JP2003066017A - Ultrasonic echo signal processing device - Google Patents
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波エコー信号
を解析・処理するための処理装置に関し、特に、超音波
探傷試験によって、被検査対象物を非破壊検査する際、
被検査対象物から得られる超音波エコー信号を解析・処
理するための超音波エコー信号処理装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a processing device for analyzing and processing an ultrasonic echo signal, and particularly to a nondestructive inspection of an object to be inspected by an ultrasonic flaw detection test.
The present invention relates to an ultrasonic echo signal processing device for analyzing and processing an ultrasonic echo signal obtained from an object to be inspected.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、被検査対象物を非破壊検査する
際に、超音波探傷試験(UT)が用いられることがあ
る。UTにおいては、被検査対象物を非破壊検査する
際、所謂超音波センサーを被検査対象物上で移動させ
て、被検査対象物中の傷等から反射するエコー(超音波
エコー信号)を得て、この超音波エコー信号を解析・処
理して、被検査対象物の傷等不良箇所を発見している。
なお、UTにおいては、超音波入射角度の異なるセンサ
ーを用いて探傷を行うこともある。2. Description of the Related Art Generally, an ultrasonic flaw detection test (UT) may be used when a non-destructive inspection of an object to be inspected. In the UT, at the time of nondestructive inspection of an object to be inspected, a so-called ultrasonic sensor is moved on the object to be inspected to obtain an echo (ultrasonic echo signal) reflected from a scratch or the like in the object to be inspected. Then, this ultrasonic echo signal is analyzed and processed to find a defective portion such as a scratch on the inspection object.
In the UT, flaw detection may be performed using sensors with different ultrasonic wave incident angles.
【0003】UTの際には、検査目標である傷からのエ
コー(以下単に傷エコーという)以外にも、例えば、溶
接部等からもエコー(疑似エコー)があるため、精度よ
く被検査対象物の傷等不良箇所を発見するためには、傷
エコーと疑似エコーとを識別して、疑似エコーを低減す
ることが望ましい。At the time of UT, there is an echo (pseudo echo) from, for example, a welded portion in addition to an echo from a flaw as an inspection target (hereinafter simply referred to as a flaw echo). In order to find a defective portion such as a scratch, it is desirable to distinguish the scratch echo from the pseudo echo and reduce the pseudo echo.
【0004】従来、UTにおいては、ノイズ低減のた
め、バンドパスフィルター(帯域濾波器)を用いて、信
号対雑音比(S/N比)を向上させており、バンドパス
フィルターを用いると、超音波センサーから発振される
超音波信号周波数帯以外の信号を効果的に除去すること
ができる。つまり、傷エコーは超音波信号周波数帯を有
する信号であるから、バンドパスフィルターは傷エコー
を通過させ、超音波信号周波数帯以外の信号を阻止する
ことになる。Conventionally, in UTs, in order to reduce noise, a bandpass filter (bandpass filter) is used to improve the signal-to-noise ratio (S / N ratio). If a bandpass filter is used, It is possible to effectively remove signals other than the ultrasonic signal frequency band oscillated from the acoustic wave sensor. That is, since the scratch echo is a signal having the ultrasonic signal frequency band, the band-pass filter allows the scratch echo to pass and blocks signals outside the ultrasonic signal frequency band.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の疑似
エコーも超音波信号周波数帯を有しており、この結果、
単にバンドパスフィルターを用いただけでは、前述のよ
うに超音波信号周波数帯以外の信号、例えば、電気的ノ
イズを低減させることはできるが、疑似エコーも傷エコ
ーと同一の周波数帯域であるから、バンドパスフィルタ
ーで疑似エコーを低減させることは困難である。By the way, the above-mentioned pseudo echo also has an ultrasonic signal frequency band, and as a result,
By simply using a bandpass filter, it is possible to reduce signals other than the ultrasonic signal frequency band, for example, electrical noise as described above, but since the pseudo echo is in the same frequency band as the scratch echo, It is difficult to reduce pseudo echo with a pass filter.
【0006】従って、傷エコー以外に疑似エコーが存在
すると、傷エコーと疑似エコーとを見分けることが極め
て難しくなって、精度よく探傷を行うことがてきず、被
検査対象物に傷等の不良箇所があるか否かを判定する際
には、疑似エコーのことを考慮すると、種々の超音波セ
ンサーを用いて複数の入射角で探傷試験を行わなければ
ならない。Therefore, if the pseudo echo exists in addition to the scratch echo, it becomes extremely difficult to distinguish the scratch echo from the pseudo echo, and it is impossible to perform flaw detection with high accuracy, and a defective portion such as a scratch on the object to be inspected. Considering the pseudo echo when determining whether or not there is a flaw, a flaw detection test must be performed at a plurality of incident angles using various ultrasonic sensors.
【0007】この結果、被検査対象物をUTによって非
破壊検査する際には、手間がかかるばかりでなく、精度
よく傷等の不良箇所を発見できないという問題点があ
る。As a result, there is a problem in that a non-destructive inspection of the object to be inspected by the UT is not only time-consuming, but also a defective portion such as a scratch cannot be accurately detected.
