結果が教師データとして採用され、係数ベクトル計算ユニット(3)は、専門家を凌駕して進化していく。係数ベクトルIは、公知の数学的技術として確立されている正準判別法により計算されることが好ましい。その計算技術は、詳しく後述される。
【0017】
【発明の実施の形態】
図に対応して、本発明による材料寿命の評価システムの実施の形態は、データ採取フェーズの計算過程に属するデータ生成用コンピュータユニットとともに、学習フェーズの計算過程に属する係数ベクトル算出(コンピュータ)ユニットと、ボイド識別フェーズの計算過程に属するボイド判別(コンピュータ)ユニットとが設けられている。そのデータ生成用コンピュータユニット1は、図1に示されるように、生の採取金属組織に基づいてボイド識別の基礎データである検出ラベル2を生成して出力する。検出ラベル2の幾何学量は、係数ベクトル計算ユニット3、又は、ボイド判別コンピュータユニット6に入力される。
【0018】
係数ベクトル計算ユニット3は、正準判別法により数学的判別基準係数ベクトルI4と識別用閾値T5とを学習的に規定する。係数ベクトルI4と識別用閾値T5は、数学的に重要な判別用定数であり、係数ベクトルIと識別用閾値Tの判別用組合せI−Tは、決定的に重要である。その判別のために、複数特徴量xjの組合せが更に重要である。その複数特徴量xjの組合せの有効性と、判別用組合せの初期的知識は、専門家の知識に基づいて学習的に深化して行く。係数ベクトル計算ユニット3は、その都度の専門家判断又は蓄積された過去のデータに基づいて、専門家の特殊能力又は経験則的知識により複数特徴量に基づいて、数学的判別基準係数ベクトルI4と識別用閾値T5の組合せを学習的に出力する。
【0019】
検出ラベル2の物理量は、係数ベクトル計算ユニット3に入力されず、又は、係数ベクトル計算ユニット3に入力されるとともに、ボイド判別(コンピュータ)ユニット6に入力される。ボイド判別ユニット6は、ラベル2の特徴量を係数ベクトル計算ユニット3と独立に計算し、特徴量ベクトルxjを算出する。ボイド判別ユニット6と係数ベクトル計算ユニット3の特徴量計算は、同じコンピュータユニットが用いられ得る。ボイド判別ユニット6は、学習的に規定された数学的判別基準係数ベクトルI4と識別用閾値T5とに基づいて、各ラベル2について、「そのラベルはボイドでない」という非ボイド判断7、又は、「そのラベルはボイドである」というボイド判断8を出力する。
【0020】
データ生成用ユニット1は、ステップS1〜S5の集合であるデータ生成プロセスとして示されている。採取された原画像は、2値化処理が施される。ステップS2は、その2値化の過程である。その2値化過程は、輝度に関して実行される。原画像は、画素の集合として作成されている。2値化処理を受けた原画像は小さいラベルを含んでいる。余寿命がより長い材料では、小さいボイドがより多いが、クリープボイドでないノイズ的部分が多く含まれている。小さいボイドとノイズは、余寿命の判定に影響しない。このような非影響ラベルは、除去される。その小ささは、画素数が一定以下であることにより規定されている。
【0021】
このように抽出されたボイドラベル候補は、公知の膨張収縮処理法により、ステップS4で、補正される。膨張収縮処理法は、例えば、3×3の9つの画素から形成される正方形領域の真ん中の画素の2値化後の値が、他の8つの画素の2値化後の値と異なっている場合に、真ん中の画素の値を他の画素の値に等しくし、且つ、同じ値の9つの画素に点で接続する異なる値の画素を9つの画素の値に変更する数学的処理である。このような処理により値が変更される画素は、何らかのノイズに基づいて生成された画素であると強く推定されている。このように推定される画素は、その値が反転される。このような反転により、そのボイド候補はボイドラベルの集合から除外される。このような補正は、膨張、収縮、膨張、収縮の4過程の処理により高精度化され得る。このような補正処理を受けたボイド有力候補の全ては、ステップS5のラベリング処理で、複数画素集合として番号がそれぞれに付けられる。各ラベルは、データ生成用コンピュータユニット1によりその個別的形状が特定されている。
【0022】
有力ラベル候補の集合である検出ラベル2は、ボイド判別ユニット6に入力される前に、原画像に基づく専門家の判定結果と照合される。専門家は、2値化された検出ラベル2と原画像とを対比して、又は、原画像のみに基づいて、ボイド候補をボイドラベル集合C1と非ボイドラベル集合C2の2つの部分集合に区分けする。係数ベクトル計算ユニット3は、ボイドラベル集合C1の各ボイドについてボイド特徴量を計算するボイド特徴量計算ユニット9と、非ボイドラベル集合C2の各ボイドについて非ボイド特徴量を計算する非ボイド特徴量計算ユニット11とを備えている。係数ベクトル計算ユニット3は、ボイド特徴量計算ステップS8でボイド特徴量12を計算し、非ボイド特徴量計算ステップS9で非ボイド特徴量13を計算する。ボイド特徴量計算ユニット9はボイド特徴量12を出力し、非ボイド特徴量計算ユニット11は非ボイド特徴量13を出力する。
【0023】
ボイド特徴量12と非ボイド特徴量13とは、係数ベクトル計算ユニット3に入力される。係数ベクトル計算ユニット3は、更に、ボイド特徴量12と非ボイド特徴量13とに基づいて、その特徴量xjがボイドであることの確かさを示す確度である特徴量の重み係数(既述の数学的判別基準係数ベクトルI4)を算出する係数ベクトル算出ユニット14を備えている。係数ベクトル算出ユニット14は、ステップS10で、ボイド特徴量12と非ボイド特徴量13とに基づいて、数学的判別基準係数ベクトルI4を計算により導出する。係数ベクトル算出ユニット14は、ボイド特徴量12と非ボイド特徴量13とに基づいてボイドラベル集合C1と非ボイドラベル集合C2とを最もよく峻別する識別用閾値Tを算出する閾値算出機能又はその算出ユニットを有している。係数ベクトル計算ユニット3は、数学的判別基準係数ベクトルI4と閾値T5を出力する。
