JP7120896B2 - 開口合成処理装置、開口合成処理方法、及びそのプログラム - Google Patents

Description

本開示は、超音波探傷に関する。

超音波探傷（ＵＴ：Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｔｅｓｔｉｎｇ）は、金属中の欠陥を発見するのに有効な方法の一つであり、発電プラントなど様々な場所で実用化されている。超音波探傷では、探傷器を金属に接触させて超音波の短パルス信号を送波し、その反射波（エコー信号）を受信・分析することで、金属中の欠陥の位置を推定する。超音波探傷では、反射波の生波形に含まれる欠陥エコーのレベルが高く、信号対雑音比（ＳＮＲ：Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）が良いことが適切な推定精度を得るために必要である。よって、観測雑音の度合が大きい場合や欠陥サイズが小さくエコーレベルが低い場合にはＳＮＲが小さくなるので、欠陥位置の推定精度が低下する虞がある。

ＳＮＲが悪い場合でも精度良い欠陥位置の推定を可能とする先行手法として、開口合成とよばれる信号処理技術が存在する。開口合成処理では、探傷器を移動させるなどしながら複数の送信位置から送信した超音波の反射源からの反射波を、各送信位置に応じて定めた受信位置でそれぞれ計測（観測）する。そして、このような各受信位置での計測により得られる複数の反射波の生波形を、位相を揃えて合成（加算）することにより、信号処理後のＳＮＲを向上させることが可能となる。

特開２０１１－２２９７０８号公報 特開２００６－１０５６５７号公報 特開２００３－１０７１６４号公報 特開昭６３－１７３９５９号公報 特開２０１１－２３７３４６号公報

従来の開口合成では検査対象となる金属中での音速（超音波の伝搬速度）は一定・均一と仮定している（特許文献３～５参照）。しかし、金属中の結晶方位が揃うなどして金属が音響異方性を有する場合には、金属の内部を伝搬する超音波の伝搬速度（音速）はその伝搬方向によって異なる。よって、このように結晶方位などの影響により検査対象の内部で音速が変化する場合には、開口合成を行うにあたって音速が一定・均一と仮定したのでは、正しく欠陥位置を推定できない場合がある。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、検査対象が音響異方性を有する場合であっても精度良く開口合成を行うことが可能な開口合成処理装置を提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る開口合成処理装置は、
超音波の送信位置、および前記送信位置に対して定められた受信位置が互いに異なる組合せの各々についての、前記送信位置から検査対象への前記超音波の送信後に前記受信位置で測定される前記超音波の信号値の時系列データを含む測定結果を取得するよう構成された取得部と、
前記検査対象の内部に設定された内部位置の各々について、少なくとも一部の前記組合せ毎に、前記送信位置から送信した前記超音波が前記内部位置で反射して前記受信位置で受信された場合の伝搬経路における前記超音波の伝搬速度を、前記検査対象の結晶方位に基づいて算出するよう構成された速度算出部と、
算出された前記伝搬速度、および取得された前記時系列データを用いて開口合成処理を実行するよう構成された開口合成部と、を備える。

従来の開口合成では、検査対象の内部を伝搬する超音波の伝搬速度は伝搬方向によらず一定と仮定しているが、この仮定が成立しない場合には、検査対象の内部の探傷精度（内部欠陥の位置の推定精度）が劣化する可能性がある。例えば、検査対象が音響異方性をもつ場合には、超音波の伝搬速度は伝搬方向に依存する。

上記（１）の構成によれば、検査対象における複数の測定位置の各々毎に、各送信位置と、検査対象の内部に設定（仮定）した内部位置と、各送信位置に対応する受信位置とを結ぶ伝搬経路における超音波の伝搬速度を、結晶方位を考慮して算出すると共に、その算出した伝搬速度を用いて開口合成処理を実行する。これによって、検査対象の音響異方性を考慮した開口合成を行うことができ、内部欠陥の位置の推定精度を向上することができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記速度算出部は、
前記検査対象の内部の前記結晶方位を取得し、
前記内部位置、前記結晶方位、および前記送信位置に基づく、前記送信位置から送信した前記超音波が前記内部位置に入射する、前記結晶方位に対する入射角を算出し、
予め定められた前記入射角と前記伝搬速度との対応関係に基づいて、取得した前記結晶方位、および前記入射角から前記伝搬速度を決定するよう構成されている。

上記（２）の構成によれば、結晶方位が揃うなどにより音響異方性をもつ検査対象の複数の内部位置の各々について、複数の測定位置の各々毎にその内部位置への入射角（伝搬角度）を求めると共に、予め定められた伝搬角度と伝搬速度との対応関係を用いて、求めた伝搬角度から伝搬速度を求める。このように、検査対象の音響異方性を結晶方位に対する伝搬角度に対応付けると共に、伝搬角度から伝搬速度を求めることにより、上述した超音波の伝搬速度を求めることができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）～（２）の構成において、
前記速度算出部は、
前記検査対象の内部の前記結晶方位を取得し、
前記内部位置、前記結晶方位、および前記受信位置に基づく、前記内部位置から反射される前記超音波の前記結晶方位に対する反射角を算出し、
予め定められた前記反射角と前記伝搬速度との対応関係に基づいて、取得した前記結晶方位、および前記反射角から前記伝搬速度を決定するよう構成されている。

上記（３）の構成によれば、複数の測定位置の各々毎にその内部位置からの反射角（伝搬角度）について、上記（２）と同様の効果を奏する。

（４）幾つかの実施形態では、上記（２）～（３）の構成において、
前記速度算出部は、前記結晶方位の複数の候補方位を取得し、前記複数の候補方位の各々毎に前記伝搬速度を算出し、
前記開口合成部は、複数の前記伝搬速度の各々毎に前記開口合成処理を実行することにより、複数の開口合成処理結果を出力し、
所定の選択処理により、前記複数の開口合成処理結果のうちから１つの前記開口合成処理結果を選択するよう構成された選択部を、さらに備える。

上記（４）の構成によれば、検査対象の結晶方位が不明である場合であっても、検査対象の内部欠陥の位置の推定を精度良く行うことができる。すなわち、検査対象の結晶方位が不明である場合には、上述した超音波の伝搬速度を算出することができないことになる。しかし、上記のように、実際の結晶方位が含まれるような複数の結晶方位の候補（候補方位）を準備し、その各々毎に、超音波の伝搬速度を求めて開口合成処理を実行することで、複数の音響画像（開口合成処理結果の画像表示）などの複数の開口合成処理の結果（開口合成処理結果）を得ると共に、その中から現実の結晶方位に基づいた結果と判断されるような適切な開口合成処理結果を選択するようにすれば、選択した開口合成処理の結果に基づいて、検査対象の内部欠陥の位置の推定を行うことが可能となる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、
前記所定の選択処理は、
前記複数の開口合成処理結果の各々について、前記開口合成処理結果に含まれる複数の前記内部位置の各々の前記信号値の合成値を、規定の閾値に基づいて、第１値と、前記第１値よりも小さい第２値にそれぞれ変換すると共に、
前記複数の開口合成処理結果のうちの、前記第１値の数が最も少ない、あるいは、前記第２値が最も多い前記開口合成処理結果を選択する処理である。

本発明者らは、開口合成処理結果を画像で示した音響画像における欠陥位置の拡がりを評価指標とすることで、複数の開口合成処理結果のうちから、実際の結晶方位に対応した１つの開口合成処理結果を選択することが可能と考えた。すなわち、音響画像における欠陥位置の拡がりは、結晶方位の候補（候補方位）が結晶方位の真値に近いほど小さく、理想的には欠陥位置近傍にのみピーク値が形成される。一方、音響画像は、結晶方位の候補（候補方位）が結晶方位の真値から乖離しているほど欠陥位置があいまいな画像となり、音響画像中の欠陥位置の拡がりは大きくなる。

上記（５）の構成によれば、開口合成処理結果に含まれる各内部位置の合成値を、規定の閾値に基づいて、例えば１と０などの２値に２値化すると共に、２値化された合成値の数に基づいて、複数の開口合成処理結果から１つの開口合成処理結果を選択する。これによって、２値化の各値の数により欠陥位置の拡がりを数値として表現できるので、例えば、大きい方の第１値の数が最も少ない開口合成処理結果が、尤もらしい(結晶方位の真値に最も近い)結晶方位の候補に基づくものと判断できる。また、このように判断された音響画像などの開口合成処理結果から正確な欠陥位置を推定することができる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、
前記所定の選択処理は、
前記複数の開口合成処理結果の各々について、前記開口合成処理結果に含まれる複数の前記内部位置の各々の前記信号値の合成値の最大値を求めると共に、
前記複数の開口合成処理結果のうちの、前記最大値が最も大きい前記開口合成処理結果を選択する処理である。

本発明者らは、内部欠陥が存在する場合には、受信位置で受信される信号値のレベルは大きくなり、理想的には欠陥位置近傍にのみピーク値が形成されることから、合成値の最大値を評価指標とすることで、複数の開口合成処理結果のうちから、実際の結晶方位に対応した１つの開口合成処理結果を選択することが可能と考えた。

上記（６）の構成によれば、複数の開口合成処理結果のうち、最も大きい合成値を有するものを選択する。これによって、尤もらしい(結晶方位の真値に最も近い)結晶方位の候補に基づいて得られた開口合成処理結果を選択することができる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（３）～（６）の構成において、
前記組合せにおける前記送信位置と前記受信位置とは、同じ位置であり、
前記速度算出部は、前記内部位置から反射される前記超音波の前記結晶方位に対する入射角、または前記内部位置から反射される前記超音波の前記結晶方位に対する反射角のいずれか一方の角度を算出し、算出された前記角度から前記伝搬速度を決定する。

上記（７）の構成によれば、送信位置および受信位置が同じ位置の場合には、上述した入射角および反射角は同じであり、入射角または反射角のいずれか一方を用いることで、伝搬経路の伝搬速度を求めることができる。よって、検査対象における同じ位置から超音波を送受信した場合に得られる時系列データを用いて、検査対象の音響異方性を考慮した開口合成処理を適切に行うことができる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（３）～（６）の構成において、
前記送信位置と、前記送信位置に対応する前記受信位置とは、異なる位置であり、
前記速度算出部は、前記内部位置から反射される前記超音波の前記結晶方位に対する入射角、および前記内部位置から反射される前記超音波の前記結晶方位に対する反射角の両方を算出し、算出された前記入射角を用いて前記伝搬経路における前記送信位置と前記内部位置との間の前記伝搬速度を決定すると共に、算出された前記反射角を用いて前記伝搬経路における前記受信位置と前記内部位置との間の前記伝搬速度を決定する。

