特許 7490531 超音波探傷画像判定装置、超音波探傷システムおよび超音波探傷画像判定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-17

(45)【発行日】2024-05-27

(54)【発明の名称】超音波探傷画像判定装置、超音波探傷システムおよび超音波探傷画像判定方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 29/06 20060101AFI20240520BHJP

   G01N 29/26 20060101ALI20240520BHJP

【ＦＩ】

G01N29/06

G01N29/26

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020177547

(22)【出願日】2020-10-22

(65)【公開番号】P2022068716

(43)【公開日】2022-05-10

【審査請求日】2023-03-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001092

【氏名又は名称】弁理士法人サクラ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】菅原 あずさ

(72)【発明者】

【氏名】高橋 栞太

【審査官】小澤 瞬

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－２７９１４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０４９５０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－０１９５５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１０１３２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２０４３２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／００８１４６８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２９／００ － Ｇ０１Ｎ ２９／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

検査対象に超音波を所定の方向にスキャンする超音波探傷器を有して前記スキャンする方向に垂直な方向の複数のスキャン位置において探傷する超音波探傷装置の出力を用いて前記所定の方向に沿った面内の超音波探傷画像を生成する超音波画像生成装置からの前記超音波探傷画像、および複数の前記スキャン位置のそれぞれに関するデータである超音波探傷画像データおよびスキャン位置データに基づいて、き裂の有無の判定を行う超音波探傷画像判定装置であって、
前記超音波探傷画像データおよび前記スキャン位置データを受け入れる入力部と、
前記超音波探傷画像を判定用探傷画像要素に分割し、前記超音波探傷画像データに基づいて判定用探傷画像を作成し指示要素領域を明示する判定用探傷画像作成部と、
前記判定用探傷画像に基づき形状データを導出し、前記形状データの特徴を示す指標値の前記スキャン位置への指標値依存性を導出する指標値依存性導出部と、
前記指標値依存性に基づいてき裂か否かの判定を行う判定部と、
を備えることを特徴とする超音波探傷画像判定装置。

【請求項2】

前記形状データは、前記判定用探傷画像の前記指示要素領域における前記判定用探傷画像要素のうち、所定の輝度以上の輝度を有するものを摘出した摘出指示要素の集合であることを特徴とする請求項１に記載の超音波探傷画像判定装置。

【請求項3】

前記指標値は、前記形状データ中の前記摘出指示要素の数であることを特徴とする請求項２に記載の超音波探傷画像判定装置。

【請求項4】

前記指標値は、前記形状データにおける根本側の深さ方向の位置および先端側の深さ方向の位置であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波探傷画像判定装置。

【請求項5】

前記判定部は、前記形状データを包絡する最小の長方形の外周であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波探傷画像判定装置。

【請求項6】

前記指標値依存性に基づいて指標値変化度を算出する指標値変化度算出部をさらに備え、
前記判定部は、前記指標値変化度に基づいてき裂か否かの判定を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の超音波探傷画像判定装置。

【請求項7】

前記指標値変化度は、互いに隣接する前記スキャン位置における前記指標値間の差であることを特徴とする請求項６に記載の超音波探傷画像判定装置。

【請求項8】

検査対象に超音波を所定の方向にスキャンする超音波探傷器を有して前記スキャンする方向に垂直な方向の複数のスキャン位置において探傷する超音波探傷装置と、
前記超音波探傷装置の出力を用いて前記所定の方向に沿った面内の超音波探傷画像を生成する超音波画像生成装置と、
前記超音波探傷画像および複数の前記スキャン位置のそれぞれに関するデータである超音波探傷画像データおよびスキャン位置データに基づいて、き裂の有無の判定を行う超音波探傷画像判定装置と、
を備え、
前記超音波探傷画像判定装置は、
前記超音波探傷画像データおよび前記スキャン位置データを受け入れる入力部と、
前記超音波探傷画像を判定用探傷画像要素に分割し、前記超音波探傷画像データに基づいて判定用探傷画像を作成し指示要素領域を明示する判定用探傷画像作成部と、
前記判定用探傷画像に基づき形状データを導出し、前記形状データの特徴を示す指標値の前記スキャン位置への指標値依存性を導出する指標値依存性導出部と、
前記指標値依存性に基づいてき裂か否かの判定を行う判定部と、
を備えることを特徴とする超音波探傷システム。

【請求項9】

検査対象に超音波を所定の方向にスキャンする超音波探傷器を有して前記スキャンする方向に垂直な方向の複数のスキャン位置において探傷する超音波探傷装置の出力を用いて前記所定の方向に沿った面内の超音波探傷画像を生成する超音波画像生成装置からの前記超音波探傷画像、および前記スキャン位置のそれぞれに関するデータに基づいて、き裂の有無の判定を行う超音波探傷画像判定方法であって、
入力部が、前記超音波探傷画像および複数の前記スキャン位置のそれぞれに関するデータである超音波探傷画像データおよびスキャン位置データを受け入れる入力受け入れステップと、
判定用探傷画像作成部が、前記超音波探傷画像を判定用探傷画像要素に分割し、前記超音波探傷画像データに基づいて判定用探傷画像を作成し指示要素領域を明示する判定用探傷画像作成ステップと、
指標値依存性導出部が、前記判定用探傷画像に基づき形状データを導出し、前記形状データの特徴を示す指標値の前記スキャン位置への指標値依存性を導出する指標値依存性導出ステップと、
判定部が、前記指標値依存性に基づいてき裂か否かの判定を行う判定ステップと、
を有することを特徴とする超音波探傷画像判定方法。

