JPH09138220A - 2次元信号フィルタリング装置 - Google Patents
2次元信号フィルタリング装置Info
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- JPH09138220A JPH09138220A JP7295605A JP29560595A JPH09138220A JP H09138220 A JPH09138220 A JP H09138220A JP 7295605 A JP7295605 A JP 7295605A JP 29560595 A JP29560595 A JP 29560595A JP H09138220 A JPH09138220 A JP H09138220A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】2次元信号フィルタリング装置のフィルタリン
グ精度を向上する。 【解決手段】データ読み込み装置1により2次元の信号
データを読み込み、入力信号行列を出力する。データ変
換装置2は、上記入力信号行列データを操作用ウィンド
ウの形状に応じた演算用の形式に変換する。パラメータ
計算装置4は、データ変換装置2で変換された変換信号
データと教師データ作成装置3で作成された教師信号デ
ータを用いて、フィルタリングパラメータを最小二乗法
で計算する。フィルタリング装置5は、上記フィルタリ
ングパラメータを用いて別のもしくはデータ変換装置2
で変換された変換信号データに対してフィルタリングを
行ない、フィルタリング信号を計算する。このフィルタ
リング装置5で計算されたフィルタリング信号をデータ
逆変換装置6に入力し、入力信号データと同じ2次元結
果信号に復元する。
グ精度を向上する。 【解決手段】データ読み込み装置1により2次元の信号
データを読み込み、入力信号行列を出力する。データ変
換装置2は、上記入力信号行列データを操作用ウィンド
ウの形状に応じた演算用の形式に変換する。パラメータ
計算装置4は、データ変換装置2で変換された変換信号
データと教師データ作成装置3で作成された教師信号デ
ータを用いて、フィルタリングパラメータを最小二乗法
で計算する。フィルタリング装置5は、上記フィルタリ
ングパラメータを用いて別のもしくはデータ変換装置2
で変換された変換信号データに対してフィルタリングを
行ない、フィルタリング信号を計算する。このフィルタ
リング装置5で計算されたフィルタリング信号をデータ
逆変換装置6に入力し、入力信号データと同じ2次元結
果信号に復元する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、2次元信号につい
て、信号形状や大きさによってはフィルタリングでき
ず、複数信号の相関関係を利用することでフィルタリン
グできる場合に、その2次元信号に対してフィルタリン
グを行なう2次元信号フィルタリング装置に関する。
て、信号形状や大きさによってはフィルタリングでき
ず、複数信号の相関関係を利用することでフィルタリン
グできる場合に、その2次元信号に対してフィルタリン
グを行なう2次元信号フィルタリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば管の状態を非破壊検査する1手法
である多重周波数渦電流検査において、信号が2次元的
な場合、2次元信号フィルタリング装置が使用される。
従来、複数の2次元信号に対して、信号の相関関係を利
用してフィルタリングを行なう場合、2次元結果信号の
座標(x0 ,y0 )の位置の値を計算するには、各原信
号の2次元上の同じ位置、即ち(x0 ,y0 )の値のみ
を用いる。この方法を数式を含めて各装置の機能で表す
と図8に示すような構成となる。
である多重周波数渦電流検査において、信号が2次元的
な場合、2次元信号フィルタリング装置が使用される。
従来、複数の2次元信号に対して、信号の相関関係を利
用してフィルタリングを行なう場合、2次元結果信号の
座標(x0 ,y0 )の位置の値を計算するには、各原信
号の2次元上の同じ位置、即ち(x0 ,y0 )の値のみ
を用いる。この方法を数式を含めて各装置の機能で表す
と図8に示すような構成となる。
【0003】まず、フィルタリングパラメータがすでに
求まっている場合の2次元結果信号の計算方法を説明す
る。求める結果信号を r(x,y),z=z1 ,…,xN ,y=y1 ,…,y
M と表し、入力される複数の2次元原信号を s1 (x,y),…sn (x,y) と表すものとする。ここで、1,…,nは複数の原信号
区別する添え字である。原信号は、図8に示すようにデ
ータ読み込み装置1により読み込まれる。このデータ読
み込み装置1により読み込まれた原信号は、教師データ
作成装置3、パラメータ計算装置4及びフィルタリング
装置5に入力される。また、教師データ作成装置3で作
成された教師信号データは、パラメータ計算装置4に入
力され、このパラメータ計算装置4で計算されたパラメ
