JPH0915217A - 板波超音波探傷方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 欠陥とノイズとを判別処理することなく容易
に欠陥を検出して、探傷速度を速くすることができる板
波超音波探傷方法及びその実施に使用する装置を提供す
る。 【構成】 ＣＰＵ９の平滑化処理部91はフレームメモリ
７から読み込んだ２次元探傷画像を構成する複数の画素
に対応する信号それぞれについて、例えば２次元探傷画
像における任意の画素の８近傍の画素範囲における各画
素の信号の濃淡のレベルを平滑化し、当該画素の信号の
レベルを平滑化したレベルにして平滑化処理画像を得
る。２値化処理部92はこの平滑化処理画像を１２８階調
を閾値にして２値化する。２値化欠陥検出部93は２値化
画像から欠陥像を抽出した欠陥抽出画像を得、欠陥検出
部94は欠陥抽出画像を２次元探傷画像又は平滑化処理画
像に重畳させて、重複した部分を欠陥像として２次元探
傷画像又は平滑化処理画像から抽出し、欠陥判定部95は
抽出した欠陥像に基づいて欠陥の程度を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被探傷材に板波超音波
を入射し、その反射波を受信して前記被圧延材に生じた
欠陥を探傷する方法及びその実施に使用する装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】熱延鋼板，冷延鋼板等、その厚みが比較
的薄い被探傷材の表面又は内部に生じた欠陥をオンライ
ンで非破壊検査するために、タイヤ探触子を用いて被探
傷材に板波超音波を伝播させ、その反射波を受信し、そ
の中に欠陥に基づく信号が含まれているか否かによっ
て、被探傷材に生じた欠陥を探傷する板波超音波探傷が
行われている。

【０００３】図18はタイヤ探触子の使用態様を示す模式
的断面図であり、図中Ｓはその長手方向に搬送される帯
状の被探傷材である。被探傷材Ｓの表面には接触媒質15
が所定の厚みに均一に塗布されている。被探傷材Ｓの上
方には支持棒13が鉛直に配置してあり、支持棒13の下端
近傍には被探傷材Ｓの幅方向に固定軸16が支持されてい
る。固定軸16には被探傷材Ｓに転接するタイヤ探触子22
が回転自在に取付けてある。

【０００４】タイヤ探触子22は、その周縁部に溝18，18
が形成してあるホイル17，17と該ホイル17，17の周囲を
取り囲むゴム等の帯状のタイヤ部14とを備えており、タ
イヤ部14の両エッジは両ホイル17，17の溝18，18に固定
してある。タイヤ探触子22の内の固定軸16には、所定周
期毎に超音波を送受信する板波探触子20が被探傷材Ｓの
エッジ部の方向に所定角度傾斜して固定してある。また
タイヤ探触子22内には接触媒質15が充填してあり、板波
探触子20が発生した超音波はタイヤ探触子22内の接触媒
質15，タイヤ部14及び接触媒質15を介して被探傷材Ｓ
へ、該被探傷材の幅方向と平行に所定の入射角で入射さ
れ、そこで超音波の入射角，被探傷材Ｓの板厚及び超音
波の周波数に応じた振動モードの板波超音波に変換され
て、被探傷材Ｓ中を伝播する。

【０００５】被探傷材Ｓ中を伝播された板波超音波は、
被探傷材Ｓの表面又は内部に生じた欠陥、及び被探傷材
のエッジ部で反射され、反射波は被探傷材Ｓ表面の接触
媒質15，タイヤ部14，及びタイヤ探触子22内の接触媒質
15を介して板波探触子20に受信されて探傷信号が得られ
る。

【０００６】図19は板波超音波探傷による探傷信号の一
例を示すグラフであり、図中、縦軸は探傷信号の強度
を、また横軸は超音波を送信してからの時間を示してい
る。図19の如く、超音波の送信直後から所定の時間Ａ内
に、探触子近傍の乱反射によって受信された複数の信号
Ｒ_E が現れている。そして、被探傷材の幅方向に伝播さ
れる板波超音波の伝播時間である時間Ｂ内に、被探傷材
の欠陥の反射によって受信された信号Ｔ_E 及びノイズに
よって生じた信号Ｎ_E が現れており、その後に被探傷材
のエッジ部の反射によって受信された信号Ｔ_E が所定の
時間Ｃだけ現れている。このようにエッジ部からの反射
信号の幅が広いのは、被探傷材中を伝播する板波超音波
は伝播速度が異なる複数の振動モードの板波が重合した
波であるため、各振動モードの板波毎にエッジ部による
反射波が受信されるからである。

