KR20040099762A - 디지털 초음파 영상화 시스템 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야
본 발명은, 디지털 초음파 영상화 시스템 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 상수도관, 가스배관 등의 물리적 결함을 검사하기 위한 초음파 탐상에 있어서 피검사체(구조물)로부터 되돌아오는 반향 신호를 검사자가 판독하기 쉬운 형태로 영상화하기 위한 디지털 초음파 영상화 시스템 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결 방법의 요지
본 발명은, 디지털 초음파 영상화 시스템에 있어서, 초음파 탐촉 수단의 위치를 검출하기 위한 위치 검출 수단; 상기 위치 검출 수단으로부터의 위치 신호를 영상 처리 수단으로 전송하기 위한 위치 신호 전달 수단; 상기 위치 신호 전달 수단으로부터의 위치 신호를 주기적으로 추적하여 위치 변화가 생기면 초음파를 발생시키기 위한 전기적인 신호를 송신하도록 초음파 송수신 수단을 제어하고, 아날로그/디지털 변환 수단으로부터 전달받은 디지털 반사 초음파 데이터를 처리하여 영상화하기 위한 상기 영상 처리 수단; 상기 영상 처리 수단의 제어에 따라 초음파를 발생시키기 위한 전기적인 신호를 상기 초음파 탐촉 수단으로 송신하고, 상기 초음파 탐촉 수단으로부터의 전기적인 반사 초음파 신호를 수신하기 위한 상기 초음파 송수신 수단; 상기 초음파 송수신 수단으로부터의 전기적인 신호를 초음파 신호로 변환하여 피검사체로 발진시키고, 상기 피검사체로부터 반사되어 돌아오는 초음파 신호를 수신하여 전기적인 신호로 변환한 후 상기 초음파 송수신 수단으로 전달하기 위한 상기 초음파 탐촉 수단; 및 상기 초음파 송수신 수단으로부터 아날로그 형태의 반사 초음파 신호를 전달받아 디지털 형태의 반사 초음파 데이터로 변환시켜 상기 영상 처리 수단으로 전달하기 위한 상기 아날로그/디지털 변환 수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 상수도관, 가스배관 등의 물리적 결함 검사에 이용됨.
Description
본 발명은, 디지털 초음파 영상화 시스템 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상수도관, 가스배관 등의 물리적 결함을 검사하기 위한 초음파 탐상에 있어서 피검사체(구조물)로부터 되돌아오는 반향 신호를 검사자가 판독하기 쉬운 형태로 영상화하기 위한 디지털 초음파 영상화 시스템 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
일반적으로 구조물이나 제품을 분해하거나 파괴하지 않고 원형 그대로 결함, 안전도, 수명 등을 정확하게 진단하여 하자를 보수하거나 품질을 관리할 수 있는 검사 방법을 비파괴 검사 방법이라 한다. 이러한 비파괴 검사 방법의 종류로는 방사선투과검사(Radiograpic Test) 방법, 초음파탐상(Ultrasonic Test) 방법, 액체침투탐상(Liquid Penetrant Test) 방법, 자분탐상(Magnetic Particle Test) 방법, 와전류탐상(Eddy Current Test) 방법, 및 누설탐상(Leak Test) 방법 등이 있다.
이중에서 초음파탐상(Ultrasonic Test) 방법은 고주파수의 초음파를 피검사체 내로 보내어 표면 및 내부 결함을 검출하는 방법으로, 금속의 조직검사에 유용하고, 작업자의 안전관리상의 문제가 없으며, 결함유무를 신속하게 판단할 수 있는 장점이 있다.
이러한 초음파탐상 방법은, 우선 피검사체에 초음파 탐촉자를 놓고, 진동장에서 발생한 초음파 펄스를 피검사체 내부로 진행시킨다. 이 때, 초음파 펄스의 진행방향에 결함이나 낮은 면이 있으면 에너지의 손실과 더불어 계면에서 반사되는데, 이와 같이 반사된 초음파를 초음파 탐촉자를 통하여 수신하여 분석함으로써 결함의 존재 및 위치를 알아낼 수 있게 된다. 즉, 검사자는 피검사체 내의 불연속부에서 반사된 초음파 신호의 크기, 물체의 밑바닥 신호에서의 위치 등의 정보로부터 불연속의 크기, 위치 등을 파악하게 된다.
