(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波探傷によって得られた探傷データをデジタル演算処理によって処理する処理方法であって、
（Ａ）前記探傷データに基づいて被検体に存在する欠陥に対応する欠陥像を認識し、前記欠陥像のそれぞれについて、前記欠陥像の位置を表わす領域代表点を定めるステップと、
（Ｂ）前記領域代表点の間の距離から、前記欠陥像のうちの一の欠陥像が他の欠陥像と同一の欠陥に起因するか否かを判断するステップ
とを具備し、
前記（Ａ）ステップは、
（Ａ１）前記探傷データに記述されているエコー高さのデータのうち、所定の閾値よりも小さいデータを０に置換する閾値カット処理を行うステップと、
（Ａ２）前記閾値カット処理が行われた前記探傷データから前記欠陥像を認識するステップと、
（Ａ３）前記欠陥像のうちの、エコー高さが前記所定の閾値より高い所定値以上であるエコーピーク領域を囲むように矩形領域を定めるステップと
（Ａ４）前記矩形領域の対角線の交点を前記領域代表点として定めるステップ
とを備える
超音波探傷データの処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波探傷データの処理方法であって、
前記超音波探傷では、所定の走査方向に沿って探触子を走査しながら、複数の断面の探傷データが取得され、
当該処理方法は、更に、
（Ｃ）前記複数の断面のうちの対象断面の前記探傷データを、前記対象断面の前記走査方向前方及び／又は前記走査方向後方に隣接する所定数の隣接断面の探傷データを用いて
修正することにより修正後探傷データを生成するステップ
を具備し、
前記（Ａ）ステップでは、前記修正後探傷データから前記欠陥に対応する前記欠陥像が認識される
超音波探傷データの処理方法。
【請求項３】
請求項２に記載の超音波探傷データの処理方法であって、
前記（Ｃ）ステップは、
（Ｃ１）前記対象断面の各位置のエコー高さのデータが前記隣接断面の同一位置のエコー高さに応じて増加されるように前記対象断面の前記探傷データを修正することにより前記修正後探傷データを生成するステップ
を備える
超音波探傷データの処理方法。
【請求項４】
請求項３に記載の超音波探傷データの処理方法であって、
前記（Ｃ１）ステップは、
前記対象断面の前記各位置のエコー高さのデータが前記対象断面及び前記隣接断面の同一位置のエコー高さの最大値になるように前記探傷データを修正することにより前記修正後探傷データを生成するステップ
を備える
超音波探傷データの処理方法。
【請求項５】
請求項４に記載の超音波探傷データの処理方法であって、
更に、
（Ｄ）同一の欠陥に対応する欠陥像が現れている連続した断面の数と、前記対象断面の前記探傷データの修正に用いられた前記隣接断面の数に基づいて、前記同一の欠陥の長さを測定するステップを具備する
超音波探傷データの処理方法。
【請求項６】
超音波探傷によって得られた探傷データを演算装置に処理させるための探傷データ処理プログラムであって、
（Ａ）前記探傷データに基づいて被検体に存在する欠陥に対応する欠陥像を認識し、前記欠陥像のそれぞれについて、前記欠陥像の位置を表わす領域代表点を定めるステップと、
（Ｂ）前記領域代表点の間の距離から、前記欠陥像のうちの一の欠陥像が他の欠陥像と同一の欠陥に起因するか否かを判断するステップ
とを前記演算装置に実行させ、
前記（Ａ）ステップは、
（Ａ１）前記探傷データに記述されているエコー高さのデータのうち、所定の閾値よりも小さいデータを０に置換する閾値カット処理を行うステップと、
（Ａ２）前記閾値カット処理が行われた前記探傷データから前記欠陥像を認識するステップと、
（Ａ３）前記欠陥像のうちの、エコー高さが前記所定の閾値より高い所定値以上であるエコーピーク領域を囲むように矩形領域を定めるステップと
（Ａ４）前記矩形領域の対角線の交点を前記領域代表点として定めるステップ
とを備える
探傷データ処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波探傷データの処理方法に関しており、特に、超音波探傷によって検出された欠陥の大きさをデジタル演算処理によって評価するために有用な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波探傷では、欠陥の存在を検出するのみならず、その欠陥の大きさを評価することが重要である。検出された欠陥の大きさは、ある構造体の安全性を評価するために重要な情報である。
【０００３】
欠陥の大きさはデジタル演算処理によって自動的に算出されることが望まれるが、超音波探傷によって得られた探傷データから欠陥の大きさをデジタル演算処理によって正確に算出することは、必ずしも容易なことではない。超音波探傷における一つの困難性は、超音波画像がそのまま欠陥の構造を表しているとはいえない点である。超音波が反射される方向は欠陥の向きに依存しているため、欠陥の向きによっては欠陥によって反射された超音波が探触子によって検出されないことがある。超音波が反射されない部分は、超音波画像においては欠陥として映し出されない。このため、欠陥の延伸方向が３次元的に変化している場合には、一つの欠陥が超音波画像において複数の欠陥像に分離して表れることがある。これは、欠陥の大きさの正しい評価を妨げる。
