JP2005291984A - 鋼材から成る構造物の発錆状況判定装置、方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 鋼材から成る構造物の発錆状況について定量的な判定を行うことができる発錆状況判定装置等を提供する。
【解決手段】 発錆状況判定装置１の制御部１１は、鉄塔等の鋼材から成る構造物の撮影画像データを記憶部１２から読み出し、その撮影画像データをＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系に変換し、変換後のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の撮影画像データについてａ^＊とｂ^＊の値が共に正である画素を抽出して、画像における錆色領域を抽出する。また、制御部１１は、画像における錆色領域の発錆度の判定に使用する閾値を算出するための回帰式を用いて閾値を算出し、その閾値を用いて錆色領域に該当する各画素の発錆度を判定する。また、制御部１１は、画像における構造物領域に対する錆色領域の画素占有率を発錆度別に算出し、撮影画像データを用いて錆色領域を発錆度別に表示する画像を生成し、その画像と発錆度別の画素占有率とを出力する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、塗装が施された鉄塔等の鋼材の発錆度を判定する発錆状況判定装置等に関する。

従来、送電鉄塔等の鋼材には腐食の予防を目的として亜鉛めっき等の塗装が施されている。しかし、時間の経過とともに塗装が剥がれ、露出された鋼材表面の発錆状況が進行することから、適切な時期における補修が必要とされていた。この適切な補修時期を決めるために、例えば送電鉄塔等の場合には外観を作業員等が目視により観察し、鉄塔表面の発錆状況を判断していた。

また、例えば、溶融亜鉛メッキを施した鋼材の劣化状況写真を用いて鋼材表面の劣化度を評価する方法もある（特許文献１参照）。
特開平１１−３７９５０号公報（第３、４頁、第１図）

作業員等による目視判断により鋼材表面の発錆状況を判定する場合、判定結果が作業員等によって異なるという問題が生じていた。
また、近年は、コンピュータを用いて鋼材表面の発錆状況を判定する装置も考案されてきているが、より精度の高い判定結果が得られる装置の実現が望まれている。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、鋼材から成る構造物の発錆状況について定量的な判定を行うことができる発錆状況判定装置等を提供することを目的とする。
また、本発明は、鋼材から成る構造物の発錆状況について、より精度の高い判定を行うことができる発錆状況判定装置等を提供することを他の目的とする。

上記目的を達成するため、この発明の第１の観点に係る発錆状況判定装置は、
鋼材から成る構造物の撮影画像データが記憶される画像記憶手段と、
前記画像記憶手段から前記撮影画像データを読み出す手段と、
前記読み出した撮影画像データをＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系に変換する変換手段と、
前記変換されたＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の撮影画像データについて、ａ^＊とｂ^＊の値が共に正である画素を抽出することにより、画像における錆色領域を抽出する手段と、
画像における錆色領域について、発錆状況の度合いを示す発錆度の判定に使用する閾値を算出するための数式が記憶される記憶手段と、
前記数式を読み出し、該数式を用いて、前記Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の撮影画像データについて、錆色領域の発錆度の判定に使用する閾値を算出する手段と、
前記算出された閾値を用いて、錆色領域に該当する前記抽出された各画素について発錆度を判定する手段と、
判定された発錆度別に、画像における構造物領域に対する錆色領域の画素占有率を算出することにより、構造物に対する錆色領域の発錆度別の占有率を求める画素占有率算出手段と、
前記撮影画像データを用いて、前記錆色領域を発錆度別に表示する画像を生成する手段と、
前記生成された画像と、前記算出された発錆度別の画素占有率と、を出力する手段と、
を備えることを特徴とする。

このような構成によれば、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系に変換された画像についてａ^＊とｂ^＊の値が正の画素を抽出することで赤錆の赤みに対応する錆色領域を検出し、検出した錆色領域について数式を用いて発錆度を判定するとともに、鋼材から成る構造物に対する錆色領域の発錆度別の占有率を算出するため、鋼材から成る構造物の発錆状況について定量的な判定を行うことができる。また、画像をＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系に変換することにより、画像に対する明度と赤錆の赤みとを分離して処理するため、軽度の影部分であれば赤錆の赤みを検出することが可能となるため、錆色領域をより正確に検出することができる。

