JP3197193B2 - ２次元信号フィルタリング装置 - Google Patents
２次元信号フィルタリング装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２次元信号につい
て、信号形状や大きさによってはフィルタリングでき
ず、複数信号の相関関係を利用することでフィルタリン
グできる場合に、その２次元信号に対してフィルタリン
グを行なう２次元信号フィルタリング装置に関する。
て、信号形状や大きさによってはフィルタリングでき
ず、複数信号の相関関係を利用することでフィルタリン
グできる場合に、その２次元信号に対してフィルタリン
グを行なう２次元信号フィルタリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば管の状態を非破壊検査する１手法
である多重周波数渦電流検査において、信号が２次元的
な場合、２次元信号フィルタリング装置が使用される。
従来、複数の２次元信号に対して、信号の相関関係を利
用してフィルタリングを行なう場合、２次元結果信号の
座標（ｘ0 ，ｙ0 ）の位置の値を計算するには、各原信
号の２次元上の同じ位置、即ち（ｘ0 ，ｙ0 ）の値のみ
を用いる。この方法を数式を含めて各装置の機能で表す
と図８に示すような構成となる。
である多重周波数渦電流検査において、信号が２次元的
な場合、２次元信号フィルタリング装置が使用される。
従来、複数の２次元信号に対して、信号の相関関係を利
用してフィルタリングを行なう場合、２次元結果信号の
座標（ｘ0 ，ｙ0 ）の位置の値を計算するには、各原信
号の２次元上の同じ位置、即ち（ｘ0 ，ｙ0 ）の値のみ
を用いる。この方法を数式を含めて各装置の機能で表す
と図８に示すような構成となる。
【０００３】まず、フィルタリングパラメータがすでに
求まっている場合の２次元結果信号の計算方法を説明す
る。求める結果信号を ｒ（ｘ，ｙ），ｚ＝ｚ1 ，…，ｘN ，ｙ＝ｙ1 ，…，ｙ
M と表し、入力される複数の２次元原信号を ｓ1 （ｘ，ｙ），…ｓn （ｘ，ｙ） と表すものとする。ここで、１，…，ｎは複数の原信号
区別する添え字である。原信号は、図８に示すようにデ
ータ読み込み装置１により読み込まれる。このデータ読
み込み装置１により読み込まれた原信号は、教師データ
作成装置３、パラメータ計算装置４及びフィルタリング
装置５に入力される。また、教師データ作成装置３で作
成された教師信号データは、パラメータ計算装置４に入
力され、このパラメータ計算装置４で計算されたパラメ
ータがフィルタリング装置５に送られる。
求まっている場合の２次元結果信号の計算方法を説明す
る。求める結果信号を ｒ（ｘ，ｙ），ｚ＝ｚ1 ，…，ｘN ，ｙ＝ｙ1 ，…，ｙ
M と表し、入力される複数の２次元原信号を ｓ1 （ｘ，ｙ），…ｓn （ｘ，ｙ） と表すものとする。ここで、１，…，ｎは複数の原信号
区別する添え字である。原信号は、図８に示すようにデ
ータ読み込み装置１により読み込まれる。このデータ読
み込み装置１により読み込まれた原信号は、教師データ
作成装置３、パラメータ計算装置４及びフィルタリング
装置５に入力される。また、教師データ作成装置３で作
成された教師信号データは、パラメータ計算装置４に入
力され、このパラメータ計算装置４で計算されたパラメ
ータがフィルタリング装置５に送られる。
【０００４】従来手法は、２次元結果信号のある位置
（ｘ0 ，ｙ0 ）の位置の値を計算するには、各原信号の
２次元上の同じ位置、即ち（ｘ0 ，ｙ0 ）の値のみを用
いるが、この時、入力信号行列Ａは、原信号ｓ1 （ｘ，
ｙ），…ｓn （ｘ，ｙ）から
（ｘ0 ，ｙ0 ）の位置の値を計算するには、各原信号の
２次元上の同じ位置、即ち（ｘ0 ，ｙ0 ）の値のみを用
いるが、この時、入力信号行列Ａは、原信号ｓ1 （ｘ，
ｙ），…ｓn （ｘ，ｙ）から
【０００５】
【数１】 と表される。行列の各列ベクトルは、複数信号の１つ１
つを並べたものである。並べる規則は一貫していればど
のような並びでも良い。また、行列の各ベクトル内の成
分は、各２次元信号の２次元状の並びを何らかの規則で
一列に並べたものである。並べる規則は一貫していれば
どのような並びでも良い。この変換は、後段の処理を行
列演算で済ませるために必要なものである。
つを並べたものである。並べる規則は一貫していればど
のような並びでも良い。また、行列の各ベクトル内の成
分は、各２次元信号の２次元状の並びを何らかの規則で
一列に並べたものである。並べる規則は一貫していれば
どのような並びでも良い。この変換は、後段の処理を行
列演算で済ませるために必要なものである。
【０００６】フィルタリングパラメータを＾Ｗ＝（Ｗ