ータがフィルタリング装置5に送られる。
求まっている場合の2次元結果信号の計算方法を説明す
る。求める結果信号を r(x,y),z=z1 ,…,xN ,y=y1 ,…,y
M と表し、入力される複数の2次元原信号を s1 (x,y),…sn (x,y) と表すものとする。ここで、1,…,nは複数の原信号
区別する添え字である。原信号は、図8に示すようにデ
ータ読み込み装置1により読み込まれる。このデータ読
み込み装置1により読み込まれた原信号は、教師データ
作成装置3、パラメータ計算装置4及びフィルタリング
装置5に入力される。また、教師データ作成装置3で作
成された教師信号データは、パラメータ計算装置4に入
力され、このパラメータ計算装置4で計算されたパラメ
ータがフィルタリング装置5に送られる。
【0004】従来手法は、2次元結果信号のある位置
(x0 ,y0 )の位置の値を計算するには、各原信号の
2次元上の同じ位置、即ち(x0 ,y0 )の値のみを用
いるが、この時、入力信号行列Aは、原信号s1 (x,
y),…sn (x,y)から
(x0 ,y0 )の位置の値を計算するには、各原信号の
2次元上の同じ位置、即ち(x0 ,y0 )の値のみを用
いるが、この時、入力信号行列Aは、原信号s1 (x,
y),…sn (x,y)から
【0005】
【数1】 と表される。行列の各列ベクトルは、複数信号の1つ1
つを並べたものである。並べる規則は一貫していればど
のような並びでも良い。また、行列の各ベクトル内の成
分は、各2次元信号の2次元状の並びを何らかの規則で
一列に並べたものである。並べる規則は一貫していれば
どのような並びでも良い。この変換は、後段の処理を行
列演算で済ませるために必要なものである。
つを並べたものである。並べる規則は一貫していればど
のような並びでも良い。また、行列の各ベクトル内の成
分は、各2次元信号の2次元状の並びを何らかの規則で
一列に並べたものである。並べる規則は一貫していれば
どのような並びでも良い。この変換は、後段の処理を行
列演算で済ませるために必要なものである。
【0006】フィルタリングパラメータを^W=(W
1 ,W2 ,…,Wn )のように表すと、フィルタリング
信号は変換信号Aを用いてフィルタリング装置5により
次のように計算される。
1 ,W2 ,…,Wn )のように表すと、フィルタリング
信号は変換信号Aを用いてフィルタリング装置5により
次のように計算される。
【0007】^r=A・^Wtこのようにして得られた
フィルタリング信号^rは、信号行列Aの列ベクトルと
同じ順番に2次元画像でのx−y座標を並べたベクトル
である。なお、^Wtは、^Wの転置ベクトルである。
フィルタリング信号^rは、信号行列Aの列ベクトルと
同じ順番に2次元画像でのx−y座標を並べたベクトル
である。なお、^Wtは、^Wの転置ベクトルである。
【0008】そして、最後にデータ逆変換装置6によ
り、原信号と同様の2次元結果信号に逆変換する。信号
行列Aの列方向は画像での(x1 ,y1 )から(xN ,
yM )までの位置の変化に対応しているので、フィルタ
リング信号の^rの列方向も同様である。これを信号行
列Aを作るときと逆に2次元に並べ直す。これにより、
最終的な2次元結果信号が得られる。
り、原信号と同様の2次元結果信号に逆変換する。信号
行列Aの列方向は画像での(x1 ,y1 )から(xN ,
yM )までの位置の変化に対応しているので、フィルタ
リング信号の^rの列方向も同様である。これを信号行
列Aを作るときと逆に2次元に並べ直す。これにより、
最終的な2次元結果信号が得られる。
【0009】次にフィルタリングパラメータを求める処
理について説明する。信号発生要因の明らかな入力信号
と、処理の結果、その信号がどのようになれば良いかを
表す教師信号が与えられると、フィルタリングパラメー
タは、パラメータ計算装置4により次のように計算され
る。
理について説明する。信号発生要因の明らかな入力信号
と、処理の結果、その信号がどのようになれば良いかを
表す教師信号が与えられると、フィルタリングパラメー
タは、パラメータ計算装置4により次のように計算され
る。
【0010】原信号をs1 (x,y),…sn (x,
y)とし、教師信号の2次元表現をg(x,y)とする
と、フィルタリングパラメータは、結果信号と教師信号
の誤差が最小になるように決める。即ち、パラメータ計
算装置4は、次の式を満たすパラメータを求める。
y)とし、教師信号の2次元表現をg(x,y)とする
と、フィルタリングパラメータは、結果信号と教師信号
の誤差が最小になるように決める。即ち、パラメータ計
算装置4は、次の式を満たすパラメータを求める。
【0011】
【数2】
【0012】上記(3)式を満たす^Wは、公知技術で
ある重回帰分析により次のようにして求められる。 ^Wt =[At ・A]-1・A・^g …(4) ここで[・]-1は、逆行列を表す。また、^gは、教師
