JP7277762B2 - 組織構成特定方法、組織構成特定装置及びプログラム - Google Patents
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Description
本発明は、組織構成特定方法、組織構成特定装置及びプログラムに関する。
焼結鉱の品質の因子解明や生成条件推定の高精度のため、焼結鉱の組織構成を精度よく特定することが要望されている。物体の組織構成の特定に用いられる技術には、特許文献１、２がある。
特許文献１には、Ｘ線回折法によって得られたＸＲＤパターンから求めた各構成相の存在比を用いて、組織画像中の輝度値のヒストグラム中にヘマタイト相、マグネタイト相、カルシウムフェライト相、気孔を区別する境界値を高精度に決定し、ヘマタイト相、マグネタイト相、カルシウムフェライト相、気孔に対応して焼結鉱の組織画像を４値化する技術が開示されている。
特許文献２には、組織画像中の各画素の輝度値を求め、輝度値を横軸にとってヒストグラム化し、そのヒストグラム中の輝度値の範囲を求めた後、対象画像に対応する組織画像中の構成相の境界を決定する技術が開示されている。
特許文献１には、Ｘ線回折法によって得られたＸＲＤパターンから求めた各構成相の存在比を用いて、組織画像中の輝度値のヒストグラム中にヘマタイト相、マグネタイト相、カルシウムフェライト相、気孔を区別する境界値を高精度に決定し、ヘマタイト相、マグネタイト相、カルシウムフェライト相、気孔に対応して焼結鉱の組織画像を４値化する技術が開示されている。
特許文献２には、組織画像中の各画素の輝度値を求め、輝度値を横軸にとってヒストグラム化し、そのヒストグラム中の輝度値の範囲を求めた後、対象画像に対応する組織画像中の構成相の境界を決定する技術が開示されている。
焼結鉱は、気孔と、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトといった４種の鉱物相とで構成されていることが分かっている。そこで、焼結鉱内におけるこの気孔と４種の鉱物相とを特定することで、焼結鉱の組織構成を特定することが要望されている。
特許文献１では、焼結鉱を気孔と３種の鉱物相に分類することはできるが、気孔と４種の鉱物相には分類できなかった。また、焼結鉱の画像において同じ組織を示す画素の輝度値は、必ずしも同一とはならないため、特許文献２を用いて、各組織の境界を決定することは困難であった。
また、従来、光学顕微鏡で撮影された焼結鉱の画像の輝度値の分布から、焼結鉱内のこの気孔と４種の鉱物相とを特定することで、焼結鉱の組織構成を特定することが行われていたが、精度に限界があった。
そこで、本発明は、より精度よく、焼結鉱内の気孔と、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトといった４種の鉱物相とを特定することで、焼結鉱の組織構成を特定することを目的とする。
特許文献１では、焼結鉱を気孔と３種の鉱物相に分類することはできるが、気孔と４種の鉱物相には分類できなかった。また、焼結鉱の画像において同じ組織を示す画素の輝度値は、必ずしも同一とはならないため、特許文献２を用いて、各組織の境界を決定することは困難であった。
また、従来、光学顕微鏡で撮影された焼結鉱の画像の輝度値の分布から、焼結鉱内のこの気孔と４種の鉱物相とを特定することで、焼結鉱の組織構成を特定することが行われていたが、精度に限界があった。
そこで、本発明は、より精度よく、焼結鉱内の気孔と、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトといった４種の鉱物相とを特定することで、焼結鉱の組織構成を特定することを目的とする。
本発明の焼結鉱の組織構成の特定方法は、焼結鉱に対するＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｚｅｒ）を用いた酸素元素Ｏの測定により得られる第１の画像を取得する第１の取得工程と、前記第１の画像に基づいて、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する前記第１の画像中の画素の個数と、の第１の対応関係を特定する第１の対応関係特定工程と、前記第１の対応関係に基づいて、前記第１の画像中における気孔、又は、シリケートスラグに対応する画素の輝度値の第１の範囲と、前記第１の画像中におけるカルシウムフェライトに対応する画素の輝度値の第２の範囲と、前記第１の画像中におけるマグネタイトに対応する画素の輝度値の第３の範囲と、前記第１の画像中におけるヘマタイトに対応する画素の輝度値の第４の範囲と、を特定する第１の範囲特定工程と、前記焼結鉱に対する前記ＥＰＭＡを用いたケイ素元素Ｓｉとカルシウム元素Ｃａとのうちの何れか１つの測定により得られる第２の画像を取得する第２の取得工程と、前記第２の画像に基づいて、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する前記第２の画像中の画素の個数と、の第２の対応関係を特定する第２の対応関係特定工程と、前記第２の対応関係に基づいて、前記第２の画像中における気孔に対応する画素の輝度値の第５の範囲と、前記第２の画像中におけるシリケートスラグに対応する画素の輝度値の第６の範囲と、を特定する第２の範囲特定工程と、前記第１の画像における前記第２の範囲の輝度値を有する画素に対応する前記焼結鉱の部分をカルシウムフェライトとして特定し、前記第１の画像における前記第３の範囲の輝度値を有する画素に対応する前記焼結鉱の部分をマグネタイトとして特定し、前記第１の画像における前記第４の範囲の輝度値を有する画素に対応する前記焼結鉱の部分をヘマタイトとして特定し、前記第１の画像における前記第１の範囲の輝度値を有する画素と前記第２の画像における前記第５の範囲の輝度値を有する画素とに対応する前記焼結鉱の部分を気孔として特定し、前記第１の画像における前記第１の範囲の輝度値を有する画素と前記第２の画像における前記第６の範囲の輝度値を有する画素とに対応する前記焼結鉱の部分をシリケートスラグとして特定することで、前記焼結鉱の組織構成を特定する構成特定工程と、を含む。
本発明によれば、より精度よく、焼結鉱内の気孔と、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトといった４種の鉱物相とを特定することで、焼結鉱の組織構成を特定することができる。
＜実施形態１＞
以下、本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。
以下、本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。
（実験）
発明者らは、焼結鉱に対するＥｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｚｅｒ（ＥＰＭＡ）を用いた測定により得られる画像を用いて、焼結鉱の組織構成を特定する実験を行った。ＥＰＭＡとは、電子線を測定対象に照射することで発生する特性Ｘ線の波長と強度とから構成元素を分析する測定装置である。
以下に発明者らが行った実験について説明する。
発明者らは、組織構成を特定する対象として焼結鉱を用意した。焼結鉱とは、粉状の鉄鉱石に粉コークス、石灰石を混ぜ合せたものを、一定の大きさに焼き固めたものである。焼結鉱の組織は、気孔と、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトといった４種の鉱物相とで構成されていることが分かっている。
本実験の説明では、発明者らが用意した焼結鉱を、実験用焼結鉱とする。
発明者らは、焼結鉱に対するＥｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｚｅｒ（ＥＰＭＡ）を用いた測定により得られる画像を用いて、焼結鉱の組織構成を特定する実験を行った。ＥＰＭＡとは、電子線を測定対象に照射することで発生する特性Ｘ線の波長と強度とから構成元素を分析する測定装置である。
以下に発明者らが行った実験について説明する。
発明者らは、組織構成を特定する対象として焼結鉱を用意した。焼結鉱とは、粉状の鉄鉱石に粉コークス、石灰石を混ぜ合せたものを、一定の大きさに焼き固めたものである。焼結鉱の組織は、気孔と、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトといった４種の鉱物相とで構成されていることが分かっている。
本実験の説明では、発明者らが用意した焼結鉱を、実験用焼結鉱とする。
本実験では、発明者らは、ＥＰＭＡを用いて、実験用焼結鉱から、ケイ素元素Ｓｉ、マグネシウム元素Ｍｇ、鉄元素Ｆｅ、カルシウム元素Ｃａ、酸素元素Ｏそれぞれの元素を測定して画像を取得した。
ここで、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｏそれぞれが、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトのうちの何れに含まれるかを説明する。Ｓｉ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｏそれぞれが、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトの何れに含まれるかを図１のテーブル１００に示す。テーブル１００が示すように、Ｓｉは、シリケートスラグ、カルシウムフェライトに含まれる。Ｍｇは、マグネタイト、カルシウムフェライトに含まれる。Ｆｅは、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトに含まれる。Ｃａは、カルシウムフェライト、シリケートスラグに含まれる。Ｏは、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイト、シリケートスラグに含まれる。ただし、シリケートスラグに含まれるＯの量は、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトそれぞれに含まれるＯの量に比べて微量である。また、カルシウムフェライトに含まれるＳｉの量は、極めて微量である。
ここで、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｏそれぞれが、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトのうちの何れに含まれるかを説明する。Ｓｉ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｏそれぞれが、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトの何れに含まれるかを図１のテーブル１００に示す。テーブル１００が示すように、Ｓｉは、シリケートスラグ、カルシウムフェライトに含まれる。Ｍｇは、マグネタイト、カルシウムフェライトに含まれる。Ｆｅは、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトに含まれる。Ｃａは、カルシウムフェライト、シリケートスラグに含まれる。Ｏは、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイト、シリケートスラグに含まれる。ただし、シリケートスラグに含まれるＯの量は、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトそれぞれに含まれるＯの量に比べて微量である。また、カルシウムフェライトに含まれるＳｉの量は、極めて微量である。
実験用焼結鉱に対するＥＰＭＡを用いたＳｉ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｏそれぞれの測定により得られた画像のそれぞれを、図２に示す。本実験でＥＰＭＡを用いた測定により得られた画像のサイズは、５００画素×５００画素である。また、ＥＰＭＡを用いた測定により得られた画像の１画素×１画素の領域には、測定対象の実験用焼結鉱における２μｍ×２μｍの領域が写される。
以下では、ＥＰＭＡを用いたＳｉの測定により得られた画像を、Ｓｉ画像とする。また、以下では、ＥＰＭＡを用いたＭｇの測定により得られた画像を、Ｍｇ画像とする。また、以下では、ＥＰＭＡを用いたＦｅの測定により得られた画像を、Ｆｅ画像とする。また、以下では、ＥＰＭＡを用いたＣａの測定により得られた画像を、Ｃａ画像とする。また、以下では、ＥＰＭＡを用いたＯの測定により得られた画像を、Ｏ画像とする。
画像２０１は、実験用焼結鉱を測定対象としたＳｉ画像である。画像２０２は、実験用焼結鉱を測定対象としたＭｇ画像である。画像２０３は、実験用焼結鉱を測定対象としたＦｅ画像である。画像２０４は、実験用焼結鉱を測定対象としたＣａ画像である。画像２０５は、実験用焼結鉱を測定対象としたＯ画像である。画像２０１～２０５は、それぞれ焼結鉱における同じ部分が測定された画像である。そのため、画像２０１～２０５それぞれにおける同じ位置に存在する画素同士は、実験用焼結鉱における同じ領域が写された画素となる。
以下では、ＥＰＭＡを用いたＳｉの測定により得られた画像を、Ｓｉ画像とする。また、以下では、ＥＰＭＡを用いたＭｇの測定により得られた画像を、Ｍｇ画像とする。また、以下では、ＥＰＭＡを用いたＦｅの測定により得られた画像を、Ｆｅ画像とする。また、以下では、ＥＰＭＡを用いたＣａの測定により得られた画像を、Ｃａ画像とする。また、以下では、ＥＰＭＡを用いたＯの測定により得られた画像を、Ｏ画像とする。
画像２０１は、実験用焼結鉱を測定対象としたＳｉ画像である。画像２０２は、実験用焼結鉱を測定対象としたＭｇ画像である。画像２０３は、実験用焼結鉱を測定対象としたＦｅ画像である。画像２０４は、実験用焼結鉱を測定対象としたＣａ画像である。画像２０５は、実験用焼結鉱を測定対象としたＯ画像である。画像２０１～２０５は、それぞれ焼結鉱における同じ部分が測定された画像である。そのため、画像２０１～２０５それぞれにおける同じ位置に存在する画素同士は、実験用焼結鉱における同じ領域が写された画素となる。
発明者らは、画像２０１～２０５それぞれについて、画素の輝度値をビン（各ビンの幅は１）として、対応する輝度値を有する画素が画像に幾つ含まれかを示すヒストグラムを生成した。生成されたヒストグラムを図２に示す。