【請求項10】

前記指標値依存性導出ステップの後に、指標値変化度算出部が、前記指標値依存性に基づいて指標値変化度を算出する指標値変化度算出ステップをさらに有し、
前記判定部は、前記指標値変化度に基づいてき裂か否かの判定を行うことを特徴とする請求項９に記載の超音波探傷画像判定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、超音波探傷画像判定装置、超音波探傷システムおよび超音波探傷画像判定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

超音波探傷技術は、構造物の検査を行う手段として広く使われてきた。超音波探傷によって得られる断面画像からき裂があるかないかを判定するのは検査員であり、専門知識と経験をもとに判定している。そのため検査員の技量によって判定結果にばらつきが生じる可能性がある。

【0003】

そこで、超音波探傷データから信号処理やＡＩなどを用いて自動判定する手法が提案されてきた。たとえば、出現像の画素移動を追跡し、連続する前後の画像に連続して出現する出現像をき裂候補として自動判定する装置が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第４７２８７６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

前述の方法では検査対象の形状による出現像も連続的に出現する可能性があり、これら出現像もき裂候補として判定される可能性がある。

【0006】

そこで、本発明の実施形態は、このような課題を解決するためのなされたものであり、超音波探傷で得られる超音波探傷画像について、ノイズかき裂かを判定することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述の目的を達成するため、本実施形態に係る超音波探傷画像判定装置は、検査対象に超音波を所定の方向にスキャンする超音波探傷器を有して前記スキャンする方向に垂直な方向の複数のスキャン位置において探傷する超音波探傷装置の出力を用いて前記所定の方向に沿った面内の超音波探傷画像を生成する超音波画像生成装置からの前記超音波探傷画像、および複数の前記スキャン位置のそれぞれに関するデータである超音波探傷画像データおよびスキャン位置データに基づいて、き裂の有無の判定を行う超音波探傷画像判定装置であって、前記超音波探傷画像データおよび前記スキャン位置データを受け入れる入力部と、前記超音波探傷画像を判定用探傷画像要素に分割し、前記超音波探傷画像データに基づいて判定用探傷画像を作成し指示要素領域を明示する判定用探傷画像作成部と、前記判定用探傷画像に基づき形状データを導出し、前記形状データの特徴を示す指標値の前記スキャン位置への指標値依存性を導出する指標値依存性導出部と、前記指標値依存性に基づいてき裂か否かの判定を行う判定部と、を備えることを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１の実施形態に係る超音波探傷画像判定装置を含む超音波探傷システムの構成を示すブロック図である。

【図2】第１の実施形態に係る超音波探傷画像判定方法の全体の手順を示すフロー図である。

【図3】第１の実施形態に係る超音波探傷画像判定方法における超音波探傷器および超音波探傷装置による超音波探傷の状態を説明するための平面図である。

【図4】第１の実施形態に係る超音波探傷画像判定方法における超音波探傷器および超音波探傷装置による超音波探傷の状態を示す図３のＩＶ－ＩＶ線矢視断面図である。

【図5】第１の実施形態に係る超音波探傷画像判定方法における超音波探傷画像の生成ステップで生成された超音波探傷画像の例を示す図である。

【図6】第１の実施形態に係る超音波探傷画像判定方法における判定用探傷画像作成ステップで判定用探傷画像作成部により作成された判定用探傷画像の例を示す図である。

【図7】第１の実施形態に係る超音波探傷画像判定方法における判定用探傷画像作成ステップで判定用探傷画像作成部により作成された判定用探傷画像に輝度の区分を表示した例を示す図である。

【図8】第１の実施形態に係る超音波探傷画像判定方法における指標値依存性導出ステップにおいて対象とする各スキャン位置における超音波探傷画像の例を示す図である。

【図9】第１の実施形態に係る超音波探傷画像判定方法における指標値依存性導出ステップにおいて対象とする各スキャン位置における超音波探傷画像の例に対応する判定用探傷画像を示す図である。

【図10】第１の実施形態に係る超音波探傷画像判定方法における指標値依存性導出ステップにおいて作成された形状データの例を示す図である。

【図11】第１の実施形態に係る超音波探傷画像判定方法における指標値依存性導出部が導出した形状データに基づくＺ方向指標値のＸ方向のスキャン位置への依存性の例を示すグラフである。

