特開 2024-171560 破面解析方法、破面解析装置、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024171560

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】破面解析方法、破面解析装置、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/88 20060101AFI20241205BHJP

【ＦＩ】

G01N21/88 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023088630

(22)【出願日】2023-05-30

(71)【出願人】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(72)【発明者】

【氏名】中原 瞬

(72)【発明者】

【氏名】山本 賢二

(72)【発明者】

【氏名】川畠 竜

(72)【発明者】

【氏名】金子 秀明

(72)【発明者】

【氏名】古結 義浩

【テーマコード（参考）】

2G051

【Ｆターム（参考）】

2G051AA90

2G051AB02

2G051BA02

2G051CB01

2G051EA08

2G051EA11

2G051EA12

2G051EA16

2G051EB01

(57)【要約】

【課題】観察者の技量に依存することなく、破面上のビーチマークを安定して識別する。
【解決手段】破面解析方法は、構造物の破面を撮影した少なくとも一つの破面画像の情報を取得するステップと、取得した前記破面画像の情報に基づいて、前記破面画像における前記構造物に生じるき裂の進展するき裂進展方向の画素の輝度の分布情報である進展方向輝度分布情報を取得するステップと、前記進展方向輝度分布情報に基づいて、前記き裂進展方向で隣り合う複数の検出位置での画素の輝度の差分を算出して取得するステップと、前記差分の絶対値が予め定めた基準値を満たしているか否かを判定するステップと、前記基準値を満たしていると判定された前記検出位置の位置情報から前記破面画像におけるビーチマークの位置情報を取得するステップと、を含む。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

構造物の破面を撮影した少なくとも一つの破面画像の情報を取得するステップと、
取得した前記破面画像の情報に基づいて、前記破面画像における前記構造物に生じるき裂の進展するき裂進展方向の画素の輝度の分布情報である進展方向輝度分布情報を取得するステップと、
前記進展方向輝度分布情報に基づいて、前記き裂進展方向で隣り合う複数の検出位置での画素の輝度の差分を算出して取得するステップと、
前記差分の絶対値が予め定めた基準値を満たしているか否かを判定するステップと、
前記基準値を満たしていると判定された前記検出位置の位置情報から前記破面画像におけるビーチマークの位置情報を取得するステップと、を含む破面解析方法。

【請求項2】

前記破面画像の情報を取得するステップでは、光源の位置の異なる複数の前記破面画像の情報をさらに取得し、
前記差分を算出するステップでは、前記差分を、複数の前記破面画像の情報において、同じ位置を含むように算出する請求項１に記載の破面解析方法。

【請求項3】

前記ビーチマークの位置情報を取得するステップは、
前記基準値を満たしていると判定された前記検出位置を合格位置とし、複数の前記破面画像の情報ごとに、前記合格位置の位置情報を取得するステップと、
取得された前記合格位置の中で、同じ位置での登場頻度が予め定めた基準回数を満たした前記合格位置の位置情報を前記ビーチマークの位置情報として取得するステップとをさらに有する請求項１又は２に記載の破面解析方法。

【請求項4】

前記進展方向輝度分布情報を取得するステップでは、前記き裂進展方向に対して直交する直交方向に所定幅を有する領域で、前記進展方向輝度分布情報を取得する請求項１又は２に記載の破面解析方法。

【請求項5】

前記破面画像の情報から、予め定めた楕円線状模様を検出し、前記楕円線状模様が検出された模様検出位置の位置情報を取得するステップと、をさらに含み、
前記ビーチマークの位置情報を取得するステップは、前記基準値を満たしていると判定された前記検出位置と前記模様検出位置とが一致している位置の位置情報を前記ビーチマークの位置情報として取得する請求項１又は２に破面解析方法。

【請求項6】

構造物の破面を撮影した少なくとも一つの破面画像の情報を取得する画像取得部と、
取得した前記破面画像の情報に基づいて、前記破面画像における前記構造物に生じるき裂の進展するき裂進展方向の画素の輝度の分布情報である進展方向輝度分布情報を取得する輝度分布取得部と、
前記進展方向輝度分布情報に基づいて、前記き裂進展方向で隣り合う複数の検出位置での画素の輝度の差分を算出して取得する差分取得部と、
前記差分の絶対値が予め定めた基準値を満たしているか否かを判定する判定部と、
前記基準値を満たしていると判定された前記検出位置の位置情報から前記破面画像におけるビーチマークの位置情報を取得するビーチマーク取得部と、を備える破面解析装置。

【請求項7】

コンピュータに、
構造物の破面を撮影した少なくとも一つの破面画像の情報を取得するステップと、
取得した前記破面画像の情報に基づいて、前記破面画像における前記構造物に生じるき裂の進展するき裂進展方向の画素の輝度の分布情報である進展方向輝度分布情報を取得するステップと、
前記進展方向輝度分布情報に基づいて、前記き裂進展方向で隣り合う複数の検出位置での画素の輝度の差分を算出して取得するステップと、
前記差分の絶対値が予め定めた基準値を満たしているか否かを判定するステップと、
前記基準値を満たしていると判定された前記検出位置の位置情報から前記破面画像におけるビーチマークの位置情報を取得するステップと、を実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、破面解析方法、破面解析装置、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

金属材料や複合材の損傷度合いを計測するために、疲労破壊後の材料の破面を検査する方法がある。疲労破壊後の材料の破面には、材料が使用されていた環境下での負荷変動等に対応した貝殻模様状のビーチマークが形成される。このようなビーチマークの観察は、外観画像やＳＥＭ画像上での目視観察により行われている。外観画像やＳＥＭ画像上での目視観察は、観察者の技量によって検出結果に差が生じやすいため、様々な現場で、目視観察に寄らない表面性状の検査方法が用いられている。

【0003】

例えば、特許文献１に記載の表面性状検査装置では、機械加工鋼材の表面検査を行う表面性状検査装置が記載されている。この表面性状検査装置では、線状のレーザ光が照射された被検査体の表面を撮像し、撮像した画像に対して画像処理を行っている。具体的には、複数の画像における線状のレーザ光の照射部分に対応する線分である光切断線を配列させた縞画像フレームに基づいて、被検査体の表面の凹凸状態を表す深さ画像と、表面における線状のレーザ光の輝度分布を表す輝度画像等とを利用している。そして、これらの画像のデータから、地肌残存部又は錆が、被検査体の表面に存在しているか否かを検出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－４８９７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、破面に形成されるビーチマークは、貝殻模様状に形成されるが、単純な画像処理だけでは、破面自身の凹凸と区別がしづらい場合がある。具体的には、ビーチマークによる凹凸も破面上の凹凸であるため、破面自身の微小な凹凸と区別して、ビーチマークの凹凸だけを識別することが難しい。そのため、ビーチマークの識別には、まだ観察者の技量に依存する側面が大きく、観察者の技量によっては、識別作業に多くの時間や手間を費やす恐れや客観性を欠いた結論を導く可能性がある。そのため、破面上のビーチマークを安定して識別することが求められている。

【0006】

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、観察者の技量に依存することなく、破面上のビーチマークを安定して識別可能な破面解析方法、破面解析装置、及びプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本開示に係る破面解析方法は、構造物の破面を撮影した少なくとも一つの破面画像の情報を取得するステップと、取得した前記破面画像の情報に基づいて、前記破面画像における前記構造物に生じるき裂の進展するき裂進展方向の画素の輝度の分布情報である進展方向輝度分布情報を取得するステップと、前記進展方向輝度分布情報に基づいて、前記き裂進展方向で隣り合う複数の検出位置での画素の輝度の差分を算出して取得するステップと、前記差分の絶対値が予め定めた基準値を満たしているか否かを判定するステップと、前記基準値を満たしていると判定された前記検出位置の位置情報から前記破面画像におけるビーチマークの位置情報を取得するステップと、を含む。