前記記憶手段は、画像における影領域の判定に使用する影領域用閾値を算出するための数式がさらに記憶されてもよく、
前記影領域用閾値を算出するための数式を読み出して、前記Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の撮影画像データについて、前記影領域用閾値を算出する手段と、
前記算出された影領域用閾値を用いて、前記Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の撮影画像データについて、影領域に該当する画素を判定する手段と、をさらに備えてもよく、
前記画素占有率算出手段は、判定された発錆度別に、画像における構造物領域から影領域を除いた領域に対する錆色領域の画素占有率を算出してもよい。
これにより、鋼材から成る構造物における影領域を判定し、判定した結果を、構造物に対する錆色領域の占有率の算出に反映するため、より精度の高い判定結果を得ることができる。

各前記数式は、異なる撮影条件のもとで予め撮影された複数の撮影データを用いて重回帰分析により生成された回帰式であってもよい。
これにより、鉄塔等と補正用カラーサンプルを同時に撮影しなくとも、安定した判定結果が得られる。

また、この発明の第２の観点に係る鋼材から成る構造物の発錆状況判定方法は、
コンピュータを用いて鋼材から成る構造物の発錆状況を判定する方法であって、
鋼材から成る構造物の撮影画像データが記憶される記憶領域から前記撮影画像データを読み出すステップと、
前記読み出した撮影画像データをＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系に変換する変換ステップと、
前記変換されたＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の撮影画像データについて、ａ^＊とｂ^＊の値が共に正である画素を抽出することにより、画像における錆色領域を抽出するステップと、
画像における錆色領域について、発錆の度合いを示す発錆度の判定に使用する閾値を算出するための数式が記憶される記憶領域から前記数式を読み出し、該数式を用いて、前記Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の撮影画像データについて、錆色領域の発錆度の判定に使用する閾値を算出するステップと、
前記算出された閾値を用いて、錆色領域に該当する前記抽出された各画素について発錆度を判定するステップと、
判定された発錆度別に、画像における構造物領域に対する錆色領域の画素占有率を算出するステップと、
前記撮影画像データを用いて、前記錆色領域を発錆度別に表示する画像を生成するステップと、
前記生成された画像と、前記算出された発錆度別の画素占有率と、を出力するステップと、
を備えることを特徴とする。

また、この発明の第３の観点に係るプログラムは、
コンピュータに、
鋼材から成る構造物の撮影画像データが記憶される記憶領域から前記撮影画像データを読み出すステップ、
前記読み出した撮影画像データをＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系に変換する変換ステップ、
前記変換されたＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の撮影画像データについて、ａ^＊とｂ^＊の値が共に正である画素を抽出することにより、画像における錆色領域を抽出するステップ、
画像における錆色領域について、発錆状況の度合いを示す発錆度の判定に使用する閾値を算出するための数式が記憶される記憶領域から前記数式を読み出し、該数式を用いて、前記Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の撮影画像データについて、錆色領域の発錆度の判定に使用する閾値を算出するステップ、
前記算出された閾値を用いて、錆色領域に該当する前記抽出された各画素について発錆度を判定するステップ、
判定された発錆度別に、画像における構造物領域に対する錆色領域の画素占有率を算出するステップ、
前記撮影画像データを用いて、前記錆色領域を発錆度別に表示する画像を生成するステップ、
前記生成された画像と、前記算出された発錆度別の画素占有率と、を出力するステップ、
を実行させる。