그런데, 초음파탐상(Ultrasonic Test) 방법을 이용하여 상수도관, 가스배관 등과 같이 강체로 구성된 피검사체의 결함을 파악하는데 있어서, 신호의 신속한 처리와 더불어 매우 중요한 것은 검사자가 피검사체의 결함 여부를 쉽게 판독할 수 있는 형태로 출력시켜 주는 것이다. 즉, 초음파탐상(Ultrasonic Test) 방법에 있어서, 피검사체로부터 반사된 초음파 신호를 수신하여 판독이 용이한 형태로 영상화할 수 있는 기술이 요구된다.
본 발명은, 상기와 같은 요구에 부응하기 위하여 제안된 것으로, 상수도관, 가스배관 등의 물리적 결함을 검사하기 위한 초음파 탐상에 있어서 피검사체(구조물)로부터 되돌아오는 반향 신호를 검사자가 판독하기 쉬운 형태로 영상화하기 위한 디지털 초음파 영상화 시스템 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 디지털 초음파 영상화 시스템의 일실시예 전체 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 디지털 초음파 영상화 시스템 중에서 영상 처리기의 일실시예 상세 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 디지털 초음파 영상화 방법에 대한 일실시예 전체 흐름도.
도 4는 본 발명에 따른 디지털 초음파 영상화 방법 중에서 단면 영상으로 형상 매핑을 수행하는 과정에 대한 일실시예 상세 흐름도.
도 5는 본 발명에 따른 디지털 초음파 영상화 방법 중에서 정점 진폭(Peak Amplitude)을 색으로 변환하는 과정에 대한 일실시예 설명도.
도 6은 본 발명에 따른 디지털 초음파 영상화 방법 중에서 정점 진폭(Peak Amplitude) 데이터를 수도관의 단면 영상으로 형상 매핑하는 과정에 대한 일실시예 설명도.
도 7은 본 발명에 따른 디지털 초음파 영상화 방법 중에서 나누기 연산 과정에 대한 일실시예 설명도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
11 : 초음파 송수신기 12 : 아날로그/디지털 변환기
13 : 초음파 탐촉자 14 : 인코더
15 : 인코더 계수기 16 : 영상 처리기
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 디지털 초음파 영상화 시스템에 있어서, 초음파 탐촉 수단의 위치를 검출하기 위한 위치 검출 수단; 상기 위치 검출 수단으로부터의 위치 신호를 영상 처리 수단으로 전송하기 위한 위치 신호 전달 수단; 상기 위치 신호 전달 수단으로부터의 위치 신호를 주기적으로 추적하여 위치 변화가 생기면 초음파를 발생시키기 위한 전기적인 신호를 송신하도록 초음파 송수신 수단을 제어하고, 아날로그/디지털 변환 수단으로부터 전달받은 디지털 반사 초음파 데이터를 처리하여 영상화하기 위한 상기 영상 처리 수단; 상기 영상 처리 수단의 제어에 따라 초음파를 발생시키기 위한 전기적인 신호를 상기 초음파 탐촉 수단으로 송신하고, 상기 초음파 탐촉 수단으로부터의 전기적인 반사 초음파 신호를 수신하기 위한 상기 초음파 송수신 수단; 상기 초음파 송수신 수단으로부터의 전기적인 신호를 초음파 신호로 변환하여 피검사체로 발진시키고, 상기 피검사체로부터반사되어 돌아오는 초음파 신호를 수신하여 전기적인 신호로 변환한 후 상기 초음파 송수신 수단으로 전달하기 위한 상기 초음파 탐촉 수단; 및 상기 초음파 송수신 수단으로부터 아날로그 형태의 반사 초음파 신호를 전달받아 디지털 형태의 반사 초음파 데이터로 변환시켜 상기 영상 처리 수단으로 전달하기 위한 상기 아날로그/디지털 변환 수단을 포함한다.