ヒストグラム２１１は、画像２０１に対応するヒストグラムである。ヒストグラム２１２は、画像２０２に対応するヒストグラムである。ヒストグラム２１３は、画像２０３に対応するヒストグラムである。ヒストグラム２１４は、画像２０４に対応するヒストグラムである。ヒストグラム２１５は、画像２０５に対応するヒストグラムである。
ヒストグラム２１１は、画像２０１に対応するヒストグラムである。ヒストグラム２１２は、画像２０２に対応するヒストグラムである。ヒストグラム２１３は、画像２０３に対応するヒストグラムである。ヒストグラム２１４は、画像２０４に対応するヒストグラムである。ヒストグラム２１５は、画像２０５に対応するヒストグラムである。
また、発明者らは、図３に示すグラフ３０１～３２５を生成した。図３の各グラフについて説明する。図３において、グラフ３０１～３２５は、５×５の行列状に並んでいる。以下では、グラフ３０１～３２５で構成される５×５の行列をグラフ行列とする。
グラフ行列の各行は、画像２０１～２０５の何れか１つに対応する行である。また、グラフ行列の各列は、画像２０１～２０５の何れか１つに対応する列である。
グラフ行列の各行は、画像２０１～２０５の何れか１つに対応する行である。また、グラフ行列の各列は、画像２０１～２０５の何れか１つに対応する列である。
グラフ行列の１行目は、実験用焼結鉱を測定対象としたＣａ画像（画像２０４）に対応する行である。グラフ行列の２行目は、実験用焼結鉱を測定対象としたＦｅ画像（画像２０３）に対応する行である。グラフ行列の３行目は、実験用焼結鉱を測定対象としたＭｇ画像（画像２０２）に対応する行である。グラフ行列の４行目は、実験用焼結鉱を測定対象としたＯ画像（画像２０５）に対応する行である。グラフ行列の５行目は、実験用焼結鉱を測定対象としたＳｉ画像（画像２０１）に対応する行である。
グラフ行列の１列目は、実験用焼結鉱を測定対象としたＣａ画像（画像２０４）に対応する列である。グラフ行列の２列目は、実験用焼結鉱を測定対象としたＦｅ画像（画像２０３）に対応する列である。グラフ行列の３列目は、実験用焼結鉱を測定対象としたＭｇ画像（画像２０２）に対応する列である。グラフ行列の４列目は、実験用焼結鉱を測定対象としたＯ画像（画像２０５）に対応する列である。グラフ行列の５列目は、実験用焼結鉱を測定対象としたＳｉ画像（画像２０１）に対応する列である。
グラフ行列の１列目は、実験用焼結鉱を測定対象としたＣａ画像（画像２０４）に対応する列である。グラフ行列の２列目は、実験用焼結鉱を測定対象としたＦｅ画像（画像２０３）に対応する列である。グラフ行列の３列目は、実験用焼結鉱を測定対象としたＭｇ画像（画像２０２）に対応する列である。グラフ行列の４列目は、実験用焼結鉱を測定対象としたＯ画像（画像２０５）に対応する列である。グラフ行列の５列目は、実験用焼結鉱を測定対象としたＳｉ画像（画像２０１）に対応する列である。
グラフ３０１、３０７、３１３、３１９、３２５それぞれは、グラフ行列における対応する行と列との双方が示す１つの画像についてのヒストグラムである。ただし、縦軸の数値は、単に同じ行の他のグラフと形式的に揃えているだけで、対応する輝度値を有する画素の個数を表示したものではない。グラフ３０２～３０６、３０８～３１２、３１４～３１８、３２２～３２４それぞれは、対応する行が示す画像と対応する列が示す画像との２つの画像に対応するグラフである。
グラフ３０１は、ヒストグラム２１４と同様に、画像２０４に対応するヒストグラムであり、各ビンの幅がヒストグラム２１４に比べて大きいヒストグラムである。グラフ３０７は、ヒストグラム２１３と同様に、画像２０３に対応するヒストグラムであり、各ビンの幅がヒストグラム２１３に比べて大きいヒストグラムである。グラフ３１３は、ヒストグラム２１２と同様に、画像２０２に対応するヒストグラムであり、各ビンの幅がヒストグラム２１２に比べて大きいヒストグラムである。グラフ３１９は、ヒストグラム２１５と同様に、画像２０５に対応するヒストグラムであり、各ビンの幅がヒストグラム２１２に比べて大きいヒストグラムである。グラフ３２５は、ヒストグラム２１１と同様に、画像２０１に対応するヒストグラムであり、各ビンの幅がヒストグラム２１１に比べて大きいヒストグラムである。
グラフ３０１は、ヒストグラム２１４と同様に、画像２０４に対応するヒストグラムであり、各ビンの幅がヒストグラム２１４に比べて大きいヒストグラムである。グラフ３０７は、ヒストグラム２１３と同様に、画像２０３に対応するヒストグラムであり、各ビンの幅がヒストグラム２１３に比べて大きいヒストグラムである。グラフ３１３は、ヒストグラム２１２と同様に、画像２０２に対応するヒストグラムであり、各ビンの幅がヒストグラム２１２に比べて大きいヒストグラムである。グラフ３１９は、ヒストグラム２１５と同様に、画像２０５に対応するヒストグラムであり、各ビンの幅がヒストグラム２１２に比べて大きいヒストグラムである。グラフ３２５は、ヒストグラム２１１と同様に、画像２０１に対応するヒストグラムであり、各ビンの幅がヒストグラム２１１に比べて大きいヒストグラムである。
グラフ３０２～３０６、３０８～３１２、３１４～３１８、３２０～３２４は、それぞれ画像２０１～２０５のうちの２つの画像に対応するグラフであって、対応する２つの画像において同じ被写体がそれぞれどのような輝度値で撮影されているかを示す。グラフ３０２～３０６、３０８～３１２、３１４～３１８、３２０～３２４それぞれの縦軸は、グラフ行列における対応する行が示す画像における画素の輝度値を示す。また、横軸は、グラフ行列における対応する列が示す画像における画素の輝度値を示す。グラフ３０２～３０６、３０８～３１２、３１４～３１８、３２０～３２４は、それぞれ、対応する２つの画像における同じ位置に存在する画素の組に対応する各点を、対応する２つの画像のうちの１つの画像におけるその位置の画素の輝度値と、他の画像におけるその位置の画素の輝度値と、に対応する位置にプロットしたグラフ（即ち、散布図）である。
即ち、グラフ３０２～３０６、３０８～３１２、３１４～３１８、３２０～３２４には、画像間における同じ被写体が撮影された画素の輝度値の相関が示されている。例えば、グラフ３２４にプロットされた点には、以下のことが示されている。即ち、画像２０１（Ｓｉ画像）においては、グラフ３２４におけるこの点の縦軸の値の輝度値で撮影された被写体が、画像２０５（Ｏ画像）においては、グラフ３２４におけるこの点の横軸の値の輝度値で撮影されていることが示されている。
即ち、グラフ３０２～３０６、３０８～３１２、３１４～３１８、３２０～３２４には、画像間における同じ被写体が撮影された画素の輝度値の相関が示されている。例えば、グラフ３２４にプロットされた点には、以下のことが示されている。即ち、画像２０１（Ｓｉ画像）においては、グラフ３２４におけるこの点の縦軸の値の輝度値で撮影された被写体が、画像２０５（Ｏ画像）においては、グラフ３２４におけるこの点の横軸の値の輝度値で撮影されていることが示されている。
発明者らは、グラフ３２０とグラフ３２４とを見て、画像２０１（Ｓｉ画像）の輝度値を局所的に限定して画像２０５（Ｏ画像）の輝度値の分布を見たときに、画像２０１（Ｓｉ画像）の輝度値を変化させても画像２０５（Ｏ画像）の輝度値の平均があまり変化していないように見えることに気づいた。発明者らは、このことから、以下の仮説を立てた。即ち、焼結鉱に対するＥＰＭＡを用いたＯの測定で得られる画像の各画素の輝度値と、焼結鉱に対するＥＰＭＡを用いたＳｉの測定で得られる画像の各画素の輝度値と、が統計学的に独立に近い関係にあるとの仮説である。以下では、この仮説を第１の仮説とする。
また、図１に示すように、Ｏは、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイト、シリケートスラグに含まれるが、前述したように、シリケートスラグに含まれるＯの量は他の鉱物相に比べて微量である。ヒストグラム２１５を見てみると、３つのピークが存在することが分かる。発明者らは、これらのピークを、対応する輝度値の小さいものから順に、カルシウムフェライトに対応するピーク、マグネタイトに対応するピーク、ヘマタイトに対応するピークであると考えた。そして、発明者らは、焼結鉱に対するＥＰＭＡを用いたＯの測定で得られる画像についての画素の輝度値についてのヒストグラムには、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトそれぞれに対応するピークが現れるとの仮説を立てた。以下では、この仮説を、第２の仮説とする。
また、図１に示すように、Ｏは、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイト、シリケートスラグに含まれるが、前述したように、シリケートスラグに含まれるＯの量は他の鉱物相に比べて微量である。ヒストグラム２１５を見てみると、３つのピークが存在することが分かる。発明者らは、これらのピークを、対応する輝度値の小さいものから順に、カルシウムフェライトに対応するピーク、マグネタイトに対応するピーク、ヘマタイトに対応するピークであると考えた。そして、発明者らは、焼結鉱に対するＥＰＭＡを用いたＯの測定で得られる画像についての画素の輝度値についてのヒストグラムには、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトそれぞれに対応するピークが現れるとの仮説を立てた。以下では、この仮説を、第２の仮説とする。
また、Ｓｉは、主にシリケートスラグに含まれ、前述したように、カルシウムフェライトには極めて微量にしか含まれない。ヒストグラム２１１を見てみると、輝度値０付近に２つのピークが存在することが分かる。発明者らは、輝度値０の位置のピークが気孔に対応するピークであり、輝度値が非負値の部分のピークがシリケートスラグに対応するピークであると考えた。そして、発明者らは、焼結鉱に対するＥＰＭＡを用いたＳｉの測定で得られる画像についての画素の輝度値についてのヒストグラムには、気孔、シリケートスラグそれぞれに対応するピークが現れるとの仮説を立てた。以下では、この仮説を、第３の仮説とする。また、発明者らは、ヒストグラム２１５と、ヒストグラム２１１と、を見比べて、輝度値の分布域が顕著に離れていることに気づいた。
発明者らは、第１の仮説～第３の仮説から、焼結鉱に対するＥＰＭＡを用いたＯの測定により得られた画像と、焼結鉱に対するＥＰＭＡを用いたＳｉの測定により得られた画像と、から、焼結鉱の組織構成を特定する方法を想到した。以下では、発明者らが想到したこの方法を、組織構成特定方法とする。
発明者らは、第１の仮説～第３の仮説から、焼結鉱に対するＥＰＭＡを用いたＯの測定により得られた画像と、焼結鉱に対するＥＰＭＡを用いたＳｉの測定により得られた画像と、から、焼結鉱の組織構成を特定する方法を想到した。以下では、発明者らが想到したこの方法を、組織構成特定方法とする。
ここで、発明者らが想到した組織構成特定方法の概要について説明する。組織構成特定方法とは、以下のような方法である。
まず、焼結鉱を測定対象としたＯ画像（以下では、測定Ｏ画像）について、画素の輝度値と、測定Ｏ画像内の対応する輝度値を有する画素の個数と、の対応関係（例えば、ヒストグラム等）を特定する。そして、求めた対応関係に基づいて、測定Ｏ画像中における気孔、又は、シリケートスラグに対応する画素の輝度値の範囲（以下では、ＫＳ範囲とする）と、測定Ｏ画像中におけるカルシウムフェライトに対応する画素の輝度値の範囲（以下では、ＣＦ範囲）と、を特定する。また、このＯ画像中におけるマグネタイトに対応する画素の輝度値の範囲（以下では、Ｍ範囲とする）と、このＯ画像中におけるヘマタイトに対応する画素の輝度値の範囲（以下では、Ｈ範囲とする）と、を特定する。そして、焼結鉱を測定対象としたＳｉ画像（以下では、測定Ｓｉ画像とする）について、画素の輝度値と、測定Ｓｉ画像内の対応する輝度値を有する画素の個数と、の対応関係を特定する。そして、求めた対応関係に基づいて、測定Ｓｉ画像中における気孔に対応する画素の輝度値の範囲（以下では、Ｋ範囲とする）と、測定Ｓｉ画像中における気孔と異なる組織であって、シリケートスラグに対応する画素の輝度値の範囲（以下では、Ｓ範囲とする）と、を特定する。
まず、焼結鉱を測定対象としたＯ画像（以下では、測定Ｏ画像）について、画素の輝度値と、測定Ｏ画像内の対応する輝度値を有する画素の個数と、の対応関係（例えば、ヒストグラム等）を特定する。そして、求めた対応関係に基づいて、測定Ｏ画像中における気孔、又は、シリケートスラグに対応する画素の輝度値の範囲（以下では、ＫＳ範囲とする）と、測定Ｏ画像中におけるカルシウムフェライトに対応する画素の輝度値の範囲（以下では、ＣＦ範囲）と、を特定する。また、このＯ画像中におけるマグネタイトに対応する画素の輝度値の範囲（以下では、Ｍ範囲とする）と、このＯ画像中におけるヘマタイトに対応する画素の輝度値の範囲（以下では、Ｈ範囲とする）と、を特定する。そして、焼結鉱を測定対象としたＳｉ画像（以下では、測定Ｓｉ画像とする）について、画素の輝度値と、測定Ｓｉ画像内の対応する輝度値を有する画素の個数と、の対応関係を特定する。そして、求めた対応関係に基づいて、測定Ｓｉ画像中における気孔に対応する画素の輝度値の範囲（以下では、Ｋ範囲とする）と、測定Ｓｉ画像中における気孔と異なる組織であって、シリケートスラグに対応する画素の輝度値の範囲（以下では、Ｓ範囲とする）と、を特定する。
図４は、測定Ｏ画像が画像２０５であり、測定Ｓｉ画像が画像２０１である場合におけるＫＳ範囲、ＣＦ範囲、Ｍ範囲、Ｈ範囲、Ｋ範囲、Ｓ範囲の一例を示す図である。
範囲４０１は、ＫＳ範囲である。範囲４０２は、ＣＦ範囲である。範囲４０３は、Ｍ範囲である。範囲４０４は、Ｈ範囲である。範囲４０５は、Ｋ範囲である。範囲４０６は、Ｓ範囲である。
範囲４０１は、ＫＳ範囲である。範囲４０２は、ＣＦ範囲である。範囲４０３は、Ｍ範囲である。範囲４０４は、Ｈ範囲である。範囲４０５は、Ｋ範囲である。範囲４０６は、Ｓ範囲である。
そして、測定対象の焼結鉱の部分であって、測定Ｏ画像におけるＣＦ範囲の輝度値を有する画素に対応する部分をカルシウムフェライトとして特定する。また、測定対象の焼結鉱の部分であって、測定Ｏ画像におけるＭ範囲の輝度値を有する画素に対応する部分を、マグネタイトとして特定する。また、測定対象の焼結鉱の部分であって、測定Ｏ画像におけるＨ範囲の輝度値を有する画素に対応する部分を、ヘマタイトとして特定する。
そして、測定対象の焼結鉱の部分であって、測定Ｏ画像におけるＫＳ範囲の輝度値を有する画素と測定Ｓｉ画像におけるＫ範囲の輝度値を有する画素とに対応する部分を、気孔として特定する。また、測定対象の焼結鉱の部分であって、測定Ｏ画像におけるＫＳ範囲の輝度値を有する画素と測定Ｓｉ画像におけるＳ範囲の輝度値を有する画素とに対応する部分を、シリケートスラグとして特定する。