本発明によれば、鋼材から成る構造物の発錆状況について定量的な判定を行うことができる。

以下、本発明に係る実施形態として、鋼材から成る構造物の発錆状況を判定する発錆状況判定装置を図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、発錆状況の判定対象として亜鉛めっきによる塗装を施した鉄塔を用いる場合について説明する。
本発明の実施形態に係る発錆状況判定装置１の構成例を図１に示す。図示されるように、この発錆状況判定装置１は、制御部１１、記憶部１２、入力部１３、表示部１４等を備えるコンピュータから構成される。また、この発錆状況判定装置１は、ＣＣＤデジタルカメラ等の撮影装置やプリンタ等の印刷装置が接続される。

制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成され、発錆状況判定装置１全体を制御する。制御部１１は、記憶部１２に予め記憶された動作プログラム等を読み出して実行することにより、データ管理部１１１、処理範囲抽出部１１２、発錆状況判定部１１３等を論理的に実現する。

データ管理部１１１は、鋼材から成る構造物（鉄塔等）の撮影画像データを記憶部１２の登録ＤＢ１２１に登録する。登録対象となる鉄塔等の撮影画像データは、ＣＣＤデジタルカメラ等の撮影装置が鉄塔等を撮影し、その撮影画像のデータを本発錆状況判定装置１に入力して、記憶部１２の所定領域に記憶したものである。なお、ＣＣＤデジタルカメラ等から入力される撮影画像データは、各画素をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色で表すＲＧＢカラーのデータ（例えば、ＲＧＢカラーモードのｊｐｅｇデータ等）である。データ管理部１１１は、登録対象の撮影画像データの格納場所（ディレクトリ名）、ファイル名、撮影年月日等の入力を入力部１３から受け付け、入力されたデータに基づいて、登録対象の撮影画像データを記憶部１２の記憶領域から読み出して登録ＤＢ１２１に記憶する。また、入力された撮影年月日等のデータに基づいて、属性情報を生成し、撮影画像データと関連付けて記憶部１２に記憶する。登録ＤＢ１２１に記憶される撮影画像データの一例を図２に示す。

処理範囲抽出部１１２は、操作者により選択された撮影画像において発錆状況判定処理の対象範囲を抽出する処理を行う。

具体的には、処理範囲抽出部１１２は、登録ＤＢ１２１に記憶されている撮影画像データの一覧を表示部１４に表示し、表示された撮影画像データの中から処理対象のデータを指定する入力を入力部１３から受け付け、指定された撮影画像データを登録ＤＢ１２１から読み出して表示部１４に表示する。そして、入力部１３から、鉄塔等の画像の背景部分の領域を指定する入力を受け付け、指定された領域（鉄塔等の背景部分）を画像から削除する。そして、指定された領域を削除した後の画像のデータを抽出画像データとして登録ＤＢ１２１に記憶する。登録ＤＢ１２１に記憶される抽出画像データの一例を図３に示す。

発錆状況判定部１１３は、登録ＤＢ１２１に記憶されている抽出画像データの一覧を表示部１４に表示し、表示された抽出画像データの中から発錆状況判定対象のデータを指定する入力を入力部１３から受け付ける。そして、発錆状況判定対象として指定された抽出画像データを登録ＤＢ１２１から読み出し、記憶部１２に記憶されている、画素の表色系をＲＧＢ表色系からＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系（ＣＩＥ（国際照明委員会）規格）に変換するための変換式を用い、画素の表色系をＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系に変換する。Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系への変換は、例えば、ＲＧＢ表色系からＸＹＺ表色系に変換する変換式と、ＸＹＺ表色系からＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系に変換する変換式と、を用いる。ＲＧＢ表色系からＸＹＺ表色系への変換式と、ＸＹＺ表色系からＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系への変換式と、の一例を（数１）に示す。