1 ，Ｗ2 ，…，Ｗn ）のように表すと、フィルタリング
信号は変換信号Ａを用いてフィルタリング装置５により
次のように計算される。
1 ，Ｗ2 ，…，Ｗn ）のように表すと、フィルタリング
信号は変換信号Ａを用いてフィルタリング装置５により
次のように計算される。
【０００７】＾ｒ＝Ａ・＾Ｗtこのようにして得られた
フィルタリング信号＾ｒは、信号行列Ａの列ベクトルと
同じ順番に２次元画像でのｘ−ｙ座標を並べたベクトル
である。なお、＾Ｗtは、＾Ｗの転置ベクトルである。
フィルタリング信号＾ｒは、信号行列Ａの列ベクトルと
同じ順番に２次元画像でのｘ−ｙ座標を並べたベクトル
である。なお、＾Ｗtは、＾Ｗの転置ベクトルである。
【０００８】そして、最後にデータ逆変換装置６によ
り、原信号と同様の２次元結果信号に逆変換する。信号
行列Ａの列方向は画像での（ｘ1 ，ｙ1 ）から（ｘN ，
ｙM ）までの位置の変化に対応しているので、フィルタ
リング信号の＾ｒの列方向も同様である。これを信号行
列Ａを作るときと逆に２次元に並べ直す。これにより、
最終的な２次元結果信号が得られる。
り、原信号と同様の２次元結果信号に逆変換する。信号
行列Ａの列方向は画像での（ｘ1 ，ｙ1 ）から（ｘN ，
ｙM ）までの位置の変化に対応しているので、フィルタ
リング信号の＾ｒの列方向も同様である。これを信号行
列Ａを作るときと逆に２次元に並べ直す。これにより、
最終的な２次元結果信号が得られる。
【０００９】次にフィルタリングパラメータを求める処
理について説明する。信号発生要因の明らかな入力信号
と、処理の結果、その信号がどのようになれば良いかを
表す教師信号が与えられると、フィルタリングパラメー
タは、パラメータ計算装置４により次のように計算され
る。
理について説明する。信号発生要因の明らかな入力信号
と、処理の結果、その信号がどのようになれば良いかを
表す教師信号が与えられると、フィルタリングパラメー
タは、パラメータ計算装置４により次のように計算され
る。
【００１０】原信号をｓ1 （ｘ，ｙ），…ｓn （ｘ，
ｙ）とし、教師信号の２次元表現をｇ（ｘ，ｙ）とする
と、フィルタリングパラメータは、結果信号と教師信号
の誤差が最小になるように決める。即ち、パラメータ計
算装置４は、次の式を満たすパラメータを求める。
ｙ）とし、教師信号の２次元表現をｇ（ｘ，ｙ）とする
と、フィルタリングパラメータは、結果信号と教師信号
の誤差が最小になるように決める。即ち、パラメータ計
算装置４は、次の式を満たすパラメータを求める。
【００１１】
【数２】
【００１２】上記（３）式を満たす＾Ｗは、公知技術で
ある重回帰分析により次のようにして求められる。 ＾Ｗt ＝［Ａt ・Ａ］-1・Ａ・＾ｇ …（４） ここで［・］-1は、逆行列を表す。また、＾ｇは、教師
信号の２次元表現のｇ（ｘ，ｙ）をデータ変換装置と同
様の方式で変換した信号である。
ある重回帰分析により次のようにして求められる。 ＾Ｗt ＝［Ａt ・Ａ］-1・Ａ・＾ｇ …（４） ここで［・］-1は、逆行列を表す。また、＾ｇは、教師
信号の２次元表現のｇ（ｘ，ｙ）をデータ変換装置と同
様の方式で変換した信号である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従来の２次元信号フィ
ルタリング装置は、２次元信号のある座標の値を決定す
る際に、複数入力信号それぞれの同じ座標の値のみを用
いる。これは、フィルタリングして残したい主信号発生
要因（例えば画像の場合はターゲット物体、渦電流検査
の場合は管の傷等）が複数入力信号の各座標の値に及ぼ
す影響に関して以下の仮定をしていることに相当する。
ルタリング装置は、２次元信号のある座標の値を決定す
る際に、複数入力信号それぞれの同じ座標の値のみを用
いる。これは、フィルタリングして残したい主信号発生
要因（例えば画像の場合はターゲット物体、渦電流検査
の場合は管の傷等）が複数入力信号の各座標の値に及ぼ
す影響に関して以下の仮定をしていることに相当する。
【００１４】（１）主信号発生要因が、複数の原信号の
それぞれに対して及ぼす影響範囲に広がりがない。即
ち、座標（ｘ0 ，ｙ0 ）にある信号発生要因は、入力信
号の全てに対して、座標（ｘ0 ，ｙ0 ）の値のみに影響
を与え、その他（ｘ0 ＋１，ｙ0 ＋１）等への影響はな
い。
それぞれに対して及ぼす影響範囲に広がりがない。即
ち、座標（ｘ0 ，ｙ0 ）にある信号発生要因は、入力信
号の全てに対して、座標（ｘ0 ，ｙ0 ）の値のみに影響
を与え、その他（ｘ0 ＋１，ｙ0 ＋１）等への影響はな
い。
【００１５】（２）従って、主信号発生要因が及ぼす影
響範囲が複数の原信号毎に異なることもない。 （３）また、信号発生要因毎に周囲に影響範囲の状態の