【0024】
数学的判別基準係数ベクトルI4と閾値T5とは、ボイド判別ユニット6に入力される。数学的判別基準係数ベクトルI4と閾値T5とは、ボイド判別コンピュータユニット6にとって可変定数である。複数特徴量ベクトルxjは、材料変更、研究の進歩、専門家の判断の向上のような判断の前提条件の変更に基づいて、その増加、削除、組合せが変更される可変的選択的変数である。
【0025】
ボイド判別コンピュータユニット6は、ボイド集合C1と非ボイド集合C2を含む全ボイド候補集合(C1+C2)の各ラベルについて、複数特徴量xj又は複数特徴量から選択される選択的複数特徴量xj(以下、代表的に選択的複数特徴量といわれる)を計算する特徴量計算ユニット15を備えている。ボイド判別ユニット6は、特徴量計算ステップS11で、選択的複数特徴量xjを計算する。特徴量計算ユニット15は、選択的複数特徴量xjを出力する。
【0026】
ボイド判別ユニット6は、更に、各ラベルkついてボイド・非ボイドの判定対象量である判定量Fkを計算する判定量計算ユニット16を備えている。選択的複数特徴量xjは、判定量計算ユニット16に入力される。ボイド判別ユニット6は、判定量計算ステップS12で、判定量Fkを計算する。判定量Fkは、数学的判別基準係数ベクトルI4と選択的複数特徴量xjの内積として定義される:
Fk=I・x
数学的判別基準係数ベクトルI4の次元数は、選択的複数特徴量xjの次元数に同じである。
【0027】
ボイド判別ユニット6は、判定量Fと閾値Tとに基づいて、各ラベルがボイドであるかそうでないかを既述の通りに判定するボイド・非ボイド判別ユニット17を更に備えている。ボイド判別ユニット6は、ボイド・非ボイド判別ステップS13で、その判定を実行する。
【0028】
劣化度は、下記定義の面積率rLにより数量化されて表現され得る。面積率rLは、選択的第1特徴量x1である。
x1=rL=NM/Nr
NM:ラベルの画素数
Nr:全画素数
劣化が進めば面積率は増大するので、面積率の大小と劣化度との間には相関関係がある。
【0029】
劣化が進行すれば、クリープボイドの数と大きさのいずれもが増大している。ステップS2,S3の処理を受けた検出ラベル2は、例えばある材質では、そのほとんどがボイドと粒界であるというような事実が観測される時がある。このような場合、ボイドは粒界に比べて円形度が高く、線状構造である粒界はボイドに比べて円形度が低いといった知見が活用可能である。
【0030】
rC=NA/NR
NA:ラベル画素数
NR:ラベル周辺画素数
【0031】
劣化度という特徴は、1つの特徴要素のみで現れることはない。疑似円形度は、劣化度段階を示す重要な指標であるが、特徴要素がより多ければ特徴はより高精度化されて表現され得る。下記の3つの有効な特徴量が更に存在する。アスペクトレシオrA、正規化輝度平均SA、正規化輝度標準偏差SHが、第3選択的特徴量、第4選択的特徴量、第5選択的特徴量として追加される。将来の研究により、特徴量は更に追加されることが考えられる。
【0032】
アスペクトレシオrA:
rA=AL/AS
AL:ラベル長軸長さ
AS:ラベル短軸長さ(短軸は長軸に直交)
【0033】
正規化輝度平均SA:
SA=(BL−BA)/HA
BL:ラベルの平均輝度
BA:画像全体の平均輝度
HA:画像全体の輝度標準偏差
【0034】
正規化輝度標準偏差SH:
SH=HL/HA
HL:ラベルの輝度標準偏差
HA:画像全体の輝度標準偏差
【0035】
これらの特徴量は、従来から知られている劣化指数に強い相関関係を持っていることが本発明者により確認されている。
【0036】
ステップS10は、5つの特徴量が劣化度に反映される反映度である重み係数を求める純数学的過程である。特徴量の数が5であれば、重み係数成分の数は5である。ステップS10は、このような5つの特徴量にかけられる重み係数ベクトルIを学習的に計算して求める。重み係数ベクトルIは、ベクトル(I1,I2,I3,I4,I5)で表される。5つの特徴量は、特徴量ベクトル(x1,x2、x3,x4,x5)で表される。
【0037】
重み係数ベクトルIは、公知の正準判別法により、下記式(1)のθが最大になるように計算されて求められる。
ここで、右上添字のTは、行列の転置を示す。dZは、判定量のクラス間分散であり、次式で示される。
【0038】
ここで、C1,C2は、専門家により区分けされた既述のボイド集合と非ボイド集合を示し、右肩添字の−は平均を示す。
【0039】
式(1)のVZは、クラス内平方和の総計であり、次式(3)で示される。
VZ=VZ,C1+VZ,C2
=ITSC1I+ITSC2I
=IT(SC1+SC2)I・・・(3)
【0040】
判定量のクラス内平方和VZ,C1とVZ,C2は、VZ,Cとして表記されそれぞれに次式で示される。
【0041】
ここで、SCは、クラスCの特徴量ベクトルxの偏差平方和・積和行列であり、次式(5)で示される。Σk∈Cの右下添字k∈Cは、集合Cに属するkについて足し加えることを意味する。Σj=1 pの右下添字とその右上添字は、jについて1からpまで足し加えることを意味する。ここで、pは特徴量の個数であり、今の場合、5である。kは、ボイドラベルの番号を示している。
SC={Σk∈C(xk−x− C)(xk−x− C)T・・・(5)
【0042】
式(1)のnC(nC1,nC2)は、クラスC(C1,C2)のそれぞれのデータ数(ボイド数)である。式(1)のベクトルdは、2つのクラスの特徴量平均ベクトルの差であり次式で表される。
