(57)【要約】【課題】輝尽性蛍光体を保持したプレートを用いて取得される画像から検出対象物体の厚さを容易且つ迅速に検出できる。【解決手段】配管の像が記録されたＩＰ２にレーザー光照射器１１からレーザー光を照射して発生させた輝尽発光を受光部１１２及び光電変換部１１３で読み取り、その読み取り結果に基づいて画像生成部１１４が配管を示すＸ線透過画像を生成する。ＰＣ１２０は、画像生成部１１４が生成したＸ線透過画像に基づいて配管の減肉部の厚さを導出する。厚さの導出にはｌｏｇＹ＝Ｐ＊ｌｏｇＸ＋Ｑとの数式が用いられる。Ｘは減肉部の厚さであり、ＹはＸ線透過画像の画素が有する画素値である。【選択図】図３
2020118552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレートに保持された輝尽性蛍光体に検出対象物体を透過したＸ線を照射する照射工程と、
前記照射工程において前記プレートの輝尽性蛍光体に記録された前記検出対象物体の像を読み取ると共に、前記検出対象物体を示すＸ線透過画像を生成する画像生成工程と、
前記検出対象物体の厚さをＸとし、前記画像生成工程において生成された前記Ｘ線透過画像の画素が有する画素値をＹとしたときに、Ｘ及びＹが満たす所定の関係に基づいて前記検出対象物体の厚さを導出する厚さ導出工程と、を備えており、
前記所定の関係が、Ｐ及びＱをそれぞれ既知の定数としたときに、
ｌｏｇＹ＝Ｐ＊ｌｏｇＸ＋Ｑ
又は、これと同等な数式で表されることを特徴とする厚さ検出方法。
【請求項２】
前記検出対象物体に代えて、Ｙ１〜Ｙｎ（ｎ：２以上の整数）の厚さをそれぞれ有する第１〜第ｎの基準物体に関して、前記照射工程及び前記画像生成工程の２つの工程を実行すると共に、Ｘｉ（ｉ：１以上ｎ以下の整数）を前記第ｉの基準物体に関する前記画素値としたときに、（Ｘ，Ｙ）＝（Ｘｉ，Ｙｉ）がｉ＝１，２，…ｎについて前記所定の関係を満たす又は近似的に満たすようなＰ及びＱを導出する基準導出工程と、
前記検出対象物体について前記２つの工程を実行すると共に、前記基準導出工程において導出されたＰ及びＱを用いて、前記所定の関係に基づいて前記検出対象物体の厚さを検出する本検出工程とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の厚さ検出方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の厚さ検出方法を用いて、前記検出対象物体として配管の厚さを検出することを特徴とする配管検査方法。
【請求項４】
前記Ｘ線透過画像に沿って前記配管の減肉部又はその近傍を通る仮想線上の前記画素値の分布を示すグラフを出力手段に出力させるグラフ出力工程と、
前記出力手段が出力したグラフに基づいて、減肉が生じていなかったと仮定した場合の前記減肉部の推定厚さを導出する健全厚さ推定工程と、を備えており、
前記本検出工程において前記減肉部の厚さを前記推定厚さに対して評価することを特徴とする請求項３に記載の配管検査方法。
【請求項５】
減肉が生じていなかったと仮定した場合の前記減肉部に対応する位置における前記グラフの形状を示す補間曲線上の一点に関する画素値及び前記所定の関係に基づいて前記推定厚さを導出することを特徴とする請求項４に記載の配管検査方法。
【請求項６】
前記グラフ出力工程において、互いに異なる２つの前記仮想線のそれぞれについて前記グラフを前記出力手段に出力させ、
前記健全部推定工程において、前記２つの仮想線に関する２つの前記グラフに基づいて前記健全部の厚さを推定することを特徴とする請求項４又は５に記載の配管検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厚さ検出方法及びこれを応用した配管検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１のように、Ｘ線を配管等の検出対象物体に照射し、検出対象物体を透過したＸ線（以下、透過Ｘ線とする。）でＸ線フィルムを感光させ、Ｘ線フィルム上に形成された画像に含まれる画素の濃度から、検出対象物体の厚さを計測する技術が存在する。一方、透過Ｘ線によって検出対象物体の像を得る技術として、特許文献２のように、輝尽性蛍光体を保持したプレート（イメージングプレート）を用いる方法も存在する。特許文献２によると、透過Ｘ線をイメージングプレートに照射した後、イメージングプレートに励起光を照射して輝尽性蛍光体を輝尽発光させ、その発光を検出することにより、イメージングプレートに記録された検出対象物体の像を読み取る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２６７４３３号公報
【特許文献２】国際公開第２０１６／１３６２９６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｘ線フィルムを用いる場合には、特許文献１のように、検出対象物体の厚さと画素の濃度との既知の関係を用いることにより、Ｘ線フィルム上の画像から検出対象物体の厚さを容易且つ迅速に検出する試みがなされている。同様に、イメージングプレートを用いて取得される画像から検出対象物体の厚さを容易且つ迅速に検出する方法が求められている。
【０００５】