【０００７】従来の板波超音波探傷装置では、超音波を
送信して時間Ａが経過したタイミングでゲートを開け、
時間Ｂだけゲートを開けておくようにすることによっ
て、欠陥による反射波のみを受信するようにし、探傷信
号内に予め定めた閾値以上の信号が含まれていた場合、
欠陥が存在すると判断する。そして、探傷信号の強度に
基づいて欠陥の大きさを評価し、また超音波を送信して
から欠陥による反射波が受信される時間の１／２と、予
め求めた超音波の被探傷材中の伝播速度との積から、被
探傷材の幅方向における欠陥の存在位置を求めていた。
なお、前述したゲート開のタイミング及びゲート領域の
幅は、被探傷材の材質，板幅，及び板厚等に基づいて予
め定められる。

【０００８】しかしそのような板波超音波探傷装置で
は、図19に示した如く、ノイズ信号も閾値を越えること
があり、その場合、欠陥の誤検出が生じるという問題が
あった。そのため、被探傷材の幅方向に伝播した板波超
音波を受信して得た複数の探傷信号をＡ（アナログ）／
Ｄ（ディジタル）変換して濃淡信号を得、それらを被探
傷材の長さ方向に配列して２次元画像にする画像処理を
行い、該画像における複数の像の形状に基づいて欠陥と
思われる像を抽出し、抽出した各像が欠陥であるかノイ
ズであるかを判別し、欠陥のみを検出する板波超音波探
傷装置が開発されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、画像処理を行
う従来の板波超音波探傷装置にあっては、各画像の面積
に基づいて欠陥とノイズとを判別処理するための高性能
の処理装置が必要であり、そのため装置コストが高いと
いう問題があった。また、そのような判別処理に時間を
要するため、被探傷材の搬送速度を上げて探傷速度を速
くすることができないという問題があった。更に、被探
傷材の幅が大きくなるに従って、画像処理の処理量が増
大するため、画像処理によって効率的に欠陥を探傷し得
る被探傷材の幅には限度があった。

【００１０】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところは複数の探傷信号によ
って形成した２次元画像を平滑化処理してから２値化
し、２次元画像からノイズに係る像を取り除く構成にす
ることによって、その像が欠陥による像であるのかノイ
ズによる像であるのかを判別することなく容易に欠陥を
検出して、探傷速度を速くすることができる板波超音波
探傷方法及びその実施に使用する装置を提供することに
ある。

【００１１】また、本発明の他の目的とするところは、
２次元画像又は平滑化処理した画像の所定範囲における
各信号の最大値の情報を保持しつつ圧縮することによっ
て、画像処理の処理量を低減して探傷速度が速く、広い
幅の被探傷材にも適用することができる板波超音波探傷
方法及びその実施に使用する装置を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る板波超音
波探傷方法は、被探傷材及び該被探傷材に対向すべく配
した超音波探触子を相対移動させつつ、前記超音波探触
子から超音波を所定周期で送信し、それを板波超音波と
して移動方向と直交する方向へ伝播させ、各反射波を受
信して得た複数の探傷信号から２次元探傷画像を形成
し、該２次元探傷画像に基づいて被探傷材の欠陥を探傷
する方法において、前記２次元探傷画像を平滑化処理し
て平滑化処理画像を得、得られた平滑化処理画像を予め
設定された閾値に基づいて２値化し、２値化した画像か
ら欠陥に係る２値化像を抽出することを特徴とする。

【００１３】第２発明に係る板波超音波探傷方法は、第
１発明に加えて、更に、前記２値化像に基づいて前記２
次元探傷画像又は平滑化処理画像から欠陥像を抽出し、
抽出した欠陥像に基づいて欠陥の程度を判定することを
特徴とする。

【００１４】第３発明に係る板波超音波探傷方法は、被
探傷材及び該被探傷材に対向すべく配した超音波探触子
を相対移動させつつ、前記超音波探触子から超音波を所
定周期で送信し、それを板波超音波として移動方向と直
交する方向へ伝播させ、各反射波を受信して得た複数の
探傷信号から２次元探傷画像を形成し、該２次元探傷画
像に基づいて被探傷材の欠陥を探傷する方法において、
前記２次元探傷画像のそれぞれの画素に対応する信号の
レベルを、その画素を含む所定範囲内の画素の信号のレ
ベルの内の最大値に置換して最大値化処理画像を作成
し、作成した最大値化処理画像を圧縮して圧縮画像を
得、得られた圧縮画像を予め設定された閾値に基づいて
２値化し、２値化した画像から欠陥に係る２値化像を抽
出することを特徴とする。

