JPS62233756A - 撮像方法及び撮像装置 - Google Patents
撮像方法及び撮像装置Info
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- JPS62233756A JPS62233756A JP61076570A JP7657086A JPS62233756A JP S62233756 A JPS62233756 A JP S62233756A JP 61076570 A JP61076570 A JP 61076570A JP 7657086 A JP7657086 A JP 7657086A JP S62233756 A JPS62233756 A JP S62233756A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
- G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
- G01S15/8906—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
- G01S15/8977—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using special techniques for image reconstruction, e.g. FFT, geometrical transformations, spatial deconvolution, time deconvolution
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T5/00—Image enhancement or restoration
- G06T5/10—Image enhancement or restoration using non-spatial domain filtering
-
- G—PHYSICS
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T5/00—Image enhancement or restoration
- G06T5/70—Denoising; Smoothing
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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- G—PHYSICS
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- G06T2207/20—Special algorithmic details
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- G06T2207/20056—Discrete and fast Fourier transform, [DFT, FFT]
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- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は映像を表示する装置に係り、特に分解能の低い
測定装置、例えば超音波探傷装置、放射線ＣＴ装置、レ
ーダ撮像装置など、映像化を目的とした検査装置に接続
し、高Ｍ、像の映像を表示する装置に関する。
測定装置、例えば超音波探傷装置、放射線ＣＴ装置、レ
ーダ撮像装置など、映像化を目的とした検査装置に接続
し、高Ｍ、像の映像を表示する装置に関する。
従来の装置は、特開昭５０−１３７１８４号公報に記載
されているように、装置の空間分解能がガウス分布で近
似できる測定装置についてのみ適用でき、測定されたス
ペクトルに逆ワイアストラス変換を適用し、分解能を向
上させたスペクトルを導出していた。このため、空間分
解能が未知、あるいはガウス分布と異なる分解能を有す
る測定装置の映像表示装置として使用することができな
かった。
されているように、装置の空間分解能がガウス分布で近
似できる測定装置についてのみ適用でき、測定されたス
ペクトルに逆ワイアストラス変換を適用し、分解能を向
上させたスペクトルを導出していた。このため、空間分
解能が未知、あるいはガウス分布と異なる分解能を有す
る測定装置の映像表示装置として使用することができな
かった。
上記従来例では、使用している測定装置の空間分解能が
既知か、あるいはガウス分布の場合にしか適用できなか
った。そのため別の手段で空間分解能を求めておく必要
があった。これに対し、８１す定装置固有の分解能を、
既知の形状の物体とその測定スペクトルから算出し、分
解能によって劣化した測定スペクトルを自動的に解像度
の高いスペクトルに変換して、鮮明で詳細な映像を表示
する装置が考えられている。しかしこの装置では、測定
スペクトルに含まれる測定誤差等のため、高周波領域で
の値が大きく９表示される映像に高周波振動が生じ、映
像が不鮮明になる問題が生じることがある。
既知か、あるいはガウス分布の場合にしか適用できなか
った。そのため別の手段で空間分解能を求めておく必要
があった。これに対し、８１す定装置固有の分解能を、
既知の形状の物体とその測定スペクトルから算出し、分
解能によって劣化した測定スペクトルを自動的に解像度
の高いスペクトルに変換して、鮮明で詳細な映像を表示
する装置が考えられている。しかしこの装置では、測定
スペクトルに含まれる測定誤差等のため、高周波領域で
の値が大きく９表示される映像に高周波振動が生じ、映
像が不鮮明になる問題が生じることがある。
この点に鑑み１本発明では測定スペクトルに測定誤差等
が含まれている場合でも、高周波成分を低減し、鮮明で
詳細な映像を表示できる撮像装置を髭供することを１」
的とする。
が含まれている場合でも、高周波成分を低減し、鮮明で