한편, 본 발명은, 디지털 초음파 영상화 방법에 있어서, 영상 처리기가 인코더 계수기로부터의 위치 추적 함수 리턴값을 주기적으로 추적하여 위치 변화를 감지하는 제 1 단계; 상기 제 1 단계에서 위치 변화를 감지한 후, 초음파 탐촉자를 통하여 피검사체로 초음파가 송신되도록 상기 영상 처리기가 초음파 송수신기를 제어하는 제 2 단계; 상기 피검사체로부터 반사되어 초음파 탐촉자와 상기 초음파 송수신기를 통하여 돌아오는 아날로그 형태의 반사 초음파 신호가 아날로그/디지털 변환기에서 디지털 형태로 변환된 반사 초음파 데이터를 상기 영상 처리기가 전달받는 제 3 단계; 및 상기 영상 처리기가 상기 전달받은 디지털 반사 초음파 데이터를 단면 영상으로 형상 매핑을 수행하여 디스플레이 장치에 출력하는 제 4 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은, 프로세서를 구비한 영상 처리기에, 상기 영상 처리기가 인코더 계수기로부터의 위치 추적 함수 리턴값을 주기적으로 추적하여 위치 변화를 감지하는 제 1 기능; 상기 제 1 기능에서 위치 변화를 감지한 후, 초음파 탐촉자를 통하여 피검사체로 초음파가 송신되도록 상기 영상 처리기가 초음파 송수신기를 제어하는 제 2 기능; 상기 피검사체로부터 반사되어 초음파 탐촉자와 상기 초음파 송수신기를 통하여 돌아오는 아날로그 형태의 반사 초음파 신호가 아날로그/디지털 변환기에서 디지털 형태로 변환된 반사 초음파 데이터를 상기 영상 처리기가 전달받는 제 3 기능; 및 상기 영상 처리기가 상기 전달받은 디지털 반사 초음파 데이터를 단면 영상으로 형상 매핑을 수행하여 디스플레이 장치에 출력하는 제 4 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 디지털 초음파 영상화 시스템의 일실시예 전체 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 초음파 영상화 시스템은, 초음파 탐촉자(13)의 위치를 검출하기 위한 인코더(14), 인코더(14)로부터의 위치 신호를 영상 처리기(16)로 전송하기 위한 인코더 계수기(15), 인코더 계수기(15)로부터의 위치 신호를 주기적으로 추적하여 위치 변화가 생기면 초음파를 발생시키기 위한 전기적인 신호를 초음파 탐촉자(13)로 송신하도록 초음파 송수신기(11)를 제어하고, 초음파 탐촉자(13)와 초음파 송수신기(11) 및 아날로그/디지털 변환기(12)를 거쳐 전달받은 디지털 반사 초음파 데이터를 처리하여 영상화하기 위한 영상 처리기(16), 영상 처리기(16)의 제어에 따라 초음파를 발생시키기 위한 전기적인 신호를 초음파 탐촉자(13)로 송신하고, 초음파 탐촉자(13)로부터의 전기적인 신호로 변환된 반사 초음파 신호를 수신하기 위한 초음파 송수신기(11), 초음파송수신기(11)로부터의 전기적인 신호를 초음파 신호로 변환하여 피검사체로 발진시키고, 상기 피검사체로부터 반사되어 돌아오는 초음파 신호를 수신하여 전기적인 신호로 변환하여 초음파 송수신기(11)로 전달하기 위한 초음파 발진/수신 센서인 초음파 탐촉자(13), 상기 초음파 송수신기(11)로부터 아날로그 형태의 반사 초음파 신호를 전달받아 영상 처리기(16)에서 처리 가능한 디지털 형태의 반사 초음파 데이터로 변환시켜 영상 처리기(16)로 전달하기 위한 아날로그/디지털 변환기(12)를 포함한다.