【図12】第１の実施形態に係る超音波探傷画像判定方法における判定部によるき裂の判定ステップの詳細な手順を示すフロー図である。

【図13】第２の実施形態に係る超音波探傷画像判定装置を含む超音波探傷システムの構成を示すブロック図である。

【図14】第２の実施形態に係る超音波探傷画像判定方法の全体の手順を示すフロー図である。

【図15】第２の実施形態に係る超音波探傷画像判定装置の指標値依存性導出部による指標値依存性および指標値変化度算出部による指標値変化度を示すグラフである。

【図16】第２の実施形態の変形例に係る超音波探傷画像判定装置の指標値依存性導出部による指標値依存性および指標値変化度算出部による指標値変化度を示すグラフである。

【図17】第２の実施形態に係る超音波探傷画像判定方法における判定部によるき裂の判定ステップの詳細な手順を示すフロー図である。

【図18】第３の実施形態に係る超音波探傷画像判定装置の指標値依存性導出部による指標値依存性および指標値変化度算出部による指標値変化度を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る超音波探傷画像判定装置および超音波探傷画像判定方法について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複する説明は省略する。
［第１の実施形態］

【0010】

図１は、第１の実施形態に係る超音波探傷画像判定装置を含む超音波探傷システム２００の構成を示すブロック図である。

【0011】

超音波探傷システム２００は、超音波探傷器１０を有する超音波探傷装置２０、超音波画像生成装置３０、および超音波探傷画像判定装置１００を有する。

【0012】

超音波探傷器１０は、検査対象１に超音波を発し、き裂３から反射した超音波を含めて、反射波を検出する。検査対象１には、図１のように溶接部２が形成されている場合もある。

【0013】

図１では、超音波探傷装置２０が、複数の超音波素子１１が配列された探触子１０ａを有する超音波探傷器１０の場合を例にとって示している。超音波探傷装置２０は、超音波探傷器１０の各超音波素子１１に印加する電圧を制御して、一定方向に超音波ビームを形成しながら駆動対象の超音波素子を電子走査する。

【0014】

なお、超音波探傷方式としては、図１に示すフェーズドアレイ超音波探傷方式の場合に限定されない。たとえば、駆動させる超音波素子を固定もしくは電子操作しながら超音波ビームを形成する角度を扇状に変化させるセクタ画像方式、任意の座標領域に網羅的に焦点を設けてビームを集束させるＴｏｔａｌ Ｆｏｃｕｓｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ（ＴＦＭ）、あるいは、いわゆる開口合成法等の超音波を用いた映像化方法などでもよい。さらには、単一プローブを用いて機械的に走査し取得した超音波探傷方法でもよい。

【0015】

以下、スキャンする方向、すなわちフェーズドアレイ超音波探傷方式であれば複数の超音波素子１１が配列された方向をＹ方向、検査対象１の深さ方向をＺ方向、検査対象１の上面に沿ってＹ方向に垂直な方向をＸ方向とする。

【0016】

超音波画像生成装置３０は、超音波探傷装置２０から受け入れた超音波探傷器１０のＸ方向のスキャン位置、送受信の時刻、反射波に関する情報等のデータに基づいて、それぞれのスキャン位置におけるスキャン方向の超音波探傷画像３１（図５）を生成する。

【0017】

超音波探傷画像判定装置１００は、入力部１１０、演算部１２０、記憶部１３０、および出力部１４０を有する。

【0018】

入力部１１０は、超音波画像生成装置３０により生成された超音波探傷画像３１、およびスキャン位置のそれぞれに関するデータを外部入力として受け入れる。受け入れる超音波探傷画像３１に関する超音波探傷画像データは、２次元的に配列された各画素のそれぞれに対応する輝度が指定された２次元データである。

【0019】

演算部１２０は、判定用探傷画像作成部１２１、指標値依存性導出部１２２、および判定部１２３を有する。

【0020】

また、記憶部１３０は、入力部１１０が受け入れた超音波探傷画像データを記憶する超音波探傷画像データ記憶部１３１、入力部１１０が受け入れた超音波探傷器１０のＸ方向のスキャン位置を記憶するスキャン位置データ記憶部１３２、演算部１２０による演算結果を記憶する判定用探傷画像データ記憶部１３３および形状データ記憶部１３４を有する。

【0021】

出力部１４０は、記憶部１３０に収納されたデータ、演算部１２０での演算結果等を出力、あるいは表示する。

【0022】

演算部１２０は、の各部については、以下のとおりである。

【0023】

判定用探傷画像作成部１２１は、超音波探傷画像データ記憶部１３１に収納された超音波探傷画像３１に基づいて、判定用探傷画像１２１ａ（図６）を作成する。

【0024】

指標値依存性導出部１２２は、判定用探傷画像１２１ａにおける指標値のＸ方向のスキャン位置に対する依存性を導出する。

【0025】

判定部１２３は、指標値依存性導出部１２２により導出された指標値のＸ方向のスキャン位置に対する依存性に基づいて、き裂３か否かを判定する。

【0026】

以下、超音波探傷画像判定方法について説明するが、この説明に沿って、各部の詳細についても併せて説明する。

【0027】

図２は、第１の実施形態に係る超音波探傷画像判定方法の全体の手順を示すフロー図である。

【0028】

超音波探傷画像判定方法は、超音波探傷装置による超音波探傷ステップＳ１０、超音波画像生成装置による超音波画像生成ステップＳ２０、超音波探傷画像判定装置の入力部による超音波探傷画像データの受け入れステップＳ３０、超音波探傷画像判定装置の判定用画像作成部による判定用画像の作成ステップＳ４０、超音波探傷画像判定装置の指標値依存性導出部による指標値のスキャン位置への依存性の導出ステップＳ５０、および超音波探傷画像判定装置の判定部によるき裂の判定ステップＳ６０を有する。