d=x−c1−x−c2・・・(6)
【0043】
式(1)のθが最大になるように、SCとIとの間には、下記式が成立する。
(SC1+SC2)I=Cd・・・(7)
これから、重み係数ベクトルIが求められる。
I=C(SC1+SC2)−1d・・・(8)
ここで、式(7)の右辺のCは、適正に規定される定数である。
【0044】
係数ベクトル計算ユニット3は、ステップ10で、各特徴量について、ボイドと非ボイドの識別の基準として、特徴量対応閾値Tを算出する。閾値としては、専門家の判定結果に基づきボイド、非ボイドを予め分かったサンプル画像のラベルの判定量のヒストグラムを用いて、このサンプル画像での2つのクラスの識別がもっともよくできる値Tが用いられる。係数ベクトルI4と識別用閾値T5とは、係数ベクトル計算ユニット3から出力されボイド判別コンピュータユニット6に入力される。ボイド判別コンピュータユニット6は、ステップS9で、判定量Fを計算する。判定量Fは、次式で規定される内積により表される。
【0045】
専門家の判定結果に基づいて、ボイドラベルとして検出されたボイドクラスと、それ以外のラベルである非ボイドクラスに分離し、2つのクラスの分離度が高くなる軸が特徴量N次元空間から正準判別法により計算されている。
【0046】
ボイド判別ユニット6は、ステップS12で、全てのラベルについて、内積I・xk(=F)を計算する。ここで、kは、集合C1と集合C2に連番で付けられたラベル番号である。xkは、既述のとおりそれぞれに5成分特徴量を持つ5次元ベクトルである。ボイド判別ユニット6は、閾値Tと係数ベクトルIとに基づいて、ステップS13で、全ラベルについて指数を計算し、次いで、ステップS13で次の判定を実行する。
Fk=I・xk>=T:そのラベルxkはボイドである。
Fk=I・xk<T:そのラベルxkは非ボイドである。
【0047】
溶接時の熱影響は、溶接部からの距離により異なる。このような影響の相違により、材料が受ける組織構造の変化が異なってくる。例えば、溶接部に近い領域は、粒界構造が比較的に大きい”粗粒域”と呼ばれ、ボイドは粒界に細長く現れる特徴を持つ。溶接部から比較的に遠い領域は、”細粒域”と呼ばれ、ボイドは粒界内に現れる特徴を持つ。このような特徴に対応して、係数ベクトルIは異なり、その閾値も異なってくる。
【0048】
【発明の効果】
本発明による材料寿命の評価システムは、瞬時又は短時間的に人の主観が入らないで余寿命をより高精度に算出することができる。その評価が精度の点でエキスパートの評価に匹敵する。エキスパートから学んだ知識、計算によって得た知識を参照して係数ベクトルと閾値を計算することにより、より適正に余寿命評価が可能になり、学習が進めば、エキスパートの判定は漸近的に不要化され得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明による材料寿命の評価システムの実施の形態を示す動作フロー付きシステムブロックである。
【図2】図2は、係数ベクトルを示す2次元特徴量座標系である。
【図3】図3は、対比法を示す表である。
【図4】図4は、公知の評価法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1,S1…ユニット
1,S4…補正ユニット
1,S5…抽出ユニット
3…係数ベクトル計算ユニット
9…ボイド特徴量計算ユニット
11…非ボイド特徴量計算ユニット
14…ベクトル計算ユニット(閾値算出ユニット
15…特徴量計算ユニット
16…内積計算ユニット
17…判定ユニット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a material life evaluation system and a method for evaluating the material life, and in particular, a material life evaluation system that evaluates a remaining life by estimating a degree of deterioration of a part that receives thermal deterioration of a plant, and It relates to the evaluation method.
[0002]
[Prior art]
A machine having a high-temperature machine element that is hot and frequently starts and stops frequently, such as a turbine of a thermal power generation facility, has a finite life due to thermal fatigue and creep fatigue of the material. It is important to cope with such aging of the equipment in order to continue proper operation, and in particular, it is important to appropriately extend its useful life. For such extension, life evaluation technology has been developed. In order to properly extend the service life, high reliability is required for the life evaluation.
