JP2010117259A - Method, device and program for detecting deformed portion on building wall surface - Google Patents
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Abstract
Description
本件は、建造物壁面の変状部を検出する変状部検出方法および変状部検出装置、並びに、情報処理装置を変状部検出装置として動作させる変状部検出プログラムに関する。 The present invention relates to a deformed portion detecting method and a deformed portion detecting device for detecting a deformed portion of a building wall surface, and a deformed portion detecting program for operating an information processing device as the deformed portion detecting device.
例えばトンネルやビルなどの建造物は建造時から長期間経過すると老朽化が避けられず、老朽化した部分を適切な時期に適切に補修してその建造物の長寿命化を図ることが求められている。この老朽化のあらわれ方の一つとして、トンネルの内壁やビルの外壁などの表層部分が浮き上がるという現象が多く見られ、このような壁面の浮き上がりを早期に発見して壁が崩れ落ちる前に補修することによって、壁の崩壊による事故の未然防止や、補修に要する手間や費用の削減が求められている。 For example, tunnels, buildings, and other buildings are obsolete after a long period of time from the time of construction, and it is required to properly repair the aging parts at appropriate times to extend the life of the buildings. ing. One of the manifestations of this aging is that surface layers such as the inner walls of tunnels and the outer walls of buildings are often lifted, and such wall lifts are discovered early and repaired before the walls collapse. Therefore, there is a need to prevent accidents caused by wall collapse and to reduce the labor and cost required for repairs.
このような、壁面が浮き上がった変状部の検出方法として、赤外線温度センサを用いて壁面の温度分布を測定する方法が知られている(例えば特許文献1参照)。 As a method for detecting such a deformed portion where the wall surface is lifted, a method for measuring the temperature distribution of the wall surface using an infrared temperature sensor is known (see, for example, Patent Document 1).
壁面の変状部は、壁面の表層が浮いた部分であり、その表層の裏には空気層が形成されてその空気層が一種の断熱層として作用し、外気温度が上昇している途中では、壁面の表層の浮きが見られない健全部と比べ温まり易く健全部と比べ比較的高温となり、外気温度が下降している途中では、変状部の方が健全部よりも先に冷え易く健全部と比べ比較的低温となることが知られている。 The deformed part of the wall surface is a part where the surface layer of the wall surface is floating, and an air layer is formed on the back of the surface layer, and the air layer acts as a kind of heat insulating layer, and the outside air temperature is rising. In the middle of the outside air temperature falling, the deformed part is easier to cool before the healthy part and is more healthy. It is known that the temperature is relatively low compared to the part.
赤外線温度センサを用いて壁面の温度分布を測定して変状部を検出する方法は、上記の温度差を利用するものであり、典型的には以下の演算により変状部が検出される。 The method of detecting the deformed portion by measuring the temperature distribution of the wall surface using an infrared temperature sensor utilizes the above-described temperature difference, and the deformed portion is typically detected by the following calculation.
すなわち、赤外線センサを用いて、日中の、外気温度が上昇しつつあるときに壁面の温度分布を測定して温度分布画像を得るとともに夜間の外気温度が下降しつつあるときも同様にして壁面の温度分布画像を得る。 That is, using an infrared sensor, the temperature distribution of the wall surface is measured during the daytime when the outside air temperature is rising to obtain a temperature distribution image, and also when the outside air temperature at the nighttime is falling Is obtained.
それら2つの温度分布画像を得たときの壁面の温度は一般には互いに異なっているため次に、2つの温度分布画像それぞれについて、各温度分布画像の各画素について各画素の画像値とその温度分布画像の各画素の周囲の平均値(平均温度)との差分を求めることによる平均温度からの温度差分を画素値とする2つの差分画像を求める。 Since the temperature of the wall surface when these two temperature distribution images are obtained is generally different from each other, next, for each of the two temperature distribution images, the image value of each pixel and its temperature distribution for each pixel of each temperature distribution image Two difference images having a pixel value as a temperature difference from the average temperature obtained by calculating a difference from an average value (average temperature) around each pixel of the image are obtained.