以上が、発明者らが想到した組織構成特定方法の概要である。
そして、測定対象の焼結鉱の部分であって、測定Ｏ画像におけるＫＳ範囲の輝度値を有する画素と測定Ｓｉ画像におけるＫ範囲の輝度値を有する画素とに対応する部分を、気孔として特定する。また、測定対象の焼結鉱の部分であって、測定Ｏ画像におけるＫＳ範囲の輝度値を有する画素と測定Ｓｉ画像におけるＳ範囲の輝度値を有する画素とに対応する部分を、シリケートスラグとして特定する。
以上が、発明者らが想到した組織構成特定方法の概要である。
発明者らは、組織構成特定方法の実効性を検証するために、組織構成特定方法を用いて、実験用焼結鉱の組織構成を特定する実験を行った。以下にこの実験の詳細を説明する。
発明者らは、組織構成特定方法を用いて、実験用焼結鉱の組織構成を特定するため以下の作業を行った。
発明者らは、実験用焼結鉱を対象としたＯ画像を測定Ｏ画像として取得し、画素の輝度値と、測定Ｏ画像内の対応する輝度値を有する画素の個数と、の対応関係として、ヒストグラムを特定した。
発明者らは、組織構成特定方法を用いて、実験用焼結鉱の組織構成を特定するため以下の作業を行った。
発明者らは、実験用焼結鉱を対象としたＯ画像を測定Ｏ画像として取得し、画素の輝度値と、測定Ｏ画像内の対応する輝度値を有する画素の個数と、の対応関係として、ヒストグラムを特定した。
そして、発明者らは、特定したヒストグラムを、公知の方法で曲線近似して、近似曲線を求めた。発明者らは、求めた近似曲線のピークのうち値が最も大きなものから３つのピークを特定した。即ち、発明者らは、この近似曲線の極大値のうち値が上位３個の極大値を特定した。また、発明者らは、特定したピーク間の谷を特定した。ここで、ピークとは、近似曲線の極大値である。また、ピーク間の谷とは、対応するピーク間における近似曲線の最小の極小値である。この３つのピークは、対応する輝度値の低いものから順に、カルシウムフェライトに対応するピーク、マグネタイトに対応するピーク、ヘマタイトに対応するピークとなる。以下では、カルシウムフェライトに対応するピークを、ＣＦピークとする。また、以下では、マグネタイトに対応するピークを、Ｍピークとする。また、以下では、ヘマタイトに対応するピークを、Ｈピークとする。また、この２つの谷は、それぞれ、ＣＦピークとＭピークとの間の谷、ＭピークとＨピークとの間の谷である。以下では、ＣＦピークとＭピークとの間の谷を、ＣＦ・Ｍ谷とする。また、以下では、ＭピークとＨピークとの間の谷を、Ｍ・Ｈ谷とする。
発明者らは、Ｍ・Ｈ谷に対応する輝度値以上を示す輝度値の範囲を、Ｈ範囲として特定した。また、発明者らは、ＣＦ・Ｍ谷に対応する輝度値以上でありＭ・Ｈ谷に対応する輝度値未満の輝度値の範囲を、Ｍ範囲として特定した。
発明者らは、測定Ｏ画像から特定したヒストグラムから求めた近似曲線において、ＣＦピークの位置から左側（輝度値の小さい側）に走査していき、対応する値が予め定められた閾値となる位置を特定した。以下では、この位置をＣＦ取り付き点とする。ＣＦ取り付き点は、対応する値がこの閾値であり、且つ、対応する輝度値がＣＦピークよりも小さい近似曲線における位置のうち、最もＣＦピークに近い位置である。この閾値は、ＣＦ・Ｍ谷の値、Ｍ・Ｈ谷の値とのうち小さい方の値以下となるように予め決定した。そして、発明者らは、ＣＦ取り付き点に対応する輝度値以上、ＣＦ・Ｍ谷に対応する輝度値未満の輝度値の範囲を、ＣＦ範囲として特定した。また、発明者らは、ＣＦ取り付き点に対応する輝度値未満の輝度値の範囲を、ＫＳ範囲として特定した。
発明者らは、測定Ｏ画像から特定したヒストグラムから求めた近似曲線において、ＣＦピークの位置から左側（輝度値の小さい側）に走査していき、対応する値が予め定められた閾値となる位置を特定した。以下では、この位置をＣＦ取り付き点とする。ＣＦ取り付き点は、対応する値がこの閾値であり、且つ、対応する輝度値がＣＦピークよりも小さい近似曲線における位置のうち、最もＣＦピークに近い位置である。この閾値は、ＣＦ・Ｍ谷の値、Ｍ・Ｈ谷の値とのうち小さい方の値以下となるように予め決定した。そして、発明者らは、ＣＦ取り付き点に対応する輝度値以上、ＣＦ・Ｍ谷に対応する輝度値未満の輝度値の範囲を、ＣＦ範囲として特定した。また、発明者らは、ＣＦ取り付き点に対応する輝度値未満の輝度値の範囲を、ＫＳ範囲として特定した。
また、発明者らは、実験用焼結鉱を測定対象としたＳｉ画像を測定Ｓｉ画像として取得し、画素の輝度値と、測定Ｓｉ画像内の対応する輝度値を有する画素の個数と、の対応関係として、ヒストグラムを特定した。
そして、発明者らは、特定したヒストグラムを、公知の方法で曲線近似して、近似曲線を求めた。発明者らは、求めた近似曲線のピークのうち値の最も大きなものから２つのピークを特定した。また、発明者らは、特定したピーク間の１つの谷を特定した。この２つのピークは、対応する輝度値の低いものから順に、気孔に対応するピーク、シリケートスラグに対応するピークとなる。以下では、気孔に対応するピークを、Ｋピークとする。また、以下では、シリケートスラグに対応するピークを、Ｓピークとする。また、Ｋピークと、Ｓピークと、の間の谷を、Ｋ・Ｓ谷とする。
発明者らは、Ｋ・Ｓ谷に対応する輝度値未満を示す輝度値の範囲を、Ｋ範囲として特定した。また、発明者らは、Ｋ・Ｓ谷に対応する輝度値以上である輝度値の範囲を、Ｓ範囲として特定した。
そして、発明者らは、特定したヒストグラムを、公知の方法で曲線近似して、近似曲線を求めた。発明者らは、求めた近似曲線のピークのうち値の最も大きなものから２つのピークを特定した。また、発明者らは、特定したピーク間の１つの谷を特定した。この２つのピークは、対応する輝度値の低いものから順に、気孔に対応するピーク、シリケートスラグに対応するピークとなる。以下では、気孔に対応するピークを、Ｋピークとする。また、以下では、シリケートスラグに対応するピークを、Ｓピークとする。また、Ｋピークと、Ｓピークと、の間の谷を、Ｋ・Ｓ谷とする。
発明者らは、Ｋ・Ｓ谷に対応する輝度値未満を示す輝度値の範囲を、Ｋ範囲として特定した。また、発明者らは、Ｋ・Ｓ谷に対応する輝度値以上である輝度値の範囲を、Ｓ範囲として特定した。
そして、発明者らは、実験用焼結鉱の部分であって、測定Ｏ画像中のＨ範囲の輝度値を有する各画素に対応する部分を、ヘマタイトとして特定した。また、発明者らは、実験用焼結鉱の部分であって、測定Ｏ画像中のＭ範囲の輝度値を有する各画素に対応する部分を、マグネタイトとして特定した。また、発明者らは、実験用焼結鉱の部分であって、測定Ｏ画像中のＣＦ範囲の輝度値を有する各画素に対応する部分を、カルシウムフェライトとして特定した。
また、発明者らは、実験用焼結鉱の部分であって、測定Ｏ画像中のＫＳ範囲の輝度値を有する各画素に対応する部分のうちの測定Ｓｉ画像中のＫ範囲の輝度値を有する各画素に対応する部分を、気孔として特定した。また、発明者らは、実験用焼結鉱の部分であって、測定Ｏ画像中のＫＳ範囲の輝度値を有する各画素に対応する部分のうちの測定Ｓｉ画像中のＳ範囲の輝度値を有する各画素に対応する部分を、シリケートスラグとして特定した。
そして、発明者らは、測定Ｏ画像における気孔、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトそれぞれに対応する部分を、対応する物質に応じた色で着色した画像を生成した。
また、発明者らは、実験用焼結鉱の部分であって、測定Ｏ画像中のＫＳ範囲の輝度値を有する各画素に対応する部分のうちの測定Ｓｉ画像中のＫ範囲の輝度値を有する各画素に対応する部分を、気孔として特定した。また、発明者らは、実験用焼結鉱の部分であって、測定Ｏ画像中のＫＳ範囲の輝度値を有する各画素に対応する部分のうちの測定Ｓｉ画像中のＳ範囲の輝度値を有する各画素に対応する部分を、シリケートスラグとして特定した。
そして、発明者らは、測定Ｏ画像における気孔、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトそれぞれに対応する部分を、対応する物質に応じた色で着色した画像を生成した。
また、発明者らは、比較例として、従来行われている方法を用いて、光学顕微鏡で実験用焼結鉱を撮影した画像から、実験用焼結鉱の組織を、気孔と、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトといった４種の鉱物相とに分類した。
従来行われている方法とは、光学顕微鏡を用いて撮影された実験用焼結鉱の撮影画像について、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する画素の個数と、の対応を示すヒストグラムから、気孔、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトに対応する輝度値の範囲を求めて、求めた輝度値の範囲を用いて、撮影画像の各画素に対応する組織が何であるかを特定する方法である。
より具体的には、このヒストグラムの近似曲線を求めて、求めた近似曲線の５つのピーク（対応する輝度値の小さい順に、シリケートスラグ、気孔、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトに対応）と、ピーク間の４つの谷を特定した。この４つの谷を、対応する輝度値の小さい順に、第１谷（光学）、第２谷（光学）、第３谷（光学）、第４谷（光学）とする。そして、実験用焼結鉱の部分であって、光学顕微鏡で撮影した画像における第１谷（光学）に対応する輝度値未満の輝度値を有する画素に対応する部分を、シリケートスラグとする。また、実験用焼結鉱の部分であって、光学顕微鏡で撮影した画像における第１谷（光学）に対応する輝度値以上であり第２谷（光学）に対応する輝度値未満の輝度値を有する画素に対応する部分を、気孔とする。また、実験用焼結鉱の部分であって、光学顕微鏡で撮影した画像における第２谷（光学）に対応する輝度値以上であり第３谷（光学）に対応する輝度値未満の輝度値を有する画素に対応する部分を、カルシウムフェライトとする。また、実験用焼結鉱の部分であって、光学顕微鏡で撮影した画像における第３谷（光学）に対応する輝度値以上であり第４谷（光学）に対応する輝度値未満の輝度値を有する画素に対応する部分を、マグネタイトとする。また、実験用焼結鉱の部分であって、光学顕微鏡で撮影した画像における第４谷（光学）に対応する輝度値以上の輝度値を有する画素に対応する部分を、へマタイトとする。なお、５つのピーク（気孔、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトに対応）のうちの何れかが検出できない場合、ピークが検出できなかったために特定できなかった谷の位置は、ユーザにより推定される。以上が、従来の方法である。
そして、発明者らは、光学顕微鏡で撮影された撮影画像における気孔、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトそれぞれに対応する部分を、対応する物質に応じた色で着色した画像を生成した。
従来行われている方法とは、光学顕微鏡を用いて撮影された実験用焼結鉱の撮影画像について、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する画素の個数と、の対応を示すヒストグラムから、気孔、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトに対応する輝度値の範囲を求めて、求めた輝度値の範囲を用いて、撮影画像の各画素に対応する組織が何であるかを特定する方法である。
より具体的には、このヒストグラムの近似曲線を求めて、求めた近似曲線の５つのピーク（対応する輝度値の小さい順に、シリケートスラグ、気孔、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトに対応）と、ピーク間の４つの谷を特定した。この４つの谷を、対応する輝度値の小さい順に、第１谷（光学）、第２谷（光学）、第３谷（光学）、第４谷（光学）とする。そして、実験用焼結鉱の部分であって、光学顕微鏡で撮影した画像における第１谷（光学）に対応する輝度値未満の輝度値を有する画素に対応する部分を、シリケートスラグとする。また、実験用焼結鉱の部分であって、光学顕微鏡で撮影した画像における第１谷（光学）に対応する輝度値以上であり第２谷（光学）に対応する輝度値未満の輝度値を有する画素に対応する部分を、気孔とする。また、実験用焼結鉱の部分であって、光学顕微鏡で撮影した画像における第２谷（光学）に対応する輝度値以上であり第３谷（光学）に対応する輝度値未満の輝度値を有する画素に対応する部分を、カルシウムフェライトとする。また、実験用焼結鉱の部分であって、光学顕微鏡で撮影した画像における第３谷（光学）に対応する輝度値以上であり第４谷（光学）に対応する輝度値未満の輝度値を有する画素に対応する部分を、マグネタイトとする。また、実験用焼結鉱の部分であって、光学顕微鏡で撮影した画像における第４谷（光学）に対応する輝度値以上の輝度値を有する画素に対応する部分を、へマタイトとする。なお、５つのピーク（気孔、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトに対応）のうちの何れかが検出できない場合、ピークが検出できなかったために特定できなかった谷の位置は、ユーザにより推定される。以上が、従来の方法である。
そして、発明者らは、光学顕微鏡で撮影された撮影画像における気孔、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトそれぞれに対応する部分を、対応する物質に応じた色で着色した画像を生成した。
発明者らは、実験用焼結鉱における２つの異なる部分それぞれを測定対象として、組織構成特定方法を用いて組織構成を特定し、比較例として光学顕微鏡による撮影画像を用いて構成を特定した。
実験用焼結鉱における２つの異なる部分それぞれについての実験結果を、図５、図６を用いて説明する。
実験用焼結鉱における２つの異なる部分それぞれについての実験結果を、図５、図６を用いて説明する。
図５の画像５００は、実験用焼結鉱の測定対象の部分を光学顕微鏡で撮影した画像である。また、ヒストグラム５０１は、画像５００についての、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する画素の個数と、の対応を示すヒストグラムである。