다음으로, 상기 각 구성요소의 동작을 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 초음파를 수도관 내부 등의 피검사체에 송신하는 과정은 영상 처리기(16)의 스레드(Thread : 프로세싱 단위)에서 인코더 계수기(15)로부터 전달되는 위치 변수의 값을 추적하여 초음파 탐촉자(13)의 위치를 계속적으로 검출하여 초음파를 송신하도록 제어한다. 이 때, 추적의 대상이 되는 변수는 영상 처리기(16)에서 내부의 타이머를 통해서 변화량이 계산되고, 일정한 변화(사용자가 지정한 증분값) 이상의 변수 변화가 있는 경우에는 초음파 탐촉자(13)가 이동하였다고 판단하여 초음파를 다시 내보내도록 초음파 송수신기(11)를 제어한다.
이후, 수도관 내부 등으로 전달된 초음파가 수도관의 해당 스캐닝 영역에 내재한 결함 등에 의하여 반사되어 되돌아오면, 초음파 송수신기(11)가 초음파 탐촉자(13)를 거쳐 수집(수신)하여 게인 등을 적용한 후 아날로그/디지털 변환기(12)로 전달한다.
그러면, 아날로그/디지털 변환기(12)에서는 동기화(Synchronization) 포트에서 초음파 송수신기(11)로부터의 아날로그 반사 초음파 신호를 시작 위치에 동기화하여 전달받는다. 그리고, 상기 전달받은 아날로그 반사 초음파 신호를 디지털 반사 초음파 데이터로 변환하여 내부 메모리에 저장하고, 영상 처리기(16)로부터의 제어 신호에 따라 고역 통과 필터(HPF : High Pass Filter)와 저역 통과 필터(LPF : Low Pass Filter)를 적용하여 노이즈 신호를 제거하고 댐핑 등을 설정하여 획득 신호를 재처리한 후 전송을 수행하게 된다. 이 때, 아날로그/디지털 샘플링 주파수, 필터, 게인, 댐핑 등은 시스템 작동중이라도 사용자의 요청에 따라 바꿀 수 있다.
한편, 영상 처리기(16)에서는 아날로그/디지털 변환기(12)로부터 전달받은 디지털 반사 초음파 데이터를 처리하여 영상화를 수행하게 된다. 그 구성 및 동작을 도 2를 참조하여 좀 더 상세히 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 디지털 초음파 영상화 시스템 중에서 영상 처리기의 일실시예 상세 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 초음파 영상화 시스템의 영상 처리기(16)는, 아날로그/디지털 변환 제어부(21), 초음파 송수신 제어부(22), 이미지 처리부(23), 위치 추적부(24), 저장부(26) 및 그래픽 유저 인터페이스부(25)를 포함한다.
먼저, 디지털 초음파 영상화 시스템이 동작을 시작하면 위치 추적부(24)가 인코더 계수기(15)로부터의 위치 추적 함수 리턴값을 주기적으로 추적하여 위치 변화가 생기면 초음파 송수신 제어부(22)가 초음파 송수신기(11)를 제어하여 초음파탐촉자(13)를 가진시킨다. 또한, 아날로그/디지털 변환 제어부(21)에 위치 변화가 발생하였음을 알린다.
이와 동시에, 초음파 송수신기(11)가 초음파 탐촉자(13)로부터 수신한 아날로그 반사 초음파 신호를 아날로그/디지털 변환기(12)로 전달하고, 아날로그/디지털 변환기(12)는 상기 전달받은 아날로그 반사 초음파 신호를 디지털 반사 초음파 데이터로 변환한 후 내부 메모리(도시되지 않음)에 저장한다.
이후, 아날로그/디지털 변환 제어부(21)가 아날로그/디지털 변환기(12)의 내부 메모리에 저장된 디지털 반사 초음파 데이터를 읽어들여 이미지 처리부(23)에 전달하면, 이미지 처리부(23)가 영상화를 수행하게 된다. 이 때, 이미지 처리부(23)에서 영상화를 수행하는 상세한 과정은 도3 및 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.
한편, 이미지 처리부(23)는 영상화를 수행한 결과를 그래픽 유저 인터페이스부(25)로 전달하고, 그래픽 유저 인터페이스부(25)에서는 디스플레이 장치(도시되지 않음)에 결과 화면을 출력하게 된다.
