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公開番号2024055507
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-18
出願番号2022162496
出願日2022-10-07
発明の名称信号処理装置及び信号処理方法
出願人三菱重工業株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類G01N 29/06 20060101AFI20240411BHJP(測定;試験)
要約【課題】検査対象を精度よくイメージングすることが可能な信号処理装置及び信号処理方法を提供する。
【解決手段】信号処理装置は、複数の送受波素子から検査対象の界面に発信される平面波が検査対象の内部を伝搬し焦点で反射して送受波素子に到達する場合の平面波の伝搬経路を示す所定の伝搬モデルを読み込む読み込み処理と、複数の送受波素子が検査対象に平面波を発信した場合に複数の送受波素子で受信される観測データを取得する取得処理と、取得した観測データに基づいて、グリッドフリー圧縮センシングにより検査対象のイメージング範囲に対応した対応データを算出する算出処理と、読み込んだ伝搬モデルと、算出した対応データとに基づいて、検査対象の焦点の位置を推定する推定処理と、を行う演算部を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数の送受波素子から検査対象の界面に発信される平面波が前記検査対象の内部を伝搬し焦点で反射して前記送受波素子に到達する場合の前記平面波の伝搬経路を示す所定の伝搬モデルを読み込む読み込み処理と、
複数の前記送受波素子が前記検査対象に前記平面波を発信した場合に複数の前記送受波素子で受信される観測データを取得する取得処理と、
取得した前記観測データに基づいて、グリッドフリー圧縮センシングにより前記検査対象のイメージング範囲に対応した対応データを算出する算出処理と、
読み込んだ前記伝搬モデルと、算出した前記対応データとに基づいて、前記検査対象の前記焦点の位置を推定する推定処理と、を行う演算部を備える
信号処理装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記演算部は、
前記算出処理において、前記観測データに基づいて所定の制約付き最適化問題を解くことで、双対多項式の係数を前記対応データとして算出し、
前記推定処理において、取得した前記双対多項式の係数と、前記伝搬モデルとに基づいて前記双対多項式の値を求め、求めた前記双対多項式の値に基づいて前記焦点の位置を推定する
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記演算部は、前記推定処理において、１つの位置について複数の前記双対多項式の値が算出される場合、少なくとも１つの前記双対多項式の値が所定の閾値を超える位置を前記焦点の位置として推定する
請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
前記演算部は、前記推定処理において、１つの位置について複数の前記双対多項式の値が算出される場合、複数の前記双対多項式の値のうち最大の値を前記１つの位置における前記双対多項式の値とする
請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記演算部は、前記推定処理において、算出した前記双対多項式の値を縦軸の値とし、前記検査対象の内部の位置を横軸の値とした場合において、前記双対多項式の値を示す座標を通る曲線の極大値に対応する位置を前記焦点の位置として推定する
請求項４に記載の信号処理装置。
【請求項６】
前記演算部は、前記推定処理において、前記観測データを用いる場合、前記平面波の反射条件に対応する係数を乗じる
請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項７】
前記双対多項式は、所定の正則化パラメータを含み、
前記演算部は、前記焦点の位置及び個数が予め設定されたテストピースにおける前記伝搬モデル及び前記観測データに基づいて前記算出処理及び前記推定処理と同一の手順で前記テストピースの前記焦点の位置の推定を行い、当該推定で得られた前記焦点の個数が予め設定された前記焦点の個数に対応するように、前記正則化パラメータを調整する調整処理を行う
請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項８】
複数の送受波素子から検査対象の界面に発信される平面波が前記検査対象の内部を伝搬し焦点で反射して前記送受波素子に到達する場合の前記平面波の伝搬経路を示す所定の伝搬モデルを読み込む読み込みステップと、
複数の前記送受波素子が前記検査対象に前記平面波を発信した場合に複数の前記送受波素子で受信される観測データを取得する取得ステップと、
取得した前記観測データに基づいて、グリッドフリー圧縮センシングにより前記検査対象のイメージング範囲に対応した対応データを算出する算出ステップと、
読み込んだ前記伝搬モデルと、算出した前記対応データとに基づいて、前記検査対象の前記焦点の位置を推定する推定ステップと
を含む信号処理方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、信号処理装置及び信号処理方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
圧縮センシングは、例えば磁気共鳴イメージング等のような様々な検査技術の分野において使用されている。圧縮センシングを用いたイメージング手法においては、可視化領域において高い強度分布がスパースであると仮定し、少数の観測結果を用いて検査対象のイメージ全体を復元したり、高い分解能で検査対象のイメージングを行ったりすることが可能である（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６７３４２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような圧縮センシングを用いたイメージングの手法は、例えば検査対象の超音波探傷を行う場合に適用することができる。超音波探傷に圧縮センシングを適用する場合、検査対象の広い範囲を一度にイメージングしようとすると、画素数が増大し、一度に処理する情報量が多くなる。このため、処理装置のメモリ容量の制約から実行できない場合がある。この場合、狭い範囲のイメージングを繰り返すことになり、検査工数が増加してしまう。
【０００５】
本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、一度に処理する情報量を抑制して処理を行うことが可能な信号処理装置及び信号処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る信号処理装置は、複数の送受波素子から検査対象の界面に対して発信される平面波が前記検査対象の内部を伝搬し焦点で反射して前記送受波素子に到達する場合の前記平面波の伝搬経路を示す所定の伝搬モデルを読み込む読み込み処理と、複数の前記送受波素子が前記検査対象に前記平面波を発信した場合に複数の前記送受波素子で受信される観測データを取得する取得処理と、取得した前記観測データに基づいて、グリッドフリー圧縮センシングにより前記検査対象のイメージング範囲に対応した対応データを算出する算出処理と、読み込んだ前記伝搬モデルと、算出した前記対応データとに基づいて、前記検査対象の前記焦点の位置を推定する推定処理と、を行う演算部を備える。
【０００７】
本開示に係る信号処理方法は、複数の送受波素子から検査対象の界面に発信される平面波が前記検査対象の内部を伝搬し焦点で反射して前記送受波素子に到達する場合の前記平面波の伝搬経路を示す所定の伝搬モデルを読み込む読み込みステップと、複数の前記送受波素子が前記検査対象に前記平面波を発信した場合に複数の前記送受波素子で受信される観測データを取得する取得ステップと、取得した前記観測データに基づいて、グリッドフリー圧縮センシングにより前記検査対象のイメージング範囲に対応した対応データを算出する算出ステップと、読み込んだ前記伝搬モデルと、算出した前記対応データとに基づいて、前記検査対象の前記焦点の位置を推定する推定ステップとを含む。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、一度に処理する情報量を抑制して処理を行うことが可能な信号処理装置及び信号処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、本実施形態に係る信号処理装置を備える計測システムの一例を示す模式図である。
図２は、本実施形態に係る信号処理方法の一例を示すフローチャートである。
図３は、伝搬モデルにおける送信波の伝播経路（往路）の一例を模式的に示す図である。
図４は、伝搬モデルにおける送信波の伝播経路（復路）の一例を模式的に示す図である。
図５は、圧縮センシング処理ステップにおけるアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
図６は、計測システムによるイメージング範囲の一例を模式的に示す図である。
図７は、音響画像のモニタリングの一例を模式的に示す図である。
図８は、複数の送信波を用いたイメージングの概略を模式的に示す図である。
図９は、横波の屈折角ごとの送信レベルの一例を示す図である。
図１０は、複数の送信波を用いたイメージングの概略を模式的に示す図である。
図１１は、横波の屈折角ごとの送信レベルの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示に係る信号処理装置及び信号処理方法の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
（【００１１】以降は省略されています）

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