信号の2次元表現のg(x,y)をデータ変換装置と同
様の方式で変換した信号である。
ある重回帰分析により次のようにして求められる。 ^Wt =[At ・A]-1・A・^g …(4) ここで[・]-1は、逆行列を表す。また、^gは、教師
信号の2次元表現のg(x,y)をデータ変換装置と同
様の方式で変換した信号である。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】従来の2次元信号フィ
ルタリング装置は、2次元信号のある座標の値を決定す
る際に、複数入力信号それぞれの同じ座標の値のみを用
いる。これは、フィルタリングして残したい主信号発生
要因(例えば画像の場合はターゲット物体、渦電流検査
の場合は管の傷等)が複数入力信号の各座標の値に及ぼ
す影響に関して以下の仮定をしていることに相当する。
ルタリング装置は、2次元信号のある座標の値を決定す
る際に、複数入力信号それぞれの同じ座標の値のみを用
いる。これは、フィルタリングして残したい主信号発生
要因(例えば画像の場合はターゲット物体、渦電流検査
の場合は管の傷等)が複数入力信号の各座標の値に及ぼ
す影響に関して以下の仮定をしていることに相当する。
【0014】(1)主信号発生要因が、複数の原信号の
それぞれに対して及ぼす影響範囲に広がりがない。即
ち、座標(x0 ,y0 )にある信号発生要因は、入力信
号の全てに対して、座標(x0 ,y0 )の値のみに影響
を与え、その他(x0 +1,y0 +1)等への影響はな
い。
それぞれに対して及ぼす影響範囲に広がりがない。即
ち、座標(x0 ,y0 )にある信号発生要因は、入力信
号の全てに対して、座標(x0 ,y0 )の値のみに影響
を与え、その他(x0 +1,y0 +1)等への影響はな
い。
【0015】(2)従って、主信号発生要因が及ぼす影
響範囲が複数の原信号毎に異なることもない。 (3)また、信号発生要因毎に周囲に影響範囲の状態の
相関関係が異なる場合においても、その情報は用いられ
ない。
響範囲が複数の原信号毎に異なることもない。 (3)また、信号発生要因毎に周囲に影響範囲の状態の
相関関係が異なる場合においても、その情報は用いられ
ない。
【0016】これらの仮定で求めるフィルタリングパラ
メータは、実際の原信号において影響範囲に広がりがあ
る場合には、当然のことながら充分なフィルタリング精
度をもたらさない危険性がある。本発明は上記の課題を
解決するためになされたもので、高いフィルタリング精
度が得られる2次元信号フィルタリング装置を提供する
ことを目的とする。
メータは、実際の原信号において影響範囲に広がりがあ
る場合には、当然のことながら充分なフィルタリング精
度をもたらさない危険性がある。本発明は上記の課題を
解決するためになされたもので、高いフィルタリング精
度が得られる2次元信号フィルタリング装置を提供する
ことを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明に係る2次元信号
フィルタリング装置は、2次元の信号データを読み込
み、入力信号行列を出力するデータ読み込み装置と、デ
ータ読み込み装置により読み込んだ入力信号行列データ
を操作用ウィンドウの形状に応じた演算用の形式に変換
するデータ変換装置と、教師信号データを作成する教師
データ作成装置と、上記データ変換装置で変換された変
換信号データと上記教師データ作成装置で作成された教
師信号データを用いて、フィルタリングパラメータを最
小二乗法で計算するパラメータ計算装置と、このパラメ
ータ計算装置で求めたフィルタリングパラメータを用い
て別のもしくは上記データ変換装置で変換された変換信
号データに対してフィルタリングを行ない、フィルタリ
ング信号を計算するフィルタリング装置と、このフィル
タリング装置で計算されたフィルタリング信号を入力信
号データと同じ2次元結果信号に復元するデータ逆変換
装置とを具備したことを特徴とする。
フィルタリング装置は、2次元の信号データを読み込
み、入力信号行列を出力するデータ読み込み装置と、デ
ータ読み込み装置により読み込んだ入力信号行列データ
を操作用ウィンドウの形状に応じた演算用の形式に変換
するデータ変換装置と、教師信号データを作成する教師
データ作成装置と、上記データ変換装置で変換された変
換信号データと上記教師データ作成装置で作成された教
師信号データを用いて、フィルタリングパラメータを最
小二乗法で計算するパラメータ計算装置と、このパラメ
ータ計算装置で求めたフィルタリングパラメータを用い
て別のもしくは上記データ変換装置で変換された変換信
号データに対してフィルタリングを行ない、フィルタリ
ング信号を計算するフィルタリング装置と、このフィル
タリング装置で計算されたフィルタリング信号を入力信
号データと同じ2次元結果信号に復元するデータ逆変換
装置とを具備したことを特徴とする。
【0018】(作用)データ変換装置において、影響範
囲を考慮したウインドウ変換を行なう。本発明は、座標
