JPH0664019B2

JPH0664019B2 - 画像表示処理装置

Info

Publication number: JPH0664019B2
Application number: JP60155136A
Authority: JP
Inventors: 文信高橋; 正浩小池; 聰小倉; 泉山田; 和則古賀; 正園部
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-07-16
Filing date: 1985-07-16
Publication date: 1994-08-22
Anticipated expiration: 2009-08-22
Also published as: JPS6217654A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は超音波探傷装置，放射線CT装置，レーダ撮像装
置など分解能が低い測定装置に接続される画像表示処理
装置に係り、特に、測定装置の分解能が低いにもかかわ
らず解像度の高い映像を得るのに好適な画像表示処理装
置に関する。

〔発明の背景〕

第25図は、高さ“0"の平面上に存在する高さ“1"の矩形
の出っ張り50の形状を検出する超音波探傷装置の説明図
である。超音波探傷センサ51から出射される超音波ビー
ム52はある程度の広がりをもっている。このセンサ51を
Ｘ方向に走査しながら出っ張り50を撮像した場合、超音
波ビーム52が高さ“0"の平面位置を照射した反射波から
得られる情報は「高さ＝０」となり、出っ張り50の頂部
を照射したとき得られる情報は「高さ＝１」となる。し
かし、出っ張り50の立ち上がり部分や立ち下がり部分を
照射したとき得られる情報は、高さ＝０の平面から反射
波と高さ＝１の頂部からの反射波の平均値となってしま
う。従って、センサ51からＸ方向に走査したときに得ら
れる出っ張り50の形状は、第25図の下段に示すように、
真の形状（第25図中段の形状）に比べてばけた（なまっ
た）形状になってしまう。つまり、超音波探傷装置はそ
の超音波ビームが広がるため空間分解能が低く、このた
め、解像度の低い映像しか得られないという問題があ
る。

空間分解能を高めて解像度を高めるために、超音波ビー
ムを絞って測定することが考えられる。しかし、高さ＝
０の平面部分に焦点が結ばれるように超音波ビームを集
束すると、出っ張り50の頂部では超音波ビームが広がっ
てしまう。超音波ビームの焦点位置を、出っ張り50の高
さ方向に調節することができようにするのが好ましい
が、これは困難である。また仮に、焦点位置の調節が可
能になったとしても、形状が未知の測定対象に対しその
形状に追従して焦点位置の調整を行いながら測定するこ
とは不可能である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、分解能の低い測定装置を用いて得た測
定信号から解像度の高い映像を求めることの可能な画像
表示処理装置を提供することにある。

〔発明の概要〕上記目的は、測定装置で試験体を撮像し画像として表示
するとき前記測定装置の空間分解能に基づく前記試験体
の撮像画像中の形状ぼけを除去して表示する画像表示処
理装置において、既知形状の基準物体を測定装置で撮像
して得られた測定信号をフーリエ変換して第１のフーリ
エ変換関数を求める第１手段と、前記既知形状を示す信
号をフーリエ変換して第２のフーリエ変換関数を求める
第２手段と、前記第１のフーリエ変換関数を前記第２の
フーリエ変換関数で除すことにより前記測定装置の空間
分解能を示す第３のフーリエ変換関数を求める第３手段
と、測定対象の試験体を前記測定装置で撮像して得られ
た測定信号をフーリエ変換して第４のフーリエ変換関数
を求める第４手段と、該第４のフーリエ変換関数を前記
第３のフーリエ変換関数で除すことにより前記試験体の
形状ぼけを除去した第５のフーリエ変換関数を求める第
５手段と、該第５のフーリエ変換関数を逆フーリエ変換
してパワースペクトルを求め該パワースペクトルを画像
として表示する第６手段とを設けることで、達成され
る。

本発明では、測定装置の空間分解能がどの程度であるか
を知り、その空間分解能に基づいて測定装置いの測定信
号を補正することにより、高解像度の画像を得るように
している。そのために、本発明では、既知形状の信号を
フーリエ変換して第２のフーリエ変換関数を求め、これ
とは別に、既知形状をした基準物体を測定装置で撮像し
たときの測定信号をフーリエ変換して第１のフーリエ変
換関数を求め、（第１のフーリエ変換関数）／（第２の
フーリエ変換関数）＝測定装置の空間分解能（第３のフ
ーリエ変換関数）を求めている。一方、試験体の真の形
状のフーリエ変換関数＝（試験体を測定装置で撮像した
測定信号をフーリエ変換した第４のフーリエ変換関数）
／（測定装置の空間分解能）であるため、第４のフーリ
エ変換関数を第３のフーリエ変換関数で除し、逆フーリ
エ変換することで、試験体の真の形状つまりぼけの無い
形状を画像として表示することが可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