【００１５】第４発明に係る板波超音波探傷方法は、被
探傷材及び該被探傷材に対向すべく配した超音波探触子
を相対移動させつつ、前記超音波探触子から超音波を所
定周期で送信し、それを板波超音波として移動方向と直
交する方向へ伝播させ、各反射波を受信して得た複数の
探傷信号から２次元探傷画像を形成し、該２次元探傷画
像に基づいて被探傷材の欠陥を探傷する方法において、
前記２次元探傷画像を平滑化処理して平滑化処理画像を
得、得られた平滑化処理画像のそれぞれの画素に対応す
る信号のレベルを、その画素を含む所定範囲内の画素の
信号のレベルの内の最大値に置換して最大値化処理画像
を作成し、作成した最大値化処理画像を圧縮して圧縮画
像を得、得られた圧縮画像を予め設定された閾値に基づ
いて２値化し、２値化した画像から欠陥に係る２値化像
を抽出することを特徴とする。

【００１６】第５発明に係る板波超音波探傷方法は、第
３又は第４発明に加えて、更に、前記２値化像に基づい
て前記圧縮画像から欠陥像を抽出し、抽出した欠陥像に
基づいて欠陥の程度を判定することを特徴とする。

【００１７】第６発明に係る板波超音波探傷装置は、被
探傷材及び該被探傷材に対向すべく配した超音波探触子
を相対移動させつつ、前記超音波探触子から超音波を所
定周期で送信し、それを板波超音波として移動方向と直
交する方向へ伝播させ、各反射波を受信して得た複数の
探傷信号から２次元探傷画像を形成し、該２次元探傷画
像に基づいて被探傷材の欠陥を探傷する装置において、
前記２次元探傷画像を平滑化処理して平滑化処理画像を
得る手段と、得られた平滑化処理画像を予め設定された
閾値に基づいて２値化する手段と、２値化した画像から
欠陥に係る２値化像を抽出する手段とを備えることを特
徴とする。

【００１８】第７発明に係る板波超音波探傷装置は、第
６発明に加えて、更に、前記２値化像に基づいて前記２
次元探傷画像又は平滑化処理画像から欠陥像を抽出する
手段と、抽出した欠陥像に基づいて欠陥の程度を判定す
る手段とを備えることを特徴とする。

【００１９】第８発明に係る板波超音波探傷装置は、被
探傷材及び該被探傷材に対向すべく配した超音波探触子
を相対移動させつつ、前記超音波探触子から超音波を所
定周期で送信し、それを板波超音波として移動方向と直
交する方向へ伝播させ、各反射波を受信して得た複数の
探傷信号から２次元探傷画像を形成し、該２次元探傷画
像に基づいて被探傷材の欠陥を探傷する装置において、
前記２次元探傷画像のそれぞれの画素に対応する信号の
レベルを、その画素を含む所定範囲内の画素の信号のレ
ベルの内の最大値に置換して最大値化処理画像を作成す
る手段と、作成した最大値化処理画像を圧縮して圧縮画
像を得る手段と、得られた圧縮画像を予め設定された閾
値に基づいて２値化する手段と、２値化した画像から欠
陥に係る２値化像を抽出する手段とを備えることを特徴
とする。

【００２０】第９発明に係る板波超音波探傷装置は、被
探傷材及び該被探傷材に対向すべく配した超音波探触子
を相対移動させつつ、前記超音波探触子から超音波を所
定周期で送信し、それを板波超音波として移動方向と直
交する方向へ伝播させ、各反射波を受信して得た複数の
探傷信号から２次元探傷画像を形成し、該２次元探傷画
像に基づいて被探傷材の欠陥を探傷する装置において、
前記２次元探傷画像を平滑化処理して平滑化処理画像を
得る手段と、得られた平滑化処理画像のそれぞれの画素
に対応する信号のレベルを、その画素を含む所定範囲内
の画素の信号のレベルの内の最大値に置換して最大値化
処理画像を作成する手段と、作成した最大値化処理画像
を圧縮して圧縮画像を得る手段と、得られた圧縮画像を
予め設定された閾値に基づいて２値化する手段と、２値
化した画像から欠陥に係る２値化像を抽出する手段とを
備えることを特徴とする。

【００２１】第１０発明に係る板波超音波探傷装置は、
第８又は第９発明に加えて、更に、前記２値化像に基づ
いて前記圧縮画像から欠陥像を抽出する手段と、抽出し
た欠陥像に基づいて欠陥の程度を判定する手段とを備え
ることを特徴とする。

【００２２】

【作用】第１及び第６発明にあっては、被探傷材又は被
探傷材に対向すべく，例えば被探傷材の一エッジ近傍に
配した超音波探触子を移動させつつ、超音波探触子から
超音波を所定周期で送信し、それを板波超音波として移
動方向と直交する方向へ伝播させ、各反射波を受信して
探傷信号を得、超音波の送信周期毎に得られた複数の探
傷信号を時間軸に対して配置し、その信号レベルに応じ
た階調の濃淡によって２次元探傷画像を形成する。

