KR20140118574A - 비파괴 검사를 위한 장치 및 방법 - Google Patents

비파괴 검사를 위한 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140118574A
KR20140118574A KR1020130034746A KR20130034746A KR20140118574A KR 20140118574 A KR20140118574 A KR 20140118574A KR 1020130034746 A KR1020130034746 A KR 1020130034746A KR 20130034746 A KR20130034746 A KR 20130034746A KR 20140118574 A KR20140118574 A KR 20140118574A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
noise
dimensional
ultrasound image
image
signals
Prior art date
Application number
KR1020130034746A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101651424B1 (ko
Inventor
권성근
Original Assignee
경일대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 경일대학교산학협력단 filed Critical 경일대학교산학협력단
Priority to KR1020130034746A priority Critical patent/KR101651424B1/ko
Publication of KR20140118574A publication Critical patent/KR20140118574A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101651424B1 publication Critical patent/KR101651424B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/36—Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

본 발명은 비파괴 검사를 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 이러한 본 발명은 검사 대상에 대해 복수의 초음파 신호를 방사하고 방사된 복수의 초음파 신호 대한 복수의 1차원 에코 신호를 수신하는 단계와, 상기 수신된 복수의 1차원 에코 신호를 이용하여 2차원 초음파 영상을 구성하는 단계와, 상기 2차원 초음파 영상을 상승성 노이즈 및 상가성 노이즈 중 적어도 하나를 포함하는 노이즈 모델링 기법에 따라 모델링한 후, 상기 2차원 초음파 영상에서 노이즈를 제거하는 단계와, 사전에 미리 알고 있는 초음파 영상의 정형화된 패턴에 따라 2차원 초음파 영상을 복수의 영역으로 구분하고, 구분된 복수의 영역 각각에 서로 다른 컬러로 컬러링 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사를 위한 방법과 이러한 방법을 수행하는 장치를 제공한다.

Description

비파괴 검사를 위한 장치 및 방법{Apparatus for non-destructive testing and Method thereof}
본 발명은 비파괴 검사 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 비파괴 검사 시, 초음파 에코 신호를 2차원 영상으로 구성하여 이를 비파괴 검사에 활용할 수 있는 비파괴 검사를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재 국외의 초음파 신호에 의한 스폿 용접(spot welding) 비파괴 결함 검사 (Non-Destructive Flaw Inspection) 분야에서는 A-SCAN 모드의 신호를 통해 용접 접합 부위의 상태를 분석하는 시스템에 대하여 연구되어지고 있다. 이와 같이 A-SCAN 모드를 통해 얻어진 신호는 용접 부위의 특징들을 명확하게 나타내지 않으므로 고도의 훈련을 받은 정밀 검사자를 통해 결합 검사가 이루어진다. 따라서 이러한 A-SCAN 모드의 결함 검사는 검사자의 주관에 따라 매우 상이한 검사 결과가 도출될 수 있다.
초음파 비파괴 검사 분야의 기존 연구는 에코 및 투과 신호의 크기 성분을 시간축 상에 표시하는 A-SCAN 모드만을 고려하고 있어, 비파괴 검사에 전문 지식이 없는 현장 엔지니어들이 용접부의 너겟 크기 등을 구별하기는 불가능하다.
또한, 비파괴 검사 전문가에 의한 소견도 매우 주관적이라 A-모드에서는 신뢰성 있는 검사 결과를 획득하기 어려우므로 스폿 용접 부위의 결함을 영상으로 표시할 수 있는 기술에 대한 연구가 요구된다.
따라서 상술한 바와 같은 점을 감안한 본 발명의 목적은 비파괴 검사 시, 초음파 에코 신호를 2차원 영상으로 구성하여 이를 비파괴 검사에 활용할 수 있는 비파괴 검사를 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비파괴 검사를 위한 장치는, 검사 대상에 대해 복수의 초음파 신호를 방사하고 방사된 복수의 초음파 신호 대한 복수의 1차원 에코 신호를 수신하는 신호 검출부; 및 상기 수신된 복수의 1차원 에코 신호를 이용하여 2차원 초음파 영상을 구성하는 영상 구성부;를 포함한다.