まず、本発明の原理について説明する。内部欠陥あるい
は内部構造の形状を画像で表示する非破壊検査装置、た
とえば、超音波探傷機器，放射線CT,マイクロ波レーダ
探査装置などの測定装置は、超音波，放射線あるいはマ
イクロ波などの空間的なひろがりや、それらのセンサ受
信部の開口の大きさにより、画像にぼけが生じる。この
ぼけは、測定装置固有の空間分解能とみなせる。空間分
解能とは、点物体を画像で表示した時の当該画像の空間
的なひろがりである。測定装置固有の空間分解能を把握
し、その空間分解能によって生じた画像のぼけを修正し
て真の形状に近い画像を表示するのが、本発明の骨子で
ある。そこでまず、測定装置固有の空間分解能が既知で
あると仮定し、ぼけを有する画像からぼけのない画像を
導出する原理について述べる。

まず簡単のために、１次元のぼけを修正する数学的な処
理を考える。実際の画像は２次元であるが、以下に述べ
る１次元のぼけを修正する数学的な処理は、２次元の場
合にも全く同様に適用できるものである。なぜなら、超
音波探傷機器等の測定装置は１次元の画像信号を出力
し、主走査方向と副走査方向の走査により２次元の画像
を得る様に構成されているからである。

今、測定装置からの画像信号を便宜上「スペクトル」と
呼ぶことにする。スペクトルの横軸は空間位置、縦軸は
強度とする。測定装置で測定したスペクトル（ぼけを有
するもの）をスペクトルＯと呼び、第２図に示す。一
方、測定装置のぼけを表わす空間分解能をスペクロルＲ
と呼び、第３図に示す。第２図に示すスペクトルＯおよ
び第３図のスペクトルＲをそれぞれ関数Ｏ（Ｘ）,R
（Ｘ）で表わし、ぼけのない時のスペクトルをスペクロ
ルＩと呼び関数Ｉ（Ｘ）で表わすと、これらの関数の間
には次の式（１）の関係がある。

ここで、未知の関数Ｉ（Ｘ）を導出するには、以下に説
明する関係を利用して導出する。

まず、式（１）の両辺をフーリエ変換したときの左辺
を、と定義する。ここで、ｊは虚数、ωは周波数である。同
様に、Ｉ（Ｘ）のフーリエ変換関数をＲ（Ｘ）のフーリエ変換関数をとし、下式（３），（４）で定義する。

式（１）の右辺をフーリエ変換すると次の様になる。

ところで、関数ｆ（Ｘ−ｘ_０）のフーリエ変換は次の様
に求まる。すなわち、Ｘ−ｘ_０をｔで変数変換する。

ここで、はｆ（Ｘ）のフーリエ変換関数である。式（６）の関係
から、式（５）中の〔〕内の部分は次の様になる。

従って、式（５）は、に変形できる。

式（１）の関係が成り立っているとき、式（８）で明ら
かな如く、フーリエ変換関数の積で表わす次の式（９）
の関係を得る。

Ｏ（Ｘ）は測定したスペクトルであり、Ｒ（Ｘ）は既知
であると仮定したスペクトルであるため、真の形状スペ
クトルＩ（Ｘ）は、次式（10）のフーリエ変換関数の形
で導出できる。

さて、フーリエ変換関数を実際の空間スペクトルＩ（Ｘ）に戻すには、次式（1
1）で示す逆フーリエ変換の手順で可能である。

式（10），（11）式から、Ｉ（Ｘ）を次式で求める。

次に、いままで既知であると仮定していた測定装置の空
間分解能をどのようにして知るかについて説明する。つ
まり、式（12）においては、測定したスペクトルＯ（Ｘ）をフーリエ変換するこ
とで得られるが、の原関数であるスペクトルＲ（Ｘ）を取得する方法が次
の課題となる。

スペクトルＲ（Ｘ）を測定装置の空間分解能とすれば、
点状の物体を測定装置で画像化し、その画像の空間的な
ひろがりをスペクトルＲ（Ｘ）とみなすことができる。
しかし、現実には、点状の物体は存在し得ないし、位置
によって空間分解能が変化する可能性もある。そこで、
形状が既知の物体を測定装置で画像化し、真の形状の画
像との比較から、測定装置の空間分解能を導出する。こ
のようにして導出した分解能を用いて、式（12）式によ
り、物体の真の画像を導出すればよい。そこで、分解能
すなわち測定装置のスペクトルＲを導出するには、真の
形状を表わすスペクトルIs、既知の物体の画像を表わす
スペクトルをOsとすれば、式（９）の関係より、を得る。ここではスペクトルＲの、はスペクトルOsの、およびはスペクトルIsの、それぞれフーリエ変換スペクトルで
ある。この様によれば、測定装置の空間分解能をの形で導出でき、測定で得たぼけのある画像を、このを用いて式（12）の手順で修正し、真の画像を表わすス
ペクトルＩ（Ｘ）を算出できる。