【０００４】
特開２００５−２７４４４４号公報は、探傷データから指示高さを演算する技術を開示している。しかしながら、公知のその技術は、上述された困難性について何ら言及していない。
【０００５】
このような背景から、超音波画像に複数の欠陥像が表れている場合に、実際には単一の欠陥に起因するのか複数の欠陥に起因するのかをデジタル演算処理によって正しく識別するための技術の提供が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２７４４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、超音波画像に複数の欠陥像が表れている場合に、実際には単一の欠陥に起因するのか複数の欠陥に起因するのかを、デジタル演算処理によってより正確に判別するための技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は、以下に述べられる手段を採用する。その手段を構成する技術的事項の記述には、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための形態］の記載との対応関係を明らかにするために、［発明を実施するための形態］で使用される番号・符号が付加されている。但し、付加された番号・符号は、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲を限定的に解釈するために用いてはならない。
【０００９】
本発明による超音波探傷データの処理方法は、超音波探傷によって得られた探傷データをデジタル演算処理によって処理する処理方法である。当該超音波探傷データの処理方法は
（Ａ）前記探傷データに基づいて被検体（２）に存在する欠陥に対応する欠陥像（２１）を認識し、欠陥像（２１）のそれぞれについて、欠陥像（２１）の位置を表わす領域代表点（２３）を定めるステップ（Ｓ０２〜Ｓ０４）と、
（Ｂ）領域代表点（２３）の間の距離から、欠陥像（２１）のうちの一の欠陥像（２１）が他の欠陥像（２１）と同一の欠陥に起因するか否かを判断するステップ（Ｓ０５、Ｓ０６）
とを具備する。
【００１０】
前記（Ｂ）ステップは、同一の断面の２つの欠陥像（２１）の領域代表点（２３）の間の距離から、前記２つの欠陥像（２１）が同一の欠陥に起因するか否かを判断するステップ（Ｓ０５）を備えることが好ましい。また、前記（Ｂ）ステップは、異なる断面の２つの欠陥像（２１）の前記領域代表点（２３）の間の前記断面に平行な面内方向における距離から、前記２つの欠陥像（２１）が同一の欠陥に起因するか否かを判断するステップ（Ｓ０６）を備えることも好ましい。
【００１１】
このような超音波探傷データの処理方法では、領域代表点（２３）によって欠陥像（２１）の位置が代表して表され、且つ、その領域代表点（２３）の間の距離に基づいて欠陥の同一性が判断される。従って、複数の欠陥像が表れている場合に、その複数の欠陥像が単一の欠陥に起因するのか複数の欠陥に起因するのかを、デジタル演算処理によってより正確に判別することができる。
【００１２】
前記（Ａ）ステップは、
（Ａ１）欠陥像（２１）を囲むように矩形領域（２２）を定めるステップと、
（Ａ２）矩形領域（２２）の対角線の交点を領域代表点（２３）として定めるステップ
とを備えることが好ましい。
【００１３】
その代わりに、前記（Ａ）ステップは、
（Ａ３）欠陥像（２１）のうちの、エコー高さが所定値以上であるエコーピーク領域を囲むように矩形領域を定めるステップと
（Ａ４）前記矩形領域の対角線の交点を前記領域代表点（２３）として定めるステップ
とを備えることも好ましい。
【００１４】
前記超音波探傷では、所定の走査方向に沿って探触子（６）を走査しながら、複数の断面の探傷データが取得されることがある。この場合、当該処理方法が、更に、（Ｃ）前記複数の断面のうちの対象断面の前記探傷データを、前記対象断面の前記走査方向前方及び／又は前記走査方向後方に隣接する所定数の隣接断面の探傷データを用いて修正することにより修正後探傷データを生成するステップ（Ｓ１１）を具備し、且つ、前記（Ａ）ステップでは、前記修正後探傷データから欠陥に対応する欠陥像（２１）が認識されることが好ましい。
【００１５】
前記（Ｃ）ステップは、（Ｃ１）前記対象断面の各位置のエコー高さのデータが前記隣接断面の同一位置のエコー高さに応じて増加されるように前記対象断面の前記探傷データを修正することにより前記修正後探傷データを生成するステップ（Ｓ１１）を備えることが好ましい。
【００１６】
この場合、前記（Ｃ１）ステップは、前記対象断面の前記各位置のエコー高さのデータが、前記対象断面及び前記隣接断面の同一位置のエコー高さの最大値になるように前記探傷データを修正することにより前記修正後探傷データを生成するステップを備えることが好ましい。
【００１７】