【0008】

また、本開示に係る破面解析装置は、構造物の破面を撮影した少なくとも一つの破面画像の情報を取得する画像取得部と、取得した前記破面画像の情報に基づいて、前記破面画像における前記構造物に生じるき裂の進展するき裂進展方向の画素の輝度の分布情報である進展方向輝度分布情報を取得する輝度分布取得部と、前記進展方向輝度分布情報に基づいて、前記き裂進展方向で隣り合う複数の検出位置での画素の輝度の差分を算出して取得する差分取得部と、前記差分の絶対値が予め定めた基準値を満たしているか否かを判定する判定部と、前記基準値を満たしていると判定された前記検出位置の位置情報から前記破面画像におけるビーチマークの位置情報を取得するビーチマーク取得部と、を備える。

【0009】

また、本開示に係るプログラムは、コンピュータに、構造物の破面を撮影した少なくとも一つの破面画像の情報を取得するステップと、取得した前記破面画像の情報に基づいて、前記破面画像における前記構造物に生じるき裂の進展するき裂進展方向の画素の輝度の分布情報である進展方向輝度分布情報を取得するステップと、前記進展方向輝度分布情報に基づいて、前記き裂進展方向で隣り合う複数の検出位置での画素の輝度の差分を算出して取得するステップと、前記差分の絶対値が予め定めた基準値を満たしているか否かを判定するステップと、前記基準値を満たしていると判定された前記検出位置の位置情報から前記破面画像におけるビーチマークの位置情報を取得するステップと、を実行させる。

【発明の効果】

【0010】

本開示の破面解析方法、破面解析装置、及びプログラムによれば、観察者の技量に依存することなく、破面上のビーチマークを安定して識別できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施形態に係る解析対象物を示す模式図である。

【図2】第一実施形態に係る破面解析方法の構成を示すフロー図である。

【図3】本実施形態に係る破面画像を示す模式図である。

【図4A】本実施形態に係る第一の破面画像を示す写真である。

【図4B】本実施形態に係る第一の破面画像に対応する検出位置と輝度や差分の絶対値との関係をまとめたグラフである。

【図5A】本実施形態に係る第二の破面画像を示す写真である。

【図5B】本実施形態に係る第二の破面画像に対応する検出位置と輝度や差分の絶対値との関係をまとめたグラフである。

【図6A】本実施形態に係る第三の破面画像を示す写真である。

【図6B】本実施形態に係る第三の破面画像に対応する検出位置と輝度や差分の絶対値との関係をまとめたグラフである。

【図7A】本実施形態に係る第四の破面画像を示す写真である。

【図7B】本実施形態に係る第四の破面画像に対応する検出位置と輝度や差分の絶対値との関係をまとめたグラフである。

【図8】第一実施形態に係る破面解析装置の構成を示す模式図である。

【図9】第二実施形態に係る破面解析方法の構成を示すフロー図である。

【図10】第二実施形態に係る検出位置及び輝度の関係をまとめたグラフと、楕円線状模様と、破面画像との関係を表す図である。

【図11】第二実施形態に係る破面解析装置の構成を示す模式図である。

【図12】少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照して、本開示による破面解析方法、破面解析装置、及びプログラムを実施するための形態を説明する。しかし、本開示はこの実施形態のみに限定されるものではない。

【0013】

＜第一実施形態＞
（解析対象物）
破面解析方法Ｓ１は、構造物の破面ＦＳの画像の情報から破面ＦＳ上のビーチマークＢＭの情報を取得する方法である。破面解析方法Ｓ１は、例えば、図１に示すような解析対象物ＡＯを構造物として、実施される。解析対象物ＡＯは、蒸気タービンやガスタービン等の回転機械で一定の時間使用された部品を模している。解析対象物ＡＯは、回転機械で所定時間経過後の部品に疲労破壊が生じた状態を再現した構造物である。解析対象物ＡＯの破面ＦＳには、疲労破壊によって生じる複数のビーチマークＢＭが形成されている。ビーチマークＢＭとは、疲労破壊した部品の破面ＦＳに生じる貝殻状の模様である。ビーチマークＢＭは、実機の疲労破壊で繰り返し荷重の大きさが変化することで、荷重が変化した時点でのき裂前縁の位置が破面ＦＳ上に縞模様として残されたものである。ビーチマークＢＭは、一つの破面ＦＳに対して狭い間隔で数百本形成される。

【0014】

なお、構造物は、本実施形態のように回転機械で使用される部品を模した解析対象物ＡＯであることに限定されるものではない。構造物は、例えば、実際に、回転機械で使用されて破損した部品の一部であってもよい。

【0015】

（破面解析方法）
図２を参照して、第一実施形態の破面解析方法Ｓ１について説明する。本実施形態の破面解析方法Ｓ１は、破面解析装置１（図８参照）を用いて実施される。破面解析方法Ｓ１は、解析対象物ＡＯの破面ＦＳを撮影した少なくとも一つの破面画像ＦＧの情報を用いてビーチマークＢＭの位置情報を取得する。第一実施形態の破面解析方法Ｓ１は、図２に示すように、画像取得ステップＳ２と、輝度分布取得ステップＳ３と、差分取得ステップＳ４と、判定ステップＳ５と、ビーチマーク取得ステップＳ６とを含んでいる。

【0016】

画像取得ステップＳ２では、解析対象物（構造物）ＡＯの破面ＦＳを撮影した少なくとも一つの破面画像ＦＧの情報が取得される。画像取得ステップＳ２では、例えば、図３に模式化して示すように、デジタルマイクロスコープによって撮影された破面ＦＳの破面画像ＦＧの情報が取得される。第一実施形態では、図１に示しように、光源ＬＳの位置の異なる複数の破面画像ＦＧの情報が取得される。つまり、異なる位置に配置された光源ＬＳから同じ破面ＦＳを照らした場合の破面画像ＦＧの情報が取得される。本実施形態では、均等に離れた四か所の位置に配置された光源ＬＳ１、ＬＳ２，ＬＳ３，及びＬＳ４によって一つの破面ＦＳがそれぞれ照らされた四つのパターンの破面画像ＦＧの情報が取得される。したがって、本実施形態では、図４Ａに示す第一の光源ＬＳ１で照らした第一の破面画像ＦＧと、図５Ａに示す第二の光源ＬＳ２で照らした第二の破面画像ＦＧと、図６Ａに示す第三の光源ＬＳ３で照らした第三の破面画像ＦＧと、図７Ａに示す第四の光源ＬＳ４で照らした第四の破面画像ＦＧとの情報がそれぞれ取得される。

【0017】

図２に示すように、輝度分布取得ステップＳ３では、画像取得ステップＳ２で取得した破面画像ＦＧの情報に基づいて輝度の分布情報が取得される。具体的には、破面画像ＦＧにおける解析対象物ＡＯに生じたき裂の進展するき裂進展方向の画素の輝度の分布情報である進展方向輝度分布情報が取得される。本実施形態では、図１及び図３におけるＸ方向をき裂進展方向としている。また、進展方向輝度分布情報は、き裂進展方向に対して直交する直交方向（図１及び図３のＹ方向）に所定幅を有する領域で取得される。つまり、図３に示すように、進展方向輝度分布情報は、破面画像ＦＧ中の一部の矩形状の所定の領域である輝度取得領域ＬＡでの輝度の分布情報として取得される。その際、直交方向については、例えば、平均化した輝度の情報値が取得される。