그리고, 저장부(26)는 디지털 초음파를 영상화하기 위한 이미지 처리 프로그램, 영상화 과정 중에 생성되는 중간 처리 데이터 및 최종적으로 처리된 초음파 영상화 데이터 등을 저장하는데 사용된다.
도 3은 본 발명에 따른 디지털 초음파 영상화 방법에 대한 일실시예 전체 흐름도이다.
먼저, 영상 처리기(16)가 인코더 계수기(15)로부터의 위치 추적 함수 리턴값을 주기적으로 추적하여 위치 변화가 생기면 초음파 송수신기(11)를 제어하여 초음파를 초음파 탐촉자(13)를 통하여 피검사체로 송신한다(301). 그리고, 상기 초음파 송수신기(11)가 초음파 탐촉자(13)를 통하여 피검사체로부터 반사되어 돌아오는 아날로그 반사 초음파 신호를 수신하여 아날로그/디지털 변환기(12)로 전달하면(302), 상기 아날로그/디지털 변환기(12)가 상기 전달받은 아날로그 반사 초음파 신호를 디지털 반사 초음파 데이터로 변환하여 상기 영상 처리기(16)로 전달한다(303). 그러면, 상기 영상 처리기(16)가 디지털 반사 초음파 데이터를 단면 영상으로 형상 매핑을 수행하여 디스플레이 장치(도시되지 않음)에 출력하게 된다(304).
도 4는 본 발명에 따른 디지털 초음파 영상화 방법 중에서 단면 영상으로 형상 매핑을 수행하는 과정에 대한 일실시예 상세 흐름도이다.
먼저, 이미지 처리부(23)가 사용자로부터 선택받은 최종 영상의 해상도와 컬러 해상도에 따라 저장부(26)에 비트맵 인스턴스를 생성한다(401). 이 때, 상기 저장부(26)는 이미지 처리부 내부에 포함된 형태로 구현할 수도 있다.
그리고, 아날로그/디지털 변환 제어부(21)가 디지털 반사 초음파 데이터로부터 추출된 스캔 라인당 각각의 점에 대한 정점 진폭(Peak Amplitude)(디지털 반사 초음파 데이터)을 전달받아 색으로 변환한 후, 상기 생성된 비트맵 인스턴스에 저장한다(402). 이후, 상기 비트맵 인스턴스에 저장되어 있는 데이터를 수도관의 단면 영상처럼 보이도록 형상 매핑을 하여(403), 외부로부터의 요청에 따라 디스플레이 장치의 해당 영역에 출력시킨다(404).
이 때, 정점 진폭(Peak Amplitude)을 색으로 변환하는 과정과 정점 진폭(Peak Amplitude) 데이터를 수도관의 단면 형상 매핑하는 과정에 대하여는 도 5 및 도 6을 참조하여 보다 상세히 살펴보기로 한다.
도 5는 본 발명에 따른 디지털 초음파 영상화 방법 중에서 정점 진폭(Peak Amplitude)을 색으로 변환하는 과정에 대한 일실시예 설명도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 정점 진폭(Peak Amplitude)을 색으로 변환하기 위하여서는, 전달받은 스캔 라인당 각각의 점에 대한 정점 진폭(Peak Amplitude)의 값을 4개의 구간으로 나누어, 각 구간별로 정점 진폭(Peak Amplitude)이 0부터 64 사이일 때는 "51"과 같은 방법, 64부터 127 사이일 때는 "52"와 같은 방법, 127부터 191 사이일 때는 "53"과 같은 방법, 그리고 191부터 255 사이일 때는 "54"와 같은 방법으로 RGB 값의 가중치를 계산하여, 그 결과로 얻어진 RGB 값을 색으로 변환한다.
이 때, 사용자가 어떠한 컬러 팔레트를 사용하느냐에 따라 흑백의 영상을 만들거나, 무지개 분포의 영상을 만들 수도 있는데, 무지개 분포의 영상이 결함부의 신호와 비결함부의 신호를 보다 명확하게 구분할 수 있다.
