(57)【要約】【課題】厚み方向に重ねられた複数の原子核乾板を貫通する荷電粒子の飛跡を精度良く抽出することができる情報処理装置、情報処理方法、及び情報処理プログラムを得る。【解決手段】情報処理装置は、第１の方向と、第２の方向と、厚み方向とに沿って一定の範囲内の異なる移動量各々で２つの原子核乾板の相対位置を移動させ、かつ第１の方向と第２の方向と厚み方向とをそれぞれ軸として一定の範囲内の異なる角度で２つの原子核乾板の相対的な角度をずらしながら、２つの原子核乾板のそれぞれを透過した荷電粒子の飛跡のうちの一致する飛跡を探索する照合処理を行う照合処理部と、照合処理の結果、一致した飛跡の数が最大となった場合の一致した飛跡群を２つの原子核乾板を貫通する飛跡として抽出する抽出部と、を備える。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚み方向に重ねられた複数の原子核乾板のうち、２つの原子核乾板を貫通する荷電粒子の飛跡を抽出する場合に、
前記原子核乾板の前記厚み方向に交差する平面上の第１の方向と、前記平面上で前記第１の方向に交差する第２の方向と、前記厚み方向とに沿って一定の範囲内の異なる移動量各々で前記２つの原子核乾板の相対位置を移動させ、かつ前記第１の方向と前記第２の方向と前記厚み方向とをそれぞれ軸として一定の範囲内の異なる角度で前記２つの原子核乾板の相対的な角度をずらしながら、前記２つの原子核乾板のそれぞれを透過した荷電粒子の飛跡のうちの一致する飛跡を探索する照合処理を行う照合処理部と、
前記照合処理の結果、一致した飛跡の数が最大となった場合の一致した飛跡群を前記２つの原子核乾板を貫通する飛跡として抽出する抽出部と、
を備えた情報処理装置。
【請求項２】
前記原子核乾板を透過する前記飛跡を天頂角及び方位角の組み合わせ毎のグループに分類する分類部と、
２つ以上の前記グループそれぞれについて、前記第１の方向と前記第２の方向とに沿って一定の範囲内の異なる移動量各々で前記２つの原子核乾板の相対位置を移動させながら、前記２つの原子核乾板の一方を透過する飛跡と、他方を透過する飛跡との前記平面上の距離が予め定められた閾値以下の場合に、２つの飛跡が一致すると判定する処理を行う判定部と、
前記２つ以上の前記グループそれぞれについて、一致すると判定された飛跡の数が最大となった際の前記第１の方向と前記第２の方向とのそれぞれに沿った移動量を、前記２つの原子核乾板の前記第１の方向と前記第２の方向とのそれぞれに沿ったずれ量の候補値として導出し、かつ各グループについて導出したずれ量の候補値の範囲内の値を、前記２つの原子核乾板の前記第１の方向と前記第２の方向とのそれぞれに沿ったずれ量として導出する導出部と、
を更に備え、
前記照合処理における前記一定の範囲内の異なる移動量は、導出された前記ずれ量を中心とした一定の範囲内の移動量である
請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記導出部は、各グループについて導出したずれ量の候補値の平均値を、前記２つの原子核乾板の前記第１の方向と前記第２の方向とのそれぞれに沿ったずれ量として導出する
請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記判定部による判定及び前記導出部による前記ずれ量の候補値の導出は、予め定められた順番で２つ以上の前記グループに対して行われ、
前記導出部は、前記ずれ量の候補値により形成される図形の円形度が閾値以上となったタイミングで、前記ずれ量を導出する
請求項２又は請求項３に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記２つ以上の前記グループは、飛跡の数が閾値以上のグループである
請求項２から請求項４の何れか１項に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記判定部による判定における移動量を異ならせる際の刻み幅は、前記照合処理における移動量を異ならせる際の刻み幅より大きい
請求項２から請求項５の何れか１項に記載の情報処理装置。
【請求項７】
厚み方向に重ねられた複数の原子核乾板のうち、２つの原子核乾板を貫通する荷電粒子の飛跡を抽出する場合に、
前記原子核乾板の前記厚み方向に交差する平面上の第１の方向と、前記平面上で前記第１の方向に交差する第２の方向と、前記厚み方向とに沿って一定の範囲内の異なる移動量各々で前記２つの原子核乾板の相対位置を移動させ、かつ前記第１の方向と前記第２の方向と前記厚み方向とをそれぞれ軸として一定の範囲内の異なる角度で前記２つの原子核乾板の相対的な角度をずらしながら、前記２つの原子核乾板のそれぞれを透過した荷電粒子の飛跡のうちの一致する飛跡を探索する照合処理を行い、
前記照合処理の結果、一致した飛跡の数が最大となった場合の一致した飛跡群を前記２つの原子核乾板を貫通する飛跡として抽出する
処理をコンピュータが実行する情報処理方法。
【請求項８】
厚み方向に重ねられた複数の原子核乾板のうち、２つの原子核乾板を貫通する荷電粒子の飛跡を抽出する場合に、
前記原子核乾板の前記厚み方向に交差する平面上の第１の方向と、前記平面上で前記第１の方向に交差する第２の方向と、前記厚み方向とに沿って一定の範囲内の異なる移動量各々で前記２つの原子核乾板の相対位置を移動させ、かつ前記第１の方向と前記第２の方向と前記厚み方向とをそれぞれ軸として一定の範囲内の異なる角度で前記２つの原子核乾板の相対的な角度をずらしながら、前記２つの原子核乾板のそれぞれを透過した荷電粒子の飛跡のうちの一致する飛跡を探索する照合処理を行い、
前記照合処理の結果、一致した飛跡の数が最大となった場合の一致した飛跡群を前記２つの原子核乾板を貫通する飛跡として抽出する