上記（８）の構成によれば、送信位置および受信位置が異なる位置の場合には、上述した入射角および反射角は異なる場合があり、伝搬経路における送信位置と内部位置との間（往路）における伝搬速度を、入射角を用いて求めると共に、内部位置と受信位置との間（復路）における伝搬速度を、反射角を用いて求める。これによって、より正確な伝搬速度を求めることができる。よって、検査対象における互いに異なる位置で超音波を送受信した場合に得られる時系列データを用いて、検査対象の音響異方性を考慮した開口合成処理を適切に行うことができる。

（９）幾つかの実施形態では、上記（１）～（８）の構成において、
複数の前記内部位置は、前記検査対象の内部に設定された全ての前記内部位置の一部であり、
前記開口合成部から出力される前記開口合成処理の結果から、前記全ての内部位置を対象に前記開口合成処理を実行する場合にえられる音響画像に対応する復元画像を復元するよう構成された復元部を、さらに備える。

上記（９）の構成によれば、復元部は、例えば圧縮センシング技術を用いて、複数の離散的な内部位置およびその合成値から、音響画像に対応する復元画像の生成を行う。このように、復元技術を用いることで、より高速な音響画像の生成を実現することができる。

（１０）本発明の少なくとも一実施形態に係る開口合成処理方法は、
超音波の送信位置、および前記送信位置に対して定められた受信位置が互いに異なる組合せの各々についての、前記送信位置から検査対象への前記超音波の送信後に前記受信位置で測定される前記超音波の信号値の時系列データを含む測定結果を取得するステップと、
前記検査対象の内部に設定された内部位置の各々について、少なくとも一部の前記組合せ毎に、前記送信位置から送信した前記超音波が前記内部位置で反射して前記受信位置で受信された場合の伝搬経路における前記超音波の伝搬速度を、前記検査対象の結晶方位に基づいて算出するステップと、
算出された前記伝搬速度、および取得された前記時系列データを用いて開口合成処理を実行するステップと、を備える。
上記（１０）の構成によれば、上記（１）と同様の効果を奏する。

（１１）本発明の少なくとも一実施形態に係る開口合成処理プログラムは、
コンピュータに、
超音波の送信位置、および前記送信位置に対して定められた受信位置が互いに異なる組合せの各々についての、前記送信位置から検査対象への前記超音波の送信後に前記受信位置で測定される前記超音波の信号値の時系列データを含む測定結果を取得するよう構成された取得部と、
前記検査対象の内部に設定された内部位置の各々について、少なくとも一部の前記組合せ毎に、前記送信位置から送信した前記超音波が前記内部位置で反射して前記受信位置で受信された場合の伝搬経路における前記超音波の伝搬速度を、前記検査対象の結晶方位に基づいて算出するよう構成された速度算出部と、
算出された前記伝搬速度、および取得された前記時系列データを用いて開口合成処理を実行するよう構成された開口合成部と、を実現させるためのプログラムである。
上記（１１）の構成によれば、上記（１）と同様の効果を奏する。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、検査対象が音響異方性を有する場合であっても精度良く開口合成を行うことが可能な開口合成処理装置が提供される。

本発明の一実施形態に係る超音波探傷システムの構成を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態に係る超音波探傷システムで測定された複数の信号データ（時系列データ）のイメージ図である。 本発明の一実施形態に係る開口合成処理装置の機能を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る開口合成処理方法を示すフロー図である。 本発明の一実施形態に係る送信位置と受信位置が同じ場合の入射角または反射角の算出方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る送信位置と受信位置が同じ場合の入射角および反射角の算出方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る（ａ）音響画像および（ｂ）二値化画像を示す図であり、欠陥位置の拡がりが相対的に小さい場合を示す。 本発明の一実施形態に係る（ａ）音響画像および（ｂ）二値化画像を示す図であり、欠陥位置の拡がりが相対的に大きい場合を示す。 本発明の一実施形態に係る結晶方位の推定に基づく開口合成処理の処理結果の生成方法を示すフロー図であり、処理結果を２値化する場合を示す。 本発明の一実施形態に係る結晶方位の推定に基づく開口合成処理の処理結果の生成方法を示すフロー図であり、処理結果の最大値を求める場合を示す。 本発明の一実施形態に係る復元部による（ａ）復元前と（ｂ）復元後の音響画像を示す図である。 本発明の一実施形態に係る開口合成処理方法を示すフロー図であり、音響画像を復元する場合を示す。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る超音波探傷システム８の構成を概略的に示す図である。図２は、本発明の一実施形態に係る超音波探傷システム８で測定された複数の信号データｓ_ｍ（時系列データ）のイメージ図である。

超音波探傷システム８は、開口合成により、検査対象物が有する任意の金属部分といった検査対象９における内部欠陥を探傷（内部欠陥の位置を推定）するためのシステムであり、探傷のための超音波を送信する送信器８１ｓおよび超音波を受信する受信器８１ｒを有する探傷器８１と、測定装置８２と、開口合成処理装置１と、を備える。この超音波探傷システム８において測定装置８２は、探傷器８１に接続されることにより、探傷器８１の受信器８１ｒで受信された超音波の信号レベル（信号値）を測定するように構成される。

具体的には、測定装置８２は、送信器８１ｓから超音波（超音波パルス）を送信した後に、受信器８１ｒを用いて超音波の信号レベルを測定することにより、送信器８１ｓからの超音波の送信時から所定期間の間の信号レベルの時間推移を含む信号データｓ_ｍ（ｔ）（時系列データ。以下、適宜、ｓ_ｍ）を生成する。また、このような測定を、検査対象９の複数（Ｍ個）の測定位置ｐ_ｍ（ｍ＝１、２、・・・、Ｍ。以下同様。）の各々への探傷器８１の設置（移動）を通して、これらの測定位置ｐ_ｍ毎に行うことで、図２に示すような、Ｍ個の信号データｓ_ｍを得る。なお、上記のｔは、例えば、超音波の送信時からの経過時間である。

図２の例示は、検査対象９に内部欠陥が存在する場合を示しており、送信器８１ｓから送信された超音波がその内部欠陥で反射され、その反射波を受信器８１ｒで受信しているため、信号レベルの変化が大きい箇所（欠陥エコー）が存在している。また、各信号データｓ_ｍは互いに異なる測定位置で測定されているため、各信号データｓ_ｍにおける欠陥エコーの位置にはずれが生じている。

なお、探傷器８１において、送信器８１ｓと受信器８１ｒとは、検査対象９における同じ位置に設置されても良いし（後述する図５参照）、異なる位置に設置されても良い（後述する図６参照）。上記の同じ位置とは、送信器８１ｓと任意の内部位置ｑｌとの間を伝搬する超音波の往路の伝搬経路、および受信器８１ｒとその同じ内部位置ｑｌとの間を伝搬する超音波の復路の伝搬経路が、誤差の範囲にあるなど、同じとみなせる場合を意味する。送信器８１ｓと受信器８１ｒとが同じ位置に設置される場合には、送信器８１ｓの位置（以下、送信位置ｐｓ）と、受信器８１ｒの位置（以下、受信位置ｐｒ）と同じとみなせるので、開口合成処理（後述）における各種の計算において往路又は復路の一方のもの計算すれば、両方の計算結果が実質的に求められる。
他方、異なる位置とは、同じ位置ではない場合である。この場合には、精度良い開口合成を行うためには、往路および復路の両方を別々に計算する必要がある。

図１の超音波探傷システム８では、検査対象９の表面に接触させて設置した探傷器８１を、その表面に沿って設定されたｘ方向に沿って、予め定めた各測定位置ｐ_ｍに順番に移動させると共に、各測定位置ｐ_ｍにおいて上述した測定を行うようになっている。各測定位置ｐ_ｍにおいて、送信器８１ｓは、検査対象９の深さ方向に沿って設定されたｚ方向に向けて超音波を送信するようになっている（ｘ－ｚ平面は検査対象９の断面）。これによって、超音波は検査対象９の内部をｚ方向に伝搬されるが、内部欠陥などの反射源が有る場合には反射源で反射されて、受信器８１ｒで欠陥エコーとして観測されることになる。

また、図１に示す実施形態では、超音波探傷システム８は、探傷器８１は送信器８１ｓおよび受信器８１ｒを１台ずつ有する１台の探傷器８１を備えており、１台の送信器８１ｓで送信した反射波を１台の受信器８１ｒで受信するように構成されている。この探傷器８１における送信器８１ｓおよび受信器８１ｒの相対的な位置関係は固定されており、探傷器８１を移動させた分だけ、送信器８１ｓおよび受信器８１ｒも一緒に移動するようになっている。つまり、測定位置ｐ_ｍに対して、送信器８１ｓおよび受信器８１ｒの各々の位置は定まるようになっている。

なお、図１に示す実施形態では、探傷器８１をｘ方向などの一方向に移動させているが、ｘ、ｙ方向などの二方向や、ｘ、ｙ、ｚなどの３方向に移動させても良い。また、測定装置８２は、送信器８１ｓおよび受信器８１ｒの移動を制御する機能部を備えていても良く、探傷器８１の測定位置ｐ_ｍへの移動およびその測定位置ｐ_ｍの座標の取得をより正確に行うことが可能となる。

ただし、本実施形態に本発明は限定されない。図１に示す実施形態では、探傷器８１の数は１台であり、１台の送信器８１ｓと１台の受信器８１ｒとが組み合わされているが、他の幾つかの実施形態では、探傷器８１の数は例えばＭ以下などの複数であっても良く、複数の測定位置に同時に設置されても良い。また、探傷器８１は、１つの送信器８１ｓと、複数の受信器８１ｒが組み合わされたものであっても良い。

そして、開口合成処理装置１は、上述した複数の測定位置ｐ_ｍの各々での超音波を用いた測定を通して得られた複数の信号データｓ_ｍを取得し、後述するような開口合成処理を実行するよう構成される。また、こうした開口合成処理により得られる結果（以下、処理結果Ｒｐ）を画像（音響画像Ｄ）で表示などすることにより、検査対象９の内部欠陥の位置や大きさなどの推定結果を容易に把握することが可能となる。図１に示す実施形態では、開口合成処理装置１は、ディスプレイなどの表示装置８３に接続されており、処理結果Ｒｐを示す画像（音響画像Ｄ）を生成するなどして、表示装置８３に出力するようになっている。