[0003]
Creep life assessment with high reliability has been performed by a highly technical expert (supervisor) for metallographic evaluation. A tissue contrast method is known as a non-destructive remaining life diagnosis method focusing on the structural change of a metal material. In the tissue contrast method, as shown in FIG. 4, the metal structure of the site to be inspected is transferred to the
[0004]
The classification in terms of mechanical damage is based on the growth of mechanical damage. In particular, it has been found that creep void growth is highly correlated with the remaining life as mechanical damage. Advanced technical experts in the field of creep voids (microscopic vacancies appearing in the structure due to creep damage) generated by the progress of creep damage and microcracks formed by coalescence and growth of creep voids Are classified by quantification, and the damage stage is classified into four classes of class ID, IID, IIID, and IVD. The degradation class ID is a stage where no creep void is generated or a stage where an independent creep void is generated, and its lifetime consumption rate is 0 to 50%. The degradation degree class IID is a stage where creep voids are connected, and the lifetime consumption rate is 50 to 75%. Deterioration degree class IIID is a stage in which creep voids are connected to the entire length of one crystal grain boundary to cause microcracking, and its lifetime consumption rate is 75 to 80%. Degradation class IVD is a stage in which a microcrack straddles two or more grain boundaries and a crack is generated, and its lifetime consumption rate is 80 to 100%.
[0005]
As for the creep damage showing a strong correlation with the remaining life, it has been found from the judgment results of experts that the shape, in particular, the size of the shape is a good index for determining the remaining life. Judgment based on creep damage depends on the human ability of experts with many years of experience, and it is difficult to cope with the rapid increase in plants subject to life assessment, and is the same as judgment based on other indicators. Evaluation technology based on creep voids requires taking samples or their data from the local site back to the laboratory, and the actual situation that takes a long time to evaluate has not changed.
[0006]
Although the importance of human evaluation does not change, it is required that the remaining life can be calculated instantaneously or in a short time without relying on an expert. Further, it is desired that the remaining life evaluation is comparable to the expert evaluation in terms of accuracy.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a material lifetime evaluation system that calculates the remaining lifetime without human subjectivity in an instant or in a short time.
Another object of the present invention is to provide a material life evaluation system whose remaining life evaluation is comparable to expert evaluation in terms of accuracy.
Yet another object of the present invention is to provide a material life evaluation system that connects expert evaluation to future automatic evaluation.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Means for solving the problem is expressed as follows. Technical matters appearing in the expression are appended with numbers, symbols, etc. in parentheses (). The numbers, symbols, and the like are technical matters constituting at least one embodiment or a plurality of embodiments of the present invention, or a plurality of embodiments, in particular, the embodiments or examples. This corresponds to the reference numbers, reference symbols, and the like attached to the technical matters expressed in the drawings corresponding to. Such reference numbers and reference symbols clarify the correspondence and bridging between the technical matters described in the claims and the technical matters of the embodiments or examples. Such correspondence and bridging does not mean that the technical matters described in the claims are interpreted as being limited to the technical matters of the embodiments or examples.
[0009]
The material life evaluation system according to the present invention includes a unit (1, S2) for digitizing an original image to form a digitized image, and an extraction unit (1, 1) for extracting a label as a void candidate from the digital image (1, S2). S5), a feature quantity calculation unit (15) for calculating a plurality of feature vector x of the label, an inner product calculation unit (16) for calculating the inner product of the specified coefficient vector I and the plurality of feature quantity vectors, The determination unit (17) determines whether the label is a void or a non-void based on a prescribed threshold (T).
[0010]
The image is binarized and preparations are made for numerical determination of void determination. The high accuracy of determining voids / non-voids with a single feature has been proven by past performance, but when performing automatic numerical determination without relying on expert judgment, multiple Based on the feature quantity, automatic numerical determination is performed, and it is possible to make a judgment comparable to an expert or to judge the quantity of an expert. The inner product of the coefficient vector and the feature vector is automatically determined as a void or non-void based on the threshold value. Such a coefficient vector and a threshold value are stipulated in advance as a rule of thumb.
[0011]
Correcting the digital image by expanding and contracting the digitized image is important in that noise can be removed.
[0012]
The plurality of feature amounts x are selectively adopted from a plurality of feature amounts (candidates). The plurality of feature quantities are geometric quantities represented by binary signals of pixels such as area ratio r L , pseudo deformation r c , and aspect ratio. The area ratio r L is
r L = N M / N T
N M : the total number of pixels of the label N T : defined by the total number of pixels of the digitized image, and the pseudo circularity r C is
r C = N A / N R
N A : Number of pixels of the label N R : Expressed by the number of pixels around the label, and the aspect ratio r A is
r A = A L / A S
A L : major axis length of the label A S : represented by the length of the minor axis of the label.
[0013]
Multiple feature amount further includes a normalized luminance average S A and the normalized luminance standard deviation S H, the normalized luminance average S A,
S A = (B L −B A ) / HA
B L : Average luminance of the label B A : Overall average luminance of the digitized image H A : Expressed by the overall luminance standard deviation of the digitized image, and the normalized luminance standard deviation SH is
S H = H L / H A
H L : Luminance standard deviation of label H A : Expressed by overall luminance standard deviation of digitized image.
[0014]
The selection of such feature quantities is preferably changed according to the type of material, use conditions, etc., and the number and type of coefficient vector components are preferably both variable. The types of feature quantities will increase in the future, and the coefficient vector calculation unit (3) described later will also evolve in this respect.
[0015]
A coefficient vector calculation unit (3) is added. The coefficient vector calculation unit (3) is a void feature quantity (12) that is a plurality of feature quantities of each element of the void set (C1, S6) in the expert created label set created by the expert based on the original image. Feature calculation unit (9) that calculates the non-void feature (13) that is a plurality of feature values of each element of the non-void set (C2, S6) in the expert-generated label set Based on the feature quantity calculation unit (11), the void feature quantity (12), and the non-void feature quantity (13), a vector calculation unit (14) for calculating the weight of the plurality of feature quantities as a coefficient vector I, and a coefficient A threshold value calculation unit (14) for calculating a threshold value (T) for distinguishing a determination amount, which is an inner product of the vector I and the feature value vector, between the void set (C1) and the non-void set (C2) as a prescribed threshold value; Eteiru.