欠陥の走査方向の長さは、当該欠陥に対応する欠陥像が現れている連続した断面の数に基づいて測定可能である。ただし、対象断面の探傷データが、隣接断面の探傷データを用いて修正される場合には、欠陥の長さは、修正に用いられた前記隣接断面の数に加えて、前記対象断面の前記探傷データの修正に用いられた前記隣接断面の数に基づいて算出されることが好適である。
【００１８】
本発明による探傷データ処理プログラムは、超音波探傷によって得られた探傷データを演算装置（１０）に処理させるためのプログラムである。当該プログラムは、
（Ａ）前記探傷データに基づいて被検体（２）に存在する欠陥に対応する欠陥像（２１）を認識し、欠陥像（２１）のそれぞれについて、欠陥像（２１）の位置を表わす領域代表点（２３）を定めるステップと、
（Ｂ）領域代表点（２３）の間の距離から、欠陥像（２１）のうちの一の欠陥像（２１）が他の欠陥像（２１）と同一の欠陥に起因するか否かを判断するステップ
とを演算装置（１０）に実行させる。
【００１９】
本発明による超音波探傷データ処理装置は、超音波探傷によって得られた探傷データに基づいて被検体（２）に存在する欠陥に対応する欠陥像（２１）を認識し、欠陥像（２１）のそれぞれについて、欠陥像（２１）の位置を表わす領域代表点（２３）を定める手段（１０）と、領域代表点（２３）の間の距離から、欠陥像（２１）のうちの一の欠陥像（２１）が他の欠陥像（２１）と同一の欠陥に起因するか否かを判断する手段（１０）とを具備する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、超音波画像に複数の欠陥像が表れている場合に、実際には単一の欠陥に起因するのか複数の欠陥に起因するのかを、より正確に判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明による超音波探傷データの処理方法の第１の実施形態において使用される自動超音波探傷システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、図１の自動超音波探傷システムによって探傷データを取得する手順を示す概念図である。
【図３】図３は、図１の自動超音波探傷システムによって探傷データを取得する手順を示す概念図である。
【図４】図４は、探傷データから生成されるＢスコープ画像の例を示す概念図である。
【図５】図５は、探傷データに含まれるＡスコープデータの例を示す概念図である。
【図６】図６は、第１の実施形態における超音波探傷データの処理方法を示すフローチャートである。
【図７Ａ】図７Ａは、欠陥像に矩形領域及び領域代表点を定める方法を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、欠陥像に矩形領域及び領域代表点を定める他の方法を示す図である。
【図８】図８は、同一の断面に表れている複数の欠陥像が同一の欠陥に起因するものか否かを判定する処理を示す図である。
【図９】図９は、隣接する断面に表れている欠陥像が同一の欠陥に起因するものか否かを判定する処理を示す図である。
【図１０】図１０は、欠陥の延伸方向が３次元的に変化すると、隣接する断面の間の欠陥像の対応付けが正しく行われないことがある理由を説明する図である。
【図１１】図１１は、第２の実施形態における超音波探傷データの処理方法を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、第２の実施形態における断面間強調処理を説明する図である。
【図１３】図１３は、第２の実施形態における断面間強調処理を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１の実施形態）
第１の実施形態では、本発明による超音波探傷データの処理方法が、以下に述べられるような超音波探傷検査に適用される。
【００２３】
図１は、本実施形態において使用される自動超音波探傷システム１の構成、及び被検体２の構成を示している。本実施形態では、自動超音波探傷システム１によって探傷される被検体２は、突合せ溶接された２枚の鋼板３、４である。以下では、鋼板３、４の溶接部５、及びその周辺の探傷が行われる場合について説明が行われるが、被検体２がこのような構造に限定されないことは、当業者に自明であろう。
【００２４】
本実施形態では、自動超音波探傷システム１は、探触子６と、探触子６を所望の走査方向に走査する走査装置７と、制御装置８と、表示装置９と、演算装置１０を備えている。本実施形態では、鋼板３、４の溶接線に沿った方向に探触子６の走査方向が定められる。以下の説明では、走査方向をｚ軸方向とし、走査方向に垂直で、且つ、鋼板３の表面に平行な方向をｘ軸方向とするｘｙｚ直交座標系が使用されることに留意されたい。
【００２５】
探触子６は、制御装置８から供給される電気信号に応答して超音波ビームを被検体２に入射し、更に、被検体２から反射波を受けとって反射波に対応する電気信号を生成する。探触子６は、探触子６はｘｙ平面に平行な平面内で一列に並べられた複数の超音波振動子で構成されており、探触子６は、ｘｙ平面に平行な面内で超音波ビームを電子的に走査するフェイズドアレイとして機能することが可能である。
【００２６】
