JP5443974B2 - サンプルフレークの内部表面及び外部表面のポジティブ識別方法 - Google Patents
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Description
本発明は、サンプルフレークの内部表面、及び、外部表面の識別に関する。特に、本発明は、サンプルフレーク収集のため（即ち、フレーク内部表面、又は、外部表面からの大規模な紛失部分）、通常の目視識別を適用することができない場合において、原子炉内に配置された核燃料ロッド、及び、装置上のチョークリバー未確認物質処理（Chalk River Unidentified Deposit: CRUD）フレークの内部表面、及び、外部表面の識別に関する。
核燃料ロッドの外部上に堆積した物質のサンプルは、物質特性分析を実行するために、原子炉設備オペレータにより必要とされている。この物質特性分析によって、施設オペレータは、燃料アセンブリに影響している劣化のタイプ、及び、メカニズムを検査することで、原子炉内に配置された燃料アセンブリの全体の健全性を理解することができる。物質特性分析によって、機能しなくなっているか、又は、注意を要する原子炉冷却システム内のコンポーネントが識別される。
燃料ロッド上のＣＲＵＤなどの核システム上に堆積するか、又は、めっきする物質は、コンポーネントの熱伝達特性に影響する可能性がある。ＣＲＵＤの場合には、より厚い層のＣＲＵＤは、ロッドに断熱効果をもたらしている。その結果、燃料ロッド、及び、関連するアセンブリの熱伝達能力は低下している。ＣＲＵＤの量は、それによって影響している燃料アセンブリの全体の性能を顕著に変化させる可能性があり、ある程度になると、これらの燃料アセンブリをサービスから交換／除外する必要がある。
ＣＲＵＤ層自体は、その厚さに沿って均一ではない。ＣＲＵＤの物質構成は、固有の加熱された表面（例えば、ジルコニウム燃料ロッド）上に直接堆積された内部層（内部表面）から、原子炉冷却水と常に接している外部層（外部表面）に向かって、大きく変化する可能性がある。したがって、ＣＲＵＤフレークの正確な分析を実行するには、電子顕微鏡オペレータは、分析されている物質の表面が、内部表面（即ち、燃料ロッドの中心軸に面している表面）、又は、外部表面（即ち、冷却／減速材に面している表面）のどちらであるかを決定しなければならない。
フレークの適切な物質分析を実行することができるように、サンプルフレークの外部表面、及び、内部表面を決定する必要がある。
米国特許出願公開第２００２／００７５９８４号明細書
米国特許第５，８９０，８０８号明細書
米国特許出願公開第２００３／１０８２２３号明細書
米国特許第５，６００，７３６号明細書
米国特許出願公開第２００３／００３９４０４号明細書
したがって、本発明の目的は、サンプルフレークの内部表面、及び、外部表面を決定することである。本発明の目的は、図示され、かつ、説明されるように達成される。本発明は、通常の目視識別が不可能な場合に、サンプルフレークの内部表面、及び、外部表面を識別する方法を提供する。方法は、
サンプルフレークを取得するステップと、
サンプルフレークの第１側面のデジタル画像を取得するステップと、
サンプルフレークの第２側面のデジタル画像を取得するステップと
を具備している。方法はまた、
基準フレーク内部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第１側面のデジタル画像を数学的に比較するステップと、
基準フレーク内部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第２側面のデジタル画像を数学的に比較するステップと、
基準フレーク外部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第１側面のデジタル画像を数学的に比較するステップと、
基準フレーク外部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第２側面のデジタル画像を数学的に比較するステップと
を具備している。方法は、さらに、
基準フレーク内部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第１側面のデジタル画像を数学的に比較するステップと、
基準フレーク外部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第２側面のデジタル画像を数学的に比較するステップと、
基準フレーク外部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第１側面のデジタル画像を数学的に比較するステップと、
サンプルフレークの内部表面、及び、外部表面のうちの１つに対する、第１側面表面、及び、第２側面表面のうちの１つのより高い類似性を決定するステップによって、基準フレーク表面内部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第２側面のデジタル画像を数学的に比較するステップと
から、
サンプルフレークの内部表面、及び、外部表面を決定するステップをもたらしている。
サンプルフレークを取得するステップと、
サンプルフレークの第１側面のデジタル画像を取得するステップと、
サンプルフレークの第２側面のデジタル画像を取得するステップと
を具備している。方法はまた、
基準フレーク内部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第１側面のデジタル画像を数学的に比較するステップと、