相関関係が異なる場合においても、その情報は用いられ
ない。
響範囲が複数の原信号毎に異なることもない。 （３）また、信号発生要因毎に周囲に影響範囲の状態の
相関関係が異なる場合においても、その情報は用いられ
ない。
【００１６】これらの仮定で求めるフィルタリングパラ
メータは、実際の原信号において影響範囲に広がりがあ
る場合には、当然のことながら充分なフィルタリング精
度をもたらさない危険性がある。本発明は上記の課題を
解決するためになされたもので、高いフィルタリング精
度が得られる２次元信号フィルタリング装置を提供する
ことを目的とする。
メータは、実際の原信号において影響範囲に広がりがあ
る場合には、当然のことながら充分なフィルタリング精
度をもたらさない危険性がある。本発明は上記の課題を
解決するためになされたもので、高いフィルタリング精
度が得られる２次元信号フィルタリング装置を提供する
ことを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明は多重周波数渦電
流検査に使用される２次元信号フィルタリング装置にお
いて、検査対象物に対する多重周波数渦電流検査の２次
元信号データを読み込み、入力信号行列を出力するデー
タ読み込み装置と、データ読み込み装置により読み込ん
だ入力信号行列データを操作用ウィンドウの形状に応じ
た演算用の形式に変換するデータ変換装置と、残したい
主信号発生要因以外の要因により発生した消去したい信
号をも含む信号から教師信号データを作成する教師デー
タ作成装置と、上記データ変換装置で変換された変換信
号データと上記教師データ作成装置で作成された教師信
号データを用いて、フィルタリングパラメータを最小二
乗法で計算するパラメータ計算装置と、このパラメータ
計算装置で求めたフィルタリングパラメータを用いて別
のもしくは上記データ変換装置で変換された変換信号デ
ータに対してフィルタリングを行ない、残したい主信号
発生要因により発生した信号を取り出すフィルタリング
装置と、このフィルタリング装置で求めたフィルタリン
グ信号を入力信号データと同じ２次元結果信号に復元す
るデータ逆変換装置とを具備したことを特徴とする。
流検査に使用される２次元信号フィルタリング装置にお
いて、検査対象物に対する多重周波数渦電流検査の２次
元信号データを読み込み、入力信号行列を出力するデー
タ読み込み装置と、データ読み込み装置により読み込ん
だ入力信号行列データを操作用ウィンドウの形状に応じ
た演算用の形式に変換するデータ変換装置と、残したい
主信号発生要因以外の要因により発生した消去したい信
号をも含む信号から教師信号データを作成する教師デー
タ作成装置と、上記データ変換装置で変換された変換信
号データと上記教師データ作成装置で作成された教師信
号データを用いて、フィルタリングパラメータを最小二
乗法で計算するパラメータ計算装置と、このパラメータ
計算装置で求めたフィルタリングパラメータを用いて別
のもしくは上記データ変換装置で変換された変換信号デ
ータに対してフィルタリングを行ない、残したい主信号
発生要因により発生した信号を取り出すフィルタリング
装置と、このフィルタリング装置で求めたフィルタリン
グ信号を入力信号データと同じ２次元結果信号に復元す
るデータ逆変換装置とを具備したことを特徴とする。
【００１８】（作用）データ変換装置において、影響範
囲を考慮したウインドウ変換を行なう。本発明は、座標
（ｘ0 ，ｙ0 ）の点の結果信号値を求める時に、その近
傍の信号値もウインドウ操作で参照するように従来手法
を拡張したもので、これを数式で表現すると次のように
なる。これまでに用いた数式記号は、そのまま成り立つ
とする。従来手法の入力信号行列Ａに対し、本発明では
データ変換装置によって、次のような変換信号行列Ａ′
を求める。 Ａ′［Ｍ1 ，…，Ｍn ］ …（５） ここで、Ｍi ，ｉ…１，…，ｎは次のような行列であ
る。
囲を考慮したウインドウ変換を行なう。本発明は、座標
（ｘ0 ，ｙ0 ）の点の結果信号値を求める時に、その近
傍の信号値もウインドウ操作で参照するように従来手法
を拡張したもので、これを数式で表現すると次のように
なる。これまでに用いた数式記号は、そのまま成り立つ
とする。従来手法の入力信号行列Ａに対し、本発明では
データ変換装置によって、次のような変換信号行列Ａ′
を求める。 Ａ′［Ｍ1 ，…，Ｍn ］ …（５） ここで、Ｍi ，ｉ…１，…，ｎは次のような行列であ
る。
【００１９】
【数３】
【００２０】行列Ｍi の列成分は、ウインドウの形状と
大きさで決まる。ウインドウが十字型であれば、Ｍi の
第１列は、 ｓi （ｘ1 −δｘ，ｙ1 ），ｓi （ｘ1 ，ｙ1 ），ｓi
（ｘ1 ＋δｘ，ｙ1 ），ｓi （ｘ1 ，ｙ1 −δｙ），ｓ