処理をコンピュータに実行させるための情報処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、情報処理装置、情報処理方法、及び情報処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
原子核乾板を用いて、宇宙線に含まれるミュー粒子等の荷電粒子の飛跡を抽出する技術が開示されている（特許文献１参照）。この技術では、焦点面の深さを変えながら感材層を連続的に撮像することによって複数の断層画像を取得し、取得した複数の断層画像を用いて荷電粒子の飛跡を抽出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１０１６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
原子核乾板から荷電粒子の飛跡を抽出するために、基材層と、荷電粒子が透過することにより、荷電粒子の飛跡が潜像として記録される飛跡記録層とが積層された原子核乾板が、撮影装置によって原子核乾板の厚み方向に沿った焦点位置を変えながら撮影される。そして、この撮影を行って得られた複数の断層画像から荷電粒子の飛跡が抽出される。
【０００５】
また、宇宙線に含まれるミュー粒子等の荷電粒子は、宇宙から常に照射されるため、原子核乾板には、非破壊検査のための設置中の期間に加え、設置中以外の期間にも荷電粒子の飛跡が記録される。この設置中以外の期間の例としては、保管期間及び運搬期間等が挙げられる。
【０００６】
非破壊検査のための設置中の期間にのみ記録された荷電粒子の飛跡を抽出するために、複数の原子核乾板が、原子核乾板の厚み方向に重ねられて設置される。これに対し、設置中以外の期間は、原子核乾板は、重ねられずに取り扱われる。この場合、複数の原子核乾板を貫通する荷電粒子の飛跡を抽出することによって、設置中の期間にのみ記録された荷電粒子の飛跡を抽出することができる。
【０００７】
厚み方向に重ねられて設置された複数の原子核乾板は、互いの相対位置がずれてしまう場合がある。この場合、複数の原子核乾板を貫通する荷電粒子の飛跡を精度良く抽出することができない。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、複数の原子核乾板を厚み方向に重ねた状態で取り扱うことについては考慮されていない。
【０００９】
本開示は、以上の事情を鑑みてなされたものであり、厚み方向に重ねられた複数の原子核乾板を貫通する荷電粒子の飛跡を精度良く抽出することができる情報処理装置、情報処理方法、及び情報処理プログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の情報処理装置は、厚み方向に重ねられた複数の原子核乾板のうち、２つの原子核乾板を貫通する荷電粒子の飛跡を抽出する場合に、原子核乾板の厚み方向に交差する平面上の第１の方向と、平面上で第１の方向に交差する第２の方向と、厚み方向とに沿って一定の範囲内の異なる移動量各々で２つの原子核乾板の相対位置を移動させ、かつ第１の方向と第２の方向と厚み方向とをそれぞれ軸として一定の範囲内の異なる角度で２つの原子核乾板の相対的な角度をずらしながら、２つの原子核乾板のそれぞれを透過した荷電粒子の飛跡のうちの一致する飛跡を探索する照合処理を行う照合処理部と、照合処理の結果、一致した飛跡の数が最大となった場合の一致した飛跡群を２つの原子核乾板を貫通する飛跡として抽出する抽出部と、を備える。
【００１１】
これにより、厚み方向に重ねられた複数の原子核乾板を貫通する荷電粒子の飛跡を精度良く抽出することができる。
【００１２】
なお、本開示の情報処理装置は、原子核乾板を透過する飛跡を天頂角及び方位角の組み合わせ毎のグループに分類する分類部と、２つ以上のグループそれぞれについて、第１の方向と第２の方向とに沿って一定の範囲内の異なる移動量各々で２つの原子核乾板の相対位置を移動させながら、２つの原子核乾板の一方を透過する飛跡と、他方を透過する飛跡との平面上の距離が予め定められた閾値以下の場合に、２つの飛跡が一致すると判定する処理を行う判定部と、２つ以上のグループそれぞれについて、一致すると判定された飛跡の数が最大となった際の第１の方向と第２の方向とのそれぞれに沿った移動量を、２つの原子核乾板の第１の方向と第２の方向とのそれぞれに沿ったずれ量の候補値として導出し、かつ各グループについて導出したずれ量の候補値の範囲内の値を、２つの原子核乾板の第１の方向と第２の方向とのそれぞれに沿ったずれ量として導出する導出部と、を更に備え、照合処理における一定の範囲内の異なる移動量が、導出されたずれ量を中心とした一定の範囲内の移動量であってもよい。
【００１３】
これにより、厚み方向に重ねられた複数の原子核乾板を貫通する荷電粒子の飛跡を抽出する処理の所要時間を短縮することができる。
【００１４】
また、本開示の情報処理装置は、導出部が、各グループについて導出したずれ量の候補値の平均値を、２つの原子核乾板の第１の方向と第２の方向とのそれぞれに沿ったずれ量として導出してもよい。
【００１５】
これにより、厚み方向に重ねられた複数の原子核乾板を貫通する荷電粒子の飛跡を精度良く抽出することができる。
【００１６】
また、本開示の情報処理装置は、判定部による判定及び導出部によるずれ量の候補値の導出が、予め定められた順番で２つ以上のグループに対して行われ、導出部が、ずれ量の候補値により形成される図形の円形度が閾値以上となったタイミングで、ずれ量を導出してもよい。
【００１７】
これにより、厚み方向に重ねられた複数の原子核乾板を貫通する荷電粒子の飛跡を抽出する処理の所要時間をより短縮することができる。
【００１８】
また、本開示の情報処理装置は、２つ以上のグループが、飛跡の数が閾値以上のグループであってもよい。
【００１９】
これにより、厚み方向に重ねられた複数の原子核乾板を貫通する荷電粒子の飛跡を精度良く抽出することができる。
【００２０】