상기 신호 검출부는 위상 배열(Phased array) 방식으로 구성된 초음파 프로브로 구현되며, 상기 초음파 프로브는 상기 복수의 1차원 에코 신호를 수신하는 배열 원소와, 상기 복수의 1차원 에코 신호의 포커스를 조절하기 위한 지연 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 영상 구성부는 상기 초음파 프로브를 이동하면서 복수의 1차원 에코 신호를 수신하여, 수신된 복수의 1차원 에코 신호를 이용하여 배열 원소들의 위치에 따른 수평 동기 및 수직 동기 신호를 예측하여 상기 2차원 초음파 영상을 구성하는 것을 특징으로 한다.
상승성 노이즈 및 상가성 노이즈 중 적어도 하나를 포함하는 모델링 기법에 따라 상기 2차원 초음파 영상을 모델링하여 상기 2차원 초음파 영상으로부터 상기 상승성 노이즈 및 상기 상가성 노이즈를 제거하는 노이즈 제거부;를 더 포함한다.
상기 노이즈 제거부는 웨이블릿 변환 영역에서 다해상도 영상의 밴드별 2D GARCH-GG 모델에 따라 설계된 MAP 예측기로부터 상기 상승적 노이즈를 제거하는 것을 특징으로 한다.
상기 노이즈 제거부는 상기 상가성 노이즈를 위너 필터(Wiener Filter)를 이용하여 제거하는 것을 특징으로 한다.
사전에 미리 알고 있는 2차원 초음파 영상의 정형화된 패턴에 따라 2차원 초음파 영상을 복수의 영역으로 구분하고, 구분된 복수의 영역 각각에 서로 다른 컬러로 컬러링 하는 영상 처리부;를 더 포함한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비파괴 검사를 위한 방법은, 검사 대상에 대해 복수의 초음파 신호를 방사하고 방사된 복수의 초음파 신호 대한 복수의 1차원 에코 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 복수의 1차원 에코 신호를 이용하여 2차원 초음파 영상을 구성하는 단계; 상기 2차원 초음파 영상을 상승성 노이즈 및 상가성 노이즈 중 적어도 하나를 포함하는 노이즈 모델링 기법에 따라 모델링한 후, 상기 2차원 초음파 영상에서 노이즈를 제거하는 단계; 및 사전에 미리 알고 있는 초음파 영상의 정형화된 패턴에 따라 2차원 초음파 영상을 복수의 영역으로 구분하고, 구분된 복수의 영역 각각에 서로 다른 컬러로 컬러링 하는 단계;를 포함한다.
상기 2차원 초음파 영상을 구성하는 단계는 초음파 프로브를 이동하면서 수신되는 복수의 1차원 에코 신호를 수신하여, 수신된 복수의 1차원 에코 신호를 이용하여 배열 원소들의 위치에 따른 수평 동기 및 수직 동기 신호를 예측하여 2차원 초음파 영상을 구성하는 것을 특징으로 한다.
상기 노이즈를 제거하는 단계는 웨이블릿 변환 영역에서 다해상도 영상의 밴드별 2D GARCH-GG 모델에 따라 설계된 MAP 예측기로부터 상기 상승적 노이즈를 제거하는 것을 특징으로 한다.
상기 노이즈를 제거하는 단계는 위너 필터(Wiener Filter)를 이용하여 상기 상가성 노이즈를 제거하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 비파괴 검사 시, 초음파 에코 신호를 2차원 영상으로 구성하여 이를 비파괴 검사에 활용함으로써, 검사원의 주관적인 양불 검사가 아니라, 용접부에서 너겟의 크기, 용접 흔적, HAZ, 및 내부 결합 등을 객관화하고 수치화하여 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비파괴 검사를 위한 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 도 1의 비파괴 검사 장치의 신호 검출부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비파괴 검사를 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 2차원 초음파 영상에서 노이즈를 제거하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 2차원 초음파 영상에서 노이즈를 제거하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 2차원 초음파 영상을 복수의 영역으로 구분하고 컬러링 하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 2차원 초음파 영상을 복수의 영역으로 구분하고 컬러링 하는 방법을 설명하기 위한 화면 예이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비파괴 검사를 위한 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이며, 도 2는 도 1의 비파괴 검사 장치의 신호 검출부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 비파괴 검사 장치(100)는 신호 검출부(110), 영상 구성부(120), 노이즈 제거부(130) 및 출력부(130)를 포함한다.