(x0 ,y0 )の点の結果信号値を求める時に、その近
傍の信号値もウインドウ操作で参照するように従来手法
を拡張したもので、これを数式で表現すると次のように
なる。これまでに用いた数式記号は、そのまま成り立つ
とする。従来手法の入力信号行列Aに対し、本発明では
データ変換装置によって、次のような変換信号行列A′
を求める。 A′[M1 ,…,Mn ] …(5) ここで、Mi ,i…1,…,nは次のような行列であ
る。
囲を考慮したウインドウ変換を行なう。本発明は、座標
(x0 ,y0 )の点の結果信号値を求める時に、その近
傍の信号値もウインドウ操作で参照するように従来手法
を拡張したもので、これを数式で表現すると次のように
なる。これまでに用いた数式記号は、そのまま成り立つ
とする。従来手法の入力信号行列Aに対し、本発明では
データ変換装置によって、次のような変換信号行列A′
を求める。 A′[M1 ,…,Mn ] …(5) ここで、Mi ,i…1,…,nは次のような行列であ
る。
【0019】
【数3】
【0020】行列Mi の列成分は、ウインドウの形状と
大きさで決まる。ウインドウが十字型であれば、Mi の
第1列は、 si (x1 −δx,y1 ),si (x1 ,y1 ),si
(x1 +δx,y1 ),si (x1 ,y1 −δy),s
i (x1 ,y1 +δy) となる。
大きさで決まる。ウインドウが十字型であれば、Mi の
第1列は、 si (x1 −δx,y1 ),si (x1 ,y1 ),si
(x1 +δx,y1 ),si (x1 ,y1 −δy),s
i (x1 ,y1 +δy) となる。
【0021】合成信号の計算方法は、(2)式とほぼ同
様に ^r=A′・^Wt …(7) となる。
様に ^r=A′・^Wt …(7) となる。
【0022】重みの計算は、次の通りである。 ^Wt =[A′t ・A′]-1・A′t ・^g …(8) 本発明は、ウインドウの大きさ分、フィルタリングパラ
メータの情報量が多く、しかも周辺の状態を利用するこ
とから、原信号のある場所の値とその周辺との相関があ
る場合、その相関を利用でき、また、信号発生要因の影
響範囲の関する複数原信号間の関係も利用できるため、
フィルタリング精度を向上することができる。
メータの情報量が多く、しかも周辺の状態を利用するこ
とから、原信号のある場所の値とその周辺との相関があ
る場合、その相関を利用でき、また、信号発生要因の影
響範囲の関する複数原信号間の関係も利用できるため、
フィルタリング精度を向上することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係
る2次元信号フィルタリング装置の構成を示すブロック
図である。データ読み込み装置1は、2次元の信号デー
タを読み込み、入力信号行列をデータ変換装置2に出力
する。このデータ変換装置2は、データ読み込み装置に
より読み込んだ入力信号行列データを操作用ウィンドウ
の形状に応じた演算用の形式に変換する。このデータ変
換装置2により変換されたデータは、教師データ作成装
置3、パラメータ計算装置4及びフィルタリング装置5
に入力される。また、教師データ作成装置3で作成され
た教師信号データは、パラメータ計算装置4に入力され
る。このパラメータ計算装置4は、上記データ変換装置
2で変換された変換信号データと教師データ作成装置3
で作成された教師信号データから、最小二乗法を用いて
フィルタリングパラメータを計算し、フィルタリング装
置5へ出力する。このフィルタリング装置5は、パラメ
ータ計算装置4で求めたフィルタリングパラメータを用
いて別のもしくはデータ変換装置2で変換された変換信
号データに対してフィルタリングを行ない、フィルタリ
ング信号を計算してデータ逆変換装置6へ出力する。こ
のデータ逆変換装置6は、フィルタリング装置5で計算
されたフィルタリング信号を入力信号データと同じ2次
元結果信号に復元する。
実施形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係
る2次元信号フィルタリング装置の構成を示すブロック
図である。データ読み込み装置1は、2次元の信号デー
タを読み込み、入力信号行列をデータ変換装置2に出力
する。このデータ変換装置2は、データ読み込み装置に
より読み込んだ入力信号行列データを操作用ウィンドウ
の形状に応じた演算用の形式に変換する。このデータ変
換装置2により変換されたデータは、教師データ作成装
置3、パラメータ計算装置4及びフィルタリング装置5
に入力される。また、教師データ作成装置3で作成され
た教師信号データは、パラメータ計算装置4に入力され
る。このパラメータ計算装置4は、上記データ変換装置
2で変換された変換信号データと教師データ作成装置3
で作成された教師信号データから、最小二乗法を用いて
フィルタリングパラメータを計算し、フィルタリング装
置5へ出力する。このフィルタリング装置5は、パラメ
ータ計算装置4で求めたフィルタリングパラメータを用