第１図は、本発明の一実施例に係る画像表示処理装置の
ブロック図である。先ず、測定装置の分解能つまりスペ
クトルを求める場合の、第１図に示す実施例の動作について説
明する。

測定装置のスペクトルを求める場合には、切り替え制御器３の週力
を“1"とする。これにより、スイッチ5,6,7の端子ａ−
ｃ間が導通状態になる。次に、選択指示回路24の出力を
“1"にすると、アンド回路25の出力が“1"となり、スイ
ッチ４の端子ａ−ｃ間が導通状態になる。これで、測定
装置のスペクトルを求めることが可能となる。尚、スイッチ5,6,7は、切
り替え制御器３から“0"が出力されると、端子ｂ−ｃ間
が導通状態になる。また、スイッチ４は、アンド回路25
から“1"が出力される場合に限って、その端子ａ−ｃ間
が導通状態になり、その他の場合には端子ｂ−ｃ間が導
通状態になる。

今、スイッチ４の端子ａ−ｃ間が導入状態になっている
ため、基準形状メモリ１に記憶されている内容（既知形
状の空間位置を番地に対応させ、強度を記憶内容とす
る。）が、スイッチ４を介してフーリエ変換器９に入力
され、前記した式（３）に従って、フーリエ変換関数が算出される。フーリエ変換関数は、スイッチ５を介して、基準スペクトルメモリ10の実
数部と虚数部に格納される。

次に、選択指示器24の出力を“0"にして、基準形状の試
料を測定して得られるスペクトルを測定装置より入力
し、測定スペクトルメモリ２に格納する。測定スペクト
ルメモリ２の内容は、スイッチ４を介してフーリエ変換
器９に入力され、ここで式（４）に従ってスペクトルを算出し、実数部，虚数部に分けてスペクトルメモリ11に格納する。

スペクトルメモリ11の内容は、ベクトル除算器14のポー
トＡに入力され、また、基準スペクトルメモリ10の内容
はスイッチ６を介してベクトル除算器14のポートＢに入
力される。ベクトル除算器14では、ポートＡに入力され
た値Ar（実数部）,Ai（虚数部）とポートＢに入力され
た値Br（実数部）,Bi（虚数部）を用いて次式（14）（1
5）に従って実数値Cr,虚数値Ciを算出する。

上式で算出したCr,Ci、スイッチ７を介してそれぞれスペクトルメモリ12の実数部，虚数部に格納される。こ
れによって、測定装置の空間分解能に関するスペクトルが得られる。

次に、切り替え制御器３の出力を“0"にする。そして、
未知の試料を測定した結果を測定装置からスイッチ４を
介してフーリエ変換器９に入力し、式（２）に従って、
スペクトルを算出し、実数部，虚数部に分け、スイッチ５を介してスペクトルメモリ11に記録する。

スペクトルメモリ11の内容は、スイッチ６を介いてベク
トル除算器14のポートＡに、スペクトルメモリ12の内容はスイッチ６を介して除算器
14のポートＢに入力され、除算器14で式（14），（15）
に従った演算を実行し、その結果Cr,Ciをスペクトルとして、スイッチ７を介してスペクトルメモリ13の実数部および虚数部にそれぞれ記
録する。

スペクトルメモリ13の内容は、逆フーリエ変換器15に入
力され、ここで、式（11）式に従って、スペクトルＩが
算出され、その結果は、Ｉスペクトルメモリ16内に実数
部，虚数部にわけて格納される。パワー演算器17は、Ｉ
スペクトルメモリ16の実数部の値Ir,虚数部の値Iiを用
いて、Ipを下式（16）に従って算出する。

Ip＝（Ir^２＋Ii^２）^１／２ ……（16）この値は、パワースペクトルメモリ18に記録される。

番地変換器19は、メモリ18の内容を、番地をシフトし、
シフトスペクトルメモリ20に配列し直して記録する。番
地のシフトは次の様に行なわれる。番地が2Nまであり、
パワースペクトルメモリ18の番地ｋの内容をIp（ｋ）で
表わすと、次式（17）に従って番地ｍのメモリ20の内容
Isp（ｍ）が決定する。このように本実施例では、パワ
ースペクトルを、スペクトル幅を中心として座標を折り
返したスペクトルに変換する。尚、この理由については
後述する。