【００２３】この２次元探傷画像を構成する複数の画素
に対応する信号それぞれについて、例えば２次元探傷画
像における任意の画素を含む所定範囲，例えば３×３画
素の範囲における各画素の信号の濃淡のレベルを平滑化
し、当該画素の信号のレベルを平滑化したレベルにして
平滑化処理画像を得る。これによって、狭い面積しか有
さないノイズによる像を構成する画素の信号のレベルは
希釈化されるが、欠陥像はノイズによる像より広い面積
を有するため、欠陥像を構成する画素に対応する信号の
レベルは略変わらない。

【００２４】得られた平滑化処理画像を予め設定された
閾値に基づいて２値化する。これによって、平滑化処理
によって希釈化されたノイズによる像が消去され、欠陥
像及び被探傷材のエッジに係る像が残る。そして、残存
する各像の形状又は面積等に基づいて、２値化した画像
から欠陥に係る２値化像のみを抽出する。

【００２５】第２及び第７発明にあっては、前述した如
く抽出した２値化像を前記２次元探傷画像又は平滑化処
理画像に重畳させて、重複した部分を欠陥像として２次
元探傷画像又は平滑化処理画像から抽出することによっ
て、欠陥に係る濃淡レベルの情報を得る。そして、抽出
した欠陥像の濃淡レベルの程度によって欠陥の程度を判
定する。

【００２６】第３，第４，第８及び第９発明にあって
は、２次元探傷画像又は前述同様に得た平滑化処理画像
を構成する複数の画素に対応する信号それぞれについ
て、２次元探傷画像又は平滑化処理画像における任意の
画素を含む所定範囲、例えば３×３画素の範囲の各画素
に対応する信号のレベルの内の最大値を当該画素の信号
のレベルに置き換える最大値化処理を行って最大値化処
理画像を作成する。そして、作成した最大値化処理画像
を圧縮して圧縮画像を得る。

【００２７】この圧縮は、最大値化処理における処理対
象範囲の少なくとも１画素の信号を選択する。前述した
場合では、３行毎に最大２行，３列毎に最大２列を間引
いて残る行列の交わる画素の信号をそれぞれ選択する。
そして、選択した複数の信号からなる画像を形成するこ
とによって圧縮画像を得る。これによって、平滑化処理
画像又は２次元探傷画像を構成する画素に対応する信号
のレベルを減じることなく、画像処理量が低減される。

【００２８】得られた圧縮画像を予め設定された閾値に
基づいて２値化することによって、平滑化処理画像に基
づく圧縮画像にあってはノイズに係る像が消去され、２
次元探傷画像に基づく圧縮画像にあっては前記閾値より
低い強度のノイズの像が消去され、これに続く画像処理
の処理量が低減される。そして、２値化した画像から、
それに残存する各像の形状又は面積等に基づいて、欠陥
に係る２値化像を抽出する。

【００２９】第５及び第１０発明にあっては、前述した
如く抽出した２値化像を前記圧縮画像に重畳させて、重
複した部分を欠陥像として圧縮画像から欠陥像を抽出す
ることによって、欠陥に係る濃淡レベルの情報を得る。
そして、抽出した欠陥像の濃淡レベルの程度によって欠
陥の程度を判定する。

【００３０】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て具体的に説明する。図１は本発明に係る板波超音波探
傷装置の構成を示すブロック図であり、図２は図１に示
した中央演算装置（ＣＰＵ）９の機能を示すブロック図
である。なお、図２に示された各ブロックの機能はソフ
ト的に又はハード的に実現されている。タイヤ探触子11
は矢符方向に搬送される帯状の被探傷材Ｓの一方のエッ
ジ部Ｅ上に転接させてある。タイヤ探触子11にはパルサ
２から電圧が印加されるようになっており、パルサ２は
パルスタイミングコントローラ３からのパルス信号によ
って電圧を印加する周期が制御されている。そしてタイ
ヤ探触子11は印加された電圧によって励振され、被探傷
材Ｓの他方のエッジ部Ｅへ超音波を送信しその反射波を
受信する。

【００３１】タイヤ探触子11が探傷受信した信号は信号
増幅器４にて増幅された後、所定の通過周波数帯域を有
するバンドパスフィルタ５に入力されてノイズ成分が除
去される。バンドパスフィルタ５を通過した信号はＡ／
Ｄ変換器６によって８ビット，０〜２５５階調のディジ
タル信号に変換されてフレームメモリ７に与えられる。
フレームメモリ７には前述したパルスタイミングコント
ローラ３からパルス信号も与えられるようになってお
り、該パルス信号に基づいて、Ａ／Ｄ変換器６から与え
られた探傷信号が２次元化されて２次元探傷画像として
フレームメモリ７に記憶される。