いて別のもしくはデータ変換装置2で変換された変換信
号データに対してフィルタリングを行ない、フィルタリ
ング信号を計算してデータ逆変換装置6へ出力する。こ
のデータ逆変換装置6は、フィルタリング装置5で計算
されたフィルタリング信号を入力信号データと同じ2次
元結果信号に復元する。
【0024】次に上記実施形態の動作を説明する。図2
はフィルタリングパラメータを得るプロセス図を示し、
図3は2次元結果信号を得るプロセス図を示したもので
ある。
はフィルタリングパラメータを得るプロセス図を示し、
図3は2次元結果信号を得るプロセス図を示したもので
ある。
【0025】以下、管に対する多重周波数検査によって
得られた画像から管の傷部分を抽出するという具体的問
題を例に説明する。この例では、複数の原信号とは、複
数の探傷周波数による渦電流検査の信号の実数部、虚数
部それぞれである。教師信号データとは、ある特定の探
傷周波数の信号の虚数部(実数部でも良い)の中から、
傷による信号値はそのまま保存し、それ以外の成分(管
周辺の構造物や付着物)の信号値をゼロにした信号であ
る。ここでは、具体的に探傷周波数を100kHzと4
00kHzの2種類とし、実数部をX信号、虚数部をY
信号として、原信号を100kHz- X信号、400k
Hz- Y信号のように呼称する。また、教師信号データ
としては、400kHz- Y信号から傷の信号以外をゼ
ロにしたものとする。
得られた画像から管の傷部分を抽出するという具体的問
題を例に説明する。この例では、複数の原信号とは、複
数の探傷周波数による渦電流検査の信号の実数部、虚数
部それぞれである。教師信号データとは、ある特定の探
傷周波数の信号の虚数部(実数部でも良い)の中から、
傷による信号値はそのまま保存し、それ以外の成分(管
周辺の構造物や付着物)の信号値をゼロにした信号であ
る。ここでは、具体的に探傷周波数を100kHzと4
00kHzの2種類とし、実数部をX信号、虚数部をY
信号として、原信号を100kHz- X信号、400k
Hz- Y信号のように呼称する。また、教師信号データ
としては、400kHz- Y信号から傷の信号以外をゼ
ロにしたものとする。
【0026】データ読み込み装置1により、管を検査し
た信号を各周波数の実数部、虚数部について2次元信号
データとして取り込み、複数の原信号を並べた入力信号
行列を作る。信号が表す管及び管周辺の状態と、取り込
んだ2次元原信号の例及び入力信号行列の例を図4に示
す。
た信号を各周波数の実数部、虚数部について2次元信号
データとして取り込み、複数の原信号を並べた入力信号
行列を作る。信号が表す管及び管周辺の状態と、取り込
んだ2次元原信号の例及び入力信号行列の例を図4に示
す。
【0027】図4(a)は具体的対象物を示している。
同図(a)において、11は管板で、この管板11に設
けられた穴12内に管13が挿入され、この管13(チ
ューブ)13の拡管部14が穴12の部分で結合してい
る。そして、上記チューブ13には、拡管部14との境
界に傷15が発生しているものとする。図4(b)は2
次元原信号を示し、Eaは管13の信号、Ebは拡管部
14の信号、Ecは傷15部分の信号である。図4
(c)は入力信号行列を示し、原信号100kHz- X
信号、100kHz- Y信号、400kHz- X信号を
入力信号行列に変換した状態を示している。
同図(a)において、11は管板で、この管板11に設
けられた穴12内に管13が挿入され、この管13(チ
ューブ)13の拡管部14が穴12の部分で結合してい
る。そして、上記チューブ13には、拡管部14との境
界に傷15が発生しているものとする。図4(b)は2
次元原信号を示し、Eaは管13の信号、Ebは拡管部
14の信号、Ecは傷15部分の信号である。図4
(c)は入力信号行列を示し、原信号100kHz- X
信号、100kHz- Y信号、400kHz- X信号を
入力信号行列に変換した状態を示している。
【0028】そして、上記データデータ読み込み装置1
で読み込んだ入力信号行列データを、データ変換装置2
により操作用ウィンドウの形状に応じた演算用の形式に
変換する。入力信号行列を変換する。このときウインド
ウ形状に応じた変換信号を作成する。ウインドウの一例
として、全原信号に対して、図5に示すウインドウを用
いる場合を取り上げる。なお、一般的には、ウインドウ
は各原信号毎に定義できるので、サイズや形状が信号毎
に異なっていても差支えない。
で読み込んだ入力信号行列データを、データ変換装置2
により操作用ウィンドウの形状に応じた演算用の形式に
変換する。入力信号行列を変換する。このときウインド
ウ形状に応じた変換信号を作成する。ウインドウの一例
として、全原信号に対して、図5に示すウインドウを用
いる場合を取り上げる。なお、一般的には、ウインドウ
は各原信号毎に定義できるので、サイズや形状が信号毎
に異なっていても差支えない。
【0029】図5のウインドウは、中心が(x0 ,y