基準フレーク内部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第２側面のデジタル画像を数学的に比較するステップと、
基準フレーク外部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第１側面のデジタル画像を数学的に比較するステップと、
基準フレーク外部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第２側面のデジタル画像を数学的に比較するステップと
を具備している。方法は、さらに、
基準フレーク内部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第１側面のデジタル画像を数学的に比較するステップと、
基準フレーク外部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第２側面のデジタル画像を数学的に比較するステップと、
基準フレーク外部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第１側面のデジタル画像を数学的に比較するステップと、
サンプルフレークの内部表面、及び、外部表面のうちの１つに対する、第１側面表面、及び、第２側面表面のうちの１つのより高い類似性を決定するステップによって、基準フレーク表面内部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第２側面のデジタル画像を数学的に比較するステップと
から、
サンプルフレークの内部表面、及び、外部表面を決定するステップをもたらしている。
方法はまた、
サンプルフレークの第１側面のデジタル画像のテンプレート領域を選択するステップと、
基準フレーク表面から、デジタル画像のターゲット領域を選択するステップと
を具備している
基準フレーク内部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第１側面のデジタル画像を数学的に比較するステップ
を含んでいる。方法はまた、
基準フレークから、ターゲット領域上に、サンプルフレークの第１側面のテンプレート領域を配置するステップと、
基準フレークから、ターゲット領域上に、サンプルフレークの第１側面のテンプレート領域を配置するステップに対応するピクセルペアの配列を生成するステップと、
配列内の対応するピクセル間の相関係数を算出するステップと
を含んでいる。
サンプルフレークの第１側面のデジタル画像のテンプレート領域を選択するステップと、
基準フレーク表面から、デジタル画像のターゲット領域を選択するステップと
を具備している
基準フレーク内部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第１側面のデジタル画像を数学的に比較するステップ
を含んでいる。方法はまた、
基準フレークから、ターゲット領域上に、サンプルフレークの第１側面のテンプレート領域を配置するステップと、
基準フレークから、ターゲット領域上に、サンプルフレークの第１側面のテンプレート領域を配置するステップに対応するピクセルペアの配列を生成するステップと、
配列内の対応するピクセル間の相関係数を算出するステップと
を含んでいる。
基準フレーク表面内部のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第２側面のデジタル画像を数学的に比較するステップは、
サンプルフレークの第２側面のデジタル画像の第２テンプレート領域を選択するステップと、
基準フレーク表面から、デジタル画像の第２ターゲット領域を選択するステップと、
基準フレークから、ターゲット領域上に、サンプルフレークの第２側面の第２テンプレート領域を配置するステップと、
基準フレークから、ターゲット領域上に、サンプルフレークの第２側面のテンプレート領域を配置するステップに対応するピクセルペアの第２配列を生成するステップと
を具備することができる。
基準フレーク外部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第１側面のデジタル画像を数学的に比較するステップは、
サンプルフレークの第１側面のデジタル画像の第３テンプレート領域を選択するステップと、
基準フレーク表面から、デジタル画像の第３ターゲット領域を選択するステップと、
基準フレークから、ターゲット領域上に、サンプルフレークの第１側面の第３テンプレート領域を配置するステップと、
基準フレークから、ターゲット領域上に、サンプルフレークの第１側面のテンプレート領域を配置するステップに対応するピクセルペアの第３配列を生成するステップと
を具備している。
基準フレーク表面外部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第２側面のデジタル画像を数学的に比較するステップは、
サンプルフレークの第２側面のデジタル画像の第４テンプレート領域を選択するステップと、
基準フレーク表面から、デジタル画像の第４ターゲット領域を選択するステップと、
基準フレークから、ターゲット領域上に、サンプルフレークの第２側面の第４テンプレート領域を配置するステップと、
基準フレークから、ターゲット領域上に、サンプルフレークの第２側面のテンプレート領域を配置するステップに対応するピクセルペアの第４配列を生成するステップと
を具備している。
サンプルフレークの第２側面のデジタル画像の第２テンプレート領域を選択するステップと、
基準フレーク表面から、デジタル画像の第２ターゲット領域を選択するステップと、
基準フレークから、ターゲット領域上に、サンプルフレークの第２側面の第２テンプレート領域を配置するステップと、
