[发明专利]图像分析装置和程序

说明书

本发明的课题为，提出能够根据CMC的三维图像容易地分析纤维束的取向的图像分析装置和程序。解决方法为，一种图像分析装置，其特征在于，是根据纤维增强复合材料的三维图像来分析纤维束的取向的图像分析装置，具备：输入部，输入三维图像；二值化处理部，将所输入的三维图像二值化并取得二值图像；取向推定处理部，基于具有对检测截面的形状赋予各向异性的参数的取向检测滤波器，推定二值图像中的各前景像素的取向；中心提取处理部，基于取向检测滤波器，从推定出取向的前景像素群提取表示纤维束的中心的中心像素；纤维束连接处理部，对于所提取的中心像素群，将表示相同或类似的取向的中心像素视为相同的纤维束，将表示相同的纤维束的中心像素彼此连接；蜿蜒判断处理部，计算所连接的表示相同的纤维束的中心像素群的蜿蜒量。

技术领域

本发明涉及图像分析装置和程序，特别是，适合应用于对纤维增强复合材料中所含有的纤维束的取向进行分析的图像分析装置和程序中。

背景技术

近年来，正在推进作为一种纤维增强复合材料的陶瓷基复合材料(CMC:CeramicMatrix Composites)的开发。CMC是将陶瓷的纤维用母材(基质)增强的复合材料，具有重量轻且耐热性优异这样的特征。正在探讨利用该特征，例如将CMC用于飞机用引擎构件的方案，目前正在尝试实用化。另外，通过将CMC用作飞机用引擎构件，可期待大幅度地改善油耗。

CMC的一般的形成工艺如下。首先，将几百根左右的陶瓷纤维集束，制作纤维束，将该纤维束编织来制作织物。纤维束的编织方法中，有例如被称为三维编织或平织的方法。三维编织是将纤维束从XYZ方向这三个方向编织来制作织物的方法，平织是将纤维束从XY方向这两个方向编织来制作织物的方法。

制作织物后，通过化学气相渗透(CVI(Chemical Vapor Infiltration))和聚合物浸渍热解(PIP(Polymer Impregnation and Pyrolysis))来形成基质，最后通过进行机械加工和表面涂覆等来形成CMC。在此，此时形成的CMC中的纤维束取向大幅度地影响CMC的强度。

即，当纤维束在原本应呈直线的部位蜿蜒、或整体上从原本应配置的基准轴位移而偏向、或在中途断裂时，CMC的强度显著降低。相对于此，纤维束没有蜿蜒、偏向或断裂并向着特定的方向齐整地且恰当地排列的情况下，强度高且耐热性优异。因而为了确认所形成的CMC的强度是否充分，重要的是评价纤维束的取向。

专利文献1中，公开了下述取向分析方法：将树脂成型品的切片图像二值化，取得二值图像，对该二值图像进行傅里叶变换，取得功率谱图，将与该功率谱图所描绘的椭圆正交的椭圆的主轴方向视为树脂成型品所含有的填充剂(纤维)的取向方向。

此外，非专利文献1中公开了下述技术：利用X射线CT装置拍摄将纤维束编织而成的织物，取得X射线CT图像，使用特殊的滤波函数对该X射线CT图像进行计算，从而分析构成纤维束的每一根纤维的取向。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2012-2547号公报

非专利文献

非专利文献1:T.Shinohara,J.Takayama,S.Ohyama,and A.Kobayashi,“使用结构分析用长丝模型的纱线跟踪来进行的由纺织面料的三维DT图像的纱线位置信息的提取(Extraction of Yarn Positional Information from a Three-dimensional CT Imageof Textile Fabric using Yarn Tracing with a Filament Model for StructureAnalysis)”，纺织研究杂志(Textile Research Journal),Vol.80,No.7,pp.623-630(2010)

发明内容