本発明の目的は、輝尽性蛍光体を保持したプレートを用いて取得される画像から検出対象物体の厚さを容易且つ迅速に検出できる厚さ検出方法及びこれを応用した配管検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の厚さ検出方法は、プレートに保持された輝尽性蛍光体に検出対象物体を透過したＸ線を照射する照射工程と、前記照射工程において前記プレートの輝尽性蛍光体に記録された前記検出対象物体の像を読み取ると共に、前記検出対象物体を示すＸ線透過画像を生成する画像生成工程と、前記検出対象物体の厚さをＸとし、前記画像生成工程において生成された前記Ｘ線透過画像の画素が有する画素値をＹとしたときに、Ｘ及びＹが満たす所定の関係に基づいて前記検出対象物体の厚さを導出する厚さ導出工程と、を備えており、前記所定の関係が、Ｐ及びＱをそれぞれ既知の定数としたときに、ｌｏｇＹ＝Ｐ＊ｌｏｇＸ＋Ｑ又は、これと同等な数式で表される。
【０００７】
本発明の厚さ検出方法によると、ｌｏｇＹ＝Ｐ＊ｌｏｇＸ＋Ｑ又は、これと同等な数式で表される所定の関係に基づくことで、プレートによって取得された画像から検出対象物体の厚さを容易且つ迅速に検出することができる。なお、「ｌｏｇＹ＝Ｐ＊ｌｏｇＸ＋Ｑと同等な数式」とは、例えば、Ｙ＝Ｑ’＊（Ｘ＾Ｐ’）など、上記数式の変形によって導出される数式を含む。なお、“＾”はべき乗を示す。また、上記数式は、検出対象物体の厚さＹが小さいほど画素値Ｘが大きくなるように画像を形成する場合が想定されている。しかし、例えば、厚さＹが小さいほど画素値Ｘ’も小さくなるような画像形成方法に対して本発明が適用されてもよい。例えば、Ｘとの間にＸ’＝Ａ−Ｂ＊Ｘのような関係にある画像形成方法に本発明を適用する場合、上記数式をＸ’で変換したｌｏｇＹ＝Ｐ＊ｌｏｇ［（Ａ−Ｘ’）／Ｂ］＋Ｑが、上記数式と同等な数式として用いられる。
【０００８】
本発明の厚さ検出方法においては、前記検出対象物体に代えて、Ｙ１〜Ｙｎ（ｎ：２以上の整数）の厚さをそれぞれ有する第１〜第ｎの基準物体に関して、前記照射工程及び前記画像生成工程の２つの工程を実行すると共に、Ｘｉ（ｉ：１以上ｎ以下の整数）を前記第ｉの基準物体に関する前記画素値としたときに、（Ｘ，Ｙ）＝（Ｘｉ，Ｙｉ）がｉ＝１，２，…ｎについて前記所定の関係を満たす又は近似的に満たすようなＰ及びＱを導出する基準導出工程と、前記検出対象物体について前記２つの工程を実行すると共に、前記基準導出工程において導出されたＰ及びＱを用いて、前記所定の関係に基づいて前記検出対象物体の厚さを検出する本検出工程とを備えていることが好ましい。これによると、ｎ個の基準物体に関して得られた画素値に基づいてＰ及びＱを導出する。そして、導出したＰ及びＱを用いた数式ｌｏｇＹ＝Ｐ＊ｌｏｇＸ＋Ｑに基づくことで、検出対象物体の厚さを容易且つ迅速に検出することができる。
【０００９】
なお、第１〜第ｎの基準物体は、互いに分離した物体であってもよいし、少なくともいずれか２つが一体の物体であってもよい。「（Ｘ，Ｙ）＝（Ｘｉ，Ｙｉ）がｉ＝１，２，…ｎについて前記所定の関係を近似的に満たすようなＰ及びＱ」とは、例えば、関数ｌｏｇＹ＝Ｐ＊ｌｏｇＸ＋Ｑに対して（Ｘ，Ｙ）＝（Ｘ１，Ｙ１），…（Ｘｎ，Ｙｎ）の曲線あてはめ（フィッティング）を行うことにより得られるＰ及びＱをいう。
【００１０】
また、本発明に係る配管検査方法においては、上記厚さ検出方法を用いて、前記検出対象物体として配管の厚さを検出してもよい。これによると、配管の厚さを容易且つ迅速に検出することができる。
【００１１】
また、本発明においては、前記Ｘ線透過画像に沿って前記配管の減肉部又はその近傍を通る仮想線上の前記画素値の分布を示すグラフを出力手段に出力させるグラフ出力工程と、前記出力手段が出力したグラフに基づいて、減肉が生じていなかったと仮定した場合の前記減肉部の推定厚さを導出する健全厚さ推定工程と、を備えており、前記本検出工程において前記減肉部の厚さを前記推定厚さに対して評価することが好ましい。これによると、減肉が生じていなかったと仮定した場合（つまり、健全部であったと仮定した場合）の減肉部の厚さを推定できる。したがって、減肉がなかったときの推定厚さに基づいて減肉部の厚さを適切に評価できる。
【００１２】
また、本発明においては、減肉が生じていなかったと仮定した場合の前記減肉部に対応する位置における前記グラフの形状を示す補間曲線上の一点に関する画素値及び前記所定の関係に基づいて前記推定厚さを導出することが好ましい。これによると、減肉がなかったと仮定した場合の補間曲線に基づいて推定厚さを適切に導出できる。
【００１３】
また、本発明においては、前記グラフ出力工程において、互いに異なる２つの前記仮想線のそれぞれについて前記グラフを前記出力手段に出力させ、前記健全部推定工程において、前記２つの仮想線に関する２つの前記グラフに基づいて前記健全部の厚さを推定することが好ましい。これによると、２つのグラフに基づいて健全部の厚さを推定するので、健全部の厚さをより正確に推定しやすい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る配管検査方法において配管及び基準片のＸ線透過画像をＩＰ上に記録する工程の概要図である。
【図２】図１の工程において用いられる基準片の底面図（図２（ａ））及び正面図（図２（ｂ））である。
【図３】図１の工程においてＸ線透過画像が記録されたＩＰに基づいて画像の分析を実施する画像分析システムの構成を示す機能ブロック図である。
