【事件の表示】
　特許第３３５８９８８号「信号処理装置」の請求項１に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３３５８９８８号の請求項１に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　特許出願　　　　　　　　　平成１０年４月２８日
　特許権設定登録　　　　　　平成１４年１０月１１日
　特許異議申立て（申立人原子燃料工業株式会社、請求項１に係る特許に対　　　　　　　　　して）　　平成１５年６月２０日
　取消理由通知　　　　　　　平成１５年１０月２４日
　訂正請求　　　　　　　　　平成１５年１２月２４日
　
２．訂正の適否
（１）訂正の内容
　訂正事項ａ
　特許請求の範囲の請求項１
「【請求項１】観測信号からノイズ成分を低減する信号処理装置であり、前記観測信号をウェーブレット変換する変換手段と、この変換手段で変換されたウェーブレット変換係数の位相集中部を強調する処理を行なう位相集中部強調手段と、この位相集中部強調手段で処理されたウェーブレット変換係数を逆ウェーブレット変換する逆変換手段と、を具備したことを特徴とする信号処理装置。」
　を、
「【請求項１】観測信号からノイズ成分を低減する信号処理装置であり、前記観測信号をウェーブレット変換する変換手段と、この変換手段で変換されたウェーブレット変換係数の位相集中部である周波数軸方向に位相が一致している部分を強調する処理を行う位相集中部強調手段と、この位相集中部強調手段で処理されたウェーブレット変換係数を逆ウェーブレット変換する逆変換手段と、を具備したことを特徴とする信号処理装置。」
　と訂正する。
　
　訂正事項ｂ
　明細書段落番号００１２に請求項１の訂正に伴う整合を図るための訂正をする。
　
（２）訂正の目的の適否、新規事項の有無、及び特許請求の範囲の拡張・変更の存否
訂正事項ａについて
　訂正事項ａは、請求項１に「ウェーブレット変換係数の位相集中部を強調する処理を行なう位相集中部強調手段」に関して、「ウェーブレット変換係数の位相集中部である周波数軸方向に位相が一致している部分を強調する処理を行う位相集中部強調手段」と、強調する位相集中部について、これが「周波数軸方向に位相が一致している部分」である旨の追加記載をするものであるが、本件出願当初の明細書の段落００１８の「図３の（ａ）及び（ｂ）は、ウェーブレット変換係数の位相集中を説明するための図である。なお、図３の（ａ）及び（ｂ）の濃淡はウェーブレット変換係数の絶対値の大小を示す。一つの要因に起因する単発信号は、要因発生時刻での周波数ごとの成分の位相が一致することから、ウェーブレット変換結果を図示したとき、図３の（ａ）に示すように位相集中と呼ばれる山形の配置を示す。これに対し、同等多数の信号要因が複合すると、図３の（ｂ）に示すように位相分布を乱しあって、位相集中は乱れ明確にならない。したがって、位相集中部強調部８によりウェーブレット変換結果の位相集中部を強調し、そうでない部分を低減することにより、ノイズ成分を低減することができる。」との記載および同明細書段落００２０の「位相集中部の強調処理としては、ウェーブレット変換結果を時間軸×周波数軸の２次元の定義閾上に定義された信号とみて、周波数軸方向に連続する成分を強調するフィルタを適用することにより実現できる」との記載から、強調する位相集中部が、周波数軸方向に位相が一致している部分であることは、当然に読みとれるから、前記追加記載は、請求項１の範囲を減縮し、かつ明りょうでない記載の釈明を行うものと認められ、新規事項の追加に該当せず、特許請求の範囲を拡張し変更するものでもない。
　
訂正事項ｂについて
　上記訂正事項ａに付随的に生ずる記載の不備を解消するものであって、明りょうでない記載の釈明を目的とした明細書の訂正に該当し、新規事項の追加に該当せず、特許請求の範囲を拡張し変更するものでもない。
　
（３）むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項において準用する特許法第１２６条第２，３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
３．特許異議の申立てについて
　申立人原子燃料工業株式会社は、下記の甲第１−４号証より、請求項１に係る発明の特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものであるから取り消すべき旨、主張している。
　甲第１号証：特開平７−２３４１３２号公報