【0029】

まず、超音波探傷装置２０による超音波探傷が実施される（ステップＳ１０）。

【0030】

図３は、第１の実施形態に係る超音波探傷画像判定方法における超音波探傷器１０および超音波探傷装置２０による超音波探傷の状態を示す平面図である。また、図４は、第１の実施形態に係る超音波探傷画像判定方法における超音波探傷器１０および超音波探傷装置２０による超音波探傷の状態を示す図３のＩＶ－ＩＶ線矢視断面図である。

【0031】

図３において、超音波探傷器１０は、前述のように、探触子１０ａの長手方向がＹ方向となるように設置されている。超音波探傷器１０が設置されているスキャン位置で、超音波探傷器１０および超音波探傷装置２０は、対象領域１ａについての超音波の送受信による探傷を行う。すなわち、超音波探傷器１０および超音波探傷装置２０は、１つの超音波素子１１で超音波を送信し、複数の超音波素子１１で超音波を受信し、超音波素子１１ごとに独立した状態で超音波波形を保存する。超音波探傷装置２０は、送受信の時刻、反射波に関する情報等のデータを超音波画像生成装置３０に出力する。

【0032】

超音波探傷器１０は、Ｙ方向に垂直なＸ方向に、当初設置されていたＸ０から、Ｘ１、・・・、Ｘｎ、Ｘ_ｎ＋１、Ｘ_ｎ＋２等のスキャン位置に順次移動し、それぞれのスキャン位置において、同様に超音波の送受信による探傷を行い、超音波探傷装置２０が、超音波探傷器１０のＸ方向のスキャン位置、送受信の時刻、反射波に関する情報等のデータを超音波画像生成装置３０に出力する。

【0033】

次に、超音波画像生成装置３０（図１）による超音波探傷画像の生成が行われる（ステップＳ２０）。

【0034】

超音波画像生成装置３０は、受け入れた反射波の波形を送受信の時刻を考慮しながら合成し、合成された反射波の振幅を、スキャン方向（Ｙ方向）および深さ方向（Ｚ方向）に２次元的に配列された各画素の輝度に対応させ、それぞれのＸ方向のスキャン位置におけるＹ－Ｚ方向の断面画像である超音波探傷画像３１として２次元の画像として生成する。

【0035】

図５は、第１の実施形態に係る超音波探傷画像判定方法における超音波探傷画像の生成ステップで、超音波画像生成装置３０により生成された超音波探傷画像３１の例を示す図である。通常、合成された反射波の振幅が大きいほど、輝度が高い画像が生成される。なお、図５および以降の図では、説明の便宜上、輝度が高くなるほど図においては濃度が高くなるような表示としている。

【0036】

超音波探傷画像３１が表示する範囲は、検査対象１の対象領域１ａに対応し、対象領域１ａが平行四辺形の場合は、図５に示すように超音波探傷画像３１も平行四辺形であり対象領域１ａと同様の形状である。ここで、超音波探傷画像３１の外枠の両辺に沿った方向について、超音波探傷器１０の長手方向をＹ方向、深さ方向をＺ方向とする。

【0037】

図５は、超音波探傷画像３１には、２つの指示部３２、すなわち図の表示上は濃度が高い部分が存在する場合を示している。ここで、指示部３２とは、割れなどのき裂の兆候を示す模様である指示（インディケーション）が示された部分を言うものとする。

【0038】

次に、超音波探傷画像判定装置１００の入力部１１０が超音波探傷画像データ等を受け入れる（ステップＳ３０）。超音波探傷画像データ等としては、Ｘ方向の各スキャン位置データ、およびそれぞれのスキャン位置においての超音波探傷画像データである。

【0039】

超音波探傷画像データは前述のように、それぞれのＸ方向のスキャン位置におけるＹ－Ｚ方向の断面画像である超音波探傷画像３１の情報を有する２次元的データである。具体的には、Ｙ－Ｚ方向に配列された各画素の輝度データである。

【0040】

入力部１１０により読み込まれたＸ方向の各スキャン位置データは超音波探傷画像判定装置１００のスキャン位置データ記憶部１３２に、また、超音波探傷画像データは超音波探傷画像判定装置１００の超音波探傷画像データ記憶部１３１に、それぞれ収納、記憶される。