ここで、開口合成処理について説明する。開口合成では、例えば検査対象９の断面をメッシュ状に仮想的に区切るなどして、内部欠陥の有無を判別すべき複数（Ｌ個）の内部位置ｑ_ｌ（ｌ＝１、２、・・・、Ｌ）を設定する。そして、複数の内部位置ｑ_ｌの各々について、内部位置ｑｌに反射源が存在し、その反射源で超音波が反射されたと仮定した場合の信号レベル（合成値）を、複数（例えばＭ個）の信号データｓ_ｍの信号レベルを合成することにより求める。具体的には、複数の信号データｓ_ｍの各々について、算出対象の内部位置ｑ_ｌからの反射波が受信される時間τをそれぞれ求めると共に、求めた時間τを信号データｓ_ｍ（ｔ）に代入することにより、算出対象の内部位置ｑ_ｌからの反射波の信号レベルを算出する。こうして求めた内部位置ｑ_ｌ毎の複数の信号レベルを加算することにより、内部位置ｑ_ｌ毎の信号レベルの総和Ｓ_ｌを算出する。この時、複数の内部位置ｑ_ｌのうち、実際に内部欠陥の位置が一致するものは、全ての反射波に含まれる欠陥エコーが重なり合うことで、高いＳＮＲの処理結果が得られるため合成値が大きくなり、合成値が大きい内部位置ｑ_ｌに実際の内部欠陥が存在すると推定されることになる。

上述の内容を、数式を用いて説明する。
各位置をｘ、ｙ座標を用いて表すことで、複数の内部位置ｑ_ｌ（ｌ＝１、２、・・・、Ｌ）をｑ_ｌ=（Ｘ_ｌ、Ｙ_ｌ)、探傷器８１の測定位置ｐ_ｍ（ｍ＝１、２、・・・、Ｍ）をｐ_ｍ＝（ｘ_ｍ、ｙ_ｍ）とする。この時、送信位置ｐｓと受信位置ｐｒとが同じ位置である場合には、ｍ番目の測定位置ｐ_ｍとｌ番目の内部位置ｑ_ｌとの間の距離ｒ_ｍｌは、幾何学的な関係（ピタゴラスの定理）から、下記の式（１）で算出される。なお、図１に示す実施形態では、ｙ_ｍ＝０である。
ｒ_ｍｌ＝√［（ｘ_ｍ－Ｘ_ｌ）^２＋（ｙ_ｍ－Ｙ_ｌ）^２］ ・・・（１）

また、送信器８１ｓと内部位置ｑ_ｌとの間を超音波が伝搬する往路の伝搬時間τｓ_ｍｌと、受信器８１ｒと内部位置ｑ_ｌとの間を超音波が伝搬する復路の伝搬時間τｒ_ｍｌとの合計をτ_ｍｌとし、超音波の伝搬速度であるｖのうち、往路での伝搬速度をｖｓ、復路での伝搬速度をｖｒとする。この時、往路および復路の伝搬時間の合計時間であるτ_ｍｌは、下記の式（２）で計算できるので、ｌ番目の内部位置ｑ_ｌにおける信号レベルの総和Ｓ_ｌは、下記の式（３）で計算できる。
τ_ｍｌ＝２×ｒ_ｍｌ÷ｖ、ｖは、ｖｓまたはｖｒ・・・（２）
Ｓ_ｌ＝Σｓ_ｍ（τ_ｍｌ） ・・・（３）

他方、送信位置ｐｓと受信位置ｐｒとが異なる位置である場合には、往路と復路とで距離が異なる。よって、送信位置ｐｓ（ｘｓ_ｍ、ｙｓ_ｍ）と内部位置ｑ_ｌとの間となる往路の距離をｒｓ_ｍｌ、受信位置（ｘｒ_ｍ、ｙｒ_ｍ）と内部位置ｑ_ｌとの間となる復路の距離をｒｒ_ｍｌとすると、同様に幾何学的な関係から、下記の式（４）～（５）で算出される。
ｒｓ_ｍｌ＝√［（ｘｓ_ｍ－Ｘ_ｌ）^２＋（ｙｓ_ｍ－Ｙ_ｌ）^２］ ・・・（４）
ｒｒ_ｍｌ＝√［（ｘｒ_ｍ－Ｘ_ｌ）^２＋（ｙｒ_ｍ－Ｙ_ｌ）^２］ ・・・（５）

この時の往路および復路の伝搬時間の合計時間であるτ_ｍｌは、超音波の往路での伝搬速度をｖｓ、復路での伝搬速度をｖｒとすると、下記の式（６）で算出されるので、ｌ番目の内部位置ｑ_ｌにおける信号レベルの総和Ｓ_ｌは、下記の式（７）で算出される。
τ_ｍｌ＝ｒｓ_ｍｌ÷ｖｓ＋ｒｒ_ｍｌ÷ｖｒ ・・・（６）
Ｓ_ｌ＝Σｓ_ｍ（τ_ｍｌ） ・・・（７）

こうして、検査対象９に設定した複数の内部位置ｑ_ｌと、その各々の合成値（信号レベルの総和Ｓ_ｌ）のセットが処理結果Ｒｐとして得られる。そして、例えば、複数の内部位置ｑ_ｌを、その座標に従って２次元的に配置すると共に、各内部位置ｑｌの位置を、算出した合成値の値に応じて定められた色で示すことにより、図１に示すような音響画像Ｄが得られる。

以下、本発明の開口合成処理装置１（開口合成処理装置）について、図３～図１０を用いて詳細に説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る開口合成処理装置１の機能を示すブロック図である。図４は、本発明の一実施形態に係る開口合成処理方法を示すフロー図である。

図３に示すように、本発明の開口合成処理装置１は、測定結果取得部２と、速度算出部３と、開口合成部４と、を備える。開口合成処理装置１は、例えばコンピュータで構成されており、図示しないＣＰＵ（プロセッサ）や、ＲＯＭやＲＡＭといったメモリ、外部記憶装置などの記憶装置Ｈを備えている。そして、主記憶装置にロードされたプログラム（開口合成処理プログラム）の命令に従ってＣＰＵが動作（データの演算など）することで、開口合成処理装置１の各機能部を実現する。
上記の開口合成処理装置１が備える構成についてそれぞれ説明する。

測定結果取得部２は、上述したような、超音波探傷のための超音波の送信位置ｐｓ、および送信位置ｐｓに対して定められた受信位置ｐｒが互いに異なる複数の組合せの各々についての、送信位置ｐｓから検査対象９への超音波の送信後に受信位置ｐｒで測定される超音波の信号値（信号レベル）の時系列データ（上記の信号データｓ_ｍ（ｔ））を含む測定結果を取得するよう構成された機能部である。つまり、測定結果取得部２は、複数の信号データｓ_ｍ、およびその各々の信号データｓ_ｍを測定した際の測定位置ｐ_ｍ（座標）を含む測定結果を取得する。幾つかの実施形態では、測定結果取得部２は、測定装置８２に有線または無線の少なくとも一方を介して接続されることにより、測定装置８２の測定結果を通信により取得しても良く、取得した測定結果は記憶装置Ｈに記憶される。他の幾つかの実施形態では、測定結果取得部２は、測定装置８２の測定結果を記憶したＵＳＢメモリなどの持ち運び可能な記憶媒体から取得しても良い。

速度算出部３は、検査対象９の内部に設定された上述した複数の内部位置ｑ_ｌの各々について、上述した送信位置ｐｓおよび受信位置ｐｒの複数の組合せのうちの少なくとも一部となる２以上（複数）の組合せの各々毎に、送信位置ｐｓから送信した超音波が内部位置ｑ_ｌで反射して受信位置ｐｒで受信された場合の伝搬経路における超音波の伝搬速度ｖ_ｍｌを、検査対象９の結晶方位θｃに基づいて算出するよう構成された機能部である。一般に、金属のような多結晶体を伝搬する超音波の伝搬速度ｖ_ｍｌは、各結晶の向きがランダムである場合には伝搬方向によらず一定とみなせるが、結晶方位θｃが揃うと伝搬方向によって伝搬速度ｖ_ｍｌが異なってくる。よって、金属の結晶方位θｃなどの検査対象９の有する音響異方性を考慮して、超音波の伝搬速度ｖ_ｍｌをより正確に算出した上で、開口合成を行うことにより、検査対象９の内部の探傷精度を向上させることが可能となる。このため、速度算出部３は、上述した式（２）や式（６）のｖｓおよびｖｒを、結晶方位θｃを用いて算出する。

例えば、超音波の結晶方位θｃに対する入射角θａや反射角θｂなどの伝搬角度θ_ｍｌから伝搬速度ｖ_ｍｌを求めても良い。この場合、速度算出部３は、複数の内部位置ｑ_ｌから順番に１つの内部位置ｑ_ｌを選択し、その選択した内部位置ｑ_ｌと、複数の測定位置ｐ_ｍの各々の情報に基づいて、幾何学的に伝搬角度θ_ｍｌを求める。そして、伝搬角度θ_ｍｌと伝搬速度ｖ_ｍｌとの対応関係（ｖ（θ））に基づいて、複数の測定位置ｐ_ｍ毎に、伝搬角度θ_ｍｌから伝搬速度ｖ_ｍｌを求める。これによって、内部位置ｑ_ｌ、測定位置ｐ_ｍに応じた複数の伝搬速度ｖ_ｍｌが得られる。なお、詳細については後述する。

開口合成部４は、上述した速度算出部３によって算出された伝搬速度伝搬速度ｖ_ｍｌ、および、測定結果取得部２によって取得された複数の信号データｓ_ｍ（時系列データ）を用いて、上述した開口合成処理を実行するよう構成された機能部である。開口合成処理については、既に説明しているため、ここでは省略する。

図３に示す実施形態では、速度算出部３は、測定結果取得部２に接続されており、測定結果取得部２により取得された測定結果（ｑ_ｌ、ｓ_ｍ（ｔ））、および記憶装置Ｈなどから複数の内部位置ｑ_ｌ、ｖ（θ）、結晶方位θｃ（既知の場合）などを取得し、これらの情報に基づいて、内部位置ｑ_ｌおよび測定位置ｐ_ｍの組合せ毎の伝搬速度ｖ_ｍｌを算出する。また、開口合成部４は、測定結果取得部２および速度算出部３にそれぞれ接続されている。測定結果取得部２により取得された測定結果、複数の内部位置ｑ_ｌ、および、速度算出部３によって算出された複数の伝搬速度ｖ_ｍｌを取得し、上述したように開口合成処理を実行するようになっている。