画像５０２は、画像５００、ヒストグラム５０１から従来の方法を用いて特定された組織構成を示す画像である。また、画像５０３は、測定対象の実験用焼結鉱の部分から、組織構成特定方法により特定された組織構成を示す画像である。画像５０２と画像５０３とでは、シリケートスラグ、気孔、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトそれぞれに対応する部分には、それぞれ異なる色が着色されている。ただし、図５では、シリケートスラグ、気孔、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトそれぞれに対応する部分に対応する色それぞれを、異なる模様で表されている。
焼結鉱における同じ部分を示す領域５２０と領域５２１とは、気孔であることが確認された領域である。領域５２０では、気孔とシリケートスラグとが不自然に混在している様子が示されているが、領域５２１においては気孔のみが示されている。このことから、発明者らは、組織構成特定方法の方が、従来の方法に比べて、シリケートスラグと気孔との識別能が向上していることを確認した。
画像５０２は、画像５００、ヒストグラム５０１から従来の方法を用いて特定された組織構成を示す画像である。また、画像５０３は、測定対象の実験用焼結鉱の部分から、組織構成特定方法により特定された組織構成を示す画像である。画像５０２と画像５０３とでは、シリケートスラグ、気孔、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトそれぞれに対応する部分には、それぞれ異なる色が着色されている。ただし、図５では、シリケートスラグ、気孔、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトそれぞれに対応する部分に対応する色それぞれを、異なる模様で表されている。
焼結鉱における同じ部分を示す領域５２０と領域５２１とは、気孔であることが確認された領域である。領域５２０では、気孔とシリケートスラグとが不自然に混在している様子が示されているが、領域５２１においては気孔のみが示されている。このことから、発明者らは、組織構成特定方法の方が、従来の方法に比べて、シリケートスラグと気孔との識別能が向上していることを確認した。
図６の画像６００は、実験用焼結鉱の測定対象の部分を光学顕微鏡で撮影した画像である。また、ヒストグラム６０１は、画像６００についての、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する画素の個数と、の対応を示すヒストグラムである。
画像６０２は、画像６００、ヒストグラム６０１から従来の方法を用いて特定された組織構成を示す画像である。また、画像６０３は、測定対象の実験用焼結鉱の部分から、組織構成特定方法により特定された組織構成を示す画像である。画像６０２と画像６０３とでは、シリケートスラグ、気孔、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトそれぞれに対応する部分には、それぞれ異なる色が着色されている。ただし、図６では、図５と同様に、シリケートスラグ、気孔、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトそれぞれに対応する部分に対応する色それぞれを、異なる模様で表されている。
発明者らは、画像６０３と画像６０２と実験用画像の測定対象の部分とを見比べて、画像６０３の方が画像６０２よりも、実験用焼結鉱における測定対象の部分についてマグネタイトの領域が精度よく表されていることを確認した。即ち、発明者らは、組織構成特定方法の方が従来の方法よりもマグネタイトの識別能が向上していることを確認した。
画像６０２は、画像６００、ヒストグラム６０１から従来の方法を用いて特定された組織構成を示す画像である。また、画像６０３は、測定対象の実験用焼結鉱の部分から、組織構成特定方法により特定された組織構成を示す画像である。画像６０２と画像６０３とでは、シリケートスラグ、気孔、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトそれぞれに対応する部分には、それぞれ異なる色が着色されている。ただし、図６では、図５と同様に、シリケートスラグ、気孔、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトそれぞれに対応する部分に対応する色それぞれを、異なる模様で表されている。
発明者らは、画像６０３と画像６０２と実験用画像の測定対象の部分とを見比べて、画像６０３の方が画像６０２よりも、実験用焼結鉱における測定対象の部分についてマグネタイトの領域が精度よく表されていることを確認した。即ち、発明者らは、組織構成特定方法の方が従来の方法よりもマグネタイトの識別能が向上していることを確認した。
また、ＥＰＭＡで測定された画像における気孔の部分は、理論上、輝度値が０となる。ただし、実際には、気孔の奥行方向に存在するシリケートスラグ等の影響で気孔の部分に対応する画素の輝度値が、正確に０とはならない場合がある。そこで、発明者らは、このような気孔周辺のシリケートスラグの影響を加味して、Ｋ範囲、Ｓ範囲を以下のように決定することを想到した。即ち、発明者らは、Ｋ範囲を、（谷（Ｓｉ）に対応する輝度値＋設定された閾値（例えば、２、３等））未満を示す輝度値の範囲として決定し、Ｓ範囲を、（谷（Ｓｉ）に対応する輝度値＋設定された閾値）以上を示す輝度値の範囲として決定することを想到した。
そして、発明者らは、このように決定したＫ範囲、Ｓ範囲を用いることで、気孔とシリケートスラグとの識別能の向上が図れることを見出した。
そして、発明者らは、このように決定したＫ範囲、Ｓ範囲を用いることで、気孔とシリケートスラグとの識別能の向上が図れることを見出した。
また、発明者らは、グラフ３０４とグラフ３１６との両者についても、画像２０４（Ｃａ画像）の輝度値を局所的に限定して画像２０５（Ｏ画像）の輝度値の分布を見たときに、画像２０４（Ｃａ画像）の輝度値を変化させても画像２０５（Ｏ画像）の輝度値の平均値があまり変化していないように見えることに気づいた。また、グラフ３０５とグラフ３２１とを見て、画像２０４（Ｃａ画像）の輝度値と画像２０１（Ｓｉ画像）の輝度値との間に、比較的強い相関が有るように見えることに気づいた。そのため、発明者らは、組織構成特定方法において、測定Ｓｉ画像の代わりに測定Ｃａ画像を用いることを想到した。
測定Ｓｉ画像の代わりに測定Ｃａ画像を用いる場合の組織構成特定方法について、測定Ｓｉ画像を用いる場合の組織構成特定方法との差異について説明する。
測定Ｃａ画像を用いる場合、測定Ｃａ画像を用いてＫ範囲とＳ範囲とを求めることとなる。例えば、以下のようにしてＫ範囲とＳ範囲とが求めることとなる。
測定Ｓｉ画像の代わりに測定Ｃａ画像を用いる場合の組織構成特定方法について、測定Ｓｉ画像を用いる場合の組織構成特定方法との差異について説明する。
測定Ｃａ画像を用いる場合、測定Ｃａ画像を用いてＫ範囲とＳ範囲とを求めることとなる。例えば、以下のようにしてＫ範囲とＳ範囲とが求めることとなる。
測定Ｃａ画像から画素の輝度値と、対応する輝度値を有する画素の個数と、の対応を示すヒストグラムを生成する。生成されるヒストグラムにおいては、ヒストグラム２１４に示されるように３つのピーク（気孔に対応するピーク、シリケートスラグに対応するピークに加えてカルシウムフェライトに対応するピーク）が生じる。生じた３つのピークは、対応する輝度値の小さいものから順に、気孔に対応するピーク、シリケートスラグに対応するピーク、カルシウムフェライトに対応するピークである。このうちの気孔に対応するピークとシリケートスラグに対応するピークとの間の谷を求めて、求めた谷に対応する輝度値未満の輝度値の範囲を、Ｋ範囲として、求めた谷に対応する輝度値以上の輝度値の範囲を、Ｓ範囲として、特定することとなる。
ただし、グラフ３０４とグラフ３１６とが示す分布において画像２０４（Ｃａ画像）の輝度値が大きいところでの画像２０５（Ｏ画像）の輝度値の分布範囲は、グラフ３２０とグラフ３２４とが示す分布において画像２０１（Ｓｉ画像）の輝度値が大きいところでの画像２０５（Ｏ画像）の輝度値の分布範囲に比べて小さい方へ移動している。即ち、グラフ３０４とグラフ３１６との方が、グラフ３２０とグラフ３２４とに比べて相関が強いと考えられる。そのため、Ｏ画像との間での輝度値の独立性は、Ｓｉ画像の方が、Ｃａ画像よりも高いと考えられる。また、ヒストグラム２１５は、ヒストグラム２１４に対し輝度分布が大きな方向にシフトしており、ヒストグラム２１１の分布から離れた位置にあるため、ヒストグラム２１１との違いが顕著である。したがって、Ｏ画像とＣａ画像とを用いた組織構成特定方法よりも、Ｏ画像とＳｉ画像とを用いた組織構成特定方法の方が望ましい。
以上の実験の結果から、発明者らは、組織構成特定方法が、従来の方法に比べて、シリケートスラグと気孔との識別能が高く、マグネタイトの識別能も高いことを確認した。このことから、発明者らは、組織構成特定方法を用いて、従来の方法を用いるよりも、より精度よく、焼結鉱の組織構成を特定できるとの知見を得た。
以下では、図７で後述する構成特定システムが、組織構成特定方法を用いて焼結鉱の組織構成を特定する処理について説明する。
以下では、図７で後述する構成特定システムが、組織構成特定方法を用いて焼結鉱の組織構成を特定する処理について説明する。
（構成特定システム）
（構成特定システムの詳細）
図７は、本実施形態の構成特定システムのシステム構成の一例を示す図である。
構成特定システムは、情報処理装置７００、ＥＰＭＡ７１０を含む。
情報処理装置７００は、焼結鉱に対するＥＰＭＡ７１０による設定された元素の測定により得られた画像から、焼結鉱の組織構成を特定する情報処理装置である。本実施形態では、情報処理装置７００は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）であるとするが、サーバ装置、タブレット装置、ＥＰＭＡ７１０に組み込まれたコンピュータ等の他の情報処理装置であってもよい。
（構成特定システムの詳細）
図７は、本実施形態の構成特定システムのシステム構成の一例を示す図である。
構成特定システムは、情報処理装置７００、ＥＰＭＡ７１０を含む。
情報処理装置７００は、焼結鉱に対するＥＰＭＡ７１０による設定された元素の測定により得られた画像から、焼結鉱の組織構成を特定する情報処理装置である。本実施形態では、情報処理装置７００は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）であるとするが、サーバ装置、タブレット装置、ＥＰＭＡ７１０に組み込まれたコンピュータ等の他の情報処理装置であってもよい。
情報処理装置７００の機能構成について説明する。
情報処理装置７００は、取得部７０１、対応関係特定部７０２、範囲特定部７０３、構成特定部７０４、出力制御部７０５を含む。
取得部７０１は、ＥＰＭＡ７１０から焼結鉱の測定により得られた画像を取得する。
対応関係特定部７０２は、取得部７０１により取得された画像について、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する画素の個数と、の対応関係を特定する。
情報処理装置７００は、取得部７０１、対応関係特定部７０２、範囲特定部７０３、構成特定部７０４、出力制御部７０５を含む。
取得部７０１は、ＥＰＭＡ７１０から焼結鉱の測定により得られた画像を取得する。
対応関係特定部７０２は、取得部７０１により取得された画像について、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する画素の個数と、の対応関係を特定する。
範囲特定部７０３は、対応関係特定部７０２により特定された対応関係から、取得部７０１により取得された画像における気孔と、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトといった４種の鉱物相とに対応する画素の輝度値の範囲を特定する。
構成特定部７０４は、範囲特定部７０３により特定された輝度値の範囲から、取得部７０１により取得された画像にしめされる焼結鉱における各部分が何であるかを特定することで、焼結鉱の組織構成を特定する。
出力制御部７０５は、構成特定部７０４により特定された焼結鉱の組織構成の情報を出力する。
構成特定部７０４は、範囲特定部７０３により特定された輝度値の範囲から、取得部７０１により取得された画像にしめされる焼結鉱における各部分が何であるかを特定することで、焼結鉱の組織構成を特定する。
出力制御部７０５は、構成特定部７０４により特定された焼結鉱の組織構成の情報を出力する。
図８は、情報処理装置７００のハードウェア構成の一例を示す図である。情報処理装置７００は、ＣＰＵ８０１、主記憶装置８０２、補助記憶装置８０３、デバイスＩ／Ｆ８０４、入力部８０５、出力部８０６を含む。各要素は、システムバス８０７を介して相互に通信可能に接続されている。情報処理装置７００は、組織構成特定装置の一例である。
ＣＰＵ８０１は、情報処理装置７００を制御する中央演算装置である。主記憶装置８０２は、ＣＰＵ８０１のワークエリアやデータの一時的な記憶領域として機能するＲａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）である。補助記憶装置８０３は、各種プログラム、各種設定情報、各種画像データ等を記憶する記憶装置である。本実施形態では、補助記憶装置８０３は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）であるとするが、Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＯＭ）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）等の他の記憶装置であってもよい。デバイスＩ／Ｆ８０４は、ＥＰＭＡ７１０等の外部のデバイスとの間での情報の入出力に用いられるインターフェースである。入力部８０５は、情報の入力に用いられる入力部である。本実施形態では、入力部８０５は、マウスとキーボードとの組であるとするが、マイク、タッチパネル、他の組み合わせの複数の入力装置の組等であってもよい。出力部は、情報の出力に用いられる出力部である。本実施形態では、出力部８０６は、モニタであるとするが、スピーカ、タッチパネルの表示部等の他の出力装置であってもよい。
ＣＰＵ８０１が、補助記憶装置８０３等に記憶されたプログラムにしたがって処理を実行することで、図７に示す情報処理装置７００の機能、及び、図９で後述するフローチャートの処理等の情報処理装置７００の処理が実現される。