パワー変換器21は、番地ｍのメモリ20の内容Isp（ｍ）
に比例した電圧値V_Yを、番地換算器22はメモリ20の番地
ｍ比例した電圧値V_Xをそれぞれ画像表示器23の垂直偏向
および水平偏向信号として出力し、これにより、画像表
示器23には、ぼけのない画像が表示される。

次に、物体の厚みを放射線透過法で測定し、これによっ
て得られらスペクトルを第１図に示す画像表示処理装置
を用いて処理した例について述べる。第４図は、放射線
透過法による試験体厚さ測定装置の一例を示す図であ
る。放射線源100から放射される放射線101はコリメータ
103でコリメートされ、検出器104で検出される。線源10
0とコリメータ103を備えた検出器104は、Ｘ軸方向に並
進走査される。そして、線源100と検出器104の間に試験
体102が配置される。厚み測定装置105は、走査線Ｘにお
ける試験体102のＹ軸方向厚みを記録する。走査位置Ｘ
での放射線101の検出器104による検出強度をφ（Ｘ）と
する。試験体102がない場所の検出強度をφ_０とし、試
験体102のＹ軸方向厚みをｄ（Ｘ）をすると、検出強度
φ（Ｘ）は次式（18）の様に表わせる。

φ（Ｘ）＝φ_０exp｛−μｄ（Ｘ）｝ ……（18）ここで、μは試験体102の放射線101に対する線吸収係数
である。

式（18）の関係を変形すると次式（19）の様になる。

φ（Ｘ）／φ_０＝exp｛−μｄ（Ｘ）｝ ……（19）式（19）の両辺の対数をとるとを得る。厚み測定装置は、式（20）の関係を用い、透過
放射線の検出強度φ（ｘ）に基づいて、厚み分布ｄ
（Ｘ）を測定する。

第５図（ａ）、試験体102を測定して得られた厚み分布
を示す図であり、縦軸ｄが厚みを示し、横軸ｘが位置を
示している。第５図（ｂ）は、試験体102の進の厚み分
布を示す図である。第５図（ａ）に示す測定により得ら
れた厚み分布は、第５図（ｂ）に示す真の厚み分布と比
較して、なめらかな分布、即ちぼけのある分布となって
いる。

第４図に示す測定装置の分解能は、第６図（ａ）に示す
分布となり、この分布をスペクトルＲとして、第１図に
示す画像表示処理装置を用いてぼけのない厚み分布を画
像表示とすると、第６図（ｂ）に示すスペクトル分布が
得られる。第５図（ｂ）に示す真の厚み分布と第６図
（ｂ）に示すスペクトルをくらべると、ほとんど同じ厚
み分布が得らいれていることがわかる。

第１図に示す画像表示処理装置は、測定装置が測定した
スペクトルに測定値のバラツキが大きいと、そのバラツ
キを強調していまうことがある。従って、測定スペクト
ル中の測定誤差によるバラツキを低下させて、鮮明なス
ペクトルＩを導出することが必要となる。測定スペクト
ル中に測定誤差によるバラツキが多く含まれる場合、第
１図の画像表示処理装置で得られるスペクトルＩの像
は、第７図で示すスペクトルの様になる。第７図から明
らかな様に、特定周波数成分がリップル状に発生してい
る。このノイズを低減するには、スペクトルＩを平滑化
して、高い空間周波数成分を除去すればよい。すなわ
ち、第７図に示すスペクトルＩに対して次式（21）に示
す様な平滑化処理を行う。つまり、各点Xiに関して、そ
の周囲の点Xi_＋ｋのスペクトル強度Isp（Xi_＋ｋ）の平
均値を、新しいスペクトル強度Isp′（Xi）とする。

式（21）により第７図のスペクトルを平滑化した新しい
スペクトルを第８図に示す。第７図に示すスペクトルＩ
から第８図に示すスペクトルを減算し、第９図に示すス
ペクトルを得る。第９図のスペクトルは第７図のスペク
トルに含まれているリップルノイズになっている。従っ
て、第９図のスペクトルをフーリエ変換することによ
り、リップル状ノイズの特徴的な周波数を抽出できる。