i （ｘ1 ，ｙ1 ＋δｙ） となる。
大きさで決まる。ウインドウが十字型であれば、Ｍi の
第１列は、 ｓi （ｘ1 −δｘ，ｙ1 ），ｓi （ｘ1 ，ｙ1 ），ｓi
（ｘ1 ＋δｘ，ｙ1 ），ｓi （ｘ1 ，ｙ1 −δｙ），ｓ
i （ｘ1 ，ｙ1 ＋δｙ） となる。
【００２１】合成信号の計算方法は、（２）式とほぼ同
様に ＾ｒ＝Ａ′・＾Ｗt …（７） となる。
様に ＾ｒ＝Ａ′・＾Ｗt …（７） となる。
【００２２】重みの計算は、次の通りである。 ＾Ｗt ＝［Ａ′t ・Ａ′］-1・Ａ′t ・＾ｇ …（８） 本発明は、ウインドウの大きさ分、フィルタリングパラ
メータの情報量が多く、しかも周辺の状態を利用するこ
とから、原信号のある場所の値とその周辺との相関があ
る場合、その相関を利用でき、また、信号発生要因の影
響範囲の関する複数原信号間の関係も利用できるため、
フィルタリング精度を向上することができる。
メータの情報量が多く、しかも周辺の状態を利用するこ
とから、原信号のある場所の値とその周辺との相関があ
る場合、その相関を利用でき、また、信号発生要因の影
響範囲の関する複数原信号間の関係も利用できるため、
フィルタリング精度を向上することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係
る２次元信号フィルタリング装置の構成を示すブロック
図である。データ読み込み装置１は、２次元の信号デー
タを読み込み、入力信号行列をデータ変換装置２に出力
する。このデータ変換装置２は、データ読み込み装置に
より読み込んだ入力信号行列データを操作用ウィンドウ
の形状に応じた演算用の形式に変換する。このデータ変
換装置２により変換されたデータは、教師データ作成装
置３、パラメータ計算装置４及びフィルタリング装置５
に入力される。また、教師データ作成装置３で作成され
た教師信号データは、パラメータ計算装置４に入力され
る。このパラメータ計算装置４は、上記データ変換装置
２で変換された変換信号データと教師データ作成装置３
で作成された教師信号データから、最小二乗法を用いて
フィルタリングパラメータを計算し、フィルタリング装
置５へ出力する。このフィルタリング装置５は、パラメ
ータ計算装置４で求めたフィルタリングパラメータを用
いて別のもしくはデータ変換装置２で変換された変換信
号データに対してフィルタリングを行ない、フィルタリ
ング信号を計算してデータ逆変換装置６へ出力する。こ
のデータ逆変換装置６は、フィルタリング装置５で計算
されたフィルタリング信号を入力信号データと同じ２次
元結果信号に復元する。
実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係
る２次元信号フィルタリング装置の構成を示すブロック
図である。データ読み込み装置１は、２次元の信号デー
タを読み込み、入力信号行列をデータ変換装置２に出力
する。このデータ変換装置２は、データ読み込み装置に
より読み込んだ入力信号行列データを操作用ウィンドウ
の形状に応じた演算用の形式に変換する。このデータ変
換装置２により変換されたデータは、教師データ作成装
置３、パラメータ計算装置４及びフィルタリング装置５
に入力される。また、教師データ作成装置３で作成され
た教師信号データは、パラメータ計算装置４に入力され
る。このパラメータ計算装置４は、上記データ変換装置
２で変換された変換信号データと教師データ作成装置３
で作成された教師信号データから、最小二乗法を用いて
フィルタリングパラメータを計算し、フィルタリング装
置５へ出力する。このフィルタリング装置５は、パラメ
ータ計算装置４で求めたフィルタリングパラメータを用
いて別のもしくはデータ変換装置２で変換された変換信
号データに対してフィルタリングを行ない、フィルタリ
ング信号を計算してデータ逆変換装置６へ出力する。こ
のデータ逆変換装置６は、フィルタリング装置５で計算
されたフィルタリング信号を入力信号データと同じ２次
元結果信号に復元する。
【００２４】次に上記実施形態の動作を説明する。図２
はフィルタリングパラメータを得るプロセス図を示し、
図３は２次元結果信号を得るプロセス図を示したもので
ある。
はフィルタリングパラメータを得るプロセス図を示し、
図３は２次元結果信号を得るプロセス図を示したもので
ある。
【００２５】以下、管に対する多重周波数検査によって
得られた画像から管の傷部分を抽出するという具体的問
題を例に説明する。この例では、複数の原信号とは、複
数の探傷周波数による渦電流検査の信号の実数部、虚数
部それぞれである。教師信号データとは、ある特定の探
傷周波数の信号の虚数部（実数部でも良い）の中から、
傷による信号値はそのまま保存し、それ以外の成分（管