【００３２】図３はフレームメモリ７に与えられる信号
の波形図であり、図４はフレームメモリ７に記憶された
探傷信号の３次元波形図である。フレームメモリ７に
は、図３（ａ）の如く、パルスタイミングコントローラ
からのパルス信号と、（ｂ）の如く、各パルス信号のタ
イミングで被探傷材の幅方向に伝播される板波超音波に
よって探傷された探傷信号とが与えられる。この探傷信
号をパルス信号毎に分割すると、被探傷材の搬送方向の
順に該被探傷材の幅方向毎の探傷信号が得られる。そし
て、各探傷信号をｘ軸が被探傷材の板幅方向，ｙ軸が被
探傷材の搬送方向，ｚ軸が信号強度である座標軸上に、
被探傷材の搬送方向の順に配列すると、図４のようにな
る。両図中、Ｒ_E はタイヤ探触子近傍の乱反射による信
号であり、Ｋ_E は欠陥による信号であり、Ｐ_E はノイズ
による信号であり、Ｔ_E は被探傷材の他端エッジ部によ
る信号である。

【００３３】図５はフレームメモリ７に記憶された２次
元探傷画像を説明する説明図である。図５において、縦
軸は被探傷材の搬送方向であり、横軸は被探傷材の幅方
向である。図５の如く、２次元探傷画像の両端にはタイ
ヤ探触子近傍の乱反射による像Ｒ_P 及び被探傷材の他方
のエッジ部による像Ｔ_P が、縦に帯状に形成されてい
る。そして両像の間に島状の複数の欠陥像Ｋ_P 及びノイ
ズ像Ｐ_P が形成されている。これらの像Ｒ_P ，Ｔ_P ，Ｋ
_P 及び像Ｐ_P はその信号レベルが高いほど濃くなる濃淡
で表されている。

【００３４】ＣＰＵ９の平滑化処理部91は、フレームメ
モリ７に記憶された２次元探傷画像を次のように平滑化
して平滑化画像を得、該平滑化画像を２値化処理部92が
例えば１２８を閾値として０又は２５５に２値化して２
値化画像にする。

【００３５】図６は平滑化処理部91による平滑化処理を
説明する説明図であり、（ａ）は２次元探傷画像の部分
画像を示しており、（ｂ）は平滑化処理後の画像を示し
ている。平滑化処理部91は、２次元探傷画像を形成する
複数の画素Ｐ₁₁，Ｐ₁₂，…の内の任意の１画素，図６
（ａ）では画素Ｐ₂₂（ｅ階調）に注目し、注目した画素
Ｐ₂₂を含むｍ×ｎ画素の平滑化対象画素領域，図６
（ａ）では画素Ｐ₁₁〜Ｐ₃₃の３×３画素領域を設定す
る。

【００３６】設定した画素Ｐ₁₁〜Ｐ₃₃は図６（ａ）に示
したように、それぞれａ〜ｉ階調であり、これらの画素
Ｐ₁₁〜Ｐ₃₃について次の（１）式に基づいて平滑化演算
を行い、その演算結果であるｔを、図６（ｂ）に示した
ように、注目した画素Ｐ₂₂の階調とする。 ｔ＝（ａ×ｗ_a ＋ｂ×ｗ_b ＋ｃ×ｗ_c ＋ｄ×ｗ_d ＋ｅ×ｗ_e ＋ｆ×ｗ_f ＋ｇ×ｗ_g ＋ｈ×ｗ_h ＋ｉ×ｗ_i ）／（ｗ_a ＋ｗ_b ＋ｗ_c ＋ｗ_d ＋ｗ_e ＋ｗ_f ＋ｗ_g ＋ｗ_h ＋ｗ_i ） …（１） 但し、ｗ_a 〜ｗ_i ：整数の重み

【００３７】そして、平滑化処理部91はこのような平滑
化処理を２次元探傷画像の全画素に対して行って平滑化
画像を得る。これによって、２次元探傷画像における欠
陥像Ｐ_P を構成する画素はその周囲の０階調の画素と共
に平滑化処理されるため、欠陥像Ｐ_P の階調は希釈化さ
れ、平滑化処理に続く２値化処理によって０階調にな
る。

【００３８】図７は２値化画像を説明する説明図であ
る。この２値化画像は、図５の２次元探傷画像を前述し
た如く平滑化処理した後、１２８階調を閾値として０
（淡）又は２５５階調（濃）に２値化したものである。
図７から明らかな如く、縦に長い帯状の像Ｒ_P 及び像Ｔ
_P の間に島状の複数の欠陥像Ｋ_P が全て２５５階調で表
されており、また、２次元探傷画像にあったノイズ像Ｐ
_P （図５参照）が取り除かれている。このように、２次
元探傷画像における複数の像が何であるかを判断するこ
となく、ノイズ像Ｐ_P のみを容易に取り除くことができ
るため、ノイズ像Ｐ _P の除去に要する時間が短い。