詳細な映像を表示できる撮像装置を髭供することを１」
的とする。
基準となる既知の形状の物体とその物体を測定したスペ
クトルをフーリエ変換し、それらの値の比から、測定装
置固有の伝達関数を算出し、この伝達関数と未知形状の
物体の測定スペクトルのフーリエ変換値とから未知の形
状を表示する装置において、既知の形状として、２個の
ガウス分布を組み合わせた分布を採用することにより、
既知の形状のフーリエ変換値で高周波領域での値が小さ
く１周波数領域での振動が少ないため、表示すべき未知
の形状においても、高周波成分を低減でき。
クトルをフーリエ変換し、それらの値の比から、測定装
置固有の伝達関数を算出し、この伝達関数と未知形状の
物体の測定スペクトルのフーリエ変換値とから未知の形
状を表示する装置において、既知の形状として、２個の
ガウス分布を組み合わせた分布を採用することにより、
既知の形状のフーリエ変換値で高周波領域での値が小さ
く１周波数領域での振動が少ないため、表示すべき未知
の形状においても、高周波成分を低減でき。
上記［１的を達成できる。
基準となる物体の既知の形状として、２個のガウス分布
を組み合わせた分布を採用すると、既知の形状のフーリ
エ変換値は、高周波領域での値が小さく、振動も少ない
。そのため、たとえ測定スペクトルに測定誤差が含まれ
、測定スペクトルのフーリエ変換値が高周波領域で大き
な値をもったとしても、既知の形状のフーリエ変換値で
打ち消すことができ１表示すべき未知の形状における高
層波成分を低減でき、高解像で鮮明な映像を得ることが
できる。
を組み合わせた分布を採用すると、既知の形状のフーリ
エ変換値は、高周波領域での値が小さく、振動も少ない
。そのため、たとえ測定スペクトルに測定誤差が含まれ
、測定スペクトルのフーリエ変換値が高周波領域で大き
な値をもったとしても、既知の形状のフーリエ変換値で
打ち消すことができ１表示すべき未知の形状における高
層波成分を低減でき、高解像で鮮明な映像を得ることが
できる。
内部欠陥、あるいは内部構造の形状を映像で表示する非
破壊検査装置、たとえば超音波探傷機器。
破壊検査装置、たとえば超音波探傷機器。
放射線ＣＴやマイクロ波レーダ探査装置では、超音波、
放射線あるいはマイクロ波などの空間的なひろがり、セ
ンサ受信部の開口の大きさにより。
放射線あるいはマイクロ波などの空間的なひろがり、セ
ンサ受信部の開口の大きさにより。
映像にぼけが生じる。このぼけは装置固有の空間分解能
とみなせる。空間分解能は、点物体を映像表示した時の
映像の空間的なひろがりである。装置固有の空間分解能
を把握し、その空間分解能によって生じた映像のぼけを
修正して真の形状に近い映像を表示することができる。
とみなせる。空間分解能は、点物体を映像表示した時の
映像の空間的なひろがりである。装置固有の空間分解能
を把握し、その空間分解能によって生じた映像のぼけを
修正して真の形状に近い映像を表示することができる。
その際に高周波ノイズの影ａｔ減少させ、より真の形状
に近い映像を表示する装置を提供するのが本発明である
。
に近い映像を表示する装置を提供するのが本発明である
。
まず空間分解能が既知の時に、ぼけを有する映像からぼ
けのない映像を導出する原理について述べる。ここでは
簡単なために、１次元のぼけを修正する数学的処理を考
える。映像は２次元であるので、１次元の映像を便宜上
空間スペクトルと呼ぶことにする。空間スペクトルの横
軸は空間位置、縦軸は強度とする。装置で測定し、ぼけ
を有した空間スペクトル○（。を第２図に示す。一方ぼ
けを表わす空間分解能の空間スペクトルＲ１〉を第３図
に示す、ぼけのない空間スペクトルを１゜）で表わすと
、Ｏｏ）、Ｒｏ、との間に式（１）の関係がある。
けのない映像を導出する原理について述べる。ここでは
簡単なために、１次元のぼけを修正する数学的処理を考
える。映像は２次元であるので、１次元の映像を便宜上
空間スペクトルと呼ぶことにする。空間スペクトルの横
軸は空間位置、縦軸は強度とする。装置で測定し、ぼけ
を有した空間スペクトル○（。を第２図に示す。一方ぼ
けを表わす空間分解能の空間スペクトルＲ１〉を第３図
に示す、ぼけのない空間スペクトルを１゜）で表わすと
、Ｏｏ）、Ｒｏ、との間に式（１）の関係がある。
ＯＬｘ＋ ＝ ／ Ｉ （６＋”Ｒ＋ｘ−６＋ ｄ （
Ｆ （１）式（１）の両辺をフーリエ変換す
ると式（２）となる。
Ｆ （１）式（１）の両辺をフーリエ変換す
ると式（２）となる。
０（ｖ＋＝ Ｉ （ν）・Ｒ（νｌ
（２）＋ｘｌ ｔ Ｉ （。及びＲ１，をフ
ーリエ変換した関数であり１周波数スペクトルと名付け
１式（３） 、 （４） 、 （５）で定義する。
（２）＋ｘｌ ｔ Ｉ （。及びＲ１，をフ
ーリエ変換した関数であり１周波数スペクトルと名付け
１式（３） 、 （４） 、 （５）で定義する。
０（ｖ）＝ｆ ０（１）・ｅ”ｄ、ｘ （３
）Ｉ ｔ ｖ）＝ ｆ Ｉ ＜ｘ、・ｅ−””ｄｘ
（４）Ｒ＋ ν） ＝ ｆ Ｒ（ｘ）・ｅ−
１””ｄ Ｘ （５）ここで、ｊは虚数、
νは空間周波数である６従って、空間スペクトル０（。
）Ｉ ｔ ｖ）＝ ｆ Ｉ ＜ｘ、・ｅ−””ｄｘ
（４）Ｒ＋ ν） ＝ ｆ Ｒ（ｘ）・ｅ−
１””ｄ Ｘ （５）ここで、ｊは虚数、
νは空間周波数である６従って、空間スペクトル０（。
、Ｒ（，１が既知であれば、未知の空間スペクトルエ。
、は次のようにして求めることができる。式（２）より
１周波数スペクトルＩ（ν）は式（６）で求まる。
１周波数スペクトルＩ（ν）は式（６）で求まる。
この周波数スペクトル■（ν）を、実際の空間スペクト
ルエ、。に戻すには、式（６）で示す逆フーリエ変換で
可能である。
ルエ、。に戻すには、式（６）で示す逆フーリエ変換で
可能である。
Ｉ（ｌ＋＝／ Ｉ（ｖ）・ｅｒルに’Ｘｄ。
−旬
＝ｆ（０（ｖ）／Ｒｔｖ））・ｅｒ”′Ｘｄ ｖ （
１０）−輪 式（１０） ）こおいて、Ｏ（ν）は測定した空間スペ
クトルＯ１，をフーリエ変換して得られるが、Ｒ（ν）