このようにして求めた2つの差分画像のそれぞれの画素値を各差分画像ごとに代表させてF,Gとしたとき、それら2つの差分画像の、壁面の同一点を表わす一対の画素ごとに、それら一対の画素の画素値どうしの差分D=F−Gを算出し、その差分を閾値Tと比較して周囲とは温度変化が異なった変状部を検出する。
上記の演算により、壁面の健全部については温度が一様に変化し、変状部については外気温度上昇時には温度が必ず先に上昇するとともに外気温度下降時には必ず先に下降する、という外乱の少ない条件下では変状部を検出することが可能であるが、実際の壁面では、例えば壁面の一部が日照で高温になるなど、日中に得た画像にのみ外乱が入ったり、あるいはどちらか一方の画像のみに高温物体あるいは低温物体の反射があったりなど、様々な外乱が存在し、上記の演算では精度上不充分であるという問題がある。この精度が不充分である点を補うためには、上記の閾値Tを、健全部を変状部として誤検出することがあっても変状部を見逃がすことがないレベルに設定して誤検出を含む変状部を検出し、検出された変状部の全領域について例えば人手をかけてハンマで打診して健全部か変状部か判定する必要を生じる。この人手による判定を行なうには例えば車両の通行量の多いトンネルの場合は高所作業車を用意する必要があり、また高層ビルの場合は高所作業を必要とするなど、多大な困難と費用を伴うことになる。このため、変状部の検出精度の向上が強く求められている。 According to the above calculation, the temperature of the healthy part of the wall surface changes uniformly, and the deformed part of the wall temperature rises first when the outside air temperature rises and always falls first when the outside air temperature falls. It is possible to detect the deformed part under certain conditions, but on the actual wall surface, for example, a part of the wall surface becomes hot due to sunshine, or disturbance is only in the image obtained during the day. There are various disturbances such as reflection of a high-temperature object or a low-temperature object in only one image, and there is a problem that the above calculation is insufficient in accuracy. In order to compensate for this inadequate accuracy, the threshold value T is set to a level that does not miss the deformed part even if the sound part is erroneously detected as a deformed part. It is necessary to detect the deformed part including the detection and determine whether the whole part of the detected deformed part is a healthy part or a deformed part by, for example, placing a hand with a hammer. In order to make this manual judgment, for example, it is necessary to prepare an aerial work vehicle in the case of a tunnel with a large amount of traffic, and in the case of a high-rise building, it is necessary to work in a high place. Will be accompanied. For this reason, improvement in detection accuracy of the deformed portion is strongly demanded.
そこで、本件開示の発明の課題は、変状部の検出精度を向上させることにある。 Therefore, an object of the present disclosure is to improve the detection accuracy of the deformed portion.
本件開示の建造物壁面の変状部検出方法のうちの第1の建造物壁面の変状部検出方法は、
検出対象の建造物壁面の健全部の表面温度よりも建造物壁面の変状部の表面温度が上まわる第1の時間帯、および健全部の表面温度よりも変状部の表面温度が下まわる第2の時間帯に、建造物壁面の、互いに同一の測定領域の表面温度分布を測定することにより、測定領域内の各点の表面温度に応じた画素値を有する2つの温度分布画像を取得する画像取得ステップと、
上記2つの温度分布画像それぞれに関し、その温度分布画像を構成する各画素の画素値と、各画素の周囲領域の平均的な画素値との差分を算出することにより、2つの差分画像を求める差分画像生成ステップと、
上記2つの差分画像それぞれの画素値をF,Gとしたとき、互いに対応する一対の画素ごとに、一対の画素の画素値どうしの差分D=F−Gと、一対の画素の画素値どうしの和の絶対値A=|F+G|とを変数とする関数f(D,A)で表される評価値E=f(D,A)を算出する評価値算出ステップと、
評価値算出ステップで算出された評価値Eに基づいて、建造物壁面の測定領域内の変状部を検出する変状部検出ステップとを有する。
Of the deformed portion detection method for a building wall surface of the present disclosure, the deformed portion detection method for the first building wall surface is:
The first time zone when the surface temperature of the deformed portion of the building wall surface exceeds the surface temperature of the healthy portion of the building wall surface to be detected, and the surface temperature of the deformed portion falls below the surface temperature of the sound portion. In the second time zone, two temperature distribution images having pixel values corresponding to the surface temperature of each point in the measurement area are obtained by measuring the surface temperature distribution of the same measurement area on the wall surface of the building. An image acquisition step,
For each of the two temperature distribution images, a difference for obtaining two difference images by calculating a difference between a pixel value of each pixel constituting the temperature distribution image and an average pixel value of a surrounding area of each pixel. An image generation step;
When the pixel values of the two difference images are F and G, the difference D = F−G between the pixel values of the pair of pixels and the pixel values of the pair of pixels for each pair of corresponding pixels. An evaluation value calculating step for calculating an evaluation value E = f (D, A) represented by a function f (D, A) having a variable of the sum absolute value A = | F + G |;
And a deformed portion detecting step of detecting a deformed portion in the measurement region of the building wall surface based on the evaluation value E calculated in the evaluation value calculating step.
