[发明专利]图像分析装置和程序

说明书

本发明提出一种能够短时间并且准确地从CMC的三维图像中提取孔洞的图像分析装置和程序。在从纤维强化复合材料的三维图像提取孔洞的图像分析装置中，其特征在于，具备对三维图像执行图像处理的处理器，处理器对三维图像进行二值化来制作二值图像，对二值图像进行距离变换来制作距离图像，使用距离图像对二值图像执行闭合处理，根据闭合处理前后的图像的差异提取孔洞，针对提取的孔洞，将与背景体素邻接的孔洞分类为开放孔洞，将不与背景体素邻接的孔洞分类为闭合孔洞，对开放孔洞执行开放处理来除去伪孔洞。

技术领域

本发明涉及一种图像分析装置和程序，特别适合应用于提取出包含在纤维强化复合材料中的孔洞的图像分析装置和程序。

背景技术

近年来，正在开展作为纤维强化复合材料的一种的陶瓷基复合材料(CMC：CeramicMatrix Composites)的开发。CMC是用基材(matrix)强化陶瓷的纤维所得的复合材料，具有轻量并且耐热性优良的特征。利用该特征，例如研究了将CMC用于航空器用引擎部件，现在正在谋求实用化。此外，通过将CMC用作航空器用引擎部件，期待大幅提高燃油经济性。

CMC的一般形成工艺如下。首先，捆扎数百条左右的陶瓷的纤维来制作纤维束，编织该纤维束来制作编织物。纤维束的编织方法例如有被称为三维编织或平织的方法，三维编织是从XYZ方向的3个方向编织纤维束来制作编织物的方法。另外，平织是从XY方向的2个方向编织纤维束来制作编织物的方法。

在制作编织物后，通过被称为CVI(Chemical Vapor Infiltration：化学气相渗透)和PIP(Polymer Impregnation and Pyrolysis：聚合物浸渍与热解)的基材形成工序，在纤维束中和纤维束之间的空洞(孔洞)中形成基材。然后，最后通过进行机械加工和表面涂层等，形成CMC。

在此，在上述CMC的形成工艺中，CVI和PIP是用于在孔洞中形成基材的工序，但实际上难以形成基材使得覆盖全部的孔洞。由此，在形成的CMC的表面和内部不形成基材而残存孔洞。该残存的孔洞的分布对CMC的强度有很大影响。

例如，在局部区域存在许多孔洞的情况下，该局部区域中的强度显著降低。因此，为了确认形成的CMC的强度是否固定或充分，适当地评价孔洞的分布是重要的。即，准确地提取出孔洞是重要的。

在专利文献1中，公开了一种根据引擎侧壁的X射线透射图像制作孔洞提取图像的技术。具体地说，以除去噪声为目的对引擎侧壁的X射线透射图像执行形态学处理，对形态学处理后的图像执行二值化处理，在二值化处理后的图像中将圆形状的前景判断为孔洞并提取出。另一方面，在二值化处理后的图像中，改变阈值再次对椭圆形状的前景进行二值化处理，由此提取出位于椭圆形状内的圆形状的前景，将其判断为孔洞并提取出。通过对最后提取出的多个圆形状的孔洞进行合成，而制作孔洞提取图像。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-198463号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，该专利文献1所记载的技术并没有考虑到三维图像。因此，如果要将专利文献1所记载的技术简单地应用于三维图像，则存在需要巨大的计算时间的问题。例如在专利文献1所记载的技术中，在提取孔洞时首先对X射线透射图像执行形态学处理，但在对三维图像执行该形态学处理的情况下，在构造要素是球的情况下，需要花费球的半径的立方和对象图像的表面像素数的乘积的量的计算时间。

另外，专利文献1所记载的技术能够提取出圆形状的孔洞，但无法提取出其他形状的孔洞。CMC中的孔洞在上述形成工艺的过程中形成于CMC的表面和内部，存在于内部的孔洞有圆形状的，但并不一定全部限于圆形状。另外，存在于表面的孔洞与背景相邻接，因此不具有闭合的特定的形状。因此，在专利文献1所记载的技术中，无法准确地提取出存在于CMC的表面和内部的孔洞。