【0018】

なお、直交方向の所定幅は、き裂進展方向の破面画像ＦＧの長さに対して短い長さが設定されることが好ましい。直交方向の所定幅は、ビーチマークＢＭの曲線の影響を受けずに、直線に近似可能な範囲に設定されることが好ましい。直交方向の所定幅は、例えば、５０ピクセル～３００ピクセルの範囲内が好ましい。本実施形態の直交方向の所定幅は、２００ピクセルとされている。

【0019】

また、輝度分布取得ステップＳ３では、輝度取得領域ＬＡでの輝度とき裂進展方向での検出位置との関係として、進展方向輝度分布情報が取得される。また、取得された輝度取得領域ＬＡでの進展方向輝度分布情報は、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂ及び図７Ｂの上部のグラフのように、縦軸が輝度値で、横軸がき裂進展方向での検出位置のグラフとして取得される。

【0020】

さらに、輝度分布取得ステップＳ３では、画像取得ステップＳ２で取得された複数の破面画像ＦＧに対して進展方向輝度分布情報がそれぞれ取得される。つまり、一つの破面画像ＦＧに対して対応する一つの進展方向輝度分布情報が取得され、破面画像ＦＧの数と同数の進展方向輝度分布情報が取得される。その際、複数の破面画像ＦＧに対して、き裂進展方向において同じ検出位置で輝度の情報が取得される。

【0021】

図２に示すように、差分取得ステップＳ４では、輝度分布取得ステップＳ３で取得した進展方向輝度分布情報に基づいて、き裂進展方向で隣り合う複数の検出位置での画素の輝度の差分が算出されて取得される。具体的には、差分取得ステップＳ４では、き裂進展方向での任意の検出位置（Ｘ１）と、き裂進展方向において任意の検出位置に対して所定の間隔（α）だけ離れた検出位置（Ｘ１＋α）の差分の絶対値が算出される。この差分の絶対値をき裂進展方向に連続して取得することで、輝度取得領域ＬＡの全域での輝度の差分の情報が取得される。差分取得ステップＳ４では、進展方向輝度分布情報から、差分の絶対値とき裂進展方向の検出位置との関係の情報を取得する。また、取得された差分の情報は、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂ及び図７Ｂの下部のグラフのように、縦軸が差分絶対値で、横軸がき裂進展方向の検出位置のグラフとして取得される。

【0022】

さらに、差分取得ステップＳ４では、輝度分布取得ステップＳ３で取得された複数の進展方向輝度分布情報に対して、輝度取得領域ＬＡの全域での差分の絶対値の情報がそれぞれ取得される。つまり、一つの進展方向輝度分布情報に対して対応する一つの差分の情報が取得され、進展方向輝度分布情報の数と同数の輝度取得領域ＬＡでの差分の情報が取得される。その際、複数の進展方向輝度分布情報に対して、き裂進展方向に連続した差分の絶対値の情報が算出される。これにより、差分取得ステップＳ４では、差分の絶対値が、複数の破面画像ＦＧの情報において、き裂進展方向において同じ検出位置を含むように算出される。

【0023】

図２に示すように、判定ステップＳ５では、差分取得ステップＳ４で取得された差分の絶対値が予め定めた基準値ＢＶ（例えば、図４Ｂ参照）を満たしているか否かが判定される。具体的には、判定ステップＳ５では、輝度の差分の絶対値が基準値ＢＶを満たして超えているか否かが、輝度取得領域ＬＡの全域にわたって、判定される。基準値ＢＶは、輝度の差がビーチマークＢＭとみなせると値であって、事前に設定される。つまり、輝度の差が小さく基準値ＢＶを下回っている値となっている箇所では、ビーチマークＢＭではなく単純な破面ＦＳ自身の微小な凹凸Ｚである可能性が高くなっている。判定結果の情報は、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂ及び図７Ｂの下部のグラフに示すように、差分取得ステップＳ４で取得した縦軸が差分の絶対値で横軸がき裂進展方向の距離のグラフに対して、基準値ＢＶを超えた山として取得される。

【0024】

さらに、判定ステップＳ５では、差分取得ステップＳ４で取得された複数の差分の絶対値とき裂進展方向の検出位置との関係の情報に対してそれぞれ判定が実施される。つまり、輝度取得領域ＬＡでの差分の情報の数と同数の判定結果の情報が取得される。これにより、判定ステップＳ５では、判定結果が、複数の破面画像ＦＧの情報においてそれぞれ取得される。

【0025】

図２に示すように、ビーチマーク取得ステップＳ６では、判定ステップＳ５で取得され、基準値ＢＶを満たしていると判定された検出位置の位置情報から破面画像ＦＧにおけるビーチマークＢＭの位置情報が取得される。具体的には、ビーチマーク取得ステップＳ６では、基準値ＢＶを超えた差分の絶対値を有する検出位置がビーチマークＢＭの位置として取得される。より具体的には、本実施形態のビーチマーク取得ステップＳ６は、合格位置取得ステップＳ６１と、真ビーチマーク取得ステップＳ６２、Ｓ６２０とを含んでいる。

【0026】

合格位置取得ステップＳ６１では、複数の破面画像ＦＧの情報ごとに、合格位置Ｐの位置情報が取得される。合格位置Ｐとは、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂ及び図７Ｂに示すように、判定結果の情報に含まれ、基準値ＢＶを満たしていると判定された検出位置である。したがって、合格位置取得ステップＳ６１では、判定ステップＳ５で取得された判定結果において、基準値ＢＶを超えた検出位置が合格位置Ｐとして取得される。加えて、複数の判定結果に対して、それぞれ合格位置Ｐが取得される。つまり、ある判定結果で合格位置Ｐとされた検出位置と同じ位置であっても、別の判定結果では、基準値ＢＶを超えずに合格位置Ｐとにみなせない場合がある。

【0027】

図２に示すように、真ビーチマーク取得ステップＳ６２では、合格位置取得ステップＳ６１で取得された合格位置Ｐの中で、同じ位置での登場頻度が予め定めた基準回数（例えば二回）を満たした合格位置Ｐの位置情報が、ビーチマークＢＭの位置情報として取得される。予め定めた基準回数とは、異なる位置の複数の光源ＬＳから破面ＦＳをそれぞれ照らした場合に、どの位置から照らしてもビーチマークＢＭとみなせると判断可能な回数である。本実施形態の真ビーチマーク取得ステップＳ６２では、複数の判定結果で取得された複数の合格位置Ｐの中で複数回にわたって同じ検出位置（き裂進展方向で同じ位置）となっている合格位置Ｐの登場頻度の情報が取得される。図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂ及び図７Ｂに示すように、同じ検出位置での登場頻度が基準回数を超えている検出位置の情報を合格位置Ｐの中でも真合格位置ＴＰとして取得する。その後、真合格位置ＴＰがビーチマークＢＭの位置として取得される。

【0028】

（破面解析装置）
次に、破面解析方法Ｓ１を適用した破面解析装置１について説明する。図８に示すように、破面解析装置１は、画像撮影部２と、制御部５と、画像表示部３とを備える。

【0029】

画像撮影部２は、解析対象物ＡＯの破面ＦＳを撮影して取得可能とされている。画像撮影部２は、撮影した破面画像ＦＧの情報を制御部５に送る。本実施形態の画像撮影部２は、例えば、破面画像ＦＧを取得可能なデジタルマイクロスコープである。

【0030】

制御部５は、取得した破面画像ＦＧの情報から破面ＦＳ上のビーチマークＢＭの情報を取得する。制御部５は、画像取得部５１と、輝度分布取得部５２と、差分取得部５３と、判定部５４と、ビーチマーク取得部５５と、出力部５８とを有している。