上述した構成を備える開口合成処理装置１の処理フローを、図４を用いて説明する。なお、複数の内部位置ｑ_ｌは、それぞれ、検査対象９の内部がメッシュ状に仮想的に区切られた場合の交点の座標（以下、メッシュ位置）のうちの少なくとも一部であるＬ個に対応しており、相互に異なるメッシュ位置に対して１～ＬのＬ個の番号が割り当てられているものとする。同様に、探傷器８１が設置される位置であるＭ個の測定位置ｐに対しても、１～ＭのＭ個の番号が割り当てられているものとする。

図４のステップＳ１において、測定装置８２による測定結果、および複数の内部位置ｑ_ｌなどを読み込む（取得する）と共に、内部変数としてのｍ、ｌを例えば１などに初期化する。ステップＳ２において、既に選定されている複数の内部位置ｑ_ｌのうちから、着目するメッシュ位置を選定する。つまり、第ｌ番目の内部位置ｑ_ｌを選択する。ステップＳ３において、選定したメッシュ位置（ｑ_ｌ）と、複数の測定位置ｐ_ｍの各々との距離ｒ_ｍｌを、それぞれ計算する。つまり、各メッシュ位置（ｑ_ｌ）に対してＭ個の距離ｒ_ｍｌが得られる。ステップＳ４において、Ｍ個の距離ｒ_ｍｌの各々に対応する伝搬経路に応じた超音波の伝搬速度ｖ_ｍｌを、検査対象９の結晶方位θｃに基づいてそれぞれ算出する。これによって、Ｍ個の伝搬速度ｖ_ｍｌが得られる。なお、本ステップＳ４の詳細（Ｓ４１～Ｓ４２）については後述する。

その後、ステップＳ５において、Ｍ個の伝搬経路の距離ｒ_ｍｌ、および、各距離ｒ_ｍｌに対応する伝搬速度ｖ_ｍｌに基づいて、Ｍ個の伝搬経路の各々を超音波が往復するのに要する時間であるτ_ｍｌをそれぞれ計算する。ステップＳ６において、第ｌ番目のメッシュ位置における信号レベルの総和Ｓ_ｌを計算する。そして、ステップＳ７において内部変数のｌをインクリメント（ｌ＝ｌ＋１）し、ステップＳ８においてｌ≦Ｌの場合には、ステップＳ２に戻り、内部変数のｍのみを１などに初期化して、ステップＳ２～Ｓ７を繰り返す。逆に、ステップＳ８においてｌ＞Ｌの場合には、開口合成処理を終了する。

上記の構成によれば、検査対象９における複数の測定位置ｐ_ｍの各々毎に、各送信位置ｐｓと、検査対象９の内部に設定（仮定）した内部位置ｑ_ｌと、各送信位置ｐｓに対応する受信位置ｐｒとを結ぶ伝搬経路における超音波の伝搬速度ｖ_ｍｌを、結晶方位θｃを考慮して算出すると共に、その算出した伝搬速度ｖ_ｍｌを用いて開口合成処理を実行する。これによって、検査対象９の音響異方性を考慮した開口合成を行うことができ、内部欠陥の位置の推定精度を向上することができる。

次に、伝搬速度ｖ_ｍｌの算出方法に関する幾つかの実施形態について、図５～図６を用いて説明する。
図５は、本発明の一実施形態に係る送信位置ｐｓと受信位置ｐｒが同じ場合の入射角θａ_ｍｌまたは反射角θｂ_ｍｌの算出方法を説明するための図である。図６は、本発明の一実施形態に係る送信位置ｐｓと受信位置ｐｒが同じ場合の入射角θａ_ｍｌおよび反射角θｂ_ｍｌの算出方法を説明するための図である。

幾つかの実施形態では、上記の伝搬速度ｖ_ｍｌを、超音波が検査対象９の各内部位置ｑｌに入射する入射角θａ_ｍｌまたは反射角θｂ_ｍｌの少なくとも一方に基づいて算出しても良い。これは、物理事象として、伝搬速度（音速）は、内部欠陥に対する入射角θａ_ｍｌや反射角θｂ_ｍｌに依存するためである。つまり、伝搬速度ｖ_ｍｌは、入射角θａ_ｍｌまたはθｂｍｌである伝搬角度θ_ｍｌの関数であり、これをｖ（θ_ｍｌ）と表現する。なお、結晶方位θｃは、検査対象９の金属に固有のパラメータであり、探傷器８１の測定位置ｐ_ｍに依存して変化するものではないものとする。一方、伝搬角度θ_ｍｌは、探傷器８１の測定位置ｐ_ｍ、内部位置ｑ_ｌ、結晶方位θｃに依存して変化するため、これらの位置関係や結晶方位θｃに応じた伝搬角度θ_ｍｌを算出する必要がある。
このため、幾つかの実施形態では、図３に示すように、速度算出部３は、結晶方位取得部３１と、伝搬角算出部３２と、速度決定部３３と、を有する。

結晶方位取得部３１は、検査対象９の内部の結晶方位θｃを取得するよう構成された機能部である。結晶方位取得部３１は、測定などを通して得られた実際の結晶方位θｃを取得しても良いし、結晶方位θｃの推定値や候補値（後述する候補方位θ_ｎ）を取得しても良い。また、結晶方位θｃは外部のデータベースに蓄積されていても良く、結晶方位取得部３１は、このようなデータベースから結晶方位θｃを取得しても良い。

伝搬角算出部３２は、複数の内部位置ｑ_ｌの各々について、少なくとも一部の複数の組合せの各々毎に、内部位置ｑ_ｌ、結晶方位θｃ、および送信位置ｐｓに基づく、送信位置ｐｓから送信した超音波が内部位置ｑ_ｌに入射する際の結晶方位θｃに対する角度（入射角θａ_ｍｌ）の算出、または、内部位置ｑ_ｌ、結晶方位θｃ、および受信位置ｐｒに基づく、内部位置ｑ_ｌから反射される超音波の結晶方位θｃに対する角度（反射角θｂ_ｍｌ）の算出のうちの少なくとも一方を実行するよう構成された機能部である。

ここで、図５～図６に示すように、上記の結晶方位θｃを、各内部位置ｑ_ｌから検査対象９の表面に下した垂線Ｌｖに対する角度として定義する。また、任意の測定位置ｐ_ｍから任意の内部位置ｑ_ｌに入射する超音波の結晶方位θｃに対する伝搬角度θ_ｍｌを、測定位置ｐ_ｍと内部位置ｑ_ｌとを通る直線Ｌ_ｍｌと上記の垂線Ｌｖとのなす角（角度φ_ｍｌ）と、上記の結晶方位θｃとを加算した角度と定義すると、下記の式（８）で表現できる。
θｍｌ＝θｃ＋φ_ｍｌ ・・・（８）

なお、より具体的には、入射角θａ_ｍｌは、測定位置ｐ_ｍにおける送信位置ｐｓと内部位置ｑ_ｌとを通る直線Ｌ_ｍｌと上記の垂線Ｌｖとのなす角（角度φ_ｍｌ）と、結晶方位θｃとを加算した角度となる。反射角θｂ_ｍｌは、測定位置ｐ_ｍにおける受信位置ｐｒと内部位置ｑ_ｌとを通る直線Ｌ_ｍｌと上記の垂線Ｌｖとのなす角（角度φ_ｍｌ）と、結晶方位θｃとを加算した角度となる。送信位置ｐｓと受信位置ｐｒとが同じ位置の場合には、θａ_ｍｌ＝θｂ_ｍｌとなり、異なる場合には、θａ_ｍｌ≠θｂ_ｍｌとなる。

この時、式（８）における角度φ_ｍｌは、幾何学的に求めることで、下記の式（９）で表現できる。よって、検査対象９の表面と伝搬距離ｒ_ｍｌとがなす角をψ_ｍｌとすると、伝搬角度θ_ｍｌは、式（８）および式（９）により、結晶方位θｃを用いて、下記の式（１０）で求めることができる（ａｔａｎは、逆正接関数）。
φ_ｍｌ＝π／２－ψ_ｍｌ
＝π／２－ａｔａｎ［（Ｙ_ｌ－ｙ_ｍ）／（Ｘ_ｌ－ｘ_ｍ）］ ・・・（９）
θ_ｍｌ＝π／２－ａｔａｎ［（Ｙ_ｌ－ｙ_ｍ）／（Ｘ_ｌ－ｘ_ｍ）］＋θｃ・・・（１０）

なお、図６には、送信位置ｐｓと受信位置ｐｒとが異なる場合を示している。具体的には、図６は、上述した測定位置ｐ_ｍ＝（ｘ_ｍ、ｙ_ｍ）から、ｘ方向でΔｘずつ反対方向に離れた位置に送信位置ｐｓと受信位置ｐｒがある場合を示している。つまり、送信位置ｐｓ（ｘｓ_ｍ、ｙｓ_ｍ）＝（ｘ_ｍ－Δｘ、ｙ_ｍ）、受信位置ｐｒ（ｘｒ_ｍ、ｙｒ_ｍ）＝（ｘ_ｍ＋Δｘ、ｙ_ｍ）となっている。よって、この場合の入射角θａ_ｍｌは下記の式（１１）となり、反射角θｂ_ｍｌは下記の（１２）となる。
θａ_ｍｌ＝π／２－ａｔａｎ［（Ｙ_ｌ－ｙ_ｍ）／（Ｘ_ｌ－（ｘ_ｍ－Δ_ｘ）］＋θｃ
・・・（１１）
θｂ_ｍｌ＝π／２－ａｔａｎ［（Ｙ_ｌ－ｙ_ｍ）／（Ｘ_ｌ－（ｘ_ｍ＋Δ_ｘ））＋θｃ
・・・（１２）

速度決定部３３は、予め定められた角度θ（入射角θａ_ｍｌまたは反射角θｂ_ｍｌ）と伝搬速度との対応関係（ｖ（θ））に基づいて、取得した結晶方位θｃ、および入射角θａ_ｍｌまたは反射角θｂ_ｍｌの少なくとも一方から伝搬速度を決定するよう構成された機能部である。つまり、入射角θａ_ｍｌや反射角θｂ_ｍｌなどの角度θと超音波の伝搬速度との関係は実験などを通して得られるので、そのような角度θと超音波の伝搬速度とを対応付けるテーブルなどを予め作成して、記憶装置Ｈなどに記憶しておく。そして、このようなテーブルなどを用いて、上述したように求めた角度θ（入射角θａ_ｍｌ、反射角θｂ_ｍｌ）から伝搬速度ｖ_ｍｌを決定する。