ＣＰＵ８０１は、情報処理装置７００を制御する中央演算装置である。主記憶装置８０２は、ＣＰＵ８０１のワークエリアやデータの一時的な記憶領域として機能するＲａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）である。補助記憶装置８０３は、各種プログラム、各種設定情報、各種画像データ等を記憶する記憶装置である。本実施形態では、補助記憶装置８０３は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）であるとするが、Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＯＭ）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）等の他の記憶装置であってもよい。デバイスＩ／Ｆ８０４は、ＥＰＭＡ７１０等の外部のデバイスとの間での情報の入出力に用いられるインターフェースである。入力部８０５は、情報の入力に用いられる入力部である。本実施形態では、入力部８０５は、マウスとキーボードとの組であるとするが、マイク、タッチパネル、他の組み合わせの複数の入力装置の組等であってもよい。出力部は、情報の出力に用いられる出力部である。本実施形態では、出力部８０６は、モニタであるとするが、スピーカ、タッチパネルの表示部等の他の出力装置であってもよい。
ＣＰＵ８０１が、補助記憶装置８０３等に記憶されたプログラムにしたがって処理を実行することで、図７に示す情報処理装置７００の機能、及び、図９で後述するフローチャートの処理等の情報処理装置７００の処理が実現される。
（構成特定処理）
図９を用いて、情報処理装置７００が組織構成特定方法を実行して、焼結鉱の組織構成を特定する処理について説明する。図９の処理における組織構成の特定の対象の焼結鉱を、対象焼結鉱とする。
Ｓ９０１において、取得部７０１は、ＥＰＭＡ７１０により測定対象の対象焼結鉱に対して行われたＯの測定により得られた画像（測定Ｏ画像）を、ＥＰＭＡ７１０から取得する。Ｓ９０１で取得された測定Ｏ画像を、第１の画像とも称する。Ｓ９０１の処理は、第１の取得処理の一例である。本実施形態では、ＥＰＭＡ７１０を用いた測定により得られた画像のサイズは、５００画素×５００画素である。また、ＥＰＭＡ７１０を用いた測定により得られた画像の１画素×１画素の領域には、測定対象の対象焼結鉱における２μｍ×２μｍの領域が写される。
本実施形態では、取得部７０１は、測定Ｏ画像を、ＥＰＭＡ７１０から取得することとする。ただし、他の例として、取得部７０１は、他の方法で、測定Ｏ画像を取得してもよい。例えば、補助記憶装置８０３に予め測定Ｏ画像が記憶されている場合、取得部７０１は、補助記憶装置８０３から測定Ｏ画像を取得することとしてもよい。また、取得部７０１は、外部の情報処理装置から送信された測定Ｏ画像を取得することとしてもよい。
図９を用いて、情報処理装置７００が組織構成特定方法を実行して、焼結鉱の組織構成を特定する処理について説明する。図９の処理における組織構成の特定の対象の焼結鉱を、対象焼結鉱とする。
Ｓ９０１において、取得部７０１は、ＥＰＭＡ７１０により測定対象の対象焼結鉱に対して行われたＯの測定により得られた画像（測定Ｏ画像）を、ＥＰＭＡ７１０から取得する。Ｓ９０１で取得された測定Ｏ画像を、第１の画像とも称する。Ｓ９０１の処理は、第１の取得処理の一例である。本実施形態では、ＥＰＭＡ７１０を用いた測定により得られた画像のサイズは、５００画素×５００画素である。また、ＥＰＭＡ７１０を用いた測定により得られた画像の１画素×１画素の領域には、測定対象の対象焼結鉱における２μｍ×２μｍの領域が写される。
本実施形態では、取得部７０１は、測定Ｏ画像を、ＥＰＭＡ７１０から取得することとする。ただし、他の例として、取得部７０１は、他の方法で、測定Ｏ画像を取得してもよい。例えば、補助記憶装置８０３に予め測定Ｏ画像が記憶されている場合、取得部７０１は、補助記憶装置８０３から測定Ｏ画像を取得することとしてもよい。また、取得部７０１は、外部の情報処理装置から送信された測定Ｏ画像を取得することとしてもよい。
Ｓ９０２において、対応関係特定部７０２は、Ｓ９０１で取得された測定Ｏ画像について、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する画素の個数と、の対応を示すヒストグラムを生成する。より具体的には、対応関係特定部７０２は、Ｓ９０１で取得された測定Ｏ画像について、画素の輝度値をビン（各ビンの幅は１）として、対応する輝度値を有する画素が画像に幾つ含まれかを示すヒストグラムを生成する。
そして、対応関係特定部７０２は、生成したヒストグラムについて、最小二乗法による回帰分析を行うことで、このヒストグラムの近似曲線を、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する画素の個数と、の対応関係を示す曲線として特定する。Ｓ９０２で特定された近似曲線を、第１の対応関係とも称する。Ｓ９０２の処理は、第１の対応関係特定処理の一例である。なお、近似曲線はスプラインや多項式のような近似関数を使って作成すればよい。
本実施形態では、対応関係特定部７０２は、生成したヒストグラムについて、最小二乗法による回帰分析を行うことで、このヒストグラムの近似曲線を特定することとした。ただし、他の例として、対応関係特定部７０２は、生成したヒストグラムについて、他の手法（例えば、最尤推定法等）による回帰分析を行うことで、このヒストグラムの近似曲線を特定してもよい。
そして、対応関係特定部７０２は、生成したヒストグラムについて、最小二乗法による回帰分析を行うことで、このヒストグラムの近似曲線を、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する画素の個数と、の対応関係を示す曲線として特定する。Ｓ９０２で特定された近似曲線を、第１の対応関係とも称する。Ｓ９０２の処理は、第１の対応関係特定処理の一例である。なお、近似曲線はスプラインや多項式のような近似関数を使って作成すればよい。
本実施形態では、対応関係特定部７０２は、生成したヒストグラムについて、最小二乗法による回帰分析を行うことで、このヒストグラムの近似曲線を特定することとした。ただし、他の例として、対応関係特定部７０２は、生成したヒストグラムについて、他の手法（例えば、最尤推定法等）による回帰分析を行うことで、このヒストグラムの近似曲線を特定してもよい。
Ｓ９０３において、範囲特定部７０３は、Ｓ９０２で特定された近似曲線の極大値のうち値の最も大きなもの３つの極大値を、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトに対応する３つのピークとして特定する。範囲特定部７０３は、この３つのピークを、対応する輝度値の値が小さい順に、それぞれ、カルシウムフェライトに対応するＣＦピーク、マグネタイトに対応するＭピーク、ヘマタイトに対応するＨピークとして特定する。ここで特定されたＣＦピークを、第１のピークとも称する。また、ここで特定されたＭピークを、第２のピークとも称する。また、ここで特定されたＨピークを、第３のピークとも称する。
そして、範囲特定部７０３は、Ｍ・Ｈ谷（ＭピークとＨピークとの間の谷（ＭピークとＨピークとの間の最小の極小値））を特定し、特定したＭ・Ｈ谷に対応する輝度値以上の輝度値の範囲を、Ｈ範囲として特定する。ここで特定されたＭ・Ｈ谷を、第２の谷とも称する。また、ここで特定されたＨ範囲は、測定Ｏ画像中におけるヘマタイトに対応する画素の輝度値の範囲である第４の範囲の一例である。
また、範囲特定部７０３は、ＣＦ・Ｍ谷（ＣＦピークとＭピークとの間の谷（ＣＦピークとＭピークとの間の最小の極小値））を特定し、特定したＣＦ・Ｍ谷に対応する輝度値以上でありＭ・Ｈ谷に対応する輝度値未満の輝度値の範囲を、Ｍ範囲として特定する。ここで特定されたＣＦ・Ｍ谷を、第１の谷とも称する。また、ここで特定されたＭ範囲は、測定Ｏ画像中におけるマグネタイトに対応する画素の輝度値の範囲である第３の範囲の一例である。
そして、範囲特定部７０３は、Ｍ・Ｈ谷（ＭピークとＨピークとの間の谷（ＭピークとＨピークとの間の最小の極小値））を特定し、特定したＭ・Ｈ谷に対応する輝度値以上の輝度値の範囲を、Ｈ範囲として特定する。ここで特定されたＭ・Ｈ谷を、第２の谷とも称する。また、ここで特定されたＨ範囲は、測定Ｏ画像中におけるヘマタイトに対応する画素の輝度値の範囲である第４の範囲の一例である。
また、範囲特定部７０３は、ＣＦ・Ｍ谷（ＣＦピークとＭピークとの間の谷（ＣＦピークとＭピークとの間の最小の極小値））を特定し、特定したＣＦ・Ｍ谷に対応する輝度値以上でありＭ・Ｈ谷に対応する輝度値未満の輝度値の範囲を、Ｍ範囲として特定する。ここで特定されたＣＦ・Ｍ谷を、第１の谷とも称する。また、ここで特定されたＭ範囲は、測定Ｏ画像中におけるマグネタイトに対応する画素の輝度値の範囲である第３の範囲の一例である。
また、範囲特定部７０３は、ＣＦ取り付き点（対応する値が設定された閾値であり、且つ、対応する輝度値がＣＦピークよりも小さいＳ９０２で特定された近似曲線における位置のうち、最もＣＦピークに近い位置）を特定する。ここで特定されたＣＦ取り付き点は、ＳＫ範囲とＣＦ範囲との境界に対応する境界位置である。本実施形態では、この閾値は、ＣＦ・Ｍ谷の値、Ｍ・Ｈ谷の値のうちの小さい値とする。範囲特定部７０３は、ＣＦ取り付き点に対応する輝度値以上でありＣＦ・Ｍ谷に対応する輝度値未満の輝度値の範囲を、ＣＦ範囲として特定する。ここで特定されたＣＦ範囲は、測定Ｏ画像中におけるカルシウムフェライトに対応する画素の輝度値の範囲である第２の範囲の一例である。また、範囲特定部７０３は、特定した位置に対応する輝度値未満の輝度値の範囲を、ＫＳ範囲として特定する。ここで特定されたＫＳ範囲は、測定Ｏ画像中における気孔、又は、シリケートスラグに対応する画素の輝度値の範囲である第１の範囲の一例である。
Ｓ９０３の処理は、第１の範囲特定処理の一例である。
Ｓ９０３の処理は、第１の範囲特定処理の一例である。
Ｓ９０４において、取得部７０１は、ＥＰＭＡ７１０により測定対象の対象焼結鉱に対して行われたＳｉの測定により得られた画像（測定Ｓｉ画像）を、ＥＰＭＡ７１０から取得する。Ｓ９０４で取得された測定Ｓｉ画像を、第２の画像とも称する。Ｓ９０４の処理は、第２の取得処理の一例である。Ｓ９０４で取得された測定Ｓｉ画像は、Ｓ９０１で取得された測定Ｏ画像と同じ領域（対象焼結鉱の部分）が撮影された画像である。以下では、対象焼結鉱におけるＳ９０１で取得された測定Ｏ画像とＳ９０４で取得された測定Ｓｉ画像とに撮影されている領域を、撮影領域とする。
本実施形態では、取得部７０１は、測定Ｓｉ画像を、ＥＰＭＡ７１０から取得することとする。ただし、他の例として、取得部７０１は、他の方法で、測定Ｓｉ画像を取得してもよい。例えば、補助記憶装置８０３に予め測定Ｓｉ画像が記憶されている場合、取得部７０１は、補助記憶装置８０３から測定Ｓｉ画像を取得することとしてもよい。また、取得部７０１は、外部の情報処理装置から送信された測定Ｓｉ画像を取得することとしてもよい。
本実施形態では、取得部７０１は、測定Ｓｉ画像を、ＥＰＭＡ７１０から取得することとする。ただし、他の例として、取得部７０１は、他の方法で、測定Ｓｉ画像を取得してもよい。例えば、補助記憶装置８０３に予め測定Ｓｉ画像が記憶されている場合、取得部７０１は、補助記憶装置８０３から測定Ｓｉ画像を取得することとしてもよい。また、取得部７０１は、外部の情報処理装置から送信された測定Ｓｉ画像を取得することとしてもよい。
Ｓ９０５において、対応関係特定部７０２は、Ｓ９０４で取得された測定Ｓｉ画像について、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する画素の個数と、の対応を示すヒストグラムを生成する。より具体的には、対応関係特定部７０２は、Ｓ９０４で取得された測定Ｓｉ画像について、画素の輝度値をビン（各ビンの幅は１）として、対応する輝度値を有する画素が画像に幾つ含まれるかを示すヒストグラムを生成する。
そして、対応関係特定部７０２は、生成したヒストグラムについて、最小二乗法による回帰分析を行うことで、このヒストグラムの近似曲線を、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する画素の個数と、の対応関係を示す曲線として特定する。Ｓ９０５で特定された近似曲線を、第２の対応関係とも称する。Ｓ９０５の処理は、第２の対応関係特定処理の一例である。
本実施形態では、対応関係特定部７０２は、生成したヒストグラムについて、最小二乗法による回帰分析を行うことで、このヒストグラムの近似曲線を特定する。ただし、他の例として、対応関係特定部７０２は、生成したヒストグラムについて、他の手法（例えば、最尤推定法等）による回帰分析を行うことで、このヒストグラムの近似曲線を特定してもよい。
そして、対応関係特定部７０２は、生成したヒストグラムについて、最小二乗法による回帰分析を行うことで、このヒストグラムの近似曲線を、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する画素の個数と、の対応関係を示す曲線として特定する。Ｓ９０５で特定された近似曲線を、第２の対応関係とも称する。Ｓ９０５の処理は、第２の対応関係特定処理の一例である。
本実施形態では、対応関係特定部７０２は、生成したヒストグラムについて、最小二乗法による回帰分析を行うことで、このヒストグラムの近似曲線を特定する。ただし、他の例として、対応関係特定部７０２は、生成したヒストグラムについて、他の手法（例えば、最尤推定法等）による回帰分析を行うことで、このヒストグラムの近似曲線を特定してもよい。
Ｓ９０６において、範囲特定部７０３は、Ｓ９０５で特定された近似曲線の極大値のうち値の最も大きなものから２つの極大値を、気孔、シリケートスラグに対応する２つのピークとして特定する。範囲特定部７０３は、この２つのピークを、対応する輝度値の値が小さい順に、それぞれ、気孔に対応するＫピーク、シリケートスラグに対応するＳピークとする。ここで特定されたＫピークを、第４のピークとも称する。また、ここで特定されたＳピークを、第５のピークとも称する。