走査装置７は、レール１１と探触子保持機構１２とを備えている。レール１１は、走査方向、即ち、被検体２の溶接線の方向に延設されている。探触子保持機構１２は、探触子６を保持する。探触子保持機構１２は、レール１１の上に探傷方向に移動可能に載置されており、探触子６の走査は、探触子保持機構１２がレール１１の上を移動することによって行われる。探触子６の走査方向の位置は、レール１１に設けられたエンコーダ（図示されない）によって検出可能である。
【００２７】
制御装置８は、探触子６を制御すると共に、被検体２の探傷を行うための様々な演算を行う。具体的には、制御装置８は、探触子６に電気信号を供給して探触子６に超音波ビームを発生させる。更に、制御装置８は、探触子６が受け取った反射波の波形に対応するデータである探傷データを記憶装置（図示されない）に保存する。制御装置８は、更に、探傷データから様々な超音波画像、即ち、Ａスコープ画像、Ｂスコープ画像、Ｃスコープ画像、Ｄスコープ画像を生成し、表示装置９に表示する機能を有している。
【００２８】
演算装置１０は、制御装置８に保存された探傷データについて様々なデジタル演算処理を行い、これにより、被検体２に存在する欠陥の分析、特に、欠陥の大きさの算出を行う。
【００２９】
本実施形態の自動超音波探傷システム１は、図２に示されているように、超音波ビームをｘｙ平面内については電子的に走査し、ｚ軸方向については機械的に走査するように構成されている。超音波ビームは、探触子６と被検体２との接触面の任意の位置から任意の方向に向けて入射可能である。詳細には、探触子６を構成する複数の超音波振動子のうち、連続して並ぶ所定数の超音波振動子が選択され、その選択された超音波振動子が励起されて超音波ビームが被検体２に入射される。励起される超音波振動子の組み合わせは、しばしば「フォーカルロー」と呼ばれる。例えば、６個の超音波振動子が同時に励起される場合には、探触子６の左端から６番目までの超音波振動子が、一の「フォーカルロー」を構成し、左から２番目から７番目までの超音波振動子が、他の「フォーカルロー」を構成する。超音波ビームが入射される位置は、探触子６を構成する超音波振動子のうちの励起される超音波振動子の組み合わせ（すなわち、フォーカルロー）によって定まり、超音波ビームが入射される方向は、励起される超音波振動子に供給される電気信号の位相差によって定まる。
【００３０】
超音波ビームの経路特性は、励起される超音波振動子の組み合わせ、及び超音波ビームの入射方向（即ち、電気信号の位相差）で決定される。例えば、図２に示されているように、左端から６番目までの超音波振動子が励起される超音波振動子として選択され、それらの超音波振動子に所定の位相差の電気信号が供給されることにより、フォーカルロー”１”の超音波ビームが発生される。その超音波ビームの反射波の波形が、フォーカルロー”１”のＡスコープデータとして取得される。同様に、左から２番目から７番目までの超音波振動子が励起される超音波振動子として選択され、それらの超音波振動子に所定の位相差の電気信号が供給されることにより、フォーカルロー”２”の超音波ビームが発生される。自動超音波探傷システム１によって取得される探傷データは、フォーカルローを識別する識別子と、各フォーカルローのＡスコープデータ（即ち、各フォーカルローについて発生された超音波ビームの反射波の波形を示すデータ）で構成される。
【００３１】
自動超音波探傷システム１による探傷データの取得は、下記の手順で行われる。図３を参照して、まず、走査装置７によって探触子６が被検体２の所望の断面ｉに位置合わせされる。その断面ｉのあるフォーカルローが選択され、そのフォーカルローについてＡスコープデータが取得される。図５に示されているように、本実施形態では、Ａスコープデータは、当該フォーカルローの各路程におけるエコー高さ（即ち、反射波の信号レベル）として記述される。エコー高さは、所定の数値範囲の数値で、本実施形態では０以上１００以下の数値で表現される。ただし、反射波の信号レベルが所定値以上である場合、Ａスコープデータに記述されるエコー高さは数値範囲の上限値と定められる。同様の手順により、断面ｉの規定されたフォーカルローの全てについて、Ａスコープデータが取得される。
【００３２】
続いて探触子６が走査方向（ｚ軸方向）に移動され、隣接する断面ｉ＋１に位置合わせされる。断面ｉ＋１についても同様に、規定されたフォーカルローの全てについて、Ａスコープデータが取得される。同様な手順が被検体２の所望の全ての断面について繰り返されることにより、被検体２全体について探傷データが取得される。本実施形態では、Ａスコープデータが取得されるフォーカルローは、全ての断面について同一である。即ち、同一のフォーカルローの同一の路程のエコー高さのデータは、全ての断面の同一位置のエコー高さのデータを表している。
【００３３】