基準フレークから、ターゲット領域上に、サンプルフレークの第２側面のテンプレート領域を配置するステップに対応するピクセルペアの第２配列を生成するステップと
を具備することができる。
基準フレーク外部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第１側面のデジタル画像を数学的に比較するステップは、
サンプルフレークの第１側面のデジタル画像の第３テンプレート領域を選択するステップと、
基準フレーク表面から、デジタル画像の第３ターゲット領域を選択するステップと、
基準フレークから、ターゲット領域上に、サンプルフレークの第１側面の第３テンプレート領域を配置するステップと、
基準フレークから、ターゲット領域上に、サンプルフレークの第１側面のテンプレート領域を配置するステップに対応するピクセルペアの第３配列を生成するステップと
を具備している。
基準フレーク表面外部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第２側面のデジタル画像を数学的に比較するステップは、
サンプルフレークの第２側面のデジタル画像の第４テンプレート領域を選択するステップと、
基準フレーク表面から、デジタル画像の第４ターゲット領域を選択するステップと、
基準フレークから、ターゲット領域上に、サンプルフレークの第２側面の第４テンプレート領域を配置するステップと、
基準フレークから、ターゲット領域上に、サンプルフレークの第２側面のテンプレート領域を配置するステップに対応するピクセルペアの第４配列を生成するステップと
を具備している。
方法はまた、
基準フレーク内部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第１側面のデジタル画像を数学的に比較するステップと、
基準フレーク表面内部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第２側面のデジタル画像を数学的に比較するステップと、
基準フレーク外部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第１側面のデジタル画像を数学的に比較するステップと、
基準フレーク表面外部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第２側面のデジタル画像を数学的に比較するステップと
から、
サンプルフレークの内部表面、及び、外部表面を決定するステップは、相関係数の計算、そして、基準相関係数に対して相関係数を比較するステップを介して実行される
ように実行される。
基準フレーク内部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第１側面のデジタル画像を数学的に比較するステップと、
基準フレーク表面内部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第２側面のデジタル画像を数学的に比較するステップと、
基準フレーク外部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第１側面のデジタル画像を数学的に比較するステップと、
基準フレーク表面外部表面のデジタル画像に対して、サンプルフレークの第２側面のデジタル画像を数学的に比較するステップと
から、
サンプルフレークの内部表面、及び、外部表面を決定するステップは、相関係数の計算、そして、基準相関係数に対して相関係数を比較するステップを介して実行される
ように実行される。
方法はまた、
サンプルフレークの第１側面のデジタル画像のテンプレート領域を選択するステップと、
基準フレーク表面から、デジタル画像のターゲット領域を選択するステップと、
基準フレークから、ターゲット領域上に、サンプルフレークの第１側面のテンプレート領域を配置するステップと、
基準フレークから、ターゲット領域上に、サンプルフレークの第１側面のテンプレート領域を配置するステップに対応するピクセルペアの配列を生成するステップと、
配列内の対応するピクセル間の相関係数を算出するステップと、
サンプルフレークの第１側面のテンプレート領域を、ターゲット領域上の第２位置に移動するステップと
を具備している
基準フレークに対して、サンプルフレークの第１側面のデジタル画像を数学的に比較するステップ
を実行される。方法はまた、
方法が、
基準フレーク第２位置から、ターゲット領域上に、サンプルフレークの第１側面上のテンプレート領域を配置するステップに対応するピクセルペアの第２配列を生成するステップと、
ターゲット上の第２位置において、配列内の対応するピクセル間の第２相関係数を算出するステップと、
相関係数、及び、第２相関係数から、平均の相関係数を算出するステップと、
相関係数、及び、第２相関係数から、最大の相関係数を算出するステップと
を提供するように実行することができる。
サンプルフレークの第１側面のデジタル画像のテンプレート領域を選択するステップと、
基準フレーク表面から、デジタル画像のターゲット領域を選択するステップと、
基準フレークから、ターゲット領域上に、サンプルフレークの第１側面のテンプレート領域を配置するステップと、
基準フレークから、ターゲット領域上に、サンプルフレークの第１側面のテンプレート領域を配置するステップに対応するピクセルペアの配列を生成するステップと、
配列内の対応するピクセル間の相関係数を算出するステップと、
サンプルフレークの第１側面のテンプレート領域を、ターゲット領域上の第２位置に移動するステップと
を具備している
基準フレークに対して、サンプルフレークの第１側面のデジタル画像を数学的に比較するステップ
を実行される。方法はまた、
方法が、