第10図は、第９図に示すスペクトルをフーリエ変換した
スペクトルの例を示す図である。第９図のスペクトルを
フーリエ変換して得られるパワースペクトルを座標軸
は、軸左端が原点で空間周波数ω＝０、軸の中心がω＝
ωmax（周期が第９図のサンプリング間隔の２倍に相当
する。）、軸の右端がω＝０となる。即ち、軸の中心で
左右対称なスペクトルになり、軸の中心ほど空間周波数
が高い領域を示す。これは、フーリエ変換が余弦関数
〔cos（−ωｘ）〕で展開されることによる。従って、
第９図に表れるリップル状ノイズの空間周波数は高いの
で、第10図に示すスペクトルにおいて、ω軸の中央部に
形成されるピークが、リップル状ノイズに起因するノイ
ズである。そこで、第10図に示すスペクトルのうちω軸
で中央部幅Ｗの範囲内のスペクトル（第11図に示す。）
だけを抽出し、第１図に示すスペクトルメモリ13に記憶されているスペクトルから第11図のスペクトルを減算すれば、スペクトル中で、リップル状ノイズを形成する周波数成分を除去で
きる。

以上の処理に従った内容を図で示すと、次の様になる。
第７図の映像をフーリエ変換して、第22図に示すスペク
トルを得る。このスペクトルから、リップル状ノイズを
示す高周波領域成分である第11図のスペクトルを減じ、
第23図に示すスペクトルを得る。このスペクトルは、第
22図のスペクトル低周波領域の成分である。第23図のス
ペクトルを逆フーリエ変換すると、第８図に示す様なリ
ップル状ノイズが抑制された形状の像が得られる。

ここで、逆フーリエ変換での座標変換について述べる。
第23図のスペクトルを逆フーリエ変換すると、第24図の
スペクトルが得られる。この空間スペクトルの座標軸
ｘ′は、軸左端が空間位置ｘ′＝−xmax／２、軸の中心
がｘ′＝０、軸右端がｘ′＝xmax／２となる。この軸の
左側（ｘ′＝−xmax／２からｘ′＝０までの範囲）は、
実空間位置ｘ＝xmax／２〜ｘ＝xmaxの領域に対応してい
る。従って、ｘ′の軸の中心（ｘ′＝０）で、左側
（ｘ′＝−xmax／２からｘ′＝０までの範囲）の左端位
置ｘ′＝−xmax／２を、右側（ｘ′＝０からｘ′＝xmax
／２までの範囲）の右端位置ｘ′＝xmax／２に折り返し
てつなげると、第８図に示す実空間位置に沿った映像が
得られる。逆フーリエ変換後、空間位置を折り返す必要
があるのは、逆フーリエ変換が正弦関数〔sin（−ω
ｘ）〕で展開され、変換処理での空間座標がシフトする
ためである。

第12図は、上記したリップルを除去する一連の処理（第
７図から第11図に関する処理）を実行するリップル除去
装置のブロック図であり、このリップル除去装置は、第
１図の画像表示処理装置に増設するかたちで用いる。第
12図において、上記したリップル除去の一連の処理を実
行するのは、点線枠内の機器であり、点線枠外の機器
は、第１図に示した機器と同一である。図示する様に、スペクトルメモリ13と逆フーリエ変換器15との間にスイ
ッチ201を挿入し、かつパワースペクトルメモリ18と番
地変換器19との間にスイッチ202を挿入する。リップル
除去指示器200の出力を“1"にすると、スイッチ201、ス
イッチ202の端子ｃと端子ａとが導通状態となり、リッ
プル除去指示器200の出力を“0"にするとスイッチ201,2
02の端子ｃと端子ｂが導通になる。まず、リップル除去
指示器200の出力レベルを“1"にする。

スペクトルメモリ13の内容は、スイッイ201を介して逆
フーリエ変換器15に入力され、以下、第１図の画像表示
処理装置で説明した如く、パワースペクトルメモリ18に
第７図で示した様なリップルのあるスペクトルが格納さ
れる。このスペクトルは、スイッチ202を介して平滑演
算器203に入力され、式（21）に従った処理が施され、
第８図に示す平滑化されたスペクトルに変換され平滑ス
ペクトルメモリ204に格納される。

次に減算器205は、パワースペクトルメモリ18の内容、
すなわちリップルを有するスペクトルから平滑スペクト
ルメモリ204の内容、すなわち平滑スペクトルを減算
し、第９図に示す様なリップルのスペクトルを減算スペ
クトルメモリ206に格納する。フーリエ変換207は、減算
スペクトルメモリ206の内容をフーリエ変換し、第10図
に示すリップルの周波数スペクトルを実数部と虚数部に
わけてノイズスペクトルメモリ208に格納する。ノイズ
スペクトルメモリ208の内容は、第11図に示す様に、第1
0図のスペクトルの中央部分の幅Ｗのスペクトルだけを
保存し、幅Ｗ以外は０にしたスペクトルに変換され、実
数部と虚数部に分けてリップルスペクトルメモリ210に
格納される。