　甲第２号証：「ディジタル画像処理入門」１９９７年１２月１０日／コロ　　　　　　　ナ社初版第１刷発行、第１３６−１５５頁
　甲第３号証：「ディジタル信号処理」１９９８年３月１０日／コロナ社初　　　　　　　版第３刷発行、第１２８−１３３頁、第１４４−１４７頁
　甲第４号証：「ウェーブレットビギナーズガイド」１９９５年５月２０日　　　　　　　／東京電気大学出版局発行、第１５６−１７８頁
　
４．本件発明の特許について
　本件特許第３３５８９８８号の請求項１に係る発明（以下、「本件発明」という）は、訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１に記載された事項により特定されるとおりのものである。（上記、２．（１）訂正の内容参照）
　
５．甲各号証に記載の発明
（１）甲第１号証には、
　「【要約】
【目的】　ノイズと目標信号が重なって信号形状が変形している場合や、計測信号のＳ／Ｎ比が小さい場合などにおいても、ノイズ除去を可能にする。【構成】　フィルタ生成装置２は、ノイズの教師信号Ｎi(t)と目標信号の教師信号Ｓj(t)が与えられると、ウェーブレット変換装置４により得た全ての教師信号の変換係数列をＷS+N(t,a)、目標信号の教師信号のみの変換係数列をＷS(t,a)とすると、ＷS+N(t,a)を入力したとき、ＷS(t,a)に最も近い係数列が得られるフィルタＦ（Ｗ）をフィルタ生成装置５により生成する。ウェーブレット・フィルタ装置３は、ノイズを含む混在信号Ｖ(t) が与えられたとき、ウェーブレット変換装置４′でウェーブレット変換係数列ＷV(t,a)を求め、上記フィルタＦ（Ｗ）をフィルタリング装置６により施して係数列Ｗf V(t,a)を生成し、ウェーブレット逆変換装置７により逆変換してノイズ成分を除いた信号Ｖf (t) を得る。本発明は、複数の要因からなる信号から、目標とする要因の信号以外の信号成分（ノイズ）を除去する機能を持つ信号処理装置に関する。」
　が記載されている。
　
（２）甲第２号証には、
　ディジタル画像処理のための入門であって、信号をウェーブレット変換するための手段が記載されており、第１４６−１５３頁に「サブバンド分解・合成」について記載されている。
　
（３）甲第３号証には、
　第１２８−１３２頁に、「サブバンドフィルタとウェーブレット」について記載されている。
　
（４）甲第４号証には、
　第１５６−１６２頁に、にウェーブレットの周波数分解について記載がされており、第１６３−１６７頁に、周期信号をウェーブレットに分解することが記載されている。
　
６．対比
　本願発明と甲第１号証に記載の発明を対比すると、両者とも、
「観測信号からノイズ成分を低減する信号処理装置であり、前記観測信号をウェーブレット変換する変換手段と、この変換手段で変換されたウェーブレット変換係数を処理して、処理されたウェーブレット変換係数を逆ウェーブレット変換する逆変換手段と、を具備したことを特徴とする信号処理装置。」である点で一致するが、
　次の点で相違する。
　
　相違点
　本願発明は、ウェーブレット変換係数を処理する処理手段が、ウェーブレット変換係数の位相集中部である周波数軸方向に位相が一致している部分を強調する処理を行う位相集中部強調手段であるのに対し、甲第１号証の発明は、ウェーブレット変換係数を処理する処理手段が、ウェーブレット変換係数の位相集中部である周波数軸方向に位相が一致している部分を強調する処理を行うものではない点。
　
　前記相違点について検討すると、他の甲第２−４号証にも「ウェーブレット変換係数の位相集中部である周波数軸方向に位相が一致している部分を強調する処理を行う位相集中部強調手段」について記載がなく、またそれについて示唆もされていない。してみると、本件発明は、甲第１−４号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明できたものではない。
　そして本願発明は、ウェーブレット変換係数の位相集中部である周波数軸方向に位相が一致している部分を強調する処理を行う位相集中部強調手段を採用することにより、観測信号からノイズ成分を低減することができるという効果があると認められる。
　
７．むすび
　以上のとおりであるから、特許異議の申立の理由によっては本件発明の特許を取り消すことができない。また、他に本件発明の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって結論のとおり審決する。
【異議決定日】
平成１６年２月１８日（２００４．２．１８）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