また、本開示の情報処理装置は、判定部による判定における移動量を異ならせる際の刻み幅が、照合処理における移動量を異ならせる際の刻み幅より大きくてもよい。
【００２１】
これにより、厚み方向に重ねられた複数の原子核乾板を貫通する荷電粒子の飛跡を抽出する処理の所要時間をより短縮することができる。
【００２２】
また、本開示の情報処理方法は、厚み方向に重ねられた複数の原子核乾板のうち、２つの原子核乾板を貫通する荷電粒子の飛跡を抽出する場合に、原子核乾板の厚み方向に交差する平面上の第１の方向と、平面上で第１の方向に交差する第２の方向と、厚み方向とに沿って一定の範囲内の異なる移動量各々で２つの原子核乾板の相対位置を移動させ、かつ第１の方向と第２の方向と厚み方向とをそれぞれ軸として一定の範囲内の異なる角度で２つの原子核乾板の相対的な角度をずらしながら、２つの原子核乾板のそれぞれを透過した荷電粒子の飛跡のうちの一致する飛跡を探索する照合処理を行い、照合処理の結果、一致した飛跡の数が最大となった場合の一致した飛跡群を２つの原子核乾板を貫通する飛跡として抽出する処理をコンピュータが実行するものである。
【００２３】
また、本開示の情報処理プログラムは、厚み方向に重ねられた複数の原子核乾板のうち、２つの原子核乾板を貫通する荷電粒子の飛跡を抽出する場合に、原子核乾板の厚み方向に交差する平面上の第１の方向と、平面上で第１の方向に交差する第２の方向と、厚み方向とに沿って一定の範囲内の異なる移動量各々で２つの原子核乾板の相対位置を移動させ、かつ第１の方向と第２の方向と厚み方向とをそれぞれ軸として一定の範囲内の異なる角度で２つの原子核乾板の相対的な角度をずらしながら、２つの原子核乾板のそれぞれを透過した荷電粒子の飛跡のうちの一致する飛跡を探索する照合処理を行い、照合処理の結果、一致した飛跡の数が最大となった場合の一致した飛跡群を２つの原子核乾板を貫通する飛跡として抽出する処理をコンピュータに実行させるためのものである。
【００２４】
また、本開示の情報処理装置は、コンピュータに実行させるための命令を記憶するメモリと、記憶された命令を実行するよう構成されたプロセッサと、を備え、プロセッサは、厚み方向に重ねられた複数の原子核乾板のうち、２つの原子核乾板を貫通する荷電粒子の飛跡を抽出する場合に、原子核乾板の厚み方向に交差する平面上の第１の方向と、平面上で第１の方向に交差する第２の方向と、厚み方向とに沿って一定の範囲内の異なる移動量各々で２つの原子核乾板の相対位置を移動させ、かつ第１の方向と第２の方向と厚み方向とをそれぞれ軸として一定の範囲内の異なる角度で２つの原子核乾板の相対的な角度をずらしながら、２つの原子核乾板のそれぞれを透過した荷電粒子の飛跡のうちの一致する飛跡を探索する照合処理を行い、照合処理の結果、一致した飛跡の数が最大となった場合の一致した飛跡群を２つの原子核乾板を貫通する飛跡として抽出する。
【発明の効果】
【００２５】
本開示によれば、厚み方向に重ねられた複数の原子核乾板を貫通する荷電粒子の飛跡を精度良く抽出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】各実施形態に係る情報処理システムの構成の一例を示す概略図である。
【図２】各実施形態に係る原子核乾板の一例を示す側面断面図である。
【図３】各実施形態に係る原子核乾板が重ねられた状態の一例を示す側面断面図である。
【図４】焦点位置の変更経路を説明するための側面図である。
【図５】焦点位置の変更経路を説明するための平面図である。
【図６】一つの視野で撮影される複数の断層画像の一例を示す図である。
【図７】各実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図８】第１実施形態に係る情報処理装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【図９】第１実施形態に係る飛跡抽出処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】第２実施形態に係る情報処理装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】２つの原子核乾板のずれ量の導出処理を説明するためのグラフである。
【図１２】第２実施形態に係る飛跡抽出処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して、本開示の技術を実施するための形態例を詳細に説明する。
【００２８】
［第１実施形態］
まず、図１を参照して、本実施形態に係る情報処理システム１０の構成を説明する。図１に示すように、情報処理システム１０は、情報処理装置１２、撮影装置１４、ＸＹステージ２２、及び光源２４を含む。情報処理装置１２及び撮影装置１４は、通信可能に接続される。ＸＹステージ２２には、原子核乾板ＮＰが載せられる。なお、以下では、原子核乾板ＮＰの厚み方向をＺ方向とし、厚み方向に交差（本実施形態では、直交）する平面上の第１の方向（例えば、原子核乾板ＮＰの長辺の方向）をＸ方向とする。また、以下では、上記平面上で第１の方向に交差（本実施形態では、直交）する第２の方向（例えば、原子核乾板ＮＰの短辺の方向）をＹ方向とする。また、以下では、Ｘ軸とＹ軸とで形成される平面をＸＹ平面という。
【００２９】
撮影装置１４は、イメージセンサ等を有するカメラ本体１６、ピエゾステージ１８、及び対物レンズ２０を備えている。ピエゾステージ１８は、ピエゾアクチュエータによって対物レンズ２０をＺ方向に沿って往復移動させる。従って、撮影装置１４は、Ｚ方向に沿った焦点位置を変えながら撮影を行うことが可能とされている。なお、図示は省略しているが、撮影装置１４は、Ｚステージを有し、大まかなＺ方向の位置合わせも可能とされている。前述した原子核乾板ＮＰの厚み方向とは、撮影装置１４のカメラ本体１６が有するイメージセンサの撮像面に対して垂直な方向であり、対物レンズ２０の光軸に沿った方向である。
【００３０】