取得されたＡスコープデータを演算処理することにより、様々な超音波画像、即ち、Ｂスコープ画像、Ｃスコープ画像、Ｄスコープ画像を得ることができる。例えば、ある断面について得られたＡスコープデータからは、当該断面のＢスコープ画像を生成することができる。図４は、ある断面のＢスコープ画像の概念図である。Ｂスコープ画像は、被検体２のｘｙ平面に平行な（即ち、走査方向に垂直な）断面の各位置におけるエコーの高さを色調又は階調によって表す画像である。図４において、横軸は、超音波ビームが入射される位置（即ち、励起される超音波振動子の組み合わせ）を示しており、θは、超音波ビームの入射方向を示している。ある断面のＢスコープ画像は、当該断面において欠陥が存在すると考えられる位置を視覚的に示している。図４に示されているように、Ｂスコープ画像に欠陥像１３が表れている場合には、その欠陥像１３の位置に欠陥が存在すると考えられる。
【００３４】
Ｂスコープ画像は欠陥の位置を概ね表しているが、各断面のＢスコープ画像から欠陥の大きさを得るには２つの問題がある。第１の問題は、上述されているように、Ｂスコープ画像に現れた欠陥像は、実際に被検体２に存在する欠陥と必ずしも１対１に対応していないことである；同一の断面に２つの欠陥像が現れても、それらは実際には１つの欠陥に起因するかもしれない。第２の問題は、隣接する断面のＢスコープ画像に表れる欠陥像の間の対応付けである。指示長さ、即ち、欠陥の走査方向への長さを同定するためには、ある断面のＢスコープ画像に表れている欠陥像と、他の断面のＢスコープ画像に表れている欠陥像とが同一の欠陥に起因するものか否かを判断する必要がある。
【００３５】
本実施形態の超音波探傷データの処理方法の主題は、Ｂスコープ画像に現れる欠陥像と実際の欠陥との対応付けをデジタル演算処理によって自動的に行い、これにより、欠陥の寸法を自動的に算出可能にすることにある。以下、演算装置１０によって行われるデジタル演算処理が詳細に説明される。
【００３６】
図６は、本実施形態で行われるデジタル演算処理の処理手順を示すフローチャートである。演算装置１０には、下記の処理手順を実行するためのプログラムがインストールされており、そのプログラムが演算装置１０によって実行されることによって探傷データの処理が行われる。
【００３７】
まず、得られた探傷データについて閾値カット処理が行われる（ステップＳ０１）。閾値カット処理では、全てのＡスコープデータについて、所定の閾値よりも小さいエコー高さのデータを、全て０に置換する処理が行われる。これにより、バックグラウンドレベルのエコーが全て除去される。この閾値カット処理は、欠陥像を互いに分離する役割も有している。ある位置のエコー高さが０でない（即ち、所定の閾値以上である）場合には、その位置は、欠陥に対応する欠陥像が存在する領域に属しており、一方、ある位置のエコー高さが０であれば、その位置は、欠陥像の領域の外側である。
【００３８】
続いて、Ｂスコープ画像が作成される（ステップＳ０２）。このＢスコープ画像には、被検体２の各位置のエコー高さが色調又は階調として表現される。
【００３９】
更に、Ｂスコープ画像に表れる欠陥像が識別される（ステップＳ０３）。欠陥像の識別は、以下の手順で行われる。まず、Ｂスコープ画像上で、エコー高さが０でない位置が検索される。エコー高さが０でない位置が発見されると、その位置を始点としてＢスコープ画像内を垂直方向及び水平方向の両方に走査することにより、当該位置を含む、その内部の全ての位置についてエコー高さが０でない連続した領域が認識される。その領域が、欠陥像の領域として認識される。
【００４０】
続いて、各断面のＢスコープ画像に表れた欠陥像のそれぞれについて矩形領域が定められ、更に、その矩形領域について領域代表点が定められる（ステップＳ０４）。領域代表点とは、矩形領域の位置、即ち、欠陥像の位置を表わす点である。一実施形態では、図７Ａに示されているように、欠陥像２１を囲んで外接する矩形領域２２が定められ、その矩形領域２２の対角線の交点が領域代表点２３として定められる。
【００４１】
その代わりに、図７Ｂに示されているように、矩形領域２２が、欠陥像２１のうちのエコーピーク領域２４を囲んで外接するように定められ、その矩形領域２２の対角線の交点が領域代表点２３として定められてもよい。エコーピーク領域２４とは、その内部の全ての位置において、エコー高さが上限値をとる連続した領域のことである。上述されているように、Ａスコープデータのエコー高さの数値範囲には上限値が定められていることに留意されたい。被検体２のある位置のエコー高さが所定値よりも高い場合、Ａスコープデータでは、その位置のエコー高さは当該上限値であると記述される。
【００４２】
欠陥像２１に外接する矩形領域２２の対角線の交点を領域代表点２３として定める前者の方法は、エコーピーク領域２４に基づく後者の方法と比較して、データ処理量が少な移転で優れている。一方、エコーピーク領域２４を用いる後者の方法は、欠陥の位置を正確に表現できる点において優れている。
【００４３】
続いて、図６に示されているように、同一の断面に表れている複数の欠陥像２１が同一の欠陥に起因するものか否かを判定する処理が行われる（ステップＳ０５）。この判定には、欠陥像２１それぞれに定められた矩形領域２２の領域代表点２３の位置が使用される。図８に示されているように、２つの欠陥像２１の矩形領域２２の領域代表点２３の間の距離ｄが、所定値Ａよりも大きい場合、その２つの欠陥像２１は、異なる欠陥に起因すると判断される。一方、当該領域代表点２３の間の距離が、所定値Ａ以下である場合、当該２つの欠陥像２１は同一の欠陥に起因すると判断される。
