TWI458343B - 定量評估由成像系統所產生之影像品質的系統 - Google Patents

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TWI458343B
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Description

定量評估由成像系統所產生之影像品質的系統
本發明有關於成像系統，以及更特定而言，有關於核子反應爐容器中目視檢視(IVVI)之成像系統。
在本章節中之陳述僅提供有關於本發明之背景資訊，且其可以並不構成習知技術。
在核能電廠操作者與服務公司實施容器中目視檢視(IVVI)與反應爐重新添加燃料操作，以檢視各種反應爐零件之關於反應爐中反應爐容器與零件之瑕疵或損害，此包括浸沒之管與孔。例如，沸水式反應爐(BWR)之反應爐壓力容器(RPV)典型地具有在例行維修期間需要檢視之浸沒之孔。中空之管噴射泵具有設置在環中之內部孔，以提供所須要之反應爐核心水流。在反應爐操作期間，此等零件包括在反應爐中之焊接接頭會經歷遭受：顆粒間應力腐蝕裂解(IGSCC)、與輻射協助應力腐蝕裂解(IASCC)，其會降低反應爐核心零件、例如作為例子噴射泵之結構完整性。重要的是週期地檢驗反應爐核心零件與包含於其中之所有焊接，以確定是否已經發生任何解裂或故障。
此準確地且快速地實施IVVI目視檢視之能力會影響與核子反應爐有關之停電，以及因此對於可以實施目視檢視之準確度與速率之改善，可以縮減停電期間，且節省核能電廠操作者可觀之費用。
目視檢視系統典型地包括：設置在遠端操作車輛上之一或更多個攝影機，而其可以定位於反應爐容器中。各攝影機耦接至視訊傳輸系統，此系統提供影像信號至位於遠端之目視顯示裝置或儲存系統。使用目視系統以檢視反應爐零件之瑕疵或損壞，且尋找在反應爐中已可能積聚之碎片。各種攝影機使用於各種任務，其包括檢視：此等管之外表面、此等管之內孔、孔隙、以及孔。通常，各目視檢視系統(攝影機、傳輸系統、以及顯示器)需要符合預先界定成像標準，以確保目視檢視能夠辨識與描述：在瑕疵與損壞辨識中所須之特點。此對於IVVI目視檢視系統之要求包括：目視測試(VT)標準，例如作為例子嚴格之EVT-1標準。此EVT-1標準所提供成像系統可以在18%中性灰色背景上解析0.0005"(英吋)(1/2mil)線。此EVT-1標準與其他已知目視檢視標準依靠藉由操作人員之個人評估，以確保此成像系統提供適當影像品質給實施此檢視之遠端顯示器。
在IVVI檢視期間，此成像系統藉由以預定與控制照明在適當灰色背景上提供合適尺寸之線而評估。此操作人員觀看所接收之影像，且在進行IVVI檢視之前，判斷此目視檢視系統品質之適當性。因此，此影像品質之評估，以及因此此核子反應爐對於瑕疵與損害之IVVI檢視為完全主觀，且因此隨著時間與操作人員而不一致。任何不一致會導致目視檢視系統之故障，而無法提供用於觀看之影像，其中此操作人員可以辨識可能之瑕疵或損害，其能導 致故障以辨識或可能須要重新檢視，以及因此增加用於IVVI檢視之時間與成本。
本案發明人成功地設計系統與方法，用於定量與客觀地評估在操作環境中成像或目視檢視系統之品質。此等系統與方法在一些實施例中可以提供成像系統之標準化評定之部份或完全自動化，例如：此成像系統或其零件之解析度與對比之評定、影像品質經改善之一致性、經改善之檢視準確度與信心、經改善之操作系統安全、及/或對於成像系統評估與使用之降低成本。
根據一觀點，此用於成像系統影像品質定量評估之系統包括：目標、影像擷取裝置、以及電腦。此目標包括一或更多個影像特徵，其具有變化之空間解析度與預定空間頻率；且此影像擷取裝置被組態以擷取目標之影像。此電腦包括：處理器、記憶體、以及電腦可執行指令。此電腦被組態以接收所擷取目標之影像；反應於目標之預定空間頻率，以備製整個擷取影像之一或更多個強度輪廓；以及反應於一或更多個強度輪廓，以判斷空間領域中之調變轉換函數。