ＸＹステージ２２は、アクチュエータによってＸ方向及びＹ方向のそれぞれに沿って往復移動することが可能とされている。光源２４は、ＸＹステージ２２を挟んで撮影装置１４の反対側に設けられており、撮影装置１４に向かって光を照射する。
【００３１】
次に、図２を参照して、原子核乾板ＮＰについて説明する。図２に示すように、本実施形態に係る原子核乾板ＮＰは、フィルムベースＦＢの両面に、乳剤層ＥＬが塗布されている。すなわち、原子核乾板ＮＰは、乳剤層ＥＬ、フィルムベースＦＢ、及び乳剤層ＥＬの順に積層されている。フィルムベースＦＢは、例えば、プラスチック製であり、厚みが３００μｍとされる。乳剤層ＥＬは、例えば、ハロゲン化銀を含み、現像前の厚みが６０μｍとされる。フィルムベースＦＢが、開示の技術に係る基材層の一例であり、乳剤層ＥＬが、荷電粒子が透過することにより、荷電粒子の飛跡が潜像として記録される飛跡記録層の一例である。なお、飛跡記録層に含まれるハロゲン化銀以外の飛跡記録材料として、例えば、シュウ酸第二鉄塩を含む鉄塩感光材料、又は芳香族ジアゾニウム塩を含むジアゾ感光材を用いることも可能である。
【００３２】
宇宙線に含まれるミュー粒子が原子核乾板ＮＰを透過すると、乳剤層ＥＬ内での電離作用によって発生した電子により、乳剤層ＥＬ内にミュー粒子の飛跡Ｔに沿った潜像が記録される。なお、図２の例では、飛跡Ｔのうち、乳剤層ＥＬ内に潜像として記録される部分を実線で示し、乳剤層ＥＬ内に潜像として記録される部分以外の部分を破線で示している。ミュー粒子が開示の技術に係る荷電粒子の一例である。なお、荷電粒子は、ミュー粒子に限定されない。例えば、荷電粒子は、γ線又は中性子線等から２次的に発生した電子又は陽子でもよい。
【００３３】
原子核乾板ＮＰを用いた非破壊検査では、検査対象物の周辺に原子核乾板ＮＰを設置し、数週間等の予め定められた期間の経過後に、原子核乾板ＮＰを回収する。次に、回収した原子核乾板ＮＰを現像し、現像後の原子核乾板ＮＰを撮影装置１４によって撮影して得られた複数の断層画像から、原子核乾板ＮＰに記録されたミュー粒子の飛跡Ｔを抽出する。そして、抽出した飛跡Ｔを用いた解析処理によって検査対象物の密度分布等が得られる。
【００３４】
この非破壊検査における原子核乾板ＮＰの設置中の期間にのみ照射されたミュー粒子の飛跡Ｔを抽出するために、一例として図３に示すように、２つの原子核乾板ＮＰがＺ方向に重ねられて設置される。このように、本実施形態では、非破壊検査のための設置中の期間は、２つの原子核乾板ＮＰをＺ方向に重ねることに対し、設置中以外の期間は、２つの原子核乾板ＮＰを重ねずに、それぞれ個別に取り扱う。これにより、各原子核乾板ＮＰに記録された飛跡Ｔのうち、２つの原子核乾板ＮＰを貫通した飛跡Ｔのみが、設置中の期間に記録された飛跡であると区別することができる。図３の例では、設置中の期間に記録された飛跡を飛跡Ｔ１として示し、設置中の期間以外に記録された飛跡を飛跡Ｔ２として示している。
【００３５】
次に、図４及び図５を参照して、撮影装置１４による原子核乾板ＮＰの撮影処理について説明する。この撮影処理は、各原子核乾板ＮＰについて１つずつ個別に行われる。図４に示すように、撮影装置１４は、１つの視野２６について、予め定められた間隔（例えば、１μｍ）毎に、対物レンズ２０をＺ方向に沿って原子核乾板ＮＰに近づくように移動させながら原子核乾板ＮＰを撮影する。
【００３６】
１つの視野２６について断層画像の撮影が終わると、ＸＹステージ２２がＸ方向又はＹ方向に沿って１視野分移動することによって、撮影装置１４による撮影範囲が隣の視野２６に移動する。そして、次の視野２６では、撮影装置１４は、上記間隔毎に、対物レンズ２０をＺ方向に沿って原子核乾板ＮＰから遠ざかるように移動させながら原子核乾板ＮＰを撮影する。
【００３７】
図５に示すように、撮影装置１４は、以上の撮影処理を各視野２６について実行する。なお、図４では、Ｚ方向に沿った焦点位置の変更経路を一点鎖線の矢印で示し、図４及び図５では、Ｘ方向及びＹ方向に沿った焦点位置の変更経路を破線の矢印で示している。従って、一例として図６に示すように、各視野２６について、撮影装置１４による撮影により複数の断層画像が得られる。なお、ここでいう視野２６とは、撮影装置１４によるＸＹ平面上での１つの撮影領域を意味する。また、隣接する視野２６は、一部の領域が重複している。例えば、一つの視野２６は１ｍｍ角の矩形の領域であり、一つの視野２６において撮影装置１４による撮影により得られる断層画像は、解像度が５１２０×５１２０ピクセルで、８ビットのグレースケールの画像である。
【００３８】
また、本実施形態では、各断層画像に対応する断層のＺ方向に沿った位置は、予め定められた対物レンズ２０の基準位置からの移動量（例えば、ステップ数）によって表される。例えば、図６の例において、一番上に図示されたＺ位置が２６０の断層画像は、対物レンズ２０を、ピエゾアクチュエータによって基準位置から２６０ステップ分移動させた位置で撮影された画像であることを表している。
【００３９】
次に、図７を参照して、本実施形態に係る情報処理装置１２のハードウェア構成を説明する。図７に示すように、情報処理装置１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０、一時記憶領域としてのメモリ３１、及び不揮発性の記憶部３２を含む。また、情報処理装置１２は、液晶ディスプレイ等の表示部３３、キーボードとマウス等の入力部３４、ネットワークに接続されるネットワークＩ／Ｆ（InterFace）３５、及び撮影装置１４が接続される外部Ｉ／Ｆ３６を含む。ＣＰＵ３０、メモリ３１、記憶部３２、表示部３３、入力部３４、ネットワークＩ／Ｆ３５、及び外部Ｉ／Ｆ３６は、バス３７に接続される。情報処理装置１２の例としては、パーソナルコンピュータ又はサーバコンピュータ等が挙げられる。
【００４０】