【0031】

画像取得部５１は、解析対象物ＡＯの破面ＦＳを撮影した少なくとも一つの破面画像ＦＧの情報を取得可能とされている。本実施形態の画像取得部５１は、画像撮影部２で撮影された破面画像ＦＧの情報を取得する。画像取得部５１は、光源ＬＳの位置の異なる複数の破面画像ＦＧの情報を取得する。その際、画像取得部５１は、画像撮影部２で光源ＬＳの位置を変更して撮影した複数の破面画像ＦＧの情報を取得してもよく、画像撮影部２で一つの光源ＬＳの位置で撮影した一つの破面画像ＦＧの情報に画像処理を行って異なる位置に配置された光源ＬＳを模した複数の破面画像ＦＧの情報を取得してもよい。本実施形態の画像取得部５１は、画像撮影部２とともに、画像取得ステップＳ２を実行する。したがって、画像取得部５１は、第一の破面画像ＦＧと、第二の破面画像ＦＧと、第三の破面画像ＦＧと、第四の破面画像ＦＧとの情報を取得する。また、画像取得部５１は、取得した複数の破面画像ＦＧの情報を輝度分布取得部５２及び出力部５８に送る。

【0032】

なお、画像取得部５１は、画像撮影部２のように外部のカメラからの破面画像ＦＧの情報を取得して取り込むインターフェースであってもよく、外部のカメラではなく、自ら破面画像ＦＧを撮影して画像データを取り込む装置であってもよい。

【0033】

輝度分布取得部５２は、取得した破面画像ＦＧの情報に基づいて、破面画像ＦＧにおけるき裂進展方向の画素の輝度の分布情報である進展方向輝度分布情報を取得する。輝度分布取得部５２は、画像取得部５１から少なくとも一つの破面画像ＦＧの情報を取得する。本実施形態の輝度分布取得部５２は、輝度分布取得ステップＳ３を実行する。したがって、輝度分布取得部５２は、第一の破面画像ＦＧと、第二の破面画像ＦＧと、第三の破面画像ＦＧと、第四の破面画像ＦＧとから、輝度取得領域ＬＡでの進展方向輝度分布情報をそれぞれ取得する。また、輝度分布取得部５２は、取得した複数の進展方向輝度分布情報の情報を差分取得部５３及び出力部５８に送る。

【0034】

差分取得部５３は、進展方向輝度分布情報に基づいて、き裂進展方向で隣り合う複数の検出位置での画素の輝度の差分を算出して取得する。差分取得部５３は、輝度分布取得部５２から進展方向輝度分布情報を取得する。差分取得部５３は、差分の絶対値をき裂進展方向に連続して取得することで、輝度取得領域ＬＡの全域での輝度の差分の情報を取得する。本実施形態の差分取得部５３は、差分取得ステップＳ４を実行する。したがって、差分取得部５３は、四つの破面画像ＦＧにそれぞれ対応する四つの進展方向輝度分布情報から、差分の絶対値とき裂進展方向の検出位置との関係の情報を取得する。また、差分取得部５３は、取得した複数の差分の絶対値とき裂進展方向の検出位置との関係の情報を判定部５４及び出力部５８に送る。

【0035】

判定部５４は、差分の絶対値が予め定めた基準値ＢＶを満たしているか否かを判定する。差分配転部は、差分取得部５３から差分の絶対値とき裂進展方向の検出位置との関係の情報を取得する。判定部５４は、輝度取得領域ＬＡの全域で、差分の絶対値が基準値ＢＶを満たしているか否かを判定する。本実施形態の判定部５４は、判定ステップＳ５を実行する。したがって、判定部５４は、差分取得部５３から取得された複数の差分の絶対値とき裂進展方向の検出位置との関係の情報に対して、それぞれ判定を実施する。また、判定部５４は、取得した複数の判定結果の情報をビーチマーク取得部５５及び出力部５８に送る。

【0036】

ビーチマーク取得部５５は、基準値ＢＶを満たしていると判定された検出位置の位置情報から破面画像ＦＧにおけるビーチマークＢＭの位置情報を取得する。ビーチマーク取得部５５は、基準値ＢＶを超えた差分の絶対値を有する検出位置をビーチマークＢＭの位置として取得する。ビーチマーク取得部５５は、ビーチマーク取得ステップＳ６を実行する。本実施形態のビーチマーク取得部５５は、合格位置取得部５６と、真ビーチマーク取得部５７とを有している。

【0037】

合格位置取得部５６は、基準値ＢＶを満たしていると判定された検出位置を合格位置Ｐとして取得する。合格位置取得部５６は、判定部５４から判定結果の情報を取得する。合格位置取得部５６は、複数の破面画像ＦＧの情報ごとに、合格位置Ｐの位置情報を取得する。本実施形態の合格位置取得部５６は、合格位置取得ステップＳ６１を実行する。合格位置取得部５６は、複数の判定結果に対して、それぞれ合格位置Ｐを取得する。また、合格位置取得部５６は、取得した複数の合格位置Ｐの情報を真ビーチマーク取得部５７及び出力部５８に送る。

【0038】

真ビーチマーク取得部５７は、取得された合格位置Ｐの中で、同じ位置での登場頻度が予め定めた基準回数を満たした合格位置Ｐの位置情報を、ビーチマークＢＭの位置情報として取得する。具体的には、真ビーチマーク取得部５７は、合格位置取得部５６から合格位置Ｐの情報を取得する。本実施形態の真ビーチマーク取得部５７は、真ビーチマーク取得ステップＳ６２を実行する。真ビーチマーク取得部５７は、合格位置取得部５６で取得された複数の合格位置Ｐの中で複数回にわたって同じ検出位置となっている合格位置Ｐの回数が登場頻度の情報として取得される。真ビーチマーク取得部５７は、登場頻度が基準回数を超えている検出位置の情報を、合格位置Ｐの中でも真合格位置ＴＰとして取得する。その後、真ビーチマーク取得部５７は、真合格位置ＴＰをビーチマークＢＭの位置として取得する。また、真ビーチマーク取得部５７は、取得した複数のビーチマークＢＭの位置の情報を出力部５８に送る。

【0039】

出力部５８は、取得した各種情報を外部の表示部に出力する。出力部５８は、画像取得部５１で取得した複数の破面画像ＦＧの情報を取得する。出力部５８は、輝度分布取得部５２で取得した複数の進展方向輝度分布情報の情報を取得する。出力部５８は、差分取得部５３で取得した複数の差分の絶対値とき裂進展方向の検出位置との関係の情報を取得する。出力部５８は、判定部５４で取得した複数の判定結果の情報を取得する。出力部５８は、合格位置取得部５６で取得した複数の合格位置Ｐの情報を取得する。出力部５８は、真ビーチマーク取得部５７で取得された真合格位置ＴＰに基づくビーチマークＢＭの位置の情報を取得する。

【0040】

画像表示部３は、出力部５８から取得した各種情報を表示する。画像表示部３は、例えば、モニタやプリンタ等が挙げられる。

【0041】

次に、第一実施形態に係る破面解析装置１を利用した破面解析方法Ｓ１の手順について説明する。まず、図１に示すような解析対象物ＡＯが準備される。その後、画像取得ステップＳ２が実施される。具体的には、まず、画面撮影部によって、一つの光源ＬＳの位置で、解析対象物ＡＯの破面ＦＳが撮影される。これにより、一つの破面画像ＦＧが取得される。取得した破面画像ＦＧは制御部５の画像取得部５１に取り込まれる。画像取得部５１では、取得した一つの破面画像ＦＧの情報に画像処理を行って異なる位置に配置された光源ＬＳを模した複数の破面画像ＦＧの情報を取得する。これにより、第一の破面画像ＦＧ（図４Ａ参照）と、第二の破面画像ＦＧ（図５Ａ参照）と、第三の破面画像ＦＧ（図６Ａ参照）と、第四の破面画像ＦＧ（図７Ａ参照）との情報が取得される。