根據另一觀點，此用於定量評估成像系統之方法包括：將所包含影像特徵而具有變化空間解析度與預定空間頻率之目標置於影像擷取裝置之視界中，且擷取目標之影像。此方法亦包括備製此整個擷取影像之一或更多個強度輪 廓，以及反應於所擷取影像之強度輪廓中之空間頻率，以判斷空間領域中對應比之調變轉換函數。
根據還有另一觀點，此用於定量評估核子反應爐成像系統之影像品質之系統包括：一目標，其包括一或更多個影像特徵，而具有變化之空間解析度與預定空間頻率；以及一影像擷取裝置，其被組態以檢視核子反應爐之零件且擷取目標之影像。此電腦包括：處理器、記憶體、以及電腦可執行指令，且被組態以接收所擷取目標之影像，反應於目標之預定空間頻率，以備製此整個所擷取影像之一或更多個強度輪廓，以及反應於一或更多個強度輪廓，以判斷空間領域中之調變轉換函數。
根據還有另一觀點，此用於定量評估核子反應爐成像檢視系統之方法包括：將所包含影像特徵而具有變化空間解析度與預定空間頻率之目標置於、與核子反應爐成像檢視系統有關之影像擷取裝置之視界內，且擷取目標之影像。備製此整個所擷取影像之一或更多個強度輪廓，以及反應於所擷取影像之一或更多個強度輪廓中之空間頻率，以判斷空間領域中對應比之調變轉換函數。
本發明之其他觀點部份將為明顯，以及部份將在以下說明。應瞭解本發明之各種觀點可以個別地或彼此組合實施。亦應瞭解，此等詳細說明與圖式，雖然顯示某些例示實施例，其用意之目的僅在於說明，且不應被認為限制本發明之範圍。
應瞭解，在此等圖式中，相對應之參考號碼顯示類似或相對應之部份與特徵。
以下說明僅為例示性質，且其用意並非限制本發明或本發明之應用或使用。
在一些實施例中，此用於定量評估成像系統之系統或方法包括：將此具有變化空間解析度與預定空間頻率之影像之目標置於一影像擷取裝置之視界中，且擷取目標之影像。此目標典型地包括：黑、白、以及一或更多個灰影像特徵，其界定預定空間頻率之變化空間解析度。然而，在一些實施例中，此目標可以包括顏色影像，且此系統可以被組態以：擷取彩色影像、評估此成像系統之顏色解析能力、或分析顏色資訊。
此方法亦包括備製整個所擷取目標影像之一或更多個強度輪廓，以及反應於所擷取影像一或更多個強度輪廓中之空間頻率，以決定在此空間領域中對比率之調變轉換函數(MTF)。可以將此所決定之調變轉換函數與被設定以決定用於成像系統客觀品質評定之預定臨界或值比較。
此目標包括一或更多個影像，其各所包含一或更多個影像特徵具有變化空間解析度與預定空間頻率。此可以包括但並不受限於：複數個對比條或正弦波圖案，其具有不同寬度例如：從0至100條或更多線對/每測量距離(例如每毫米)。這些可以為增加或減少寬度。這些可以包括：交替白線與黑線不同寬度之複數個重複線組。參考第1圖 ，此目標10A之例與所說明之一些實施例一致。此目標10可以有美國電子工業協會(EIA)獲得。如同所顯示，目標10包括數個不同影像IN (以I1 至I6 表示)，各具有不同空間解析度與預定空間頻率。如同可以看出，跨此目標或目標影像所繪製之線將造成各種空間解析度。此目標界定此為已知且使用於各評估之預定空間頻率。
第2圖說明目標10B或目標影像之另一例，其具有複數個變化空間解析度與預定空間頻率。如同由在左邊所顯示影像I7 至I11 、與右邊所顯示影像I12 至I18 之所顯示，可以使用多於一個影像以提供不同空間解析度，其如同由影像線間不同間隙所顯示，而各具有影像線之空間頻率。
通常，目標具有中性灰色背景。當然，如同由熟習此技術人士所知，亦可以發展其他形式目標與用於目標之影像，其適合用於顯示預定空間頻率之變化空間解析度。
此目標可以在影像擷取裝置之操作環境中移動且定位。例如，在一些實施例中，令人想要將此目標相對於影像擷取裝置定位，以模擬在影像擷取裝置非測試操作期間零件之觀看。
藉由使用在此所說明目標，則將無須轉換至頻率領域，以及與此轉換有關之所有耗時之努力。例如，可以提供目標其影像具有變化空間解析度，而不必如同先前所需，而無需在強度輸出監視期間使用具有機械模糊(刀-邊緣)點源之影像之邊緣掃瞄。此外，本系統與方法無須使用且將隙縫源定位，且無須在操作環境中移動針孔或隙縫。