記憶部３２は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、及びフラッシュメモリ等によって実現される。記憶媒体としての記憶部３２には、情報処理プログラム４０が記憶される。ＣＰＵ３０は、記憶部３２から情報処理プログラム４０を読み出してからメモリ３１に展開し、展開した情報処理プログラム４０を実行する。
【００４１】
また、記憶部３２には、原子核乾板ＮＰを撮影装置１４によってＺ方向に沿った焦点位置を変えながら撮影して得られた断層画像が記憶される。
【００４２】
次に、図８を参照して、本実施形態に係るＺ方向に重ねられた２つの原子核乾板ＮＰを貫通するミュー粒子の飛跡を抽出する場合における情報処理装置１２の機能的な構成について説明する。図８に示すように、情報処理装置１２は、第１抽出部５０、照合処理部５２、及び第２抽出部５４を含む。ＣＰＵ３０が情報処理プログラム４０を実行することで、第１抽出部５０、照合処理部５２、及び第２抽出部５４として機能する。
【００４３】
第１抽出部５０は、各原子核乾板ＮＰについて撮影された断層画像を用いて、例えば、シフト法によって２つの原子核乾板ＮＰそれぞれを透過する飛跡Ｔを抽出する。シフト法については、特開２０１０−１０１６７６号公報にも開示されているため、これ以上の説明を省略する。記憶部３２に記憶された断層画像には、原子核乾板ＮＰを識別する識別情報が対応付けられており、第１抽出部５０は、抽出した飛跡Ｔ群に、その飛跡Ｔが透過した原子核乾板ＮＰを識別する識別情報を対応付ける。
【００４４】
第１抽出部５０により抽出された飛跡Ｔは、３次元ベクトルで表される。具体的には、飛跡Ｔは、例えば、始点と終点それぞれのＸＹ座標、方位角、及び天頂角で表される。ここでいう方位角とは、ＸＹ平面上での特定の方位を起点とした角度を意味する。例えば、北の方向を０度とした場合、南の方向は１８０度となる。また、ここでいう天頂角とは、地面に垂直な空の方向から地面を見たときの角度を意味する。例えば、地面に垂直な空の方向を０度とした場合、地面に平行な方向は９０度となる。なお、飛跡Ｔは、始点及び終点それぞれのＸＹＺ座標で表されてもよい。
【００４５】
本実施形態では、天頂角が０度以上４５度未満で、かつ方位角が０度以上３６０度未満の飛跡Ｔを取り扱う。天頂角が４５度以上の飛跡Ｔを取り扱わないのは、天頂角が４５度以上の飛跡Ｔの数が、天頂角が４５度未満の飛跡Ｔの数に比べて、無視してもよい程度に少ないためである。
【００４６】
照合処理部５２は、Ｚ方向に重ねられた２つの原子核乾板ＮＰそれぞれを透過したミュー粒子の飛跡Ｔのうちの一致する飛跡Ｔを探索する照合処理を行う。「一致する飛跡Ｔ」とは、後述する飛跡一致条件を満たす飛跡Ｔの組を意味する。照合処理部５２は、Ｘ方向と、Ｙ方向と、Ｚ方向とに沿って一定の範囲内の異なる移動量各々で２つの原子核乾板ＮＰの相対位置を移動させ、かつＸ方向とＹ方向とＺ方向とをそれぞれ軸として一定の範囲内の異なる角度で２つの原子核乾板ＮＰの相対的な角度をずらしながら、上記照合処理を行う。
【００４７】
以下、照合処理部５２による照合処理について詳細に説明する。また、以下では、説明の便宜上、Ｚ方向に重ねられた２つの原子核乾板ＮＰのうち、上側の原子核乾板ＮＰを「乾板Ａ」といい、下側の原子核乾板ＮＰを「乾板Ｂ」という。ここでいう上側とは、ミュー粒子の入射側を意味する。また、以下では、乾板Ａを透過する飛跡Ｔを「飛跡ＴＡ」といい、乾板Ｂを透過する飛跡Ｔを「飛跡ＴＢ」という。また、以下では、乾板Ａを基準とした乾板Ｂの相対位置と相対的な角度とを、Δｘ、Δｙ、及びΔｚと、Δθｘ、Δθｙ、及びΔθｚとで表す。すなわち、Δｘは、乾板Ａに対する乾板ＢのＸ方向の距離のずれ量を表し、Δｙは、乾板Ａに対する乾板ＢのＹ方向の距離のずれ量を表し、Δｚは、乾板Ａに対する乾板ＢのＺ方向の距離のずれ量を表す。また、Δθｘは、乾板Ａに対する乾板ＢのＸ軸を回転軸とした角度のずれ量を表し、Δθｙは、乾板Ａに対する乾板ＢのＹ軸を回転軸とした角度のずれ量を表し、Δθｚは、乾板Ａに対する乾板ＢのＺ軸を回転軸とした角度のずれ量を表す。
【００４８】
照合処理部５２は、Δｘ、Δｙ、Δｚ、Δθｘ、Δθｙ、及びΔθｚを一定の範囲内で、一定の刻み幅で異ならせながら、上記照合処理を行う。この照合処理において、照合処理部５２は、乾板Ａ及び乾板Ｂそれぞれを透過する飛跡Ｔのうち、一致する飛跡Ｔである条件として予め定められた条件（以下、「飛跡一致条件」という）を満たす飛跡Ｔの組を一致する飛跡Ｔとして探索する。
【００４９】
飛跡一致条件としては、例えば、飛跡ＴＡと飛跡ＴＢとがマージンを加味した状態で同一直線上に存在すると見なすことができる条件が挙げられる。具体的には、例えば、飛跡ＴＡと飛跡ＴＢとの天頂角の差が５度未満で、方位角の差が１０度未満で、かつ飛跡ＴＡ及び飛跡ＴＢを理想的な直線上に配置した場合の理想的な直線からのずれ量が２０μｍ未満との条件が挙げられる。なお、ここでいう理想的な直線としては、例えば、飛跡ＴＡの終点と飛跡ＴＢの始点とを結んだ直線が挙げられる。
【００５０】
また、照合処理部５２は、上記照合処理おけるΔｘ、Δｙ、及びΔｚを異ならせる範囲を、−１ｃｍ以上１ｃｍ以下の範囲とし、異ならせる際の刻み幅を１０μｍとする。また、照合処理部５２は、Δθｘ、Δθｙ、及びΔθｚを異ならせる範囲を、−１度以上１度以下の範囲とし、異ならせる際の刻み幅を０．０１度とする。上記のΔｘ、Δｙ、Δｚ、Δθｘ、Δθｙ、及びΔθｚを異ならせる範囲は、例えば、想定される設置時の乾板Ａと乾板Ｂとの最大ずれ量に応じて定めることができる。また、上記の刻み幅は、例えば、飛跡Ｔの本数、ＣＰＵ３０の演算性能、要求される照合処理の精度、及び許容される照合処理にかかる時間の最大値等に応じて定めることができる。
【００５１】