また、本件発明の建造物壁面の変状部検出方法のうちの第2の建造物壁面の変状部検出方法は、
検出対象の建造物壁面の健全部の表面温度よりも建造物壁面の変状部の表面温度が上まわる第1の時間帯、健全部の表面温度よりも変状部の表面温度が下まわる第2の時間帯、および健全部と変状部の表面温度がほぼ等しい第3の時間帯に、建造物壁面の、いずれも同一の測定領域の表面温度分布を測定することにより、測定領域内の各点の表面温度に応じた画素値を有する3つの温度分布画像を取得する画像取得ステップと、
上記3つの温度分布画像それぞれに関し、その温度分布画像を構成する各画素の画素値と、各画素の周囲領域の平均的な画素値との差分を算出することにより、3つの差分画像を求める差分画像生成ステップと、
前記3つの差分画像のうちの前記第3の時間帯における測定により得られた第3の差分画像を除く2つの差分画像それぞれの画素値をF,Gとし、該第3の差分画像の画素値をNとしたとき、前記2つの差分画像のうちの一方の差分画像と前記第3の差分画像との間の互いに対応する一対の画素の画素値どうしの差分F´=F−Nと、前記2つの差分画像のうちの他方の差分画像と前記第3の差分画像との間の互いに対応する一対の画素の画素値どうしの差分G´=G−Nとを算出することにより、2つの背景除去画像を求める背景除去ステップと、
前記2つの背景除去画像間の互いに対応する一対の画素の画素値どうしの差分D=F´−G´と、当該一対の画素の画素値どうしの和の絶対値A=|F´+G´|とを変数とする関数f(D,A)で表される評価値E=f(D,A)を算出する評価値算出ステップと、
前記評価値算出ステップで算出された評価値Eに基づいて、前記建造物壁面の前記測定領域内の変状部を検出する変状部検出ステップとを有する。
In addition, the second method for detecting a deformed portion on the wall surface of the building of the method for detecting a deformed portion on the wall surface of the present invention is:
The first time zone during which the surface temperature of the deformed portion of the building wall surface exceeds the surface temperature of the sound portion of the building wall to be detected, and the surface temperature of the deformed portion lower than the surface temperature of the sound portion. By measuring the surface temperature distribution of the same measurement area on the wall of the building in the time period 2 and the third time period in which the surface temperatures of the healthy part and the deformed part are substantially equal, An image acquisition step of acquiring three temperature distribution images having pixel values according to the surface temperature of each point;
For each of the three temperature distribution images, a difference for obtaining three difference images by calculating a difference between a pixel value of each pixel constituting the temperature distribution image and an average pixel value of a surrounding area of each pixel. An image generation step;
Of the three difference images, the pixel values of the two difference images excluding the third difference image obtained by measurement in the third time zone are F and G, and the pixel values of the third difference image Where N is a difference F ′ = F−N between pixel values of a pair of corresponding pixels between one of the two difference images and the third difference image, and By calculating a difference G ′ = G−N between pixel values of a pair of corresponding pixels between the other difference image of the two difference images and the third difference image, two background images A background removal step for obtaining a removed image;
The difference D = F′−G ′ between the pixel values of a pair of corresponding pixels between the two background-removed images and the absolute value A = | F ′ + G ′ | of the sum of the pixel values of the pair of pixels An evaluation value calculating step for calculating an evaluation value E = f (D, A) represented by a function f (D, A) having the following variables:
And a deformed portion detecting step of detecting a deformed portion in the measurement region of the building wall surface based on the evaluation value E calculated in the evaluation value calculating step.
また、本件開示の建造物壁面の変状部検出装置のうちの第1の建造物壁面の変状部検出装置は、
検出対象の建造物壁面の健全部の表面温度よりも該建造物壁面の変状部の表面温度が上まわる第1の時間帯、および健全部の表面温度よりも変状部の表面温度が下まわる第2の時間帯に、建造物壁面の、互いに同一の測定領域の表面温度分布を測定することにより得られた、測定領域内の各点の表面温度に応じた画素値を有する2つの温度分布画像を取得する画像取得部と、
上記2つの温度分布画像それぞれに関し、その温度分布画像を構成する各画素の画素値と、各画素の周囲領域の平均的な画素値との差分を算出することにより、2つの差分画像を求める差分画像生成部と、
上記2つの差分画像それぞれの画素値をF,Gとしたとき、互いに対応する一対の画素ごとに、一対の画素の画素値どうしの差分D=F−Gと、一対の画素の画素値どうしの和の絶対値A=|F+G|とを変数とする関数f(D,A)で表される評価値E=f(D,A)を算出する評価値算出部と、
評価値算出部で算出された評価値Eに基づいて、建造物壁面の測定領域内の変状部を検出する変状部検出部とを備えている。
Moreover, the deformed part detection device of the first building wall surface among the deformed part detection devices of the building wall surface of the present disclosure is:
The first time zone when the surface temperature of the deformed portion of the building wall surface is higher than the surface temperature of the sound portion of the building wall to be detected, and the surface temperature of the deformed portion is lower than the surface temperature of the sound portion. Two temperatures having pixel values corresponding to the surface temperature of each point in the measurement region, obtained by measuring the surface temperature distribution of the same measurement region on the wall of the building during the second time period An image acquisition unit for acquiring a distribution image;
For each of the two temperature distribution images, a difference for obtaining two difference images by calculating a difference between a pixel value of each pixel constituting the temperature distribution image and an average pixel value of a surrounding area of each pixel. An image generator;
When the pixel values of the two difference images are F and G, for each pair of corresponding pixels, the difference D = F−G between the pixel values of the pair of pixels and the pixel values of the pair of pixels. An evaluation value calculation unit for calculating an evaluation value E = f (D, A) represented by a function f (D, A) having a variable of the absolute value A = | F + G |
And a deformed portion detecting unit that detects a deformed portion in the measurement region of the building wall surface based on the evaluation value E calculated by the evaluation value calculating unit.