【００４４】
例えば、各矩形領域２２ｊの領域代表点２３ｊの座標を（ｘｊ，ｙｊ）とすると、矩形領域２２ｊ、２２ｊ＋１それぞれの領域代表点２３ｊ、２３ｊ＋１の間の距離ｄｊ、ｊ＋１は、下記式で表される：
ｄ１（ｊ，ｊ＋１）＝√｛（ｘｊ−ｘｊ＋１）２＋（ｙｊ−ｙｊ＋１）２｝．
図８の例では、ｄ（ｊ，ｊ＋１）が所定値Ａよりも大きいため、矩形領域２２ｊ、２２ｊ＋１にそれぞれに対応する欠陥像２１は、異なる欠陥に起因すると判断される。一方、矩形領域２２ｊ＋１、２２ｊ＋２それぞれの領域代表点２３ｊ＋１、２３ｊ＋２の間の距離ｄ１（ｊ＋１，ｊ＋２）が所定値Ａ以下であるため、矩形領域２２ｊ、２２ｊ＋１にそれぞれに対応する欠陥像２１は、同一の欠陥に起因すると判断される。
【００４５】
演算装置１０は、超音波探傷が行われた断面のそれぞれについて、同一の欠陥に起因すると判断された当該欠陥像２１を関連付ける。これは、同一の欠陥に起因する欠陥像２１に同一の欠陥ＩＤを付与し、異なる欠陥に起因する欠陥像２１に、異なる欠陥ＩＤを付与することによって行われる。
【００４６】
続いて、図６に示されているように、隣接する断面に表れている欠陥像２１が同一の欠陥に起因するものか否かを判定する処理が行われる（ステップＳ０６）。この判定においても、欠陥像２１のそれぞれに定められた矩形領域２２の領域代表点２３の位置が使用される。ある断面の欠陥像２１と、それに隣接する断面の欠陥像２１との全ての組み合わせについて、対応する矩形領域２２の領域代表点２３の間の面内方向における距離ｄ２が算出される。面内方向における距離ｄ２とは、異なる断面の矩形領域２２の領域代表点２３をｘｙ平面に投影したときにおける、領域代表点２３の投影点の間の距離のことである。断面ｉの矩形領域２２ｉ，ｊの領域代表点２３ｉ，ｊと、断面ｉに隣接する断面ｉ＋１の矩形領域２２ｉ＋１，ｋの領域代表点２３ｉ＋１，ｋの、面内方向における距離ｄ（ｉ，ｊ）（ｉ＋１、ｋ）は、下記の式で表される：
ｄｉ，ｉ＋１（ｊ、ｋ）＝√｛（ｘｉ，ｊ−ｘｉ＋１，ｋ）２＋（ｙｉ，ｊ−ｙｉ＋１，ｋ）２｝，
ここで、（ｘｉ，ｊ，ｙｉ，ｊ）は、断面ｉの矩形領域２２ｉ，ｊの領域代表点２３ｉ，ｊのｘｙ座標であり、（ｘｉ＋１，ｋ，ｙｉ＋１，ｋ）は、断面ｉ＋１の矩形領域２２ｉ＋１，ｋの領域代表点２３ｉ＋１，ｊのｘｙ座標である。
【００４７】
図９に示されているように、断面ｉの矩形領域２２ｉ，ｊの領域代表点２３ｉ，ｊと、断面ｉに隣接する断面ｉ＋１の矩形領域２２ｉ＋１，ｋの領域代表点２３ｉ＋１，ｋの、面内方向における距離ｄ２が所定値Ｂよりも大きい場合、断面ｉの矩形領域２２ｉ，ｊに対応する欠陥像２１と、断面ｉ＋１の矩形領域２２ｉ＋１，ｋに対応する欠陥像２１とは、異なる欠陥に起因すると判断される。所定値Ｂは、上述のステップＳ０５で使用される所定値Ａよりも大きい一定の値である。一方、領域代表点２３ｉ，ｊ、２３ｉ＋１、ｋの間の距離が、所定値Ｂ以下である場合、当該２つの欠陥像２１は同一の欠陥に起因すると判断される。
【００４８】
図９の例では、断面ｉの矩形領域２２ｉ，ｊ、断面ｉ＋１の矩形領域２２ｉ＋１，ｋ、断面ｉ＋２の矩形領域２２ｉ＋１，ｍのそれぞれに対応する欠陥像２１が同一の欠陥に起因すると判断されている一方、断面ｉ＋３の矩形領域２２ｉ＋１，ｎに対応する欠陥像２１は、異なる欠陥に起因すると判断されている。
【００４９】
演算装置１０は、同一の欠陥に起因すると判断された当該欠陥像２１を関連付ける。これは、同一の欠陥に起因する欠陥像２１に同一の欠陥ＩＤを付与し、異なる欠陥に起因する欠陥像２１に、異なる欠陥ＩＤを付与することによって行われる。
【００５０】
ステップＳ０５において、ある断面の２つの欠陥像２１が異なる欠陥に起因すると判断されたとしても、ステップＳ０６においてその判断が修正され、その結果、同一の欠陥ＩＤが付与され得ることに留意されたい。例えば、ステップＳ０５において、断面ｉの２つの欠陥像２１が異なる欠陥に起因すると判断された場合でも、ステップＳ０６において、それに隣接する断面ｉのある欠陥像２１と、それら２つの欠陥像２１が同一の欠陥に起因すると判断された場合には、最終的には、それら３つの欠陥像２１が同一の欠陥に起因すると判断され、同一の欠陥ＩＤが付与される。
【００５１】
続いて、欠陥のそれぞれについて、欠陥の指示長さが測定される（ステップＳ０７）。同一の欠陥に起因すると判断された（即ち、同一の欠陥ＩＤが付与された）欠陥像２１が、連続するＮ枚の断面に現れている場合、指示長さは、（Ｎ−１）・Ｄであると判断される。ここでＤは、隣接する２枚の断面の間の距離である。
【００５２】
以上に説明されているように、本実施形態では、同一の断面内にある欠陥像２１それぞれに定められた矩形領域２２の領域代表点２３の間の距離に基づいて、当該欠陥像２１が同一の欠陥に起因するかが判断される。更に、隣接する断面にある欠陥像２１それぞれに定められた矩形領域２２の領域代表点２３の間の面内方向の距離に基づいて、当該欠陥像２１が同一の欠陥に起因するかが判断される。これにより、欠陥像が単一の欠陥に起因するのか複数の欠陥に起因するのかを正しく識別し、欠陥の大きさをデジタル演算処理によって正しく評価することができる。