照合処理部５２による照合処理によって探索された一致する飛跡Ｔの数が最大となったときのΔｘ、Δｙ、Δｚ、Δθｘ、Δθｙ、及びΔθｚが、乾板Ａと乾板Ｂとの設置時のずれ量であると考えられる。そこで、第２抽出部５４は、照合処理部５２による照合処理の結果、一致した飛跡Ｔの数が最大となった場合の一致した飛跡Ｔ群を、Ｚ方向に重ねられた２つの原子核乾板ＮＰを貫通する飛跡Ｔとして抽出する。このように抽出された飛跡Ｔを用いた解析処理によって検査対象物の密度分布等が得られる。
【００５２】
次に、図９を参照して、本実施形態に係る情報処理装置１２の作用を説明する。ＣＰＵ３０が情報処理プログラム４０を実行することによって、図９に示す飛跡抽出処理が実行される。例えば、ユーザによって入力部３４を介して実行開始の指示が入力されると、図９に示す飛跡抽出処理が実行される。
【００５３】
図９のステップＳ１０で、第１抽出部５０は、前述したように、各原子核乾板ＮＰについて撮影された断層画像を用いて、シフト法によって２つの原子核乾板ＮＰそれぞれを透過する飛跡Ｔを抽出する。ステップＳ１２で、照合処理部５２は、前述したように、Ｚ方向に重ねられた２つの原子核乾板ＮＰそれぞれについてステップＳ１０で抽出されたミュー粒子の飛跡Ｔのうちの一致する飛跡Ｔを探索する照合処理を行う。
【００５４】
ステップＳ１４で、第２抽出部５４は、ステップＳ１２での照合処理の結果、一致した飛跡Ｔの数が最大となった場合の一致した飛跡Ｔ群を、Ｚ方向に重ねられた２つの原子核乾板ＮＰを貫通する飛跡Ｔとして抽出する。ステップＳ１４の処理が終了すると、本飛跡抽出処理が終了する。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態によれば、厚み方向に重ねられた複数の原子核乾板を貫通する荷電粒子の飛跡を精度良く抽出することができる。
【００５６】
［第２実施形態］
開示の技術の第２実施形態を説明する。なお、本実施形態に係る情報処理システム１０の構成（図１参照）及び情報処理装置１２のハードウェア構成（図７参照）は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００５７】
第１実施形態に係る照合処理部５２による照合処理は、計算量が比較的多くなってしまう場合がある。そこで、本実施形態に係る情報処理装置１２は、飛跡Ｔを天頂角及び方位角の組み合わせ毎のグループに分類したうえで、乾板Ａと乾板Ｂとの大まかなずれ量を導出する。
【００５８】
次に、図１０を参照して、本実施形態に係る情報処理装置１２の機能的な構成について説明する。図１０における図８と同一の機能を有する機能部については、同一の符号を付して説明を省略する。図１０に示すように、情報処理装置１２は、第１抽出部５０、照合処理部５２Ａ、第２抽出部５４、分類部５６、判定部５７、及び導出部５８を含む。ＣＰＵ３０が情報処理プログラム４０を実行することで、第１抽出部５０、照合処理部５２Ａ、第２抽出部５４、分類部５６、判定部５７、及び導出部５８として機能する。
【００５９】
分類部５６は、第１抽出部５０により抽出された２つの原子核乾板ＮＰそれぞれを透過する飛跡Ｔを天頂角及び方位角の組み合わせ毎のグループに分類する。本実施形態では、分類部５６は、天頂角については０度以上５度未満、５度以上１０度未満、・・・、４０度以上４５度未満の５度刻みの９段階に区分けする。また、分類部５６は、方位角については０度以上１０度未満、１０度以上２０度未満、・・・、３５０度以上３６０度未満の１０度刻みの３６段階に区分けする。従って、分類部５６は、飛跡Ｔを、飛跡Ｔの天頂角及び方位角に従って、３２４（＝９×３６）個のグループに分類する。
【００６０】
判定部５７は、全てのグループそれぞれについて、Ｘ方向とＹ方向とに沿って一定の範囲内の異なる移動量各々で２つの原子核乾板ＮＰの相対位置を移動させながら、以下の判定処理を行う。すなわち、この場合、判定部５７は、上記相対位置を移動させながら、２つの原子核乾板ＮＰの一方を透過する飛跡Ｔと、他方を透過する飛跡ＴとのＸＹ平面上の距離が予め定められた閾値ＴＨ以下の場合に、２つの飛跡Ｔが一致すると判定する処理を行う。以下、この判定部５７による判定処理について詳細に説明する。
【００６１】
判定部５７は、上記のようにグループ化された飛跡Ｔについて判定を行うため、天頂角の差が５度以内であり、かつ方位角の差が１０度以内の飛跡ＴＡと飛跡ＴＢとについて、一致するか否かの判定を行うこととなる。また、判定部５７による判定処理は乾板Ａと乾板Ｂとの大まかなずれ量を導出するための処理であるので、飛跡ＴＡと飛跡ＴＢとが一致するか否かの判定に用いられる条件も照合処理部５２による照合処理で用いられる条件よりも緩い条件としてもよい。
【００６２】
具体的には、判定部５７は、Δｘ及びΔｙを一定の範囲内で、一定の刻み幅で異ならせながら、飛跡ＴＡと飛跡ＴＢとのＸＹ平面上の距離が閾値ＴＨ以下の場合に、２つの飛跡ＴＡと飛跡ＴＢとが一致すると判定する。また、判定部５７は、飛跡ＴＡと飛跡ＴＢとのＸＹ平面上の距離が閾値ＴＨを超える場合は、２つの飛跡ＴＡと飛跡ＴＢとが一致しないと判定する。この場合の閾値ＴＨとしては、例えば、２０００μｍを適用することができる。また、ここでいう飛跡ＴＡと飛跡ＴＢとのＸＹ平面上の距離とは、例えば、飛跡ＴＡの始点と飛跡ＴＢの始点とのＸＹ平面上の距離を意味する。
【００６３】
また、判定部５７は、上記の判定処理におけるΔｘ及びΔｙを異ならせる範囲を、−１ｃｍ以上１ｃｍ以下の範囲とし、異ならせる際の刻み幅を照合処理部５２による照合処理における異ならせる際の刻み幅（例えば、１０μｍ）よりも大きい値（例えば、１ｍｍ）とする。このように判定部５７による判定処理における刻み幅を照合処理部５２による照合処理における刻み幅より大きい値とするのは、前述したように、判定部５７による判定処理は乾板Ａと乾板Ｂとの大まかなずれ量を導出するための処理であるからである。これにより、計算量を低減することができる。
【００６４】