また、本件開示の建造物壁面の変状部検出装置のうちの第2の建造物壁面の変状部検出装置は、
検出対象の建造物壁面の健全部の表面温度よりも建造物壁面の変状部の表面温度が上まわる第1の時間帯、健全部の表面温度よりも変状部の表面温度が下まわる第2の時間帯、および健全部と変状部の表面温度がほぼ等しい第3の時間帯に、建造物壁面の、いずれも同一の測定領域の表面温度分布を測定することにより得られた、測定領域内の各点の表面温度に応じた画素値を有する3つの温度分布画像を取得する画像取得部と、
上記3つの温度分布画像それぞれに関し、その温度分布画像を構成する各画素の画素値と、各画素の周囲領域の平均的な画素値との差分を算出することにより3つの差分画像を求める差分画像生成部と、
上記3つの差分画像のうちの上記第3の時間帯における測定により得られた第3の差分画像を除く2つの差分画像それぞれの画素値をF,Gとし、第3の差分画像の画素値をNとしたとき、上記2つの差分画像のうちの一方の差分画像と第3の差分画像との間の互いに対応する一対の画素の画素値どうしの差分F´=F−Nと、上記2つの差分画像のうちの他方の差分画像と第3の差分画像との間の互いに対応する一対の画素の画素値どうしの差分G´=G−Nとを算出することにより、2つの背景除去画像を求める背景除去部と、
上記2つの背景除去画像間の互いに対応する一対の画素の画素値どうしの差分D=F´−G´と、一対の画素の画素値どうしの和の絶対値A=|F´+G´|とを変数とする関数f(D,A)で表される評価値E=f(D,A)を算出する評価値算出部と、
評価値算出部で算出された評価値Eに基づいて、建造物壁面の測定領域内の変状部を検出する変状部検出部とを備えている。
In addition, the deformed portion detection device for the second building wall surface of the deformed portion detection device for the building wall surface of the present disclosure,
The first time zone during which the surface temperature of the deformed portion of the building wall surface exceeds the surface temperature of the sound portion of the building wall to be detected, and the surface temperature of the deformed portion lower than the surface temperature of the sound portion. Measurement obtained by measuring the surface temperature distribution in the same measurement area of the wall of the building in the time zone 2 and in the third time zone where the surface temperature of the healthy part and the deformed part are substantially equal An image acquisition unit for acquiring three temperature distribution images having pixel values according to the surface temperature of each point in the region;
For each of the three temperature distribution images, a difference image for obtaining three difference images by calculating a difference between a pixel value of each pixel constituting the temperature distribution image and an average pixel value of a surrounding area of each pixel. A generator,
Of the three difference images, the pixel values of the two difference images excluding the third difference image obtained by the measurement in the third time zone are F and G, and the pixel values of the third difference image are When N, the difference F ′ = F−N between the pixel values of a pair of corresponding pixels between one of the two difference images and the third difference image, and the two By calculating the difference G ′ = G−N between the pixel values of a pair of corresponding pixels between the other difference image and the third difference image of the difference images, the two background-removed images are obtained. The desired background removal section;
A difference D = F′−G ′ between a pair of pixels corresponding to each other between the two background-removed images, and an absolute value A = | F ′ + G ′ | An evaluation value calculation unit for calculating an evaluation value E = f (D, A) represented by a function f (D, A) having as variables;
And a deformed portion detecting unit that detects a deformed portion in the measurement region of the building wall surface based on the evaluation value E calculated by the evaluation value calculating unit.