신호 검출부(110)는 검사 대상에 대해 복수의 초음파 신호를 방사하고 방사된 복수의 초음파 신호 대한 복수의 1차원 에코 신호를 수신한다. 신호 검출부(110)는 위상 배열(Phased array) 방식으로 구성된 초음파 프로브로 구현될 수 있다. 이러한 초음파 프로브는, 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 배열 원소(array element, 210) 및 지연 소자(delay device, 220)를 포함할 수 있다. 배열 원소(210)는 에코 신호를 수신하여, 지연 소자(220)에 제공한다. 그러면, 지연 소자(220)는 검사 대상에 대한 포커스를 조절한다. 이와 같이, 에코 신호가 포커스가 조절된 신호는 영상 구성부(120)에 제공될 수 있다. 결구, 신호 검출부(110)는 검사 대상에 대해 초음파 프로브를 이동하면서 복수의 초음파 신호를 방사하고, 방사된 초음파 신호 각각에 대한 에코 신호를 수신하여, 이를 영상 구성부(120)에 제공한다.
영상 구성부(120)는 기본적으로, 1차원의 초음파 에코 신호를 이용하여 2차원 영상을 구성하기 위한 것이다. 이를 위하여, 영상 구성부(120)는 초음파 프로브를 이동하면서 측정된 복수의 1차원 에코 신호를 수신하여, 수신된 복수의 1차원 에코 신호를 이용하여 배열 원소들의 위치에 따른 수평 동기(horizontal sync.) 및 수직 동기(vetical sync.) 신호를 예측하여 2차원(2D) 초음파 영상 신호를 구성한다.
노이즈 제거부(130)는 2차원 초음파 영상에서 노이즈 성분을 제거하기 위한 것이다. 노이즈 제거부(130)는 2차원 초음파 영상의 노이즈 성분을 모델링하고, 모델링된 노이즈 성분을 제거한다.
본 발명의 실시예에 따르면 노이즈 성분 모델링은 스펙클 노이즈 모델 혹은 Lospas 노이즈 모델에 따라 모델링될 수 있다.
스펙클 노이즈 모델은 다음의 수학식 1과 같다.
Figure pat00001
여기서,
Figure pat00002
는 노이즈 이미지이며,
Figure pat00003
는 알려지지 않는 노이즈 없는 이미지이다. 또한,
Figure pat00004
는 상승성 노이즈(multiplicative noise)이며,
Figure pat00005
는 상가성 노이즈(additive noise)이다.
Lospas 노이즈 모델은 다음의 수학식 2와 같다.
Figure pat00006
여기서,
Figure pat00007
는 노이즈 이미지이며,
Figure pat00008
는 알려지지 않는 노이즈 없는 이미지이다. 또한,
Figure pat00009
는 상승성 노이즈이다.
노이즈 제거부(130)는 상가성 노이즈 제거를 위하여, 상가성 노이즈 제거 필터를 구비할 수 있다. 상가성 노이즈 제거 필터는 위너 필터(Wiener Filter)를 이용할 수 있다. 위너 필터는 최소 자승 오차에 기준에 따라 설계되는 것이 바람직하다. 이에 따른, 위너 필터의 설계 조건은 다음의 수학식 3과 같다.
Figure pat00010
노이즈 제거부(130)는 기본적으로, 웨이블릿 변환 영역에서 다해상도 영상의 밴드별 2D GARCH-GG 모델에 따라 설계된 MAP 예측기로부터 상승적 노이즈를 제거한다. 보다 상세히 설명하면, 노이즈 제거부(130)는 상승성 노이즈 제거를 위하여, 2차원 초음파 영상을 로그 변환 및 웨이블릿 변환(wavelet transform)한다. 그런 다음, 노이즈 제거부(130)는 이러한 웨이블릿 변환 영역에서 2차원 초음파 영상을 2D GARCH-GG(generalized autoregressive conditional heteroscedastic-generalized Gaussian) 모델에 따라 모델링한다. 이어서, MAP(maximum a posteriori) 예측기를 통해 상승성 노이즈를 제거한다. 다음으로, 노이즈 제거부(130)는 웨이블릿 역변환(inverse wavelet transform) 및 지수 변환을 통해 2차원 초음파 영상으로 변환한다.