[0016]
The coefficient vector calculation unit (3) calculates the weight of the feature quantity that distinguishes the void from the non-void based on the void and the non-void determined by the expert. This calculation is performed not only for a single feature amount but also for a plurality of feature amounts, and the accuracy of the weight is increased, and the expert's knowledge can be sufficiently extracted. Based on the subsequent follow-up survey result corresponding to the determination result according to the present invention, not only the expert's determination but also the determination result according to the present invention is adopted as teacher data, and the coefficient vector calculation unit (3) surpasses the expert. And evolve. The coefficient vector I is preferably calculated by a canonical discrimination method established as a well-known mathematical technique. The calculation technique will be described later in detail.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Corresponding to the figure, an embodiment of the material life evaluation system according to the present invention includes a computer unit for data generation belonging to the calculation process of the data collection phase and a coefficient vector calculation (computer) unit belonging to the calculation process of the learning phase. A void discrimination (computer) unit belonging to the calculation process of the void identification phase is provided. As shown in FIG. 1, the data generation computer unit 1 generates and outputs a
[0018]
The coefficient vector calculation unit 3 specifies the mathematical discrimination reference coefficient vector I4 and the discrimination threshold T5 in a learning manner by a canonical discrimination method. The coefficient vector I4 and the discrimination threshold T5 are mathematically important discrimination constants, and the discrimination combination IT of the coefficient vector I and the discrimination threshold T is decisively important. For the determination, the combination of a plurality of feature amounts xj is more important. The effectiveness of the combination of the plurality of feature amounts xj and the initial knowledge of the combination for discrimination are deepened by learning based on the knowledge of experts. The coefficient vector calculation unit 3 is based on a plurality of feature quantities based on the expert's special ability or heuristic knowledge based on the expert judgment or accumulated past data in each case, and the mathematical discrimination reference coefficient vector I4 and A combination of identification threshold values T5 is output in a learning manner.
[0019]
The physical quantity of the
[0020]
The data generation unit 1 is shown as a data generation process that is a set of steps S1 to S5. The collected original image is subjected to a binarization process. Step S2 is the binarization process. The binarization process is performed with respect to luminance. The original image is created as a set of pixels. The original image subjected to the binarization process includes a small label. A material with a longer remaining life contains more small voids but more noisy parts that are not creep voids. Small voids and noise do not affect the remaining life determination. Such unaffected labels are removed. Its small size is defined by the number of pixels being a certain value or less.
[0021]
The void label candidates extracted in this way are corrected in step S4 by a known expansion / contraction processing method. In the expansion / contraction processing method, for example, the value after binarization of the middle pixel of a square area formed by 9 pixels of 3 × 3 is different from the value after binarization of the other eight pixels. In this case, a mathematical process is performed in which the value of the middle pixel is made equal to the values of the other pixels, and pixels of different values connected to the nine pixels of the same value by points are changed to the values of nine pixels. A pixel whose value is changed by such processing is strongly estimated to be a pixel generated based on some noise. The value of the pixel estimated in this way is inverted. By such inversion, the void candidate is excluded from the void label set. Such correction can be made highly accurate by processing in four processes of expansion, contraction, expansion, and contraction. All the possible void candidates that have undergone such correction processing are numbered as a plurality of pixel sets in the labeling processing in step S5. The individual shape of each label is specified by the computer unit 1 for data generation.
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
The mathematical discrimination reference coefficient vector I4 and the threshold value T5 are input to the void discrimination unit 6. The mathematical discrimination reference coefficient vector I4 and the threshold value T5 are variable constants for the void discrimination computer unit 6. The multi-feature vector xj is a variable selective variable whose increase, deletion, or combination is changed based on changes in judgment prerequisites such as material changes, research progress, and expert judgment improvement. .
[0025]
The void discriminating computer unit 6 selects a plurality of feature amounts xj or a selective plurality of feature amounts xj (hereinafter, referred to as a plurality of feature amounts xj) for each label of all void candidate sets (C1 + C2) including the void set C1 and non-void set C2. A feature quantity calculation unit 15 is provided that calculates (typically referred to as a selective plural feature quantity). The void discrimination unit 6 calculates the selective plural feature quantity xj in the feature quantity calculation step S11. The feature quantity calculation unit 15 outputs a selective plural feature quantity xj.
[0026]
The void discrimination unit 6 further includes a determination
Fk = I · x
The number of dimensions of the mathematical discrimination reference coefficient vector I4 is the same as the number of dimensions of the selective plural feature quantity xj.
[0027]
The void discrimination unit 6 further includes a void / non-void discrimination unit 17 that determines whether each label is a void or not based on the determination amount F and the threshold T as described above. The void determination unit 6 executes the determination in the void / non-void determination step S13.
[0028]
The degree of deterioration can be expressed by being quantified by the area ratio r L defined below. The area ratio r L is the selective first feature amount x1.
x1 = r L = N M / N r
N M : Number of pixels in the label N r : The area ratio increases as the total number of pixels progresses, so there is a correlation between the size of the area ratio and the degree of deterioration.