さらに、本件開示の変状部検出プログラムのうちの第1の変状部検出プログラムは、
プログラムを実行する情報処理装置内で実行され、その情報処理装置を、
検出対象の建造物壁面の健全部の表面温度よりも建造物壁面の変状部の表面温度が上まわる第1の時間帯、および健全部の表面温度よりも変状部の表面温度が下まわる第2の時間帯に、建造物壁面の、互いに同一の測定領域の表面温度分布を測定することにより得られた、測定領域内の各点の表面温度に応じた画素値を有する2つの温度分布画像を取得する画像取得部と、
上記2つの温度分布画像それぞれに関し、その温度分布画像を構成する各画素の画素値と、各画素の周囲領域の平均的な画素値との差分を算出することにより、2つの差分画像を求める差分画像生成部と、
上記2つの差分画像それぞれの画素値をF,Gとしたとき、互いに対応する一対の画素ごとに、一対の画素の画素値どうしの差分D=F−Gと、一対の画素の画素値どうしの和の絶対値A=|F+G|とを変数とする関数f(D,A)で表される評価値E=f(D,A)を算出する評価値算出部と、
評価値算出部で算出された評価値Eに基づいて、建造物壁面の前記測定領域内の変状部を検出する変状部検出部とを有する建造物壁面の変状部検出装置として動作させるプログラムである。
Furthermore, the 1st deformation | transformation part detection program of the deformation | transformation part detection programs of this indication is,
The information processing apparatus is executed in an information processing apparatus that executes a program.
The first time zone when the surface temperature of the deformed portion of the building wall surface exceeds the surface temperature of the healthy portion of the building wall surface to be detected, and the surface temperature of the deformed portion falls below the surface temperature of the sound portion. Two temperature distributions having pixel values corresponding to the surface temperature of each point in the measurement region obtained by measuring the surface temperature distribution of the same measurement region on the building wall surface in the second time zone An image acquisition unit for acquiring images;
For each of the two temperature distribution images, a difference for obtaining two difference images by calculating a difference between a pixel value of each pixel constituting the temperature distribution image and an average pixel value of a surrounding area of each pixel. An image generator;
When the pixel values of the two difference images are F and G, for each pair of corresponding pixels, the difference D = F−G between the pixel values of the pair of pixels and the pixel values of the pair of pixels. An evaluation value calculation unit for calculating an evaluation value E = f (D, A) represented by a function f (D, A) having a variable of the absolute value A = | F + G |
Based on the evaluation value E calculated by the evaluation value calculation unit, the device is operated as a deformed part detecting device for a building wall having a deformed part detecting unit for detecting a deformed part in the measurement region of the building wall. It is a program.
さらに、本件開示の変状部検出プログラムのうちの第2の変状部検出プログラムは、
プログラムを実行する情報処理装置内で実行され、その情報処理装置を、
検出対象の建造物壁面の健全部の表面温度よりも建造物壁面の変状部の表面温度が上まわる第1の時間帯、健全部の表面温度よりも変状部の表面温度が下まわる第2の時間帯、および健全部と変状部の表面温度がほぼ等しい第3の時間帯に、建造物壁面の、いずれも同一の測定領域の表面温度分布を測定することにより得られた、測定領域内の各点の表面温度に応じた画素値を有する3つの温度分布画像を取得する画像取得部と、
上記3つの温度分布画像それぞれに関し、温度分布画像を構成する各画素の画素値と、各画素の周囲領域の平均的な画素値との差分を算出することにより3つの差分画像を求める差分画像生成部と、
上記3つの差分画像のうちの上記第3の時間帯における測定により得られた第3の差分画像を除く2つの差分画像それぞれの画素値をF,Gとし、該第3の差分画像の画素値をNとしたとき、上記2つの差分画像のうちの一方の差分画像と第3の差分画像との間の互いに対応する一対の画素の画素値どうしの差分F´=F−Nと、上記2つの差分画像のうちの他方の差分画像と第3の差分画像との間の互いに対応する一対の画素の画素値どうしの差分G´=G−Nとを算出することにより、2つの背景除去画像を求める背景除去部と、
上記2つの背景除去画像間の互いに対応する一対の画素の画素値どうしの差分D=F´−G´と、一対の画素の画素値どうしの和の絶対値A=|F´+G´|とを変数とする関数f(D,A)で表される評価値E=f(D,A)を算出する評価値算出部と、
評価値算出部で算出された評価値Eに基づいて、建造物壁面の測定領域内の変状部を検出する変状部検出部とを有する建造物壁面の変状部検出装置として動作させるプログラムである。
Furthermore, the 2nd deformation | transformation part detection program of the deformation | transformation part detection programs of this indication is,
The information processing apparatus is executed in an information processing apparatus that executes a program.