영상 처리부(140)는 노이즈가 제거된 2차원 초음파 영상을 그대로 나타내면 형태의 구분이 용이하지 않기 때문에 노이즈가 제거된 2차원 초음파 영상에서 너겟, 용접 흔적, 결합, HAZ(Heat Affected Zone) 등의 영역을 구분하여, 구분된 각 영역을 직관적으로 인식할 수 있도록 컬러링을 수행한다.
이를 위하여, 영상 처리부(140)는 먼저, 노이즈가 제거된 2차원 초음파 영상에 대해 양자화를 수행한다. 일 실시예에 따르면, 이러한 양자화는 0~255까지의 레벨을 5개의 레벨로 간소화 시켜 수행될 수 있다. 그런 다음, 영상 처리부(140)는 실제로는 같은 영역으로 표현되어야 하지만 양자화에 의해 다른 영역으로 표시된 부분, 혹은 다른 영역으로 표시되어야 하는데 같은 영역으로 표시된 부분을 후처리(침식 및 팽창)를 통해 교정한다.
영상 처리부(140)는 각 영역에 따른 패턴을 통해 너겟, 용접 흔적, 결합, HAZ 등을 구분한다. 이러한 구분은 사전에 미리 알고 있는 초음파 영상의 정형화된 패턴으로부터 4가지 형태를 인식함으로서 이루어진다. 그런 다음, 영상 처리부(140)는 각 영역에 대해 서로 다른 컬러로 컬러링을 수행한다. 영상 처리부(140)는 컬러링된 2차원 초음파 영상을 영상 표시부(150)에 제공한다.
영상 표시부(150)는 컬러링된 2차원 초음파 영상을 화면으로 출력한다. 이러한 영상 표시부(150)는 각 종의 디스플레이 장치가 될 수 있다. 예컨대, 영상 표시부(150)는 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display), 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light Emitting Diodes), 능동형 유기 발광 다이오드(AMOLED, Active Matrix Organic Light Emitting Diodes) 등으로 형성될 수 있지만, 이러한 것들로 한정하는 것은 아니다. 사용자는 화면으로 출력된 컬러링된 2차원의 초음파 영상을 통해 보다 정확한 비파괴 검사를 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비파괴 검사를 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 비파괴 검사 장치(100)는 S310 단계에서 검사 대상에 대해 복수의 초음파 신호를 방사하여, 복수의 초음파 신호에 대한 복수의 1차원 에코 신호를 수신한다. 즉, 비파괴 검사 장치(100)는 검사 대상에 초음파 프로브를 이동하면서 복수의 초음파 신호를 방사하고, 방사된 초음파 신호 각각에 대한 에코 신호를 수신한다.
그런 다음, 비파괴 검사 장치(100)는 S320 단계에서 복수의 1차원 에코 신호로부터 2차원(2D) 초음파 영상을 구성한다. 즉, 비파괴 검사 장치(100)는 초음파 프로브를 이동하면서 측정된 복수의 에코 신호에서 배열 원소(array element)들의 위치에 따른 수평 동기(horizontal sync.) 및 수직 동기(vertical sync.)신호를 예측하여 2차원(2D) 초음파 영상을 구성한다.
비파괴 검사 장치(100)는 S330 단계에서 2차원 초음파 영상의 노이즈 성분을 모델링하고, 모델링된 노이즈 성분을 제거한다. 이러한 노이즈 제거는 비파괴 검사 장치(100)의 노이즈 제거부(130)를 통해 수행될 수 있다.
그런 다음, 비파괴 검사 장치(100)는 S340 단계에서 노이즈가 제거된 2차원 초음파 영상을 그대로 나타내면 형태의 구분이 용이하지 않기 때문에 노이즈가 제거된 2차원 초음파 영상에서 너겟, 용접 흔적, 결합, HAZ(Heat Affected Zone) 등의 영역을 구분하고, 구분된 각 영역을 직관적으로 인식할 수 있도록 컬러링을 수행한다.
이어서, 비파괴 검사 장치(100)는 S350 단계에서 각 영역이 구분되도록 컬러링된 2차원 초음파 영상을 화면으로 출력한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 2차원 초음파 영상에서 노이즈를 제거하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 2차원 초음파 영상에서 노이즈를 제거하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 도 3의 S330 단계를 보다 상세하게 설명하기 위한 것이다.