【0041】

次に、超音波探傷画像判定装置１００の判定用探傷画像作成部１２１が、判定用探傷画像１２１ａ（図６）を作成する（ステップＳ４０）。すなわち、判定用探傷画像作成部１２１が、超音波探傷画像データ記憶部１３１に記憶された超音波探傷画像３１に関する超音波探傷画像データに基づいて、判定用探傷画像１２１ａを作成する。

【0042】

図６は、第１の実施形態に係る超音波探傷画像判定方法における判定用探傷画像作成ステップで判定用探傷画像作成部１２１により作成された判定用探傷画像１２１ａの例を示す図である。

【0043】

判定用探傷画像作成部１２１は、まず、超音波探傷画像３１をＹ方向にｍ個に、またＺ方向にｎ個に、それぞれ等分割する。分割された（ｍ×ｎ）個の分割部分には、それぞれ、複数の画素が含まれる。

【0044】

次に、判定用探傷画像作成部１２１は、ｙ方向にｍ個、ｚ方向にｎ個に分割された長方形の領域を設定する。ここで、ｙ方向にｉ番目、ｚ方向にｊ番目の判定用探傷画像要素１２１ｂに、超音波探傷画像３１内のＹ方向にＩ番目、Ｚ方向にＪ番目の分割部分に属する画素に基づいて算出した合成輝度を対応付ける。このようにして、すべての判定用探傷画像要素１２１ｂに合成輝度を対応付けた結果を、判定用探傷画像１２１ａとして出力する。

【0045】

合成輝度は、超音波探傷画像３１内のそれぞれの分割部分に属する全ての画素の輝度に基づいて設定するが、具体的には、この全ての画素の輝度の平均値、ピーク値、あるいは中間値などを用いることができる。

【0046】

判定用探傷画像作成部１２１により作成された判定用探傷画像１２１ａは、判定用探傷画像データ記憶部１３３に記憶、収納される。

【0047】

図６に示す判定用探傷画像１２１ａにおいては、図５で示された超音波探傷画像３１中の２つの指示部３２に対応して、２つの指示要素領域１２１ｄが明示されている。それぞれの指示要素領域１２１ｄは、複数の指示要素１２１ｃを有する。

【0048】

図７は、第１の実施形態に係る超音波探傷画像判定方法における判定用探傷画像作成ステップで判定用探傷画像作成部により作成された判定用探傷画像に輝度の区分を表示した例を示す図である。図７では、図６で示した判定用探傷画像１２１ａにおける指示要素領域１２１ｄを含む一部の範囲のみを表示している。図７においては、Ｖ０は最も低い輝度であり、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３となるにつれて輝度が高くなる。Ｖ０は、超音波探傷装置２０における処理上、反射波がほとんどない場合に対応する。

【0049】

次に、超音波探傷画像判定装置１００の指標値依存性導出部１２２が、指標値値のスキャン位置Ｘへの依存性を導出する（ステップＳ５０）。

【0050】

ここで、指標値とは、超音波探傷画像３１中の指示部３２に対応する判定用探傷画像１２１ａ中の指示要素領域１２１ｄについて、その特徴を示すものとして選定された指標を数量化したものとする。

【0051】

指標値依存性導出部１２２は、判定用探傷画像１２１ａにおける指示要素領域１２１ｄに関する指標値の超音波探傷器１０のスキャン位置Ｘ方向への依存性を導出する。指標値依存性導出部１２２は、形状データ１２１ｆ（図１０）を導出したうえで、その特徴量として指標値を数値化する。以下、この手順形および形状データ１２１ｆについて説明する。

【0052】

図８は、第１の実施形態に係る超音波探傷画像判定方法における指標値依存性導出ステップにおいて対象とする各スキャン位置における超音波探傷画像３１の例を示す図であり、（ａ）はＸｎ、（ｂ）はＸｎ＋１、（ｃ）はＸｎ＋２の各Ｘ方向のスキャン位置においての超音波探傷画像３１中の指示部３２の近傍を示す。

【0053】

図９は、第１の実施形態に係る超音波探傷画像判定方法における指標値依存性導出ステップにおいて対象とする各スキャン位置における超音波探傷画像３１の例に対応する判定用探傷画像１２１ａを示す図であり、（ａ）はＸｎ、（ｂ）はＸｎ＋１、（ｃ）はＸｎ＋２の各Ｘ方向のスキャン位置においての判定用探傷画像１２１ａ中の指示要素領域１２１ｄの近傍を示す。

【0054】

図１０は、第１の実施形態に係る超音波探傷画像判定方法における指標値依存性導出ステップにおいて作成された形状データ１２１ｆの例を示す図である。

【0055】

ここで、形状データ１２１ｆは、判定用探傷画像１２１ａの指示要素領域１２１ｄの判定用探傷画像要素１２１ｂのうち、所定の輝度以上の輝度を有するものを摘出した摘出指示要素１２１ｇの集合を言うものとする。指標値依存性導出部１２２により導出された形状データ１２１ｆは、形状データ記憶部１３４に記憶、収納される。