【0008】本発明の目的は、精度よく被検査対象物の
不良箇所を検出することのできる超音波エコー信号処理
装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide an ultrasonic echo signal processing device capable of accurately detecting a defective portion of an object to be inspected.
【0009】本発明の他の目的は、疑似エコーが低減さ
れたエコー信号をフィルタリング信号として出力するこ
とのできる超音波エコー信号処理装置を提供することに
ある。Another object of the present invention is to provide an ultrasonic echo signal processing device capable of outputting an echo signal with reduced pseudo echo as a filtering signal.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、被検査
対象物から得られる超音波エコー信号に応じて前記被検
査対象物の不良箇所を検査する際に用いられる超音波エ
コー信号処理装置であって、前記超音波エコー信号を回
転型ウェーブレット変換して変換係数を生成する波形変
換部と、等位相面の方向に応じて前記変換係数から前記
不具合箇所に対応するエコーに係る変換係数を有意成分
として選択する有意成分選択部と、前記有意成分を予め
規定された重み係数に基づいて合成してフィルタリング
信号として出力する係数合成部とを有することを特徴と
する超音波エコー信号処理装置が得られる。According to the present invention, an ultrasonic echo signal processing apparatus used when inspecting a defective portion of an object to be inspected according to an ultrasonic echo signal obtained from the object to be inspected. That is, a waveform conversion unit that generates a conversion coefficient by performing rotary wavelet conversion of the ultrasonic echo signal, and a conversion coefficient related to the echo corresponding to the defective portion from the conversion coefficient according to the direction of the equiphase surface. An ultrasonic echo signal processing device, comprising: a significant component selecting unit that selects as a significant component; and a coefficient synthesizing unit that synthesizes the significant component based on a weighting coefficient defined in advance and outputs as a filtering signal. can get.
【0011】このように、等位相面の方向に応じて不具
合箇所に対応するエコーに係る変換係数を有意成分とし
て選択しているから、超音波エコー信号から不具合箇所
に対応するエコー以外のエコー(疑似エコー)を低減さ
せることができ、その結果、精度よく被検査対象物の不
良箇所を検出することができる。As described above, since the conversion coefficient relating to the echo corresponding to the defective portion is selected as the significant component according to the direction of the equiphase surface, the echo other than the echo corresponding to the defective portion is detected from the ultrasonic echo signal ( (Pseudo echo) can be reduced, and as a result, the defective portion of the inspection object can be accurately detected.
【0012】さらに、本発明によれば、被検査対象物か
ら得られる超音波エコー信号に応じて前記被検査対象物
の不良箇所を検査する際に用いられる超音波エコー信号
処理装置であって、前記超音波エコー信号を回転型ウェ
ーブレット変換して変換係数を生成する波形変換部を有
し、予め不良箇所の位置が特定された被検査対象物から
得られる前記超音波エコー信号を見本信号として受け前
記波形変換部で該見本信号を前記回転ウェーブレット変
換して得られた見本変換係数に応じて疑似エコーが最小
となる重み係数を合成パラメータとして生成する学習装
置と、被検査対象物から得られる超音波エコー信号を評
価対象信号として受け前記波形変換部で前記評価対象信
号を前記回転ウェーブレット変換して得られた評価対象
変換係数を前記合成パラメータに基づいて合成してフィ
ルタリング信号として出力する信号生成部とを有するこ
とを特徴とする超音波エコー信号処理装置が得られる。Further, according to the present invention, there is provided an ultrasonic echo signal processing apparatus used when inspecting a defective portion of the inspection object according to the ultrasonic echo signal obtained from the inspection object, The ultrasonic echo signal is received as a sample signal by the rotary wavelet transform, which has a waveform conversion unit that generates a conversion coefficient, and obtains the ultrasonic echo signal obtained from the object to be inspected in which the position of the defective portion is specified in advance. A learning device that generates a weighting coefficient that minimizes a pseudo echo as a synthesis parameter according to a sample conversion coefficient obtained by performing the rotational wavelet conversion of the sample signal in the waveform conversion unit, and a super device obtained from an object to be inspected. The evaluation target conversion coefficient obtained by receiving the sound wave echo signal as the evaluation target signal and performing the rotational wavelet transform of the evaluation target signal in the waveform conversion unit is added to the sum. Ultrasonic echo signal processing device is obtained, characterized in that it comprises a signal generator outputting a combined and filtered signal based on the parameter.
【0013】このように、不良箇所の位置が分かってい
る被検査対象物を検査して、その検査結果から重み係数
(合成パラメータ)を学習するようにしているから、合
成パラメータに基づいて評価対象変換係数を合成するよ
うにすれば、精度よく疑似エコーを低減することができ
る。つまり、見本信号を用いて最適な合成パラメータを
学習しているから、発生原因と変換係数との物理的な意
味付けが難しいエコー信号についても、傷エコーを強調
して疑似エコーを低減させることができる。As described above, since the object to be inspected whose position of the defective portion is known is inspected and the weighting coefficient (combining parameter) is learned from the inspection result, the object to be evaluated is based on the combining parameter. If the conversion coefficients are combined, the pseudo echo can be reduced with high accuracy. In other words, since the optimum synthesis parameter is learned using the sample signal, it is possible to reduce the false echo by emphasizing the scratch echo even for the echo signal for which it is difficult to physically assign the cause of occurrence and the conversion coefficient. it can.
