X線透視画像の画像解析による実習溶接試験片の教育的評価に関する研究

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研究目的本校実習工場ではX線透過試験(等級分類)を行っている.使用する溶接試験片は学生自身が溶接実習で製作したものである.一定の範囲の溶接部の中では良い所もあり悪い所もあるものだが,一様に生産現場と同じ等級分類法にそって悪い所でのみ実習評価していることが問題である.教育上では「良い所」をきちんと「良い」と評価できるシステムが必要であり,学生のやる気や向上心にもつながる.本研究では,X線透視画像から不良部分面積を数値化(画像解析)することで新しい評価法の確立を目指し,実習での溶接試験片の教育的評価法の改善に資することを目的とする.研究方法溶接試験片サンプルは学生の製作したものも含めて90枚用意した.試験片はX線透視システムによりX線透過試験をおこない,全て従来通りの等級分類をした.等級分類した結果は4級40枚,3級32枚,2級18枚であった.次にX線透過画像を画像解析した.X線透視画像はもともと白黒(グレースケール)画像であり,きずなどの不良部分は健全部分に比べ白色になる.そこでグレースケール画像を2値化し,粒子解析の方法で不良部分の面積を測定する方法を試みた.つまり,不良部分を粒子と見立て,それぞれの面積を測定しその合計面積を計算した,そして,それぞれの等級ごとに不良面積の標準偏差を求め,その標準偏差を評価の基準とし,偏差値を得点化した.研究成果溶接試験片の不良面積の偏差値を10段階に分割し得点化することによって,それまでの従来の等級分類では4段階(1級～4級)の評価しか出来なかったものが,31段階(1級,2級10段階,3級10段階,4級10段階)ときめ細やかな評価をすることができるようになった.