【００３９】ＣＰＵ９の２値化欠陥検出部93はこの２値
化画像における像の内、例えば縦の長さが予め設定され
た長さより長いものを欠陥像ではないとして消去するこ
とによって、図８に示した如く、欠陥像Ｋ_P ，Ｋ_P のみ
を抽出して２値化欠陥抽出画像を得、それを欠陥検出部
94に与える。欠陥検出部94にはフレームメモリ７から２
次元探傷画像も与えられており、欠陥検出部94は２値化
欠陥抽出画像を図５に示した２次元探傷画像に重畳し
て、重なった部分を２次元探傷画像から抽出することに
よって、図９に示した如き、欠陥抽出画像を得る。そし
て、ＣＰＵ９の欠陥判定部95はこの欠陥抽出画像の各欠
陥像Ｋ_P ，Ｋ_P それぞれについて最大階調を求め、求め
た階調が例えば評価閾値である２００階調を越える場合
は重欠陥であると、それ以下である場合は軽欠陥である
という２段階評価を行い、出力部96はその結果をＣＲＴ
又はプリンタ等の出力装置10から出力させると共に警報
装置（図示せず）を作動させる。なお、この評価方法は
被探傷材の種類に応じて評価閾値を２つ又は４つ設定し
ておき、３段階又は５段階で評価する。

【００４０】図10は図１に示したＣＰＵ９の他の機能を
示すブロック図であり、画像処理の高速化に対応するも
のである。フレームメモリ７の２次元探傷画像はＣＰＵ
９の平滑化処理部91で前同様に平滑化処理され、平滑化
画像は最大値処理部97に与えられる。一方、最大値処理
部97には、フレームメモリ７から２次元探傷画像が与え
られるようになっており、最大値処理部97は平滑化画像
又は２次元探傷画像に基づいて、任意の画素の階調を所
定の画素範囲内の最大階調に変換する最大値処理を行
う。

【００４１】図11は最大値処理を説明する説明図であ
り、図中（ａ）は平滑化画像又は２次元探傷画像の部分
画像を示しており、（ｂ）は最大値処理後の画像を示し
ている。最大値処理部97は、平滑化画像を形成する複数
の画素Ｐ₁₁，Ｐ₁₂，…の内の任意の画素，図11（ａ）で
は画素Ｐ₂₂（ｎ階調）に注目し、注目した画素Ｐ₂₂を含
むｍ×ｎ画素の最大値処理対象領域，図11（ａ）では画
素Ｐ₁₁〜Ｐ₃₃の３×３画素領域を設定する。

【００４２】設定した画素Ｐ₁₁〜Ｐ₃₃は図11（ａ）に示
したように、それぞれｊ〜ｒ階調であり、これらの画素
Ｐ₁₁〜Ｐ₃₃について次の（２）式に基づいて最大値ｕを
求め、図11（ｂ）に示したように、注目した画素Ｐ₂₂の
階調をｕに置き換える。 ｕ＝ｍａｘ（ｊ，ｋ，ｌ，ｍ，ｎ，ｏ，ｐ，ｑ，ｒ） …（２）

【００４３】そして、最大値処理部97は、平滑化画像又
は２次元探傷画像を構成する全ての画素に対して前同様
に最大値処理を行う操作を行って、図13に示した如き最
大値処理画像を得る。この最大値処理画像について、圧
縮処理部98が次の圧縮処理を施して、図14に示した如き
圧縮画像を得る。

【００４４】図12は圧縮処理部98による画像圧縮処理を
説明する説明図であり、図中（ａ）は最大値処理画像
を、（ｂ）は圧縮画像をそれぞれ示している。図12
（ａ）中の×印で示したように、マトリックス状に配列
され最大値処理画像を構成する複数の画素の行及び列に
ついて、所定の間隔で間引く対象のものを設定する。こ
の設定は最大値化処理で設定した最大値処理対象領域に
応じて定めさられており、最大値処理対象領域が３×３
画素領域である場合、図12（ａ）に示した如く、相隣る
３行又は３列の内、最大２行又は２列までを間引くこと
ができる。そして、図12（ａ）中の○印で示した行及び
列が交わる部分の各画素の階調からなる画像を形成する
ことによって、図12（ｂ）に示した如き圧縮画像を得
る。図12に示した圧縮画像は元の画像の１／９の画像に
圧縮されている。

【００４５】ＣＰＵ９の２値化処理部92は、前述した圧
縮画像を、例えば１２８を閾値として０又は２５５に２
値化して、図15に示した如き２値化画像を形成する。Ｃ
ＰＵ９の２値化欠陥検出部93はこの２値化画像における
像の内、例えば縦の長さが予め設定された長さより長い
ものを欠陥に係る像ではないとして消去し、幅が予め設
定された寸法より小さいものを欠陥に係る像ではないと
して消去することによって、図16に示した如く、欠陥像
Ｋ_P ，Ｋ_P のみを抽出して２値化欠陥抽出画像を得、そ
れを欠陥検出部94に与える。欠陥検出部94には圧縮処理
部98から図14に示した如き圧縮画像も与えられており、
欠陥検出部94は２値化欠陥抽出画像を圧縮画像に重畳し
て、重なった部分を圧縮画像から抽出することによっ
て、図17に示した如き欠陥抽出画像を得る。そして、Ｃ
ＰＵ９の欠陥判定部95はこの欠陥抽出画像の各欠陥像Ｋ
_P ，Ｋ_P それぞれについて前同様に欠陥の程度を判定
し、出力部96はその判定結果をＣＲＴ又はプリンタ等の
出力装置10から出力させると共に警報装置（図示せず）
を作動させる。