[0029]
As the deterioration progresses, both the number and size of creep voids increase. For the
[0030]
r C = N A / N R
N A : Label pixel number N R : Label peripheral pixel number
The feature of deterioration degree does not appear with only one feature element. The pseudo-circularity is an important index indicating the deterioration level, but if there are more feature elements, the features can be expressed with higher accuracy. The following three effective feature quantities further exist. The aspect ratio r A , the normalized luminance average S A , and the normalized luminance standard deviation SH are added as a third selective feature amount, a fourth selective feature amount, and a fifth selective feature amount. It is conceivable that additional feature values will be added in future research.
[0032]
Aspect ratio r A :
r A = A L / A S
A L : Label major axis length A S : Label minor axis length (minor axis is perpendicular to major axis)
[0033]
Normalized luminance average S A :
S A = (B L −B A ) / HA
B L : Average luminance of the label B A : Average luminance of the entire image H A : Luminance standard deviation of the entire image
Normalized luminance standard deviation S H :
S H = H L / H A
H L : Luminance standard deviation of the label H A : Luminance standard deviation of the entire image
It has been confirmed by the present inventors that these feature quantities have a strong correlation with a conventionally known deterioration index.
[0036]
Step S10 is a pure mathematical process for obtaining a weighting coefficient that is a reflection degree in which the five feature amounts are reflected in the deterioration degree. If the number of feature amounts is 5, the number of weight coefficient components is 5. In step S10, the weighting coefficient vector I to be applied to the five feature quantities is calculated by learning. The weighting coefficient vector I is represented by a vector (I 1 , I 2 , I 3 , I 4 , I 5 ). The five feature quantities are represented by feature quantity vectors (x 1 , x 2 , x 3 , x 4 , x 5 ).
[0037]
The weighting coefficient vector I is calculated and calculated by a known canonical discrimination method so that θ in the following equation (1) is maximized.
Here, T in the upper right subscript indicates transposition of the matrix. dZ is the interclass variance of the determination amount, and is expressed by the following equation.
[0038]
Here, C 1 and C 2 indicate the above-described void set and non-void set classified by experts, and − in the right shoulder index indicates an average.
[0039]
V Z of formula (1) is the sum of within-class sums of squares, represented by the following formula (3).
V Z = V Z, C1 + V Z, C2
= I T S C1 I + I T S C2 I
= I T (S C1 + S C2 ) I (3)
[0040]
Intraclass square sums VZ , C1 and VZ, C2 of the determination amounts are expressed as VZ, C and are respectively represented by the following equations.
[0041]
Here, S C is a deviation square sum / product sum matrix of the class C feature quantity vector x, and is represented by the following equation (5). The lower right subscript kεC of ΣkεC means that k belonging to the set C is added. The lower right subscript of Σ j = 1 p and the upper right subscript mean adding 1 to p for j. Here, p is the number of feature quantities, and is 5 in this case. k indicates the number of the void label.
S C = {Σ k∈C (x k -x - C) (x k -x - C) T ··· (5)
[0042]
In formula (1), nC (n C1 , n C2 ) is the number of data (number of voids) of each class C (C 1 , C 2 ). The vector d in the equation (1) is a difference between the feature quantity average vectors of the two classes, and is represented by the following equation.
d = x − c 1 −x − c 2 (6)
[0043]
The following equation is established between SC and I so that θ in Equation (1) is maximized.
(S C1 + S C2 ) I = Cd (7)
From this, a weight coefficient vector I is obtained.
I = C (S C1 + S C2 ) −1 d (8)
Here, C on the right side of Equation (7) is a properly defined constant.
[0044]
In
[0045]
Based on the expert's judgment result, the void class detected as the void label and the non-void class which is the other label are separated. Calculated by quasi-discriminant method.
[0046]
In step S12, the void discrimination unit 6 calculates the inner product I · xk (= F) for all labels. Here, k is a label number assigned sequentially to the set C1 and the set C2. As described above, xk is a five-dimensional vector having five component feature amounts. Based on the threshold value T and the coefficient vector I, the void discrimination unit 6 calculates indexes for all labels in step S13, and then executes the next determination in step S13.
Fk = I · xk> = T: The label xk is a void.
Fk = I · xk <T: The label xk is non-voided.
[0047]
The thermal effect during welding varies depending on the distance from the weld. Due to the difference in influence, the change in the structure of the material is different. For example, a region close to a weld is called a “coarse grain region” having a relatively large grain boundary structure, and voids have a characteristic of appearing elongated at the grain boundary. A region relatively far from the weld is called a “fine-grained region”, and voids have the characteristic of appearing within grain boundaries. Corresponding to such a feature, the coefficient vector I is different and the threshold value is also different.
[0048]
【The invention's effect】
The material life evaluation system according to the present invention can calculate the remaining life with higher accuracy without instantaneous or short-term human subjectivity. The evaluation is comparable to expert evaluation in terms of accuracy. By calculating coefficient vectors and thresholds by referring to knowledge learned from experts and knowledge gained by calculation, it becomes possible to evaluate remaining life more appropriately, and as the learning progresses, expert judgment becomes asymptotically unnecessary. Can be done.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system block with an operation flow showing an embodiment of a material life evaluation system according to the present invention.
FIG. 2 is a two-dimensional feature amount coordinate system showing coefficient vectors.
FIG. 3 is a table showing a contrast method.