此影像擷取裝置可以包括各種零件與系統。此可以包括能夠擷取影像之任何裝置，且可以包括作為例子：類比攝影機、具有CCD/CID透鏡之數位攝影機、具有半導體裝置之數位攝影機、具有光學透鏡序列之數位攝影機、以及具有影像光纖(fiberscope)之數位攝影機。此可以為黑與白影像擷取裝置，或可以為彩色影像擷取裝置。此外，影像擷取裝置可以包括：傳輸設施、或介面、或儲存媒體，用於傳送或儲存由此影像擷取裝置所擷取之影像。此影像擷取裝置可以被組態且相對於目標而定位，以擷取目標之影像。
此影像擷取裝置為一電子裝置用於擷取目標之類比影像，其更包括一類比至數位轉換器，用於將類比目標影像數位化。當此影像擷取裝置為類比裝置時，可以使用一電腦系統之畫面擷取模組或零件，將類比視訊信號數位化。畫面擷取器在此技術中為已知。此畫面擷取器僅須要具有足夠記憶體，以獲取或擷取影像，且儲存單一數位化視訊畫面。在其他實施例中，畫面擷取器可以包括記憶體之主要部份，用於儲存大量影像。事實上，此等目前之版本不僅需要較長視訊序列，而且可以使用例如MPEG之算法即時地壓縮此視訊序列。此畫面擷取器通常應能夠以足夠高之密度將影像取樣，以保存包含於目標影像中之所有空間頻率。例如，應可以影像中最高空間頻率之至少兩倍(即，Nyquist取樣率)而取樣，用於保存頻譜內容、降低損失、及/或由於A/D轉換之失真。通常，畫面擷取器實施 典型圖形調整器之相反功能。
在一例示實施例中，一支援系統可以包括：一電路，而從輸入信號恢復此等水平與垂直同步脈衝；以及一類比至數位轉換器。可以提供NTSC/SECAM/PAL顏色解碼器電路及/或軟體、以及足夠供應之記憶體，用於儲存所獲取影像。此在一些實施例中可以包括畫面緩衝器。由一主要處理器使用一介面、例如匯流排或序列介面，以控制資料擷取與存取資料。
此影像擷取裝置在操作環境中可以在固定位置、或可以為移動。在稍後之實施例中，可以將此影像擷取裝置定位，不僅從操作環境中擷取影像、例如在其中零件或物件之影像，而且可以擷取目標與其影像。
此線掃瞄可以線掃瞄軟體所組態之電腦實施、且用於備製強度輪廓，而以預定空間頻率測量整個強度輪廓之對比率。
一影像之強度輪廓為來自沿著影像中線區段之點之一組強度值。此強度輪廓為分析線輪廓工具。此強度輪廓典型地根據所選擇線寬度，此線愈寬或愈廣，則擷取更多影像，且因此其強度愈高。因此，令人想要維持一致的線寬度。
為了產生強度輪廓，而計算沿著線區段之強度值且可將其繪製。此須要根據影像中之座標而預先界定一或更多個線區段。此線區段可以為任何線區段、或在任何方向經由此影像任何部份之線。此等線區段通常為沿著此線規律 間隔之點。此線可以自動地辨識、手操作地決定、或交互作用地決定。在一些實施例中，使用沿著目標影像相同之線用於品質評估測試。此強度輪廓之峰與谷典型地對應於影像中明亮與黑暗帶。此對比率之測量及/或決定可以完全自動化而由電腦決定。在一些實施例中，可以備製在兩個或更多個預定空間頻率之對比率之圖。在此等實施例中，可以藉由使用此圖在空間領域中決定調變轉換函數。此強度輪廓隨著此沿著此在x-軸從開始至結束與在y-軸上強度值之線區段之距離而繪製。
此線掃瞄功能可以由軟體提供，此軟體可以被組態以測量此整個數位目標影像之對比率。此線掃瞄軟體可以包括：由EDAX, Inc.所提供之Genesis Multipoint Automated Advanced Linescan，其為AMETEK, Inc.之一部份；由Infra Tec所提供之Thermographic Software IRBIS® ；以及由Burker-axs所提供之Esprit LineScan。
此強度輪廓是由此目標之整個數位化影像而取得。此強度輪廓為經由此影像之所有一或更多個選擇線強度之輪廓。此所選擇之線可以在軸上或離軸位置而共軛。通常，此線掃瞄為水平部份之一條線一條線之逐線序列，其可以從影像直接擷取，而無需如同典型地實施以轉換成頻譜。然後，分析此來自數位或數位化影像之強度輪廓，以決定在各種預定空間頻率之對比率。