減算器211は、図示する様に、スペクトルメモリ13の内容からリップルスペクトルメモ
リ210の内容を減じて、リップル除去スペクトルメモリ2
12に実数部と虚数部を分けて格納する。次に、リップル
除去指示器200の出力を“0"にすると、リップル除去ス
ペクトルメモリ212の内容がスイッチ201を介して逆フー
リエ変換器15に入力され、以下、第１図の画像表示処理
装置で説明した如く、パワースペクトルメモリ18までス
ペクトルが格納され、さらにスイッチ202を介して番地
変換器19に格納内容が流れ、リップルの除去された画像
が表示される。

次に、第12図に示すリップル除去装置を増設した画像表
示処理装置を用い、超音波探傷装置の測定信号中のぼけ
及びリップルを修正した具体例について説明する。

第13図は超音波探傷装置の一例を示す図であり、試験体
表面の凹凸の映像化を図る。第13図において、探触子30
0を走査装置301によりＸ軸方向に走査しながら、超音波
ビーム307を発信し、水槽302の水中303に設置した試験
体304の表面から反射した超音波を受信する。探傷器305
では、走査位置における超音波発信から受信までの時間
間隔ｔ（Ｘ）を測定し、次式（22）により試料の厚さｄ
（Ｘ）を測定する。

ｄ（Ｘ）＝ｄ_０−ｖ・ｔ（Ｘ）／２ ……（22）式（22）において、ｄ_０は探触子300から水槽302の底面
までの距離、ｖは水303での音速である。超音波ビーム3
07は、水中で広がるため、この時の測定系の空間分解能
は、超音波ビーム307の空間的な強度分布に近く、第14
図（ｂ）に示すスペクトルＲになる。

この空間分解能のため、第14図（ａ）に示す様な厚さ分
布を有する試験体304の形状を測定するお、探傷器305か
ら第14図（ｃ）に示すスペクトルが得られる。第14図
（ｃ）に示すスペクトルを用いて、第１図に示す画像表
示処理装置のみで映像化を図ると、第15図（ａ）に示す
様にリップルの多い厚み分布になることがある。しか
し、この画像表示処理装置に、第12図に示すリップル除
去装置を増設すると、第15図（ｂ）に示す様に、リップ
ルのない真の厚み分布に近いものが得られる。

このように、測定装置から出力されるスペクトルにバラ
ツキが多く存在する場合、第12図に示すリップル除去装
置を増設することにより、第15図（ｂ）に示す様なリッ
プルのない鮮明なスペクトルを導出することができる。

リップルを低減し鮮明なスペクトルを導出する方法とし
て、第12図のリップル除去装置とは異なる別の処理方法
を採用することも可能である。次にこの別な処理方法に
ついて説明する。

まず、第16図（ａ）に示す測定スペクトルにcos（２π
・Ｘ／ΔＸ）を乗じて第16図（ｂ）に示すスペクトルを
求める。また、第16図（ａ）に示すスペクトルにsin
（２π・Ｘ／ΔＸ）を乗じて第16図（ｃ）に示すスペク
トルを求める。次に、第16図（ｂ）の実数部のスペクト
ルとし、第16図（ｃ）を虚数部のスペクトルとしてフー
リエ変換すると、周期（１／ΔＸ）の空間周波数成分が
強調され、相対的にノイズによる高調波成分の強度を低
減することが可能となる。

第17図は、この処理を実行するリップル除去装置の一例
を示す図である。第17図の点検枠内のリップル除去装置
が、第１図の画像表示処理装置に増設する部分である。
第１図中の測定スペクトルメモリ２とスイッチ４との間
に第17図に示すリップル除去装置を挿入する。

次に、第17図のリップル除去装置の動作内容を述べる。
第17図において、cos発生器400は、測定スペクトルメモ
リ２の番地に比例した座標値ｘを用いて、関数cos（２
π・ｘ／Δｘ）を発生する。同様にsin発生器401も座標
値ｘを用いて関数sin（２π・ｘ／Δｘ）を発生する。
乗算器402は、cos発生器400の値と測定スペクトルメモ
リ２の内容を乗算し、その結果をキャリアスペクトルメ
モリ405の実数部に記録する。一方、乗算器403は、sin
発生器401の値と、測定スペクトルメモリ２の内容を乗
算し、その結果をキャリアスペクトルメモリ405の虚数
部に記録する。キャリアスペクトルメモリ405の内容
は、スイッチ４を介して第１図の画像表示処理装置に入
力され、処理される。