そして、範囲特定部７０３は、Ｋ・Ｓ谷（ＫピークとＳピークとの間の谷（ＫピークとＳピークとの間の最小の極小値））を特定し、特定したＫ・Ｓ谷に対応する輝度値未満の輝度値の範囲を、Ｋ範囲として特定する。ここで特定されたＫ・Ｓ谷を、第３の谷とも称する。また、ここで特定されたＫ範囲は、測定Ｓｉ画像中における気孔に対応する画素の輝度値の範囲である第５の範囲の一例である。また、範囲特定部７０３は、特定したＫ・Ｓ谷に対応する輝度値以上の輝度値の範囲を、Ｓ範囲として特定する。ここで特定されたＳ範囲は、測定Ｓｉ画像中におけるシリケートスラグに対応する画素の輝度値の範囲である第６の範囲の一例である。
Ｓ９０６の処理は、第２の範囲特定処理の一例である。
そして、範囲特定部７０３は、Ｋ・Ｓ谷（ＫピークとＳピークとの間の谷（ＫピークとＳピークとの間の最小の極小値））を特定し、特定したＫ・Ｓ谷に対応する輝度値未満の輝度値の範囲を、Ｋ範囲として特定する。ここで特定されたＫ・Ｓ谷を、第３の谷とも称する。また、ここで特定されたＫ範囲は、測定Ｓｉ画像中における気孔に対応する画素の輝度値の範囲である第５の範囲の一例である。また、範囲特定部７０３は、特定したＫ・Ｓ谷に対応する輝度値以上の輝度値の範囲を、Ｓ範囲として特定する。ここで特定されたＳ範囲は、測定Ｓｉ画像中におけるシリケートスラグに対応する画素の輝度値の範囲である第６の範囲の一例である。
Ｓ９０６の処理は、第２の範囲特定処理の一例である。
Ｓ９０７において、構成特定部７０４は、撮影領域の部分であって、測定Ｏ画像におけるＨ範囲の輝度値を有する画素が示す部分を、ヘマタイトであると特定する。また、構成特定部７０４は、撮影領域の部分であって、測定Ｏ画像におけるＭ範囲の輝度値を有する画素が示す部分を、マグネタイトであると特定する。また、構成特定部７０４は、撮影領域の部分であって、測定Ｏ画像におけるＣＦ範囲の輝度値を有する画素が示す部分を、カルシウムフェライトであると特定する。
また、構成特定部７０４は、撮影領域の部分であって、測定Ｏ画像におけるＫＳ範囲の輝度値を有する画素と、測定Ｓｉ画像におけるＫ範囲の輝度値を有する画素と、が示す部分を、気孔であると特定する。構成特定部７０４は、撮影領域の部分であって、測定Ｏ画像におけるＫＳ範囲の輝度値を有する画素と、測定Ｓｉ画像におけるＳ範囲の輝度値を有する画素と、が示す部分を、シリケートスラグであると特定する。
Ｓ９０７の処理により、構成特定部７０４は、対象焼結鉱における撮影領域の部分について、組織構成を特定する。Ｓ９０７の処理は、構成特定処理の一例である。
また、構成特定部７０４は、撮影領域の部分であって、測定Ｏ画像におけるＫＳ範囲の輝度値を有する画素と、測定Ｓｉ画像におけるＫ範囲の輝度値を有する画素と、が示す部分を、気孔であると特定する。構成特定部７０４は、撮影領域の部分であって、測定Ｏ画像におけるＫＳ範囲の輝度値を有する画素と、測定Ｓｉ画像におけるＳ範囲の輝度値を有する画素と、が示す部分を、シリケートスラグであると特定する。
Ｓ９０７の処理により、構成特定部７０４は、対象焼結鉱における撮影領域の部分について、組織構成を特定する。Ｓ９０７の処理は、構成特定処理の一例である。
Ｓ９０８において、出力制御部７０５は、Ｓ９０７で特定された組織構成に基づいて、Ｓ９０１で取得された測定Ｏ画像における気孔、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトそれぞれに対応する画素を特定する。そして、出力制御部７０５は、測定Ｏ画像の各画素を、対応する組織に応じた色で着色した画像を、Ｓ９０７で特定された組織構成を示す情報を示す画像として生成する。出力制御部７０５は、生成した画像を出力部８０６に表示することで出力する。ただし、他の例として、出力制御部７０５は、生成した画像を、予め定められた送信先（例えば、ユーザの保有する端末等）に送信することで出力してもよい。また、出力制御部７０５は、生成した画像を、印刷装置を用いて、印刷媒体に印刷することで、出力してもよい。また、出力制御部７０５は、生成した画像を、予め定められた記憶先（例えば、補助記憶装置８０３等）に記憶することで、出力してもよい。Ｓ９０８の処理は、出力処理の一例である。
本実施形態では、出力制御部７０５は、Ｓ９０１で取得された測定Ｏ画像を用いて出力する画像を生成した。ただし、他の例として、出力制御部７０５は、Ｓ９０１で取得された測定Ｏ画像とＳ９０４で取得された測定Ｓｉ画像と同じ被写体を示す画像を生成することができれば、他の方法で出力する画像を生成してもよい。例えば、出力制御部７０５は、Ｓ９０４で取得された測定Ｓｉ画像上に各組織に応じた色を着色することで、出力する画像を生成してもよい。
本実施形態では、出力制御部７０５は、Ｓ９０１で取得された測定Ｏ画像を用いて出力する画像を生成した。ただし、他の例として、出力制御部７０５は、Ｓ９０１で取得された測定Ｏ画像とＳ９０４で取得された測定Ｓｉ画像と同じ被写体を示す画像を生成することができれば、他の方法で出力する画像を生成してもよい。例えば、出力制御部７０５は、Ｓ９０４で取得された測定Ｓｉ画像上に各組織に応じた色を着色することで、出力する画像を生成してもよい。
（効果）
本実施形態の処理により、構成特定システムは、より精度よく、焼結鉱の組織を気孔と、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトといった４種の鉱物相とに分類することで、焼結鉱の組織構成を特定できる。
本実施形態の処理により、構成特定システムは、より精度よく、焼結鉱の組織を気孔と、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトといった４種の鉱物相とに分類することで、焼結鉱の組織構成を特定できる。
＜実施形態２＞
本実施形態では、構成特定システムは、基準とする焼結鉱についての測定Ｏ画像と測定Ｓｉ画像とを用いて、予め特定したＫ範囲・Ｓ範囲・ＣＦ範囲・Ｍ範囲・Ｈ範囲を用いて、組織構成を特定したい対象焼結鉱の組織構成を特定する。例えば、焼結鉱には、非常に微量なマグネタイトしか含まれない場合がある。そのような場合、実施形態１の構成特定システムは、Ｓ９０３においてＭピークを特定できない場合がある。その結果、構成特定システムは、ＣＦ・Ｍ谷、Ｍ・Ｈ谷を特定できないため、ＣＦ範囲、Ｍ範囲、Ｈ範囲を特定できず、焼結鉱の組織構成を特定できないこととなる。本実施形態の構成特定システムは、このような場合にも焼結鉱の組織構成を特定できる。
本実施形態の構成特定システムのシステム構成は、実施形態１と同様である。また、情報処理装置７００のハードウェア構成及び機能構成は、実施形態１と同様である。
本実施形態では、構成特定システムは、基準とする焼結鉱についての測定Ｏ画像と測定Ｓｉ画像とを用いて、予め特定したＫ範囲・Ｓ範囲・ＣＦ範囲・Ｍ範囲・Ｈ範囲を用いて、組織構成を特定したい対象焼結鉱の組織構成を特定する。例えば、焼結鉱には、非常に微量なマグネタイトしか含まれない場合がある。そのような場合、実施形態１の構成特定システムは、Ｓ９０３においてＭピークを特定できない場合がある。その結果、構成特定システムは、ＣＦ・Ｍ谷、Ｍ・Ｈ谷を特定できないため、ＣＦ範囲、Ｍ範囲、Ｈ範囲を特定できず、焼結鉱の組織構成を特定できないこととなる。本実施形態の構成特定システムは、このような場合にも焼結鉱の組織構成を特定できる。
本実施形態の構成特定システムのシステム構成は、実施形態１と同様である。また、情報処理装置７００のハードウェア構成及び機能構成は、実施形態１と同様である。
本実施形態の構成特定システムの処理について説明する。本実施形態では、構成特定システムは、気孔、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトを設定された水準以上の割合で含む焼結鉱（以下では、基準焼結鉱）を用いて、予め以下の処理を行う。
即ち、情報処理装置７００は、対象焼結鉱を基準焼結鉱と読み替えて、Ｓ９０１～Ｓ９０６と同様の処理を行う。これにより、情報処理装置７００は、基準焼結鉱についての測定Ｏ画像と測定Ｓｉ画像とを用いて、予め、Ｋ範囲・Ｓ範囲・ＣＦ範囲・Ｍ範囲・Ｈ範囲を特定する。尚、気孔、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトを設定された水準以上の割合で含むかどうかは、ＣＦピーク、Ｍピーク、Ｈピーク、Ｋピーク、Ｓピークを特定できるかどうかで判断してもよい。また、基準焼結鉱を、第１の焼結鉱とも称する。
続いて、情報処理装置７００は、組織構成を特定したい対象焼結鉱について、Ｓ９０１、Ｓ９０４と同様の処理を行うことで、測定Ｏ画像と測定Ｓｉ画像とを取得する。この対象焼結鉱を、第２の焼結鉱とも称する。このＳ９０１と同様の処理で取得された測定Ｏ画像を、第３の画像とも称する。このＳ９０４と同様の処理で取得された測定Ｓｉ画像を、第４の画像とも称する。そして、情報処理装置７００は、取得した測定Ｏ画像と、測定Ｓｉ画像と、予め特定したＫ範囲・Ｓ範囲・ＣＦ範囲・Ｍ範囲・Ｈ範囲と、を用いてＳ９０７と同様の処理を行うことで、対象焼結鉱の組織構成を特定する。
即ち、情報処理装置７００は、対象焼結鉱を基準焼結鉱と読み替えて、Ｓ９０１～Ｓ９０６と同様の処理を行う。これにより、情報処理装置７００は、基準焼結鉱についての測定Ｏ画像と測定Ｓｉ画像とを用いて、予め、Ｋ範囲・Ｓ範囲・ＣＦ範囲・Ｍ範囲・Ｈ範囲を特定する。尚、気孔、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトを設定された水準以上の割合で含むかどうかは、ＣＦピーク、Ｍピーク、Ｈピーク、Ｋピーク、Ｓピークを特定できるかどうかで判断してもよい。また、基準焼結鉱を、第１の焼結鉱とも称する。
続いて、情報処理装置７００は、組織構成を特定したい対象焼結鉱について、Ｓ９０１、Ｓ９０４と同様の処理を行うことで、測定Ｏ画像と測定Ｓｉ画像とを取得する。この対象焼結鉱を、第２の焼結鉱とも称する。このＳ９０１と同様の処理で取得された測定Ｏ画像を、第３の画像とも称する。このＳ９０４と同様の処理で取得された測定Ｓｉ画像を、第４の画像とも称する。そして、情報処理装置７００は、取得した測定Ｏ画像と、測定Ｓｉ画像と、予め特定したＫ範囲・Ｓ範囲・ＣＦ範囲・Ｍ範囲・Ｈ範囲と、を用いてＳ９０７と同様の処理を行うことで、対象焼結鉱の組織構成を特定する。
以上、本実施形態では、構成特定システムは、基準焼結鉱を用いて、予め、Ｋ範囲・Ｓ範囲・ＣＦ範囲・Ｍ範囲・Ｈ範囲を特定し、特定したＫ範囲・Ｓ範囲・ＣＦ範囲・Ｍ範囲・Ｈ範囲を用いて、対象焼結鉱の組織構成を特定することとした。これにより、対象焼結鉱にマグネタイトが微量にしか含まれない場合であっても、より精度よく、焼結鉱内の気孔と、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトといった４種の鉱物相とを特定することで、焼結鉱の組織構成を特定できる。
＜その他の実施形態＞
実施形態１、２では、情報処理装置７００は、対象焼結鉱に対するＥＰＭＡ７１０を用いたＯの測定により得られた画像（測定Ｏ画像）と、対象焼結鉱に対するＥＰＭＡ７１０を用いたＳｉの測定により得られた画像（測定Ｓｉ画像）と、を用いることとした。ただし、他の例として、情報処理装置７００は、測定Ｓｉ画像の代わりに、対象焼結鉱に対するＥＰＭＡ７１０を用いたＣａの測定により得られた画像（測定Ｃａ画像）を用いることとしてもよい。その場合、測定Ｓｉ画像を用いる場合と比べて、Ｋ範囲・Ｓ範囲を求める処理（Ｓ９０４～Ｓ９０６）が異なる。
ここで、実施形態１における測定Ｓｉ画像の代わりに測定Ｃａ画像を用いる場合におけるＳ９０４～Ｓ９０６の処理について説明する。
実施形態１、２では、情報処理装置７００は、対象焼結鉱に対するＥＰＭＡ７１０を用いたＯの測定により得られた画像（測定Ｏ画像）と、対象焼結鉱に対するＥＰＭＡ７１０を用いたＳｉの測定により得られた画像（測定Ｓｉ画像）と、を用いることとした。ただし、他の例として、情報処理装置７００は、測定Ｓｉ画像の代わりに、対象焼結鉱に対するＥＰＭＡ７１０を用いたＣａの測定により得られた画像（測定Ｃａ画像）を用いることとしてもよい。その場合、測定Ｓｉ画像を用いる場合と比べて、Ｋ範囲・Ｓ範囲を求める処理（Ｓ９０４～Ｓ９０６）が異なる。
ここで、実施形態１における測定Ｓｉ画像の代わりに測定Ｃａ画像を用いる場合におけるＳ９０４～Ｓ９０６の処理について説明する。
Ｓ９０４において、取得部７０１は、ＥＰＭＡ７１０により測定対象の対象焼結鉱に対して行われたＣａの測定により得られた画像（測定Ｃａ画像）を取得する。Ｓ９０４で取得された測定Ｃａ画像を、第２の画像とも称する。Ｓ９０４で取得された測定Ｃａ画像は、Ｓ９０１で取得された測定Ｏ画像と同じ領域（対象焼結鉱の部分）が撮影された画像である。
Ｓ９０５において、対応関係特定部７０２は、Ｓ９０４で取得された測定Ｃａ画像について、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する画素の個数と、の対応を示すヒストグラムを生成する。そして、対応関係特定部７０２は、生成したヒストグラムについて、回帰分析を行うことで、このヒストグラムの近似曲線を、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する画素の個数と、の対応関係を示す曲線として特定する。
Ｓ９０５において、対応関係特定部７０２は、Ｓ９０４で取得された測定Ｃａ画像について、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する画素の個数と、の対応を示すヒストグラムを生成する。そして、対応関係特定部７０２は、生成したヒストグラムについて、回帰分析を行うことで、このヒストグラムの近似曲線を、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する画素の個数と、の対応関係を示す曲線として特定する。
Ｓ９０６において、範囲特定部７０３は、Ｓ９０５で特定された近似曲線の極大値のうち値の最も大きなものから３つの極大値を、気孔、シリケートスラグ、カルシウムフェライトに対応する３つのピークとして特定する。範囲特定部７０３は、特定した３つのピークを、対応する輝度値の値が小さい順に、それぞれ、気孔に対応するＫピーク、シリケートスラグに対応するＳピーク、カルシウムフェライトに対応するＣＦピーク（Ｃａ）と特定する。ここで特定されたＫピークを、第６のピークとも称する。また、ここで特定されたＳピークを、第７のピークとも称する。ここで特定されたＣＦピーク（Ｃａ）を、第８のピークとも称する。
そして、範囲特定部７０３は、Ｋ・Ｓ谷（ＫピークとＳピークとの間の谷（ＫピークとＳピークとの間の最小の極小値））を特定し、特定したＫ・Ｓ谷に対応する輝度値未満の輝度値の範囲を、Ｋ範囲として特定する。ここで特定されたＫ・Ｓ谷を、第４の谷とも称する。また、範囲特定部７０３は、特定したＫ・Ｓ谷に対応する輝度値以上の輝度値の範囲を、Ｓ範囲として特定する。