【0014】[0014]
【0015】このようにして、等位相面に沿って変換係
数を合成すれば、エコーの広がりを低減して解像度を向
上させることができる。By thus combining the transform coefficients along the equiphase surface, the spread of the echo can be reduced and the resolution can be improved.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
ている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置など
は特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれ
のみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎな
い。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative positions, etc. of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention thereto, unless there is a specific description, and are merely illustrative examples. Nothing more.
【0017】図1を参照して、本発明による超音波エコ
ー信号処理装置の第1の例について説明する。A first example of the ultrasonic echo signal processing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
【0018】図示の超音波エコー信号処理装置(以下単
に信号処理装置と呼ぶ)は、超音波エコー信号を処理す
る際に用いられる。超音波センサー(図示せず)から被
検査対象物に超音波信号が送出された際、この超音波信
号は被検査対象物の傷等の不具合箇所等で超音波エコー
信号(以下単にエコー信号と呼ぶ)として反射される。
前述のように、超音波信号は、溶接部等によっても疑似
エコーとして反射される。以下の説明では、不具合箇所
で反射したエコーを傷エコーと呼び、エコー信号は傷エ
コー及び疑似エコーを含む信号をいうものとする。そし
て、信号処理装置は、後述するようにして、エコー信号
中の疑似エコーを低減して、フィルタリング信号として
出力する。The illustrated ultrasonic echo signal processing device (hereinafter simply referred to as a signal processing device) is used when processing an ultrasonic echo signal. When an ultrasonic signal is sent from the ultrasonic sensor (not shown) to the object to be inspected, this ultrasonic signal is an ultrasonic echo signal (hereinafter simply referred to as an echo signal) at a defective portion such as a scratch on the object to be inspected. Is called).
As described above, the ultrasonic signal is also reflected as a pseudo echo by the welded portion or the like. In the following description, the echo reflected at the defective portion is called a scratch echo, and the echo signal is a signal including a scratch echo and a pseudo echo. Then, the signal processing device reduces the pseudo echo in the echo signal and outputs it as a filtered signal as described later.
【0019】図示の信号処理装置11は、波形変換部1
2、有意成分選択部13、及び有意成分合成部14を有
しており、後述するようにして、有意成分合成部14か
らフィルタリング信号が出力される。前述したエコー信
号は原信号として波形変換部12に与えられ、波形変換
部12では、原信号を所謂回転型ウェーブレット変換し
て変換係数を生成する。The illustrated signal processing device 11 includes a waveform conversion section 1
2, the significant component selecting unit 13 and the significant component synthesizing unit 14 are included, and the filtering signal is output from the significant component synthesizing unit 14 as described later. The echo signal described above is given to the waveform conversion unit 12 as an original signal, and the waveform conversion unit 12 performs a so-called rotational wavelet conversion on the original signal to generate a conversion coefficient.
【0020】波形変換部12には、基底生成部12a及
びウェーブレット変換部12bが備えられており、基底
生成部12aでは次のようにして、基底(方向型多次元
基底)を生成する。The waveform conversion unit 12 is provided with a base generation unit 12a and a wavelet conversion unit 12b, and the base generation unit 12a generates a base (directional multidimensional base) as follows.
【0021】1次元ウェーブレット変換のマザーウェー
ブレットをφ(t)、主成分方向スケールをa1、直行
方向スケールをa2、シフトベクトルをb、重み関数を
w(t)、角度θの回転変換をR(θ,X)とし、方向
型多次元基底を、Φ(a1,a2,b,θ,x,y)と
すると、Φ(a1,a2,b,θ,X)=R(θ,φ
(x/a1)・w(y/a2))+bとなる。ただし、
X=(x,y)である。The mother wavelet of the one-dimensional wavelet transform is φ (t), the principal component direction scale is a1, the orthogonal direction scale is a2, the shift vector is b, the weighting function is w (t), and the rotation transformation of the angle θ is R ( θ, X) and the directional multidimensional basis is Φ (a1, a2, b, θ, x, y), Φ (a1, a2, b, θ, X) = R (θ, φ)
(X / a1) * w (y / a2)) + b. However,
X = (x, y).
【0022】つまり、方向型多次元基底は、1次元のウ
ェーブレット変換基底を多次元空間でオフセットしたも
のに対して、オフセット距離に応じた重みを掛けて、さ
らに、角度θ分回転させたものを、多次元基底のマザー
ウェーブレットとして、スケール・シフト変換したもの
である。That is, the directional multidimensional basis is a one-dimensional wavelet transform basis offset in a multidimensional space, weighted according to the offset distance, and further rotated by an angle θ. , Scale-shifted as a multi-dimensional basis mother wavelet.