調變轉換函數(MTF)為成像系統之從物件轉換成影像之細節轉換位準能力之量測值。MTF為在各種空間頻率 所測量之對比率(例如，調變)。通常，如同在此技術中所知，轉換函數是與系統有關，在此處反應或輸出是與輸入有關。在此所提及之調變轉換函數(MTF)為對比解析度之數量，其提供於輸出影像中，作為輸入影像與成像系統轉換函數的結果。MTF為成像系統或零件之空間頻率反應；此為相對於低頻率而在給定空間頻率之對比。高空間頻率對應於精細影像細節。此反應愈延伸，則此細節愈精細且影像愈清晰。
空間頻率典型地是以周期或線對/每毫米(1p/mm)而測量，其類似於音訊系統中之週期/每秒(Hertz)。雖然，可以藉由轉換至頻率領域而發展MTF，然而，本系統與方法並不須要此種轉換。如同在此說明，由線掃描所決定之MTF是在空間領域中決定，而並不須要轉換至頻率領域。此在預定空間頻率所測量之對比率，可以對於此等空間頻率之任何特定一個而繪製為MTF上之點(成為曲線、或數學函數、或公式)。此繪圖典型地繪製對比或所測量對比數量作為相對於空間頻率(1p/mm)之百分比。對於此圖，此具有代表MTF之x-軸典型地被標準化至在空間頻率為0(例如，全白或全黑)之值1。
應注意，此MTF圖是與透鏡或攝影機設計有關之MTF圖不同。在這些情形中，此MTF圖是典型地繪製此對比率作為距離透鏡中心距離之函數，而對於一或更多個(典型為2)空間頻率有不同的圖。一個為在低空間頻率之曲線顯示透鏡之對比再生能力，且在較高空間頻率之第 二曲線顯示透鏡之解析倍數或清晰度。在這些情形中，此從中心至外部邊緣透鏡之品質顯示：透鏡之平坦反應或再生能力。例如，此從透鏡中心至外部邊緣之兩個曲線愈平坦，則此透鏡之品質愈高。
第3圖說明此具有影像特徵之三個不同目標影像之例示實施例，此等影像特徵界定預定空間頻率之變化空間解析度。此等影像10C、10D、以及10F各產生不同調變轉換函數MTF(11C、11D、以及11F)，如同由三個不同繪圖線在線圖11中所顯示。應注意，在圖式或圖表上點愈高，則顯示此成像系統之較高對比轉換能力。換句話說，當由成像系統將更多對比從此影像轉換至再生影像時，此MTF圖在x-軸上位置較高。
在一些實施例中，此核子反應爐成像系統被組態，而在成像系統品質評估期間以檢視核子反應爐之零件，且擷取目標之影像。這些可以包括容器內目視檢視系統與加強式目視檢視系統。此目標與影像擷取裝置各被組態，而在操作期間設置在核子反應爐之池中。
在第4圖中說明一個此種例示實施例。反應爐11包括反應爐壓力容器(RPV)12，其以例如為水之液體之池14裝滿。此核子反應爐具有一或更多個孔，其中以傳送遠端檢視裝置16。遠端檢視裝置16特性之一為其成像能力。操作人員依靠此成像系統用於操作與操縱此池14中之遠端檢視裝置16。此外，可以將一或更多個主要檢視攝影機18或其他影像擷取裝置設置在遠端檢視裝置上，且在 傳送設施(有線或無線)19上提供影像信號。此攝影機18在一些實施例中可以包括廣角變焦距能力、以及傾斜與旋轉能力。這可以為黑白攝影機與彩色攝影機。
此外，遠端檢視裝置16可以包括一或更多個照明或發光裝置(燈)20，用於照明由攝影機所觀看或成像之RPV10之此等部份。此照明裝置20應被組態，以在成像系統測試期間之目標影像擷取期間，在目標上選擇性地提供照明。此照明在操作期間應從一操作至下一個操作為可以重複，而在目標10上、及/或目標10與影像擷取裝置18之間提供恆定的照明。此照明系統燈20之強度與焦距可控制，以及在一些實施例中可以相對於影像擷取裝置或攝影機18而設置在離軸之位置，且可以提供多色度照明或其他。此種經控制照明可以提供目標影像之經控制照明，以模擬在操作環境中之經控制照明。
此遠端檢視裝置16亦可以包括檢視探測器22，而可以從遠端檢視裝置16之主體延伸，且可以設置在遠端位置中，此包括設置在可以目視地檢視之管孔中或在孔徑中。此檢視探測器22可以包括：攝影機24與一或更多個其他感測器或檢視裝置，如同在此技術中所知者。