도 4를 참조하면, 비파괴 검사 장치(100)의 노이즈 제거부(130)는 S410 단계에서 영상 구성부(120)로부터 노이즈가 포함된 2차원 초음파 영상을 수신한다. 도 5의 도면 부호 (a)의 화면은 노이즈가 포함된 2차원 초음파 영상을 보인다.
노이즈 제거부(130)는 S420 단계에서 2차원 초음파 영상에서 노이즈 성분을 모델링한다. 도 4에서 노이즈 성분을 모델링하기 위한 모델은 스펙클 노이즈 모델(Speckle Noise Model)이라고 가정한다. 스펙클 노이즈 모델은 앞서 설명된 바와 같이 수학식 1과 같다. 수학식 1에 따르면,
Figure pat00011
는 상승성 노이즈 (multiplicative noise)이며,
Figure pat00012
는 상가성 노이즈(additive noise)이다.
다음으로, 노이즈 제거부(130)는 S430 단계에서 상가성 노이즈 제거 필터를 이용하여 상가성 노이즈를 제거한다. 상가성 노이즈 제거 필터는 위너 필터(Wiener Filter)를 이용할 수 있다. 위너 필터는 최소 자승 오차에 기준에 따라 설계되는 것이 바람직하다. 이에 따른, 위너 필터의 설계 조건은 앞서 설명된 바와 같은 수학식 3과 같다.
그런 다음, 노이즈 제거부(130)는 S440 단계에서 2차원 초음파 영상을 로그 변환 및 웨이블릿 변환(wavelet transform)한다.
이와 같이, 2차원 초음파 영상이 웨이블릿 변환 영역으로 변환되면, 노이즈 제거부(130)는 S450 단계에서 상승성 노이즈를 제거한다. 이때, 노이즈 제거부(130)는 웨이블릿 변환 영역에서 2차원 초음파 영상을 2D GARCH-GG(generalized autoregressive conditional heteroscedastic-generalized Gaussian) 모델에 따라 모델링하고, MAP(maximum a posteriori) 예측기를 통해 상승성 노이즈를 제거할 수 있다. 도 5의 도면 부호 (b) 및 (c) 웨이블릿 계수에 대한 2D GARCH-GG 모델을 보인다.
이어서, 노이즈 제거부(130)는 S460 단계에서 웨이블릿 역변환(inverse wavelet transform) 및 지수 변환을 통해 노이즈가 제거된 2차원 초음파 영상을 제공한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 2차원 초음파 영상을 복수의 영역으로 구분하고 컬러링 하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 2차원 초음파 영상을 복수의 영역으로 구분하고 컬러링 하는 방법을 설명하기 위한 화면 예이다.
여기서, 도 6은 도 3의 S340 단계를 보다 상세하게 설명하기 위한 것이다.
도 6을 참조하면, 영상 처리부(140)는 S610 단계에서 노이즈가 제거된 2차원 초음파 영상을 노이즈 제거부(130)로부터 수신한다. 그러면, 영상 처리부(140)는 S620 단계에서 노이즈가 제거된 2차원 초음파 영상을 양자화한다. 예컨대, 영상 처리부(140)는 0~255까지의 레벨을 5개의 레벨로 간소화 시켜 양자화를 수행할 수 있다.
그런 다음, 영상 처리부(140)는 S620 및 S630 단계에서 후처리를 수행한다. 여기서, 후처리는 실제로는 같은 영역으로 표현되어야 하지만 양자화에 의해 다른 영역으로 표시된 부분, 혹은 다른 영역으로 표시되어야 하는데 같은 영역으로 표시된 부분을 교정하는 프로세스를 의미한다. 예컨대, 영상 처리부(140)는 S620 단계에서 침식(Dilation) 처리를 수행하고, S630 단계에서 팽창(Erosion) 처리를 수행할 수 있다. 도 7의 도면 부호 (b)는 침식 처리의 화면 예를 보인다. 또한, 도 7의 도면 부호 (c)는 팽창 처리의 화면 예를 보인다.