【図４】Ｘ線透過画像の記録から配管の減肉率を導出するまでの一連の流れを示すフロー図である。
【図５】Ｘ線透過画像の一例である。
【図６】図５のＸ線透過画像上の２点を両端とする仮想線上の画素値の分布を示すグラフである。
【図７】図５のＸ線透過画像上の別の２点を両端とする仮想線上の画素値の分布を示すグラフである。
【図８】Ｘ線の透過方向と配管の径方向との関係とを示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜実施形態＞
本発明の一実施形態に係る配管検査方法について、図１〜図８を参照しつつ説明する。なお、本配管検査方法は、本発明における厚さ検出方法及び配管検査方法の両方に対応する。
【００１６】
本実施形態に係る配管検査方法は、事務所ビル、庁舎等の公共施設、学校、病院、ホテル、共同住宅、一般住宅、プール等に構築された配管設備に含まれる各配管の腐食状況を検査する方法に関する。検査対象となる配管（以下、対象配管３という。）は、配管設備の各所に設置されている。対象配管３は、円筒形の本体部分を有する衛生配管（給水管、給湯管、雑排水管、汚水管、雨水管、消火管、スプリンクラー管等）、空調配管（冷水管、温水管、冷却水管、冷媒管、ドレン管等）及び上下水道配管等のいずれかである。また、対象配管３は、鋼管（炭素鋼鋼管等）、鋳鉄管、ライニング鋼管、銅管、ステンレス鋼鋼管等のいずれかからなる。本配管検査方法には図１に示すＸ線発生装置１、イメージングプレート（以下、ＩＰという。）２及び基準片４が用いられる。Ｘ線発生装置１は、対象配管３や基準片４等の物体に対してＸ線を照射する装置である。対象配管３における腐食は、壁部の厚さが減った部分である減肉部となって表れる。このため、腐食が表れていない健全部と比較してどの程度厚さが減ったかを評価することにより、対象配管３の腐食の度合いを評価できる。基準片４は、対象配管３の厚さを導出するための基準となる物体である。基準片４は、図２に示すように、厚さが互いに異なる平板部４Ａ〜４Ｅ（本発明における第１〜第５の基準物体）から構成された金属製の部材である。基準片４は、対象配管３の材料に応じた材料のものが用意される。例えば、鉄鋼製、ステンレス製及び銅製の基準片４がそれぞれ用いられる。平板部４Ａ〜４Ｅの厚さはあらかじめ測定済みである。
【００１７】
イメージングプレート２は、遮光性を有する合成樹脂製のプレートと、当該プレートの一表面全体に形成された輝尽性蛍光体層とを有している。輝尽性蛍光体層は、輝尽性蛍光体を含んだ層である。対象配管３又は基準片４を透過したＸ線発生装置１からのＸ線（以下、透過Ｘ線という。）及びＸ線発生装置１から物体を透過せずに伝搬してきたＸ線（以下、不透過Ｘ線という。）は、ＩＰ２の輝尽性蛍光体層側の表面（以下、照射面という。）に照射される。Ｘ線の照射時間は、検出対象となる物体の背面（Ｘ線発生装置１とは反対側の面）の線量が所定の大きさ（例えば、１０００μＳｖ）となるように調整される。ＩＰ２に照射される透過Ｘ線は、対象配管３及び基準片４における吸収・反射等により、対象配管３及び基準片４の厚さが大きいほど強度が小さくなる。一方、不透過Ｘ線は、物体によって吸収等されることなくＩＰ２に照射される。これにより、ＩＰ２の輝尽性蛍光体層には、対象配管３及び基準片４の像（以下、Ｘ線透過画像という。）が潜像として記録される。なお、本実施形態においては、特に断りのない限り、対象配管３においてＸ線発生装置１のほぼ正面に当たる部分、つまり、Ｘ線発生装置１からの透過Ｘ線がイメージングプレート２に対してほぼ直交する方向に沿っているとみなせる部分を検査対象とする。
【００１８】
Ｘ線透過画像が記録されたＩＰ２は、図３に示す画像分析システム１００を用いて分析される。画像分析システム１００は、ＩＰ読取装置１１０、コンピュータ（以下、ＰＣという。）１２０並びにディスプレイ１３１及び入力デバイス１３２を備えている。ＩＰ読取装置１１０は、レーザー光照射器１１１、受光部１１２、光電変換部１１３及び画像生成部１１４を有している。レーザー光照射器１１１は、ＩＰ２の照射面にレーザー光を照射することで輝尽性蛍光体層中の輝尽性蛍光体を励起させ、もって、輝尽性蛍光体層において輝尽発光を発生させる。受光部１１２は、輝尽発光を受け取る、レンズ等からなる光学系を有している。光電変換部１１３は、受光部１１２が受け取った輝尽発光をその強度に応じた電流に光電変換する。画像生成部１１４は、光電変換部１１３が生成した電流に基づいて、Ｘ線透過画像に対応する画像データを生成する。この画像データは、Ｘ線透過画像を構成する各画素における画素値を示すデータからなる。具体的には、画像データは、縦方向及び横方向の両方に関して配列された画素の画素値を示すデータからなる。各画素値は、ＩＰ２の照射面における各画素に対応する領域から発生する輝尽発光の強度に応じた大きさを有する。本実施形態においては、画素値が大きいほど輝尽発光の強度が大きいことを示す。輝尽発光の強度は、透過Ｘ線の照射量が大きいほど大きい。したがって、画素値が大きいほど透過Ｘ線の強度が大きい、すなわち、物体の厚さが小さいことになる。
【００１９】