【００４６】

【発明の効果】以上詳述した如く第１及び第６発明にあ
っては、画像を平滑化処理及び２値化処理することによ
って、その像がノイズによるものか欠陥によるものかを
判断することなく容易に、その画像からノイズに係る像
を消去することができる。従って、高性能の判断装置が
不要であり、装置コストが低い。

【００４７】第２及び第７発明にあっては、欠陥に係る
像の濃淡信号のみが確実に抽出され、誤判定が防止され
る。

【００４８】第３，第４，第８及び第９発明にあって
は、圧縮画像を形成することによってその後の画像処理
の処理量が減少し、処理速度が向上する。従って、欠陥
の探傷速度を向上させることができ、また、幅が広い被
探傷材も画像処理による欠陥探傷を行うことが可能にな
る。

【００４９】第５及び第１０発明にあっては、欠陥に係
る像の濃淡信号のみが確実に、しかも高速に抽出され、
欠陥の判定を短時間で正確に行うことができる等、本発
明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る板波超音波探傷装置の構成を示す
ブロック図である。

【図２】図１に示した中央演算装置の機能を示すブロッ
ク図である。

【図３】フレームメモリに与えられる信号の波形図であ
る。

【図４】フレームメモリに記憶される探傷信号の３次元
波形図である。

【図５】フレームメモリに記憶された２次元探傷画像を
説明する説明図である。

【図６】平滑化処理部による平滑化処理を説明する説明
図である。

【図７】２値化画像を説明する説明図である。

【図８】２値化欠陥抽出画像を説明する説明図である。

【図９】欠陥画像を説明する説明図である。

【図１０】図１に示したＣＰＵの他の機能を示すブロッ
ク図である。

【図１１】最大値処理を説明する説明図である。

【図１２】圧縮処理部による画像圧縮処理を説明する説
明図である。

【図１３】最大値処理画像を説明する説明図である。

【図１４】圧縮画像を説明する説明図である。

【図１５】２値化画像を説明する説明図である。

【図１６】２値化欠陥抽出画像を説明する説明図であ
る。

【図１７】欠陥抽出画像を説明する説明図である。

【図１８】タイヤ探触子の使用態様を示す模式的断面図
である。

【図１９】板波超音波探傷による探傷信号の一例を示す
グラフである。

【符号の説明】

７ フレームメモリ ９ 中央演算装置 １１ タイヤ探触子 ９１ 平滑化処理部 ９２ ２値化処理部 ９３ ２値化欠陥検出部 ９４ 欠陥検出部 ９５ 欠陥判定部 ９７ 最大値処理部 ９８ 圧縮処理部 Ｓ 被探傷材 Ｅ エッジ部