【0023】上述の方向型多次元基底はウェーブレット
変換部12bに与えられる。ウェーブレット変換部12
bでは、原信号と方向型多次元基底との畳み込み演算を
行って、変換係数を生成する。例えば、原信号をU
(X)、変換係数をW(a1,a2,b,θ)とする
と、W(a1,a2,b,θ)=∫∫Φ(a1,a2,
b,θ,X)・U(X−b)となる。The above-mentioned directional multidimensional basis is given to the wavelet transform unit 12b. Wavelet transform unit 12
In b, the convolution operation of the original signal and the directional multidimensional basis is performed to generate the transform coefficient. For example, if the original signal is U
(X) and the conversion coefficient is W (a1, a2, b, θ), W (a1, a2, b, θ) = ∫∫Φ (a1, a2
b, θ, X) · U (X−b).
【0024】この結果、変換係数Wは、原信号の角度θ
方向の成分の内、スケール(a1,a2)の成分を抽出
したものを表すことになる。As a result, the conversion coefficient W is the angle θ of the original signal.
The component of the scale (a1, a2) is extracted from the components of the direction.
【0025】ところで、超音波探傷試験(UT)におい
ては、観測点Pにおいて、時刻(ここでは、各観測点に
おけるパルス発信時を”0”とする)tで観測された信
号を、U(X)とする(ここで、X=(t,P)であ
る)。U(X)の等位相面は、被検査対象物に不良箇所
(異常:傷又はノイズ)がない部位では、t軸とに直交
してそれぞれが平行に並ぶことになる。傷又はノイズに
よるエコー(傷エコー)は、超音波のルートにより等位
相面が不連続となり、その向きも変動するが、傷エコー
と疑似エコー(例えば、溶接部を通過することによって
発生するエコー)とは、反射源の向き及び超音波のルー
トが異なる結果、等位相面の方向に違いが生じることが
多い。このため、エコー信号U(X)を、上述した方向
型多次元基底によって変換した結果である変換係数は、
角度θによって傷エコーと疑似エコーとで識別可能な
(異なる)分布を示すことになる。By the way, in the ultrasonic flaw detection test (UT), at the observation point P, the signal observed at the time t (here, the pulse transmission time at each observation point is "0") t is changed to U (X ) (Where X = (t, P)). The equiphase surfaces of U (X) are arranged in parallel to each other at right angles to the t-axis in a portion where there is no defective portion (abnormality: scratch or noise) in the inspection object. Echoes due to scratches or noise (scratch echoes) have discontinuity in the equiphase surface due to the route of the ultrasonic waves, and their orientation also fluctuates. In many cases, as a result of the difference in the direction of the reflection source and the route of ultrasonic waves, a difference occurs in the direction of the equiphase surface. Therefore, the conversion coefficient that is the result of converting the echo signal U (X) by the above-described directional multidimensional basis is
The angle θ indicates a (different) distribution that can be discriminated between the scratch echo and the pseudo echo.
【0026】上述の変換係数は、有意成分選択部13に
与えられる。前述のように、方向型多次元基底によって
変換した結果である変換係数は、角度θに応じて傷エコ
ーと疑似エコーとで異なる分布を示すから、有意成分選
択部13では傷エコー及び疑似エコー分布から傷エコー
に係る変換係数を有意成分として選択する。そして、こ
れら有意成分は有意成分合成部14に与えられる。The above-mentioned conversion coefficient is given to the significant component selecting section 13. As described above, since the transformation coefficient, which is the result of transformation by the directional multidimensional basis, shows different distributions between the scratch echo and the pseudo echo depending on the angle θ, the significant component selection unit 13 uses the scratch echo and the pseudo echo distribution. From, the conversion coefficient related to the wound echo is selected as a significant component. Then, these significant components are provided to the significant component synthesis unit 14.
【0027】有意線分合成部14では有意成分を合成し
て、フィルタリング信号として送出する。有意成分は、
複素数で示されており、有意成分を合成する際には、そ
の絶対値をとった後、予め規定された重み係数の逆数を
それぞれ絶対値に掛けて、加算する。この結果、フィル
タリング信号から疑似エコーに係る成分が除去又は低減
されることになる。The significant line segment synthesizing unit 14 synthesizes the significant components and sends them as a filtering signal. The significant component is
It is represented by a complex number, and when synthesizing a significant component, the absolute value thereof is taken, and then the reciprocal of a predetermined weighting coefficient is multiplied by each absolute value and added. As a result, the component related to the pseudo echo is removed or reduced from the filtered signal.
【0028】上述のように、図1に示す例では、時系列
信号の周波数特性に加えて、等位相面に関する特徴点に
着目しているから、エコー信号から疑似エコーを低減さ
せて、傷エコーを強調することができる。As described above, in the example shown in FIG. 1, attention is focused on the characteristic points related to the equiphase surface in addition to the frequency characteristics of the time-series signal. Can be emphasized.