【0042】

複数の破面画像ＦＧが取得された後に、輝度分布取得ステップＳ３が実施される。具体的には、輝度分布取得部５２によって、第一の破面画像ＦＧと、第二の破面画像ＦＧと、第三の破面画像ＦＧと、第四の破面画像ＦＧとから、輝度取得領域ＬＡでの進展方向輝度分布情報がそれぞれ取得される（図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂ及び図７Ｂ参照）。例えば、図４Ａに示す第一の破面画像ＦＧを例に挙げて説明すると、第一の破面画像ＦＧに対応する輝度取得領域ＬＡでの進展方向輝度分布情報は、図４Ｂの上部のグラフのように、縦軸が輝度値で、横軸がき裂進展方向での検出位置のグラフとして取得される。

【0043】

複数の進展方向輝度分布情報が取得された後に、差分取得ステップＳ４が実施される。具体的には、差分取得部５３によって、差分の絶対値をき裂進展方向に連続して取得することで、輝度取得領域ＬＡの全域での輝度の差分の情報が取得される。また、四つの破面画像ＦＧにそれぞれ対応する四つの進展方向輝度分布情報から、輝度の差分の絶対値とき裂進展方向の検出位置との関係の情報が取得される。例えば、図４Ａに示す第一の破面画像ＦＧを例に挙げて説明すると、第一の破面画像ＦＧに対応する差分の絶対値が、図４Ｂの下部のグラフのように、縦軸が差分絶対値で、横軸がき裂進展方向での検出位置のグラフとして取得される。さらに、差分の絶対値がき裂進展方向に連続して取得されることで、例えば、検出位置ａ～ｈのように、異なる複数の進展方向輝度分布情報の全てに対して、き裂進展方向において同じ検出位置ａ～ｈを含むように差分の絶対値の情報が取得される。

【0044】

複数の差分の絶対値とき裂進展方向の検出位置との関係の情報が取得された後に、判定ステップＳ５が実施される。具体的には、判定部５４によって、差分の絶対値が基準値ＢＶを満たして超えているか否かを輝度取得領域ＬＡの全域にわたって判定する。判定は、取得された複数の差分の絶対値とき裂進展方向の検出位置との関係の情報に対して、それぞれで実施される。例えば、図４Ａに示す第一の破面画像ＦＧを例に挙げて説明すると、検出位置ａ～ｈの中で、基準値ＢＶを超えている検出位置は、検出位置ａ、検出位置ｂ、検出位置ｃ、検出位置ｇ、及び、検出位置ｈとなっている。したがって、判定ステップＳ５では、検出位置ａ、検出位置ｂ、検出位置ｃ、検出位置ｇ、及び、検出位置ｈが基準値ＢＶを満たし、検出位置ｄ、検出位置ｅ、及び、検出位置ｆが基準値ＢＶを満たしていないとの判定結果が取得される。同様に、他の破面画像ＦＧ（第二の破面画像ＦＧから第四の破面画像ＦＧ）に対して、同様に判定がなされて判定結果が取得される。

【0045】

複数の判定結果が取得された後にビーチマーク取得ステップＳ６がビーチマーク取得部５５によって実施される。本実施形態では、ビーチマーク取得ステップＳ６では、合格位置取得ステップＳ６１と、真ビーチマーク取得ステップＳ６２とが実施される。具体的には、まず、合格位置取得部５６によって、判定結果において、基準値ＢＶを超えた検出位置が合格位置Ｐとして取得される。つまり、図４Ｂに示すように、第一の破面画像ＦＧを例に挙げて説明すると、検出位置ａ～ｈの中で、検出位置ａ、検出位置ｂ、検出位置ｃ、検出位置ｇ、及び、検出位置ｈが合格位置Ｐとなる。

【0046】

合格位置Ｐが取得された後に、真ビーチマーク取得ステップＳ６２が実施される。具体的には、真ビーチマーク取得部５７によって、取得された合格位置Ｐである検出位置ａ、検出位置ｂ、検出位置ｃ、検出位置ｇ、及び、検出位置ｈの中で、同じ位置での登場頻度が予め定めた回数を満たした合格位置Ｐの位置情報を、ビーチマークＢＭの位置情報として取得する。本実施形態では、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂ及び図７Ｂに示すように、検出位置ａ、検出位置ｂ、検出位置ｃ、検出位置ｇ、及び、検出位置ｈの全てが常に、合格位置Ｐとなっている。したがって、検出位置ａ、検出位置ｂ、検出位置ｃ、検出位置ｇ、及び、検出位置ｈの全てが、四回登場し、予め定めた二回という基準回数を超えている。そのため、検出位置ａ、検出位置ｂ、検出位置ｃ、検出位置ｇ、及び、検出位置ｈの全てを真合格位置ＴＰとして取得する。その後、真ビーチマーク取得部５７は、真合格位置ＴＰをビーチマークＢＭの位置として取得する。このようにして、ビーチマークＢＭの位置が得られる。得られたビーチマークＢＭの位置の情報から破面ＦＳにおけるビーチマークＢＭの本数や間隔に関する情報が得られる。その結果、ビーチマークＢＭの本数や間隔が得られることで、構造物におけるき裂の進展状況が把握できる。これにより、き裂の進展状況と、回転機械の運転時間や荷重の関係を組み合わせることで、回転機械における構造物の破壊の原因等を解析することができる。

【0047】

（作用効果）
上記構成の破面解析方法Ｓ１及び破面解析装置１では、解析対象物ＡＯの破面ＦＳの画像である破面画像ＦＧに対して進展方向輝度分布情報が取得されている。これにより、破面画像ＦＧにおけるき裂進展方向の輝度の分布情報が取得できる。さらに、進展方向輝度分布情報に基づいて、き裂進展方向での輝度の差分の絶対値を取得している。この差分の絶対値を、輝度の差がビーチマークＢＭとみなせる基準値ＢＶに基づいて判定することで、ビーチマークＢＭの位置情報を取得している。そのため、破面ＦＳを観察者が直接目視で確認することなく、破面画像ＦＧ中のデジタルデータである輝度の情報を利用して、定量的にビーチマークＢＭを検出できる。したがって、観察者の技量に依存することなく、破面ＦＳ上のビーチマークＢＭを安定して識別できる。

【0048】

また、一つ破面ＦＳに対して、一つのみではなく、複数の異なる位置の光源ＬＳで照らされた複数の破面画像ＦＧが取得されている。具体的には、第一の光源ＬＳ１で照らした第一の破面画像ＦＧと、第二の光源ＬＳ２で照らした第二の破面画像ＦＧと、第三の光源ＬＳ３で照らした第三の破面画像ＦＧと、第四の光源ＬＳ４で照らした第四の破面画像ＦＧとの情報がそれぞれ取得される。つまり、一つの破面ＦＳが異なる方向から見た複数の破面画像ＦＧを得られる。さらに、複数の破面画像ＦＧに対して、き裂進展方向での輝度の差分が同じ位置を含むように算出されている。破面ＦＳ上のビーチマークＢＭは、光の当たり方で見え方が変わるため、一つの光源ＬＳで照らした場合に輝度差が小さく見にくいが、別の位置に配置された光源ＬＳで照らした場合には輝度差が大きく見やすくなっていることがある。本実施形態のように、光源ＬＳの位置の異なる複数の破面画像ＦＧに対して、同じ位置を含むように輝度の差分の情報を取得すること、光源ＬＳの照射方向を変えて見づらいビーチマークＢＭも見逃しづらくなる。