僅為了清楚目的，第4圖說明此沸水式核子反應爐壓力容器(RPV)12之部份切開之橫截面圖。典型地，在操作期間PRV12包括額外項目，此包括在第3圖中所未顯示之燃料與控制棒以及蓋，這是因為第3圖說明在維修程序例如重新添加燃料程序期間之RPV12。因此，一些零件已 被去除且並未顯示。然而，此為典型情況目視檢視裝置16在壓力容器12中傳送且至浸沒之反應爐零件、例如作為例子之用於檢視焊接之管與孔。
RPV12可以具有一般圓柱形形狀，且在一端由底部頭28關閉，且在其另一端由可移除頂頭部(未圖示)關閉。側壁30由底頭部延伸至頂。此側壁30包括頂凸緣32，在其上裝附頂頭部(未圖示)。一圓柱形核心罩34圍繞反應爐核心36。此罩34在一端由罩支持38所支撐，且包括另一端之可移除式罩頭(未圖示)。環形物40形成介於罩34與側壁30之間。一具有環形之泵甲板42在罩支持38側壁30之間延伸。在一些實施例中，此泵甲板42包括複數個圓開口44，而以各開口容納噴射泵組件46(為了清楚目的，在第3圖中僅顯示一個)。此噴射泵組件46圍繞核心罩34周圍分佈。
在反應爐10之操作中，在核心36中產生熱，此核心包括可分裂材料之燃料束(未圖示)。此等燃料束藉由位於核心36底部之核心板48而對齊。水經由核心36與核心板48向上循環，且至少部份地被轉換成蒸汽。此蒸汽經由靠近RPV12頂部之蒸汽出口50而排出RPV 12。
由於第3圖說明在維修程序期間之RPV12。操作人員可以沿著通道、平台、或燃料添加橋52而設置，且可以操作一容器中目視檢視(IVVI)系統54。此IVVI系統54可以包括使用者控制介面，例如：顯示器、搖桿、方向盤、滑鼠、鍵盤、聲音輸入、或其他形式操作人員輸入，用 於從操作人員接收輸入。此IVVI系統54產生被傳送至檢視裝置16之控制命令，且經由傳輸設施19接收目視影像信號。此檢視裝置16設置於池14中，其如同顯示可以在RPV12中，且反應於所接收命令，而移動入於池14中。如同由熟習此技術人士瞭解，第3圖並無須依比例繪製，以及因此檢視裝置16相較於RPV12或其零件之尺寸可以在其他實施例或執行方式中變化。
目標10亦可設置於RPV12之池14中。此目標10所包括影像IN 具有預定空間離散頻率之變化空間解析度。此種目標10之例提供於第2、3、以及4圖中，如同以下所提及。此目標10可以設置於池14中之固定位置中、或可以在池14或其他操作環境中移動，以提供成像系統品質之真實世界操作客觀評估。在一例示實施例中，目標10可以固定於檢視裝置16之一部份，且可由攝影機18或24觀看。在一些實施例中，此目標10相對於此由燈20所接收光線而設置，此燈具有預先界定及/或可控制強度與方向。在此等實施例中，此等照明與觀看可以對於各觀看而標準化，或可以被調整至各種預先界定位準，以模擬或複製反應爐或特徵之由攝影機18或24之計劃觀看。
在操作中，目標10可以設置於反應爐11中之操作位置中，以致於在測試及/或校準期間可以評估成像系統18。例如，目標10可以在以下情況中設置於反應爐池14中：在每次使用檢視系統16與其成像系統之前、在每次使用結束時、及/或以設定期間。例如，可以令人想要此成像 系統每使用4小時評估成像系統之品質。
在例示檢視操作中，檢視裝置16被控制以推進至RPV 12中，且向下至側壁30與罩34間之距離D1。換句話說，此具有攝影機18之檢視探測器22可以設置在RPV10中之各種位置中，其包括環狀物40其作為例子具有噴射泵組件46。此檢視裝置16可以暫時地裝附於RPV10中之零件，而在目視檢視期間穩定檢視裝置16。檢視裝置16稍後被卸除且移至另一個噴射泵組件46或反應爐零件，且然後實施另一檢視。如同為熟習此技術人士為明顯，檢視裝置16可以包括：一或更多個攝影機18，用於檢視反應爐零件之向外部份；及/或可以包括裝附於可延伸探測器22之攝影機24，此探測器用於插入於孔中、例如噴射泵組件46之孔中。