그런 다음, 영상 처리부(140)는 S640 단계에서 각 영역에 따른 패턴을 통해 너겟, 용접 흔적, 결합, HAZ 등을 구분한다. 이러한 구분은 사전에 미리 알고 있는 초음파 영상의 정형화된 패턴으로부터 4가지 형태를 인식한다. 이어서, 영상 처리부(140)는 S650 단계에서 각 영역에 대해 서로 다른 컬러로 컬러링을 수행한다.
다음으로, 영상 처리부(140)는 S660 단계에서 컬러링된 2차원 초음파 영상을 영상 표시부(150)에 제공한다.
컬러링된 2차원 초음파 영상의 화면 예를 도 7에 나타내었다. 도 7에 오목 자국(indentation), 오목 자국 폭(indentation width), 용입(Penetration), 융합부(Fusion Zone), 너겟 폭(Nugget Width), HAZ 등이 도시되었다. 7과 같은 화면의 패턴을 보고 너겟, 용접 흔적, 결합, HAZ 등을 구분할 수 있다. 파란색 동그란 부분이 용접이 잘된 영역을 나타내는 너겟을 나타내며, 너겟 밖의 큰 원이 용접 흔적, 그 사이의 색을 띤 영역을 HAZ, 마지막으로 용접 흔적 밖의 패턴을 결합(flaw)로 판단할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 1차원의 에코 신호를 2차원의 초음파 영상으로 구성하고, 이에 대해 컬러링을 수행하여 제공함으로써, 제공된 2차원의 초음파 영상을 통해 보다 정확한 비파괴 검사를 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 비파괴 검사를 위한 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 판독 가능한 소프트웨어 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Versatile Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, SSD(Solid State Disk), HDD(Hard Disk Drive) 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
100: 비파괴 검사 장치
110: 신호 검출부
120: 영상 구성부
130: 노이즈 제거부
140: 영상 처리부
150: 영상 표시부

Claims (11)

  1. 비파괴 검사를 위한 장치에 있어서,
    검사 대상에 대해 복수의 초음파 신호를 방사하고 방사된 복수의 초음파 신호 대한 복수의 1차원 에코 신호를 수신하는 신호 검출부; 및
    상기 수신된 복수의 1차원 에코 신호를 이용하여 2차원 초음파 영상을 구성하는 영상 구성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    비파괴 검사를 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호 검출부는
    위상 배열(Phased array) 방식으로 구성된 초음파 프로브로 구현되며,
    상기 초음파 프로브는
    상기 복수의 1차원 에코 신호를 수신하는 배열 원소와,
    상기 복수의 1차원 에코 신호의 포커스를 조절하기 위한 지연 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는
    비파괴 검사를 위한 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 영상 구성부는
    상기 초음파 프로브를 이동하면서 복수의 1차원 에코 신호를 수신하여, 수신된 복수의 1차원 에코 신호를 이용하여 배열 원소들의 위치에 따른 수평 동기 및 수직 동기 신호를 예측하여 상기 2차원 초음파 영상을 구성하는 것을 특징으로 하는
    비파괴 검사를 위한 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상승성 노이즈 및 상가성 노이즈 중 적어도 하나를 포함하는 모델링 기법에 따라 상기 2차원 초음파 영상을 모델링하여
    상기 2차원 초음파 영상으로부터 상기 상승성 노이즈 및 상기 상가성 노이즈를 제거하는 노이즈 제거부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    비파괴 검사를 위한 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 노이즈 제거부는
    웨이블릿 변환 영역에서 다해상도 영상의 밴드별 2D GARCH-GG 모델에 따라 설계된 MAP 예측기로부터 상기 상승적 노이즈를 제거하는 것을 특징으로 하는
    비파괴 검사를 위한 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 노이즈 제거부는
    상기 상가성 노이즈를 위너 필터(Wiener Filter)를 이용하여 제거하는 것을 특징으로 하는
    비파괴 검사를 위한 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    사전에 미리 알고 있는 2차원 초음파 영상의 정형화된 패턴에 따라 2차원 초음파 영상을 복수의 영역으로 구분하고,
    구분된 복수의 영역 각각에 서로 다른 컬러로 컬러링 하는 영상 처리부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    비파괴 검사를 위한 장치.