この第17図のリップル除去装置を第１図の画像表示処理
装置に増設して得られる画像は、第12図はリップル除去
装置を増設した場合にくらべ、リップルが多少残ること
もあるが、第15図（ａ）に示す様なリップは確実に低減
できる効果がある。

第12図，第17図のリップル除去装置を両方共に第１図の
画像表示処理装置に増設すれば、さらに効果があがる。

以上説明したように、実施例に係る画像表示処理装置
は、測定装置固有の空間分解能を求め、その分解能によ
ってぼけの生じた測定スペクトルを、ぼけのないスペク
トル、すなわち、さらに高い分解能を有する測定装置で
測定したスペクトルと同等なスペクトルに変換するもの
である。

第１図に示す画像表示処理装置の動作を流れ図で簡単に
表わすと、第18図に示す様になる。第17図のリップル除
去装置を第１図の画像表示処理装置に増設した場合に
は、第18図の流れ図において、ステツプS1の処理の代わ
りに第19図の流れ図、ステツプS2の処理の代わりに第20
図の流れ図を挿入した図になる。

第12図のリップル除去装置を第１図の画像表示処理装置
に増設した場合の動作の流れ図は、第18図に示す流れ図
で、ステツプS3とS4の処理の間に第21図の流れ図を挿入
した形になる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、測定装置固有の空間分解能によって劣
化した測定スペクトルを、測定装置の改造を何ら伴わず
に、分解能を著しく向上したスペクトルに変換すること
ができ、ぼけのない鮮明な画像を得ることが可能とな
る。

更に、測定スペクトルに含まれる測定誤差に起因するバ
ラツキの影響によるリップル状のノイズも、リップル除
去装置を増設することが容易に低減することが可能とな
り、誤差の少ない鮮明な画像を得ることができる。