（数１）
Ｘ＝０．４９０００Ｒ＋０．３１０００Ｇ＋０．２００００Ｂ
Ｙ＝０．１７６９７Ｒ＋０．８１２４０Ｇ＋０．０１０６３Ｂ
Ｚ＝０．０００００Ｒ＋０．０１０００Ｇ＋０．９９０００Ｂ

Ｌ^＊＝１１６（Ｙ／Ｙｎ）^１／３−１６
ａ^＊＝５００［（Ｘ／Ｘｎ）^１／３−（Ｙ／Ｙｎ）^１／３］
ｂ^＊＝２００［（Ｙ／Ｙｎ）^１／３−（Ｚ／Ｚｎ）^１／３］
ただし、Ｘｎ＝Ｙｎ＝Ｚｎ＝１００

そして、発錆状況判定部１１３は、抽出画像データについて、画像から影領域を検出する処理を行う。
具体的には、発錆状況判定部１１３は、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系に変換された抽出画像データについて、鋼材から成る構造物（鉄塔等）部分のＬ^＊（明度）の平均値Ｘ１、鋼材から成る構造物（鉄塔等）部分のＬ^＊（明度）の標準偏差Ｘ２を算出する。なお、構造物部分の判定は構造物の背景が削除されていることから、例えば背景が白色である場合には明度が所定値（例えば、９０等）以下の部分を構造物部分と判定するようにしてもよい。そして、算出したＸ１、Ｘ２の値と、記憶部１２に記憶されている算出式を読み出して、影領域を判定するための閾値（影領域用閾値）Ｌを算出する。そして、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の抽出画像データの各画素についてＬ^＊（明度）が影領域用閾値Ｌよりも小さい画素を抽出し、その画素の領域を構造物の影領域と認識する。影領域用閾値Ｌを算出するための算出式の一例を（数２）に示す。

（数２）
Ｌ＝−９．５１６＋１．０７２・Ｘ１＋（−０．５４９）・Ｘ２

次に、発錆状況判定部１１３は、抽出画像データの画像から赤錆の錆色の領域（錆色領域）を検出する。
具体的には、発錆状況判定部１１３は、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の抽出画像データについて、ａ^＊の値が正でかつｂ^＊の値が正の画素を抽出する。Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の色空間は図４に示すように、ａ^＊が正の方向にいくほど赤みが強くなり、負の方向にいくほど緑みが強くなり、またｂ^＊が正の方向にいくほど黄みが強くなり、負の方向にいくほど青みが強くなる。よって、ａ^＊の値が正でかつｂ^＊の値が正の画素を抽出することで、赤錆の赤の色味を有する画素を検出することができる。また、紫はａ^＊の値が正でかつｂ^＊の値が負であることから、上記のように、ａ^＊＞０かつｂ^＊＞０の画素を抽出することで、モアレによる紫エッジを除去することできる。

次に、発錆状況判定部１１３は、抽出した画素を、複数（本実施形態では例えば３とする）の閾値を用いて、検出した錆色領域の発錆の度合いを示す発錆度を判定する。
具体的には、まず、発錆状況判定部１１３は、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の抽出画像データについて、構造物部分と認識された領域から影領域を除いた領域のＬ^＊（明度）の平均の平方根Ｙ１、構造物部分と認識された領域から影領域を除いた領域のＬ^＊（明度）の標準偏差の平方根Ｙ２、構造物部分における影領域のＬ^＊（明度）の平均の平方根Ｙ３、構造物部分における影領域のＬ^＊（明度）の標準偏差の平方根Ｙ４を算出する。そして、算出したＹ１〜Ｙ４の値を用いて、記憶部１２に記憶される算出式に従って、発錆度を判定するための第１〜３の閾値Ａ１〜Ａ３を算出する。そして、先に検出された錆色領域の各画素について、ａ^＊が、「第１の閾値≦ａ^＊」に該当するものを第１の発錆度、「第２の閾値≦ａ^＊＜第１の閾値」に該当するものを第２の発錆度、「第３の閾値≦ａ^＊＜第２の閾値」に該当するものを第３の発錆度、「ａ^＊＜第３の閾値」に該当するものを第４の発錆度、と判定する。第１〜３の閾値Ａ１〜Ａ３を算出するための算出式の一例を（数３）に示す。