上述した速度決定部３３を開口合成処理装置１が備える場合には、図４のステップＳ４は、次のようになる。送信位置ｐｓと受信位置ｐｒとが同じ位置の場合を例に説明すると、ステップＳ４１において、ｌ番目のメッシュ位置（ｑ_ｌ）に対する１～Ｍ番目までの各測定位置ｐ_ｍからの入射角θａ_ｍｌをそれぞれ求める。つまり、ステップＳ４１によって、Ｍ個の入射角θａ_ｍｌが算出される。そして、次のステップＳ４２において、Ｍ個の伝搬経路における超音波の伝搬速度ｖ_ｍｌを、上記のテーブルなどを用いて、各測定位置ｐ_ｍに対応する入射角θａ_ｍｌから計算する。その後、図４のステップＳ５以降を実行していく。なお、送信位置ｐｓと受信位置ｐｒとが異なる位置の場合に、反射角θｂ_ｍｌを求める場合には、上記の図４のフロー中のθａ_ｍｌをθｂ_ｍｌに置き換えたものを、別途実行する。

上記の構成によれば、結晶方位θｃが揃うなどにより音響異方性をもつ検査対象９の複数の内部位置ｑ_ｌの各々について、複数の測定位置ｐ_ｍの各々毎にその内部位置ｑ_ｌへの入射角または反射角の少なくとも一方の角度（伝搬角度θ_ｍｌ）を求めると共に、予め定められた伝搬角度θ_ｍｌと伝搬速度との対応関係（ｖ（θ_ｍｌ））を用いて、求めた伝搬角度から伝搬速度を求める。このように、検査対象９の音響異方性を結晶方位θｃに対する伝搬角度θ_ｍｌに対応付けると共に、伝搬角度θ_ｍｌから伝搬速度ｖ_ｍｌを求めることにより、上述した超音波の伝搬速度ｖ_ｍｌを求めることができる。

次に、上述した結晶方位θｃが既知でない場合に関する幾つかの実施形態ついて、図７～図１０を用いて説明する。
図７は、本発明の一実施形態に係る（ａ）音響画像Ｄおよび（ｂ）二値化画像Ｄｂを示す図であり、欠陥位置の拡がりが相対的に小さい場合を示す。図８は、本発明の一実施形態に係る（ａ）音響画像Ｄおよび（ｂ）二値化画像Ｄｂを示す図であり、欠陥位置の拡がりが相対的に大きい場合を示す。図９は、本発明の一実施形態に係る結晶方位θｃの推定に基づく開口合成処理の処理結果Ｒｐの生成方法を示すフロー図であり、処理結果Ｒｐを２値化する場合を示す。図１０は、本発明の一実施形態に係る結晶方位θｃの推定に基づく開口合成処理の処理結果Ｒｐの生成方法を示すフロー図であり、処理結果Ｒｐの最大値を求める場合を示す。

幾つかの実施形態では、開口合成処理装置１は、結晶方位θｃが既知でない場合においては、結晶方位θｃの推定を通して伝搬速度ｖ_ｍを算出しても良い。結晶方位θｃは角度であるため、上記の結晶方位θｃの定義によると、その真値は必ず－π／２～π／２の範囲に存在する。そこで、まずは、これらの範囲で結晶方位θｃの候補となる角度である候補方位θ_ｎを複数個（Ｎ個。ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）用意する。例えば、－π／２からπ／２までを１度間隔で区切ると合計で１８１個の角度があるが、上記の候補方位θ_ｎの総数（Ｎ）は、その１８１であっても良い。あるいは、上記の候補方位θ_ｎの総数（Ｎ）は、上記角度範囲を２度などの１度以上の角度で区切ることにより得られる数であっても良いし、０．５度などの１度以下の角度で区切ることにより得られる数であっても良い。候補方位θ_ｎの総数（Ｎ）が多いほど処理時間はかかるが、より高い精度が望める。

続いて、この複数（Ｎ個）の候補方位θ_ｎの各々に基づいて、それぞれ、上述したように伝搬角度θ_ｍｌの算出、この算出した伝搬角度θ_ｍｌに基づく伝搬速度ｖ_ｍｌの算出、および、算出した伝搬速度ｖ_ｍｌに基づく開口合成処理を実行する。その開口合成処理の結果として、Ｎ個の処理結果Ｒｐが得られるので、これらの複数（Ｎ個）の処理結果Ｒｐのうちから、尤もらしい結晶方位θｃに基づいて得られた特定の処理結果Ｒｐを選択しても良い。

すなわち、幾つかの実施形態では、速度算出部３は、結晶方位θｃの候補である複数の候補方位θｎを取得し、その複数の候補方位θ_ｎの各々毎に伝搬速度ｖ_ｍｌを算出する。また、開口合成部４は、速度算出部３によって算出された複数の伝搬速度ｖ_ｍｌの各々毎に、上述した開口合成処理を実行することにより、複数の処理結果Ｒｐを出力する。そして、開口合成処理装置１は、所定の選択処理により、複数の処理結果Ｒｐのうちから１つの処理結果Ｒｐを選択するよう構成された選択部５を、さらに備える。なお、速度算出部３は、結晶方位θｃの真値がどこかに含まれることになる－π／２からπ／２までの範囲を例えば１度などの所定の間隔で区切ることにより、複数の候補方位θ_ｎを生成しても良い。あるいは、記憶装置Ｈなどに予め定められた複数の候補方位θ_ｎのリストが記憶されており、そのリストを読み込むことで、複数の候補方位θ_ｎを取得しても良い。

具体的には、上記の所定の選択処理は、幾つかの実施形態では、図７（ｂ）、図８（ｂ）に示すように、複数の処理結果Ｒｐ（図７～図８では、処理結果Ｒｐの音響画像Ｄ）の各々を２値化し、２値化した一方の値の数に基づいて、複数の処理結果Ｒｐのうちから特定の処理結果Ｒｐを選択しても良い。すなわち、上記の所定の選択処理は、上述したように複数の候補位置θ_ｎに基づいて得られた複数の処理結果Ｒｐの各々毎に、処理結果Ｒｐに含まれる複数の内部位置ｑ_ｌの各々の信号値の合成値（信号レベルの総和Ｓ_ｌ）を、規定の閾値Ｇに基づいて、第１値Ｖ１と、第１値Ｖ１よりも小さい第２値Ｖ２（Ｖ１＞Ｖ２）にそれぞれ変換すると共に、複数の処理結果Ｒｐのうちの、第１値Ｖ１の数が最も少ない、あるいは、第２値Ｖ２が最も多い処理結果Ｒｐを選択する処理であっても良い。

本発明者らは、処理結果Ｒｐを画像で示した音響画像Ｄにおける欠陥位置の拡がりを評価指標とすることで、複数の処理結果Ｒｐのうちから、実際の結晶方位θｃに対応した特定の処理結果Ｒｐを選択することが可能と考えた。すなわち、図７に示すように、音響画像Ｄにおける欠陥位置の拡がりは、候補方位θ_ｎが結晶方位θｃの真値に近いほど小さく、理想的には欠陥位置近傍にのみピーク値が形成される。一方、音響画像Ｄは、候補方位θ_ｎが結晶方位θｃの真値から乖離しているほど欠陥位置があいまいな画像となり、図８に示すように、音響画像Ｄ中の欠陥位置の拡がりは大きくなる。

そこで、本実施形態では、欠陥位置の拡がり度合を求めるために、開口合成処理の処理結果Ｒｐの２値化を行う。例えば、上記の第１値Ｖ１が１で、第２値Ｖ２が０であっても良い。そして、各処理結果Ｒｐに含まれる複数の内部位置ｑ_ｌのうち、内部位置ｑｌの合成値が上記の規定の閾値Ｇを上回るものの合成値を１に変更し、内部位置ｑｌの合成値が上記の規定の閾値Ｇ以下のものの合成値を０に変更する。このようにすれば、各処理結果Ｒｐについて、第１値Ｖ１または第２値Ｖ２の数をカウントすることにより、欠陥位置の拡がりを数値として表現できる。つまり、第１値Ｖ１（例えば１）の数が最も小さい処理結果Ｒｐの算出に用いた候補方位θｐが、尤もらしい(結晶方位θｃの真値に最も近い)と判断ができ、そのような処理結果Ｒｐから正確な欠陥位置の推定が可能となる。なお、図７（ｂ）～図８（ｂ）のように、音響画像Ｄを２値化した二値化画像Ｄｂを生成しても良いし、その生成をしなくても良い。

他の幾つかの実施形態では、上記の所定の選択処理は、図７（ａ）、図８（ａ）に示すように、複数の処理結果Ｒｐの各々の合成値の最大値（ピーク値Ｖｍａｘ）を求め、それらの最大値に基づいて、複数の処理結果Ｒｐのうちから特定の処理結果Ｒｐを選択しても良い。すなわち、上記の所定の選択処理は、複数の処理結果Ｒｐの各々毎に、処理結果Ｒｐに含まれる複数の内部位置ｑ_ｌの各々の信号値の合成値の最大値を求めると共に、複数の処理結果のうちの、上記の最大値が最も大きい処理結果Ｒｐを選択する処理である。

本発明者らは、内部欠陥が存在する場合には、受信位置ｐｒで受信される信号値のレベルは大きくなり、理想的には欠陥位置近傍にのみピーク値Ｖｍａｘが形成されることから、合成値の最大値を評価指標とすることで、複数の処理結果Ｒｐのうちから、実際の結晶方位θｃに対応した１つの処理結果Ｒｐを選択することが可能と考えた。例えば、図７（ａ）、図８（ａ）における２つの線の交差した位置が、音響画像Ｄにおける合成値が最大となった内部位置ｑ_ｌの位置を示している。

これによって、尤もらしい(結晶方位θｃの真値に最も近い)候補方位θ_ｎに基づいて得られた処理結果Ｒｐを選択することが可能となる。上述した２値化を行う選択処理では、上記の閾値Ｇが不適切だと、欠陥位置の拡がりの度合いを適切に推定できない場合が想定されるが、この方法によれば、事前に調整が必要となる、上記の閾値Ｇのようなパラメータがなく、実装が容易となる。