如同以上討論，檢視裝置16可由一操作人員或IVVI系統54控制，此系統具有一或更多個推進器，用於將檢視裝置16移至池14中。此檢視裝置16被移動且設置在池14中，以致於檢視探測器22設置在池14中，以及可能用於插入於孔中，且將攝影機24設置於其中。一旦如此設置，可以操縱攝影機24以提供遠端觀看影像，用於遠端目視顯示、儲存、以及因此檢視。一旦已經檢視例如噴射泵組件46之第一零件，此具有攝影機24之檢視探測器22被去除，且檢視裝置16經由遠端控制命令而移至：RPV10中用於檢視另一反應爐零件之另一位置。
現在參考第5圖，在一例示實施例中，此被組態以定 量評估影像品質之系統56包括：目標10，其具有以上說明之影像IN 。此影像擷取裝置18設置在離目標10距離d，且照明裝置20照射目標10與影像IN 。此影像擷取裝置18將所擷取影像提供給電腦58。系統56亦可包括：記憶體系統60；輸出裝置62(例如：顯示器，用於顯示所擷取影像IC )；以及電腦可執行指令，其包括線掃瞄軟體與指令，用於執行以上說明之一或更多個方法及/或過程。可以將MTF本地地顯示至例如系統操作人員。亦可以提供輸出介面63用於傳送所擷取影像IC 、線掃瞄、所決定MTF、或相關分析至遠端系統64。
此記憶體系統60可以提供：記錄影像，或將其傳送至遠端系統或裝置。此影像資料可以記錄於：標準數位格式、例如MPEG檔案格式或等同物中。此可以提供用於校準與系統接受之所儲存記錄。此外，可以記錄一些或所有IVVI檢視，以提供檢驗之數位檔案。
在其他實施例中，可以將電腦組態而將所擷取影像之所決定之調變轉換函數MTF與由設計、法規、或其他系統規格所界定之預定臨界值比較。此預定臨界值可以界定為：在作為例子等於大約1000 (1p/in)之最小所想要空間頻率之百分比調變。在一此實施例中，此百分比調變可以大於或等於：大約50百分比調變之預先界定最小位準，其作為例子等於大約50百分比對比率。此等臨界值可以根據須要用於評估成像系統之已知系統需求、測試規格、法規或其他標準與慣例加以建立。調變轉換函數臨界值可 以決定為各種參數之函數，此等參數包括：一或更多個對比率、以及一或更多個調變。對於IVVI系統，可以決定此MTF等於在18百分比中性灰色背景上0.5毫米直徑線之空間解析度，而作為由IVVI系統所使用之典型標準。
用於一些實施例之此種例示電腦操作環境用於定量評估：在第6圖中所舉例顯示之由成像系統所產品影像之品質。如同於第6圖中所顯示，在此系統56之例中，一或更多個電腦58各可具有至少一高速處理單元(CPU)66與記憶體系統60，其與至少一匯流排結構68、輸入70、以及輸出62互連。
輸入70與輸出62類似，且可以舉例而言與下列裝置有關地執行：本地與遠端使用者介面、控制器、遠端作業系統、以及作業系統。輸入70可以包括作為例子：鍵盤、滑鼠、物理轉換器(例如，麥克風)、或通訊介面或埠，且經由輸入介面72互連至電腦58。輸出62可以包括：顯示器、列表機、轉換器(例如，擴音器)、輸出通訊介面或埠等，且經由輸出介面63互連至電腦58。一些裝置、例如網路適配器或數據機，可以使用作為輸入及/或輸出裝置。
此所說明CPU 66為類似設計，且包括：算數邏輯單元(ALU)74、用於實施計算；一組暫存器76、用於暫時儲存資料與指令；以及控制單元78、用於控制系統56之操作。任何種類之處理器，包括此等至少來自Digital Equipment、Sun、MIPS、Motorola/Freescale、NEC、Intel 、Cyrix、AMD、HP、以及Nexgen之處理器同樣受報偏好而用於CPU66。本發明所說明實施例在作業系統上操作，此作業系統被設計為可攜至任何此等處理平台。
此記憶體系統60通常包括：以媒體為形式之高速主要記憶體80，例如隨機存取記憶體(RAM)與唯讀記憶體(ROM)半導體裝置；以長期儲存媒體為形式之次要儲存體82，例如：軟碟、硬碟、磁帶、CD-ROM、快閃式記憶體等；以及使用電性、磁性、光學、或其他記錄媒體以儲存資料之其他裝置。此主要記憶體80亦可以包括視訊顯示記憶體，用於經由顯示裝置而顯示影像。熟習此技術人士瞭解，記憶體系統60可以包括：具有各種儲存容量之各種替代零件。