の原関数である空間スペクトルＲ，ｘ、を得る方法が課
題となる。Ｒｏ、を４１ｇ定装同装置間分解能とすれば
、点状の物体を測定装置で映像化し、その映像の空間的
なひろがりをＲ（ｘｌとみなすことができる。しかし現
実には、点状の物体が存在し得ないし、位置によって空
間分解能が変化する可能性もある。そこで、形状が既知
の物体を測定装置で映像化し、真の形状と映像との比較
から、測定′！Ａ置の空間分解能を導出する。この空間
分解能をフーリエ変換したＲ （ｖ）は、測定装置の伝
達関数とみなせる。この伝達関数Ｒ（ν）を用いて、式
（１０）により、物体の像を導出する。この測定装置の
伝達関数Ｒ（ν）を導出するには、既知の形状を空間ス
ペクトルＩ Ｓｅｘｉ １その映像を空間スペクトル０
８ｔｘ＋とすれば、式（２）の関係より式（１１）を得
る。
１０）−輪 式（１０） ）こおいて、Ｏ（ν）は測定した空間スペ
クトルＯ１，をフーリエ変換して得られるが、Ｒ（ν）
の原関数である空間スペクトルＲ，ｘ、を得る方法が課
題となる。Ｒｏ、を４１ｇ定装同装置間分解能とすれば
、点状の物体を測定装置で映像化し、その映像の空間的
なひろがりをＲ（ｘｌとみなすことができる。しかし現
実には、点状の物体が存在し得ないし、位置によって空
間分解能が変化する可能性もある。そこで、形状が既知
の物体を測定装置で映像化し、真の形状と映像との比較
から、測定′！Ａ置の空間分解能を導出する。この空間
分解能をフーリエ変換したＲ （ｖ）は、測定装置の伝
達関数とみなせる。この伝達関数Ｒ（ν）を用いて、式
（１０）により、物体の像を導出する。この測定装置の
伝達関数Ｒ（ν）を導出するには、既知の形状を空間ス
ペクトルＩ Ｓｅｘｉ １その映像を空間スペクトル０
８ｔｘ＋とすれば、式（２）の関係より式（１１）を得
る。
Ｒ（ｖ）＝Ｏ３（ｖ、／ Ｉｓ（ｖ、 （
１１）ここで、Ｏ５（ν）及びＩｓ（ν）は各々０ｓｔ
ｘｔ及びＩ ！ＩＩ（Ｘｌをフーリエ変換した周波数ス
ペクトルであるにれにより、測定装置の伝達関数Ｒ（ν
）を導出でき、以後の測定で得たぼけのある映像を、Ｒ
（ν）を用いて式（１０）より真の形状に近い映像を表
わす空間スペクトルＩ。、を算出できる。
１１）ここで、Ｏ５（ν）及びＩｓ（ν）は各々０ｓｔ
ｘｔ及びＩ ！ＩＩ（Ｘｌをフーリエ変換した周波数ス
ペクトルであるにれにより、測定装置の伝達関数Ｒ（ν
）を導出でき、以後の測定で得たぼけのある映像を、Ｒ
（ν）を用いて式（１０）より真の形状に近い映像を表
わす空間スペクトルＩ。、を算出できる。
この場合、既知の形状を表わす空間スペクトルｌ８（Ｋ
ｌとして、どのような形状を選ぶかにより、上記手順で
算出した未知の空間スペクトルエ（８）に高周波成分が
発生するかどうか決まる。たとえば、既知のＩａ（ｘｉ
を第４図（、）に示す矩形とすると、それをフーリエ変
換したＩｓ（ν）は第４図（ｂ）に示すスペクトルとな
る。この場合には、第４図（ｂ）から明らかなように高
周波領域で大きな値を持つため、未知の空間スペクトル
エ。、に高周波成分が発生する。高周波成分を低減する
ためには、ｌ５（ｘｌとして、次の条件を満たすものを
選ぶ、（ｉ）Ｉｓ（＋ｕのひろがりが有限である。 （
ｉｉ）高周波領域での値が小さい、（ｉｉｉ）周波数領
域での値の振動が少ない、そこで１強度が半分となると
ころでの幅（以下半値幅Ｗと呼ぶ）を矩形の幅に対応さ
せ。
ｌとして、どのような形状を選ぶかにより、上記手順で
算出した未知の空間スペクトルエ（８）に高周波成分が
発生するかどうか決まる。たとえば、既知のＩａ（ｘｉ
を第４図（、）に示す矩形とすると、それをフーリエ変
換したＩｓ（ν）は第４図（ｂ）に示すスペクトルとな
る。この場合には、第４図（ｂ）から明らかなように高
周波領域で大きな値を持つため、未知の空間スペクトル
エ。、に高周波成分が発生する。高周波成分を低減する
ためには、ｌ５（ｘｌとして、次の条件を満たすものを
選ぶ、（ｉ）Ｉｓ（＋ｕのひろがりが有限である。 （
ｉｉ）高周波領域での値が小さい、（ｉｉｉ）周波数領
域での値の振動が少ない、そこで１強度が半分となると
ころでの幅（以下半値幅Ｗと呼ぶ）を矩形の幅に対応さ
せ。
ガウス分布、Ｃｏｓ分布１強度が半分の位置を中心とし
たｃｏｓ分布（修正ｃｏｑ分布と呼ぶ）等について検討
した。上記３条件から、式（１２）で表わされれような
、２個のガウス分布を組み合わせた分布（修正ガウス分
布と呼ぶ）が最適であった。
たｃｏｓ分布（修正ｃｏｑ分布と呼ぶ）等について検討
した。上記３条件から、式（１２）で表わされれような
、２個のガウス分布を組み合わせた分布（修正ガウス分
布と呼ぶ）が最適であった。
式（１２）で表わされる空間スペクトルＩｓ。、（第５
図（ａ））をフーリエ変換した、周波数スペクトルＩｓ
（ν）を第５図（ｂ）に示す。この場合には、上記の条
件を満たしており、未知の空間スペクトルＩ。、での高
周波成分を低減することができ、真の形状に近い映像を
得ることができる。
図（ａ））をフーリエ変換した、周波数スペクトルＩｓ
（ν）を第５図（ｂ）に示す。この場合には、上記の条
件を満たしており、未知の空間スペクトルＩ。、での高
周波成分を低減することができ、真の形状に近い映像を
得ることができる。
以上、原理について述べた。次に発明の詳細について、
以下第１図の実施例に基づいて説明する。
以下第１図の実施例に基づいて説明する。
はじめに、測定装置の伝達関数Ｒ（ν）を求める。
切換え制御器５の出力を”１”にすると、スイッチ１０
及びｌｌの端子ａと端子Ｃが導通し、′０”にすると端
子すと端子Ｃが導通する。スイッチ８及び９は、切換え
制御器５と選択指示器６の出力との論理積（ＡＮＤゲー
ト７の出力）により制御される。すなわち、制御器５の
出力が＄１１ ＩＩ及び指示器６の出力。もＩＴ ｉｌ
ｌのときだけ、スイッチ８及び９の端子ａと端子Ｃが導
通し、その他の場合には端子すと端子Ｃが導通する。そ
こで、まず制御器５の出力及び指示器６の出力をともに
”１″とする。半値幅Ｗ設定用スイッチ１で、基準とす