ＰＣ１２０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスク等のハードウェアと、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部に記憶されたプログラムデータ等からなるソフトウェアとを備えている。これらのハードウェアとソフトウェアとが協働することにより、ＰＣ１２０における以下に説明する機能が実現されている。ＰＣ１２０はディスプレイ１３１と接続されている。ＰＣ１２０による各種の情報処理の結果はディスプレイ１３１の画面に表示される。また、ＰＣ１２０は、キーボードやポインティングデバイス等の入力デバイス１３２と接続されており、これらを使用したユーザ入力を受け付ける。
【００２０】
ＰＣ１２０には、ＩＰ読取装置１１０から、Ｘ線透過画像を示す画像データが送信される。ＰＣ１２０には画像分析アプリケーション及び厚さ導出アプリケーションがインストールされている。画像分析アプリケーションは、画像データに基づいてディスプレイ１３１にＸ線透過画像等の各種の画像を表示させたり、入力デバイス１３２を通じたユーザ入力に基づいて指定されたＸ線透過画像における特定の範囲に係る特性値をディスプレイ１３１に表示させたりする。また、厚さ導出アプリケーションは、画像分析の結果として取得された分析値のユーザ入力に基づいて、対象配管３の減肉部の厚さ及び後述の推定健全厚さを導出するようにＰＣ１２０を機能させる。
【００２１】
以下、ＩＰ２へのＸ線透過画像の記録から対象配管３の減肉率の導出までの一連の流れについて、図４を参照しつつ説明する。まず、図１に示すように、Ｘ線発生装置１からのＸ線を、対象配管３及び基準片４を透過させつつＩＰ２に照射する（図４のステップＳ１；本発明における照射工程）。これによって、対象配管３及び基準片４のＸ線透過画像がＩＰ２に記録される。次に、ＩＰ読取装置１１０において、レーザー光の照射による輝尽発光を光電変換することにより、ＩＰ２の記録画像が読み取られる（ステップＳ２）。そして、ＩＰ読取装置１１０は、光電変換により生じた、輝尽発光の強度に応じた電流に基づき、Ｘ線透過画像に対応する画像データを生成する（ステップＳ３）。なお、ステップＳ２及びＳ３は、本発明における画像生成工程に対応する。
【００２２】
次に、画像分析アプリケーション及び厚さ導出アプリケーションによるＰＣ１２０の機能を用いて、ＩＰ読取装置１１０が生成した画像データに基づく画像分析並びに減肉部及び健全部の厚さの導出が、以下のように実行される（ステップＳ４〜Ｓ１２）。まず、ＰＣ１２０は、ディスプレイ１３１の画面上にＸ線透過画像を表示させる（ステップＳ４）。図５に一例を示すＸ線透過画像には、対象配管３及び基準片４の像が含まれている。対象配管３の像には、比較的白く表れた健全部と、周囲に比べて黒く表れた複数の減肉部３ｘとが含まれている。なお、図５のＸ線透過画像は、一例として、腐食による実際の減肉部に見立てた複数の丸い凹部を金属加工により管壁に形成した対象配管３を用いて取得されているが、以下の説明は、腐食によって減肉部が形成された実際の配管を対象とする場合についても同様である。
【００２３】
次に、ＰＣ１２０は、Ｘ線透過画像上の対象配管３の一端及び他端間の距離を導出することにより、対象配管３の直径を導出する（ステップＳ５）。対象配管３の一端及び他端は、入力デバイス１３２によるユーザ入力に基づいて指定される。図５の十字Ｐ１及びＰ２は、このように指定された一端及び他端の位置を示すカーソル画像の一例である。次に、基準片４の平板部４Ａ〜４Ｅのそれぞれに関する代表画素値を導出する（ステップＳ６）。代表画素値の導出には、ＰＣ１２０によって実行されるＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）解析が用いられる。ＲＯＩ解析においては、入力デバイス１３２によるユーザ入力に基づいて設定されたＲＯＩ内の画素に関する特性値が導出され、ディスプレイ１３１の画面に表示される。ＲＯＩは、なるべく、基準片４の端部から離隔した位置に設定されることが好ましい。基準片４の端部では、散乱光等による影響から、透過Ｘ線の強度が厚さに応じた強度からずれやすくなるためである。図５には、一例として、平板部４Ｃ内に設定されたＲＯＩ  Ｒ１に関して特性値が表示されている。本例では、特性値は、ＲＯＩ内の最小画素値、最大画素値、平均画素値、標準偏差、最頻値の画素値及び最頻値の画素数を含んでいる。これに基づき、平板部４Ｃの代表画素値として、例えば、平均画素値である２６６７が導出される。なお、最頻値等のその他の値が代表画素値として導出されてもよい。
【００２４】
次に、ＰＣ１２０は、Ｘ線透過画像上の対象配管３の一端から減肉部３ｘまでの距離を導出する（ステップＳ７）。対象配管３の一端及び減肉部３ｘの位置は、入力デバイス１３２によるユーザ入力に基づいて指定される。図５の十字Ｐ３及びＰ４は、このように指定された一端の位置及び減肉部３ｘの位置を示すカーソル画像の一例である。次に、対象配管３の減肉部３ｘに関する代表画素値を導出する（ステップＳ８）。代表画素値の導出には、ステップＳ６と同様、ＲＯＩ解析が用いられる。減肉部３ｘを含むように設定されたＲＯＩ内の最大画素値が代表値として導出される。図５には、一例として、減肉部３ｘの１つのみを内部に含むように設定されたＲＯＩ  Ｒ２に関して特性値が表示されている。これに基づき、当該減肉部３ｘの代表画素値として、最大画素値である２７３７が導出される。
【００２５】