The first time zone during which the surface temperature of the deformed portion of the building wall surface exceeds the surface temperature of the sound portion of the building wall to be detected, and the surface temperature of the deformed portion lower than the surface temperature of the sound portion. Measurement obtained by measuring the surface temperature distribution in the same measurement region of the wall of the building in the time zone 2 and in the third time zone where the surface temperature of the healthy part and the deformed part are substantially equal An image acquisition unit for acquiring three temperature distribution images having pixel values according to the surface temperature of each point in the region;
For each of the three temperature distribution images, a difference image generation for obtaining three difference images by calculating a difference between a pixel value of each pixel constituting the temperature distribution image and an average pixel value of a surrounding area of each pixel. And
Of the three difference images, the pixel values of the two difference images excluding the third difference image obtained by the measurement in the third time zone are F and G, and the pixel values of the third difference image Is N, the difference F ′ = F−N between the pixel values of a pair of corresponding pixels between one of the two difference images and the third difference image, and the above 2 Two background-removed images are calculated by calculating a difference G ′ = G−N between pixel values of a pair of corresponding pixels between the other difference image and the third difference image of the two difference images. A background removal unit for
A difference D = F′−G ′ between a pair of pixels corresponding to each other between the two background-removed images, and an absolute value A = | F ′ + G ′ | An evaluation value calculation unit for calculating an evaluation value E = f (D, A) represented by a function f (D, A) having as variables;
A program for operating as a deformed part detecting device for a building wall having a deformed part detecting unit for detecting a deformed part in the measurement region of the building wall based on the evaluation value E calculated by the evaluation value calculating unit It is.
本件開示の発明によれば、変状部を高精度に検出することができる。 According to the present disclosure, the deformed portion can be detected with high accuracy.
以下、本件の実施形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present case will be described.
ここでは、トンネル内壁の変状部の検出を例に挙げて説明する。 Here, the detection of the deformed portion of the tunnel inner wall will be described as an example.
図1は、本件開示の変状部検出方法の第1実施形態の概略フローを示す図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic flow of the first embodiment of the deformed portion detection method of the present disclosure.
この図1に概略フローを示す変状部検出方法は、画像取得ステップS11、差分画像生成ステップS12、評価値算出ステップS13、および変状部検出ステップS14の4ステップから構成されている。 The deformed portion detecting method shown in the schematic flow in FIG. 1 includes four steps of an image acquisition step S11, a difference image generating step S12, an evaluation value calculating step S13, and a deformed portion detecting step S14.
ここで、画像取得ステップS11は、本実施形態では、車両に搭載された、トンネル壁面の温度分布を測定して温度分布画像を得る温度分布測定装置を用いて実行され、その画像取得ステップS11以外の差分画像生成ステップS12、評価値算出ステップS13、および変状部検出ステップS14は、画像取得ステップS11で得た温度分布画像のデータを持ち帰った後、データ処理を担当するデータ処理装置を用いて実行される。ここでは、先ず、画像取得ステップS11について説明する。 Here, in this embodiment, the image acquisition step S11 is executed by using a temperature distribution measuring device mounted on the vehicle to measure the temperature distribution of the tunnel wall surface and obtain a temperature distribution image. Other than the image acquisition step S11 The difference image generation step S12, the evaluation value calculation step S13, and the deformed portion detection step S14 use the data processing apparatus that takes charge of the data processing after bringing back the temperature distribution image data obtained in the image acquisition step S11. Executed. Here, first, the image acquisition step S11 will be described.
図2は、トンネル内壁の断面を示す模式図である。 FIG. 2 is a schematic diagram showing a cross section of the inner wall of the tunnel.
トンネル内壁10の変状部は、表層11がその表層11よりも奥の層12から浮き上がり、表層11の背面側に空気層13が形成されている部分である。図2には、表層11が奥の層12にしっかりと固着していて空気層13が存在しない健全部の温度分布が実線で示されており、空気層13が存在する変状部の温度分布が破線で示されている。
The deformed portion of the tunnel
図2(A)は、日中の、外気温度が上昇しつつある時点の温度分布を示した模式断面図であり、変状部の場合、空気層13が断熱層として作用し、外気により表層11のみが温められて温度が先に上昇する。一方、健全部の場合、空気層13が存在しないことから外気から表層11に伝わった熱はその奥の層12に流れ、表層11の温度は変状部ほどは上昇せず、したがって変状部は健全部と比べΔtだけ温度が高い状態となる。
FIG. 2A is a schematic cross-sectional view showing the temperature distribution at the time when the outside air temperature is rising during the daytime. In the case of the deformed portion, the
図2(B)は、夜間の、外気温度が下降しつつある時点の温度分布を示した模式断面図である。外気の温度が下がると表層11の熱が外気に奪われるが、変状部の場合、空気層13が存在することによって表層11のみ先に温度が低下し、健全部の場合は奥の層12から熱が伝えられて表層11の温度の低下が抑えられる。このため、変状部の表層11の温度は健全部と比べΔtだけ温度が低い状態となる。
FIG. 2B is a schematic cross-sectional view showing the temperature distribution at the time when the outside air temperature is decreasing at night. When the temperature of the outside air decreases, the heat of the
本件は、この現象を利用して変状部を検出するものであり、その点に関しては前述の従来例と同様である。 The present case uses this phenomenon to detect the deformed portion, and this is the same as the conventional example described above.
図3は、一日のうちの健全部と変状部の表面温度の変化を示した図である。 FIG. 3 is a diagram showing changes in the surface temperature of the healthy part and the deformed part in one day.