如同由熟習此技術人士所熟悉，系統56可以更包括一作業系統與至少一個應用程式(未圖示)。此作業系統為一組軟體，其控制電子系統之操作與資源分配。此應用程式為一組軟體，其使用經由作業系統而使得為可供使用之電腦資源，以實施由使用者所想要之任務。此作業系統與應用程式均存在於所說明記憶體系統60中。如同熟習此技術人士所知，在此所說明之一些方法、過程、及/或功能可以作為軟體執行，且儲存在各種形式電腦可讀取媒體上作為電腦可執行指令。在用於定量評估由在此舉例說明之成像系統所產生影像品質之系統與方法之各種實施例中，此電腦系統56可以包括強健之作業與應用程式，其具有電腦可執行指令，用於實施一或更多個以上過程。此外 ，一或更多個本地與遠端使用者介面、作業系統、以及遠端作業系統、除了具有電腦可執行指令之其他應用軟體程式之外還可以包括：薄的客戶應用如同以上說明作為例子用於通信、且與一或更多個控制器交互作用地操作。
根據熟習電腦程式規劃技術人士之慣例，本發明以下參考由系統56所實施操作之符號代表說明。此等操作通常稱為由電腦執行。應瞭解，此等操作為符號代表，包括：此代表資料位元之電氣信號而由CPU 66所操縱，在記憶體系統60中記憶體位置之資料位元之維護，以及其他信號處理。此維持資料位元之記憶體位置為實體位置，其具有對應於資料位元之特定電性、磁性、或光學性質。本發明可以執行於一或多個程式中，其包括儲存於電腦可讀取媒體上之一系列指令。電腦可讀取媒體可以為任何此等裝置、或與以上說明記憶體系統60有關此等裝置之組合。
熟習此技術人士應瞭解，在此所說明用於定量評估由成像系統所產生影像品質之系統或零件之一些實施例、可以具有更多或更少電腦處理系統零件，且仍然在本發明之範圍中。此外，雖然在此所說明示例實施例具有用於核子反應爐之容器中目視檢視系統中之一般應用，應瞭解此等所揭示實施例亦可以應用至其他應用與操作環境中。例如，此等可以包括：任何形式之目視測試非毀壞檢驗(VT-NDE)過程或系統、任何形式之視訊影像品質評估、攝影機製造商目標影像品質設定、廣播器與服務提供(電纜電 視、衛星、或其他)、科學成像包括天文學、醫學成像例如數位輻射學、超聲波、MRI、CT、以及PET、或任何其他目視成像系統而高解析度與高對比對於系統性能表現可能為重要。
當說明元件或特徵及/或其實施例時，此冠詞"a"、"an"、"the"、"said"之用意為意味可以有一或更多個元件或特徵。此專有詞"comprising"、"including"、"having"之用意為包含且意味著：在此等特定說明者之外可以有額外之元件或特徵。
熟習此技術人士瞭解，可以對於以上說明之例示實施例與執行方式作各種變化，而不會偏離本發明之範圍。因此，此包含於以上說明中或於所附圖中所顯示之所有事物應被解釋為說明而非限制意義。
應進一步瞭解，在此所說明之過程或步驟並不可被認為必須要求其以所討論或說明之特定順序而表現。亦應瞭解，可以使用額外或替代之過程或步驟。
10‧‧‧目標影像
11‧‧‧核子反應爐
12‧‧‧反應爐壓力容器
13‧‧‧調變轉換函數
14‧‧‧反應爐池
16‧‧‧遠端檢視裝置
18‧‧‧影像擷取裝置
19‧‧‧傳輸設施
20‧‧‧照明系統
22‧‧‧檢視探測器
24‧‧‧檢視探測器攝影機
28‧‧‧反應爐底頭部
30‧‧‧反應爐側壁
32‧‧‧反應爐頂部凸緣
34‧‧‧反應爐之罩
36‧‧‧反應爐核心
38‧‧‧反應爐之罩支撐
40‧‧‧反應爐之環形件
42‧‧‧反應爐之泵甲板
44‧‧‧反應爐之圓形開口
46‧‧‧反應爐之噴射泵組件
48‧‧‧反應爐之核心板
50‧‧‧蒸汽出口
52‧‧‧反應爐之燃料添加橋
54‧‧‧容器內目視檢視(IVVI)系統
56‧‧‧系統
58‧‧‧電腦
60‧‧‧電腦記憶體系統
62‧‧‧電腦輸出
63‧‧‧電腦輸出介面
64‧‧‧遠端系統
66‧‧‧中央處理單元(CPU)
68‧‧‧匯流排結構
70‧‧‧電腦輸入
72‧‧‧電腦輸入介面
74‧‧‧電腦之算數邏輯單元(ALU)
76‧‧‧電腦之暫存器
78‧‧‧電腦之控制單元
80‧‧‧電腦之主記憶體