FIG. 4 is a flowchart showing a known evaluation method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, S1 ... Unit 1, S4 ... Correction unit 1, S5 ... Extraction unit 3 ... Coefficient
Claims (7)
前記デジタル化画像において前記金属材料のボイド候補の領域であるラベルを抽出する抽出ユニットと、
前記ラベルの複数特徴量ベクトルxを計算する特徴量計算ユニットと、
規定された係数ベクトルIと前記複数特徴量ベクトルxとの内積を計算する内積計算ユニットと、
前記内積と規定された閾値とに基づいて前記ラベルがボイドであるか非ボイドであるかを判定する判定ユニット
とを含み、
前記複数特徴量ベクトルxは、複数特徴量から選択的に採択されて、擬似円形度rCと正規化輝度標準偏差SHとを成分として含み、
前記擬似円形度は、
rC=NA/NR
NA:前記ラベルの画素数
NR:前記ラベルの輪郭をなす画素の画素数
で表され、
前記正規化輝度平均SAは、
SA=(BL−BA)/HA
BL:ラベルの平均輝度
BA:デジタル化画像の全体の平均輝度
HA:デジタル化画像の全体の輝度標準偏差
で表され、
前記正規化輝度標準偏差SHは、
SH=HL/HA
HL:ラベルの輝度標準偏差
HA:画像全体の輝度標準偏差
で表される
金属材料寿命の評価システム。A unit for digitizing an original image of a metal material to form a digitized image;
An extraction unit for extracting a label which is a void candidate region of the metal material in the digitized image;
A feature quantity calculation unit for calculating a plurality of feature quantity vectors x of the label;
An inner product calculation unit for calculating an inner product of a defined coefficient vector I and the plurality of feature quantity vectors x;
A determination unit that determines whether the label is void or non-voided based on the inner product and a defined threshold;
Wherein the plurality feature vector x includes selectively adopted from multiple feature amounts, and a pseudo circularity r C and normalized luminance standard deviation S H as a component,
The pseudo-circularity is
r C = N A / N R
N A : Number of pixels of the label N R : Number of pixels forming the outline of the label
The normalized luminance average S A is
S A = (B L −B A ) / HA
B L : Average luminance of the label B A : Average luminance of the entire digitized image H A : Expressed by the luminance standard deviation of the entire digitized image,
The normalized luminance standard deviation SH is
S H = H L / H A
H L : Luminance standard deviation of the label H A : Metal material lifetime evaluation system expressed by the luminance standard deviation of the entire image.
前記デジタル化画像において前記金属材料のボイド候補の領域であるラベルを抽出する抽出ユニットと、
前記ラベルの複数特徴量ベクトルxを計算する特徴量計算ユニットと、
規定された係数ベクトルIと前記複数特徴量ベクトルxとの内積を計算する内積計算ユニットと、
前記内積と規定された閾値とに基づいて前記ラベルがボイドであるか非ボイドであるかを判定する判定ユニット
とを含み、
前記複数特徴量ベクトルxは、複数特徴量から選択的に採択されて、アスペクトレシオrAと正規化輝度平均SAと正規化輝度標準偏差SHとを成分として含み、
前記アスペクトレシオrAは、
rA=AL/AS
AL:前記ラベルの長軸の長さ
AS:前記ラベルの短軸の長さ
で表され、
前記正規化輝度平均SAは、
SA=(BL−BA)/HA
BL:ラベルの平均輝度
BA:デジタル化画像の全体の平均輝度
HA:デジタル化画像の全体の輝度標準偏差
で表され、
前記正規化輝度標準偏差SHは、
SH=HL/HA
HL:ラベルの輝度標準偏差
HA:画像全体の輝度標準偏差
で表される
金属材料寿命の評価システム。A unit for digitizing an original image of a metal material to form a digitized image;
An extraction unit for extracting a label which is a void candidate region of the metal material in the digitized image;
A feature quantity calculation unit for calculating a plurality of feature quantity vectors x of the label;
An inner product calculation unit for calculating an inner product of a defined coefficient vector I and the plurality of feature quantity vectors x;
A determination unit that determines whether the label is void or non-voided based on the inner product and a defined threshold;
Wherein the plurality feature vector x includes selectively adopted from multiple feature amounts, and the aspect ratio r A and the normalized luminance average S A and the normalized luminance standard deviation S H as a component,
The aspect ratio r A is
r A = A L / A S
A L : the length of the major axis of the label A S : the length of the minor axis of the label
The normalized luminance average S A is
S A = (B L −B A ) / HA
B L : Average luminance of the label B A : Average luminance of the entire digitized image H A : Expressed by the luminance standard deviation of the entire digitized image,
The normalized luminance standard deviation SH is
S H = H L / H A
H L : Luminance standard deviation of the label H A : Metal material lifetime evaluation system expressed by the luminance standard deviation of the entire image.
前記係数ベクトル算出ユニットは、
前記原画像に基づいて専門家により作成される専門家作成ラベル集合の内のボイド集合の各要素の前記複数特徴量ベクトルxであるボイド特徴量を計算するボイド特徴量計算ユニットと、
前記専門家作成ラベル集合の内の非ボイド集合の各要素の前記複数特徴量ベクトルxである非ボイド特徴量を計算する非ボイド特徴量計算ユニットと、
前記ボイド特徴量と前記非ボイド特徴量とに基づいて、前記複数特徴量ベクルxの重さを前記係数ベクトルとして計算するベクトル計算ユニットと、
前記係数ベクトルを用いて計算した判定量を前記ボイド集合と前記非ボイド集合とで峻別する閾値を前記規定された閾値として算出する閾値算出ユニットとを備える
請求項1又は2の金属材料寿命の評価システム。A coefficient vector calculation unit;
The coefficient vector calculation unit includes:
A void feature quantity calculation unit for calculating a void feature quantity that is the plurality of feature quantity vectors x of each element of a void set in an expert created label set created by an expert based on the original image;
A non-void feature quantity calculating unit for calculating a non-void feature quantity that is the plurality of feature quantity vectors x of each element of the non-void set in the expert-created label set;
A vector calculation unit for calculating the weight of the plurality of feature quantity vehicles x as the coefficient vector based on the void feature quantity and the non-void feature quantity;
The metal material lifetime evaluation according to claim 1, further comprising: a threshold value calculation unit that calculates a threshold value for distinguishing the determination amount calculated using the coefficient vector between the void set and the non-void set as the specified threshold value. system.