【0029】次に、図2を参照して、本発明による信号
処理装置の第2の例について説明する。Next, a second example of the signal processing device according to the present invention will be described with reference to FIG.
【0030】図2に示す信号処理装置において、図1に
示す信号処理装置と同一の構成要素について同一の参照
番号を付し説明を省略する。図2に示す信号処理装置で
は、学習装置21及びフィルタリング信号生成部22が
備えられており、学習装置21では後述するようにし
て、係数ベクトルを合成パラメータとして生成する。そ
して、フィルタリング信号生成部22は合成パラメータ
に基づいてフィルタリング信号を生成する。In the signal processing apparatus shown in FIG. 2, the same components as those of the signal processing apparatus shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. The signal processing device shown in FIG. 2 includes a learning device 21 and a filtering signal generation unit 22, and the learning device 21 generates a coefficient vector as a synthesis parameter as described later. Then, the filtering signal generation unit 22 generates a filtering signal based on the synthesis parameter.
【0031】図示の例においては、まず、予め傷の位置
が分かっている被検査対象物を、UTを用いて検査した
際のエコー信号(探傷信号:以下見本信号という)が与
えられる。この見本信号は、図1で関連して説明したよ
うにして、波形変換部12に与えられ、波形変換部12
で見本信号に応じて変換係数を生成する(以下この変換
係数を見本変換係数と呼ぶ)。In the illustrated example, first, an echo signal (flaw detection signal: hereinafter referred to as a sample signal) when an object to be inspected whose scratch position is known in advance is inspected using the UT is given. This sample signal is applied to the waveform conversion unit 12 as described in connection with FIG.
Then, a conversion coefficient is generated according to the sample signal (hereinafter, this conversion coefficient is referred to as a sample conversion coefficient).
【0032】見本変換係数は学習装置21に与えられ、
学習装置21では見本変換係数に応じて疑似エコーが最
小となる重み係数(係数ベクトル)を求める。例えば、
学習装置21では見本変換係数に基づいてS/N比が最
大となる重み係数を求める(前述のように、見本信号に
おいては、被検査対象物における傷の位置が予め分かっ
ているから、見本変換係数に応じてS/N比を最大にす
る重み係数を求めることができる)。The sample conversion coefficient is given to the learning device 21,
The learning device 21 obtains a weighting coefficient (coefficient vector) that minimizes the pseudo echo according to the sample conversion coefficient. For example,
The learning device 21 obtains the weighting coefficient that maximizes the S / N ratio based on the sample conversion coefficient (as described above, in the sample signal, the position of the scratch on the inspection object is known in advance, so the sample conversion is performed). The weighting coefficient that maximizes the S / N ratio can be obtained according to the coefficient).
【0033】複数の被検査対象物(予め傷の位置が分か
っている被検査対象物)について、上述の見本信号を得
て、これら見本信号を図2に示す信号処理装置に与え
る。そして、前述のようにして、各見本変換係数に応じ
て学習装置21ではS/N比が最大となる重み係数を求
める。つまり、学習装置21は見本信号(つまり、見本
変換係数)に基づいてS/N比が最大となる重み係数を
学習することになる。重み係数を求める際には、例え
ば、最小二乗法が用いられる(疑似エコーがゼロとなる
ように、つまり、線形結合(合成モデル)の和がゼロと
なるようにする)。なお、最小二乗法の代わりに、所謂
ニューラルネットワークを用いて重み係数(係数ベクト
ル)を学習するようにしてもよい。The sample signals described above are obtained for a plurality of objects to be inspected (objects to be inspected whose scratch positions are known in advance), and these sample signals are given to the signal processing apparatus shown in FIG. Then, as described above, the learning device 21 obtains the weighting coefficient that maximizes the S / N ratio in accordance with each sample conversion coefficient. That is, the learning device 21 learns the weighting coefficient that maximizes the S / N ratio based on the sample signal (that is, the sample conversion coefficient). When obtaining the weighting factor, for example, the least squares method is used (so that the pseudo echo becomes zero, that is, the sum of the linear combination (combined model) becomes zero). Instead of the least squares method, a so-called neural network may be used to learn the weighting coefficient (coefficient vector).
【0034】一方、傷の位置が未知の被検査対象物がU
Tを用いて検査され、エコー信号(以下評価対象信号と
いう)が信号処理装置に与えられる。この評価対象信号
は、図1で関連して説明したようにして、波形変換部1
2に与えられ、波形変換部12では評価対象信号に応じ
て変換係数を生成する(以下この変換係数を評価対象変
換係数と呼ぶ)。On the other hand, the object to be inspected whose scratch position is unknown is U
It is inspected by using T, and an echo signal (hereinafter referred to as an evaluation target signal) is given to the signal processing device. This evaluation target signal is the waveform conversion unit 1 as described in connection with FIG.
2, the waveform conversion unit 12 generates a conversion coefficient according to the evaluation target signal (hereinafter, this conversion coefficient is referred to as an evaluation target conversion coefficient).