基準フレーク第２位置から、ターゲット領域上に、サンプルフレークの第１側面上のテンプレート領域を配置するステップに対応するピクセルペアの第２配列を生成するステップと、
ターゲット上の第２位置において、配列内の対応するピクセル間の第２相関係数を算出するステップと、
相関係数、及び、第２相関係数から、平均の相関係数を算出するステップと、
相関係数、及び、第２相関係数から、最大の相関係数を算出するステップと
を提供するように実行することができる。
方法は、サンプルフレークが熱水原子炉、又は、加圧水型原子炉の加熱コンポーネントから取得されるように、実行することができる。方法は、サンプルフレークが燃料ピンから取得されるように、実行することができる。方法は、サンプルフレークが蒸気発生器チューブ、又は、初期回路の他のコンポーネントから取得されるように、実行することができる。方法はまた、基準フレークがサンプルフレークと同じ燃料アセンブリピンバッチから取得されるように、実行することができる。方法はまた、サンプルフレークの内部表面が、基準フレーク外部表面と比較された基準フレーク内部表面に比較されたより高い相関係数によって、決定されるように、実行することができる。
本発明は、テストケース（即ち、問題のサンプルフレーク）の内部表面、及び、外部表面を識別するために、試験用のフレーク表面のデジタル画像を既知の１又は複数のサンプルのデジタル画像と数学的に比較する方法を提供する。
ＣＲＵＤフレークは、「原位置」ＣＲＵＤ（燃料堆積物）構成を分析するために使用される。これらのＣＲＵＤフレークの性質、及び、そのようなフレークを取得するために使用された従来の方法は、フレークの表面からの一部の物質の紛失をもたらす。本発明は、フィールドサンプルから取得されたフレークの分析を可能にすることによって、これらの問題を補うための方法を提供する。本発明は、サンプルフレークの物質構成を識別するために使用された、既知の走査電子顕微鏡トレースジルコニウム元素分析方法とともに使用してよい。本発明に基づく方法は、代表的な実施形態として、燃料堆積物から取得されたサンプルフレークの内部表面、及び、外部表面のポジティブ識別を提供する。本発明の方法は、未知のフレークの識別情報を定量化するため、燃料堆積物の既知の外部表面、及び、内部表面の走査電子顕微鏡画像（又は、他の高品質可視画像）のデジタル分析法を具備している。既知の基準フレークから取得された情報は、表面曲率、表面の平滑性、及び、表面上のピッチング量を具備している。基準フレークは、テストされる材料として、同じ燃料ピンバッチから取得してもよい。
未知のサンプルフレークのデジタル画像もまた取得される。次いで、既知、及び、未知のサンプルのデジタル画像は比較される。本発明の方法では、内部表面、及び、外部表面をポジティブに識別することを可能にするため、走査電子顕微鏡画像は、デジタル画像をラスタ化することによって、かつ、サンプルフレークの未知の画像を、同じ燃料ピンバッチに属している他の基準フレークから取得された既知の内部表面、及び、外部表面の画像とデジタルに比較することによって、「リード(reed)」される。比較は、同じスケールの画像上で実行される。本発明は、１つの画像のより小規模なセグメント（テンプレート）を採取し、かつ、この画像をポイント毎にターゲット画像と比較する。本発明では、基準フレーク、又は、サンプルフレークのいずれか一方は、テンプレート、又は、ターゲット画像のいずれか一方として、使用してよい。取得された画像内の各ポイントにおいて、相関係数は、テンプレート内の各ポイントと、ターゲット画像内の対応するポイントとの間で決定される。ターゲット画像内の任意の位置が、テンプレートと同じ相対ポイント振幅(same relative point amplitude)を有すれば、相関係数は高い値となる（１に近い）。したがって、サンプルフレーク表面を比較されている既知の表面とマッチングするための確率は増大する。本方法はまた、任意の絶対オフセット、又は、スケーリング差異に拘わらず使用してもよい。相関係数の所定の最小閾値が、成功のための基準として選択されている。
本発明の目的を達成し、かつ、比較を実行するには、ＣＲＵＤフレークなどのフレークは、核燃料ロッドなどのコンポーネントの表面から除去される。フレークの除去は、スクラッピング、カッティング、又は、研磨などの任意の方法によって実行することができる。次いで、サンプルフレークの内部、及び、外部の識別を可能にするための数値分析と結び付けられた可視データの組み合わせによって、サンプルフレークは比較される。
非限定的な実施例として、サンプルフレークは、サンプリングサイトから採取され、かつ、フレークの画像は、走査電子顕微鏡を使用して取得される。デジタル写真を提供する他の技術を使用することができる。サンプルフレークの異なる領域は、いくつかの異なる位置を評価することができるように使用される。加えて、サンプルフレークの両側は、写真を取得するために使用される。次いで、走査電子顕微鏡によって取得された画像は、参照基準フレーク（即ち、既知の内部表面、及び、外部表面を備えたフレーク）に対して比較するために使用される。上記で与えられた基準標準フレークは、既知の内部表面、及び、外部表面を有することがあらかじめ識別されている。
次いで、既知画像、及び、未知画像の両方の画像のセクションは統計的に比較される。未知のテスト表面画像がフレーク内部面からのものであれば、アルゴリズムは、既知のフレーク外部表面画像とよりも、既知のフレーク内部表面画像とより高い相関を示す。
未知の表面画像は、ブラインドテストとしてはじめに提供されるが、各ＣＲＵＤフレークの識別も生じてよい。