請求項3の金属材料寿命の評価システム。The metal material lifetime evaluation system according to claim 3 , wherein the coefficient vector is calculated by a canonical discrimination method.
θ=dZ2/{VZ/(nC1+nC2−2)}
=(ITd)2/[{IT{SC1+SC2)I}(nC1+nc2−2)]
を最大化することによって求められ、ここで、右上添字のTは行列の転置を示し、dZは前記ボイド集合と前記非ボイド集合に基づくクラス間分散であり、Iは前記係数ベクトルであり、式の分母の一部であるIT(SC1+SC2)Iはクラス内分散であるクラス内平方和の総計であるVZであり、
nC1は前記ボイド候補のうちボイドとして区分けされたクラスC1に含まれる数であり、
nC2は前記ボイド候補のうち非ボイドとして区分けされたクラスC2に含まれる数であり、
前記dはクラスC1の複数特徴量ベクトルの平均x− C1とクラスC2の複数特徴量ベクトルの平均x− C2との差である
d=x− C1−x− C2
で表され、
前記係数ベクトルIは、次の式:
I=定数×(SC1+SC2)−1d
で表され、
前記式の中のSC1とSC2とは、
SC1={Σk∈C1(xk−x− C1)(xk−x− C1)T
SC2={Σk∈C2(xk−x− C2)(xk−x− C2)T
で表され、それぞれクラスC1、C2の複数特徴量ベクトルxの偏差平方和・積和行列であり、
xkは、ボイドラベルの番号がkであるラベルの前記複数特徴量ベクトルであり、
x− CはクラスCに含まれるラベルの前記複数特徴量ベクトルの平均であり、
x− C1はクラスC1に含まれるラベルの前記複数特徴量ベクトルの平均であり、
x− C2はクラスC2に含まれるラベルの前記複数特徴量ベクトルの平均である
請求項4の金属材料寿命の評価システム。The coefficient vector is defined by the following θ defined in the N-dimensional space:
θ = dZ 2 / {V Z / (n C1 + n C2 −2)}
= (I T d) 2 / [{ IT {S C1 + S C2 ) I} (n C1 + n c2 −2)]
Where T is the transpose of the matrix, dZ is the interclass variance based on the void set and the non-void set, I is the coefficient vector, I T (S C1 + S C2 ) I, which is a part of the denominator, is V Z that is the sum of the intra-class sums of squares that is the intra-class variance,
n C1 is a number included in the class C1 classified as a void among the void candidates,
n C2 is a number included in class C2 classified as a non-void among the void candidates,
Wherein d is the average x multiple feature vectors of the class C1 - average x multiple feature vectors of C1 and Class C2 - is the difference between C2 d = x - C1 -x - C2
Represented by
The coefficient vector I is given by
I = constant × (S C1 + S C2 ) −1 d
Represented by
S C1 and S C2 in the above formula are
S C1 = {Σ kεC 1 (x k −x − C 1 ) (x k −x − C 1 ) T
S C2 = {Σ kεC 2 (x k −x − C 2 ) (x k −x − C 2 ) T
Each of which is a deviation sum-of-square / product-sum matrix of multiple feature amount vectors x of classes C1 and C2,
x k is the multiple feature vector of the label whose void label number is k;
x − C is an average of the plurality of feature vectors of the labels included in class C;
x − C1 is an average of the plurality of feature vectors of the labels included in the class C1,
The metal material lifetime evaluation system according to claim 4, wherein x − C2 is an average of the plurality of feature vectors of labels included in class C2.
dZ2={IT(x− C1−x− C2)}2
VZ=ITSC1I+ITSC2I
で表され、前記式の中の右肩添字の−は平均を示す
請求項5の金属材料寿命の評価システム。Wherein A V Z and dZ, respectively, the following formula:
dZ 2 = {I T (x - C1 -x - C2)} 2
V Z = I T S C1 I + I T S C2 I
The metal material life evaluation system according to claim 5, wherein-in the right shoulder subscript in the formula represents an average.
VZ,C=(Σi=1 pΣj=1 pIiIj{Σk∈C(xki−x− i)(xkj−x− j)}
で表され、前記式の中のpは前記N次元空間のNに一致し、前記式の中のkは前記ラベルの連続番号であり、
xki、xkiはそれぞれ、前記連続番号がkである前記ラベルの前記複数特徴量ベクトルxの第i成分、第j成分であり、
x− i、x− jはそれぞれ、クラス内の前記複数特徴量ベクトルxの第i成分、第j成分である
請求項6の金属材料寿命の評価システム。The V Z is more particularly, the following formula:
V Z, C = (Σ i = 1 p Σ j = 1 p I i I j {Σ k∈C (x ki -x - i) (x kj -x - j)}
P in the equation matches N in the N-dimensional space, k in the equation is a serial number of the label,
x ki and x ki are the i-th component and the j-th component of the multiple feature quantity vector x of the label whose serial number is k, respectively.
The metal material lifetime evaluation system according to claim 6, wherein x − i and x − j are an i-th component and a j-th component of the plurality of feature vectors x in the class, respectively.
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