（数３）
Ａ１＝−０．８２７＋（−０．６１４）・Ｙ１＋０．０６０・Ｙ２
＋０．４４７・Ｙ３＋３．０７３・Ｙ４

Ａ２＝−０．０３５＋（−１．９５８）・Ｙ１＋０．１３８・Ｙ２
＋１．４７２・Ｙ３＋４．１１４・Ｙ４

Ａ３＝０．９３７＋（−２．４８６）・Ｙ１＋０．１０４・Ｙ２
＋１．８７２・Ｙ３＋４．２４３・Ｙ４

また、発錆状況判定部１１３は、第１〜第４の発錆度の各領域について、鋼材から成る構造物（鉄塔等）部分に対する画素占有率を算出することにより、当該構造物に対する錆色領域の発錆度別の占有率を求める。
具体的には、発錆状況判定部１１３は、各発錆度の領域の画素数と、鉄塔部分と認識された領域から影領域を除いた領域の画素数と、を計数し、各発錆度について、（第ｎ（ｎ＝１、２、３、４）の発錆度の領域の画素数）／（鉄塔部分と認識された領域から影領域を除いた領域の画素数）をそれぞれ算出する。

また、発錆状況判定部１１３は、錆色領域についての判定結果を示す画像データを生成して出力する。
具体的には、第１〜第４の発錆度の各領域の画素の色彩情報（Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊の値）を、発錆度毎に予め設定されている値に設定し、設定後のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の抽出画像データ（判定画像データ）を記憶部１２に記憶する。この際、錆色領域以外の部分はａ^＊、ｂ^＊の値を０に設定し、無彩色で表示されるようにしてもよい。また、各発錆度に対応する色彩情報の設定値は任意であり、例えば、発錆度が高い順に、赤、橙、黄色、茶等と表示されるような設定値をそれぞれ用いてもよい。そして、生成した判定画像データと、先に算出した第１〜第４の発錆度の画素占有率等の情報と、を表示部１４に表示する。また、印刷要求が入力部１３から入力された場合には、判定画像と各発錆度の画素占有率等の情報を含む印刷イメージデータを生成して、印刷装置に出力する。生成される印刷イメージデータの一例を図５に示す。例えば、錆色領域の発錆度別の画素数（有効画素数）、各閾値、第１と第２の領域の画素占有率を加算した値等の情報も併せて表示部１４や印刷装置に出力してもよい。

なお、影領域用閾値及び第１〜第４の閾値の算出式については、重回帰分析等の分析手法に従って、複数のパラメータ（説明変数）を設定したモデルと、予め異なる撮影条件（晴れ、曇り等）で実際に鉄塔等を撮影して得た撮影画像データと、を用いて算出したものが使用される。このような回帰式を用いることで、補正用カラーサンプルを鉄塔等と同時に写し込まなくても、異なる撮影条件で撮影された鉄塔画像の判定を可能とすることができる。

記憶部１２は、例えば、ハードディスク装置等から構成される。記憶部１２は、制御部１１が実行するための動作プログラム及び処理に必要な各種データ、各算出式のデータ等を記憶する。また、記憶部１２は、入力された撮影画像データ、抽出画像データ、判定画像データ等が記憶されるデータベース（登録ＤＢ１２１）等を備える。

入力部１３は、例えば、キーボード、ポインティング・デバイス等の入力装置から構成され、入力データを制御部１１に送信する。
表示部１４は、例えば、ディスプレイ装置等の表示装置から構成され、制御部１１からの指示に従って各種画面等を出力する。

次に、本実施形態に係る発錆状況判定装置１のシステム動作について図６のフローチャートを参照して説明する。
まず、本処理に先立って、鉄塔等の画像がＣＣＤデジタルカメラ等の撮影装置により撮影される。そして、そのＣＣＤデジタルカメラ等が本発錆状況判定装置１に接続され、ＣＣＤデジタルカメラから出力された撮影画像データが発錆状況判定装置１の記憶部１２の所定領域に記憶される。