【0056】

図１０では、所定の輝度をＶ２として、図９に示す指示要素領域１２１ｄの判定用探傷画像要素１２１ｂのうちＶ２以上の輝度を有するものを摘出指示要素１２１ｇとして摘出して形状データ１２１ｆを形成している。なお、所定の輝度を、Ｖ１としてもよいし、Ｖ３としてもよい。ただし、所定の輝度を低くしすぎると、ノイズとの区別がつきにくくなる。また、所定の輝度を高くしすぎると、き裂３のＹ方向の端部の見落としの原因となるので、両者を勘案して適度のレベルに設定する。

【0057】

指標値依存性導出部１２２は、形状データ１２１ｆに基づいて、Ｚ方向指標値を算出する。Ｚ方向指標値は、第１の指標値としての形状データの根本側のＺ方向の位置、第２の指標値としての形状データの先端側の位置からなる。

【0058】

図１１は、第１の実施形態に係る超音波探傷画像判定方法における指標値依存性導出部が導出した形状データに基づくＺ方向指標値のＸ方向のスキャン位置への依存性の例を示すグラフである。横軸は、Ｘ方向のスキャン位置、縦軸はＺ方向指標値であり、一目盛が判定用探傷画像要素１２１ｂの１つ分に相当する。実線は、第１の指標値としての形状データの根本側のＺ方向の位置、破線は、第２の指標値としての形状データの先端側の位置を示す。

【0059】

図１１に示すように、Ｘ方向のスキャン位置のＸｎ、Ｘｎ＋１、Ｘｎ＋２と変化する場合に、根本側の位置のＺ方向の変化は判定用探傷画像要素１２１ｂの１つ分にとどまっているが、先端側の位置のＺ方向の変化は判定用探傷画像要素１２１ｂの５つ分となっている。

【0060】

次に、超音波探傷画像判定装置１００の判定部１２３がき裂３か否かの判定を行う（ステップＳ６０）。判定部１２３は、図１１に示す第１のしきい値Ｚ_ＴｈＬおよび第２のしきい値Ｚ_ＴｈＨを用いて判定する。

【0061】

図１２は、第１の実施形態に係る超音波探傷画像判定方法における判定部１２３によるき裂の判定ステップＳ６０の詳細な手順を示すフロー図である。

【0062】

まず、判定部１２３は、第１の指標値が第１のしきい値以下であるか否かを判定する（ステップＳ６１）。すなわち、図１１において、破線で示す第１の指標値が第１のしきい値Ｚ_ＴｈＬ以下であるかを判定する。第１の指標値が第１のしきい値Ｚ_ＴｈＬ以下であると判定されなかった場合（ステップＳ６１ ＮＯ）は、ステップＳ６５に移行する。図１１で示す場合は、破線で示す第１の指標値が第１のしきい値Ｚ_ＴｈＬ以下となっている。

【0063】

第１の指標値が第１のしきい値Ｚ_ＴｈＬ以下であると判定された場合（ステップＳ６１ ＹＥＳ）は、判定部１２３は、第２の指標値が第２のしきい値Ｚ_ＴｈＨ以上であるか否かを判定する（ステップＳ６２）。第２の指標値が第２のしきい値Ｚ_ＴｈＨ以上であると判定されなかった場合（ステップＳ６２ ＮＯ）は、ステップＳ６５に移行する。図１１で示す場合は、破線で示す第２の指標値が第２のしきい値Ｚ_ＴｈＨ以上となっている。

【0064】

第２の指標値が第２のしきい値Ｚ_ＴｈＨ以上であると判定された場合（ステップＳ６２ ＹＥＳ）は、判定部１２３は、対象とする指示要素領域１２１ｄがき裂３に対応するものと判定する（ステップＳ６３）。また、判定部１２３は、対象とする指示要素領域１２１ｄがき裂３に対応するものと判定し場合、実線で示す第２の指標値がしきい値Ｚ_ＴｈＨ以上であるＸ方向領域ΔＸｒとともに出力部１４０に出力し、出力部１４０は、その旨を表示する。ここで、Ｘ方向領域ΔＸｒは、き裂３が存在すると推定される領域である

【0065】

次に、判定部１２３は、全ての指示要素領域１２１ｄを終了したか否かを判定する（ステップＳ６５）。全ての指示要素領域１２１ｄを終了したと判定（ステップＳ６５ ＹＥＳ）した場合は、結果の判定ステップＳ６０を終了する。

【0066】

全ての指示要素領域１２１ｄを終了したと判定されない（ステップＳ６５ ＮＯ）場合は、対象とする指示要素領域１２１ｄを変更して、ステップＳ６１以下を繰り返す。

【0067】

き裂３がＸ方向に連続して存在している場合に、根本の位置がある一定の範囲内でのみ推移し、先端の位置は浅い位置から深い位置に徐々に変化する。このようなき裂特有の傾向が得られた場合は、き裂３であると判定できる。したがって、図１１に示した場合は、対象とする指示要素領域１２１ｄはき裂３に対応するものと判定される。

【0068】

以上のように、本実施形態による超音波探傷画像判定装置、超音波探傷システムおよび超音波探傷画像判定方法によって、超音波探傷で得られる超音波探傷画像３１について、ノイズかき裂かを判定することができる。
［第２の実施形態］

