JP2001266121A - 塗装された鋼材の塗装劣化の診断方法 - Google Patents
塗装された鋼材の塗装劣化の診断方法Info
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Abstract
劣化を定量的に客観的に評価できるようにする。 【解決手段】塗装された鋼材2の塗装劣化を診断するに
際し、鋼材2とカラーサンプル3を同時に撮影し、撮影
した画像を画像処理機能を備えたコンピュータ5に取り
込み、カラー画像解析により腐食箇所の色彩情報(色の
明度・彩度・色相など)から腐食箇所(薄錆・赤錆・鉄
錆)8の検出と腐食状態の判定を行い、一般的な画像処
理により塗膜欠陥(膨れ,割れ,剥離等)9の検出と塗
膜欠陥状態の判定を行い、これら判定結果から塗装の劣
化度合を評価する。
Description
塗膜欠陥や腐食などの塗装劣化を画像処理により診断す
る方法に関するものである。
管部材等においては、劣化による塗膜欠陥(膨れ,割
れ,剥離など)あるいは塗膜上に現れた腐食(薄錆,赤
錆,鉄錆など)を検出して劣化度合を評価することが行
われており、従来においては、点検員が目視で行う方法
や、クロスカット試験等による方法などが採用されてい
た。
検の場合、点検員の個人差があり、また数値評価が困難
なため、評価結果にばらつきが生じるなどの問題があっ
た。また、クロスカット試験等による点検の場合は、局
所的な評価となるため、試験箇所によるばらつきが生じ
るなどの問題があった。
くなされたもので、その目的は、塗装された鋼材の塗膜
欠陥や腐食などの塗装劣化を定量的に客観的に評価する
ことが可能となる塗装された鋼材の塗装劣化の診断方法
を提供することにある。
劣化の診断方法は、塗装された鋼材(山形鋼や鋼管な
ど)の塗装劣化を診断するに際し、塗装された鋼材を撮
影した画像を画像処理機能を備えたコンピュータに取り
込み、カラー画像解析により腐食箇所の色彩情報から腐
食箇所の検出と腐食状態の判定を行い、一般的な画像処
理により塗膜欠陥(膨れ,割れ,剥離など)の検出と塗
膜欠陥状態の判定を行い、これら判定結果から塗装の劣
化度合を評価することを特徴とする。
色の明度・彩度・色相あるいはRGB信号などがあり、
表面状態判別の画像における例えば各画素の明度・彩度
・色相と、明度・彩度・色相のしきい値をそれぞれ比較
することで、薄錆・赤錆・鉄錆(黒錆)の有無を判定
し、薄錆・赤錆・鉄錆の面積を求める。この面積率等に
より、腐食状態を評価する。
ンプルを鋼材と同時に撮影し、検出されたサンプル色の
色彩情報から撮影条件により変動する鋼材の色彩情報の
変動分を求め、検出された鋼材の表面状態を判定するし
きい値を前記変動分で補正する(請求項2)。
発生箇所を抽出し、腐食発生箇所以外を対象にして、一
般的な画像処理手法を組合せ(例えば、最大値フィル
タ,最小値フィルタ,微分フィルタなど)、膨れ,割
れ,剥離などの塗膜欠陥を抽出し、この塗膜欠陥の形状
や面積を算出する。この面積率等により、塗膜欠陥状態
を評価する。以上の腐食の判定結果と塗膜欠陥の判定結
果を集計して塗装の劣化度合を評価する。
を備えたコンピュータによるカラー画像解析により、塗
膜上に現れた腐食箇所が自動的に検出され、腐食状態が
定量的に判定され、また、塗膜欠陥も一般的な画像処理
により、自動的に検出され、塗膜欠陥状態が定量的に判
定され、塗装の劣化度合を定量的に客観的に評価するこ
とが可能となる。
を用いて腐食箇所を判定することにより、腐食箇所を誤
検出なく確実に判定することができる。即ち、例えば、
濃淡画像における明度のみでは、腐食箇所以外の明度の
小さい部分があるため、腐食箇所を特定することが難し
いが、彩度を用いることにより、腐食箇所の有彩色とそ
の他の無彩色を明確に区別することができる。従って、
一定の明度以上の領域について、有彩色の判定を行い、
さらに色相による錆色判定を行うことにより、より正確
な腐食領域の検出および腐食度合の判定を行うことがで
きる。さらに、カラーサンプルを使用することにより、