  8. 비파괴 검사를 위한 방법에 있어서,
    검사 대상에 대해 복수의 초음파 신호를 방사하고 방사된 복수의 초음파 신호 대한 복수의 1차원 에코 신호를 수신하는 단계;
    상기 수신된 복수의 1차원 에코 신호를 이용하여 2차원 초음파 영상을 구성하는 단계;
    상기 2차원 초음파 영상을 상승성 노이즈 및 상가성 노이즈 중 적어도 하나를 포함하는 노이즈 모델링 기법에 따라 모델링한 후, 상기 2차원 초음파 영상에서 노이즈를 제거하는 단계;
    사전에 미리 알고 있는 초음파 영상의 정형화된 패턴에 따라 2차원 초음파 영상을 복수의 영역으로 구분하고, 구분된 복수의 영역 각각에 서로 다른 컬러로 컬러링 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    비파괴 검사를 위한 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 2차원 초음파 영상을 구성하는 단계는
    초음파 프로브를 이동하면서 수신되는 복수의 1차원 에코 신호를 수신하여, 수신된 복수의 1차원 에코 신호를 이용하여 배열 원소들의 위치에 따른 수평 동기 및 수직 동기 신호를 예측하여 2차원 초음파 영상을 구성하는 것을 특징으로 하는
    비파괴 검사를 위한 방법.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 노이즈를 제거하는 단계는
    웨이블릿 변환 영역에서 다해상도 영상의 밴드별 2D GARCH-GG 모델에 따라 설계된 MAP 예측기로부터 상기 상승적 노이즈를 제거하는 것을 특징으로 하는
    비파괴 검사를 위한 방법.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 노이즈를 제거하는 단계는
    위너 필터(Wiener Filter)를 이용하여 상기 상가성 노이즈를 제거하는 것을 특징으로 하는
    비파괴 검사를 위한 방법.
KR1020130034746A 2013-03-29 2013-03-29 비파괴 검사를 위한 장치 및 방법 KR101651424B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130034746A KR101651424B1 (ko) 2013-03-29 2013-03-29 비파괴 검사를 위한 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130034746A KR101651424B1 (ko) 2013-03-29 2013-03-29 비파괴 검사를 위한 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140118574A true KR20140118574A (ko) 2014-10-08
KR101651424B1 KR101651424B1 (ko) 2016-09-05

Family

ID=51991394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130034746A KR101651424B1 (ko) 2013-03-29 2013-03-29 비파괴 검사를 위한 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101651424B1 (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160137243A (ko) * 2015-05-22 2016-11-30 (주) 제일엠아이 원격으로 비파괴 검사 결과를 모니터하기 위한 장치 및 방법
KR20160141495A (ko) * 2015-06-01 2016-12-09 주식회사 웰탑테크노스 병렬 처리 기반의 비파괴 검사를 위한 장치 및 이를 위한 방법
KR20190051672A (ko) * 2017-11-07 2019-05-15 경일대학교산학협력단 스팟 용접 품질 판정 장치 및 방법
KR20200045757A (ko) * 2018-10-23 2020-05-06 경일대학교산학협력단 초음파를 이용한 열처리 상태 검사장치 및 방법
CN111239246A (zh) * 2020-03-11 2020-06-05 大连理工大学 一种分步筛选有效信号的曲面结构缺陷全聚焦成像方法
CN111912905A (zh) * 2020-06-18 2020-11-10 浙江吉利汽车研究院有限公司 电阻点焊焊核直径的确定方法、装置、系统、电子设备及存储介质
CN117434153A (zh) * 2023-12-20 2024-01-23 吉林蛟河抽水蓄能有限公司 基于超声波技术的道路无损检测方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040091444A (ko) * 2003-04-21 2004-10-28 재단법인서울대학교산학협력재단 펄스에코 신호의 3차원 처리에 의한 초음파 비파괴 검사방법
KR200383966Y1 (ko) * 2005-02-28 2005-05-10 주식회사 금창 초음파를 이용한 비파괴 검사장비
KR20060117834A (ko) * 2005-05-14 2006-11-17 엘지전자 주식회사 결함 검사 장치 및 그 동작방법
KR100970948B1 (ko) * 2009-10-28 2010-08-03 주식회사 로보젠 3차원 초음파 이미징을 위한 2차원 가상 배열형 탐촉자

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040091444A (ko) * 2003-04-21 2004-10-28 재단법인서울대학교산학협력재단 펄스에코 신호의 3차원 처리에 의한 초음파 비파괴 검사방법