【0035】上述の評価対象変換係数はフィルタリング
信号生成部22に与えられる。一方、フィルタリング信
号生成部22には前述したようにして学習によって求め
られた重み係数ベクトル(合成パラメータ)が与えられ
ており、フィルタリング信号生成部22は合成パラメー
タに基づいて評価対象変換係数を合成してフィルタリン
グ信号を出力する。The above-mentioned evaluation target transform coefficient is given to the filtering signal generator 22. On the other hand, the weighting coefficient vector (synthesis parameter) obtained by learning as described above is given to the filtering signal generation unit 22, and the filtering signal generation unit 22 synthesizes the evaluation target transformation coefficient based on the synthesis parameter. And outputs a filtered signal.
【0036】上述のように、傷の位置が分かっている被
検査対象物を予めUTを用いて検査して、その検査結果
から重み係数(合成パラメータ)を学習するようにして
いるから、合成パラメータに基づいて評価対象変換係数
を合成するようにすれば、精度よく疑似エコーを低減す
ることができる。言い換えると、見本信号を用いて最適
な合成パラメータを学習しているから、発生原因と変換
係数との物理的な意味付けが難しいエコー信号について
も、傷エコーを強調して疑似エコーを低減させることが
できる。As described above, the object to be inspected whose scratch position is known is inspected in advance by using the UT, and the weighting coefficient (synthesis parameter) is learned from the inspection result. By synthesizing the transform coefficients to be evaluated on the basis of, it is possible to accurately reduce the pseudo echo. In other words, since the optimal synthesis parameter is learned using the sample signal, even for an echo signal whose physical meaning between the cause of occurrence and the conversion coefficient is difficult, the scratch echo is emphasized to reduce the pseudo echo. You can
【0037】さらに、図3を参照して、本発明による信
号処理装置の第3の例について説明する。図3に示す例
において、図1に示す信号処理装置と同一の構成要素に
ついては同一の参照番号を付し、説明を省略する。Further, a third example of the signal processing device according to the present invention will be described with reference to FIG. In the example shown in FIG. 3, the same components as those of the signal processing device shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【0038】図1で説明したようにして、エコー信号
(原信号)が波形変換部12に与えられ、波形変換部1
2で原信号に応じて変換係数を生成する。図3に示す信
号処理装置では、係数加工部31及び係数合成部32が
備えられており、前述の変換係数は係数加工部31に与
えられる。係数加工部31では、変換係数を表す画像を
細くする。つまり、変換係数が方向性を顕著に表すよう
にする。言い換えると、係数加工部31では、変換係数
を等位相面方向に沿って加工して方向ベクトルを得る。As described with reference to FIG. 1, the echo signal (original signal) is given to the waveform converting unit 12, and the waveform converting unit 1
In step 2, conversion coefficients are generated according to the original signal. The signal processing device shown in FIG. 3 includes a coefficient processing unit 31 and a coefficient synthesizing unit 32, and the above-mentioned conversion coefficient is given to the coefficient processing unit 31. The coefficient processing unit 31 narrows the image representing the conversion coefficient. That is, the conversion coefficient is made to express the directionality remarkably. In other words, the coefficient processing unit 31 processes the conversion coefficient along the equiphase surface direction to obtain the direction vector.
【0039】上述の方向ベクトルは係数合成部32に与
えられる。図1で説明したように、方向型多次元基底に
よって変換した結果である変換係数は、角度θに応じて
傷エコーと疑似エコーとで異なる分布を示すから、係数
合成部31では、まず、傷エコー及び疑似エコー分布か
ら傷エコーに係る方向ベクトルを有意成分として選択す
る。そして、これら有意成分を合成する。例えば、係数
合成部32では、方向ベクトルの相関をとって重ね合わ
せて、フィルタリング信号として出力する。The above-mentioned direction vector is given to the coefficient synthesizing unit 32. As described with reference to FIG. 1, since the conversion coefficient, which is the result of conversion by the directional multidimensional basis, shows different distributions in the scratch echo and the pseudo echo depending on the angle θ, the coefficient combining unit 31 first A directional vector related to the scratch echo is selected as a significant component from the echo and the pseudo echo distribution. Then, these significant components are synthesized. For example, the coefficient synthesizing unit 32 takes the correlation of the directional vectors, superimposes them, and outputs the filtered signal.
【0040】このように図3に示す例では、等位相面に
沿って変換係数を合成していることになるから、エコー
の広がりを低減して解像度を向上させることができる。As described above, in the example shown in FIG. 3, since the conversion coefficients are combined along the equiphase surface, the spread of the echo can be reduced and the resolution can be improved.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、エコ
ー信号を回転型ウェーブレット変換して変換係数を生成
して、等位相面の方向に応じて変換係数から不具合箇所
(傷)に対応するエコーに係る変換係数を有意成分とし
て選択し、有意成分を予め規定された重み係数に基づい
て合成してフィルタリング信号として出力するようにし
たから、フィルタリング信号では疑似エコーが低減さ
れ、その結果、フィルタリング信号を用いて被検査対象
物の不良箇所を精度よく検出することができるという効
果がある。As described above, in the present invention, the echo signal is subjected to the rotary wavelet transform to generate the transform coefficient, and the transform coefficient corresponds to the defective portion (scratch) according to the direction of the equiphase surface. The conversion coefficient related to the echo is selected as the significant component, and the significant component is combined based on the weighting coefficient defined in advance and output as the filtering signal. Therefore, the false echo is reduced in the filtering signal, and as a result, the filtering is performed. There is an effect that a defective portion of the inspection object can be accurately detected using the signal.