撮影条件が変動しても精度良く腐食状態を判定すること
ができる。
に基づいて説明する。図1は、本発明の方法および実施
するための装置を示したものである。図2は、本発明の
腐食箇所のカラー画像解析と塗膜欠陥の画像処理を示し
たものである。図3は、腐食箇所の判定と剥離箇所の抽
出の具体例を示したものである。
て、ホワイトバランス調整が可能な3CCDデジタルビ
デオカメラまたは3CCDデジタルカメラ1等を使用
し、山形鋼や鋼管等の鋼材2の塗膜劣化部2aに専用カ
ラーサンプル3を取り付け、鋼材の塗膜劣化部2aと専
用カラーサンプル3を同時に撮影する。専用カラーサン
プル3はマグネットシート4等の表面に取り付けて鋼材
2の表面に着脱自在とし、作業者が被写体位置に順次取
り付けながら撮影を行うことができる。
(b) に示すように、画像処理ボード(映像入出力機能・
画像処理機能)5aを備えたコンピュータ5およびカラ
ーモニター6に出力し、カラーモニター6に映像を表示
すると共に、コンピュータ5で腐食箇所8および塗膜欠
陥9を自動的に検出・判定し、検出結果および判定結果
をビデオテープレコーダー(または光磁気ディスクシス
テム等)7またはコンピュータ5等に自動的に記録す
る。
合を、腐食箇所(剥離箇所における素地状態:薄錆・赤
錆・鉄錆)8と、塗膜欠陥(膨れ・割れ・剥離)9に分
けて評価する。次に示すように、腐食箇所8の検出・判
定は、本出願人が既に出願している亜鉛めっき鋼材等の
腐食・劣化の検出・判定に関する特願平8−41005
号、特願平9−300707号、特願平11−1738
58号、特願平11−362882号に記載されている
カラー画像解析手法を利用して行い、塗膜欠陥9の検出
・判定は、一般的な画像処理手法を利用して行う。
原画像であり、クロスカット状に塗膜が剥離して素地が
露出した腐食箇所8と、点在する膨れとクロスカット状
の割れの塗膜欠陥9が写っている。このような原画像に
おいて、カメラ1から出力される信号は通常の伝送系で
のアナログ処理により、YuvもしくはRGB信号へ変
換され、変換された信号をデジタル化し、直交変換(R
GB→Lab、もしくはYuv→RGB→Lab)によ
り、L* a* b* カラー(人間の感じる色を数値化する
ために設計された表色系)に変換する。なお、このLa
bカラーによる方法の他、Yuv等の色彩情報により直
接評価することもできる。一般的なRGB信号は変換式
によりL* a* b* モデルに変換され、さらにa* ,b
* から彩度C* および色相H* が得られる。
が様々な色情報を持った画素の集合で構成されているこ
とを利用して、前記画素がどのような色彩情報を持って
いるかを3つのパラメータ、即ち、前記で得られた明度
(輝度)L* (色の明暗の度合)、彩度C* (色の鮮や
かさの度合)、色相(色相角)H* (赤〜オレンジ〜緑
〜青)を用いて調べる。
し、彩度C* は上昇し、色相角H* は赤〜黄色(0〜9
0°)に集中しており、劣化の進行に伴って色の特徴量
も変化するため、明度・彩度・色相角のしきい値をL*
th・C* th・H* thを用い、検出された各画素の明度L
* ・彩度C* ・色相角H* と比較することで、薄錆(黄
色)・赤錆・鉄錆(黒色)を判定することができる。ま
た、薄錆と赤錆とでは明度・彩度には顕著な相違が見ら
れないが、色相角に着目すると、約90°を境にして顕
著な相違が見られ、色相角により薄錆と赤錆を明確に特
定することができる。また、鉄錆は赤錆よりも彩度・明
度が小さいため、赤錆と鉄錆を明確に特定することがで
きる。なお、以上のような画素単位に限らず、画像を多
数のブロックに分け、各ブロックの最頻値等としきい値
を比較するなどしてもよい。
錆が占める画素の割合を調べて行うことができる。即
ち、図2(b) の腐食抽出画像において、腐食箇所8の薄
錆8a・赤錆8b・鉄錆8cが抽出されており、塗膜健
全部10の面積率、腐食箇所8の面積率、薄錆(亜鉛残
存部分)8aの面積率、赤錆8bの面積率、鉄錆(素地
露出部分)8cの面積率を求め、これらにより腐食度合
を評価する。
の色見本あるいはカラー写真等からなり、鋼材2の塗膜