KR200383966Y1 (ko) * 2005-02-28 2005-05-10 주식회사 금창 초음파를 이용한 비파괴 검사장비
KR20060117834A (ko) * 2005-05-14 2006-11-17 엘지전자 주식회사 결함 검사 장치 및 그 동작방법
KR100970948B1 (ko) * 2009-10-28 2010-08-03 주식회사 로보젠 3차원 초음파 이미징을 위한 2차원 가상 배열형 탐촉자

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160137243A (ko) * 2015-05-22 2016-11-30 (주) 제일엠아이 원격으로 비파괴 검사 결과를 모니터하기 위한 장치 및 방법
KR20160141495A (ko) * 2015-06-01 2016-12-09 주식회사 웰탑테크노스 병렬 처리 기반의 비파괴 검사를 위한 장치 및 이를 위한 방법
KR20190051672A (ko) * 2017-11-07 2019-05-15 경일대학교산학협력단 스팟 용접 품질 판정 장치 및 방법
KR20200045757A (ko) * 2018-10-23 2020-05-06 경일대학교산학협력단 초음파를 이용한 열처리 상태 검사장치 및 방법
CN111239246A (zh) * 2020-03-11 2020-06-05 大连理工大学 一种分步筛选有效信号的曲面结构缺陷全聚焦成像方法
CN111239246B (zh) * 2020-03-11 2021-05-04 大连理工大学 一种分步筛选有效信号的曲面结构缺陷全聚焦成像方法
CN111912905A (zh) * 2020-06-18 2020-11-10 浙江吉利汽车研究院有限公司 电阻点焊焊核直径的确定方法、装置、系统、电子设备及存储介质
CN117434153A (zh) * 2023-12-20 2024-01-23 吉林蛟河抽水蓄能有限公司 基于超声波技术的道路无损检测方法及系统
CN117434153B (zh) * 2023-12-20 2024-03-05 吉林蛟河抽水蓄能有限公司 基于超声波技术的道路无损检测方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
KR101651424B1 (ko) 2016-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101651424B1 (ko) 비파괴 검사를 위한 장치 및 방법
JP6224594B2 (ja) 超音波マトリックス検査
US11255821B2 (en) Method for the graphical representation and data presentation of weld inspection results
JP2014528083A5 (ko)
CN104510499A (zh) 医学超声成像中的剪切波检测
EP2664915A3 (en) Ultrasonic non-destructive evaluation methods for friction-welded blisks
RU2015121699A (ru) Улучшение ультразвуковых изображений
JP6249763B2 (ja) 超音波探傷システム、および超音波探傷システムの制御方法
JP5156707B2 (ja) 超音波検査方法及び装置
JP6797646B2 (ja) 超音波検査装置及び超音波検査方法
US20150212048A1 (en) Method and system for determination of geometric features in objects
CN108090892A (zh) 接头质量的自动确定
JP6854186B2 (ja) 超音波映像装置及び超音波映像生成方法
KR20140110140A (ko) 원자로 상부헤드 제어봉 구동장치 관통관 비파괴 검사장치 및 방법
JP2008102071A (ja) 超音波探傷方法および超音波映像装置
US10557833B2 (en) Method for prioritizing data processing of a plurality of ultrasonic scan data files
US9846224B2 (en) Ultrasound imaging method and device with prediction of artefacts induced between reconstruction modes
KR101712857B1 (ko) 병렬 처리 기반의 비파괴 검사를 위한 장치 및 이를 위한 방법
JP2016205858A (ja) 欠陥検査装置及びその制御方法、プログラム、並びに、記憶媒体
JP6982667B2 (ja) 処理システム、処理方法、プログラム、及び記憶媒体
JP7215108B2 (ja) イメージ又はマトリクスデータにおける関心のある部分の検出
US9299174B2 (en) Synthetic aperture beam forming method and apparatus of determining number of synthetic beams according to degree of motion
JP5416726B2 (ja) 超音波検査装置および超音波検査方法
KR102009572B1 (ko) 스팟 용접 품질 판정 장치 및 방법
KR20190128095A (ko) 센서들을 포함하는 검출 시스템 및 그 작동 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190917

Year of fee payment: 4