【００５３】
（第２の実施形態）
欠陥の延伸方向が３次元的に変化すると、隣接する断面の間の欠陥像の対応付けが正しく行われない場合がある。図１０は、その理由を説明する図である。図１０に示されているように、欠陥２５は、必ずしも、被検体２の表面に平行に延伸しているとは限らない。例えば、断面ｉ１、ｉ３においては欠陥２５の延伸方向が被検体２の表面に平行であるが、その間の断面ｉ２では欠陥２５の延伸方向が被検体２の表面に対して斜めである場合があり得る。このような場合、断面ｉ１、ｉ３においては探触子６に反射波が帰ってくるものの、断面ｉ２においては、探触子６に反射波が帰ってこない可能性がある。即ち、断面ｉ１、ｉ３においては欠陥２５によるエコーの高さが高いものの断面ｉ２においては欠陥２５によるエコーの高さが低い場合がある。このような場合、断面ｉ２に欠陥像が現れないことがある。例えば、断面ｉ２における欠陥２５によるエコーの高さが、閾値カット処理（ステップＳ０１）で使用される閾値よりも低いと、その断面ｉ２には欠陥２５に対応する欠陥像が現れない。このような場合、単一の欠陥２５に起因するにも関らず、断面ｉ１、ｉ３に現れる欠陥像が２つの欠陥であると認識され、結果として、欠陥の大きさが正しく評価されない。
【００５４】
このような不具合を防ぐために、本実施形態では、断面間強調処理が行われる。断面間強調処理とは、ある対象断面の探傷データを（即ち、ある対象断面の各位置のエコー高さのデータ）を、当該対象断面の近傍の断面の探傷データを用いて修正する処理である。以下では、本実施形態で行われるデジタル演算処理の処理手順が詳細に説明される。
【００５５】
図１１は、本実施形態で行われるデジタル演算処理の処理手順を示すフローチャートである。本実施形態では、閾値カット処理（ステップＳ０１）が行われた後に、上述された断面間強調処理が行われる（ステップＳ１１）。更に、断面間強調処理が行われた探傷データからＢスコープ画像が作成される（ステップＳ１２）。その後、第１の実施形態と同様に、欠陥像の認識（ステップＳ０２）、矩形領域と領域代表点の定義（ステップＳ０４）、欠陥像の同一性の判定（ステップＳ０５、Ｓ０６）、及び欠陥の指示長さの算出（ステップＳ０７）が行われる。
【００５６】
本実施形態の断面間強調処理（ステップＳ１１）では、図１２に示されているように、断面ｉの探傷データが、走査方向後方に隣接する２枚の断面ｉ−２、ｉ−１、及び走査方向前方に隣接する断面ｉ＋１、ｉ＋２の探傷データを用いて修正される。詳細には、本実施形態の断面間強調処理では、断面ｉのある位置のエコー高さのデータは、５枚の断面ｉ−２〜ｉ＋２の同一位置のエコー高さのデータの最大値に修正される。Ａスコープデータが取得されるフォーカルローが全ての断面について同一である本実施形態では、処理後の断面ｉのフォーカルローｊの路程ｋのエコー高さのデータＨ’ｉ，ｊ，ｋは、下記のように表される：
Ｈ’ｉ，ｊ，ｋ＝
ｍａｘ［Ｈｉ−２，ｊ，ｋ，Ｈｉ−１，ｊ，ｋ，Ｈｉ，ｊ，ｋ，Ｈｉ＋１，ｊ，ｋ，Ｈｉ＋２，ｊ，ｋ］，
ここで、ｍａｘ［ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４，ｘ５］は、ｘ１〜ｘ５の最大値であり、Ｈｉ，ｊ，ｋは、断面ｉのフォーカルローｊの路程ｋのエコー高さである。
【００５７】
図１３は、断面間強調処理の具体例を示すグラフである。図１３の上段は、断面ｉ−２〜ｉ＋２のある同一のフォーカルローのＡスコープデータを示しており、下段は、断面間強調処理後における断面ｉの当該フォーカルローのＡスコープデータを示している。例えば、断面ｉ−２の路程”４”のエコー高さが、「７０」であり、他の断面ｉ−１、ｉ、ｉ＋１、ｉ＋２の路程”４”のエコー高さが「０」である場合、断面間強調処理後の断面ｉの当該フォーカルローのＡスコープデータの路程”４”のエコー高さのデータは、「７０」である。同様に、断面ｉ−１の路程”５”のエコー高さが、「８０」であり、他の断面ｉ−２、ｉ、ｉ＋１、ｉ＋２の路程”５”のエコー高さが「０」である場合、断面間強調処理後の断面ｉの当該フォーカルローのＡスコープデータの路程”５”のエコー高さのデータは、「８０」である。
【００５８】
このような断面間強調処理によれば、ある対象断面のある位置のエコー高さが低い場合でも、隣接する断面の同一位置のエコー高さが高ければ、当該対象断面の当該位置のエコー高さのデータが高くなるように修正される。従って、欠陥の形状の３次元的な変化によって対象断面のエコー高さが低くなっても、その対象断面のＢスコープ画像から欠陥像が失われない。これは、単一の欠陥２５に起因するにも関らず、断面ｉ１、ｉ３に現れる欠陥像が２つの欠陥であると認識されることを有効に防ぐ。
【００５９】
断面間強調処理では、断面ｉのある位置のエコー高さよりも断面ｉ−２、ｉ−１、ｉ＋１、ｉ＋２の同一位置のエコー高さが高い場合に、断面ｉの当該位置のエコー高さのデータが増加されるように修正されるような処理であれば、異なる処理が行われてもよい。例えば、断面ｉのある位置のエコー高さのデータが、５枚の断面ｉ−２〜ｉ＋２の同一位置のエコー高さのデータの平均値よりも低いレベルの場合にのみ当該平均値に修正されることも可能である。ただし、断面ｉのある位置のエコー高さのデータを、５枚の断面ｉ−２〜ｉ＋２の同一位置のエコー高さのデータの最大値に修正する処理は、欠陥の大きさを実際より小さく評価することがない点で好適である。