本発明は、正確なマッチングよりはむしろターゲット、及び、テンプレートの表面特徴の統計的な類似性を探索する。未知のケース、及び、既知のケースに適用された場合、方法は画像セット間の相関を提供する。新しいアルゴリズムの精度を検証するには、画像相関によって実行されたマッチングを確認するため、トレースジルコニウムの走査電子顕微鏡測定がフレークに使用された。次に、本発明は、代表的な実施形態によって説明される。
代表的な実施形態
１．２つの画像が比較のため、フレークから選択される（既知の内部表面、及び、外部表面を備えたフレーク、ならびに、未知の内部表面、及び、外部表面を備えたフレーク）。
１．２つの画像が比較のため、フレークから選択される（既知の内部表面、及び、外部表面を備えたフレーク、ならびに、未知の内部表面、及び、外部表面を備えたフレーク）。
２．プロセスを説明する目的のため、画像はＡ、及び、Ｂと称する。
３．実際の評価用ではない表面の部分のレタリング(lettering)、又は、他の領域は、評価用の画像から取り出される。
４．図１に示すように、テンプレート領域は画像Ａ内に選択される。テンプレートは、フレークの基本構造的な画像を含む程度に大きい必要があるが、テンプレートの複数のコピーが画像Ｂ（ターゲット）の領域内に納まる程度に小さい必要がある。
５．図２に示すように、ターゲット画像Ｂの上左角に位置合わせされたテンプレート画像から開始して、テンプレート画像、及び、ターゲット画像から、対応するピクセルペアの配列が生成される。テンプレート画像が１００ピクセルを有していれば、配列は１００ペアを含む。
１を使用して、各画像のための列、及び、行を開始し、かつ、テンプレート画像のサイズが、説明のために、４×４ピクセルであると仮定すると、配列の基本形態は次のようになる。
テンプレートピクセル（行 1, 列 1）, ターゲットＢピクセル（行 1, 列 1）
テンプレートピクセル（行 1, 列 2）, ターゲットＢピクセル（行 1, 列 2）
テンプレートピクセル（行 1, 列 3）, ターゲットＢピクセル（行 1, 列 3）
テンプレートピクセル（行 1, 列 4）, ターゲットＢピクセル（行 1, 列 4）
テンプレートピクセル（行 2, 列 1）, ターゲットＢピクセル（行 2, 列 1）
テンプレートピクセル（行 2, 列 2）, ターゲットＢピクセル（行 2, 列 2）
テンプレートピクセル（行 2, 列 3）, ターゲットＢピクセル（行 2, 列 3）
テンプレートピクセル（行 2, 列 4）, ターゲットＢピクセル（行 2, 列 4）
テンプレートピクセル（行 3, 列 1）, ターゲットＢピクセル（行 3, 列 1）
テンプレートピクセル（行 3, 列 2）, ターゲットＢピクセル（行 3, 列 2）
テンプレートピクセル（行 3, 列 3）, ターゲットＢピクセル（行 3, 列 3）
テンプレートピクセル（行 3, 列 4）, ターゲットＢピクセル（行 3, 列 4）
テンプレートピクセル（行 4, 列 1）, ターゲットＢピクセル（行 4, 列 1）
テンプレートピクセル（行 4, 列 2）, ターゲットＢピクセル（行 4, 列 2）
テンプレートピクセル（行 4, 列 3）, ターゲットＢピクセル（行 4, 列 3）
テンプレートピクセル（行 4, 列 4）, ターゲットＢピクセル（行 4, 列 4）
テンプレートピクセル（行 1, 列 2）, ターゲットＢピクセル（行 1, 列 2）
テンプレートピクセル（行 1, 列 3）, ターゲットＢピクセル（行 1, 列 3）
テンプレートピクセル（行 1, 列 4）, ターゲットＢピクセル（行 1, 列 4）
テンプレートピクセル（行 2, 列 1）, ターゲットＢピクセル（行 2, 列 1）
テンプレートピクセル（行 2, 列 2）, ターゲットＢピクセル（行 2, 列 2）
テンプレートピクセル（行 2, 列 3）, ターゲットＢピクセル（行 2, 列 3）
テンプレートピクセル（行 2, 列 4）, ターゲットＢピクセル（行 2, 列 4）
テンプレートピクセル（行 3, 列 1）, ターゲットＢピクセル（行 3, 列 1）
テンプレートピクセル（行 3, 列 2）, ターゲットＢピクセル（行 3, 列 2）
テンプレートピクセル（行 3, 列 3）, ターゲットＢピクセル（行 3, 列 3）
テンプレートピクセル（行 3, 列 4）, ターゲットＢピクセル（行 3, 列 4）
テンプレートピクセル（行 4, 列 1）, ターゲットＢピクセル（行 4, 列 1）
テンプレートピクセル（行 4, 列 2）, ターゲットＢピクセル（行 4, 列 2）
テンプレートピクセル（行 4, 列 3）, ターゲットＢピクセル（行 4, 列 3）
テンプレートピクセル（行 4, 列 4）, ターゲットＢピクセル（行 4, 列 4）
ＴＥＭ（１，１）、及び、ＴＡＲ（１，１）の短縮された表記を、テンプレートピクセル１，１、及び、ターゲット画像ピクセル１，１に使用すれば、配列は次のようにリスト化される。
ＴＥＭ（1, 1）, ＴＡＲ（1, 1）
ＴＥＭ（1, 2）, ＴＡＲ（1, 2）
ＴＥＭ（1, 3）, ＴＡＲ（1, 3）
ＴＥＭ（1, 4）, ＴＡＲ（1, 4）
ＴＥＭ（2, 1）, ＴＡＲ（2, 1）
ＴＥＭ（2, 2）, ＴＡＲ（2, 2）
ＴＥＭ（2, 3）, ＴＡＲ（2, 3）
ＴＥＭ（2, 4）, ＴＡＲ（2, 4）
ＴＥＭ（3, 1）, ＴＡＲ（3, 1）
ＴＥＭ（3, 2）, ＴＡＲ（3, 2）
ＴＥＭ（3, 3）, ＴＡＲ（3, 3）
ＴＥＭ（3, 4）, ＴＡＲ（3, 4）
ＴＥＭ（4, 1）, ＴＡＲ（4, 1）
ＴＥＭ（4, 2）, ＴＡＲ（4, 2）
ＴＥＭ（4, 3）, ＴＡＲ（4, 3）
ＴＥＭ（4, 4）, ＴＡＲ（4, 4）
ＴＥＭ（1, 2）, ＴＡＲ（1, 2）
ＴＥＭ（1, 3）, ＴＡＲ（1, 3）
ＴＥＭ（1, 4）, ＴＡＲ（1, 4）