次に、対象配管３の減肉部３ｘにおいて減肉が生じていなかったと仮定した場合の画素値（以下、推定健全画素値という。）を推定する（ステップＳ９）。推定健全画素値は、減肉がなかった場合の減肉部３ｘの厚さ（以下、推定健全厚さという。）を導出するために取得される。推定健全画素値は、減肉部３ｘを通る仮想線上の画素値の分布を参照しつつ入力デバイス１３２を用いてなされたユーザ入力に基づいて導出される。画素値の分布は、対象配管３の長さ方向にほぼ沿った仮想線に係るものと、対象配管３の長さ方向と交差する方向（例えば、対象配管３の長さ方向と直交する方向）に沿った仮想線に係るものとの少なくとも２つが用いられることが好ましい。図５のＲＯＩ  Ｒ３及びＲ４は、かかる仮想線に対応する領域の一例である。ＲＯＩ  Ｒ３は、対象配管３の長さ方向に沿って減肉部３ｘを通る細長い矩形状に設定されている。ＲＯＩ  Ｒ４は、対象配管３の長さ方向と直交する方向に沿って減肉部３ｘを通る細長い矩形状に設定されている。ＲＯＩ  Ｒ３及びＲ４は、いずれも、ユーザ入力に基づいて設定されている。図６及び図７は、ＲＯＩ  Ｒ３及びＲ４上の画素値の分布に対応する。図６のグラフは、ユーザ入力に基づいて設定された図５のＲＯＩ  Ｒ３に関してＰＣ１２０がディスプレイ１３１の画面に表示させた画素値の分布を示す。図６のグラフの画素値の範囲は２１２１〜２６９３である。ＰＣ１２０は、ＲＯＩ  Ｒ３の長さ方向に沿って１列に並んだ所定の大きさを有する矩形領域にＲＯＩ  Ｒ３を細分化し、各矩形領域内の画素値の平均値を算出する。そして、ＰＣ１２０は、算出した平均値を縦軸に取り、ＲＯＩ  Ｒ３の長さ方向に関する位置を横軸に取ったグラフを、図６に示すようにディスプレイ１３１に表示させる。図７のグラフは、ユーザ入力に基づいて図５のＲＯＩ  Ｒ４に関してＰＣ１２０が図６と同様にディスプレイ１３１の画面に表示させた画素値の分布を示す。図７のグラフの画素値の範囲は１３２１〜２６９３であり、図６より広い。なお、図６及び図７のグラフを表示する工程は、本発明におけるグラフ出力工程に対応する。図６及び図７のグラフがディスプレイ１３１以外の出力手段によって出力されてもよい。例えば、ＰＣ１２０に接続された印刷機器によって記録媒体に記録されてもよい。
【００２６】
図６及び図７のグラフに基づいて推定健全画素値を決定する方法は以下の通りである。まず、図６に示すように、減肉部３ｘの画素値を示すピーク部Ｐ１及びＰ２の両端点を結ぶ補間曲線（二点鎖線）が仮想的に設定される。補間曲線は、ピーク部Ｐ１がなかったと仮定した場合にピーク部Ｐ１及びＰ２の左側と右側との間でグラフを滑らかに連続させるような形状を有する曲線である。補間曲線は、ピーク部Ｐ１及びＰ２の左端点と右端点とを結ぶベジェ曲線を描画したり、ユーザが手書きで仮想的に描画したりすることによって設定される。次に、ＲＯＩの長さ方向に関して、ピーク部Ｐ１における最大値を取る点と同じ位置の補間曲線上の点（一点鎖線との交点）が、入力デバイス１３２によるユーザ入力に基づいて選択される。この選択された点の画素値が推定健全画素値に仮決定される。次に、図７のグラフに関しても同様に補間曲線上の一点が、入力デバイス１３２によるユーザ入力に基づいて選択される。そして、この選択された一点の画素値が、図６のグラフに基づいて仮決定された値と大きく異ならないとユーザが判断した場合には、仮決定された画素値が正式に推定健全画素値に決定される。なお、図６のグラフに基づいて決定された画素値と図７のグラフに基づいて決定された画素値との平均値が推定健全画素値に決定されてもよい。
【００２７】
次に、ＰＣ１２０は、ステップＳ６及びＳ８において導出された基準片４の各部及び減肉部３ｘの各代表画素値並びにステップＳ９において導出された推定健全画素値のユーザ入力を受け付ける（ステップＳ１０）。そして、ＰＣ１２０は、ステップＳ１０にて入力された数値に基づいて減肉部３ｘの厚さ及び推定健全厚さを導出する（ステップＳ１１；本発明における厚さ導出工程）。減肉部３ｘの厚さの導出に当たっては、以下の数式が用いられる。
（数式）
ｌｏｇＹ＝Ｐ＊ｌｏｇＸ＋Ｑ
ただし、Ｘ：対象となる物体の厚さ、Ｙ：厚さを求めたい位置の画素値
【００２８】
まず、基準片４の各部の画素値に基づいてＰ、Ｑが決定される。具体的には、ステップＳ６で取得された平板部４Ａ〜４Ｅに関する５つの画素値をＸ１〜Ｘ５とし、あらかじめ測定された平板部４Ａ〜４Ｅの厚さをＹ１〜Ｙ５とする。そして、関数ｌｏｇＹ＝Ｐ＊ｌｏｇＸ＋Ｑに対して（Ｘ，Ｙ）＝（Ｘ１，Ｙ１），…（Ｘｎ，Ｙｎ）の曲線あてはめ（フィッティング）を行うことにより、Ｐ及びＱを求める。曲線あてはめには、最小二乗法、最尤推定法等、どのような方法が用いられてもよい。そして、ステップＳ１０において入力された減肉部３ｘの画素値をＹ＝Ｙａとし、又は、推定健全画素値をＹ＝Ｙｂとし、上記のように取得されたＰ及びＱ、並びに上記数式が用いられることにより、Ｙａに対応するＸ＝Ｘａ又はＹ＝Ｙｂに対応するＸ＝Ｘｂがそれぞれ取得される。このように取得されたＸａ及びＸｂは、いずれも、透過Ｘ線が透過した対象配管３ｘの壁部の厚さを合計した値に対応する。透過Ｘ線は、対象配管３ｘにおける前面側（Ｘ線発生装置１に近い側）の壁部と、対象配管３ｘにおける背面側（Ｘ線発生装置１から遠い側）の壁部との２か所の壁部を通過する。したがって、Ｘａ及びＸｂは、いずれも、前面側の壁部の厚さと背面側の壁部の厚さとを合計した値となる。そこで、ＰＣ１２０は、健全推定厚さをＸｂの半分とする。また、ＰＣ１２０は、対象配管３の壁部の減肉が前面側及び背面側のいずれか一方の壁部に発生しているものとの前提に基づき、減肉部３ｘの厚さを、Ｘａから健全推定厚さを減算した値とする。