0 )とすると、 (x0 −1,y0 ),(x0 ,y0 ),(x0 +1,y
0 ),(x0 ,y0 −1),(x0 ,y0 +1) の5箇所の信号値を用いることを意味する。変換信号
A′は、 A′=[M100kHz-X,M100kHz-Y,M400kHz-X,M400kHz-Y] …(9) である。ここで、M100kHz-Xは入力信号のうち、探傷周
波数が100kHz、実数部に関する行列である。具体
的には、図5のウインドウでは、M100kHz-X信号は次の
ようになる。
0 )とすると、 (x0 −1,y0 ),(x0 ,y0 ),(x0 +1,y
0 ),(x0 ,y0 −1),(x0 ,y0 +1) の5箇所の信号値を用いることを意味する。変換信号
A′は、 A′=[M100kHz-X,M100kHz-Y,M400kHz-X,M400kHz-Y] …(9) である。ここで、M100kHz-Xは入力信号のうち、探傷周
波数が100kHz、実数部に関する行列である。具体
的には、図5のウインドウでは、M100kHz-X信号は次の
ようになる。
【0030】
【数4】
【0031】s(x,y)は本来、s100kHz-Xと表記す
べき信号であるが、ここでは表記スペースの都合上略記
した。行列の各列ベクトルは、複数信号の1つ1つを並
べたものである。並べる規則は一貫していればどのよう
な並びでも良い。
べき信号であるが、ここでは表記スペースの都合上略記
した。行列の各列ベクトルは、複数信号の1つ1つを並
べたものである。並べる規則は一貫していればどのよう
な並びでも良い。
【0032】次に教師データ作成装置3により、教師デ
ータを作成する。教師信号の具体的例としては、2次元
原信号のうち、探傷周波数400kHzのY信号から傷
に相当する部分の信号をそのままにし、傷以外の要因に
相当する部分を信号値ゼロに置き換える、という処理に
より得られる信号とする。教師信号データ作成のプロセ
スとして、第一に保存したい目標部分と、除去したい信
号成分を指定して、2次元信号として得たい信号g
(x,y)を作成し、次にデータ変換装置2が行なうの
と同じように、2次元信号g(x,y)に変換をかけ
る。この例では教師信号データは、特定の探傷周波数の
信号の虚数部(400kHz- Y信号)であるため、変
換結果は列数1の列ベクトル状になる。これを^gと表
す。
ータを作成する。教師信号の具体的例としては、2次元
原信号のうち、探傷周波数400kHzのY信号から傷
に相当する部分の信号をそのままにし、傷以外の要因に
相当する部分を信号値ゼロに置き換える、という処理に
より得られる信号とする。教師信号データ作成のプロセ
スとして、第一に保存したい目標部分と、除去したい信
号成分を指定して、2次元信号として得たい信号g
(x,y)を作成し、次にデータ変換装置2が行なうの
と同じように、2次元信号g(x,y)に変換をかけ
る。この例では教師信号データは、特定の探傷周波数の
信号の虚数部(400kHz- Y信号)であるため、変
換結果は列数1の列ベクトル状になる。これを^gと表
す。
【0033】
【数5】
【0034】この(11)式に示す信号が、教師信号デ
ータである。並べる規則は、データ変換装置2と整合
(一致)させる。次にパラメータ計算装置4により、フ
ィルタリングパラメータ^Wを求める。このフィルタリ
ングパラメータ^Wは、次式 ^Wt =[A′t ・A′]-1・A′t ・^g …(12) によって求めることができる。
ータである。並べる規則は、データ変換装置2と整合
(一致)させる。次にパラメータ計算装置4により、フ
ィルタリングパラメータ^Wを求める。このフィルタリ
ングパラメータ^Wは、次式 ^Wt =[A′t ・A′]-1・A′t ・^g …(12) によって求めることができる。
【0035】更にフィルタリング装置5により、原信号
を変換をかけた変換行列信号に対してフィルタリングを
行なう。フィルタリングとは、この場合、教師信号デー
タを作成するときに保存するように指定した傷信号と各
探傷周波数信号の信号値やウインドウ内の相関が類似す
る信号成分は保存し、教師信号データ作成時に消去する
ように指定した傷以外の要因信号と類似する信号成分を
消去するように入力信号の変換信号に対して線形演算を
行なうことである。具体的には、以下の線形演算を行な
う。
を変換をかけた変換行列信号に対してフィルタリングを
行なう。フィルタリングとは、この場合、教師信号デー
タを作成するときに保存するように指定した傷信号と各
探傷周波数信号の信号値やウインドウ内の相関が類似す
る信号成分は保存し、教師信号データ作成時に消去する
ように指定した傷以外の要因信号と類似する信号成分を
消去するように入力信号の変換信号に対して線形演算を
行なうことである。具体的には、以下の線形演算を行な
う。
【0036】 ^r=A′・^Wt …(13) ここでのA′は、フィルタリングパラメータの計算に用
いた変換信号データそのものである場合もあるし、別に
2次元原信号から作成する場合もある。フィルタリング