本実施形態に対応する開口合成処理装置１の処理フローを、図９～図１０を用いて説明する。
図９～図１０のステップＳ０１において、複数の候補方位θ_ｎや上記の閾値Ｇ（図９のみ）など、必要な情報を記憶装置Ｈから読み込むと共に、内部変数としてのｎを例えば１などに初期化する。なお、複数の候補方位θｎは、記憶装置Ｈから取得するのではなく、生成しても良い。ステップＳ０２において、複数の候補方位θ_ｎのうちから使用する候補方位θ_ｎを選定する。具体的には、第ｎ番目の候補方位θ_ｎを選択する。そして、Ｓ０３において、求めた候補方位θ_ｎに基づいて、開口合成処理（図４参照）を実行する。

次のステップＳ０４において、ステップＳ０３の実行により得られる開口合成処理の処理結果Ｒｐの評価指標を算出する。具体的には、図９に示す実施形態では、ステップＳ０４ａにおいて、第ｎ番目の処理結果Ｒｐに含まれる各内部位置ｑ_ｌの合成値の２値化を行った後、ステップＳ０４ｂにおいて、２値化処理を経た処理結果Ｒｐにおける第１値Ｖ１または第２値Ｖ２（本実施形態では、第１値Ｖ１）の一方をカウントし、記憶する。他方、図１０に示す実施形態では、ステップＳ０４において第ｎ番目の処理結果Ｒｐに含まれる各内部位置ｑ_ｌの合成値の最大値を求める。

その後、ステップＳ０５において、内部変数のｎをインクリメント（ｎ＝ｎ＋１）し、Ｓ０６においてｎ≦Ｎの場合には、Ｓ０２に戻り、Ｓ０２～Ｓ０５を繰り返す。逆に、Ｓ０６においてｎ＞Ｎの場合には、ステップＳ０７において、複数の処理結果Ｒｐから特定の処理結果Ｒｐを選択する。図９に示す実施形態では、ステップＳ０４を複数回実行することで得られた処理結果Ｒｐ毎のカウント値同士を比較し、その比較結果に基づいて特定の処理結果Ｒｐを選択する。具体的には、ステップＳ０４では各処理結果Ｒｐの第１値Ｖ１の数をカウントしているので、本ステップＳ０７では、複数の処理結果Ｒｐのうちから、そのカウント値が最小である処理結果Ｒｐを選択するようになっている。図１０に示す実施形態では、ステップＳ０４を複数回実行することで得られた処理結果Ｒｐ毎の最大値同士を比較し、その最大値が最大である特定の処理結果Ｒｐを選択する。そして、ステップＳ０７の実行後、フローを終了する。

上記の構成によれば、検査対象９の結晶方位θｃが不明である場合であっても、検査対象９の内部欠陥の位置の推定を精度良く行うことができる。すなわち、検査対象９の結晶方位θｃが不明である場合には、上述した超音波の伝搬速度ｖ_ｍｌを算出することができないことになる。しかし、上記のように、実際の結晶方位θｃが含まれるような複数の結晶方位θｃの候補（候補方位θ_ｎ）を準備し、その各々毎に、超音波の伝搬速度ｖ_ｍｌを求めて開口合成処理を実行することで、複数の開口合成処理の結果（処理結果Ｒｐ）を得ると共に、その中から現実の結晶方位θｃに基づいた結果と判断されるような適切な処理結果Ｒｐを選択するようにすれば、選択した開口合成処理の結果に基づいて、検査対象９の内部欠陥の位置の推定を行うことが可能となる。

次に、処理の高速化に関する幾つかの実施形態について、図１１～図１２を用いて説明する。
図１１は、本発明の一実施形態に係る復元部６による（ａ）復元前と（ｂ）復元後の音響画像Ｄを示す図である。図１２は、本発明の一実施形態に係る開口合成処理方法を示すフロー図であり、音響画像Ｄを復元する場合を示す。

幾つかの実施形態では、音響画像Ｄの生成に、圧縮センシング技術などの復元技術を用いても良い。すなわち、幾つかの実施形態では、図３に示すように、開口合成処理装置１は、複数の内部位置ｑ_ｌは、検査対象９の内部に例えばメッシュ状などに設定された全て（複数）の内部位置ｑ_ｌの一部であり、開口合成部４から出力される開口合成処理の処理結果Ｒｐから、全ての内部位置ｑ_ｌを対象に開口合成処理を実行する場合にえられる音響画像Ｄに対応する復元画像Ｄｒを復元するよう構成された復元部６を、さらに備えても良い。図３に示す実施形態では、復元部６は、開口合成部４に接続されており、その処理結果Ｒｐに基づいて、復元を行う。なお、図３に示す実施形態では、上述した選択部５が復元部６の後段となるように接続されているが、これらは必須ではなく、また、開口合成処理装置１は、復元部６または選択部５の少なくとも一方を備えれば良い。

検査対象９の内部を区切るメッシュが細かくなるなど、内部位置ｑ_ｌの数が多くなるにつれて開口合成処理に要する時間が増大する。そこで、例えば、検査対象９の内部を区切ったメッシュの全てのメッシュ位置（座標）に対して合成値を計算するのではなく、全てのメッシュ位置からランダムに少数だけ選定し、選定した複数のメッシュ位置に対してのみ合成値を計算する。これによって、計算時間が短縮されるが、合成値が計算された内部位置ｑ_ｌは全ての内部位置ｑ_ｌのうちの一部なので、これらから得られる音響画像Ｄはまばらであり（図１１（ａ）参照）、このままでは、内部欠陥の位置を正しく推定することができない。そこで、少数のデータからスパースベクトル（要素の大半が０となるベクトル）を推定する技術である圧縮センシング技術などを適用して、例えば全てのメッシュ位置に対して合成値を計算することで得られる音響画像Ｄなどとなる原画像（図１参照）を復元する。これによって、処理時間を大幅に短縮し、高速に原画像と同等と言えるような、復元画像Ｄｒを生成することが可能となる。例えば全てのメッシュ位置のうち規定割合（例えば１０％）に相当する数だけランダムに内部位置ｑ_ｌ選定して合成値を計算すると、開口合成処理の計算時間を約１／１０に削減することが可能となる。

具体的には、まずは、合成値を計算する内部位置ｑ_ｌを、検査対象９の内部に設定された全ての内部位置ｑ_ｌからランダムに複数選定する。例えば、ランダムサンプリングでも良いし、音響画像Ｄの中心から放射状にサンプリングしても良い。このような、原画像から一部の内部位置ｑ_ｌのデータだけ抜き取る行列をＳ∈Ｒ^Ｋ×Ｌとおく。ここで、Ｋはサンプリングする内部位置ｑ_ｌの数を表し、Ｋ≪Ｌである。例えば、原画像のメッシュ数がＬであり、１０%ランダムサンプリングを行った場合は、Ｋ＝０．１×Ｌとなる。

続いて、上述したようにまばらにサンプリングすることにより得た複数の内部位置ｑ_ｌの各々の合成値（Ｓ_ｌ）を有する画像（図１１（ａ））に対応するベクトルをｗ∈Ｒ^Ｋ×１とおく。よって、ｗの要素は、全ての内部位置ｑ_ｌの一部である。これを周波数領域の画像に対応するベクトルであるとみなし、実空間での未知画像（復元画像Ｄｒ）をベクトル化したものｕ∈Ｒ^Ｌ×１はスパースであると仮定する。そして、２次元ＤＦＴ(離散フーリエ変換)によりベクトルｕとｗを、下記の式（１３）のように関連付ける。
ｗ＝ＳＤ_ｃＤ_Ｒｕ ・・・（１３）

ここで、Ｄ_ｃ、Ｄ_ＲはＤＦＴ行列ある。Ｄ_ｃ∈Ｃ^Ｌ×ＬとＤ_Ｒ∈Ｃ^Ｌ×Ｌは、それぞれ列方向と行方向のＤＦＴ行列をベクトルに適用できるよう変換したものである。なお、Ｃは複素数を表しており、例えばＤ_ｃ∈Ｃ^Ｌ×Ｌは、Ｄ_ｃのサイズが縦横ともにＬの複素行列であることを意味している。この式（１３）に示す連立方程式に対して圧縮センシングの復元技術（例えば、ＯＭＰアルゴリズム：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｍａｔｃｈｉｎｇ Ｐｕｒｓｕｉｔなど）を適用し、スパースベクトルｕを推定する。

本実施形態に対応する例の適用結果例を図１１に示す。図１１（ａ）は、メッシュ座標のうち１０％だけランダムに選定して合成値を計算し、合成値が計算されたメッシュ位置に対して、合成値に応じて色付けした図である。また、図１に示した音響画像Ｄが、図１１（ａ）に対応する原画像であり、全メッシュ位置の合成値を計算したものである。図１１（ａ）は、原画像の一部（１０％）をランダムサンプリングし、そうして得た複数の内部位置ｑ_ｌの合成値のみ計算したものなので、計算時間は原画像に対して約１／１０と高速になっている。ただし、サンプリングした位置のみしか合成値を算出していないため、図１１（ａ）を見ても欠陥位置は判別できない。そして、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）を圧縮センシングにより復元した復元画像Ｄｒである。図１の音響画像Ｄと図１１（ｂ）の復元画像Ｄｒとはよく一致しており、全メッシュ位置に対して合成値を計算せずとも、図１１（ａ）から原画像を復元できることが分かる。

本実施形態に対応するフローを、図１２を用いて説明する。図１２のステップ１２１において、内部変数の初期化や必要なデータの読込を行う。次のステップ１２２において、全ての内部位置ｑ_ｌの内の一部であるＫ個の内部位置ｑ_ｌをランダムにサンプリングし、サンプリングしたＫ個の内部位置ｑ_ｌを対象に図４に示す処理を実行する。ステップ１２３において、ステップ１２２で得られた結果に対して、上述した圧縮センシング技術などの復元技術を適用して、復元画像Ｄｒを得る。

上記の構成によれば、復元部６は、例えば圧縮センシング技術を用いて、複数の離散的な内部位置ｑ_ｌおよびその合成値から、音響画像Ｄに対応する復元画像Ｄｒの生成を行う。このように、復元技術を用いることで、より高速な音響画像Ｄの生成を実現することができる。

以下、上述した構成を有する開口合成処理装置１が実行する処理に対応した開口合成処理方法を説明する。既に説明した図４に示すように、本発明の開口合成処理方法は、測定結果取得ステップと、速度算出ステップと、開口合成ステップと、を備える。これらのステップについてそれぞれ説明する。なお、本発明の開口合成処理方法は、開口合成処理装置１や開口合成処理プログラムが実行しても良いし、上述した測定装置８２を用いて測定した測定結果およびコンピュータなどを用いて、人手で行っても良い。