導出部５８は、全てのグループそれぞれについて、一致すると判定された飛跡Ｔの数が最大となった際のΔｘ及びΔｙを、２つの原子核乾板ＮＰのＸ方向とＹ方向とのそれぞれに沿ったずれ量の候補値として導出する。導出部５８により導出されたずれ量の候補値の一例を図１１に示す。図１１には、Δｘをｘ軸とし、Δｙをｙ軸としたｘｙ平面上にずれ量の候補値をプロットしたグラフが示されている。図１１では、全てのグループではなく、天頂角が１０度以上１５度未満のグループ群のうち、方位角が０度以上１０度未満、・・・、３３０度以上３４０度未満と３０度刻みの１２グループについて導出されたずれ量の候補値が示されている。
【００６５】
図１１に示すように、天頂角が同じ範囲のグループについて、一致すると判定された飛跡Ｔの数が最大となるΔｘ及びΔｙの各点を結んで形成される形状は、方位角の違いに応じて円形状になる場合が多い。円形状になる理由は、前述のように、判定部５７による判定処理が、天頂角及び方位角の差異によらず、飛跡ＴＡ及び飛跡ＴＢ間の距離と閾値ＴＨとの比較によって行われるためである。そして、この場合、乾板Ａと乾板ＢとのＸ方向とＹ方向とのそれぞれに沿ったずれ量を中心として、方位角の違いに応じて円形状になる。また、図１１の例では、１つの範囲の天頂角のグループについてのずれ量の候補値を示しているが、他の天頂角のグループのずれ量の候補値についても、天頂角が大きいほど半径が長い円形状になる。
【００６６】
そこで、導出部５８は、各グループについて導出したずれ量の候補値の範囲内の値を、２つの原子核乾板ＮＰのＸ方向とＹ方向とのそれぞれに沿ったずれ量として導出する。すなわち、導出部５８は、図１１に示した各点を結んで形成される円形の内側の領域の値を、２つの原子核乾板ＮＰのＸ方向とＹ方向とのそれぞれに沿ったずれ量として導出する。具体的には、導出部５８は、各グループについて導出したずれ量の候補値の平均値を、２つの原子核乾板ＮＰのＸ方向とＹ方向とのそれぞれに沿ったずれ量として導出する。この平均値は、図１１に示した円形の中心に相当する。
【００６７】
照合処理部５２Ａは、第１実施形態に係る照合処理部５２と同様の照合処理を行う。ただし、照合処理部５２Ａは、上記照合処理おけるΔｘ及びΔｙを異ならせる範囲を、導出部５８により導出されたＸ方向とＹ方向とのそれぞれに沿ったずれ量を中心とした一定の範囲とし、異ならせる際の刻み幅を１０μｍとする。照合処理部５２Ａは、この一定の範囲として、第１実施形態に係る照合処理部５２による照合処理よりも狭い範囲である−１ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲を用いる。このように本実施形態に係る照合処理におけるΔｘ及びΔｙを異ならせる範囲を第１実施形態より狭くできるのは、大まかなずれ量を導出部５８が導出し、導出したずれ量を中心としてΔｘ及びΔｙを異ならせる範囲を定めているためである。
【００６８】
次に、図１２を参照して、本実施形態に係る情報処理装置１２の作用を説明する。ＣＰＵ３０が情報処理プログラム４０を実行することによって、図１２に示す飛跡抽出処理が実行される。例えば、ユーザによって入力部３４を介して実行開始の指示が入力されると、図１２に示す飛跡抽出処理が実行される。なお、図１２における図９と同一の処理を実行するステップについては、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６９】
図１２のステップＳ２０で、分類部５６は、前述したように、ステップＳ１０で抽出された２つの原子核乾板ＮＰそれぞれを透過する飛跡Ｔを天頂角及び方位角の組み合わせ毎のグループに分類する。以下のステップＳ２２、Ｓ２４の処理は、ステップＳ２０で分類された各グループを処理対象として繰り返し実行される。ステップＳ２２、Ｓ２４の処理が繰り返し実行される際には、それまで処理対象とされていないグループが処理対象とされる。
【００７０】
ステップＳ２２で、判定部５７は、前述したように、処理対象のグループについて、Ｘ方向とＹ方向とに沿って一定の範囲内の異なる移動量各々で２つの原子核乾板ＮＰの相対位置を移動させながら、以下の判定処理を行う。すなわち、この場合、判定部５７は、上記相対位置を移動させながら、２つの原子核乾板ＮＰの一方を透過する飛跡Ｔと、他方を透過する飛跡ＴとのＸＹ平面上の距離が予め定められた閾値ＴＨ以下の場合に、２つの飛跡Ｔが一致すると判定する処理を行う。
【００７１】
ステップＳ２４で、導出部５８は、処理対象のグループについて、ステップＳ２２で一致すると判定された飛跡Ｔの数が最大となった際のΔｘ及びΔｙを、２つの原子核乾板ＮＰのＸ方向とＹ方向とのそれぞれに沿ったずれ量の候補値として導出する。ステップＳ２６で、判定部５７は、ステップＳ２０で分類された全てのグループについて、ステップＳ２２、Ｓ２４の処理が完了したか否かを判定する。この判定が否定判定となった場合は、処理はステップＳ２２に戻り、肯定判定となった場合は、処理はステップＳ２８に移行する。
【００７２】
ステップＳ２８で、導出部５８は、前述したように、各グループについてステップＳ２４で導出したずれ量の候補値の範囲内の値を、２つの原子核乾板ＮＰのＸ方向とＹ方向とのそれぞれに沿ったずれ量として導出する。
【００７３】
ステップＳ１２Ａで、照合処理部５２Ａは、第１実施形態に係る飛跡抽出処理のステップＳ１２と同様の照合処理を行う。ただし、照合処理部５２Ａは、上記照合処理おけるΔｘ及びΔｙを異ならせる範囲を、ステップＳ２８で導出されたＸ方向とＹ方向とのそれぞれに沿ったずれ量を中心とした一定の範囲とし、異ならせる際の刻み幅を１０μｍとする。照合処理部５２Ａは、この一定の範囲として、第１実施形態に係る飛跡抽出処理のステップＳ１２の照合処理よりも狭い範囲である−１ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲を用いる。