【００２９】
次に、ＰＣ１２０は、ステップＳ１１で取得された減肉部３ｘの厚さ及び推定健全厚さに基づいて減肉率を算出する（ステップＳ１２）。具体的には、（減肉率）＝［（推定健全厚さ−減肉部３ｘの厚さ）／（推定健全厚さ）］＊１００に基づき、減肉率が百分率で取得される。ステップＳ１１及びＳ１２で取得された減肉部３ｘの厚さ及び減肉率はディスプレイ１３１の画面に表示される（ステップＳ１３）。
【００３０】
なお、上述のステップＳ１〜Ｓ３の工程と、ステップＳ１１においてＰ及びＱを導出する工程とは、全体として基準導出工程に対応する。また、上述のステップＳ１〜Ｓ３の工程と、ステップＳ１１において減肉部３ｘの厚さを導出する工程とは、全体として本検出工程に対応する。
【００３１】
以上説明した本実施形態に係る厚さ検出方法又は配管検査方法によると、上記数式に基づくことで対象配管３の厚さを容易且つ迅速に検出することができる。
【００３２】
また、本実施形態によると、対象配管３と共に基準片４の像もＩＰ２に記録される。基準片４には互いに厚さの異なる平板部４Ａ〜４Ｅが形成されている。そして、これらの平板部４Ａ〜４Ｅに関して得られた画素値に基づいてＰ及びＱが導出される。このように導出されたＰ及びＱを用いた上記数式に基づくことで、対象配管３の厚さを容易且つ迅速に検出することができる。
【００３３】
また、本実施形態によると、対象配管３の減肉部３ｘに減肉が生じていなかったと仮定した場合の推定健全画素値を図６及び図７のグラフに基づいて推定する。減肉部３ｘは、図６及び図７のグラフに局所的なピーク部として表れる。したがって、ピーク部がなかった場合のグラフを想定することで、減肉がなかった場合の減肉部３ｘの画素値を推定しやすい。そして、推定健全画素値に基づいて、減肉がなかった場合の減肉部３ｘの厚さ（推定健全厚さ）が推定されると共に、推定健全厚さと減肉部３ｘの厚さとに基づいて減肉率が導出される。このように、減肉がなかったときの推定厚さに基づいて減肉部３ｘの厚さを適切に評価できる。
【００３４】
また、本実施形態においては、推定健全厚さの導出に当たり、図６及び図７のグラフにおいて、減肉が生じていなかったと仮定した場合の減肉部３ｘに対応する位置の形状を示す補間曲線を設定する。そして、当該補間曲線上の一点に関する画素値及び上記数式に基づいて推定厚さを導出する。したがって、減肉がなかったと仮定した場合の補間曲線に基づいて推定厚さを適切に導出できる。さらに、本実施形態においては、図６及び図７に示す２つのグラフに基づいて推定健全厚さを導出する。したがって、推定健全厚さを正確に導出できる。
【００３５】
＜実施例＞
以下、本発明の厚さ検出方法及び配管評価方法の一実施例に係る実施例１〜実施例４について説明する。
【００３６】
［実施例１］
実施例１は、基準片４と同様の構造（平板部４Ａ〜４Ｅ）を有する基準片ａ〜ｃを検出対象とした。基準片ａ〜ｃの厚さ［ｍｍ］及び材質は下表１に示す通りである。基準片はいずれも、平面視において長尺方向の長さが１００ｍｍであり、幅方向の長さが２５ｍｍである。Ａ〜Ｅは、平板部４Ａ〜４Ｅにそれぞれ対応する。
［表１］
2020118552.tif 000003
【００３７】
Ｘ線発生装置１としてリガク製のＲＡＤＩＯＦＬＥＸ−２００ＳＰＳを、ＩＰ２として富士フィルム製のＵＲ−１を、ＩＰ読取装置１１０として富士フィルム製のＤｙｎａｍＩｘ  ＨＲ２を用いつつ、対象配管３及び基準片４の代わりに基準片ａ〜ｃを検出対象として上述のステップＳ１〜Ｓ３及びＳ６を実行した。Ｘ線の照射条件は以下の通りとした。Ｘ線発生装置１の管電圧：２００ｋＶ、Ｘ線発生装置１のＸ線照射窓から検出対象までの距離：７００ｍｍ、Ｘ線の照射時間：０．３〜０．４秒。照射時間は、具体的には、各基準片の平板部４Ｃ背面の線量が１０００μＳｖとなるように調整した。次に、平板部４Ａ〜４Ｅのうちのいずれか４つを基準部に設定し、これら４つの基準部の画素値を用いて上述のステップＳ１１と同様にＰ及びＱを導出すると共に、導出したＰ及びＱ並びに上記数式を用いて平板部４Ａ〜４Ｅのうちの残り１つの厚さを算出した。そして、算出した結果を表１の寸法と比較した。その結果は下表２〜表４に示す通りである。表中、「基準部」「算出対象」は、基準部に設定した４つの部分と厚さを算出する対象とした残り１つの部分を示す。ＡＢＣＤＥは、平板部４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅにそれぞれ対応する。「厚さ」は、算出対象に関して厚さを算出した結果である。誤差は、フルスケールに対する、実厚さと算出厚さとの差の割合を示す。フルスケールは、基準片ａにおいて８ｍｍ、基準片ｂにおいて６ｍｍ、基準片ｃにおいて６ｍｍである。
【００３８】
［表２］（基準片ａ）
2020118552.tif 000004
【００３９】
［表３］（基準片ｂ）
2020118552.tif 000005
【００４０】
［表４］（基準片ｃ）
2020118552.tif 000006
【００４１】
［実施例２］