発錆状況判定装置１の制御部１１は、例えば処理メニューから「撮影画像データの登録」が選択入力されると、登録対象の撮影画像データが格納されているディレクトリ名、ファイル名等の入力とともに、撮影年月日等の入力を入力部１３から受け付ける（ステップＳ１）。そして、入力されたディレクトリ名、ファイル名等のデータに基づいて、登録対象の撮影画像データを特定して読み出し登録ＤＢ１２１に記憶する。また、入力された撮影年月日等のデータに基づいて、属性情報を生成し、撮影画像データと関連付けて登録ＤＢ１２１に記憶する（ステップＳ２）。

次に、制御部１１は、例えば処理メニューから「処理範囲の抽出」が選択入力されると、登録ＤＢ１２１に記憶された撮影画像データの一覧を表示し、その中から処理対象のデータを指定する入力を受け付ける（ステップＳ３）。そして、指定された撮影画像データを読み出して表示し、通常の画像処理機能等により、操作者の入力操作に従って、画像における構造物（鉄塔等）の背景を削除することにより、後述の発錆状況判定処理の処理範囲を抽出する処理を行い（ステップＳ４）、処理後の画像データを抽出画像データとして登録ＤＢ１２１に記憶する（ステップＳ５）。

次に、制御部１１は、例えば処理メニューから「発錆度の判定」が選択入力されると、登録ＤＢ１２１に記憶された抽出画像データの中から処理対象のデータを指定する入力を受け付ける（ステップＳ６）。そして、指定された抽出画像データについて、錆色領域を検出し、検出した錆色領域について発錆度を判定し、判定結果を出力する発錆状況判定処理を行う（ステップＳ７）。

次に、発錆状況判定処理の詳細について図７のフローチャートを参照して説明する。
まず、制御部１１は、処理対象の抽出画像データについて、記憶部１２に記憶されている変換式を用いて、画素の色彩情報をＲＧＢ表色系からＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系に変換し、記憶部１２に記憶する（ステップＳ１１）。

次に、制御部１１は、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の画像データについて、予め重回帰分析等の分析手法に従って算出され、記憶部１２に記憶されている回帰式（例えば（数２）式）等を用いて、影領域を判定するための影領域用閾値を算出する（ステップＳ１２）。そして、算出した影領域用閾値を用いて、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の抽出画像データにおける構造物（鉄塔等）の影領域を検出する（ステップＳ１３）。

次に、制御部１１は、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の画像データについて、ａ^＊の値が正でかつｂ^＊の値が正の画素を抽出することにより、構造物（鉄塔等）の錆色領域を検出する（ステップＳ１４）。

次に、制御部１１は、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の抽出画像データについて、予め重回帰分析等の分析手法に従って算出され、記憶部１２に記憶されている回帰式（例えば（数３）式）等を用いて、錆色領域の発錆度を判定するための第１〜第３の閾値を算出する（ステップＳ１５）。そして、算出した第１〜第３の閾値を用いて、ステップＳ１４で検出された錆色領域の各画素について、第１〜第４の発錆度のいずれに該当するかを判定する（ステップＳ１６）。

次に、制御部１１は、各発錆度の領域の画素数と、構造物部分の領域から影領域を除いた領域の画素数と、を計数し、係数値を用いて、第１〜第４の発錆度の各領域について、構造物部分に対する画素占有率を算出することにより、構造物に対する錆色領域の発錆度別の占有率を求める（ステップＳ１７）。
次に、制御部１１は、第１〜第４の発錆度の各領域の画素の色彩情報を発錆度毎に予め設定されている値に設定する等して、錆色領域についての判定結果を示す判定画像データを生成する（ステップＳ１８）。そして、判定画像データと、ステップＳ１７で算出した各発錆度の画素占有率等の情報を、表示部１４や印刷装置等に出力する（ステップＳ１９）。