周辺の構造物や付着物）の信号値をゼロにした信号であ
る。ここでは、具体的に探傷周波数を１００ｋＨｚと４
００ｋＨｚの２種類とし、実数部をＸ信号、虚数部をＹ
信号として、原信号を１００ｋＨｚ- Ｘ信号、４００ｋ
Ｈｚ- Ｙ信号のように呼称する。また、教師信号データ
としては、４００ｋＨｚ- Ｙ信号から傷の信号以外をゼ
ロにしたものとする。
得られた画像から管の傷部分を抽出するという具体的問
題を例に説明する。この例では、複数の原信号とは、複
数の探傷周波数による渦電流検査の信号の実数部、虚数
部それぞれである。教師信号データとは、ある特定の探
傷周波数の信号の虚数部（実数部でも良い）の中から、
傷による信号値はそのまま保存し、それ以外の成分（管
周辺の構造物や付着物）の信号値をゼロにした信号であ
る。ここでは、具体的に探傷周波数を１００ｋＨｚと４
００ｋＨｚの２種類とし、実数部をＸ信号、虚数部をＹ
信号として、原信号を１００ｋＨｚ- Ｘ信号、４００ｋ
Ｈｚ- Ｙ信号のように呼称する。また、教師信号データ
としては、４００ｋＨｚ- Ｙ信号から傷の信号以外をゼ
ロにしたものとする。
【００２６】データ読み込み装置１により、管を検査し
た信号を各周波数の実数部、虚数部について２次元信号
データとして取り込み、複数の原信号を並べた入力信号
行列を作る。信号が表す管及び管周辺の状態と、取り込
んだ２次元原信号の例及び入力信号行列の例を図４に示
す。
た信号を各周波数の実数部、虚数部について２次元信号
データとして取り込み、複数の原信号を並べた入力信号
行列を作る。信号が表す管及び管周辺の状態と、取り込
んだ２次元原信号の例及び入力信号行列の例を図４に示
す。
【００２７】図４（ａ）は具体的対象物を示している。
同図（ａ）において、１１は管板で、この管板１１に設
けられた穴１２内に管１３が挿入され、この管１３（チ
ューブ）１３の拡管部１４が穴１２の部分で結合してい
る。そして、上記チューブ１３には、拡管部１４との境
界に傷１５が発生しているものとする。図４（ｂ）は２
次元原信号を示し、Ｅａは管１３の信号、Ｅｂは拡管部
１４の信号、Ｅｃは傷１５部分の信号である。図４
（ｃ）は入力信号行列を示し、原信号１００ｋＨｚ- Ｘ
信号、１００ｋＨｚ- Ｙ信号、４００ｋＨｚ- Ｘ信号を
入力信号行列に変換した状態を示している。
同図（ａ）において、１１は管板で、この管板１１に設
けられた穴１２内に管１３が挿入され、この管１３（チ
ューブ）１３の拡管部１４が穴１２の部分で結合してい
る。そして、上記チューブ１３には、拡管部１４との境
界に傷１５が発生しているものとする。図４（ｂ）は２
次元原信号を示し、Ｅａは管１３の信号、Ｅｂは拡管部
１４の信号、Ｅｃは傷１５部分の信号である。図４
（ｃ）は入力信号行列を示し、原信号１００ｋＨｚ- Ｘ
信号、１００ｋＨｚ- Ｙ信号、４００ｋＨｚ- Ｘ信号を
入力信号行列に変換した状態を示している。
【００２８】そして、上記データデータ読み込み装置１
で読み込んだ入力信号行列データを、データ変換装置２
により操作用ウィンドウの形状に応じた演算用の形式に
変換する。入力信号行列を変換する。このときウインド
ウ形状に応じた変換信号を作成する。ウインドウの一例
として、全原信号に対して、図５に示すウインドウを用
いる場合を取り上げる。なお、一般的には、ウインドウ
は各原信号毎に定義できるので、サイズや形状が信号毎
に異なっていても差支えない。
で読み込んだ入力信号行列データを、データ変換装置２
により操作用ウィンドウの形状に応じた演算用の形式に
変換する。入力信号行列を変換する。このときウインド
ウ形状に応じた変換信号を作成する。ウインドウの一例
として、全原信号に対して、図５に示すウインドウを用
いる場合を取り上げる。なお、一般的には、ウインドウ
は各原信号毎に定義できるので、サイズや形状が信号毎
に異なっていても差支えない。
【００２９】図５のウインドウは、中心が（ｘ0 ，ｙ
0 ）とすると、 （ｘ0 −１，ｙ0 ），（ｘ0 ，ｙ0 ），（ｘ0 ＋１，ｙ
0 ），（ｘ0 ，ｙ0 −１），（ｘ0 ，ｙ0 ＋１） の５箇所の信号値を用いることを意味する。変換信号
Ａ′は、 Ａ′＝［Ｍ100kHz-X，Ｍ100kHz-Y，Ｍ400kHz-X，Ｍ400kHz-Y］ …（９） である。ここで、Ｍ100kHz-Xは入力信号のうち、探傷周
波数が１００ｋＨｚ、実数部に関する行列である。具体
的には、図５のウインドウでは、Ｍ100kHz-X信号は次の
ようになる。
0 ）とすると、 （ｘ0 −１，ｙ0 ），（ｘ0 ，ｙ0 ），（ｘ0 ＋１，ｙ
0 ），（ｘ0 ，ｙ0 −１），（ｘ0 ，ｙ0 ＋１） の５箇所の信号値を用いることを意味する。変換信号