信号処理装置
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】観測信号からノイズ成分を低減する信号処理装置であり、前記観測信号をウェーブレット変換する変換手段と、この変換手段で変換されたウェーブレット変換係数の位相集中部
である周波数軸方向に位相が一致している部分
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明は、超音波検査に適用される信号処理装置に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　従来、超音波検査装置は、原子力、火力プラント機器や配管検査等の製品検査及び供与期間中の検査等に使用されている。従来、この種の検査では、時系列信号に目標とする信号成分とそれ以外の信号成分（以下、ノイズ成分と称す）が時間的に重複して観測されるとき、ノイズ成分を低減して目標信号を検出しやすくするために、帯域通過フィルタが一般的に用いられている。
　【０００３】
　帯域通過フィルタは、目標信号成分とノイズ成分の周波数帯域が異なる場合に、ノイズ成分の周波数帯域を低減することにより、ノイズ成分を低減して目標信号を検出しやすくするものである。
　【０００４】
　図６は、従来の帯域通過フィルタにおける処理手順を示すフローチャートである。この帯域通過フィルタでは、まずステップＳ１で、目標信号成分とノイズ成分を含み時間軸ｔを定義域とする観測信号ｘ（ｔ）を入力する。次にステップＳ２で、下式（１）に示すように、観測信号ｘ（ｔ）をフーリエ変換により周波数軸ｆを定義域とする位相・ゲインＸ（ｆ）に変換する。
　【０００５】
　【数１】
　【０００６】
　次にステップＳ３で、下式（２）に示すように、位相・ゲインＸ（ｆ）に窓関数ｗ（ｆ）を乗ずることにより、不要な周波数帯域の成分を低減した位相・ゲインＸ′（ｆ）を得る。
　【０００７】
　　Ｘ′（ｆ）＝Ｘ（ｆ）・ｗ（ｆ）…（２）
次にステップＳ４で、下式（３）に示すように、位相・ゲインＸ′（ｆ）をフーリエ逆変換する。
　【０００８】
　【数２】
これによりステップＳ５で、時間軸ｔを定義域とするフィルタリング信号Ｘ′（ｔ）を得、出力する。
　【０００９】
　【発明が解決しようとする課題】
　上述した帯域通過フィルタには、以下の問題点がある。
（１）目標信号成分の周波数帯域が、ノイズ成分の周波数帯域と一致する、またはノイズ成分の周波数帯域に含まれる場合、ノイズ成分を低減しようとすると目標信号成分まで低減してしまうため効果がない。
（２）目標信号が継続的ではなく単発的な信号であり、目標信号の発生時刻の特定が重要な場合、帯域通過フィルタの処理により目標信号の周波数帯域も限定される。このため、処理の結果得られる目標信号は、時間軸方向に濁りを生じ時間軸方向にやや広がり、発生時刻の時間精度が低下する。
　【００１０】
　また、単発的な目標信号を強調する従来の技術として、帯域通過フィルタを用いる以外に、相関法、移動平均法などもあるが、これらは基本的にきず成分とノイズ成分の周波数分布の違いに着目する手法であり、帯域通過フィルタと同様の問題がある。
　【００１１】
　本発明の目的は、観測信号における目標信号成分が低減することなくノイズ成分を低減した信号を得ることができ目標信号の発生時刻の時間精度が向上する信号処理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】
　上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の信号処理装置は以下の如く構成されている。本発明の信号処理装置は、観測信号からノイズ成分を低減する信号処理装置であり、前記観測信号をウェーブレット変換する変換手段と、この変換手段で変換されたウェーブレット変換係数の位相集中部
である周波数軸方向に位相が一致している部分
　【００１３】
　【発明の実施の形態】
　（第１の実施の形態）
　図１は、本発明の第１の実施の形態に係る信号処理装置を適用した超音波検査装置の構成を示す図である。図１に示す超音波検査装置１は、探傷装置２、信号処理装置３、記録・読み出し装置４、表示装置５、及び出力装置６からなる。
　【００１４】