【0069】

本実施形態は、第１の実施形態の変形である。
図１３は、第２の実施形態に係る超音波探傷画像判定装置１００ａを含む超音波探傷システム２００の構成を示すブロック図である。

【0070】

本実施形態における超音波探傷システム２００の超音波探傷画像判定装置１００ａは、その構成において、指標値変化度算出部１２４を新たに有し、また、第１の実施形態における指標値依存性導出部１２２および判定部１２３に代えて指標値依存性導出部１２２ａおよび判定部１２３ａを有する。

【0071】

図１４は、第２の実施形態に係る超音波探傷画像判定方法の全体の手順を示すフロー図である。本実施形態における超音波探傷画像判定方法においては、第１の実施形態における指標値依存性導出部１２２による指標値のスキャン位置への依存性の導出ステップＳ５０、および判定部１２３による判定ステップＳ６０に代えて、指標値依存性導出部１２２ａによる指標値のスキャン位置への依存性の導出ステップＳ５０ａ、および判定部１２３ａによる判定ステップＳ８０を有し、また、新たに、指標値変化度算出部１２４による指標値変化度の算出ステップＳ７０を有する。

【0072】

その他の点については、第１の実施形態と同様である。以下、第１の実施形態と異なる部分についてのみ、説明する。

【0073】

指標値依存性導出部１２２ａは、図１０に示した形状データ１２１ｆに着目し、その特徴量を数量化する点では第１の実施形態の指標値依存性導出部１２２と同様であるが、特徴量として注目する指標は、第１の実施形態とは異なっている。

【0074】

本実施形態における超音波探傷画像判定方法の指標値依存性導出部１２２ａによる
指標値のスキャン位置への依存性の導出ステップＳ５０ａにおいては、指標値依存性導出部１２２ａは、特徴量として注目する指標値として、図１０に示した形状データ１２１ｆに含まれている摘出指示要素１２１ｇの数を用いる。

【0075】

図１５は、第２の実施形態に係る超音波探傷画像判定装置１００ａの指標値依存性導出部１２２ａによる指標値依存性および指標値変化度算出部１２４による指標値変化度を示すグラフである。横軸は、Ｘ方向のスキャン位置、縦軸は、グラフの左側の主軸がレベル超え面積Ａ、右側の副軸がレベル超え面積変化度ΔＡである。

【0076】

指標値依存性導出部１２２ａは、判定用探傷画像１２１ａに基づいて、形状データ１２１ｆを導き出した後、指標値としてレベル超え面積Ａを算出し、図１５の実線に示すように、レベル超え面積ＡのＸ方向のスキャン位置に対する依存性を導出する。ここでレベル超え面積Ａとしては、図１０に示した形状データ１２１ｆにおける摘出指示要素１２１ｇの数としている。

【0077】

指標値変化度算出部１２４による指標値変化度の算出ステップＳ７０において、指標値変化度算出部１２４は、互いに隣接するＸ方向のスキャン位置における指標値間の差を指標値変化度として算出する。具体的には、たとえば、Ｘｎ＋１での指標値からＸｎでの指標値を減ずる。指標値変化度算出部１２４は、図１５の破線に示すように、指標値変化度（図１５ではΔＡ）のＸ方向のスキャン位置に対する依存性を導出する。

【0078】

判定部１２３ａによるき裂の判定ステップＳ８０において、判定部１２３ａは、所定の、正の値を有する正側しきい値Ｔｈｐ、および負の値を有する負側しきい値Ｔｈｎを用いて、指標値変化度のＸ方向のスキャン位置に対する依存性から、き裂３の有無を判定する。

【0079】

図１６は、第２の実施形態の変形例に係る超音波探傷画像判定装置の指標値依存性導出部による指標値依存性および指標値変化度算出部による指標値変化度を示すグラフである。横軸はＸ方向のスキャン位置、縦軸は、グラフの左側の主軸がポイントＰｔ、右側の副軸がポイント変化度ΔＰｔである。

【0080】

指標値依存性導出部１２２ａは、判定用探傷画像１２１ａに基づいて、形状データ１２１ｆを導き出した後、指標値としてポイントＰｔを算出し、図１５の実線に示すように、ポイントＰｔのＸ方向のスキャン位置に対する依存性を導出する。ここでポイントＰｔとしては、図１０に示した形状データ１２１ｆにおける摘出指示要素１２１ｇの輝度レベルにおいて時それぞれの面積に重み値を乗じたものである。図１５では、輝度Ｖ２の摘出指示要素１２１ｇには重み値２を、輝度Ｖ３の摘出指示要素１２１ｇには重み値３を、それぞれ乗じた場合を示している。