ＴＥＭ（2, 1）, ＴＡＲ（2, 1）
ＴＥＭ（2, 2）, ＴＡＲ（2, 2）
ＴＥＭ（2, 3）, ＴＡＲ（2, 3）
ＴＥＭ（2, 4）, ＴＡＲ（2, 4）
ＴＥＭ（3, 1）, ＴＡＲ（3, 1）
ＴＥＭ（3, 2）, ＴＡＲ（3, 2）
ＴＥＭ（3, 3）, ＴＡＲ（3, 3）
ＴＥＭ（3, 4）, ＴＡＲ（3, 4）
ＴＥＭ（4, 1）, ＴＡＲ（4, 1）
ＴＥＭ（4, 2）, ＴＡＲ（4, 2）
ＴＥＭ（4, 3）, ＴＡＲ（4, 3）
ＴＥＭ（4, 4）, ＴＡＲ（4, 4）
６．次に、配列内の対応するピクセル間の相関係数が算出される。
７．第１テンプレート位置、即ち、ＴＡＲ（１，１）に位置合わせされたピクセルＴＥＭ（１，１）のための相関係数が算出される。
８．テンプレート画像は、ステップ５から７を反復する１回に、１ピクセル移動される。各位置において、テンプレート画像は、ターゲット画像Ｂの範囲内でなければならない。相関係数は、テンプレートがターゲット画像ピクセルをオーバーレイすることができる全ての位置において、計算される必要がある。
ステップ５において、短縮表記を使用すれば、第２ターゲット位置のための配列は、次のようになる。
ＴＥＭ（1,1）, ＴＡＲ（1,2）
ＴＥＭ（1,2）, ＴＡＲ（1,3）
ＴＥＭ（1,3）, ＴＡＲ（1,4）
ＴＥＭ（1,4）, ＴＡＲ（1,5）
ＴＥＭ（2,1）, ＴＡＲ（2,2）
ＴＥＭ（2,2）, ＴＡＲ（2,3）
ＴＥＭ（2,3）, ＴＡＲ（2,4）
ＴＥＭ（2,4）, ＴＡＲ（2,5）
ＴＥＭ（3,1）, ＴＡＲ（3,2）
ＴＥＭ（3,2）, ＴＡＲ（3,3）
ＴＥＭ（3,3）, ＴＡＲ（3,4）
ＴＥＭ（3,4）, ＴＡＲ（3,5）
ＴＥＭ（4,1）, ＴＡＲ（4,2）
ＴＥＭ（4,2）, ＴＡＲ（4,3）
ＴＥＭ（4,3）, ＴＡＲ（4,4）
ＴＥＭ（4,4）, ＴＡＲ（4,5）
ＴＥＭ（1,2）, ＴＡＲ（1,3）
ＴＥＭ（1,3）, ＴＡＲ（1,4）
ＴＥＭ（1,4）, ＴＡＲ（1,5）
ＴＥＭ（2,1）, ＴＡＲ（2,2）
ＴＥＭ（2,2）, ＴＡＲ（2,3）
ＴＥＭ（2,3）, ＴＡＲ（2,4）
ＴＥＭ（2,4）, ＴＡＲ（2,5）
ＴＥＭ（3,1）, ＴＡＲ（3,2）
ＴＥＭ（3,2）, ＴＡＲ（3,3）
ＴＥＭ（3,3）, ＴＡＲ（3,4）
ＴＥＭ（3,4）, ＴＡＲ（3,5）
ＴＥＭ（4,1）, ＴＡＲ（4,2）
ＴＥＭ（4,2）, ＴＡＲ（4,3）
ＴＥＭ（4,3）, ＴＡＲ（4,4）
ＴＥＭ（4,4）, ＴＡＲ（4,5）
かつ、サイズが１００×１００の画像Ｂを使用すれば、最後の配列は次のようになる。
ＴＥＭ（1,1）, ＴＡＲ（97,97）
ＴＥＭ（1,2）, ＴＡＲ（97,98）
ＴＥＭ（1,3）, ＴＡＲ（97,99）
ＴＥＭ（1,4）, ＴＡＲ（97,100）
ＴＥＭ（2,1）, ＴＡＲ（98,97）
ＴＥＭ（2,2）, ＴＡＲ（98,98）
ＴＥＭ（2,3）, ＴＡＲ（98,99）
ＴＥＭ（2,4）, ＴＡＲ（98,100）
ＴＥＭ（3,1）, ＴＡＲ（99,97）
ＴＥＭ（3,2）, ＴＡＲ（99,98）
ＴＥＭ（3,3）, ＴＡＲ（99,99）
ＴＥＭ（3,4）, ＴＡＲ（99,100）
ＴＥＭ（4,1）, ＴＡＲ（100,97）
ＴＥＭ（4,2）, ＴＡＲ（100,98）
ＴＥＭ（4,3）, ＴＡＲ（100,99）
ＴＥＭ（4,4）, ＴＡＲ（100,100）
ＴＥＭ（1,2）, ＴＡＲ（97,98）
ＴＥＭ（1,3）, ＴＡＲ（97,99）
ＴＥＭ（1,4）, ＴＡＲ（97,100）
ＴＥＭ（2,1）, ＴＡＲ（98,97）
ＴＥＭ（2,2）, ＴＡＲ（98,98）
ＴＥＭ（2,3）, ＴＡＲ（98,99）
ＴＥＭ（2,4）, ＴＡＲ（98,100）
ＴＥＭ（3,1）, ＴＡＲ（99,97）
ＴＥＭ（3,2）, ＴＡＲ（99,98）
ＴＥＭ（3,3）, ＴＡＲ（99,99）
ＴＥＭ（3,4）, ＴＡＲ（99,100）
ＴＥＭ（4,1）, ＴＡＲ（100,97）
ＴＥＭ（4,2）, ＴＡＲ（100,98）
ＴＥＭ（4,3）, ＴＡＲ（100,99）
ＴＥＭ（4,4）, ＴＡＲ（100,100）
９．相関結果の数は、ターゲット画像Ｂ、及び、テンプレートのピクセルの次元から計算することができる。４×４のテンプレート、及び、１００×１００のターゲット画像Ｂの以前の実施例には、テンプレートがターゲット画像Ｂをオーバーラップする９７×９７の位置が存在する。
１０．次いで、最大、及び、平均の相関値が算出される。
１１．比較のため、画像Ｂから同じサイズのテンプレートが、ターゲット画像Ａの範囲内に選択される。相関係数配列（ステップ４から１０）は、画像Ｂ、及び、ターゲット画像Ａからのテンプレートを使用して、反復される。
１２．最大、及び、平均の相関値は、画像Ａ、及び、画像Ｂ間のマッチングを特徴付けている。
１３．次いで、相関値は、異なるセットの画像を比較するために使用してよい。
前記方法の代表的な結果が上記に与えられ、比較のために使用された各画像ペアの最大相関が示されている。相関は、択一的に、テンプレート、又は、ターゲットとして使用されている各画像を用いて測定された。例えば、画像Ｃ、及び、画像Ｄは、Ｃからテンプレートを採取し、かつ、画像Ｄと比較することによって、又は、その逆によって比較することができる。代表的な実施形態では、画像Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、及びＬは、１０ミクロンスケールで採取し、かつ、画像Ｂ、Ｇ、及びＨは、２００ミクロンスケールで採取されている。また、例えば、画像Ｇ、Ｈ、及びＬは、既知の内部表面、及び、外部表面に属している。画像Ｂ、Ｄ、及びＦは、調査されたフレークの未同定の側面Ｂに属し、かつ、画像Ｃ、及び、画像Ｅは、同じ調査されたフレークの未同定の側面Ａに属している。