る既知の形状の半値幅を設定する。この半値幅が修正ガ
ウス分布演算器２に入力されると、式（１２）に基づい
て修正ガウス分布を算出し、その結果をＩｓ＜ｘ＋ｌメ
モリ３記録する。この場合、空間位置を番地に対応させ
１強度を記録内容とする。 Ｉａ（ｘｌメモリ３の記録
内容をスイッチ８を介してフーリエ変換器１２に入力し
、式（４）に基づいて周波数スペクトルＩｓ（ν）を導
出する。このＩｓ（ν）は、スイッチ９を介してＩｓい
・メモリ１３に実数部、虚数部に分けて記録する。次に
選択指示器６の出力をＩＩ Ｏ１１にして、スイッチ８
及び９の端子すと端子Ｃを導通させる。基準形状の物体
を測定して得られる空間スペクトル○。、を測定装置よ
り入力し、測定スペクトルメモリ４に記録する。メモリ
４の内容はスイッチ８を介してフーリエ変換器１ｚに入
力される。フーリエ変換器１２では、式（３）に従って
周波数スペクトル０（ｙ）を算出し、スイッチ９を介し
て実数部、虚数部に分けて０（ν）メモリ１４に記録す
る。Ｏ（ν）メモ１月４の内容はベクトル除算器１７の
ボート八に、またＩｓ（ν）メモリ１３の内容は、スイ
ッチ１０を介してポートＢに入力される。ベクトル除算
器１７では、ポートＡの入力値Ａｒ（実数部） 、 Ａ
ｉ （虚数部）とポートＢの入力値Ｂｒ（実数部）、Ｂ
ｉ（虚数部）を用いて１式（１３）に従って、実数値Ｃ
ｒと虚数値ＣＬを算出する。
及びｌｌの端子ａと端子Ｃが導通し、′０”にすると端
子すと端子Ｃが導通する。スイッチ８及び９は、切換え
制御器５と選択指示器６の出力との論理積（ＡＮＤゲー
ト７の出力）により制御される。すなわち、制御器５の
出力が＄１１ ＩＩ及び指示器６の出力。もＩＴ ｉｌ
ｌのときだけ、スイッチ８及び９の端子ａと端子Ｃが導
通し、その他の場合には端子すと端子Ｃが導通する。そ
こで、まず制御器５の出力及び指示器６の出力をともに
”１″とする。半値幅Ｗ設定用スイッチ１で、基準とす
る既知の形状の半値幅を設定する。この半値幅が修正ガ
ウス分布演算器２に入力されると、式（１２）に基づい
て修正ガウス分布を算出し、その結果をＩｓ＜ｘ＋ｌメ
モリ３記録する。この場合、空間位置を番地に対応させ
１強度を記録内容とする。 Ｉａ（ｘｌメモリ３の記録
内容をスイッチ８を介してフーリエ変換器１２に入力し
、式（４）に基づいて周波数スペクトルＩｓ（ν）を導
出する。このＩｓ（ν）は、スイッチ９を介してＩｓい
・メモリ１３に実数部、虚数部に分けて記録する。次に
選択指示器６の出力をＩＩ Ｏ１１にして、スイッチ８
及び９の端子すと端子Ｃを導通させる。基準形状の物体
を測定して得られる空間スペクトル○。、を測定装置よ
り入力し、測定スペクトルメモリ４に記録する。メモリ
４の内容はスイッチ８を介してフーリエ変換器１ｚに入
力される。フーリエ変換器１２では、式（３）に従って
周波数スペクトル０（ｙ）を算出し、スイッチ９を介し
て実数部、虚数部に分けて０（ν）メモリ１４に記録す
る。Ｏ（ν）メモ１月４の内容はベクトル除算器１７の
ボート八に、またＩｓ（ν）メモリ１３の内容は、スイ
ッチ１０を介してポートＢに入力される。ベクトル除算
器１７では、ポートＡの入力値Ａｒ（実数部） 、 Ａ
ｉ （虚数部）とポートＢの入力値Ｂｒ（実数部）、Ｂ
ｉ（虚数部）を用いて１式（１３）に従って、実数値Ｃ
ｒと虚数値ＣＬを算出する。
Ｂｒ”＋Ｂｉ” （１３）Ｂｒ”＋Ｂｉ
２ 式（１３）で算出したＣｒ、Ｃｉをスイッチ１１を介し
てＲ（ν）メモリ１５の実数部、虚数部に記録する。こ
れで、測定装置に゛伝達関数Ｒ（ν）が得られた。
２ 式（１３）で算出したＣｒ、Ｃｉをスイッチ１１を介し
てＲ（ν）メモリ１５の実数部、虚数部に記録する。こ
れで、測定装置に゛伝達関数Ｒ（ν）が得られた。
次に、未知の形状の物体を測定した結果から未知の物体
の形状を表示する。切換え制御器５の出力をＩＴ ＯＴ
ｌにし、未知の物体を測定した空間スペクトル０．ｘ、
を測定装置からスイッチ８を介してフーリエ変換器１２
に入力する。フーリエ変換器１２では１式（３）に基づ
いて周波数スペクトル０（ν）を算出し、実数部、虚数
部に分け、スイッチ９を介してＯ（ν）メモリ１４に記
録する。メモリ１４の内容はベクトル除算器１７のポー
トＡに、Ｒ（ν）メモリ１５の内容はスイッチ１０を介
して、除算器１７のボート已に入力する。除算器１７で
は、式（１３）に基づいて演算を実施し、その結果Ｃｒ
、Ｃｉを未知の形状の周波数スペクトルエ（ν）メモリ
１６の実数部、虚数部に記録する。逆フーリエ変換器１
８でＸ（ν）メモリ１６の内容から式（１０）に基づい
て空間スペクトルエ。、を算出し、その結果をＩ（ｘ＋
メモリ１９の実数部、虚数部に記録する。パワー演算器
２０では、■（。メモリ１９の実数部Ｉｒ、虚数部Ｉｉ
を用いて、強度Ｔρを式（１４）に従って算出する。
の形状を表示する。切換え制御器５の出力をＩＴ ＯＴ
ｌにし、未知の物体を測定した空間スペクトル０．ｘ、
を測定装置からスイッチ８を介してフーリエ変換器１２
に入力する。フーリエ変換器１２では１式（３）に基づ
いて周波数スペクトル０（ν）を算出し、実数部、虚数
部に分け、スイッチ９を介してＯ（ν）メモリ１４に記
録する。メモリ１４の内容はベクトル除算器１７のポー
トＡに、Ｒ（ν）メモリ１５の内容はスイッチ１０を介
して、除算器１７のボート已に入力する。除算器１７で
は、式（１３）に基づいて演算を実施し、その結果Ｃｒ
、Ｃｉを未知の形状の周波数スペクトルエ（ν）メモリ
１６の実数部、虚数部に記録する。逆フーリエ変換器１
８でＸ（ν）メモリ１６の内容から式（１０）に基づい
て空間スペクトルエ。、を算出し、その結果をＩ（ｘ＋
メモリ１９の実数部、虚数部に記録する。パワー演算器
２０では、■（。メモリ１９の実数部Ｉｒ、虚数部Ｉｉ
を用いて、強度Ｔρを式（１４）に従って算出する。
Ｉｐ＝ｖ’Ｔ〒−［丁Ｔ” （１４
）この値をパワースペクトルメモリ２１に記録する。
）この値をパワースペクトルメモリ２１に記録する。