直管（円筒）状の配管からなる検体管イ〜ハの３つを使用し、上述の実施形態に係る配管検査方法を実施した。Ｘ線発生装置１、ＩＰ２及びＩＰ読取装置１１０は実施例１と同様のものを使用し、Ｘ線の照射条件も実施例１と同様とした。検体管イ〜ハは、それぞれ、１本の鋼管を長さ方向に沿って半分割して得られた２つの部品からなる。実際の腐食による減肉部に見立てた凹部又は貫通孔からなる第１〜第５仮想減肉部を金属加工により各部品の内表面に形成した後、２つの部品を接合して元の円筒状に戻すことにより、検体管イ〜ハをそれぞれ作製した。下表５の各列は、左から、検体管イ〜ハの別、サイズ、部品、第１〜第５仮想減肉部の厚さ［ｍｍ］及び減肉率並びに健全部の実測値［ｍｍ］を示す。「部品」列におけるＡ及びＢは、半分割された部品の一方及び他方を示す。「第１」列〜「第５」列の「貫通」は貫通孔であることを示す。「第１」列〜「第５」列の上下に並んだ数値は、上が厚さの実測値を、下が健全部実測値に対する減肉率を示す。実測値は、いずれも、マイクロメーターを使用して実測した値である。
［表５］
2020118552.tif 000007
【００４２】
以上の検体管イ〜ハに関して、上述の実施形態に基づいて第１〜第５仮想減肉部の厚さを算出した結果は以下の表６〜表８の通りである。「仮想減肉部」列は、いずれの仮想減肉部であるかを示す。例えば、「Ａ−１」は部品Ａの第１仮想減肉部を、「Ｂ−２」は部品Ｂの第２仮想減肉部をそれぞれ示す。「誤差率［％］」列は、算出値の減肉率と実測値の減肉率との差を示す。
［表６］（検体管イ）
2020118552.tif 000008
【００４３】
［表７］（検体管ロ）
2020118552.tif 000009
【００４４】
［表８］（検体管ハ）
2020118552.tif 000010
【００４５】
［実施例３］
Ｘ線発生装置１としてリガク製のＲＡＤＩＯＦＬＥＸ−２００ＳＰＳを、ＩＰ２として富士フィルム製のＢＡＳ−ＭＳ  ２０２５を、ＩＰ読取装置１１０としてリガク製のＲ−ＡＸＩＳ−ＤＳ３Ｌを用いつつ、実施例１と同様の基準片ａ〜ｃを検出対象としてステップＳ１〜Ｓ３及びＳ６を実施例１と同様に実行した。その結果は下表９〜表１１に示す通りである。表９〜表１１の各項目の意味は表２〜表４と同様である。
【００４６】
［表９］（基準片ａ）
2020118552.tif 000011
【００４７】
［表１０］（基準片ｂ）
2020118552.tif 000012
【００４８】
［表１１］（基準片ｃ）
2020118552.tif 000013
【００４９】
［実施例４］
実施例２と同様の検体管イ〜ハに関し、実施例３と同様に配管検査方法を実施したところ、以下の表１２〜表１４に示す結果を取得した。表１２〜表１４の各項目の意味は表６〜表８と同様である。
［表１２］（検体管イ）
2020118552.tif 000014
【００５０】
［表１３］（検体管ロ）
2020118552.tif 000015
【００５１】
［表１４］（検体管ハ）
2020118552.tif 000016
【００５２】
＜変形例＞
以上は、本発明の好適な実施形態についての説明であるが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、課題を解決するための手段に記載された範囲の限りにおいて様々な変更が可能なものである。以下、上述の実施形態に係る変形例について説明する。
【００５３】
例えば、上述の実施形態においては、厚さを検出する対象が対象配管３であったが、配管以外の物体について本実施形態が適用されてもよい。
【００５４】
また、上述の実施形態においては、対象配管３と基準片４に同時にＸ線を照射し、これらの像をＩＰ２に記録する。しかし、対象配管３と基準片４の像がＩＰ２に同時に記録されず、互いに異なるタイミングで記録されてもよい。例えば、対象配管３の像を取得する前に基準片４の像に基づいてあらかじめＰ及びＱが算出されていてもよい。
【００５５】
また、上述の実施形態においては、１つの基準片４に、厚さの異なる平板部４Ａ〜４Ｅが形成されている。しかし、厚さの異なる互いに分離した複数の平板部材が基準片４の代わりに用いられてもよい。また、基準片４には厚さの異なる５つの平板部が形成されているが、互いに厚さの異なる２〜４又は６つ以上の平板部が形成されていてもよい。
【００５６】
また、上述の実施形態において、ＰＣ１２０には画像分析アプリケーション及び厚さ導出アプリケーションがインストールされているとした。しかし、これら２つのアプリケーションの両方の機能を兼ね備えた１つのアプリケーションがＰＣ１２０にインストールされていてもよい。あるいは、これら２つのアプリケーションの機能を分担する３つ以上のアプリケーションがＰＣ１２０にインストールされていてもよい。なお、厚さ導出アプリケーションは、ユーザ入力された数値に基づいて所定の演算を行うアプリケーションであればどのような態様のものでもよい。例えば、表計算ソフトであってもよい。また、画像分析アプリケーション及び厚さ導出アプリケーションによる一部の機能がＰＣ１２０以外の１又は複数のコンピュータによって分担されていてもよい。
【００５７】