82‧‧‧電腦之次要儲存體
第1圖為根據例示實施例所包含影像特徵具有變化空間頻率之目標之圖式；第2圖為根據另一例示實施例具有變化空間頻率之目標之影像；第3圖為根據例示實施例具有變化空間頻率之三個影像與其調變轉換函數之圖式； 第4圖為根據例示實施例之反應爐壓力容器、具有變化空間頻率之影像之目標、以及用於定量評估成像系統品質之成像系統之橫截面圖；第5圖為根據另一例示實施例用於定量評估成像系統品質之系統之方塊圖；以及第6圖為例示電腦系統之方塊圖，其可以被使用以執行用於定量評估影像及/或成像系統之系統及/或方法之一些實施例或零件。
10‧‧‧目標影像
11‧‧‧核子反應爐
12‧‧‧反應爐壓力容器
13‧‧‧調變轉換函數
14‧‧‧反應爐池
16‧‧‧遠端檢視裝置
18‧‧‧影像擷取裝置
19‧‧‧傳輸設施
20‧‧‧照明系統
22‧‧‧檢視探測器
24‧‧‧檢視探測器攝影機
28‧‧‧反應爐底頭部
30‧‧‧反應爐側壁
32‧‧‧反應爐頂部凸緣
34‧‧‧反應爐之罩
36‧‧‧反應爐核心
38‧‧‧反應爐之罩支撐
40‧‧‧反應爐之環形件
42‧‧‧反應爐之泵甲板
44‧‧‧反應爐之圓形開口
46‧‧‧反應爐之噴射泵組件
50‧‧‧蒸汽出口
52‧‧‧反應爐之燃料添加橋
54‧‧‧容器內目視檢視(IVVI)系統

Claims (6)

  1. 一種定量評估成像系統之影像品質之系統(56)，包括：一目標(10)，其所包含一或更多影像特性具有變化之空間解析度與預定空間頻率；一影像擷取裝置(18)，其被組態以擷取目標(10)之影像；一照明系統(20)，其具有：一照明裝置、與用於控制該照明裝置之一控制系統，且該照明系統(20)被組態在該目標影像擷取期間，向該目標提供照明；一電腦(58)，其具有一處理器(66)、一記憶體(60)、以及電腦可執行指令，且被組態以接收所擷取目標(10)影像，反應於該目標之該等預定空間頻率，以備製整個擷取影像之一或更多強度輪廓，以及反應於該等一或更多強度輪廓，以決定於一空間領域中之調變轉換函數(13)，其中該目標(10)包含一或更多具有顏色之影像特性，該目標(10)具有包括有連續變化空間頻率的條圖案，以及其中該電腦(58)被進一步組態，以評估該成像系統之顏色解析能力，其中該電腦(58)包含具有電腦可執行指令之線掃瞄軟體，用於備製在整個該一或更多強度輪廓上之該一或更多強度輪廓的對比率，其中該電腦(58)被組態以備製該等強度輪廓，且將該所測量對比率分配給該等預定空間頻 率，以及其中該電腦(58)被組態以使用該線掃瞄軟體，用於測量在兩個或更多個預定空間頻率之該等對比率。
  2. 如申請專利範圍第1項之系統(56)，其中該影像擷取裝置(18)為一電子裝置，用於擷取該目標之類比影像，更包括一類比至數位轉換器，用於將所擷取類比影像數位化，該類比至數位轉換器包含用於一影像畫面擷取器之電腦可執行指令。
  3. 如申請專利範圍第2項之系統(56)，其中該電腦(58)被組態，以繪製在該兩或更多預定空間頻率之該等對比率，以及其中，該調變轉換函數(13)反應該所繪製之圖。
  4. 如申請專利範圍第1項之系統(56)，其中該電腦(58)被進一步組態，將該所決定之調變轉換函數(13)與一預定臨界值比較，其中該預定臨界值被界定為等於大約10001p/in之一所想要最小空間頻率之調變百分比，以及其中該調變百分比大於或等於一預先界定最小位準之大約百分之五十。
  5. 如申請專利範圍第4項之系統(56)，其中該調變轉換函數之臨界值係反應於該對比率與調變之至少之一加以決定，且該調變轉換函數之臨界值係反應於在18百分比中性灰背景上0.5毫米直徑線之空間解析度加以決定。
  6. 如申請專利範圍第1項之系統(56)，其中該影像擷取裝置(18)為一數位裝置，其被組態用於擷取該目 標(10)之數位影像，以及其中該電腦(58)被組態，以從該影像擷取裝置接收所擷取數位影像。
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