番地変換器２２では、Ｉ（Ｘ＋メモリ１９の番地を式（
１５）に従ってシフトし、メモリ１９の内容をシフトス
ペクトルメモリ２３に配列しなおして記録する。番地が
２Ｎまであり、パワースペクトルメモリ２１の番地にの
内容をＩｐ（ｋ）で表わすと１式（１５）に従っメモリ
２３の番地ｍの内容Ｉｓｐ（ｍ）を決定する。
１５）に従ってシフトし、メモリ１９の内容をシフトス
ペクトルメモリ２３に配列しなおして記録する。番地が
２Ｎまであり、パワースペクトルメモリ２１の番地にの
内容をＩｐ（ｋ）で表わすと１式（１５）に従っメモリ
２３の番地ｍの内容Ｉｓｐ（ｍ）を決定する。
パワー換算器２４はメモリ２３の番地ｍに内容Ｉｓρ（
ｍ）に比例した電圧値ｖｙを１番地換算器２５はメモリ
Ｚ３の番地ｍに比例した電圧値Ｖｘを、映像表示器２６
の垂直偏向及び水−・Ｙ信号・として出力し、映像表示
器２６にぼけのない映像を表示する。
ｍ）に比例した電圧値ｖｙを１番地換算器２５はメモリ
Ｚ３の番地ｍに比例した電圧値Ｖｘを、映像表示器２６
の垂直偏向及び水−・Ｙ信号・として出力し、映像表示
器２６にぼけのない映像を表示する。
以下に、試料中に存在する矩形の溝を超音波探傷装置で
映像化した結果に対して、本発明の装置ｄを適用した例
を示す。第６図に超音波探傷装置による映像化実験の配
置を示す６深傷器１０５からの信号により、探触子１０
０から試料１０２へ超音波ビーム１０４を発（ｒｔする
。試料１０２中の矩形の溝１０３の表面で反射した超音
波を探触子１００で受信する。走査装置１０１により、
探触子１００をＸ軸方向に走査する。また、演算器１０
６では、空間位置Ｘにおける超音波発信から受信までの
時間間隔ｔ。、を測定し、式（１６）に基づいて溝の表
面までの深さｌ’１ｆｘｌを算出する。
映像化した結果に対して、本発明の装置ｄを適用した例
を示す。第６図に超音波探傷装置による映像化実験の配
置を示す６深傷器１０５からの信号により、探触子１０
０から試料１０２へ超音波ビーム１０４を発（ｒｔする
。試料１０２中の矩形の溝１０３の表面で反射した超音
波を探触子１００で受信する。走査装置１０１により、
探触子１００をＸ軸方向に走査する。また、演算器１０
６では、空間位置Ｘにおける超音波発信から受信までの
時間間隔ｔ。、を測定し、式（１６）に基づいて溝の表
面までの深さｌ’１ｆｘｌを算出する。
ｈ （−１＝ ｈａ （ｖ−ｔ （Ｉｌｌ ／ ２）
（１６）ここで、ｈａは試料１０２の高さ
、υは試料１０２中の音速である。超音波ビーム１０４
は試料１０２中でひろがるため、第７図（ａ）に示す矩
形の溝を測定すると、第７図（ｂ）に示す空間スペク１
−ルＯ（ｘ、を得る。この第７ ｆｆｆｉ （ａ） 、
（ｂ）に示す空間スペクトルエ（。、Ｏ（ｘ＋を用い
て、第１図の装置で映像化する。
（１６）ここで、ｈａは試料１０２の高さ
、υは試料１０２中の音速である。超音波ビーム１０４
は試料１０２中でひろがるため、第７図（ａ）に示す矩
形の溝を測定すると、第７図（ｂ）に示す空間スペク１
−ルＯ（ｘ、を得る。この第７ ｆｆｆｉ （ａ） 、
（ｂ）に示す空間スペクトルエ（。、Ｏ（ｘ＋を用い
て、第１図の装置で映像化する。
ある幅１．の溝を既知の基準形状として、測定装置の伝
達関数Ｒ（ν）を求め、未知の幅１の溝の形状を求める
ものとした。半値幅Ｗ設定用スイッチ１で１゜を設定す
ると、修正ガウス分布演算器２で式（１２）に基づいて
演算し、Ｉｓ＋ｘ＋メモリ３に記録される。このｌ５（
ｘｌは、第８図（ａ）に示す形状となる。第１図に示す
装置で未知の形状の空間スペクトルＩ（、）を求めると
、第８図（ｂ）に示すスペクｌ−ルとなる。こ、こでは
、第８図（ｂ）において強度０．５以上が形状と判断す
る。従って、形状は第８図中破線のようになる。第８図
（ｃ）に示す真の形状と比較すると、導出した形状（第
８図（ｂ）中破線）は、幅がｌＯ％小さいだけである。
達関数Ｒ（ν）を求め、未知の幅１の溝の形状を求める
ものとした。半値幅Ｗ設定用スイッチ１で１゜を設定す
ると、修正ガウス分布演算器２で式（１２）に基づいて
演算し、Ｉｓ＋ｘ＋メモリ３に記録される。このｌ５（
ｘｌは、第８図（ａ）に示す形状となる。第１図に示す
装置で未知の形状の空間スペクトルＩ（、）を求めると
、第８図（ｂ）に示すスペクｌ−ルとなる。こ、こでは
、第８図（ｂ）において強度０．５以上が形状と判断す
る。従って、形状は第８図中破線のようになる。第８図
（ｃ）に示す真の形状と比較すると、導出した形状（第
８図（ｂ）中破線）は、幅がｌＯ％小さいだけである。
一方、基準の空間スペクトルＩｓ（。に修正ガウス分布
を用いず、矩形（第７図（ａ））とした場合の空間スペ
クトル分布Ｉ（ｘｌを第９図に示す。強度０．５以上の
ものを導出すべき形状とすると第９図中の丸で示すよう
に溝が３個存在することになる。これは真の形状と異な
るものであり、この理由は第４図（ｂ）に示す如く、高
周波領域で高い値を持ち、高周波成分の低減がはかれな
いためである。第９図と比較して本発明の結果第８図（
ｂ）は、高周波成分のノイズが低減し、真の形状に近い
形状を得ることができる。また、第１０図に基準形状の
空間スペクトルＩ８（ｍｌとして、 ｃｏｓ分布、ガウ
ス分布等信の分布とした場合と修正ガウス分布との比較
を示す。
を用いず、矩形（第７図（ａ））とした場合の空間スペ
クトル分布Ｉ（ｘｌを第９図に示す。強度０．５以上の
ものを導出すべき形状とすると第９図中の丸で示すよう
に溝が３個存在することになる。これは真の形状と異な
るものであり、この理由は第４図（ｂ）に示す如く、高
周波領域で高い値を持ち、高周波成分の低減がはかれな
いためである。第９図と比較して本発明の結果第８図（
ｂ）は、高周波成分のノイズが低減し、真の形状に近い
形状を得ることができる。また、第１０図に基準形状の
空間スペクトルＩ８（ｍｌとして、 ｃｏｓ分布、ガウ
ス分布等信の分布とした場合と修正ガウス分布との比較
を示す。
第１０図より、これらの分布のうちで、修正ガウス分布
が真の形状にもっともちかいことがわかる。