【００６０】
なお、本実施形態の断面間強調処理では、走査方向前方に隣接する２枚の断面、及び走査方向後方に隣接する２枚の断面の探傷データが対象断面の探傷データの修正に使用されるが、修正に使用される断面の数が、適宜変更可能であることは当業者には自明的である。走査方向前方に隣接するｎ枚（ｎは１以上の整数）の断面、及び走査方向後方に隣接するｎ枚の断面の探傷データが、対象断面の探傷データの修正に使用されることが可能である。
【００６１】
また、走査方向前方に隣接するｎ枚の断面のみの探傷データのみが対象断面の探傷データの修正に使用され、走査方向後方に隣接するｎ枚の断面が対象断面の探傷データの修正に使用されないことも可能である。同様に、走査方向後方に隣接するｎ枚の断面のみの探傷データのみが対象断面の探傷データの修正に使用され、走査方向前方に隣接するｎ枚の断面が対象断面の探傷データの修正に使用されないことも可能である。ただし、欠陥の大きさが実際より小さく評価されることを防ぐという観点からは、走査方向前方に隣接するｎ枚（ｎは１以上の整数）の断面、及び走査方向後方に隣接するｎ枚の断面の探傷データの両方が対象断面の探傷データの修正に使用されることが好適である。
【００６２】
上述された断面強調処理を行うと、欠陥の形状の３次元的な変化に起因する欠陥像の欠落の問題を有効に回避できる一方で、ステップＳ０７の欠陥の指示長さ（走査方向の長さ）の測定の際、指示長さが実際よりも長く測定されることになる。例えば、走査方向前方に隣接する２枚の断面、及び走査方向後方に隣接する２枚の断面の探傷データが対象断面の探傷データの修正に使用される場合には、指示長さが、断面の間隔の４倍分（即ち、走査方向前方の２断面及び後方の２断面に対応する長さ）だけ実際よりも長く測定されることになる。
【００６３】
このような指示長さの過大評価を避けるためには、ステップＳ０７において、対象断面の探傷データの修正に使用された断面の数に応じて、指示長さが補正されることが好ましい。例えば、走査方向前方に隣接するｎ枚（ｎは１以上の整数）の断面、及び走査方向後方に隣接するｎ枚の断面の探傷データが、対象断面の探傷データの修正に使用される場合には、指示長さＬｄは、下記式に基づいて算出されることが好ましい：
Ｌｄ＝（Ｎ−２ｎ−１）・Ｄ，
ここでＮは、同一の欠陥に対応する欠陥像が連続して現れている断面の数であり、Ｄは、隣接する２枚の断面の間の距離である。
【００６４】
また、走査方向前方に隣接するｎ枚の断面のみが対象断面の探傷データの修正に使用される場合、及び、走査方向後方に隣接するｎ枚の断面のみが対象断面の探傷データの修正に使用される場合には、指示長さＬｄは、下記式に基づいて算出されることが好ましい：
Ｌｄ＝（Ｎ−ｎ−１）・Ｄ．
【００６５】
ステップＳ１１の断面間強調処理は、ステップＳ１の閾値カット処理の前に行われることも可能である。ただし、演算量を減らすという観点からは、ステップＳ１１の断面間強調処理がステップＳ０１の閾値カット処理の後で行われることがより好適である。断面間強調処理を閾値カット処理の後で行う場合には、対象断面及び当該対象断面の探傷データの修正に使用される断面の全ての断面について、ある処理対象の位置（即ち、路程）のエコー高さが０である場合には、当該位置について最大値の算出を行う必要がない。
【００６６】
なお、上述された実施形態では、探触子６をフェイズドアレイとして機能させることによってｘ軸方向への超音波ビームの走査が行われているが、探触子６を機械的にｘ軸方向に走査させながら探傷データを取得してもよい。本願発明が、超音波ビームの走査方法に依存せずに適用可能であることは、当業者には自明的であろう。
【符号の説明】
【００６７】
１：自動超音波探傷システム
２：被検体
３、４：鋼板
５：溶接部
６：探触子
７：走査装置
８：制御装置
９：表示装置
１０：演算装置
１１：レール
１２：探触子保持機構
１３、２１：欠陥像
２２：矩形領域
２３：領域代表点
２４：エコーピーク領域
【図１】
0005167402.tif 000002
【図２】
0005167402.tif 000003
【図３】
0005167402.tif 000004
【図４】
0005167402.tif 000005
【図５】
0005167402.tif 000006
【図６】
0005167402.tif 000007
【図７Ａ】
0005167402.tif 000008
【図７Ｂ】
0005167402.tif 000009
【図８】
0005167402.tif 000010
【図９】
0005167402.tif 000011
【図１０】
0005167402.tif 000012
【図１１】
0005167402.tif 000013
【図１２】
0005167402.tif 000014
【図１３】
0005167402.tif 000015