【0049】

さらに、基準値ＢＶを満たしていると判定された検出位置を合格位置Ｐとし、光源ＬＳの位置の異なる複数の破面画像ＦＧごとに、合格位置Ｐの位置情報が取得されている。そして、複数の合格位置Ｐの中で同じ位置での登場頻度が基準回数を満たした合格位置Ｐの位置情報が、ビーチマークＢＭの位置情報として取得されている。そのため、複数の破面画像ＦＧにおいて、長めの傷やごみ等が映り込んでしまって誤ってビーチマークＢＭと判断されそうになっても、登場頻度を判定することで高い精度でビーチマークＢＭを識別することができる。

【0050】

また、進展方向輝度分布情報は、き裂進展方向に延びる一本の直線状ではなく、き裂進展方向に対して直交方向に所定幅を有する輝度取得領域ＬＡで取得されている。つまり、き裂進展方向だけでなく直交方向にも広がる領域で輝度の分布情報を取得できる。このような輝度取得領域ＬＡでの進展方向輝度分布情報を利用することで、線状になっていない傷等の破面ＦＳ自身の微小な凹凸Ｚが誤ってビーチマークＢＭと判断されてしまうことを抑制できる。したがって、より高い精度でビーチマークＢＭを識別することができる。

【0051】

＜第二実施形態＞
次に、本開示に係る第二実施形態の破面解析方法Ｓ１０及び破面解析装置１０について説明する。なお、以下に説明する第二実施形態においては、上記第一実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。第二実施形態では、ビーチマークＢＭの形状を検出する点で第一実施形態と異なっている。

【0052】

第二実施形態の破面解析方法Ｓ１０は、ビーチマークＢＭに近しい形状を破面画像ＦＧから検出して、ビーチマークＢＭの取得に利用する。図９に示すように、第二実施形態の破面解析方法Ｓ１０は、模様検出位置取得ステップＳ７０をさらに含んでいる。

【0053】

図１０に示すように、模様検出位置取得ステップＳ７０では、画像取得ステップＳ２で取得した破面画像ＦＧの情報から、予め定めた楕円線状模様ＥＭが検出される。その後、楕円線状模様ＥＭが検出された模様検出位置の位置情報が取得される。具体的には、破面画像ＦＧ上で特定のパターンとしてビーチマークＢＭの形状特徴である楕円線状模様ＥＭを検出する。楕円線状模様ＥＭは、例えば、直交方向に延びており、き裂進展方向に突出するように湾曲した模様である。これにより、ビーチマークＢＭが形成されていることが明確に目視できる箇所が楕円線状模様ＥＭとして検出される。一方で、破面ＦＳ上の傷のようなビーチマークＢＭと異なる破面ＦＳ自身の微小な凹凸Ｚについては、楕円線状模様ＥＭとして検出されない。検出手法としては、画像の中から直線や円の要素を持つオブジェクトを検出するハフ変換のような画像処理や、機械学習が適用される。また、検出対象域は、破面画像ＦＧにおける輝度取得領域ＬＡと同じ範囲が設定されることが好ましい。

【0054】

また、第二実施形態の真ビーチマーク取得ステップＳ６２０では、基準値ＢＶを満たしていると判定された検出位置と、模様検出位置とが一致しているか否かが判定される。具体的には、真ビーチマーク取得ステップＳ６２０では、合格位置取得ステップＳ６１で取得された合格位置Ｐの情報が取得される。これにより、基準値ＢＶを満たしていると判定された検出位置の情報である合格位置Ｐの情報が取得される。また、真ビーチマーク取得ステップＳ６２０では、模様検出位置取得ステップＳ７０で取得された模様検出位置の情報が取得される。取得された合格位置Ｐの情報と、模様検出位置の情報とを比較し、重複する位置の位置情報が、ビーチマークＢＭの位置情報として取得される。

【0055】

また、合格位置Ｐは、全ての合格位置Ｐの情報と、模様検出位置の情報とを比較することに限定されるものではない。例えば、第一実施形態のように、合格位置取得ステップＳ６１で取得された合格位置Ｐの中で、同じ位置での登場頻度が予め定めた回数を満たした真合格位置ＴＰの位置情報と模様検出位置の情報とを比較してもよい。

【0056】

（破面解析装置１０）
次に、第二実施形態の破面解析方法Ｓ１０を適用した破面解析装置１０について説明する。図１１に示すように、第二実施形態の破面解析装置１０は、制御部５０の構成が第一実施形態と異なる。

【0057】

第二実施形態の制御部５０は、模様検出部７０をさらに有している。模様検出部７０は、破面画像ＦＧの情報から、予め定めた楕円線状模様ＥＭを検出する。模様検出部７０は、画像取得部５１から少なくとも一つの破面画像ＦＧの情報を取得する。本実施形態の模様検出部７０は、模様検出位置取得ステップＳ７０を実行する。したがって、模様検出部７０は、第一の破面画像ＦＧと、第二の破面画像ＦＧと、第三の破面画像ＦＧと、第四の破面画像ＦＧとから、楕円線状模様ＥＭを検出する。模様検出部７０は、検出された楕円線状模様ＥＭの位置である模様検出位置の位置情報を取得する。また、模様検出部７０は、取得した複数の模様検出位置の位置情報をビーチマーク取得部５５及び出力部５８に送る。

【0058】

また、第二実施形態の真ビーチマーク取得部５７０は、基準値ＢＶを満たしていると判定された検出位置と、模様検出位置とが一致しているか否かを判定する。本実施形態の真ビーチマーク取得部５７０は、真ビーチマーク取得ステップＳ６２０を実行する。具体的には、真ビーチマーク取得部５７０は、合格位置取得部５６から合格位置Ｐの情報を取得する。また、真ビーチマーク取得部５７０は、模様検出位置取得部で取得された模様検出位置の情報を取得する。真ビーチマーク取得部５７０は、取得された合格位置Ｐの情報と、模様検出位置の情報とを比較し、重複する位置の位置情報を、ビーチマークＢＭの位置情報として取得する。

【0059】

また、真ビーチマーク取得部５７０において、合格位置Ｐは、全ての合格位置Ｐの情報と、模様検出位置の情報とを比較することに限定されるものではない。例えば、第一実施形態のように、合格位置取得ステップＳ６１で取得された合格位置Ｐの中で、同じ位置での登場頻度が予め定めた回数を満たした真合格位置ＴＰの位置情報と模様検出位置の情報とを比較してもよい。

【0060】

次に、第二実施形態に係る破面解析装置１０を利用した破面解析方法Ｓ１０について説明する。第二実施形態では、複数の破面画像ＦＧが取得された後に、輝度分布取得ステップＳ３だけでなく、模様検出位置取得ステップＳ７０も実施される。具体的には、模様検出位置取得部によって、第一の破面画像ＦＧと、第二の破面画像ＦＧと、第三の破面画像ＦＧと、第四の破面画像ＦＧとから、図１０（ｂ）のように、予め定めた楕円線状模様ＥＭが検出される。その後、楕円線状模様ＥＭが検出された模様検出位置の位置情報が取得される。

【0061】

その後、合格位置取得ステップＳ６１を経て、真ビーチマーク取得ステップＳ６２０が実施される。第二実施形態の真ビーチマーク取得ステップＳ６２０では、真ビーチマーク取得部５７０によって、合格位置Ｐと模様検出位置とが一致しているか否かが判定される。真ビーチマーク取得部５７，５７０は、合格位置Ｐの情報（図１０（ａ））と、模様検出位置の情報（図１０（ｂ））とを比較し、重複する位置の位置情報を、ビーチマークＢＭの位置情報として取得する。このようにして、楕円線状模様ＥＭと重なった位置が、ビーチマークＢＭの位置として得られる。