が真の形状にもっともちかいことがわかる。
種々の溝幅１について本装置を適用した結果を第１１図
に示す。第１１図より、基準の幅１゜より小さい場合に
は差が大きいが、１０以上で２１１１以下の溝幅に対し
ては真の形状と１３％以内の差で表示できる。
に示す。第１１図より、基準の幅１゜より小さい場合に
は差が大きいが、１０以上で２１１１以下の溝幅に対し
ては真の形状と１３％以内の差で表示できる。
第１図に示す装置では、測定したスペクトルＯｓ（、）
、Ｏ（、）に測定値のバラツキが大きいと、測定スペク
トルがなめらかではなく、不連続点が存在する。不連続
点が存在する空間スペクトルをフーリエ変換すると、高
周波成分の値が大きくなる。
、Ｏ（、）に測定値のバラツキが大きいと、測定スペク
トルがなめらかではなく、不連続点が存在する。不連続
点が存在する空間スペクトルをフーリエ変換すると、高
周波成分の値が大きくなる。
従って、測定スペクトル中の測定誤差のバラツキを減ら
してなめらかにすることで、高周波成分を低減させ、よ
り鮮明な空間スペクトルエ。、を導出することができる
。
してなめらかにすることで、高周波成分を低減させ、よ
り鮮明な空間スペクトルエ。、を導出することができる
。
このひとつの手段は、測定スペクトルをｍＭのＢスジ９
４２曲線で近似し、なめらかに接続することである。、
ｍ階のＢスジ９４２曲線は式（１７）で導出でき、ある
区間ごとに（ｍ−１）次曲線で接続した曲線であり、（
ｍ−２）次の導関数まで連続である。
４２曲線で近似し、なめらかに接続することである。、
ｍ階のＢスジ９４２曲線は式（１７）で導出でき、ある
区間ごとに（ｍ−１）次曲線で接続した曲線であり、（
ｍ−２）次の導関数まで連続である。
ここでＶｋは点列、ｎは点列の個数、Ｎｋ、ｍは重み関
数である。１個の測定点の変化が曲線全体に及ぼす影響
が少ないこと、最初の点Ｖ、と最後の点Ｖｎを通過する
ことも有利な点である。この処理を実行する装置構成を
第１２図の点線枠内に示す。
数である。１個の測定点の変化が曲線全体に及ぼす影響
が少ないこと、最初の点Ｖ、と最後の点Ｖｎを通過する
ことも有利な点である。この処理を実行する装置構成を
第１２図の点線枠内に示す。
点線枠外の機器は第１図に示した機器であり、点線枠内
の機器を第１図に示す装置に増設する。階数ｍ設定用ス
イッチ２８で設定したｍに対する重み関数を、重み関数
演算器２９で計算し、その結果と測定スペクトルメモリ
４の内容とをｍｌのＢスプライン曲線演算器２７に入力
し、式（１７）に基づいてＢスジ９４２曲線を算出する
。その結果を補正スペクトルメモリ３０に記録する。
の機器を第１図に示す装置に増設する。階数ｍ設定用ス
イッチ２８で設定したｍに対する重み関数を、重み関数
演算器２９で計算し、その結果と測定スペクトルメモリ
４の内容とをｍｌのＢスプライン曲線演算器２７に入力
し、式（１７）に基づいてＢスジ９４２曲線を算出する
。その結果を補正スペクトルメモリ３０に記録する。
以上説明した第１２図の機器を第１図の装置に組み込ん
だ新たな装置の性能について述べる６本装置を第８図に
示す超音波探傷装置による映像化の結果を適用する。例
えば、スイッチ２８で階数ｍを４に設定した場合、測定
スペクトル第７図（ｂ）は、第１２図（ｂ）に示す補正
スペクトルとなる。第１１図に示す装置を増設すると、
未知の形状の空間スペクトルエ（。は、第１２図（ｅ）
に示すスペクトルとなる。第１１図に示す装置を増設し
ない結果第８図（ｂ）との比較により、第１１図に示す
装置を増設すると、測定スペクトルでの高周波成分も低
減されるため、より真の形状に近い映像が得られる。
だ新たな装置の性能について述べる６本装置を第８図に
示す超音波探傷装置による映像化の結果を適用する。例
えば、スイッチ２８で階数ｍを４に設定した場合、測定
スペクトル第７図（ｂ）は、第１２図（ｂ）に示す補正
スペクトルとなる。第１１図に示す装置を増設すると、
未知の形状の空間スペクトルエ（。は、第１２図（ｅ）
に示すスペクトルとなる。第１１図に示す装置を増設し
ない結果第８図（ｂ）との比較により、第１１図に示す
装置を増設すると、測定スペクトルでの高周波成分も低
減されるため、より真の形状に近い映像が得られる。
本発明は、測定装置固有の伝達関数を、本発明装置で測
定する際に、既知の試験体の形状として、２個のガウス
分布を組み合わせた分布（修正ガウス分布）とすること
により、測定スペクトルに含まれる測定誤差に起因する
高周波成分の振動も低減でき、高解像度で真の形状に近
い映像を表示することができる。例えば、未知形状の物
体の大きさが、既知の試験体の大きさ１゜以上で２１゜
以下の場合には、真の形状の大きさと１５％以内の差で
映像表示できる効果がある。
定する際に、既知の試験体の形状として、２個のガウス
分布を組み合わせた分布（修正ガウス分布）とすること
により、測定スペクトルに含まれる測定誤差に起因する
高周波成分の振動も低減でき、高解像度で真の形状に近
い映像を表示することができる。例えば、未知形状の物
体の大きさが、既知の試験体の大きさ１゜以上で２１゜
以下の場合には、真の形状の大きさと１５％以内の差で
映像表示できる効果がある。
第１図は本発明の撮像装置の基本構成を示す図。
第２図は分解能の低い測定装置で測定したスペクトルの
一例を示す図、第３図は測定装置の空間分解能を表わす
図、第４図は基準形状が矩形の時の空間スペクトル及び
周波数スペクトルを表わす図、第５図は本発明の基本と
なる基準形状が修正ガウス分布の時の空間スペクトル及
び周波数スペクトルを表わす図、第６図は超音波による
試料中の溝の映像化の時の配置図、第７図は第６図の条
件での基準形状を表わす空間スペクトル及び測定スペク
トルを示す図、第８図は第６図の条件での測定したスペ
クトルに本発明を適用した時の結果を示す図、第９図は
第６図の条件で基準形状を矩形とした時に得られる未知
形状の空間スペクトルを表わす図、第１０図は基準形状
を種々の分布形状とした時の比較を表わす図、第１１図