Ａ′は、 Ａ′＝［Ｍ100kHz-X，Ｍ100kHz-Y，Ｍ400kHz-X，Ｍ400kHz-Y］ …（９） である。ここで、Ｍ100kHz-Xは入力信号のうち、探傷周
波数が１００ｋＨｚ、実数部に関する行列である。具体
的には、図５のウインドウでは、Ｍ100kHz-X信号は次の
ようになる。
【００３０】
【数４】
【００３１】ｓ（ｘ，ｙ）は本来、ｓ100kHz-Xと表記す
べき信号であるが、ここでは表記スペースの都合上略記
した。行列の各列ベクトルは、複数信号の１つ１つを並
べたものである。並べる規則は一貫していればどのよう
な並びでも良い。
べき信号であるが、ここでは表記スペースの都合上略記
した。行列の各列ベクトルは、複数信号の１つ１つを並
べたものである。並べる規則は一貫していればどのよう
な並びでも良い。
【００３２】次に教師データ作成装置３により、教師デ
ータを作成する。教師信号の具体的例としては、２次元
原信号のうち、探傷周波数４００ｋＨｚのＹ信号から傷
に相当する部分の信号をそのままにし、傷以外の要因に
相当する部分を信号値ゼロに置き換える、という処理に
より得られる信号とする。教師信号データ作成のプロセ
スとして、第一に保存したい目標部分と、除去したい信
号成分を指定して、２次元信号として得たい信号ｇ
（ｘ，ｙ）を作成し、次にデータ変換装置２が行なうの
と同じように、２次元信号ｇ（ｘ，ｙ）に変換をかけ
る。この例では教師信号データは、特定の探傷周波数の
信号の虚数部（４００ｋＨｚ- Ｙ信号）であるため、変
換結果は列数１の列ベクトル状になる。これを＾ｇと表
す。
ータを作成する。教師信号の具体的例としては、２次元
原信号のうち、探傷周波数４００ｋＨｚのＹ信号から傷
に相当する部分の信号をそのままにし、傷以外の要因に
相当する部分を信号値ゼロに置き換える、という処理に
より得られる信号とする。教師信号データ作成のプロセ
スとして、第一に保存したい目標部分と、除去したい信
号成分を指定して、２次元信号として得たい信号ｇ
（ｘ，ｙ）を作成し、次にデータ変換装置２が行なうの
と同じように、２次元信号ｇ（ｘ，ｙ）に変換をかけ
る。この例では教師信号データは、特定の探傷周波数の
信号の虚数部（４００ｋＨｚ- Ｙ信号）であるため、変
換結果は列数１の列ベクトル状になる。これを＾ｇと表
す。
【００３３】
【数５】
【００３４】この（１１）式に示す信号が、教師信号デ
ータである。並べる規則は、データ変換装置２と整合
（一致）させる。次にパラメータ計算装置４により、フ
ィルタリングパラメータ＾Ｗを求める。このフィルタリ
ングパラメータ＾Ｗは、次式 ＾Ｗt ＝［Ａ′t ・Ａ′］-1・Ａ′t ・＾ｇ …（１２） によって求めることができる。
ータである。並べる規則は、データ変換装置２と整合
（一致）させる。次にパラメータ計算装置４により、フ
ィルタリングパラメータ＾Ｗを求める。このフィルタリ
ングパラメータ＾Ｗは、次式 ＾Ｗt ＝［Ａ′t ・Ａ′］-1・Ａ′t ・＾ｇ …（１２） によって求めることができる。
【００３５】更にフィルタリング装置５により、原信号
を変換をかけた変換行列信号に対してフィルタリングを
行なう。フィルタリングとは、この場合、教師信号デー
タを作成するときに保存するように指定した傷信号と各
探傷周波数信号の信号値やウインドウ内の相関が類似す
る信号成分は保存し、教師信号データ作成時に消去する
ように指定した傷以外の要因信号と類似する信号成分を
消去するように入力信号の変換信号に対して線形演算を
行なうことである。具体的には、以下の線形演算を行な
う。
を変換をかけた変換行列信号に対してフィルタリングを
行なう。フィルタリングとは、この場合、教師信号デー
タを作成するときに保存するように指定した傷信号と各
探傷周波数信号の信号値やウインドウ内の相関が類似す
る信号成分は保存し、教師信号データ作成時に消去する
ように指定した傷以外の要因信号と類似する信号成分を
消去するように入力信号の変換信号に対して線形演算を
行なうことである。具体的には、以下の線形演算を行な
う。
【００３６】 ＾ｒ＝Ａ′・＾Ｗt …（１３） ここでのＡ′は、フィルタリングパラメータの計算に用
いた変換信号データそのものである場合もあるし、別に
２次元原信号から作成する場合もある。フィルタリング
の主目的は、傷かどうか分からない要因信号を含んだ信
号に対して、教師信号データで教えておいた保存すべき
信号（傷信号）に近い信号は保存し、教師信号データで
消去するように教えた信号（構造物等）に近い信号を消
去して、要因の未知な信号から傷信号成分のみを取り出
す形で管の健全性を評価することである。従って、多く
の場合、ここでのＡ′は、フィルタリングパラメータの
計算に用いた変換信号データとは別の信号である。
いた変換信号データそのものである場合もあるし、別に