【0062】

（作用効果）
第二実施形態の破面解析方法Ｓ１０及び破面解析装置１０では、破面画像ＦＧを利用して、進展方向輝度分布情報だけでなく楕円線状模様ＥＭが検出される。さらに、基準値ＢＶを満たしていると判定された検出位置の情報である合格位置Ｐの情報と、模様検出位置の情報とを比較し、重複する位置の位置情報を、ビーチマークＢＭの位置情報として取得している。そのため、破面ＦＳ上のビーチマークＢＭに近しい形状である楕円線状模様ＥＭが形成されていて、輝度の差分が大きい箇所を把握することが出来る。したがって、ビーチマークＢＭと異なる汚れや破面ＦＳ自身の微小な凹凸Ｚの誤検出を抑制でき、より高い精度でビーチマークＢＭを識別することができる。

【0063】

なお、第二実施形態では、ビーチマークＢＭの取得に楕円線状模様ＥＭが検出された模様検出位置の位置情報を利用したが、その際、第一実施形態と同様に合格位置Ｐの登場頻度の情報を合わせて利用してもよい。したがって、第二実施形態では、合格位置取得ステップＳ６１（合格位置取得部５６）では、登場頻度が基準回数を超えている検出位置の情報を、合格位置Ｐの中でも真合格位置ＴＰとして取得してもよい。つまり、合格位置取得ステップＳ６１（合格位置取得部５６）では、真合格位置ＴＰの情報と、模様検出位置の情報とを比較し、重複する位置の位置情報を、ビーチマークＢＭの位置情報として取得してもよい。

【0064】

本開示の各実施形態について説明したが、上述の破面解析装置１、１０は内部に、コンピュータ９を有していてもよい。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ９に読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータ９が読み出して実行することによって、上記処理が行われる。コンピュータ９の具体例を以下に示す。

【0065】

図１２は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータ９の構成を示す概略ブロック図である。コンピュータ９は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）９１、メインメモリ９２、ストレージ９３、インターフェース９４を備える。

【0066】

例えば、上述の破面解析装置１、１０の制御部５、５０のそれぞれは、コンピュータ９に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ９３に記憶されている。ＣＰＵ９１は、プログラムをストレージ９３から読み出してメインメモリ９２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ９１は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ９２に確保する。

【0067】

ストレージ９３の例としては、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ９３は、コンピュータ９のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インターフェース９４または通信回線を介してコンピュータ９に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９が当該プログラムをメインメモリ９２に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、ストレージ９３は、一時的でない有形の記憶媒体である。

【0068】

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現してもよい。さらに、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータ９にすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるファイル、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

【0069】

（その他の実施形態）
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

【0070】

ビーチマーク取得ステップＳ６（ビーチマーク取得部５５）は、合格位置取得ステップＳ６１（合格位置取得部５６）と、真ビーチマーク取得ステップＳ６２、Ｓ６２０（真ビーチマーク取得部５７，５７０）とを含んでいることに限定されるものではない。ビーチマークＢＭの位置情報を取得する際には、判定結果に基づいて、基準値ＢＶを満たしていると判定された検出位置の位置情報から破面画像ＦＧにおけるビーチマークＢＭの位置情報が取得できればよい。したがって、ビーチマーク取得ステップＳ６（ビーチマーク取得部５５）は、判定ステップＳ５の（判定部５４）結果に基づいてビーチマークＢＭの位置情報を直接取得してもよい。

【0071】

また、破面解析方法Ｓ１，Ｓ１０及び破面解析装置１、１０は、光源ＬＳの位置の異なる複数の破面画像ＦＧの情報を利用する構成に限定されるものではない。したがって、破面解析方法Ｓ１，Ｓ１０及び破面解析装置１、１０は、一つの光源ＬＳで照らされた一つ破面画像ＦＧの情報のみを利用する構成であってもよい。

【0072】

また、差分の判定時に利用される予め定める基準値ＢＶは、常に一定の値であることに限定されるものではない。したがって、基準値ＢＶは、複数回にわたって繰り返して、ビーチマークＢＭの位置情報を取得する際には、過去のデータを蓄積し、蓄積したデータに基づいて改定されてもよい。

【0073】

同様に、真合格位置ＴＰを選択する際に利用される登場頻度に対して予め定める基準回数は、常に一定の値であることに限定されるものではない。したがって、基準回数は、複数回にわたって繰り返して、ビーチマークＢＭの位置情報を取得する際には、過去のデータを蓄積し、蓄積したデータに基づいて改定されてもよい。

【0074】

同様に、予め定める楕円線状模様ＥＭは、常に一定の形状であることに限定されるものではない。したがって、楕円線状模様ＥＭは、複数回にわたって繰り返して、ビーチマークＢＭの位置情報を取得する際には、過去のデータを蓄積し、蓄積したデータに基づいて改定されてもよい。

【0075】

＜付記＞
各実施形態に記載の破面解析方法Ｓ１，Ｓ１０、破面解析装置１、１０、及びプログラムは、例えば以下のように把握される。

【0076】

（１）第１の態様に係る破面解析方法Ｓ１，Ｓ１０は、構造物の破面ＦＳを撮影した少なくとも一つの破面画像ＦＧの情報を取得するステップと、取得した前記破面画像ＦＧの情報に基づいて、前記破面画像ＦＧにおける前記構造物に生じるき裂の進展するき裂進展方向の画素の輝度の分布情報である進展方向輝度分布情報を取得するステップと、前記進展方向輝度分布情報に基づいて、前記き裂進展方向で隣り合う複数の検出位置での画素の輝度の差分を算出して取得するステップと、前記差分の絶対値が予め定めた基準値ＢＶを満たしているか否かを判定するステップと、前記基準値ＢＶを満たしていると判定された前記検出位置の位置情報から前記破面画像ＦＧにおけるビーチマークＢＭの位置情報を取得するステップと、を含む。

【0077】

このような構成によれば、構造物の破面ＦＳの画像である破面画像ＦＧに対して進展方向輝度分布情報が取得されている。これにより、破面画像ＦＧにおけるき裂進展方向の輝度の分布情報が取得できる。さらに、進展方向輝度分布情報に基づいて、き裂進展方向での輝度の差分を取得している。この差分の絶対値を、基準値ＢＶに基づいて判定することで、ビーチマークＢＭの位置情報を取得している。そのため、破面ＦＳを観察者が直接目視で確認することなく、破面画像ＦＧ中のデジタルデータである輝度の情報を利用して、定量的にビーチマークＢＭを検出できる。したがって、観察者の技量に依存することなく、破面ＦＳ上のビーチマークＢＭを安定して識別できる。

【0078】

（２）第２の態様に係る破面解析方法Ｓ１，Ｓ１０は、（１）の破面解析方法Ｓ１，Ｓ１０であって、前記破面画像ＦＧの情報を取得するステップでは、光源ＬＳの位置の異なる複数の前記破面画像ＦＧの情報をさらに取得し、前記差分を算出するステップでは、前記差分を、複数の前記破面画像ＦＧの情報において、同じ位置を含むように算出する。

【0079】

このような構成によれば、異なる位置の光源ＬＳで照らされた複数の破面画像ＦＧが取得されている。さらに、複数の破面画像ＦＧに対して、き裂進展方向での輝度の差分が同じ位置を含むように算出されている。破面ＦＳ上のビーチマークＢＭは、光の当たり方で見え方が変わるため、一つの光源ＬＳで照らした場合に輝度差が小さく見にくいが、別の位置に配置された光源ＬＳで照らした場合には輝度差が大きく見やすくなっていることがある。光源ＬＳの位置の異なる複数の破面画像ＦＧに対して、同じ位置を含むように輝度の差分の情報を取得すること、光源ＬＳの照射方向を変えて見づらいビーチマークＢＭも見逃しづらくなる。