또한, 정점 진폭(Peak Amplitude)을 색으로 변환하기 이전에, 결함이 있는 피검사체와 결함이 없는 피검사체의 구분이 쉽도록 하기 위하여 나누기 연산 알고리즘을 이용할 수도 있다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 두 데이터 중에 각 데이터에서 위치가 일치하는 각 점들의 값을 서로 나누어준 후에 설정치를 곱하여 주면 변화가 생기는 부분(결함부분)과 변화가 생기지 않는 부분(비결함부분) 둘로 나누어지게 된다. 이처럼 나누기 연산 알고리즘을 이용하여 이미지화하면 두 데이터의 차이 부분만이 두드러지게 나타나 보이게 되어, 사람의 눈으로 구분하기 어려운 결함을 찾아낼 수 있고, 대비 시험 결과를 얻을 수 있는 장점이 있다.
도 6은 본 발명에 따른 디지털 초음파 영상화 방법 중에서 정점 진폭(Peak Amplitude) 데이터를 수도관의 단면 영상으로 형상 매핑하는 과정에 대한 일실시예 설명도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 배관의 원주 방향을 "theta"로 두고, 수도관의 두께 방향 인덱스를 " I"로 두어, 아래의 (수학식1)을 이용하여 직각 좌표계를 원통 좌표계로 변환한다.
즉, N번째 스캔 라인에 대한 초음파 데이터(61)는 N번째 각도에 대한 초음파 데이터(62)로 나타낼 수 있으므로, 구해진 좌표에 해당하는 색을 출력하는 과정을 반복하여 하나의 프레임을 완성한다.
상기 과정을 프로그램(C, C++)으로 구현하면 다음과 같다.
for(theta=0;theta<3.14*2;theta+=resol)
{
index_theta=1;
for(i=0;i<SAMPLES;i++) //여기서 i가 두께 방향의 인덱스가 된다.
{
JETcolormap mycolormap = new JETcolormap((byte)Math.Abs
(allscan_data[i,index_theta]));
Pen pen = new Pen(myclormap.mycolor,1);
kk.DrawRectangle(pen,(float)((r1+i)*Math.Cos(theta)+
pictureBox2.Width/2),(float)((r1+i)*Math.Sin(theta)+
pictureBox2.Hight/2),2,2);
}
temp_theta=theta;
index_theta=index_theta+1;
}
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같이 본 발명은, 초음파탐상장치 등에서 상수도관, 가스배관 등의 피검사체로부터 되돌아오는 반향 신호를 단면 영상으로 형상 매핑을 수행함으로써 검사자가 피검사체의 결함을 빠르고 쉽게 판독하도록 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 피검사체의 두께 변화와 내부의 균열성 등 물리적 결함을 효과적으로 검사하여 상수도관망 또는 가스배관 등의 시설을 효율적으로 유지관리할 수 있도록 하는 효과가 있다.
Claims (11)
- 디지털 초음파 영상화 시스템에 있어서,초음파 탐촉 수단의 위치를 검출하기 위한 위치 검출 수단;상기 위치 검출 수단으로부터의 위치 신호를 영상 처리 수단으로 전송하기 위한 위치 신호 전달 수단;상기 위치 신호 전달 수단으로부터의 위치 신호를 주기적으로 추적하여 위치 변화가 생기면 초음파를 발생시키기 위한 전기적인 신호를 송신하도록 초음파 송수신 수단을 제어하고, 아날로그/디지털 변환 수단으로부터 전달받은 디지털 반사 초음파 데이터를 처리하여 영상화하기 위한 상기 영상 처리 수단;상기 영상 처리 수단의 제어에 따라 초음파를 발생시키기 위한 전기적인 신호를 상기 초음파 탐촉 수단으로 송신하고, 상기 초음파 탐촉 수단으로부터의 전기적인 반사 초음파 신호를 수신하기 위한 상기 초음파 송수신 수단;상기 초음파 송수신 수단으로부터의 