２次元原信号から作成する場合もある。フィルタリング
の主目的は、傷かどうか分からない要因信号を含んだ信
号に対して、教師信号データで教えておいた保存すべき
信号（傷信号）に近い信号は保存し、教師信号データで
消去するように教えた信号（構造物等）に近い信号を消
去して、要因の未知な信号から傷信号成分のみを取り出
す形で管の健全性を評価することである。従って、多く
の場合、ここでのＡ′は、フィルタリングパラメータの
計算に用いた変換信号データとは別の信号である。
【００３７】しかし、フィルタリングの精度を確認する
ために、フィルタリングパラメータの計算に用いた変換
信号データそのものを用い、教師信号データと結果信号
とを比較してどの程度教師信号データに近いフィルタリ
ングになっているか確認する場合もある。
ために、フィルタリングパラメータの計算に用いた変換
信号データそのものを用い、教師信号データと結果信号
とを比較してどの程度教師信号データに近いフィルタリ
ングになっているか確認する場合もある。
【００３８】ここで得られたフィルタリング信号は、２
次元原信号の２次元の状態とは異なり、変換信号におけ
る信号値の並び方に相当している。従って、データ逆変
換装置６により、フィルタリング信号を入力信号に対応
する並びになるように逆変換する。
次元原信号の２次元の状態とは異なり、変換信号におけ
る信号値の並び方に相当している。従って、データ逆変
換装置６により、フィルタリング信号を入力信号に対応
する並びになるように逆変換する。
【００３９】図６はデータ読み込み装置１で読み取った
２次元原信号の例を示し、図７はこの２次元原信号の４
００ｋＨｚ- Ｙ信号を使用して教師データ作成装置３の
処理課程で保存すべき個所と消去すべき箇所を指定した
後の教師信号の２次元信号を示したものである。
２次元原信号の例を示し、図７はこの２次元原信号の４
００ｋＨｚ- Ｙ信号を使用して教師データ作成装置３の
処理課程で保存すべき個所と消去すべき箇所を指定した
後の教師信号の２次元信号を示したものである。
【００４０】本発明は、２次元信号について、信号形状
や大きさによってはフィルタリングできず、複数信号の
相関関係を利用することでフィルタリングできる場合
に、その２次元信号に対してフィルタリングを行なう装
置に適用可能である。具体的な一例をあげると、管の状
態を非破壊検査する１手法である多重周波数渦電流検査
において、信号が２次元的な場合、例えば回転プローブ
センサによる探傷の場合に適用できる。なお、１次元信
号は、２次元信号の特殊な場合（縦、または横の大きさ
が１）であるので、操作用ウインドウの形状に制約を受
けるものの適用可能である。
や大きさによってはフィルタリングできず、複数信号の
相関関係を利用することでフィルタリングできる場合
に、その２次元信号に対してフィルタリングを行なう装
置に適用可能である。具体的な一例をあげると、管の状
態を非破壊検査する１手法である多重周波数渦電流検査
において、信号が２次元的な場合、例えば回転プローブ
センサによる探傷の場合に適用できる。なお、１次元信
号は、２次元信号の特殊な場合（縦、または横の大きさ
が１）であるので、操作用ウインドウの形状に制約を受
けるものの適用可能である。
【００４１】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、ウ
インドウの大きさ分、フィルタリングパラメータの情報
量が多く、しかも周辺の状態を利用することから、原信
号のある場所の値とその周辺との相関がある場合、その
相関を利用でき、また、信号発生要因の影響範囲の関す
る複数原信号間の関係も利用できるため、フィルタリン
グ精度を向上することができる。
インドウの大きさ分、フィルタリングパラメータの情報
量が多く、しかも周辺の状態を利用することから、原信
号のある場所の値とその周辺との相関がある場合、その
相関を利用でき、また、信号発生要因の影響範囲の関す
る複数原信号間の関係も利用できるため、フィルタリン
グ精度を向上することができる。
【図１】本発明の一実施形態に係る２次元信号フィルタ
リング装置の構成を示すブロック図。
リング装置の構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態におけるフィルタリングパラメータ
を得るプロセス図。
を得るプロセス図。
【図３】同実施形態における２次元結果信号を得るプロ
セス図。
セス図。
【図４】同実施形態における具体的な対象物と２次元原
信号及び入力信号行列を示す図。
信号及び入力信号行列を示す図。
【図５】同実施形態における操作用ウインドウの説明
図。
図。
【図６】同実施形態に係る２次元原信号例を示す図。
【図７】同実施形態における教師信号の２次元表現を示