劣化部2aと同時に撮影し、晴れや曇りなどの撮影条件
によって変動する明度・彩度・色彩を画像処理により把
握して基準値からの変動分を算出し、この変動分を用い
て判定のための前記しきい値L* th・C * th・H* thを
補正し、撮影条件が変動しても精度良く腐食レベルを判
定できるようにする。
膜劣化部2aとカラーサンプル3を円周方向に複数のブ
ロックに分け、各分割ブロック毎に前記しきい値の補正
を行うことにより、曲面による明暗で色彩情報が変化す
る場合でも、正確な判定を行うことができる。
る場合には、前記(1)で検出された腐食発生箇所を抽出
し、腐食発生箇所以外を対象にして、一般的な画像処理
手法を組み合わせて、膨れなどの塗膜欠陥9を検出し、
判定する。即ち、腐食箇所8の除去後、微分フィルタ
によるフィルタ処理により輝度変動箇所(塗膜欠陥箇
所)および最大値フィルタまたは最小値フィルタによ
る局所的な欠陥抽出を行い、ラベリング処理により膨
れ候補等をナンバリングし、膨れ候補等を結合処理し
て膨れ等の発生箇所を特定し、各膨れ等の発生箇所の
形状(円形度など)を計測し、各膨れ等の発生箇所9
の面積および塗膜健全部10の面積を算出し、これによ
り塗膜欠陥を評価する。
欠陥別に集計して、塗装の劣化度合を総合的に評価す
る。なお、この塗装の劣化度合を定量評価する場合に
は、数値基準が必要となるが、JIS H 8502 または類似
の規格を適用し、劣化レベル1〜5などに分類すること
ができる。
サンプルについて画像診断を行った。その塗装劣化診断
結果を図3(b) および表1の右側に示す。
の場合、薄錆(黄色)8aが全体にわたって、赤錆8b
および鉄錆(黒色)8cが上部に検出されており、この
腐食状態が表1に示すように定量的に評価されている。
鋼管の試験片B,Cの場合、剥離による塗膜欠陥9が検
出されており、この塗膜欠陥が表1に示すように定量的
に評価されている。
で、次のような効果を奏する。 (1) 鋼材を撮影した画像を画像処理機能を備えたコンピ
ュータに取り込み、カラー画像解析により腐食箇所の色
彩情報から腐食箇所の検出と腐食状態の判定を行い、一
般的な画像処理により塗膜欠陥の検出と塗膜欠陥状態の
判定を行い、これら判定結果から塗装の劣化度合を評価
するようにしたため、塗装された鋼材の塗膜欠陥や腐食
などの塗装劣化を定量的に客観的に評価することが可能
となり、従来の目視点検の評価のばらつきや試験箇所に
よるばらつきを解消することができる。
り、撮影条件が変動しても精度良く腐食状態を判定する
ことができる。
色彩情報(明度・彩度・色相など)を利用することによ
り、腐食箇所を誤検出なく確実に検出し判定することが
できる。
を実施するための装置の例であり、(a) は鋼材を撮影す
る装置の斜視図、(b) は画像解析を行う装置を示す正面
図である。
の画像処理を示したものであり、(a) は取得画像を示す
図、(b) は腐食箇所の検出画像を示す図、(c) は膨れ箇
所の検出画像を示す図である。
の抽出の具体例を示したものであり、(a) は原画像を示
す図、(b) は検出画像を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 塗装された鋼材の塗装劣化を診断するに
際し、塗装された鋼材を撮影した画像を画像処理機能を
備えたコンピュータに取り込み、カラー画像解析により
腐食箇所の色彩情報から腐食箇所の検出と腐食状態の判
定を行い、一般的な画像処理により塗膜欠陥の検出と塗
膜欠陥状態の判定を行い、これら判定結果から塗装の劣
化度合を評価することを特徴とする塗装された鋼材の塗
装劣化の診断方法。 - 【請求項2】 既知のサンプル色を有するカラーサンプ
ルを鋼材と同時に撮影し、検出されたサンプル色の色彩
情報から撮影条件により変動する鋼材の色彩情報の変動
分を求め、検出された鋼材の表面状態を判定するしきい
値を前記変動分で補正することを特徴とする塗装された
鋼材の塗装劣化の診断方法。
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