以上説明したように、本発明によれば、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系に変換された画像についてａ^＊とｂ^＊の値が正の画素を抽出することで錆色領域を検出し、検出した錆色領域について数式を用いて発錆度を判定するとともに、鉄塔等の鋼材から成る構造物に対する錆色領域の発錆度別の占有率を算出するため、材から成る構造物の塗装の発錆状況について定量的な判定を行うことができる。また、画像をＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系に変換することにより、画像に対する明度と赤錆の赤みとを分離して処理するため、軽度の影部分であれば赤錆の赤みを検出することが可能となるため、錆色領域をより正確に検出することができる。また、構造物における影領域を判定し、判定した結果を、構造物に対する錆色領域の占有率の算出に反映するため、より精度の高い判定結果を得ることができる。また、影領域や錆色領域を判定するための閾値の算出式として、回帰分析による回帰式を用いるため、鋼材から成る構造物と補正用カラーサンプルを同時に撮影しなくとも、安定した判定結果が得られる。

この発明は上記実施形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。
例えば、上記実施形態では、鉄塔の発錆状況を判定する場合について説明したが、発錆状況の判定対象はこれに限定されず任意であり、本発明は鋼材を用いた種々の構造物（例えば、橋梁、プラント（配管）、ガスタンク等）の発錆状況の判定に適用可能である。
また、錆色領域の判定に使用する閾値の数は任意である。予め所定数を設定していてもよく、また、操作者が入力設定するようにしてもよい。また、上記各史記は一例である。例えば、第１〜第３の閾値を得るための算出式に関し、Ｙ３、Ｙ４を算出せず、（数３）について、Ｙ３とＹ４の項を削除した数式を用いてもよい。
また、制御部１１が、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系に変換された画像データについて、Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊のいずれについてヒストグラムを生成して表示部１４に表示してもよい。
また、他のカラー形式のデータを入力し、制御部１１が、入力されたデータをＲＧＢカラーのデータに変換して記憶部１２に記憶するようにしてもよい。
また、上記説明における第１〜第３の閾値を用いて定めた各発錆度の範囲は一例であり、例えば、第１の発錆度の範囲を「第１の閾値≦ａ^＊」としてもよく、また、第２の発錆度を「第２の閾値≦ａ^＊＜第１の閾値」としてもよい。

なお、この発明のシステムは、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、上述の動作を実行するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体（ＦＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）に格納して配布し、該プログラムをコンピュータにインストールすることにより、上述の処理を実行する発錆状況判定装置１等を構成してもよい。また、例えば、インターネット等のネットワーク上のサーバ装置が有するディスク装置に格納しておき、コンピュータにダウンロード等するようにしてもよい。
また、上述の機能を、ＯＳが分担又はＯＳとアプリケーションの共同より実現する場合等には、ＯＳ以外の部分のみを媒体に格納して配布してもよく、また、コンピュータにダウンロード等してもよい。

本発明の実施形態に係る発錆状況判定装置の構成を示す図である。 撮影画像データの一例を示す図である。 抽出画像データの一例を示す図である。 Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の色空間を説明するための図である。 印刷イメージデータの一例を示す図である。 図１の発錆状況判定装置のシステム動作を説明するためのフローチャートである。 発錆状況判定処理を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 発錆状況判定装置
１１ 制御部
１２ 記憶部
１３ 入力部
１４ 表示部
１１１ データ管理部
１１２ 処理範囲抽出部
１１３ 発錆状況判定部
１２１ 登録ＤＢ

Claims (5)