【0081】

指標値変化度算出部１２４および判定部１２３については、図１６に示した場合と同様であるので、説明を省略する。

【0082】

図１７は、第２の実施形態に係る超音波探傷画像判定方法における判定部１２３ａによるき裂の判定ステップ８０の詳細な手順を示すフロー図である。

【0083】

まず、判定部１２３ａは、指標値変化度が正側しきい値Ｔｈｐを超える部分があるか否かを判定する（ステップＳ８１）。すなわち、図１５、１６において、破線で示す指標値変化度が正側しきい値Ｔｈｐを超える部分があるか否かを判定する。指標値変化度が正側しきい値Ｔｈｐを超える部分があると判定されなかった場合（ステップＳ８１ ＮＯ）は、ステップＳ８５に移行する。図１５、１６で示す場合は、いずれも、破線で示す指標値変化度が正側しきい値Ｔｈｐを超え部分がある。

【0084】

指標値変化度が正側しきい値Ｔｈｐを超える部分があると判定された場合（ステップＳ８１ ＹＥＳ）は、判定部１２３ａは、指標値変化度が負側しきい値Ｔｈｎを下回る部分があるか否かを判定する（ステップＳ８２）。指標値変化度が負側しきい値Ｔｈｎを下回る部分があると判定されなかった場合（ステップＳ８２ ＮＯ）は、ステップＳ８５に移行する。図１５、１６で示す場合は、いずれも、破線で示す指標値変化度が負側しきい値Ｔｈｎを下回る部分がある。

【0085】

指標値変化度が負側しきい値Ｔｈｎを下回る部分があると判定された場合（ステップＳ８２ ＹＥＳ）は、判定部１２３ａは、対象とする指示要素領域１２１ｄがき裂３に対応するものと判定する（ステップＳ８３）。また、判定部１２３ａは、対象とする指示要素領域１２１ｄがき裂３に対応するものと判定し場合、破線で示す指標値変化度が正側しきい値Ｔｈｐを越える位置から負側しきい値Ｔｈｎを下回る位置までのＸ方向領域ΔＸｒとともに出力部１４０に出力し、出力部１４０は、その旨を表示する。ここで、Ｘ方向領域ΔＸｒは、き裂３が存在すると推定される領域である

【0086】

次に、判定部１２３ａは、全ての指示要素領域１２１ｄを終了したか否かを判定する（ステップＳ８５）。全ての指示要素領域１２１ｄを終了したと判定（ステップＳ８５ ＹＥＳ）した場合は、結果の判定ステップＳ８０を終了する。

【0087】

以上のように、本実施形態による超音波探傷画像判定装置１００ａ、超音波探傷システム２００および超音波探傷画像判定方法においては、指標値変化度算出部１２４を設けることにより、ノイズかき裂かの判定をさらに確実とすることができる。
［第３の実施形態］

【0088】

本実施形態は、第２の実施形態の変形である。本実施形態では、指標値依存性導出部１２２ａが、用いる指標が別の指標となっている

【0089】

図１８は、第３の実施形態に係る超音波探傷画像判定装置の指標値依存性導出部による指標値依存性および指標値変化度算出部による指標値変化度を示すグラフである。横軸は、Ｘ方向のスキャン位置、縦軸は、グラフの左側の主軸が枠長Ｌ、右側の副軸が枠長変化度ΔＬである。

【0090】

指標値依存性導出部１２２ａは、判定用探傷画像１２１ａに基づいて、形状データ１２１ｆを導き出した後、指標値として枠長Ｌを算出し、図１８の実線に示すように、枠長ＬのＸ方向のスキャン位置に対する依存性を導出する。ここで枠長Ｌとしては、図１０に示した形状データ１２１ｆにおける指示要素領域１２１ｄの枠の長さ、すなわち、指示要素領域１２１ｄを囲む最小の長方形の枠の長さとしている。言い換えれば、枠長Ｌは、指示要素領域１２１ｄのｙ方向の幅とｚ方向の深さの合計の２倍（単位は摘出指示要素の数）である。

【0091】

指標値変化度算出部１２４および判定部１２３については、図１６に示した場合と同様であるので、説明を省略するが、本実施形態によっても、同様の効果が得られ、かつ、指標に関する選択肢を増やす効果がある。
［その他の実施形態］

【0092】

以上、本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。

【0093】

また、各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。また、実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

【0094】

実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0095】

１…検査対象、１ａ…対象領域、２…溶接部、３…き裂、１０…超音波探傷器、１０ａ…探触子、１１…超音波素子、２０…超音波探傷装置、３０…超音波画像生成装置、３１…超音波探傷画像、３２…指示部、１００、１００ａ…超音波探傷画像判定装置、１１０…入力部、１２０…演算部、１２１…判定用探傷画像作成部、１２１ａ…判定用探傷画像、１２１ｂ…判定用探傷画像要素、１２１ｃ…指示要素、１２１ｄ…指示要素領域、１２１ｆ…形状データ、１２１ｇ…摘出指示要素、１２２、１２２ａ…指標値依存性導出部、１２３、１２３ａ…判定部、１２４…指標値変化度算出部、１３０…記憶部、１３１…超音波探傷画像データ記憶部、１３２…スキャン位置データ記憶部、１３３…判定用探傷画像データ記憶部、１３４…形状データ記憶部、１４０…出力部、２００…超音波探傷システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】