日中の、外気温度が上昇する時間帯Aでは、健全部よりも変状部の表面温度が高く、夜間の、外気温度が下降する時間帯Bでは、健全部よりも変状部の表面温度が低い。また、時間帯Aから時間帯Bに移行する中間の時間帯C1、および時間帯Bから時間帯Aに移行する中間の時間帯C2は、健全部と変状部の表面温度がほぼ等しい時間帯である。ここでは、時間帯Aのいずれかの時点においてトンネル内壁の温度分布を測定して温度分布画像を求めるとともに、時間帯Bのいずれかの時点においてもトンネル内壁の温度分布を測定して温度分布画像を求める。 The surface temperature of the deformed part is higher than that of the healthy part in the time zone A during which the outside air temperature rises during the daytime, and the surface temperature of the deformed part is higher than that of the healthy part in the time zone B during which the outside air temperature falls during the night. Is low. In addition, the intermediate time zone C1 that transitions from the time zone A to the time zone B and the intermediate time zone C2 that transits from the time zone B to the time zone A are time zones in which the surface temperatures of the healthy part and the deformed part are substantially equal. It is. Here, the temperature distribution of the tunnel inner wall is measured at any point in time zone A to obtain a temperature distribution image, and the temperature distribution of the tunnel inner wall is measured at any point in time zone B to obtain a temperature distribution image. Ask for.
尚、後述する第2実施形態では、さらに時間帯C1又は時間帯C2においてもトンネル内壁の温度分布が測定されて第3の温度分布画像が求められるが、この第2実施形態については後述することとし、ここでは、時間帯A,Bにおける2つの温度分布画像を求める場合について説明を続ける。 In the second embodiment to be described later, the temperature distribution of the inner wall of the tunnel is also measured in the time zone C1 or the time zone C2, and the third temperature distribution image is obtained. The second embodiment will be described later. Here, the case where two temperature distribution images in the time zones A and B are obtained will be described.
図4は、赤外線温度測定装置の原理説明図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating the principle of the infrared temperature measuring device.
この図4に示す赤外線温度測定装置20には、スキャナミラー21、フォーカスレンズ22、チョッパミラー23、結像レンズ24、および赤外線センサアレイ25が配置されている。
In the infrared
赤外線センサアレイ25は、数百個程度の赤外線センサが一次元的に配列されたものであり、トンネル内壁の水平方向の所定長(例えば200mm等)の一次元画像の結像を受け、その一次元画像を数百の画素に分けて受光するものである。
The
結像レンズ24は、トンネル内壁の一次元画像を赤外線センサアレイ25上に結像させる複数の単レンズの組合せからなるレンズ、フォーカスレンズ22は、トンネル内壁との間の距離の変化に伴って光軸方向に移動し、トンネル内壁の一次元画像を赤外線センサアレイ25上に合焦させるピント調整用のレンズである。
The
チョッパミラー23については後述する。
The
さらに、スキャナミラー21はトンネル内壁を上下方向に繰り返し走査するミラーである。
Furthermore, the
したがって、スキャナミラー21がトンネル内壁を上下方向に一回走査するごとに、赤外線センサアレイ25では、トンネル内壁の水平方向について例えば200mm幅であって、上下方向についてはスキャナミラー21の振れ角(例えば100度)に応じた長さの1つの温度分布画像が得られる。
Therefore, every time the
また、この赤外線温度測定装置20には、さらに、複数の基準熱源26a〜26fが備えられ、さらに、それらの基準熱源26a〜26fの1つを選択してその選択した基準熱源からの放射赤外線を赤外線センサアレイ25に導くための基準熱源レンズ27が備えられている。これらの基準熱源26a〜26fは、赤外線センサアレイ25の校正用の熱源である。具体的には、それらの基準熱源26a〜26fは、それぞれ別々の温度に精密に調整されており、現在測定中のトンネル内壁の表面温度の変化温度範囲を挟む2つの基準熱源(例えば基準熱源26aと基準熱源26b)が以下のようにして交互に選択されて赤外線センサアレイ25の校正に利用される。
The infrared
スキャナミラー21は、トンネル内壁を例えば下から上へと所定速度で一回走査し終わると上から下へと高速に戻るが、その戻りの期間中は、チョッパミラー23が基準熱源レンズ27から出射した赤外線を赤外線センサアレイ25に導く角度に傾き、基準熱源レンズ27によって選択された1つの基準熱源(図4の場合、基準熱源26b)から放射された赤外線が赤外線センサアレイ25で受光されて、その赤外線センサアレイ25を構成する数百個の赤外線センサそれぞれの校正に利用される。
The
スキャナミラー21が高速に上から下に走査された後の、下から上に向かって再度走査する際には、チョッパミラー25は、再び、トンネル内壁の一次元画像が赤外線センサアレイ25上に結像されるように傾きを変えてスキャナミラー21が下から上に走査することにより次の1つの温度分布画像が得られる。その間、基準熱源レンズ27は、もう一方の基準熱源(例えば基準熱源26a)を選択し、スキャナミラー21が次に上から下に高速走査する間はチョッパミラー23が再び基準熱源ミラー27で反射した赤外線を赤外線センサアレイ25に導く角度に傾いて基準熱源レンズ27より選択された1つの基準熱源(基準熱源26a)から放射された赤外線が赤外線センサアレイ25で受光されて校正に利用される。