1. 鋼材から成る構造物の撮影画像データが記憶される画像記憶手段と、
   前記画像記憶手段から前記撮影画像データを読み出す手段と、
   前記読み出した撮影画像データをＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系に変換する変換手段と、
   前記変換されたＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の撮影画像データについて、ａ^＊とｂ^＊の値が共に正である画素を抽出することにより、画像における錆色領域を抽出する手段と、
   画像における錆色領域について、発錆状況の度合いを示す発錆度の判定に使用する閾値を算出するための数式が記憶される記憶手段と、
   前記数式を読み出し、該数式を用いて、前記Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の撮影画像データについて、錆色領域の発錆度の判定に使用する閾値を算出する手段と、
   前記算出された閾値を用いて、錆色領域に該当する前記抽出された各画素について発錆度を判定する手段と、
   判定された発錆度別に、画像における構造物領域に対する錆色領域の画素占有率を算出する画素占有率算出手段と、
   前記撮影画像データを用いて、前記錆色領域を発錆度別に表示する画像を生成する手段と、
   前記生成された画像と、前記算出された発錆度別の画素占有率と、を出力する手段と、
   を備えることを特徴とする鋼材から成る構造物の発錆状況判定装置。
2. 前記記憶手段は、画像における影領域の判定に使用する影領域用閾値を算出するための数式がさらに記憶され、
   前記影領域用閾値を算出するための数式を読み出して、前記Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の撮影画像データについて、前記影領域用閾値を算出する手段と、
   前記算出された影領域用閾値を用いて、前記Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の撮影画像データについて、影領域に該当する画素を判定する手段と、をさらに備え、
   前記画素占有率算出手段は、判定された発錆度別に、画像における構造物領域から影領域を除いた領域に対する錆色領域の画素占有率を算出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の鋼材から成る構造物の発錆状況判定装置。
3. 各前記数式は、異なる撮影条件のもとで予め撮影された複数の撮影データを用いて重回帰分析により生成された回帰式である、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼材から成る構造物の発錆状況判定装置。
4. コンピュータを用いて鋼材から成る構造物の発錆状況を判定する方法であって、
   鋼材から成る構造物の撮影画像データが記憶される記憶領域から前記撮影画像データを読み出すステップと、
   前記読み出した撮影画像データをＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系に変換する変換ステップと、
   前記変換されたＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の撮影画像データについて、ａ^＊とｂ^＊の値が共に正である画素を抽出することにより、画像における錆色領域を抽出するステップと、
   画像における錆色領域について、発錆の度合いを示す発錆度の判定に使用する閾値を算出するための数式が記憶される記憶領域から前記数式を読み出し、該数式を用いて、前記Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の撮影画像データについて、錆色領域の発錆度の判定に使用する閾値を算出するステップと、
   前記算出された閾値を用いて、錆色領域に該当する前記抽出された各画素について発錆度を判定するステップと、
   判定された発錆度別に、画像における構造物領域に対する錆色領域の画素占有率を算出するステップと、
   前記撮影画像データを用いて、前記錆色領域を発錆度別に表示する画像を生成するステップと、
   前記生成された画像と、前記算出された発錆度別の画素占有率と、を出力するステップと、
   を備えることを特徴とする鋼材から成る構造物の発錆状況判定方法。
5. コンピュータに、
   鋼材から成る構造物の撮影画像データが記憶される記憶領域から前記撮影画像データを読み出すステップ、
   前記読み出した撮影画像データをＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系に変換する変換ステップ、
   前記変換されたＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の撮影画像データについて、ａ^＊とｂ^＊の値が共に正である画素を抽出することにより、画像における錆色領域を抽出するステップ、
   画像における錆色領域について、発錆状況の度合いを示す発錆度の判定に使用する閾値を算出するための数式が記憶される記憶領域から前記数式を読み出し、該数式を用いて、前記Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の撮影画像データについて、錆色領域の発錆度の判定に使用する閾値を算出するステップ、
   前記算出された閾値を用いて、錆色領域に該当する前記抽出された各画素について発錆度を判定するステップ、
   判定された発錆度別に、画像における構造物領域に対する錆色領域の画素占有率を算出するステップ、
   前記撮影画像データを用いて、前記錆色領域を発錆度別に表示する画像を生成するステップ、
   前記生成された画像と、前記算出された発錆度別の画素占有率と、を出力するステップ、
   を実行させるプログラム。