測定結果取得ステップは、上述した送信位置ｐｓおよび受信位置ｐｒが互いに異なる複数の組合せの各々についての上述した信号データｓ_ｍ（ｔ）（時系列データ）を含む測定結果を取得するステップである。測定結果取得ステップは、既に説明した測定結果取得部２が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。なお、本ステップは、図４に示すステップＳ１に相当する。

速度算出ステップは、検査対象９の内部に設定された複数の内部位置ｑ_ｌの各々について、少なくとも一部の複数の組合せの各々毎に、その伝搬経路における超音波の伝搬速度ｖ_ｍｌを、検査対象９の結晶方位θｃに基づいて算出するステップである。速度算出ステップは、既に説明した速度算出部３が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。なお、本ステップは、図４に示すステップＳ４に相当する。

この速度算出ステップは、幾つかの実施形態では、検査対象９の内部の結晶方位θｃを取得する結晶方位取得ステップと、複数の内部位置ｑ_ｌの各々について、少なくとも一部の複数の組合せの各々毎に、上述した入射角θａ_ｍｌの算出、または、反射角θｂ_ｍｌの算出のうちの少なくとも一方を実行する伝搬角度算出ステップと、予め定められた角度θ（入射角θａ_ｍｌまたは反射角θｂ_ｍｌ）と伝搬速度ｖ_ｍｌとの対応関係（ｖ（θ））に基づいて、取得した結晶方位θｃ、および入射角θａ_ｍｌまたは反射角θｂ_ｍｌの少なくとも一方から伝搬速度ｖ_ｍｌを決定する速度決定ステップと、を有していても良い。これらの結晶方位取得ステップ、伝搬角度算出ステップ、および速度決定ステップは、それぞれ、既に説明した結晶方位取得部３１、伝搬角算出部３２、および速度決定部３３が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。なお、結晶方位取得ステップおよび伝搬角度算出ステップは、図４に示すステップＳ４１に相当し、速度決定ステップは、図４に示すステップＳ４２に相当する。

開口合成ステップは、算出された伝搬速度ｖ_ｍｌ、および取得された複数の信号データｓ_ｍ（ｔ）（時系列データ）を用いて開口合成処理を実行するステップである。開口合成ステップは、既に説明した開口合成部４が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。なお、本ステップは、図４に示すステップＳ２～Ｓ８に相当するが、伝搬速度ｖ_ｍｌについては、速度算出ステップ（ステップＳ４）で算出されたものを取得する。

幾つかの実施形態では、開口合成処理方法は、上述した選択部５に対応する選択ステップを、さらに備えても良い。この選択ステップは、図９～図１０のステップＳ０７に相当する。

また、幾つかの実施形態では、開口合成処理方法は、上述した復元部６に対応する復元ステップを、さらに備えても良い。この復元ステップは、図１２のステップ１２３に相当する。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
なお、上記の測定結果取得部２は第１取得部の一例であり、上記の結晶方位取得部３１は第２取得部の一例である。
また、上記の開口合成処理プログラムは、コンピュータに後述する各機能部を実現させるためのソフトウェアであり、コンピュータによる読み込みが可能な記憶媒体に記憶されても良い。

１ 開口合成処理装置
２ 測定結果取得部（第１取得部）
３ 速度算出部
３１ 結晶方位取得部（第２取得部）
３２ 伝搬角算出部
３３ 速度決定部
４ 開口合成部
５ 選択部
６ 復元部
８ 超音波探傷システム
８１ 探傷器
８１ｒ 受信器
８１ｓ 送信器
８２ 測定装置
８３ 表示装置
９ 検査対象
ｐ_ｍ 測定位置
ｐｒ 受信位置
ｐｓ 送信位置
ｑ_ｌ 内部位置
ｓ_ｍ 信号データ
θｃ 結晶方位
θ_ｎ 候補方位
θａ_ｍｌ 入射角
θｂ_ｍｌ 反射角
θ_ｍｌ 伝搬角度(入射角または反射角)
Ｌｖ 垂線（各内部位置から検査対象の表面に下した垂線）
Ｌ_ｍｌ 直線（ｍ番目の測定位置とｌ番目の内部位置とを通る直線）
ｖ_ｍｌ 伝搬速度（ｍ番目の測定位置とｌ番目の内部位置間の速度）
ｒ_ｍｌ 伝搬距離（ｍ番目の測定位置とｌ番目の内部位置間の距離）
ｒｓ_ｍｌ 往路の距離（送信位置と内部位置との間の距離）
ｒｒ_ｍｌ 復路の距離（受信位置と内部位置との間の距離）
Δｘ 測定位置と、送信位置または受信位置との間の距離
τ_ｍｌ 伝搬時間（ｍ番目の測定位置とｌ番目の内部位置間の往復時間）
ｖ（θ） 伝搬角度と伝搬速度との対応関係
Ｓ_ｌ 合成値（ｌ番目の内部位置の合成値）

Ｄ 音響画像
Ｄｂ 二値化画像
Ｄｒ 復元画像
Ｇ 閾値
Ｌｖ 垂線
Ｒｐ 開口合成処理の処理結果
Ｓ_ｌ 総和（合成値）
Ｖ１ 第１値（２値化の一方の値）
Ｖ２ 第２値（２値化の他方の値）
Ｖｍａｘ ピーク値
Ｈ 記憶装置
Ｌ 内部位置の最大数
Ｍ 測定位置の最大数
Ｎ 候補位置の最大数
Ｋ 内部位置のサンプリング数の最大数

Claims (13)