また、上述の実施形態において、図６又は図７は、対象配管３の長さ方向に沿うように設定されたＲＯＩ  Ｒ３又はＲ４に関してディスプレイ１３１に表示されたグラフである。しかし、図６又は図７のグラフの代わりに、対象配管３の長さ方向又はこれと直交する方向に対して多少、斜め方向に沿うように設定されたＲＯＩに関するグラフが用いられてもよい。例えば、対象配管３の長さ方向との間の角度が４５°未満となるような方向に沿ったＲＯＩに関するグラフが図６のグラフの代わりに用いられてもよい。また、対処配管３の長さ方向と直交する方向との間の角度が４５°未満となるような方向に沿ったＲＯＩに関するグラフが図７のグラフの代わりに用いられてもよい。
【００５８】
また、上述の実施形態では、ＲＯＩ  Ｒ３及びＲ４は、ある程度の幅を有する領域として設定されている。そして、各ＲＯＩの長さ方向に沿って１列に並んだ所定の大きさを有する矩形領域ごとの平均値を示すグラフとして図６及び図７が描画されている。しかし、ＲＯＩ  Ｒ３及びＲ４が幅を持たない領域、つまり、線分状の領域として設定されてもよい。この場合、図６及び図７のグラフの代わりに、線分状のＲＯＩ  Ｒ３及びＲ４に掛かる各画素の画素値を示すグラフが描画されてもよい。
【００５９】
また、上述の実施形態では、対象配管３の壁部の減肉が前面側及び背面側のいずれか一方の壁部に発生しているものとの前提に基づき、減肉部３ｘの厚さを導出している。対象配管３の壁部の減肉が前面側及び背面側のいずれか一方に発生しているか両方に発生しているかは、例えば、上述の実施形態のＸ線透過画像とは別の角度のＸ線透過画像を観察する等によって判断する必要がある。これにより、対象配管３の壁部の減肉が前面側及び背面側の両方に発生していると判断された場合には、減肉部３ｘの減肉率は、対象配管３の壁部の減肉が前面側及び背面側のいずれか一方に発生していると想定した場合の値よりも小さい値になると評価されることが好ましい。
【００６０】
また、上述の実施形態によって導出される対象配管３の減肉部３ｘ等の厚さは、厳密にいえば、対象配管３を透過するＸ線の透過方向に関する厚さである。例えば、図８に示す部分３ａに関しては対象配管３の径方向とＸ線の透過方向とが一致している。よって、導出される部分３ａの厚さは径方向に関する厚さとなる。しかし、図８に示す部分３ｂに関しては対象配管３の径方向とＸ線の透過方向とが一致しない。この場合には、部分３ａの厚さとして、当該径方向と異なるＸ線の透過方向に沿った厚さが導出されることになる。そこで、上述の実施形態によって導出された厚さが対象配管３の径方向に沿った厚さに補正されてもよい。具体的には、径方向とＸ線の透過方向との間の角度における余弦を、導出された厚さに乗じることで得られた厚さを、径方向に関する厚さとしてもよい。なお、このような補正を行うためには、対象配管３の壁部の減肉が前面側及び背面側のいずれに発生しているかを推定する必要がある。この推定は、例えば、上述の実施形態のＸ線透過画像とは別の角度のＸ線透過画像を観察することによってなされてもよい。また、Ｘ線光源からの方向及び距離が検出位置によって異なる。例えば、図８に示すように、部分３ａにおけるＸ線発生装置１からの距離や方向と、部分３ｂにおけるＸ線発生装置１からの距離や方向とは互いに異なる。したがって、対象配管３に照射されるＸ線の線量は、厳密には検出位置によって異なる。上述の実施形態では、かかる照射線量の違いがそれほど大きくないとの想定に基づき、検出位置の違いによる照射線量の違いを考慮していない。しかし、対象配管３や基準片４上の位置の違いによるＸ線の照射線量の違いを考慮した上でＰ及びＱが算出されたり減肉部３ｘの厚さが算出されたりしてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１  Ｘ線発生装置
２  ＩＰ（イメージングプレート）
３  対象配管
３ｘ  減肉部
４  基準片
４Ａ〜４Ｅ  平板部
１００  画像分析システム
１１０  ＩＰ読取装置
１２０  ＰＣ（コンピュータ）
【図１】
2020118552.tif 000017
【図２】
2020118552.tif 000018
【図３】
2020118552.tif 000019
【図４】
2020118552.tif 000020
【図５】
2020118552.tif 000021
【図６】
2020118552.tif 000022
【図７】
2020118552.tif 000023
【図８】
2020118552.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月19日(2019.8.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
前記グラフ出力工程において、互いに異なる２つの前記仮想線のそれぞれについて前記グラフを前記出力手段に出力させ、
前記健全厚さ推定工程において、前記２つの仮想線に関する２つの前記グラフに基づいて前記健全部の厚さを推定することを特徴とする請求項４又は５に記載の配管検査方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、本発明においては、前記グラフ出力工程において、互いに異なる２つの前記仮想線のそれぞれについて前記グラフを前記出力手段に出力させ、前記健全厚さ推定工程において、前記２つの仮想線に関する２つの前記グラフに基づいて前記健全部の厚さを推定することが好ましい。これによると、２つのグラフに基づいて健全部の厚さを推定するので、健全部の厚さをより正確に推定しやすい。