実施形態２における測定Ｓｉ画像の代わりに測定Ｃａ画像を用いる場合には、対象焼結鉱を基準焼結鉱と読み替えて、Ｓ９０４～Ｓ９０６と同様の処理を行う。
以上が、測定Ｓｉ画像の代わりに測定Ｃａ画像を用いる場合のＫ範囲・Ｓ範囲を求める処理である。
また、構成特定部７０４は、測定Ｓｉ画像を測定Ｃａ画像と読み替えて、Ｓ９０７と同様の処理を行うことで、対象焼結鉱の組織構成を特定する。
そして、範囲特定部７０３は、Ｋ・Ｓ谷（ＫピークとＳピークとの間の谷（ＫピークとＳピークとの間の最小の極小値））を特定し、特定したＫ・Ｓ谷に対応する輝度値未満の輝度値の範囲を、Ｋ範囲として特定する。ここで特定されたＫ・Ｓ谷を、第４の谷とも称する。また、範囲特定部７０３は、特定したＫ・Ｓ谷に対応する輝度値以上の輝度値の範囲を、Ｓ範囲として特定する。
実施形態２における測定Ｓｉ画像の代わりに測定Ｃａ画像を用いる場合には、対象焼結鉱を基準焼結鉱と読み替えて、Ｓ９０４～Ｓ９０６と同様の処理を行う。
以上が、測定Ｓｉ画像の代わりに測定Ｃａ画像を用いる場合のＫ範囲・Ｓ範囲を求める処理である。
また、構成特定部７０４は、測定Ｓｉ画像を測定Ｃａ画像と読み替えて、Ｓ９０７と同様の処理を行うことで、対象焼結鉱の組織構成を特定する。
また、実施形態１、２では、範囲特定部７０３は、Ｓ９０６で、Ｋ・Ｓ谷に対応する輝度値未満の輝度値の範囲を、Ｋ範囲として特定し、Ｋ・Ｓ谷に対応する輝度値以上の輝度値の範囲を、Ｓ範囲として特定することとした。ただし、他の例として、範囲特定部７０３は、気孔の奥行方向に存在するシリケートスラグの影響で気孔の部分に対応する画素の輝度値が正確に０とはならない場合に対応して、以下のようにしてもよい。
即ち、範囲特定部７０３は、Ｓ９０６で、（Ｋ・Ｓ谷に対応する輝度値＋設定された閾値（例えば、２、３等））未満の輝度値の範囲を、Ｋ範囲として特定し、（Ｋ・Ｓ谷に対応する輝度値＋設定された閾値）以上の輝度値の範囲を、Ｓ範囲として特定してもよい。
また、実施形態１、２では、範囲特定部７０３は、ヒストグラムの近似曲線に基づいて、Ｍ範囲とＨ範囲との境界となる輝度値、ＣＦ範囲とＭ範囲との境界となる輝度値、及びＫ範囲とＳ範囲との境界となる輝度値を特定した。ただし、範囲特定部７０３は、モード法、判別分析法などの公知の手法でこれらの輝度値を特定してもよい。
即ち、範囲特定部７０３は、Ｓ９０６で、（Ｋ・Ｓ谷に対応する輝度値＋設定された閾値（例えば、２、３等））未満の輝度値の範囲を、Ｋ範囲として特定し、（Ｋ・Ｓ谷に対応する輝度値＋設定された閾値）以上の輝度値の範囲を、Ｓ範囲として特定してもよい。
また、実施形態１、２では、範囲特定部７０３は、ヒストグラムの近似曲線に基づいて、Ｍ範囲とＨ範囲との境界となる輝度値、ＣＦ範囲とＭ範囲との境界となる輝度値、及びＫ範囲とＳ範囲との境界となる輝度値を特定した。ただし、範囲特定部７０３は、モード法、判別分析法などの公知の手法でこれらの輝度値を特定してもよい。
また、実施形態１、２では、対応関係特定部７０２は、Ｓ９０２、Ｓ９０５で、ヒストグラムについて、回帰分析を行うことで、このヒストグラムの近似曲線を特定することとした。
対応関係特定部７０２は、生成したヒストグラムに外れ値が存在する場合に対応して、生成したヒストグラムに対して、公知の外れ値除去処理（例えば、ローパスフィルタ処理、メディアンフィルタ処理等）を施した後で、回帰分析を行うこととしてもよい。
対応関係特定部７０２は、生成したヒストグラムに外れ値が存在する場合に対応して、生成したヒストグラムに対して、公知の外れ値除去処理（例えば、ローパスフィルタ処理、メディアンフィルタ処理等）を施した後で、回帰分析を行うこととしてもよい。
また、実施形態１、２では、範囲特定部７０３は、ＳＫ範囲とＣＦ範囲との境界として特定された位置に対応する輝度値を、ＳＫ範囲とＣＦ範囲との境界（双方の範囲の端点）とした。ただし、範囲特定部７０３は、ＳＫ範囲とＣＦ範囲との境界として特定された位置に対応する輝度値に設定された値（例えば、１、２、－１、－２等）を加えた輝度値を、ＳＫ範囲とＣＦ範囲との境界としてもよい。
また、範囲特定部７０３は、ＣＦ・Ｍ谷に対応する輝度値を、ＣＦ範囲とＭ範囲との境界とした。ただし、範囲特定部７０３は、ＣＦ・Ｍ谷に対応する輝度値に設定された値（例えば、１、２、－１、－２等）を加えた輝度値を、ＣＦ範囲とＭ範囲との境界としてもよい。
また、範囲特定部７０３は、ＣＦ・Ｍ谷に対応する輝度値を、ＣＦ範囲とＭ範囲との境界とした。ただし、範囲特定部７０３は、ＣＦ・Ｍ谷に対応する輝度値に設定された値（例えば、１、２、－１、－２等）を加えた輝度値を、ＣＦ範囲とＭ範囲との境界としてもよい。
また、範囲特定部７０３は、Ｍ・Ｈ谷に対応する輝度値を、Ｍ範囲とＨ範囲との境界とした。ただし、範囲特定部７０３は、Ｍ・Ｈ谷に対応する輝度値に設定された値（例えば、１、２、－１、－２等）を加えた輝度値を、Ｍ範囲とＨ範囲との境界としてもよい。
また、範囲特定部７０３は、Ｋ・Ｓ谷に対応する輝度値を、Ｋ範囲とＳ範囲との境界とした。ただし、範囲特定部７０３は、Ｋ・Ｓ谷に対応する輝度値に設定された値（例えば、１、２、－１、－２等）を加えた輝度値を、Ｋ範囲とＳ範囲との境界としてもよい。
また、範囲特定部７０３は、Ｋ・Ｓ谷に対応する輝度値を、Ｋ範囲とＳ範囲との境界とした。ただし、範囲特定部７０３は、Ｋ・Ｓ谷に対応する輝度値に設定された値（例えば、１、２、－１、－２等）を加えた輝度値を、Ｋ範囲とＳ範囲との境界としてもよい。
また、実施形態１、２では、情報処理装置７００が組織構成特定方法を実行する処理について説明した。ただし、他の例として、ユーザが、組織構成特定方法を実行することとしてもよい。その場合、ユーザは、計算機等のツールを用いてもよい。
また、実施形態１、２の構成特定システムの機能構成の一部又は全てをハードウェアとして情報処理装置７００に実装してもよい。
また、実施形態１、２の構成特定システムの機能構成の一部又は全てをハードウェアとして情報処理装置７００に実装してもよい。
７００ 情報処理装置、７１０ ＥＰＭＡ、８０１ ＣＰＵ
Claims (15)
- 焼結鉱に対するＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｚｅｒ）を用いた酸素元素Ｏの測定により得られる第１の画像を取得する第１の取得工程と、
前記第１の画像に基づいて、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する前記第１の画像中の画素の個数と、の第１の対応関係を特定する第１の対応関係特定工程と、
前記第１の対応関係に基づいて、前記第１の画像中における気孔、又は、シリケートスラグに対応する画素の輝度値の第１の範囲と、前記第１の画像中におけるカルシウムフェライトに対応する画素の輝度値の第２の範囲と、前記第１の画像中におけるマグネタイトに対応する画素の輝度値の第３の範囲と、前記第１の画像中におけるヘマタイトに対応する画素の輝度値の第４の範囲と、を特定する第１の範囲特定工程と、
前記焼結鉱に対する前記ＥＰＭＡを用いたケイ素元素Ｓｉとカルシウム元素Ｃａとのうちの何れか１つの測定により得られる第２の画像を取得する第２の取得工程と、
前記第２の画像に基づいて、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する前記第２の画像中の画素の個数と、の第２の対応関係を特定する第２の対応関係特定工程と、
前記第２の対応関係に基づいて、前記第２の画像中における気孔に対応する画素の輝度値の第５の範囲と、前記第２の画像中におけるシリケートスラグに対応する画素の輝度値の第６の範囲と、を特定する第２の範囲特定工程と、
前記第１の画像における前記第２の範囲の輝度値を有する画素に対応する前記焼結鉱の部分をカルシウムフェライトとして特定し、前記第１の画像における前記第３の範囲の輝度値を有する画素に対応する前記焼結鉱の部分をマグネタイトとして特定し、前記第１の画像における前記第４の範囲の輝度値を有する画素に対応する前記焼結鉱の部分をヘマタイトとして特定し、前記第１の画像における前記第１の範囲の輝度値を有する画素と前記第２の画像における前記第５の範囲の輝度値を有する画素とに対応する前記焼結鉱の部分を気孔として特定し、前記第１の画像における前記第１の範囲の輝度値を有する画素と前記第２の画像における前記第６の範囲の輝度値を有する画素とに対応する前記焼結鉱の部分をシリケートスラグとして特定することで、前記焼結鉱の組織構成を特定する構成特定工程と、
を含む組織構成特定方法。 - 前記第２の取得工程では、前記焼結鉱に対する前記ＥＰＭＡを用いたＳｉの測定により得られる前記第２の画像を取得する請求項１に記載の組織構成特定方法。
- 前記第１の対応関係特定工程では、前記第１の画像についてのヒストグラムであって、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する前記第１の画像中の画素の個数と、の対応を示す前記ヒストグラムの第１の近似曲線を、前記第１の対応関係として特定し、
前記第２の対応関係特定工程では、前記第２の画像についてのヒストグラムであって、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する前記第２の画像中の画素の個数と、の対応を示す前記ヒストグラムの第２の近似曲線を、前記第２の対応関係として特定する請求項１又は２に記載の組織構成特定方法。 - 前記第１の範囲特定工程では、前記第１の近似曲線の極大値のうち最も大きいのものから３つの極大値を特定し、特定した前記３つの極大値のそれぞれを対応する輝度値の小さいものから順に第１のピーク、第２のピーク、第３のピークとして特定し、前記第１のピークと前記第２のピークとの間の最小の極小値を第１の谷として特定し、前記第２のピークと前記第３のピークとの間の最小の極小値を第２の谷として特定し、対応する値が設定された閾値であり、且つ、前記第１のピークよりも対応する輝度値が小さい前記第１の近似曲線における位置のうち、最も前記第１のピークに近い位置を境界位置として特定し、前記境界位置に対応する輝度値未満の範囲を前記第１の範囲として特定し、前記境界位置に対応する輝度値以上であり前記第１の谷に対応する輝度値未満の輝度値の範囲を前記第２の範囲として特定し、前記第１の谷に対応する輝度値以上であり前記第２の谷に対応する輝度値未満の輝度値の範囲を前記第３の範囲として特定し、前記第２の谷に対応する輝度値以上の輝度値の範囲を前記第４の範囲として特定し、
前記第２の範囲特定工程では、前記第２の画像がＳｉの測定により得られた画像である場合、前記第２の近似曲線の極大値のうち最も大きいものから２つの極大値を特定し、特定した前記２つの極大値のそれぞれを対応する輝度値の小さいものから順に第４のピーク、第５のピークとして特定し、前記第４のピークと前記第５のピークとの間の最小の極小値を第３の谷として特定し、前記第３の谷に対応する輝度値未満の輝度値の範囲を前記第５の範囲として特定し、前記第３の谷に対応する輝度値以上の輝度値の範囲を前記第６の範囲として特定し、前記第２の画像がＣａの測定により得られた画像である場合、前記第２の近似曲線の極大値のうち最も大きいものから３つの極大値を特定し、特定した前記３つの極大値のそれぞれを対応する輝度値の小さいものから順に第６のピーク、第７のピーク、第８のピークとして特定し、前記第６のピークと前記第７のピークとの間の最小の極小値を第４の谷として特定し、前記第４の谷に対応する輝度値未満の輝度値の範囲を前記第５の範囲として特定し、前記第４の谷に対応する輝度値以上の輝度値の範囲を前記第６の範囲として特定する請求項３に記載の組織構成特定方法。 - 前記第１の範囲特定工程では、前記第１の近似曲線の極大値のうち最も大きいのものから３つの極大値を特定し、特定した前記３つの極大値のそれぞれを対応する輝度値の小さいものから順に第１のピーク、第２のピーク、第３のピークとして特定し、前記第１のピークと前記第２のピークとの間の最小の極小値を第１の谷として特定し、前記第２のピークと前記第３のピークとの間の最小の極小値を第２の谷として特定し、対応する値が設定された閾値であり、且つ、前記第１のピークよりも対応する輝度値が小さい前記第１の近似曲線における位置のうち、最も前記第１のピークに近い位置を境界位置として特定し、前記境界位置に対応する輝度値未満の範囲を前記第１の範囲として特定し、前記境界位置に対応する輝度値以上であり前記第１の谷に対応する輝度値未満の輝度値の範囲を前記第２の範囲として特定し、前記第１の谷に対応する輝度値以上であり前記第２の谷に対応する輝度値未満の輝度値の範囲を前記第３の範囲として特定し、前記第２の谷に対応する輝度値以上の輝度値の範囲を前記第４の範囲として特定し、
前記第２の範囲特定工程では、前記第２の画像がＳｉの測定により得られた画像である場合、前記第２の近似曲線の極大値のうち最も大きいものから２つの極大値を特定し、特定した前記２つの極大値のそれぞれを対応する輝度値の小さいものから順に第４のピーク、第５のピークとして特定し、前記第４のピークと前記第５のピークとの間の最小の極小値を第３の谷として特定し、前記第３の谷に対応する輝度値に設定された閾値を加えた値未満の輝度値の範囲を前記第５の範囲として特定し、前記第３の谷に対応する輝度値に前記閾値を加えた値以上の輝度値の範囲を前記第６の範囲として特定し、前記第２の画像がＣａの測定により得られた画像である場合、前記第２の近似曲線の極大値のうち最も大きいものから３つの極大値を特定し、特定した前記３つの極大値のそれぞれを対応する輝度値の小さいものから順に第６のピーク、第７のピーク、第８のピークとして特定し、前記第６のピークと前記第７のピークとの間の最小の極小値を第４の谷として特定し、前記第４の谷に対応する輝度値に設定された閾値を加えた値未満の輝度値の範囲を前記第５の範囲として特定し、前記第４の谷に対応する輝度値に前記閾値を加えた値以上の輝度値の範囲を前記第６の範囲として特定する請求項３に記載の組織構成特定方法。 - 前記構成特定工程で特定された前記焼結鉱の組織構成を示す情報を出力する出力工程を更に含む請求項１乃至５の何れか１項に記載の組織構成特定方法。
- 気孔、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトを設定された水準以上の割合で含む第１の焼結鉱に対するＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｚｅｒ）を用いた酸素元素Ｏの測定により得られる第１の画像を取得する第１の取得工程と、