1. 超音波の送信位置、および前記送信位置に対して定められた受信位置が互いに異なる組合せの各々についての、前記送信位置から検査対象への前記超音波の送信後に前記受信位置で測定される前記超音波の信号値の時系列データを含む測定結果を取得するよう構成された取得部と、
   前記検査対象の内部に設定された内部位置の各々について、少なくとも一部の前記組合せ毎に、前記送信位置から送信した前記超音波が前記内部位置で反射して前記受信位置で受信された場合の伝搬経路における前記超音波の伝搬速度を、前記検査対象の結晶方位に基づいて算出するよう構成された速度算出部と、
   算出された前記伝搬速度、および取得された前記時系列データを用いて開口合成処理を実行するよう構成された開口合成部と、を備え、
   前記速度算出部は、
   前記検査対象の内部の前記結晶方位を取得し、
   前記内部位置、前記結晶方位、および前記送信位置に基づく、前記送信位置から送信した前記超音波が前記内部位置に入射する、前記結晶方位に対する入射角を算出し、
   予め定められた前記入射角と前記伝搬速度との対応関係に基づいて、取得した前記結晶方位、および前記入射角から前記伝搬速度を決定するよう構成され、
   前記速度算出部は、前記結晶方位の複数の候補方位を取得し、前記複数の候補方位の各々毎に前記伝搬速度を算出し、
   前記開口合成部は、複数の前記伝搬速度の各々毎に前記開口合成処理を実行することにより、複数の開口合成処理結果を出力し、
   所定の選択処理により、前記複数の開口合成処理結果のうちから１つの前記開口合成処理結果を選択するよう構成された選択部を、さらに備える
   ことを特徴とする開口合成処理装置。
2. 超音波の送信位置、および前記送信位置に対して定められた受信位置が互いに異なる組合せの各々についての、前記送信位置から検査対象への前記超音波の送信後に前記受信位置で測定される前記超音波の信号値の時系列データを含む測定結果を取得するよう構成された取得部と、
   前記検査対象の内部に設定された内部位置の各々について、少なくとも一部の前記組合せ毎に、前記送信位置から送信した前記超音波が前記内部位置で反射して前記受信位置で受信された場合の伝搬経路における前記超音波の伝搬速度を、前記検査対象の結晶方位に基づいて算出するよう構成された速度算出部と、
   算出された前記伝搬速度、および取得された前記時系列データを用いて開口合成処理を実行するよう構成された開口合成部と、を備え、
   前記速度算出部は、
   前記検査対象の内部の前記結晶方位を取得し、
   前記内部位置、前記結晶方位、および前記受信位置に基づく、前記内部位置から反射される前記超音波の前記結晶方位に対する反射角を算出し、
   予め定められた前記反射角と前記伝搬速度との対応関係に基づいて、取得した前記結晶方位、および前記反射角から前記伝搬速度を決定するよう構成され、
   前記速度算出部は、前記結晶方位の複数の候補方位を取得し、前記複数の候補方位の各々毎に前記伝搬速度を算出し、
   前記開口合成部は、複数の前記伝搬速度の各々毎に前記開口合成処理を実行することにより、複数の開口合成処理結果を出力し、
   所定の選択処理により、前記複数の開口合成処理結果のうちから１つの前記開口合成処理結果を選択するよう構成された選択部を、さらに備える
   ことを特徴とする開口合成処理装置。
3. 前記所定の選択処理は、
   前記複数の開口合成処理結果の各々について、前記開口合成処理結果に含まれる複数の前記内部位置の各々の前記信号値の合成値を、規定の閾値に基づいて、第１値と、前記第１値よりも小さい第２値にそれぞれ変換すると共に、
   前記複数の開口合成処理結果のうちの、前記第１値の数が最も少ない、あるいは、前記第２値が最も多い前記開口合成処理結果を選択する処理であることを特徴とする請求項１又は２に記載の開口合成処理装置。
4. 前記所定の選択処理は、
   前記複数の開口合成処理結果の各々について、前記開口合成処理結果に含まれる複数の前記内部位置の各々の前記信号値の合成値の最大値を求めると共に、
   前記複数の開口合成処理結果のうちの、前記最大値が最も大きい前記開口合成処理結果を選択する処理であることを特徴とする請求項１又は２に記載の開口合成処理装置。
5. 前記組合せにおける前記送信位置と前記受信位置とは、同じ位置であり、
   前記速度算出部は、前記内部位置から反射される前記超音波の前記結晶方位に対する入射角、または前記内部位置から反射される前記超音波の前記結晶方位に対する反射角のいずれか一方の角度を算出し、算出された前記角度から前記伝搬速度を決定することを特徴とする請求項２に記載の開口合成処理装置。
6. 前記送信位置と、前記送信位置に対応する前記受信位置とは、異なる位置であり、
   前記速度算出部は、前記内部位置から反射される前記超音波の前記結晶方位に対する入射角、および前記内部位置から反射される前記超音波の前記結晶方位に対する反射角の両方を算出し、算出された前記入射角を用いて前記伝搬経路における前記送信位置と前記内部位置との間の前記伝搬速度を決定すると共に、算出された前記反射角を用いて前記伝搬経路における前記受信位置と前記内部位置との間の前記伝搬速度を決定することを特徴とする請求項２に記載の開口合成処理装置。
7. 超音波の送信位置、および前記送信位置に対して定められた受信位置が互いに異なる組合せの各々についての、前記送信位置から検査対象への前記超音波の送信後に前記受信位置で測定される前記超音波の信号値の時系列データを含む測定結果を取得するよう構成された取得部と、
   前記検査対象の内部に設定された内部位置の各々について、少なくとも一部の前記組合せ毎に、前記送信位置から送信した前記超音波が前記内部位置で反射して前記受信位置で受信された場合の伝搬経路における前記超音波の伝搬速度を、前記検査対象の結晶方位に基づいて算出するよう構成された速度算出部と、
   算出された前記伝搬速度、および取得された前記時系列データを用いて開口合成処理を実行するよう構成された開口合成部と、を備え、
   複数の前記内部位置は、前記検査対象の内部に設定された全ての前記内部位置の一部であり、
   前記開口合成部から出力される前記開口合成処理の結果から、前記全ての内部位置を対象に前記開口合成処理を実行する場合にえられる音響画像に対応する復元画像を復元するよう構成された復元部を、さらに備えることを特徴とする
   開口合成処理装置。
8. 超音波の送信位置、および前記送信位置に対して定められた受信位置が互いに異なる組合せの各々についての、前記送信位置から検査対象への前記超音波の送信後に前記受信位置で測定される前記超音波の信号値の時系列データを含む測定結果を取得するステップと、
   前記検査対象の内部に設定された内部位置の各々について、少なくとも一部の前記組合せ毎に、前記送信位置から送信した前記超音波が前記内部位置で反射して前記受信位置で受信された場合の伝搬経路における前記超音波の伝搬速度を、前記検査対象の結晶方位に基づいて算出するステップと、
   算出された前記伝搬速度、および取得された前記時系列データを用いて開口合成処理を実行するステップと、を備え、
   前記伝搬速度を算出するステップは、
   前記検査対象の内部の前記結晶方位を取得し、
   前記内部位置、前記結晶方位、および前記送信位置に基づく、前記送信位置から送信した前記超音波が前記内部位置に入射する、前記結晶方位に対する入射角を算出し、
   予め定められた前記入射角と前記伝搬速度との対応関係に基づいて、取得した前記結晶方位、および前記入射角から前記伝搬速度を決定し、
   前記伝搬速度を算出するステップは、前記結晶方位の複数の候補方位を取得し、前記複数の候補方位の各々毎に前記伝搬速度を算出し、
   前記開口合成処理を実行するステップは、複数の前記伝搬速度の各々毎に前記開口合成処理を実行することにより、複数の開口合成処理結果を出力し、
   所定の選択処理により、前記複数の開口合成処理結果のうちから１つの前記開口合成処理結果を選択するステップを、さらに備える
   ことを特徴とする開口合成処理方法。
9. 超音波の送信位置、および前記送信位置に対して定められた受信位置が互いに異なる組合せの各々についての、前記送信位置から検査対象への前記超音波の送信後に前記受信位置で測定される前記超音波の信号値の時系列データを含む測定結果を取得するステップと、
   前記検査対象の内部に設定された内部位置の各々について、少なくとも一部の前記組合せ毎に、前記送信位置から送信した前記超音波が前記内部位置で反射して前記受信位置で受信された場合の伝搬経路における前記超音波の伝搬速度を、前記検査対象の結晶方位に基づいて算出するステップと、
   算出された前記伝搬速度、および取得された前記時系列データを用いて開口合成処理を実行するステップと、を備え、
   前記伝搬速度を算出するステップは、
   前記検査対象の内部の前記結晶方位を取得し、
   前記内部位置、前記結晶方位、および前記受信位置に基づく、前記内部位置から反射される前記超音波の前記結晶方位に対する反射角を算出し、
   予め定められた前記反射角と前記伝搬速度との対応関係に基づいて、取得した前記結晶方位、および前記反射角から前記伝搬速度を決定し、
   前記伝搬速度を算出するステップは、前記結晶方位の複数の候補方位を取得し、前記複数の候補方位の各々毎に前記伝搬速度を算出し、
   前記開口合成処理を実行するステップは、複数の前記伝搬速度の各々毎に前記開口合成処理を実行することにより、複数の開口合成処理結果を出力し、
   所定の選択処理により、前記複数の開口合成処理結果のうちから１つの前記開口合成処理結果を選択するステップを、さらに備える
   ことを特徴とする開口合成処理方法。
10. 超音波の送信位置、および前記送信位置に対して定められた受信位置が互いに異なる組合せの各々についての、前記送信位置から検査対象への前記超音波の送信後に前記受信位置で測定される前記超音波の信号値の時系列データを含む測定結果を取得するステップと、
    前記検査対象の内部に設定された内部位置の各々について、少なくとも一部の前記組合せ毎に、前記送信位置から送信した前記超音波が前記内部位置で反射して前記受信位置で受信された場合の伝搬経路における前記超音波の伝搬速度を、前記検査対象の結晶方位に基づいて算出するステップと、
    算出された前記伝搬速度、および取得された前記時系列データを用いて開口合成処理を実行するステップと、を備え、
    複数の前記内部位置は、前記検査対象の内部に設定された全ての前記内部位置の一部であり、
    前記開口合成処理を実行するステップにおいて出力される前記開口合成処理の結果から、前記全ての内部位置を対象に前記開口合成処理を実行する場合にえられる音響画像に対応する復元画像を復元するステップを、さらに備える
    ことを特徴とする開口合成処理方法。
11. コンピュータに、
    超音波の送信位置、および前記送信位置に対して定められた受信位置が互いに異なる組合せの各々についての、前記送信位置から検査対象への前記超音波の送信後に前記受信位置で測定される前記超音波の信号値の時系列データを含む測定結果を取得するよう構成された取得部と、
    前記検査対象の内部に設定された内部位置の各々について、少なくとも一部の前記組合せ毎に、前記送信位置から送信した前記超音波が前記内部位置で反射して前記受信位置で受信された場合の伝搬経路における前記超音波の伝搬速度を、前記検査対象の結晶方位に基づいて算出するよう構成された速度算出部と、
    算出された前記伝搬速度、および取得された前記時系列データを用いて開口合成処理を実行するよう構成された開口合成部と、を実現させるための開口合成処理プログラムであって、
    前記速度算出部は、
    前記検査対象の内部の前記結晶方位を取得し、
    前記内部位置、前記結晶方位、および前記送信位置に基づく、前記送信位置から送信した前記超音波が前記内部位置に入射する、前記結晶方位に対する入射角を算出し、
    予め定められた前記入射角と前記伝搬速度との対応関係に基づいて、取得した前記結晶方位、および前記入射角から前記伝搬速度を決定するよう構成され、
    前記速度算出部は、前記結晶方位の複数の候補方位を取得し、前記複数の候補方位の各々毎に前記伝搬速度を算出し、
    前記開口合成部は、複数の前記伝搬速度の各々毎に前記開口合成処理を実行することにより、複数の開口合成処理結果を出力し、
    前記コンピュータに、
    所定の選択処理により、前記複数の開口合成処理結果のうちから１つの前記開口合成処理結果を選択するよう構成された選択部を、
    さらに実現させるための開口合成処理プログラム。
12. コンピュータに、
    超音波の送信位置、および前記送信位置に対して定められた受信位置が互いに異なる組合せの各々についての、前記送信位置から検査対象への前記超音波の送信後に前記受信位置で測定される前記超音波の信号値の時系列データを含む測定結果を取得するよう構成された取得部と、
    前記検査対象の内部に設定された内部位置の各々について、少なくとも一部の前記組合せ毎に、前記送信位置から送信した前記超音波が前記内部位置で反射して前記受信位置で受信された場合の伝搬経路における前記超音波の伝搬速度を、前記検査対象の結晶方位に基づいて算出するよう構成された速度算出部と、
    算出された前記伝搬速度、および取得された前記時系列データを用いて開口合成処理を実行するよう構成された開口合成部と、を実現させるための開口合成処理プログラムであって、
    前記速度算出部は、
    前記検査対象の内部の前記結晶方位を取得し、
    前記内部位置、前記結晶方位、および前記受信位置に基づく、前記内部位置から反射される前記超音波の前記結晶方位に対する反射角を算出し、
    予め定められた前記反射角と前記伝搬速度との対応関係に基づいて、取得した前記結晶方位、および前記反射角から前記伝搬速度を決定するよう構成され、
    前記速度算出部は、前記結晶方位の複数の候補方位を取得し、前記複数の候補方位の各々毎に前記伝搬速度を算出し、
    前記開口合成部は、複数の前記伝搬速度の各々毎に前記開口合成処理を実行することにより、複数の開口合成処理結果を出力し、
    前記コンピュータに、
    所定の選択処理により、前記複数の開口合成処理結果のうちから１つの前記開口合成処理結果を選択するよう構成された選択部を、
    さらに実現させるための開口合成処理プログラム。
13. コンピュータに、
    超音波の送信位置、および前記送信位置に対して定められた受信位置が互いに異なる組合せの各々についての、前記送信位置から検査対象への前記超音波の送信後に前記受信位置で測定される前記超音波の信号値の時系列データを含む測定結果を取得するよう構成された取得部と、
    前記検査対象の内部に設定された内部位置の各々について、少なくとも一部の前記組合せ毎に、前記送信位置から送信した前記超音波が前記内部位置で反射して前記受信位置で受信された場合の伝搬経路における前記超音波の伝搬速度を、前記検査対象の結晶方位に基づいて算出するよう構成された速度算出部と、
    算出された前記伝搬速度、および取得された前記時系列データを用いて開口合成処理を実行するよう構成された開口合成部と、を実現させるための開口合成処理プログラムであって、
    複数の前記内部位置は、前記検査対象の内部に設定された全ての前記内部位置の一部であり、
    前記コンピュータに、
    前記開口合成部から出力される前記開口合成処理の結果から、前記全ての内部位置を対象に前記開口合成処理を実行する場合にえられる音響画像に対応する復元画像を復元するよう構成された復元部を、
    さらに実現させるための開口合成処理プログラム。

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