更にまた、本発明によれば、測定装置固有と空間分解能
を測定するので、どのような分解能を有する測定装置に
対しても、適用することが可能となる。このため、これ
まで分解能が悪いと一般にいわれていた超音波探傷法、
レーダ撮像法や放射線撮像法などで得られた測定信号か
ら高解像の映像を表示することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像表示処理装置の一実施例を示すブ
ロック図、第２図は分解能の低い測定装置で測定して得
られたスペクトルの一例を示す図、第３図は測定装置の
空間分解能の一例を示す図、第４図は放射線透過法によ
り試験体厚み分布を測定する装置の一例を示す図、第５
図（ａ）は第４図に示す装置で測定した試験体厚み分布
の一例を示す図、第５図（ｂ）は真の厚み分布を示す
図、第６図（ａ）は第４図に示す装置の空間分解能を示
す図、第６図（ｂ）は第１図に示す画像表示処理装置を
用いて第５図（ａ）に示す測定スペクトルより導出した
試験体厚み分布を示す図、第７図は測定して得られたス
ペクトルに誤差によるバラツキがあるとき第１図の画像
表示処理装置により得られる出力スペクトルを示す図、
第８図は第７図に示すスペクトルを平滑化したスペクト
ルを示す図、第９図は第７図のスペクトルから第８図の
スペクトルを差し引いたリップルノイズのスペクトルを
示す図、第10図は第９図のスペクトルをフーリエ変換し
たスペクトルを示す図、第11図は第10図のスペクトル中
央部の幅Ｗの部分を抽出したスペクトルを示す図、第12
図は第１図の画像表示処理装置に増設するリップル除去
装置のブロック図、第13図は超音波により試料厚み測定
を行なう装置の一例を示す図、第14図（ａ）は第13図の
条件で測定する試料の真の厚み分布を示す図、第14図
（ｂ）は第13図の測定装置の空間分解能を示す図、第14
図（ｃ）は測定した試料の厚み分布を示す図、第15図
（ａ）は第１図に示す画像表示処理装置を用いて導出し
た試料の真の厚み分布を示す図、第15図（ｂ）は第12図
のリップル除去装置を用いて導出した試料の真の厚み分
布を示す図、第16図（ａ）はバラツキの多い測定スペク
トルの一例を示す図、第16図（ｂ）は第16図（ａ）に示
すスペクトルにcos波を乗じたスペクトルを示す図、第1
6図（ｃ）は第16図（ａ）に示すスペクトルにsin波を乗
じたスペクトルを示す図、第17図は第12図とは異なるリ
ップル除去装置のブロック図、第18図は第１図に示す画
像表示処理装置の動作を説明した流れ図、第19図は第17
図のリップル除去装置を画像表示処理装置に増設したこ
とによって第18図の流れ図に新たに加わる流れ図、第20
図も第19図と同様新たに加わる動作の流れ図を示した
図、第21図は第12図のリップル除去装置を画像表示処理
装置に増設したときに第18図に新たに加わる動作の流れ
図を示した図、第22図は第７図のスペクトルをフーリエ
変換したスペクトルを示す図、第23図は第22図のスペク
トルから第11図のリップル状ノイスのスペクトルを減じ
たスペクトルを示す図、第24図は第23図のスペクトルを
逆フーリエ変換したスペクトルを示す図、第25図は超音
波探傷装置によるぼけ発生を説明する図である。１……基準形状メモリ、２……測定スペクトルモリ、３
……切り替え制御器、4,5,6,7……スイッチ、９……フ
ーリエ変換器、10……基準スペクトルメモリ、11…… スペクトルメモリ、12…… スペクトルメモリ、13…… スペクトルメモリ、14……ベクトル除算器、15……逆フ
ーリエ変換器、16……Ｉスペクトルメモリ、17……パワ
ー演算器、18……パワースペクトルメモリ、19……番地
変換器、20……シフトスペクトルメモリ、21……パワー
換算器、22……番地換算器、23……画像表示器、103…
…コリメータ、104……検出器、105……厚み測定装置、
200……リップル除去指示器、201,202……スイッチ、20
3……平滑演算器、204……平滑スペクトルメモリ、205
……減算器、206……減算スペクトルメモリ、207……フ
ーリエ変換器、208……ノイズスペクトルメモリ、209…
…周波数ゲート、210……リップルスペクトルメモリ、2
11……減算器、212……リップル除去スペクトルメモ
リ、300……探触子、301……走査装置、305……探傷
器、400……cos発生器、401……sin発生器、402,403…
…乗算器、405……キヤリアスペクトルメモリ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山田泉茨城県日立市森山町1168番地株式会社日立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者古賀和則茨城県日立市森山町1168番地株式会社日立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者園部正茨城県日立市森山町1168番地株式会社日立製作所エネルギー研究所内 (56)参考文献特開昭50−137184（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定装置で試験体を撮像し画像として表示
するとき前記測定装置の空間分解能に基づく前記試験体
の撮像画像中の形状ぼけを除去して表示する画像表示処
理装置において、既知形状の基準物体を測定装置で撮像
して得られた測定信号をフーリエ変換して第１のフーリ
エ変換関数を求める第１手段と、前記既知形状を示す信
号をフーリエ変換して第２のフーリエ変換関数を求める
第２手段と、前記第１のフーリエ変換関数を前記第２の
フーリエ変換関数で除すことにより前記測定装置の空間
分解能を示す第３のフーリエ変換関数を求める第３手段
と、測定対象の試験体を前記測定装置で撮像して得られ
た測定信号をフーリエ変換して第４のフーリエ変換関数
を求める第４手段と、該第４のフーリエ変換関数を前記
第３のフーリエ変換関数で除すことにより前記試験体の
形状ぼけを除去した第５のフーリエ変換関数を求める第
５手段と、該第５のフーリエ変換関数を逆フーリエ変換
してパワースペクトルを求め該パワースペクトルを画像
として表示する第６手段とを備えることを特徴とする画
像表示処理装置。
【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記第６
手段は、逆フーリエ変換して得られたパワースペクトル
を、スペクトル幅を中心として座標を折り返したパワー
スペクトルに変換し該パワースペクトルを画像として表
示するものであることを特徴とする画像表示処理装置。
【請求項３】特許請求の範囲第１項において、前記第６
手段は、前記パワースペクトルを平滑化し、平滑前のパ
ワースペクトルから平滑後のパワースペクトルを減じて
リップルスペクトルを得、該リップルスペクトルをフー
リエ変換して得たスペクトルから、スペクトル幅の中心
から所定範囲内のスペクトルを抽出し、前記逆フーリエ
変換して得られたパワースペクトルから前記抽出したス
ペクトルを減じ画像として表示するものであることを特
徴とする画像表示処理装置。
【請求項４】特許請求の範囲第１項において、前記第５
手段は、前記第４のフーリエ変換関数に所定周期の余弦
関数と正弦関数とを乗じて得られた値を前記第３のフー
リエ変換関数で除すものであることを特徴とする画像表
示処理装置。