は第６図の条件のもとて種々の溝幅について本発明を適
用した結果をあられす図、第１２図は測定スペクトルを
平滑にするための本発明の撮像装置増設部を示す図、第
１３図は第１２図を増設した撮像装置の結果を示す図で
ある。 １・・・半値幅Ｗ設定用スイッチ、２・・・修正ガウス
分布演算器、３・・・基準形状の空間スペクトルＩｓ。 、メモリ、４・・・測定スペクトルメモリ、１２・・・
フーリエ変換器、１３・・・基準形状の周波数スペクト
ルＩｓ（ν）メモリ、１４・・・測定した周波数スペク
トル０（ν）メモリ、１５・・・伝達関数Ｒ（ν）メモ
リ、１６・・・未知形状の周波数スペクトルエ（ν）メ
モリ、１７・・・ベクトル除算器、１８・・・逆フーリ
エ変換器、１９・・・未知形状の空間スペクトルエ（え
）メモリ、２６・・・映像表示器、２７・・・ｍ階のＢ
スジ９４２曲線演算器、２８・・・階数ｍ設定用スイッ
チ、２９・・・重み関数演算器。 ３０ 補正スペクトルメモリ、１００・・・探触子、
１０２・・・躬 ２図 空間イ装置χ 冶３図 り己間イ孟二ｉＸ ｆ３ 年口 （ＣＬ） （ｂ） ０ 空間ｎ仮数Ｖ 蔓 ５ 図 （ｂ） 嘉 ６０ 策 ′ｌ 口 （α） （ｂ） 范８ 口 （α） （ｂ） （Ｃ） ％９ 図 蔓１０ 図 基’４％ｎｏ＝：３ｒｎＴｒ１ １′：本値費での片果 ｒｌ ： ６岨ｆＬ０．５ ＞ｔ」二のイＩ！１９タミ
も１１０ β／１゜ 躬１２凹
一例を示す図、第３図は測定装置の空間分解能を表わす
図、第４図は基準形状が矩形の時の空間スペクトル及び
周波数スペクトルを表わす図、第５図は本発明の基本と
なる基準形状が修正ガウス分布の時の空間スペクトル及
び周波数スペクトルを表わす図、第６図は超音波による
試料中の溝の映像化の時の配置図、第７図は第６図の条
件での基準形状を表わす空間スペクトル及び測定スペク
トルを示す図、第８図は第６図の条件での測定したスペ
クトルに本発明を適用した時の結果を示す図、第９図は
第６図の条件で基準形状を矩形とした時に得られる未知
形状の空間スペクトルを表わす図、第１０図は基準形状
を種々の分布形状とした時の比較を表わす図、第１１図
は第６図の条件のもとて種々の溝幅について本発明を適
用した結果をあられす図、第１２図は測定スペクトルを
平滑にするための本発明の撮像装置増設部を示す図、第
１３図は第１２図を増設した撮像装置の結果を示す図で
ある。 １・・・半値幅Ｗ設定用スイッチ、２・・・修正ガウス
分布演算器、３・・・基準形状の空間スペクトルＩｓ。 、メモリ、４・・・測定スペクトルメモリ、１２・・・
フーリエ変換器、１３・・・基準形状の周波数スペクト
ルＩｓ（ν）メモリ、１４・・・測定した周波数スペク
トル０（ν）メモリ、１５・・・伝達関数Ｒ（ν）メモ
リ、１６・・・未知形状の周波数スペクトルエ（ν）メ
モリ、１７・・・ベクトル除算器、１８・・・逆フーリ
エ変換器、１９・・・未知形状の空間スペクトルエ（え
）メモリ、２６・・・映像表示器、２７・・・ｍ階のＢ
スジ９４２曲線演算器、２８・・・階数ｍ設定用スイッ
チ、２９・・・重み関数演算器。 ３０ 補正スペクトルメモリ、１００・・・探触子、
１０２・・・躬 ２図 空間イ装置χ 冶３図 り己間イ孟二ｉＸ ｆ３ 年口 （ＣＬ） （ｂ） ０ 空間ｎ仮数Ｖ 蔓 ５ 図 （ｂ） 嘉 ６０ 策 ′ｌ 口 （α） （ｂ） 范８ 口 （α） （ｂ） （Ｃ） ％９ 図 蔓１０ 図 基’４％ｎｏ＝：３ｒｎＴｒ１ １′：本値費での片果 ｒｌ ： ６岨ｆＬ０．５ ＞ｔ」二のイＩ！１９タミ
も１１０ β／１゜ 躬１２凹
Claims (1)
- １、形状が既知の試験体を撮像して得た測定像のフーリ
エ変換値を、試験体の形状のフーリエ変換値で除するこ
とにより、測定装置固有の伝達関数を算出して保持し、
目的とする試験体を撮像して得た測定像のフーリエ変換
値を前記伝達関数で除し、その値を逆フーリエ変換し、
変換後の形状を映像として表示する装置において、既知
の形状として２個のガウス分布を組み合わせた関数で表
現することにより、撮像して得た測定像に含まれる測定
誤差に起因する高周波ノイズを低減した映像を表示する
ことを特徴とした撮像装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61076570A JP2528829B2 (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | 撮像方法及び撮像装置 |
| US07/033,756 US4831598A (en) | 1986-04-04 | 1987-04-03 | Picture display apparatus |
| DE3789248T DE3789248T2 (de) | 1986-04-04 | 1987-04-03 | Bildanzeigegerät. |
| EP87104932A EP0240029B1 (en) | 1986-04-04 | 1987-04-03 | Picture display apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61076570A JP2528829B2 (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | 撮像方法及び撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62233756A true JPS62233756A (ja) | 1987-10-14 |
| JP2528829B2 JP2528829B2 (ja) | 1996-08-28 |
Family
ID=13608890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61076570A Expired - Lifetime JP2528829B2 (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | 撮像方法及び撮像装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4831598A (ja) |