所定の比較セットから取得された相関は、表１に示されている。表１は、他の表面と比較された側面Ａ画像に比べて、側面Ａ画像は相互に比較することが好ましいことを示している。他の表面と比較されているように、側面Ｂ画像も相互に比較することが好ましい。側面画像と、その画像自体、及び、他の表面とを評価するこのチェックは、比較方法が正確であることを検証するために実行することができる。２００ミクロンスケールの側面Ｂ画像は、同じスケールの既知の基準フレークの外部表面画像に対して、より良好な相関を有している（即ち、より高い相関係数）。上記の情報から明らかなように、より詳細なスケール係数によって、より正確な比較、及び、対応して、より高い相関値が可能になる。加えて、１０ミクロンスケールの側面Ｂ画像は、同じスケールの側面Ａ画像が相関するよりも、既知の基準フレークの外部１０ミクロン画像に対して、より良好に相関している。表１に与えられたように、より大きいスケール（より低い解像度のスケール）は、相関において、より低い精度をもたらし、順に相関値比較を低下している。
代表的な実施形態では、結果は、異なる画像セット間の最大相関値を説明している。画像Ｂ（未知のフレーク表面（ＩＤ、又は、ＯＤ）の）は、同じスケールの画像Ｇ（既知のＩＤ表面）、及び、画像Ｈ（既知のＯＤ表面）と比較されている。画像Ｂ、及び、画像Ｇの数値的な相関は、平均値０．３３４と算出される一方で、画像Ｂ、及び、画像Ｈの数値的な相関は、０．４１８のより高い値に平均されている。これらの結果は、画像Ｂが既知のＯＤ画像である画像Ｈに対してより高い相関を有していることを示している。
画像Ｃ、及び、画像Ｅ（未知のフレーク表面側面Ａ（ＩＤ、又は、ＯＤ）の）は、同じスケールの画像Ｌ（既知のＯＤ表面）と比較されている。数値的な相関は、それぞれ０．５５１、及び、０．６２２であり、したがって、後者の相関は、相関値０．５５１よりもより良好である。最後に、反対の未知のフレーク表面側面Ｂの画像Ｄ、及び、画像Ｆは、同じスケールの画像Ｌと比較されている。数値的な相関は、０．６６１、及び、０．７６１である。前記データは、画像Ｄ、及び、画像Ｆは、既知のＯＤ画像である画像Ｈに対して、より密接に相関している（画像Ｃ、及び、画像Ｅよりも）ことを示している。
以下は、上記のテスト実施例から取得された各画像の最大相関である。
テストのために使用された代表的な実施形態に使用された画像は、画像Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＦと同じスケールで、既知のＩＤ画像を具備していない。相関は、未知のフレーク側面Ｂがより高い数値的な相関を既知のＯＤ画像に対して有していることを示している。したがって、除去処理によって、各フレークが単一のＩＤ表面を含み、かつ、残っている表面がＯＤ表面であるので、側面Ａ画像はフレークＩＤと一致している。
この処理を使用して、相関係数は、テンプレート、及び、ターゲットの画像の類似性に関する統計的な測定を提供している。相関係数は、ピクセルオフセット、及び、ゲインに対してセンシティブではなく、かつ、それゆえに、この可視的な不正確性からの誤差を組み込んでいない。オフセット、及び、ゲインが画像比較においてより重要なものとして取り扱われる場合、相関係数は、Ｆテスト統計関数に置き換えてよい。いくつかのアプリケーションは、ユーザの必要に基づき、両方の関数の平均、又は、積を使用してもよい。他のアプリケーションは、異なる比較関数を要求してもよい。
テンプレート画像のサイズ、及び、配置は、所望の画像構造比較を提供する必要に応じて、変形することができる。テンプレートは、性能を検証するため、その親画像上でテストすることができる。相関関数、又は、Ｆテスト関数が、最大値１．０を常に提供する一方で、テンプレートがターゲット画像からのものである場合、全部のターゲット画像上の相関、又は、Ｆテストの測定に関する平均は、テンプレート領域が全体の画像を代表しているかどうかを示す。
Ａ 画像
Ｂ 画像
Ｂ 画像
Claims (7)
- 原子炉内の加熱中の表面および過熱された表面のうちの少なくとも１つの上の堆積物から取得されたサンプルフレークの、原子炉内の加熱中の表面又は過熱された表面に直接堆積された内部表面、及び、原子炉冷却水に接している外部表面を識別する方法であって、
前記サンプルフレークを取得するステップと、
前記サンプルフレークの第１側面のデジタル画像を取得するステップと、
前記サンプルフレークの第２側面のデジタル画像を取得するステップと、
基準フレーク内部表面のデジタル画像と、前記サンプルフレークの前記第１側面の前記デジタル画像との間の相関係数を算出するステップと、
前記基準フレーク内部表面の前記デジタル画像と、前記サンプルフレークの前記第２側面の前記デジタル画像との間の相関係数を算出するステップと、
基準フレーク外部表面のデジタル画像と、前記サンプルフレークの前記第１側面の前記デジタル画像との間の相関係数を算出するステップと、
前記基準フレーク外部表面の前記デジタル画像と、前記サンプルフレークの前記第２側面の前記デジタル画像との間の相関係数を算出するステップと、
前記計算された相関係数を比較し、次いで、より高い相関係数を有する、前記サンプルフレークの第１側面又は第２側面のデジタル画像と、前記基準フレークの内部表面又は外部表面のデジタル画像とのペアを決定することによって、前記サンプルフレークの内部表面、及び、外部表面を決定するステップと
を具備することを特徴とする方法。 - 前記基準フレーク内部表面の前記デジタル画像と、前記サンプルフレークの前記第１側面の前記デジタル画像との間の相関係数を算出するステップは、