の主目的は、傷かどうか分からない要因信号を含んだ信
号に対して、教師信号データで教えておいた保存すべき
信号(傷信号)に近い信号は保存し、教師信号データで
消去するように教えた信号(構造物等)に近い信号を消
去して、要因の未知な信号から傷信号成分のみを取り出
す形で管の健全性を評価することである。従って、多く
の場合、ここでのA′は、フィルタリングパラメータの
計算に用いた変換信号データとは別の信号である。
いた変換信号データそのものである場合もあるし、別に
2次元原信号から作成する場合もある。フィルタリング
の主目的は、傷かどうか分からない要因信号を含んだ信
号に対して、教師信号データで教えておいた保存すべき
信号(傷信号)に近い信号は保存し、教師信号データで
消去するように教えた信号(構造物等)に近い信号を消
去して、要因の未知な信号から傷信号成分のみを取り出
す形で管の健全性を評価することである。従って、多く
の場合、ここでのA′は、フィルタリングパラメータの
計算に用いた変換信号データとは別の信号である。
【0037】しかし、フィルタリングの精度を確認する
ために、フィルタリングパラメータの計算に用いた変換
信号データそのものを用い、教師信号データと結果信号
とを比較してどの程度教師信号データに近いフィルタリ
ングになっているか確認する場合もある。
ために、フィルタリングパラメータの計算に用いた変換
信号データそのものを用い、教師信号データと結果信号
とを比較してどの程度教師信号データに近いフィルタリ
ングになっているか確認する場合もある。
【0038】ここで得られたフィルタリング信号は、2
次元原信号の2次元の状態とは異なり、変換信号におけ
る信号値の並び方に相当している。従って、データ逆変
換装置6により、フィルタリング信号を入力信号に対応
する並びになるように逆変換する。
次元原信号の2次元の状態とは異なり、変換信号におけ
る信号値の並び方に相当している。従って、データ逆変
換装置6により、フィルタリング信号を入力信号に対応
する並びになるように逆変換する。
【0039】図6はデータ読み込み装置1で読み取った
2次元原信号の例を示し、図7はこの2次元原信号の4
00kHz- Y信号を使用して教師データ作成装置3の
処理課程で保存すべき個所と消去すべき箇所を指定した
後の教師信号の2次元信号を示したものである。
2次元原信号の例を示し、図7はこの2次元原信号の4
00kHz- Y信号を使用して教師データ作成装置3の
処理課程で保存すべき個所と消去すべき箇所を指定した
後の教師信号の2次元信号を示したものである。
【0040】本発明は、2次元信号について、信号形状
や大きさによってはフィルタリングできず、複数信号の
相関関係を利用することでフィルタリングできる場合
に、その2次元信号に対してフィルタリングを行なう装
置に適用可能である。具体的な一例をあげると、管の状
態を非破壊検査する1手法である多重周波数渦電流検査
において、信号が2次元的な場合、例えば回転プローブ
センサによる探傷の場合に適用できる。なお、1次元信
号は、2次元信号の特殊な場合(縦、または横の大きさ
が1)であるので、操作用ウインドウの形状に制約を受
けるものの適用可能である。
や大きさによってはフィルタリングできず、複数信号の
相関関係を利用することでフィルタリングできる場合
に、その2次元信号に対してフィルタリングを行なう装
置に適用可能である。具体的な一例をあげると、管の状
態を非破壊検査する1手法である多重周波数渦電流検査
において、信号が2次元的な場合、例えば回転プローブ
センサによる探傷の場合に適用できる。なお、1次元信
号は、2次元信号の特殊な場合(縦、または横の大きさ
が1)であるので、操作用ウインドウの形状に制約を受
けるものの適用可能である。
【0041】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、ウ
インドウの大きさ分、フィルタリングパラメータの情報
量が多く、しかも周辺の状態を利用することから、原信
号のある場所の値とその周辺との相関がある場合、その
相関を利用でき、また、信号発生要因の影響範囲の関す
る複数原信号間の関係も利用できるため、フィルタリン
グ精度を向上することができる。
インドウの大きさ分、フィルタリングパラメータの情報
量が多く、しかも周辺の状態を利用することから、原信
号のある場所の値とその周辺との相関がある場合、その
相関を利用でき、また、信号発生要因の影響範囲の関す
る複数原信号間の関係も利用できるため、フィルタリン
グ精度を向上することができる。
【図1】本発明の一実施形態に係る2次元信号フィルタ
リング装置の構成を示すブロック図。
リング装置の構成を示すブロック図。
【図2】同実施形態におけるフィルタリングパラメータ
を得るプロセス図。
を得るプロセス図。
【図3】同実施形態における2次元結果信号を得るプロ
セス図。
セス図。
【図4】同実施形態における具体的な対象物と2次元原
信号及び入力信号行列を示す図。