전기적인 신호를 초음파 신호로 변환하여 피검사체로 발진시키고, 상기 피검사체로부터 반사되어 돌아오는 초음파 신호를 수신하여 전기적인 신호로 변환한 후 상기 초음파 송수신 수단으로 전달하기 위한 상기 초음파 탐촉 수단; 및상기 초음파 송수신 수단으로부터 아날로그 형태의 반사 초음파 신호를 전달받아 디지털 형태의 반사 초음파 데이터로 변환시켜 상기 영상 처리 수단으로 전달하기 위한 상기 아날로그/디지털 변환 수단을 포함하는 디지털 초음파 영상화 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 영상 처리 수단은,상기 위치 신호 전달 수단으로부터의 위치 추적 함수 리턴값을 주기적으로 추적하여 변화량을 계산하고, 기 설정된 증분값 이상의 변화가 있는 경우에 초음파 송수신 제어 수단 및 아날로그/디지털 변환 제어 수단을 제어하기 위한 위치 변화 감지 수단;상기 위치 변화 감지 수단의 제어에 따라 상기 초음파 송수신 수단을 제어하여 상기 초음파 탐촉 수단에서 초음파를 발진시키기 위한 초음파 송수신 제어 수단;상기 위치 변화 감지 수단의 제어에 따라 상기 아날로그/디지털 변환 수단으로부터 디지털 반사 초음파 데이터를 읽어들이기 위한 아날로그/디지털 변환 제어 수단;상기 아날로그/디지털 변환 제어 수단으로부터 디지털 반사 초음파 데이터를 전달받아 단면 영상으로 형상 매핑을 수행하기 위한 이미지 처리 수단; 및상기 이미지 처리 수단의 제어에 따라 디지털 반사 초음파 데이터를 영상화한 결과를 출력하기 위한 출력 수단을 포함하는 디지털 초음파 영상화 시스템.
- 제 2 항에 있어서,상기 이미지 처리 수단은,사용자로부터 선택받은 최종 영상의 해상도와 컬러 해상도에 따라 비트맵 인스턴스를 확보하고, 상기 아날로그/디지털 변환 제어 수단으로부터 전달받은 디지털 반사 초음파 데이터로부터 추출된 스캔 라인당 각각의 점에 대한 정점 진폭(Peak Amplitude)을 색으로 변환하여 상기 비트맵 인스턴스에 저장한 후, 상기 비트맵 인스턴스에 저장되어 있는 데이터를 단면 영상으로 형상 매핑을 수행하여 상기 출력 수단으로 출력하는 것을 특징으로 하는 디지털 초음파 영상화 시스템.
- 제 3 항에 있어서,상기 이미지 처리 수단은,결함이 있는 피검사체와 결함이 없는 피검사체의 디지털 반사 초음파 데이터에서 위치가 일치하는 각 점에 대한 정점 진폭(Peak Amplitude)값을 서로 나누어준 후에 설정치를 곱해주어 변화된 부분(결함부분)만이 두드러지게 하는 기능을 더 수행한 이후에 색으로 변환하는 것을 특징으로 하는 디지털 초음파 영상화 시스템.
- 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,상기 이미지 처리 수단에서 단면 영상으로 형상 매핑을 수행하는 과정은,검사체의 원주 방향 및 두께 방향의 인덱스에 따라 직각 좌표계를 원통 좌표계로 변환하여 N번째 스캔 라인에 대한 디지털 반사 초음파 데이터를 N번째 각도에 대한 디지털 반사 초음파 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 디지털 초음파 영상화 시스템.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 아날로그/디지털 변환 수단은,상기 초음파 송수신 수단에서 아날로그 신호의 시작 위치를 동기화(Synchronization)하여 전달받고, 상기 전달받은 아날로그 반사 초음파 신호를 디지털 반사 초음파 데이터로 변환하여 내부 메모리에 저장한 후, 상기 영상 처리 수단의 제어에 의하여 고역 통과 필터(HPF : High Pass Filter) 및 저역 통과 필터(LPF : Low Pass Filter)를 적용하여 노이즈 신호를 제거하고, 댐핑을 설정하여 재처리한 후에 상기 영상 처리 수단에 전달하는 것을 특징으로 하는 디지털 초음파 영상화 시스템.