前記第１の画像に基づいて、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する前記第１の画像中の画素の個数と、の第１の対応関係を特定する第１の対応関係特定工程と、
前記第１の対応関係に基づいて、前記第１の画像中における気孔、又は、スラグに対応する画素の輝度値の第１の範囲と、前記第１の画像中におけるカルシウムフェライトに対応する画素の輝度値の第２の範囲と、前記第１の画像中におけるマグネタイトに対応する画素の輝度値の第３の範囲と、前記第１の画像中におけるヘマタイトに対応する画素の輝度値の第４の範囲と、を特定する第１の範囲特定工程と、
前記第１の焼結鉱に対する前記ＥＰＭＡを用いたケイ素元素Ｓｉとカルシウム元素Ｃａとのうちの何れか１つの測定により得られる第２の画像を取得する第２の取得工程と、
前記第２の画像に基づいて、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する前記第２の画像中の画素の個数と、の第２の対応関係を特定する第２の対応関係特定工程と、
前記第２の対応関係に基づいて、前記第２の画像中における気孔に対応する画素の輝度値の第５の範囲と、前記第２の画像中におけるシリケートスラグに対応する画素の輝度値の第６の範囲と、を特定する第２の範囲特定工程と、
第２の焼結鉱に対する前記ＥＰＭＡを用いたＯの測定により得られる第３の画像を取得する第３の取得工程と、
前記第２の画像がＳｉの測定により得られた画像である場合、前記第２の焼結鉱に対する前記ＥＰＭＡを用いたＳｉの測定により得られる画像を第４の画像として取得し前記第２の画像がＣａの測定により得られた画像である場合、前記第２の焼結鉱に対する前記ＥＰＭＡを用いたＣａの測定により得られる画像を前記第４の画像として取得する第４の取得工程と、
前記第３の画像における前記第２の範囲の輝度値を有する画素に対応する前記第２の焼結鉱の部分をカルシウムフェライトとして特定し、前記第３の画像における前記第３の範囲の輝度値を有する画素に対応する前記第２の焼結鉱の部分をマグネタイトとして特定し、前記第３の画像における前記第４の範囲の輝度値を有する画素に対応する前記第２の焼結鉱の部分をヘマタイトとして特定し、前記第３の画像における前記第１の範囲の輝度値を有する画素と前記第４の画像における前記第５の範囲の輝度値を有する画素とに対応する前記第２の焼結鉱の部分を気孔として特定し、前記第３の画像における前記第１の範囲の輝度値を有する画素と前記第４の画像における前記第６の範囲の輝度値を有する画素とに対応する前記第２の焼結鉱の部分をシリケートスラグとして特定することで、前記第２の焼結鉱の組織構成を特定する構成特定工程と、
を含む組織構成特定方法。 - 前記第２の取得工程では、前記第１の焼結鉱に対する前記ＥＰＭＡを用いたＳｉの測定により得られる前記第２の画像を取得する請求項７に記載の組織構成特定方法。
- 前記第１の対応関係特定工程では、前記第１の画像についてのヒストグラムであって、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する前記第１の画像中の画素の個数と、の対応を示す前記ヒストグラムの第１の近似曲線を、前記第１の対応関係として特定し、
前記第２の対応関係特定工程では、前記第２の画像についてのヒストグラムであって、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する前記第２の画像中の画素の個数と、の対応を示す前記ヒストグラムの第２の近似曲線を、前記第２の対応関係として特定する請求項７又は８に記載の組織構成特定方法。 - 前記第１の範囲特定工程では、前記第１の近似曲線の極大値のうち最も大きいのものから３つの極大値を特定し、特定した前記３つの極大値のそれぞれを対応する輝度値の小さいものから順に第１のピーク、第２のピーク、第３のピークとして特定し、前記第１のピークと前記第２のピークとの間の最小の極小値を第１の谷として特定し、前記第２のピークと前記第３のピークとの間の最小の極小値を第２の谷として特定し、対応する値が設定された閾値であり、且つ、前記第１のピークよりも対応する輝度値が小さい前記第１の近似曲線における位置のうち、最も前記第１のピークに近い位置を境界位置として特定し、前記境界位置に対応する輝度値未満の範囲を前記第１の範囲として特定し、前記境界位置に対応する輝度値以上であり前記第１の谷に対応する輝度値未満の輝度値の範囲を前記第２の範囲として特定し、前記第１の谷に対応する輝度値以上であり前記第２の谷に対応する輝度値未満の輝度値の範囲を前記第３の範囲として特定し、前記第２の谷に対応する輝度値以上の輝度値の範囲を前記第４の範囲として特定し、
前記第２の範囲特定工程では、前記第２の画像がＳｉの測定により得られた画像である場合、前記第２の近似曲線の極大値のうち最も大きいものから２つの極大値を特定し、特定した前記２つの極大値のそれぞれを対応する輝度値の小さいものから順に第４のピーク、第５のピークとして特定し、前記第４のピークと前記第５のピークとの間の最小の極小値を第３の谷として特定し、前記第３の谷に対応する輝度値未満の輝度値の範囲を前記第５の範囲として特定し、前記第３の谷に対応する輝度値以上の輝度値の範囲を前記第６の範囲として特定し、前記第２の画像がＣａの測定により得られた画像である場合、前記第２の近似曲線の極大値のうち最も大きいものから３つの極大値を特定し、特定した前記３つの極大値のそれぞれを対応する輝度値の小さいものから順に第６のピーク、第７のピーク、第８のピークとして特定し、前記第６のピークと前記第７のピークとの間の最小の極小値を第４の谷として特定し、前記第４の谷に対応する輝度値未満の輝度値の範囲を前記第５の範囲として特定し、前記第４の谷に対応する輝度値以上の輝度値の範囲を前記第６の範囲として特定する請求項９に記載の組織構成特定方法。 - 前記第１の範囲特定工程では、前記第１の近似曲線の極大値のうち最も大きいのものから３つの極大値を特定し、特定した前記３つの極大値のそれぞれを対応する輝度値の小さいものから順に第１のピーク、第２のピーク、第３のピークとして特定し、前記第１のピークと前記第２のピークとの間の最小の極小値を第１の谷として特定し、前記第２のピークと前記第３のピークとの間の最小の極小値を第２の谷として特定し、対応する値が設定された閾値であり、且つ、前記第１のピークよりも対応する輝度値が小さい前記第１の近似曲線における位置のうち、最も前記第１のピークに近い位置を境界位置として特定し、前記境界位置に対応する輝度値未満の範囲を前記第１の範囲として特定し、前記境界位置に対応する輝度値以上であり前記第１の谷に対応する輝度値未満の輝度値の範囲を前記第２の範囲として特定し、前記第１の谷に対応する輝度値以上であり前記第２の谷に対応する輝度値未満の輝度値の範囲を前記第３の範囲として特定し、前記第２の谷に対応する輝度値以上の輝度値の範囲を前記第４の範囲として特定し、
前記第２の範囲特定工程では、前記第２の画像がＳｉの測定により得られた画像である場合、前記第２の近似曲線の極大値のうち最も大きいものから２つの極大値を特定し、特定した前記２つの極大値のそれぞれを対応する輝度値の小さいものから順に第４のピーク、第５のピークとして特定し、前記第４のピークと前記第５のピークとの間の最小の極小値を第３の谷として特定し、前記第３の谷に対応する輝度値に設定された閾値を加えた値未満の輝度値の範囲を前記第５の範囲として特定し、前記第３の谷に対応する輝度値に前記閾値を加えた値以上の輝度値の範囲を前記第６の範囲として特定し、前記第２の画像がＣａの測定により得られた画像である場合、前記第２の近似曲線の極大値のうち最も大きいものから３つの極大値を特定し、特定した前記３つの極大値のそれぞれを対応する輝度値の小さいものから順に第６のピーク、第７のピーク、第８のピークとして特定し、前記第６のピークと前記第７のピークとの間の最小の極小値を第４の谷として特定し、前記第４の谷に対応する輝度値に設定された閾値を加えた値未満の輝度値の範囲を前記第５の範囲として特定し、前記第４の谷に対応する輝度値に前記閾値を加えた値以上の輝度値の範囲を前記第６の範囲として特定する請求項９に記載の組織構成特定方法。 - 前記構成特定工程で特定された前記第２の焼結鉱における気孔、シリケートスラグ、カルシウムフェライト、マグネタイト、ヘマタイトの部分を示す情報を出力する出力工程を更に含む請求項７乃至１１の何れか１項に記載の組織構成特定方法。
- 焼結鉱に対するＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｚｅｒ）を用いた酸素元素Ｏの測定により得られる第１の画像を取得する第１の取得手段と、
前記第１の画像に基づいて、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する前記第１の画像中の画素の個数と、の第１の対応関係を特定する第１の対応関係特定手段と、
前記第１の対応関係に基づいて、前記第１の画像中における気孔、又は、シリケートスラグに対応する画素の輝度値の第１の範囲と、前記第１の画像中におけるカルシウムフェライトに対応する画素の輝度値の第２の範囲と、前記第１の画像中におけるマグネタイトに対応する画素の輝度値の第３の範囲と、前記第１の画像中におけるヘマタイトに対応する画素の輝度値の第４の範囲と、を特定する第１の範囲特定手段と、
前記焼結鉱に対する前記ＥＰＭＡを用いたケイ素元素Ｓｉとカルシウム元素Ｃａとのうちの何れか１つの測定により得られる第２の画像を取得する第２の取得手段と、
前記第２の画像に基づいて、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する前記第２の画像中の画素の個数と、の第２の対応関係を特定する第２の対応関係特定手段と、
前記第２の対応関係に基づいて、前記第２の画像中における気孔に対応する画素の輝度値の第５の範囲と、前記第２の画像中におけるシリケートスラグに対応する画素の輝度値の第６の範囲と、を特定する第２の範囲特定手段と、
前記第１の画像における前記第２の範囲の輝度値を有する画素に対応する前記焼結鉱の部分をカルシウムフェライトとして特定し、前記第１の画像における前記第３の範囲の輝度値を有する画素に対応する前記焼結鉱の部分をマグネタイトとして特定し、前記第１の画像における前記第４の範囲の輝度値を有する画素に対応する前記焼結鉱の部分をヘマタイトとして特定し、前記第１の画像における前記第１の範囲の輝度値を有する画素と前記第２の画像における前記第５の範囲の輝度値を有する画素とに対応する前記焼結鉱の部分を気孔として特定し、前記第１の画像における前記第１の範囲の輝度値を有する画素と前記第２の画像における前記第６の範囲の輝度値を有する画素とに対応する前記焼結鉱の部分をシリケートスラグとして特定することで、前記焼結鉱の組織構成を特定する構成特定手段と、
を有する組織構成特定装置。 - マグネタイトを設定された水準以上の割合で含む第１の焼結鉱に対するＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｚｅｒ）を用いた酸素元素Ｏの測定により得られる第１の画像を取得する第１の取得手段と、
前記第１の画像に基づいて、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する前記第１の画像中の画素の個数と、の第１の対応関係を特定する第１の対応関係特定手段と、
前記第１の対応関係に基づいて、前記第１の画像中における気孔、又は、シリケートスラグに対応する画素の輝度値の第１の範囲と、前記第１の画像中におけるカルシウムフェライトに対応する画素の輝度値の第２の範囲と、前記第１の画像中におけるマグネタイトに対応する画素の輝度値の第３の範囲と、前記第１の画像中におけるヘマタイトに対応する画素の輝度値の第４の範囲と、を特定する第１の範囲特定手段と、
前記第１の焼結鉱に対する前記ＥＰＭＡを用いたケイ素元素Ｓｉとカルシウム元素Ｃａとのうちの何れか１つの測定により得られる第２の画像を取得する第２の取得手段と、
前記第２の画像に基づいて、画素の輝度値と、対応する輝度値を有する前記第２の画像中の画素の個数と、の第２の対応関係を特定する第２の対応関係特定手段と、
前記第２の対応関係に基づいて、前記第２の画像中における気孔に対応する画素の輝度値の第５の範囲と、前記第２の画像中におけるシリケートスラグに対応する画素の輝度値の第６の範囲と、を特定する第２の範囲特定手段と、
第２の焼結鉱に対する前記ＥＰＭＡを用いたＯの測定により得られる第３の画像を取得する第３の取得手段と、
前記第２の画像がＳｉの測定により得られた画像である場合、前記第２の焼結鉱に対する前記ＥＰＭＡを用いたＳｉの測定により得られる画像を第４の画像として取得し前記第２の画像がＣａの測定により得られた画像である場合、前記第２の焼結鉱に対する前記ＥＰＭＡを用いたＣａの測定により得られる画像を前記第４の画像として取得する第４の取得手段と、
前記第３の画像における前記第２の範囲の輝度値を有する画素に対応する前記第２の焼結鉱の部分をカルシウムフェライトとして特定し、前記第３の画像における前記第３の範囲の輝度値を有する画素に対応する前記第２の焼結鉱の部分をマグネタイトとして特定し、前記第３の画像における前記第４の範囲の輝度値を有する画素に対応する前記第２の焼結鉱の部分をヘマタイトとして特定し、前記第３の画像における前記第１の範囲の輝度値を有する画素と前記第４の画像における前記第５の範囲の輝度値を有する画素とに対応する前記第２の焼結鉱の部分を気孔として特定し、前記第３の画像における前記第１の範囲の輝度値を有する画素と前記第４の画像における前記第６の範囲の輝度値を有する画素とに対応する前記第２の焼結鉱の部分をシリケートスラグとして特定することで、前記第２の焼結鉱の組織構成を特定する構成特定手段と、
を有する組織構成特定装置。 - コンピュータに、請求項１乃至１２の何れか１項に記載の組織構成特定方法の各工程を実行させるためのプログラム。
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| 汪志全,外５名，EPMA無作為面分析による高アルミナ焼結鉱の組成解析，鉄と鋼，日本，日本鉄鋼協会，1998年03月26日，第８４巻第１０号，第６８９頁～第６９６頁，https://www.jstage.jst.go.jp/article/tetsutohagane1955/84/10/84_10_689/_pdf/-char/ja |
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