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被探傷材及び該被探傷材に対向すべく配
   した超音波探触子を相対移動させつつ、前記超音波探触
   子から超音波を所定周期で送信し、それを板波超音波と
   して移動方向と直交する方向へ伝播させ、各反射波を受
   信して得た複数の探傷信号から２次元探傷画像を形成
   し、該２次元探傷画像に基づいて被探傷材の欠陥を探傷
   する方法において、 前記２次元探傷画像を平滑化処理して平滑化処理画像を
   得、得られた平滑化処理画像を予め設定された閾値に基
   づいて２値化し、２値化した画像から欠陥に係る２値化
   像を抽出することを特徴とする板波超音波探傷方法。
2. 【請求項２】 更に、前記２値化像に基づいて前記２次
   元探傷画像又は平滑化処理画像から欠陥像を抽出し、抽
   出した欠陥像に基づいて欠陥の程度を判定する請求項１
   記載の板波超音波探傷方法。
3. 【請求項３】 被探傷材及び該被探傷材に対向すべく配
   した超音波探触子を相対移動させつつ、前記超音波探触
   子から超音波を所定周期で送信し、それを板波超音波と
   して移動方向と直交する方向へ伝播させ、各反射波を受
   信して得た複数の探傷信号から２次元探傷画像を形成
   し、該２次元探傷画像に基づいて被探傷材の欠陥を探傷
   する方法において、 前記２次元探傷画像のそれぞれの画素に対応する信号の
   レベルを、その画素を含む所定範囲内の画素の信号のレ
   ベルの内の最大値に置換して最大値化処理画像を作成
   し、作成した最大値化処理画像を圧縮して圧縮画像を
   得、得られた圧縮画像を予め設定された閾値に基づいて
   ２値化し、２値化した画像から欠陥に係る２値化像を抽
   出することを特徴とする板波超音波探傷方法。
4. 【請求項４】 被探傷材及び該被探傷材に対向すべく配
   した超音波探触子を相対移動させつつ、前記超音波探触
   子から超音波を所定周期で送信し、それを板波超音波と
   して移動方向と直交する方向へ伝播させ、各反射波を受
   信して得た複数の探傷信号から２次元探傷画像を形成
   し、該２次元探傷画像に基づいて被探傷材の欠陥を探傷
   する方法において、 前記２次元探傷画像を平滑化処理して平滑化処理画像を
   得、得られた平滑化処理画像のそれぞれの画素に対応す
   る信号のレベルを、その画素を含む所定範囲内の画素の
   信号のレベルの内の最大値に置換して最大値化処理画像
   を作成し、作成した最大値化処理画像を圧縮して圧縮画
   像を得、得られた圧縮画像を予め設定された閾値に基づ
   いて２値化し、２値化した画像から欠陥に係る２値化像
   を抽出することを特徴とする板波超音波探傷方法。
5. 【請求項５】 更に、前記２値化像に基づいて前記圧縮
   画像から欠陥像を抽出し、抽出した欠陥像に基づいて欠
   陥の程度を判定する請求項３又は４記載の板波超音波探
   傷方法。
6. 【請求項６】 被探傷材及び該被探傷材に対向すべく配
   した超音波探触子を相対移動させつつ、前記超音波探触
   子から超音波を所定周期で送信し、それを板波超音波と
   して移動方向と直交する方向へ伝播させ、各反射波を受
   信して得た複数の探傷信号から２次元探傷画像を形成
   し、該２次元探傷画像に基づいて被探傷材の欠陥を探傷
   する装置において、 前記２次元探傷画像を平滑化処理して平滑化処理画像を
   得る手段と、得られた平滑化処理画像を予め設定された
   閾値に基づいて２値化する手段と、２値化した画像から
   欠陥に係る２値化像を抽出する手段とを備えることを特
   徴とする板波超音波探傷装置。
7. 【請求項７】 更に、前記２値化像に基づいて前記２次
   元探傷画像又は平滑化処理画像から欠陥像を抽出する手
   段と、抽出した欠陥像に基づいて欠陥の程度を判定する
   手段とを備える請求項６記載の板波超音波探傷装置。
8. 【請求項８】 被探傷材及び該被探傷材に対向すべく配
   した超音波探触子を相対移動させつつ、前記超音波探触
   子から超音波を所定周期で送信し、それを板波超音波と
   して移動方向と直交する方向へ伝播させ、各反射波を受
   信して得た複数の探傷信号から２次元探傷画像を形成
   し、該２次元探傷画像に基づいて被探傷材の欠陥を探傷
   する装置において、 前記２次元探傷画像のそれぞれの画素に対応する信号の
   レベルを、その画素を含む所定範囲内の画素の信号のレ
   ベルの内の最大値に置換して最大値化処理画像を作成す
   る手段と、作成した最大値化処理画像を圧縮して圧縮画
   像を得る手段と、得られた圧縮画像を予め設定された閾
   値に基づいて２値化する手段と、２値化した画像から欠
   陥に係る２値化像を抽出する手段とを備えることを特徴
   とする板波超音波探傷装置。
9. 【請求項９】 被探傷材及び該被探傷材に対向すべく配
   した超音波探触子を相対移動させつつ、前記超音波探触
   子から超音波を所定周期で送信し、それを板波超音波と
   して移動方向と直交する方向へ伝播させ、各反射波を受
   信して得た複数の探傷信号から２次元探傷画像を形成
   し、該２次元探傷画像に基づいて被探傷材の欠陥を探傷
   する装置において、 前記２次元探傷画像を平滑化処理して平滑化処理画像を
   得る手段と、得られた平滑化処理画像のそれぞれの画素
   に対応する信号のレベルを、その画素を含む所定範囲内
   の画素の信号のレベルの内の最大値に置換して最大値化
   処理画像を作成する手段と、作成した最大値化処理画像
   を圧縮して圧縮画像を得る手段と、得られた圧縮画像を
   予め設定された閾値に基づいて２値化する手段と、２値
   化した画像から欠陥に係る２値化像を抽出する手段とを
   備えることを特徴とする板波超音波探傷装置。
10. 【請求項１０】 更に、前記２値化像に基づいて前記圧
    縮画像から欠陥像を抽出する手段と、抽出した欠陥像に
    基づいて欠陥の程度を判定する手段とを備える請求項８
    又は９記載の板波超音波探傷装置。