信号及び入力信号行列を示す図。
【図5】同実施形態における操作用ウインドウの説明
図。
図。
【図6】同実施形態に係る2次元原信号例を示す図。
【図7】同実施形態における教師信号の2次元表現を示
す図。
す図。
【図8】従来の2次元信号フィルタリング装置の構成を
示すブロック図。
示すブロック図。
1 データ読み込み装置 2 データ変換装置 3 教師データ作成装置 4 パラメータ計算装置 5 フィルタリング装置 6 データ逆変換装置 11 管板 12 管板に設けられた穴 13 管(チューブ) 14 拡管部 15 傷
Claims (1)
- 【請求項1】 2次元の信号データを読み込み、入力信
号行列を出力するデータ読み込み装置と、 データ読み込み装置により読み込んだ入力信号行列デー
タを操作用ウィンドウの形状に応じた演算用の形式に変
換するデータ変換装置と、 教師信号データを作成する教師データ作成装置と、 上記データ変換装置で変換された変換信号データと上記
教師データ作成装置で作成された教師信号データを用い
て、フィルタリングパラメータを最小二乗法で計算する
パラメータ計算装置と、 このパラメータ計算装置で求めたフィルタリングパラメ
ータを用いて別のもしくは上記データ変換装置で変換さ
れた変換信号データに対してフィルタリングを行ない、
フィルタリング信号を計算するフィルタリング装置と、 このフィルタリング装置で計算されたフィルタリング信
号を入力信号データと同じ2次元結果信号に復元するデ
ータ逆変換装置と、 を具備したことを特徴とする2次元信号フィルタリング
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29560595A JP3197193B2 (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | 2次元信号フィルタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29560595A JP3197193B2 (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | 2次元信号フィルタリング装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09138220A true JPH09138220A (ja) | 1997-05-27 |
JP3197193B2 JP3197193B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=17822793
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29560595A Expired - Fee Related JP3197193B2 (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | 2次元信号フィルタリング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3197193B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000055889A (ja) * | 1998-08-05 | 2000-02-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 信号処理装置 |
JP2009282027A (ja) * | 2008-05-20 | 2009-12-03 | Siemens Ag | 導電性材料からなる試験対象物における特に亀裂の渦電流表示を判定して評価する方法 |
-
1995
- 1995-11-14 JP JP29560595A patent/JP3197193B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000055889A (ja) * | 1998-08-05 | 2000-02-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 信号処理装置 |
JP2009282027A (ja) * | 2008-05-20 | 2009-12-03 | Siemens Ag | 導電性材料からなる試験対象物における特に亀裂の渦電流表示を判定して評価する方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3197193B2 (ja) | 2001-08-13 |
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A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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