- 디지털 초음파 영상화 방법에 있어서,영상 처리기가 인코더 계수기로부터의 위치 추적 함수 리턴값을 주기적으로추적하여 위치 변화를 감지하는 제 1 단계;상기 제 1 단계에서 위치 변화를 감지한 후, 초음파 탐촉자를 통하여 피검사체로 초음파가 송신되도록 상기 영상 처리기가 초음파 송수신기를 제어하는 제 2 단계;상기 피검사체로부터 반사되어 초음파 탐촉자와 상기 초음파 송수신기를 통하여 돌아오는 아날로그 형태의 반사 초음파 신호가 아날로그/디지털 변환기에서 디지털 형태로 변환된 반사 초음파 데이터를 상기 영상 처리기가 전달받는 제 3 단계; 및상기 영상 처리기가 상기 전달받은 디지털 반사 초음파 데이터를 단면 영상으로 형상 매핑을 수행하여 디스플레이 장치에 출력하는 제 4 단계를 포함하는 디지털 초음파 영상화 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 제 4 단계는,이미지 처리부가 사용자로부터 선택받은 최종 영상의 해상도와 컬러 해상도에 따라 비트맵 인스턴스를 확보하는 제 5 단계;상기 이미지 처리부가 아날로그/디지털 변환 제어부로부터 전달받은 스캔 라인당 각각의 점에 대한 정점 진폭(Peak Amplitude)을 색으로 변환하여 상기 비트맵 인스턴스에 저장하는 제 6 단계; 및상기 이미지 처리부가 상기 비트맵 인스턴스에 저장되어 있는 데이터를 단면 영상으로 형상 매핑을 수행하여 상기 디스플레이 장치의 해당 영역에 출력시키는 제 7 단계를 포함하는 디지털 초음파 영상화 방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 이미지 처리부가 결함이 있는 피검사체와 결함이 없는 피검사체의 디지털 반사 초음파 데이터에서 위치가 일치하는 각 점들의 값을 서로 나누어준 후에 설정치를 곱해주어 변화된 부분(결함부분)만이 두드러지게 하는 제 8 단계를 더 포함하는 디지털 초음파 영상화 방법.
- 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,상기 제 7 단계의 단면 영상 형상 매핑을 수행하는 과정은,검사체의 원주 방향 및 두께 방향의 인덱스에 따라 직각 좌표계를 원통 좌표계로 변환하여 N번째 스캔 라인에 대한 디지털 반사 초음파 데이터를 N번째 각도에 대한 디지털 반사 초음파 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 디지털 초음파 영상화 방법.
- 프로세서를 구비한 영상 처리기에,상기 영상 처리기가 인코더 계수기로부터의 위치 추적 함수 리턴값을 주기적으로 추적하여 위치 변화를 감지하는 제 1 기능;상기 제 1 기능에서 위치 변화를 감지한 후, 초음파 탐촉자를 통하여 피검사체로 초음파가 송신되도록 상기 영상 처리기가 초음파 송수신기를 제어하는 제 2 기능;상기 피검사체로부터 반사되어 초음파 탐촉자와 상기 초음파 송수신기를 통하여 돌아오는 아날로그 형태의 반사 초음파 신호가 아날로그/디지털 변환기에서 디지털 형태로 변환된 반사 초음파 데이터를 상기 영상 처리기가 전달받는 제 3 기능; 및상기 영상 처리기가 상기 전달받은 디지털 반사 초음파 데이터를 단면 영상으로 형상 매핑을 수행하여 디스플레이 장치에 출력하는 제 4 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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| KR100856043B1 (ko) * | 2006-10-17 | 2008-09-03 | 주식회사 메디슨 | 초음파 공간 합성 영상의 형성 방법 |
| KR100873337B1 (ko) * | 2005-12-02 | 2008-12-10 | 주식회사 메디슨 | 원본 영상을 변환하여 디스플레이하는 초음파 영상 시스템 |
| KR101276764B1 (ko) * | 2010-12-13 | 2013-06-19 | 세이프텍(주) | 초음파 탐상 시스템 |
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- 2003-05-20 KR KR1020030031856A patent/KR100546827B1/ko active IP Right Grant
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