| EP (1) | EP0240029B1 (ja) |
| JP (1) | JP2528829B2 (ja) |
| DE (1) | DE3789248T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021505891A (ja) * | 2018-03-19 | 2021-02-18 | 三菱電機株式会社 | レーダ撮像システム、及び、シーンのレーダ反射率画像を再構成する方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3836280C1 (ja) * | 1988-10-25 | 1989-08-10 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co Kg, 8000 Muenchen, De | |
| US5265013A (en) * | 1990-11-19 | 1993-11-23 | General Electric Company | Compensation of computed tomography data for X-ray detector afterglow artifacts |
| US5367579A (en) * | 1993-06-25 | 1994-11-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Method of removing spurious responses from optical joint transform correlators |
| US5438632A (en) * | 1993-06-25 | 1995-08-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Joint transform correlator using a 4-F lens system to achieve virtual displacement along the optical axis |
| US7304482B1 (en) * | 2002-12-04 | 2007-12-04 | Kay Robert L | Characterization of the nonlinearities of a display device by adaptive bisection with continuous user refinement |
| US11163059B2 (en) * | 2017-09-22 | 2021-11-02 | Bsh Home Appliances Corporation | System and method for radar based mapping for autonomous robotic devices |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4042928A (en) * | 1974-03-22 | 1977-08-16 | Esl Incorporated | Technique of characterizing the nature of a radiation path transfer function by a few constants |
| US4003054A (en) * | 1974-10-03 | 1977-01-11 | Raytheon Company | Method of compensating for imbalances in a quadrature demodulator |
| US4084148A (en) * | 1975-10-13 | 1978-04-11 | Hitachi, Ltd. | Object recognition system |
-
1986
- 1986-04-04 JP JP61076570A patent/JP2528829B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-04-03 DE DE3789248T patent/DE3789248T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-04-03 EP EP87104932A patent/EP0240029B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-04-03 US US07/033,756 patent/US4831598A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021505891A (ja) * | 2018-03-19 | 2021-02-18 | 三菱電機株式会社 | レーダ撮像システム、及び、シーンのレーダ反射率画像を再構成する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4831598A (en) | 1989-05-16 |
| EP0240029A2 (en) | 1987-10-07 |
| JP2528829B2 (ja) | 1996-08-28 |
| EP0240029B1 (en) | 1994-03-09 |
| EP0240029A3 (en) | 1990-01-24 |
| DE3789248T2 (de) | 1994-09-01 |
| DE3789248D1 (de) | 1994-04-14 |
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