【0042】さらに、本発明では、予め不良箇所の位置
が特定された被検査対象物から得られる超音波エコー信
号を見本信号として受け、見本信号を回転ウェーブレッ
ト変換して得られた見本変換係数に応じて疑似エコーが
最小となる重み係数を合成パラメータとして生成してお
き、被検査対象物から得られる超音波エコー信号を評価
対象信号として受けて、評価対象信号を回転ウェーブレ
ット変換して得られた評価対象変換係数を合成パラメー
タに基づいて合成してフィルタリング信号として出力す
るようにしたから、精度よく疑似エコーを低減すること
ができ、その結果、フィルタリング信号を用いて被検査
対象物の不良箇所を精度よく検出することができるとい
う効果がある。Further, according to the present invention, an ultrasonic echo signal obtained from the object to be inspected in which the position of the defective portion is specified in advance is received as a sample signal, and the sample signal is converted into a sample conversion coefficient obtained by rotating wavelet transform. Accordingly, the weighting coefficient that minimizes the pseudo echo is generated as a synthesis parameter, the ultrasonic echo signal obtained from the object to be inspected is received as the evaluation target signal, and the evaluation target signal is obtained by rotating wavelet transform. Since the evaluation target conversion coefficient is synthesized based on the synthesis parameter and output as a filtering signal, it is possible to accurately reduce the pseudo echo, and as a result, the filtering signal is used to detect the defective portion of the inspection object. This has the effect of enabling accurate detection.
【0043】加えて、本発明によれば、超音波エコー信
号を回転型ウェーブレット変換して変換係数を生成し
て、変換係数を等位相面方向に沿って加工して方向ベク
トルを得た後、等位相面の方向に応じて方向ベクトルか
ら不具合箇所に対応するエコーに係る変換係数を有意成
分として選択して有意成分間の相関に応じて有意成分を
合成してフィルタリング信号として出力するようにした
から、精度よく疑似エコーを低減することができるばか
りでなく、エコーの広がりを低減して解像度を向上させ
ることができるという効果がある。In addition, according to the present invention, the ultrasonic echo signal is subjected to the rotary wavelet transform to generate the transform coefficient, and the transform coefficient is processed along the equiphase plane direction to obtain the direction vector. The transform coefficient related to the echo corresponding to the defective portion is selected as the significant component from the direction vector according to the direction of the equiphase surface, and the significant components are combined according to the correlation between the significant components and output as a filtering signal. Therefore, there is an effect that not only the pseudo echo can be accurately reduced, but also the spread of the echo can be reduced and the resolution can be improved.
【図1】 本発明による超音波エコー信号処理装置の第
1の例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a first example of an ultrasonic echo signal processing device according to the present invention.
【図2】 本発明による超音波エコー信号処理装置の第
2の例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a second example of the ultrasonic echo signal processing device according to the present invention.
【図3】 本発明による超音波エコー信号処理装置の第
3の例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a third example of the ultrasonic echo signal processing device according to the present invention.
11 信号処理装置 12 波形変換部 12a 基底生成部 12b ウェーブレット変換部 13 有意成分選択部 14 有意成分合成部 21 学習装置 22 フィルタリング信号生成部 31 係数加工部 32 係数合成部 11 Signal processing device 12 Waveform converter 12a Basis generator 12b Wavelet transform unit 13 Significant component selection section 14 Significant component synthesizer 21 Learning device 22 Filtering signal generator 31 Coefficient processing part 32 coefficient synthesis section
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多田 義久 神戸市兵庫区和田崎町一丁目1番1号 三 菱重工業株式会社神戸造船所内 Fターム(参考) 2G047 AA05 BC10 EA10 GG08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Yoshihisa Tada 3-1-1 Wadasaki-cho, Hyogo-ku, Kobe-shi Hishi Heavy Industries, Ltd.Kobe Shipyard F-term (reference) 2G047 AA05 BC10 EA10 GG08
Claims (3)
信号に応じて前記被検査対象物の不良箇所を検査する際
に用いられる超音波エコー信号処理装置であって、前記
超音波エコー信号を回転型ウェーブレット変換して変換
係数を生成する波形変換部と、等位相面の方向に応じて
前記変換係数から前記不具合箇所に対応するエコーに係
る変換係数を有意成分として選択する有意成分選択部
と、前記有意成分を予め規定された重み係数に基づいて
合成してフィルタリング信号として出力する係数合成部
とを有することを特徴とする超音波エコー信号処理装
置。1. An ultrasonic echo signal processing device used when inspecting a defective portion of an object to be inspected according to an ultrasonic echo signal obtained from the object to be inspected. A waveform transforming unit that generates a transform coefficient by performing a rotary wavelet transform, and a significant component selecting unit that selects, as a significant component, a transform coefficient associated with an echo corresponding to the defective portion from the transform coefficient according to the direction of the equiphase surface. And a coefficient synthesizing unit that synthesizes the significant component based on a predetermined weighting factor and outputs the synthesized signal as a filtering signal.