【００７４】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１実施形態よりも少ない計算量で、厚み方向に重ねられた複数の原子核乾板を貫通する荷電粒子の飛跡を精度良く抽出することができる。
【００７５】
なお、上記各実施形態では、２つの原子核乾板ＮＰをＺ方向に重ねる場合について説明したが、これに限定されない。Ｚ方向に重ねられる原子核乾板ＮＰの数は、２つではなく、３つ以上でもよい。この場合、隣接する２つの原子核乾板ＮＰの組み合わせのそれぞれについて上記各実施形態と同様のことを行うことによって、Ｚ方向に重ねられた３つ以上の原子核乾板ＮＰを貫通する飛跡Ｔを抽出することができる。
【００７６】
また、上記第２実施形態では、分類部５６により分類された全てのグループについて判定部５７による判定処理及び導出部５８によるずれ量の候補値の導出処理を実行する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、分類部５６により分類された全てのグループのうち、飛跡Ｔの数が閾値以上の２つ以上のグループについて判定部５７による判定処理及び導出部５８によるずれ量の候補値の導出処理を実行する形態としてもよい。この場合の閾値としては、ずれ量の候補値が要求される精度で求めることが可能な飛跡Ｔの数を実験的に定めておく形態が例示される。
【００７７】
また、例えば、分類部５６により分類された２つ以上のグループに対して、判定部５７による判定処理及び導出部５８によるずれ量の候補値の導出処理を予め定められた順番に実行してもよい。この場合、導出部５８は、導出したずれ量の候補値をｘ軸及びｙ軸で形成される平面上にプロットした場合におけるプロットした点を結んで形成される図形の円形度が閾値（例えば、８０％）以上となったタイミングで、ずれ量の候補値の範囲内の値をずれ量として導出する形態が例示される。また、この形態例における上記予め定められた順番としては、例えば、飛跡Ｔの数が多い順が挙げられる。
【００７８】
また、上記各実施形態において、例えば、第１抽出部５０、照合処理部５２、５２Ａ、第２抽出部５４、分類部５６、判定部５７、及び導出部５８といった各種の処理を実行する処理部（processing unit）のハードウェア的な構造としては、次に示す各種のプロセッサ（processor）を用いることができる。上記各種のプロセッサには、前述したように、ソフトウェア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵに加えて、ＦＰＧＡ等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device：PLD）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。
【００７９】
１つの処理部は、これらの各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせや、ＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。
複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアント及びサーバ等のコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウェアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（System On Chip：SoC）等に代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサの１つ以上を用いて構成される。
【００８０】
更に、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造としては、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路（circuitry）を用いることができる。
【００８１】
また、上記各実施形態では、情報処理プログラム４０が記憶部３２に予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、これに限定されない。情報処理プログラム４０は、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、及びＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。また、情報処理プログラム４０は、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１０  情報処理システム
１２  情報処理装置
１４  撮影装置
１６  カメラ本体
１８  ピエゾステージ
２０  対物レンズ
２２  ＸＹステージ
２４  光源
２６  視野
３０  ＣＰＵ
３１  メモリ
３２  記憶部
３３  表示部
３４  入力部
３５  ネットワークＩ／Ｆ
３６  外部Ｉ／Ｆ
３７  バス
４０  情報処理プログラム
５０  第１抽出部
５２、５２Ａ  照合処理部
５４  第２抽出部
５６  分類部
５７  判定部
５８  導出部
ＥＬ  乳剤層
ＦＢ  フィルムベース
ＮＰ  原子核乾板
Ｔ  飛跡
【図１】
2020176955.tif 000003
【図２】
2020176955.tif 000004
【図３】
2020176955.tif 000005
【図４】
2020176955.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2020176955.tif 000010
【図９】
2020176955.tif 000011
【図１０】
2020176955.tif 000012
【図１１】
2020176955.tif 000013
【図１２】
2020176955.tif 000014