前記サンプルフレークの前記第１側面の前記デジタル画像のテンプレート領域を選択するステップと、
前記基準フレーク内部表面の前記デジタル画像のターゲット領域を選択するステップと、
前記基準フレーク内部表面の前記ターゲット領域上に、前記サンプルフレークの前記第１側面の前記テンプレート領域を配置するステップと、
前記基準フレーク内部表面の前記ターゲット領域上に、前記サンプルフレークの前記第１側面の前記テンプレート領域を前記配置するステップに対応するピクセルペアの配列を作成するステップと、
前記配列内の前記対応するピクセル間の相関係数を算出するステップと
を具備し、
前記基準フレーク内部表面の前記デジタル画像と、前記サンプルフレークの前記第２側面の前記デジタル画像との間の相関係数を算出するステップは、
前記サンプルフレークの前記第２側面の前記デジタル画像の第２テンプレート領域を選択するステップと、
前記基準フレーク内部表面の前記デジタル画像の第２ターゲット領域を選択するステップと、
前記基準フレーク内部表面の前記ターゲット領域上に、前記サンプルフレークの前記第２側面の前記第２テンプレート領域を配置するステップと、
前記基準フレーク内部表面の前記ターゲット領域上に、前記サンプルフレークの前記第１側面の前記テンプレート領域を前記配置するステップに対応するピクセルペアの第２配列を生成するステップと、
前記第２配列内の前記対応するピクセル間の相関係数を算出するステップと
を具備し、
前記基準フレーク外部表面の前記デジタル画像と、前記サンプルフレークの前記第１側面の前記デジタル画像との間の相関係数を算出するステップは、
前記サンプルフレークの前記第１側面の前記デジタル画像の第３テンプレート領域を選択するステップと、
前記基準フレーク外部表面の前記デジタル画像の第３ターゲット領域を選択するステップと、
前記基準フレーク外部表面の前記ターゲット領域上に、前記サンプルフレークの前記第１側面の前記第３テンプレート領域を配置するステップと、
前記基準フレーク外部表面の前記ターゲット領域上に、前記サンプルフレークの前記第１側面の前記テンプレート領域を配置するステップに対応するピクセルペアの第３配列を生成するステップと、
前記第３配列内の前記対応するピクセル間の相関係数を算出するステップと
を具備し、
前記基準フレーク外部表面の前記デジタル画像と、前記サンプルフレークの前記第２側面の前記デジタル画像との間の相関係数を算出するステップは、
前記サンプルフレークの前記第２側面の前記デジタル画像の第４テンプレート領域を選択するステップと、
前記基準フレーク外部表面の前記デジタル画像の第４ターゲット領域を選択するステップと、
前記基準フレーク外部表面の前記ターゲット領域上に、前記サンプルフレークの前記第２側面の前記第４テンプレート領域を配置するステップと、
前記基準フレーク外部表面の前記ターゲット領域上に、前記サンプルフレークの前記第２側面の前記第４テンプレート領域を前記配置するステップに対応するピクセルペアの第４配列を生成するステップと、
前記第４配列内の前記対応するピクセル間の相関係数を算出するステップと
を具備する
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 前記基準フレーク内部表面又は外部表面の前記デジタル画像と、前記サンプルフレークの前記第１側面の前記デジタル画像との間の相関係数を算出するステップは、
前記サンプルフレークの前記第１側面の前記デジタル画像のテンプレート領域を選択するステップと、
前記基準フレーク内部表面又は外部表面の前記デジタル画像のターゲット領域を選択するステップと、
前記基準フレーク内部表面又は外部表面の前記ターゲット領域上に、前記サンプルフレークの前記第１側面の前記テンプレート領域を配置するステップと、
前記基準フレーク内部表面又は外部表面の前記ターゲット領域上に、前記サンプルフレークの前記第１側面の前記テンプレート領域を前記配置するステップに対応するピクセルペアの配列を生成するステップと、
前記配列内の前記対応するピクセル間の相関係数を算出するステップと、
前記サンプルフレークの前記第１側面の前記テンプレート領域を、前記ターゲット領域上の、１ピクセル移動された第２位置に移動するステップと、
前記サンプルフレークの前記第１側面の前記テンプレート領域を、前記ターゲット領域上の、１ピクセル移動された第２位置に移動するステップに対応するピクセルペアの第２配列を生成するステップと、
前記第２配列内の対応するピクセル間の相関係数である第２相関係数を算出するステップと、
前記相関係数、及び、前記第２相関係数から、平均値を算出するステップと、
前記相関係数、及び、前記第２相関係数から、最大値を算出するステップと
を具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 前記サンプルフレークは、沸騰水型原子炉内の加熱中の表面、及び、過熱された表面のうちの少なくとも１つの上の堆積物から取得されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記サンプルフレークは、加圧水型原子炉内の加熱中の表面、及び、過熱された表面のうちの少なくとも１つの上の堆積物から取得されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記基準フレークは、前記サンプルフレークとして、同じ燃料アセンブリピンバッチから取得されていることを特徴とする請求項４に記載の方法。
- 前記基準フレークは、前記サンプルフレークとして、同じ燃料アセンブリピンバッチから取得されていることを特徴とする請求項５に記載の方法。
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