【0080】

（３）第３の態様に係る破面解析方法Ｓ１，Ｓ１０は、（１）又は（２）の破面解析方法Ｓ１，Ｓ１０であって、前記ビーチマークＢＭの位置情報を取得するステップは、前記基準値ＢＶを満たしていると判定された前記検出位置を合格位置Ｐとし、複数の前記破面画像ＦＧの情報ごとに、前記合格位置Ｐの位置情報を取得するステップと、取得された前記合格位置Ｐの中で、同じ位置での登場頻度が予め定めた基準回数を満たした前記合格位置Ｐの位置情報を前記ビーチマークＢＭの位置情報として取得するステップとをさらに有する。

【0081】

このような構成によれば、基準値ＢＶを満たしていると判定された検出位置を合格位置Ｐとし、光源ＬＳの位置の異なる複数の破面画像ＦＧごとに、合格位置Ｐの位置情報が取得されている。そして、複数の合格位置Ｐの中で同じ位置での登場頻度が基準回数を満たした合格位置Ｐの位置情報が、ビーチマークＢＭの位置情報として取得されている。そのため、複数の破面画像ＦＧにおいて、長めの傷やごみ等が映り込んでしまって誤ってビーチマークＢＭと判断されそうになっても、登場頻度を判定することで高い精度でビーチマークＢＭを識別することができる。

【0082】

（４）第４の態様に係る破面解析方法Ｓ１，Ｓ１０は、（１）から（３）のいずれか一つの破面解析方法Ｓ１，Ｓ１０であって、前記進展方向輝度分布情報を取得するステップでは、前記き裂進展方向に対して直交する直交方向に所定幅を有する領域で、前記進展方向輝度分布情報を取得する。

【0083】

このような構成によれば、進展方向輝度分布情報は、き裂進展方向に延びる直線状ではなく、き裂進展方向に対して直交方向に所定幅を有する輝度取得領域ＬＡで取得されている。つまり、き裂進展方向だけでなく直交方向にも広がる領域で輝度の分布情報を取得できる。このような輝度取得領域ＬＡでの進展方向輝度分布情報を利用することで、線状になっていない傷等の破面自身の微小な凹凸Ｚが誤ってビーチマークＢＭと判断されてしまうことを抑制できる。したがって、より高い精度でビーチマークＢＭを識別することができる。

【0084】

（５）第５の態様に係る破面解析方法Ｓ１，Ｓ１０は、（１）から（４）のいずれか一つの破面解析方法Ｓ１，Ｓ１０であって、前記破面画像ＦＧの情報から、予め定めた楕円線状模様ＥＭを検出し、前記楕円線状模様ＥＭが検出された模様検出位置の位置情報を取得するステップと、をさらに含み、前記ビーチマークＢＭの位置情報を取得するステップは、前記基準値ＢＶを満たしていると判定された前記検出位置と前記模様検出位置とが一致している位置の位置情報を前記ビーチマークＢＭの位置情報として取得する。

【0085】

このような構成によれば、破面画像ＦＧを利用して、進展方向輝度分布情報だけでなく楕円線状模様ＥＭが検出される。さらに、基準値ＢＶを満たしていると判定された検出位置の情報と、模様検出位置の情報とを比較し、重複する位置の位置情報を、ビーチマークＢＭの位置情報として取得している。そのため、破面ＦＳ上のビーチマークＢＭに近しい形状である楕円線状模様ＥＭが形成されていて、輝度の差分が大きい箇所を把握することが出来る。したがって、ビーチマークＢＭと異なる汚れや破面自身の微小な凹凸Ｚの誤検出を抑制でき、より高い精度でビーチマークＢＭを識別することができる。

【0086】

（６）第６の態様に係る破面解析装置１、１０は、構造物の破面ＦＳを撮影した少なくとも一つの破面画像ＦＧの情報を取得する画像取得部５１と、取得した前記破面画像ＦＧの情報に基づいて、前記破面画像ＦＧにおける前記構造物に生じるき裂の進展するき裂進展方向の画素の輝度の分布情報である進展方向輝度分布情報を取得する輝度分布取得部５２と、前記進展方向輝度分布情報に基づいて、前記き裂進展方向で隣り合う複数の検出位置での画素の輝度の差分を算出して取得する差分取得部５３と、前記差分の絶対値が予め定めた基準値ＢＶを満たしているか否かを判定する判定部５４と、前記基準値ＢＶを満たしていると判定された前記検出位置の位置情報から前記破面画像ＦＧにおけるビーチマークＢＭの位置情報を取得するビーチマーク取得部５５と、を備える。

【0087】

このような構成によれば、破面画像ＦＧにおけるき裂進展方向の輝度の分布情報が取得できる。さらに、進展方向輝度分布情報に基づいて、き裂進展方向での輝度の差分を取得している。この差分の絶対値を、基準値ＢＶに基づいて判定することで、ビーチマークＢＭの位置情報を取得している。そのため、破面ＦＳを観察者が直接目視で確認することなく、破面画像ＦＧ中のデジタルデータである輝度の情報を利用して、定量的にビーチマークＢＭを検出できる。したがって、観察者の技量に依存することなく、破面ＦＳ上のビーチマークＢＭを安定して識別できる。

【0088】

（７）第７の態様に係るプログラムは、コンピュータ９に、構造物の破面ＦＳを撮影した少なくとも一つの破面画像ＦＧの情報を取得するステップと、取得した前記破面画像ＦＧの情報に基づいて、前記破面画像ＦＧにおける前記構造物に生じるき裂の進展するき裂進展方向の画素の輝度の分布情報である進展方向輝度分布情報を取得するステップと、前記進展方向輝度分布情報に基づいて、前記き裂進展方向で隣り合う複数の検出位置での画素の輝度の差分を算出して取得するステップと、前記差分の絶対値が予め定めた基準値ＢＶを満たしているか否かを判定するステップと、前記基準値ＢＶを満たしていると判定された前記検出位置の位置情報から前記破面画像ＦＧにおけるビーチマークＢＭの位置情報を取得するステップと、を実行させる。

【0089】

このような構成によれば、破面画像ＦＧにおけるき裂進展方向の輝度の分布情報が取得できる。さらに、進展方向輝度分布情報に基づいて、き裂進展方向での輝度の差分を取得している。この差分の絶対値を、基準値ＢＶに基づいて判定することで、ビーチマークＢＭの位置情報を取得している。そのため、破面ＦＳを観察者が直接目視で確認することなく、破面画像ＦＧ中のデジタルデータである輝度の情報を利用して、定量的にビーチマークＢＭを検出できる。したがって、観察者の技量に依存することなく、破面ＦＳ上のビーチマークＢＭを安定して識別できる。

【符号の説明】

【0090】

Ｓ１、Ｓ１０…破面解析方法
ＡＯ…解析対象物
ＦＳ…破面
ＬＳ…光源
ＢＭ…ビーチマーク
Ｓ２…画像取得ステップ
ＦＧ…破面画像
Ｓ３…輝度分布取得ステップ
ＬＡ…輝度取得領域
Ｓ４…差分取得ステップ
Ｓ５…判定ステップ
ＢＶ…基準値
Ｓ６…ビーチマーク取得ステップ
Ｓ６１…合格位置取得ステップ
Ｐ…合格位置
Ｓ６２、Ｓ６２０…真ビーチマーク取得ステップ
ＴＰ…真合格位置
Ｓ７０…模様検出位置取得ステップ
ＥＭ…楕円線状模様
Ｚ…凹凸
１、１０…破面解析装置
２…画像撮影部
５、５０…制御部
５１…画像取得部
５２…輝度分布取得部
５３…差分取得部
５４…判定部
５５…ビーチマーク取得部
５６…合格位置取得部
５７、５７０…真ビーチマーク取得部
５８…出力部
３…画像表示部
７０…模様検出部
９…コンピュータ
９１…ＣＰＵ
９２…メインメモリ
９３…ストレージ
９４…インターフェース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】