信号に応じて前記被検査対象物の不良箇所を検査する際
に用いられる超音波エコー信号処理装置であって、前記
超音波エコー信号を回転型ウェーブレット変換して変換
係数を生成する波形変換部を有し、予め不良箇所の位置
が特定された被検査対象物から得られる前記超音波エコ
ー信号を見本信号として受け前記波形変換部で該見本信
号を前記回転ウェーブレット変換して得られた見本変換
係数に応じて疑似エコーが最小となる重み係数を合成パ
ラメータとして生成する学習装置と、被検査対象物から
得られる超音波エコー信号を評価対象信号として受け前
記波形変換部で前記評価対象信号を前記回転ウェーブレ
ット変換して得られた評価対象変換係数を前記合成パラ
メータに基づいて合成してフィルタリング信号として出
力する信号生成部とを有することを特徴とする超音波エ
コー信号処理装置。2. An ultrasonic echo signal processing device used when inspecting a defective portion of the inspection object according to the ultrasonic echo signal obtained from the inspection object, wherein the ultrasonic echo signal is The ultrasonic wave echo signal obtained from the object to be inspected in which the position of the defective portion is specified in advance is received as a sample signal by the waveform conversion unit. A learning device that generates a weighting coefficient that minimizes a pseudo echo as a synthesis parameter according to a sample conversion coefficient obtained by rotating the sample signal by the rotational wavelet transform, and an ultrasonic echo signal obtained from an object to be inspected as an evaluation target. The evaluation target transform coefficient obtained by subjecting the evaluation target signal to the rotational wavelet transform in the waveform transforming unit as a signal is combined based on the synthesis parameter. An ultrasonic echo signal processing device, comprising: a signal generation unit configured to generate and output a filtered signal.
信号に応じて前記被検査対象物の不良箇所を検査する際
に用いられる超音波エコー信号処理装置であって、前記
超音波エコー信号を回転型ウェーブレット変換して変換
係数を生成する波形変換部と、前記変換係数を等位相面
方向に沿って加工して方向ベクトルを得る係数加工部
と、前記等位相面の方向に応じて前記方向ベクトルから
前記不具合箇所に対応するエコーに係る変換係数を有意
成分として選択して前記有意成分間の相関に応じて前記
有意成分を合成してフィルタリング信号として出力する
係数合成部とを有することを特徴とする超音波エコー信
号処理装置。3. An ultrasonic echo signal processing apparatus used when inspecting a defective portion of the inspection object according to the ultrasonic echo signal obtained from the inspection object, wherein the ultrasonic echo signal is A waveform transforming unit that generates a transform coefficient by performing a rotary wavelet transform, a coefficient processing unit that processes the transform coefficient along the direction of the equiphase surface to obtain a direction vector, and the direction according to the direction of the equiphase surface. A coefficient synthesizing unit that selects a transform coefficient associated with an echo corresponding to the defective portion from a vector as a significant component, synthesizes the significant component according to the correlation between the significant components, and outputs the synthesized signal as a filtering signal. Ultrasonic echo signal processing device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001257762A JP2003066017A (en) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | Ultrasonic echo signal processing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001257762A JP2003066017A (en) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | Ultrasonic echo signal processing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003066017A true JP2003066017A (en) | 2003-03-05 |
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ID=19085377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001257762A Withdrawn JP2003066017A (en) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | Ultrasonic echo signal processing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003066017A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101975822A (en) * | 2010-11-12 | 2011-02-16 | 山东电力研究院 | Damage positioning method for ultrasonic detection of transmission line |
| JP2025043434A (en) * | 2023-09-19 | 2025-04-01 | 株式会社東芝 | Wave form signal processing system, structure evaluation system and wave form signal processing method |
-
2001
- 2001-08-28 JP JP2001257762A patent/JP2003066017A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101975822A (en) * | 2010-11-12 | 2011-02-16 | 山东电力研究院 | Damage positioning method for ultrasonic detection of transmission line |
| CN101975822B (en) * | 2010-11-12 | 2012-03-07 | 山东电力研究院 | Damage positioning method for ultrasonic detection of transmission line |
| JP2025043434A (en) * | 2023-09-19 | 2025-04-01 | 株式会社東芝 | Wave form signal processing system, structure evaluation system and wave form signal processing method |
| JP7757364B2 (en) | 2023-09-19 | 2025-10-21 | 株式会社東芝 | Waveform signal processing system, structure evaluation system, and waveform signal processing method |
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