　以下、超音波検査装置１を構成する各装置の相互関係を説明する。探傷装置２は超音波検査信号を観測し、その観測信号について信号処理装置３がノイズ成分を低減する処理を行なう。表示装置５は、前記観測信号及び信号処理装置３からの出力信号を表示する。記録・読み出し装置４は、前記観測信号及び信号処理装置３からの出力信号を保存媒体に記録し、かつ前記保存媒体から読み出し、出力装置６により前記観測信号及び信号処理装置３からの出力信号が出力される。
　【００１５】
　図２は、信号処理装置３の処理手順を示す図である。図２に示すように、信号処理装置３は探傷装置２からの観測信号を入力し、ウェーブレット変換部７により前記観測信号をウェーブレット変換し、その変換結果であるウェーブレット変換係数を位相集中部強調部８により位相集中部が強調されるよう変換する。そして、その変換結果の処理済みウェーブレット変換係数をウェーブレット逆変換部９により逆ウェーブレット変換してノイズ低減された信号を得る。
　【００１６】
　被検体中のきずに起因する信号を目標信号とする超音波検査では、被検体の材質や加工方法に依存して、きず以外に起因するノイズ成分が観測される。このノイズ成分は、きずに起因する目標信号と比べて周波数帯域で有位な違いがみられないため、従来の手法ではノイズ低減が困難である。
　【００１７】
　しかし、きず信号が一つの要因からの反射であるのに対し、被検体の材質や加工方法に依存してでるノイズは、被検体の金属粒子の大きさや配置の不均一性に起因すると考えられ、多数の微少要因からの反射が複合してノイズ成分となっていると考えられる。
　【００１８】
　図３の（ａ）及び（ｂ）は、ウェーブレット変換係数の位相集中を説明するための図である。なお、図３の（ａ）及び（ｂ）の濃淡はウェーブレット変換係数の絶対値の大小を示す。一つの要因に起因する単発信号は、要因発生時刻での周波数ごとの成分の位相が一致することから、ウェーブレット変換結果を図示したとき、図３の（ａ）に示すように位相集中と呼ばれる山形の配置を示す。これに対し、同等多数の信号要因が複合すると、図３の（ｂ）に示すように位相分布を乱しあって、位相集中は乱れ明確にならない。したがって、位相集中部強調部８によりウェーブレット変換結果の位相集中部を強調し、そうでない部分を低減することにより、ノイズ成分を低減することができる。
　【００１９】
　なお、ウェーブレット変換は、時系列信号を時間−周波数空間に展開するものである。他の時間−周波数空間展開手法、例えば短時間フーリエ変換では、窓幅すなわち時間軸方向の精度が一定なのに対し、ウェーブレット変換では周波数に応じて適した窓幅が適用される（周波数が高くなるほど窓幅は狭くなる）という特徴がある。
　【００２０】
　位相集中部の強調処理としては、ウェーブレット変換結果を時間軸×周波数軸の２次元の定義閾上に定義された信号とみて、周波数軸方向に連続する成分を強調するフィルタを適用することにより実現できる。例えば、周波数軸方向のモフォロジ・フィルタ（縮小フィルタ＋拡大フィルタ）、移動平均フィルタ、ローパスフィルタなどである。
　【００２１】
　図４は、位相集中部の強調処理の効果を説明するための図であり、ウェーブレット変換係数フィルタの一例である縮小フィルタによる効果を示す図である。なお、図４の濃淡はウェーブレット変換係数の絶対値の大小を示す。４１に示すウェーブレット変換係数の状態から、位相集中部強調部８により位相集中部強調処理をした後の４２に示すウェーブレット変換係数の状態をウェーブレット逆変換することにより、観測信号における目標信号成分が低減することなく、ノイズ成分を低減した信号を得ることができる。
　【００２２】
　（第２の実施の形態）
　図５は、本発明の第２の実施の形態に係る信号処理装置を適用した超音波検査装置の構成を示す図である。図５において図１と同一な部分には同一符号を付してある。図５に示す超音波検査装置１０は、探傷装置２、記録・読み出し装置４、信号処理装置３１、表示装置５、及び出力装置６からなる。
　【００２３】
　以下、超音波検査装置１０を構成する各装置の相互関係を説明する。探傷装置２は超音波検査信号を観測し、その観測信号について信号処理装置３１がノイズ成分を低減する処理を行なう。表示装置５は、前記観測信号及び信号処理装置３１からの出力信号を表示する。記録・読み出し装置４は、前記観測信号及び信号処理装置３１からの出力信号を保存媒体に記録し、かつ前記保存媒体から読み出し、出力装置６により前記観測信号及び信号処理装置３１からの出力信号が出力される。
　【００２４】
　信号処理装置３１では、ウェーブレット変換部７により前記観測信号をウェーブレット変換し、その変換結果であるウェーブレット変換係数を位相集中部強調部８により位相集中部を強調するよう変換する。そして、その変換結果の係数を目標信号検出部１１が入力して目標となるきず成分の時間範囲を特定し、ピーク抽出部（ピーク位置検出部）１２にて、特定した範囲の係数の時間軸方向のピーク位置を得ることにより、目標信号発生時刻を特定する。