す図。
す図。
【図８】従来の２次元信号フィルタリング装置の構成を
示すブロック図。
示すブロック図。
【符号の説明】 １ データ読み込み装置 ２ データ変換装置 ３ 教師データ作成装置 ４ パラメータ計算装置 ５ フィルタリング装置 ６ データ逆変換装置 １１ 管板 １２ 管板に設けられた穴 １３ 管（チューブ） １４ 拡管部 １５ 傷
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−240840（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 27/72 - 27/90
Claims (1)
- 【請求項１】 多重周波数渦電流検査に使用される２次
元信号フィルタリング装置において、 検査対象物に対する多重周波数渦電流検査の２次元信号
データを読み込み、入力信号行列を出力するデータ読み
込み装置と、 データ読み込み装置により読み込んだ入力信号行列デー
タを操作用ウィンドウの形状に応じた演算用の形式に変
換するデータ変換装置と、残したい主信号発生要因以外の要因により発生した消去
したい信号をも含む信号から 教師信号データを作成する
教師データ作成装置と、 上記データ変換装置で変換された変換信号データと上記
教師データ作成装置で作成された教師信号データを用い
て、フィルタリングパラメータを最小二乗法で計算する
パラメータ計算装置と、 このパラメータ計算装置で求めたフィルタリングパラメ
ータを用いて別のもしくは上記データ変換装置で変換さ
れた変換信号データに対してフィルタリングを行ない、
残したい主信号発生要因により発生した信号を取り出す
フィルタリング装置と、 このフィルタリング装置で求めたフィルタリング信号を
入力信号データと同じ２次元結果信号に復元するデータ
逆変換装置と、 を具備したことを特徴とする２次元信号フィルタリング
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29560595A JP3197193B2 (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | ２次元信号フィルタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29560595A JP3197193B2 (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | ２次元信号フィルタリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09138220A JPH09138220A (ja) | 1997-05-27 |
| JP3197193B2 true JP3197193B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=17822793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29560595A Expired - Fee Related JP3197193B2 (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | ２次元信号フィルタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3197193B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3281867B2 (ja) * | 1998-08-05 | 2002-05-13 | 三菱重工業株式会社 | 信号処理装置 |
| EP2124044B1 (de) * | 2008-05-20 | 2011-09-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Bestimmen und Bewerten von Wirbelstromanzeigen, insbesondere von Rissen, in einem Prüfgegenstand aus einem elektrisch leitfähigen Material |
-
1995
- 1995-11-14 JP JP29560595A patent/JP3197193B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09138220A (ja) | 1997-05-27 |
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