　【００２５】
　超音波検査では、目標信号として得られるきず信号は、発信した信号がきずに当たって返ってくるエコーであり、発信してからエコーが観測されるまでの時間は、きず位置を特定する上で重要であるが、きずによるエコーは、発信した信号に応じて時間軸方向に広がりをもつ。また、ノイズ成分が複合するとエコーを特定する時間精度はさらに低下する。
　【００２６】
　観測信号をウェーブレット変換し、そのウェーブレット変換結果の位相集中部を強調する処理に、周波数軸方向の縮小フィルタなどを用いると、零クロス点がある時刻の成分は０になり、結果として位相集中部の成分が最も高周波である波長に相当する時間精度で強調される。
　【００２７】
　目標信号検出部１１では、位相集中部強調処理結果のウェーブレット変換係数をみて目標信号の時間範囲を特定する。ピーク抽出部１２では、位相集中部強調処理結果のウェーブレット変換係数における目標信号の中心周波数断面の絶対値が最大になる時刻を求めることにより、エコー観測時刻を精度よく求めることができる。
　【００２８】
　なお、本発明は上記各実施の形態のみに限定されず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施できる。本発明は上記各実施の形態に限らず時系列信号処理装置に広く適用可能である。
　【００２９】
　（実施の形態のまとめ）
　実施の形態に示された構成及び作用効果をまとめると次の通りである実施の形態に示された信号処理装置は、観測信号からノイズ成分を低減する信号処理装置であり、前記観測信号をウェーブレット変換する変換手段（７）と、この変換手段（７）で変換されたウェーブレット変換係数の位相集中部を強調する処理を行なう位相集中部強調手段（８）と、この位相集中部強調手段（８）で処理されたウェーブレット変換係数を逆ウェーブレット変換する逆変換手段（９）と、から構成されている。
　【００３０】
　このように上記信号処理装置によれば、観測信号における目標信号成分とノイズ成分の分離において、位相分布に着目し、位相集中部を強調することによりノイズ成分を低減する処理を、ウェーブレット変換処理と単純な２次元処理フィルタによる処理とウェーブレット逆変換処理との組み合わせにより実現でき、観測信号における目標信号成分が低減することなく、ノイズ成分を低減した信号を得ることができる。また、ノイズ成分の低減処理を行なう際、縮小フィルタにより最も高い周波数成分の波長の時間精度で位相集中時刻を特定することにより、目標信号の観測時刻を特定する時間精度が向上するため、目標信号の発生時刻の時間精度が向上する。
　【００３１】
　【発明の効果】
　本発明の信号処理装置によれば、観測信号における目標信号成分とノイズ成分の分離において、位相分布に着目し、位相集中部を強調することによりノイズ成分を低減する処理を、ウェーブレット変換処理と単純な２次元処理フィルタによる処理とウェーブレット逆変換処理との組み合わせにより実現でき、観測信号における目標信号成分が低減することなく、ノイズ成分を低減した信号を得ることができる。また、ノイズ成分の低減処理を行なう際、縮小フィルタにより最も高い周波数成分の波長の時間精度で位相集中時刻を特定することにより、目標信号の観測時刻を特定する時間精度が向上するため、目標信号の発生時刻の時間精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
　【図１】本発明の第１の実施の形態に係る信号処理装置を適用した超音波検査装置の構成を示す図。
　【図２】本発明の第１の実施の形態に係る信号処理装置の処理手順を示す図。
　【図３】本発明の第１の実施の形態に係るウェーブレット変換係数の位相集中を説明するための図。
　【図４】本発明の第１の実施の形態に係る位相集中部の強調処理の効果を説明するための図。
　【図５】本発明の第２の実施の形態に係る信号処理装置を適用した超音波検査装置の構成を示す図。
　【図６】従来例に係る帯域通過フィルタにおける処理手順を示すフローチャート。
　【符号の説明】
　１…超音波検査装置
　２…探傷装置
　３…信号処理装置
　４…記録・読み出し装置
　５…表示装置
　６…出力装置
　７…ウェーブレット変換部
　８…位相集中部強調部
　９…ウェーブレット逆変換部
　１０…超音波検査装置
　１１…目標信号検出部
　１２…ピーク抽出部
　３１…信号処理装置