When the
このように校正と測定が交互に繰り返し行なわれ、トンネル内壁の温度分布が例えば0.05℃程度の高分解能で測定された温度分布画像が生成される。トンネル内壁の表面温度が2つの基準熱源26a,26bで挟まれた温度範囲から外れることが予想されるときは、新たに予想される温度範囲を挟む2つの基準熱源が選択し直され、上記と同様にして校正と測定が繰り返される。
In this way, calibration and measurement are alternately repeated, and a temperature distribution image in which the temperature distribution of the tunnel inner wall is measured with a high resolution of, for example, about 0.05 ° C. is generated. When the surface temperature of the tunnel inner wall is expected to deviate from the temperature range sandwiched between the two
図5は、図4に示す構成の赤外線温度測定装置を用いた、トンネル内壁の温度分布測定の様子を示した模式図である。 FIG. 5 is a schematic diagram showing a state of temperature distribution measurement on the inner wall of the tunnel using the infrared temperature measuring apparatus having the configuration shown in FIG.
ここでは、赤外線温度測定装置20が車両30に設置され、その車両30が例えば50km/hの速度でトンネル内を走行し、その間、トンネル内壁40が繰り返し走査されて多数枚の温度分布画像が生成される。また、この車両30には、距離計29も搭載されており、この距離計29では、車両30が10mm走行するごとに10mm走行したことをあらわす信号が出力される。さらに車両30には、大容量の記憶装置(図示省略)が搭載されており、上記のようにして多数枚得られた温度分布画像(データ上の画像)は、距離計29からの出力信号とともに、その記憶装置に記憶される。
Here, the infrared
図1に示す変状部検出方法のうちの画像取得ステップS11は、以上の温度分布画像収集のプロセスを、図3に示す時間帯Aの間のいずれかの時刻と時間帯Bの間のいずれかの時刻との双方で行なうステップである。 In the deformed portion detection method shown in FIG. 1, the image acquisition step S <b> 11 performs the above temperature distribution image collection process at any time between time zone A and time zone B shown in FIG. 3. This step is performed at both the time and the time.
次に、図1に示す変状部検出方法のうちの差分画像生成ステップS12、評価値算出ステップS13、および変状部検出ステップS14について説明する。 Next, the difference image generating step S12, the evaluation value calculating step S13, and the deformed portion detecting step S14 in the deformed portion detecting method shown in FIG. 1 will be described.
これら差分画像生成ステップS12、評価値算出ステップS13、および変状部検出ステップS14の各ステップは、本実施形態では、コンピュータシステム内で変状部検出プログラムが実行されることによりそのコンピュータシステム内で実行されるステップである。そこで以下では、そのコンピュータシステムのハードウェアおよび変状部検出プログラムについて順に説明することで、図1に示す変状部検出方法のうちの差分画像生成ステップS12、評価値算出ステップS13、および変状部検出ステップS14についても合わせて説明する。 In this embodiment, the difference image generation step S12, the evaluation value calculation step S13, and the deformed portion detection step S14 are executed in the computer system by executing the deformed portion detection program in the computer system. The step to be executed. Therefore, in the following, the hardware of the computer system and the deformed portion detection program will be described in order so that the difference image generating step S12, the evaluation value calculating step S13, and the deformed portion of the deformed portion detecting method shown in FIG. The part detection step S14 will also be described.
図6は、演算処理を行なうためのコンピュータシステムの外観図である。 FIG. 6 is an external view of a computer system for performing arithmetic processing.
このコンピュータシステム100は、CPU、RAMメモリ、ハードディスク等を内蔵した本体部110、本体部110からの指示により表示画面121上に画像を表示するディスプレイ120、このコンピュータシステム100内にオペレータの指示や文字情報を入力するためのキーボード130、表示画面121上の任意の位置を指定することによりその位置に表示されていたアイコン等に応じた指示を入力するマウス140を備えている。
The
本体部110は、さらに、CDやDVD(以下、それらを合わせてCD/DVDと称する)が装填されるCD/DVD装填口を有しており、その内部には、装填されたCD/DVD(図1には図示せず。図2参照)をドライブする、CD/DVDドライブ111(図2参照)が内蔵されている。
The
ここでは、CD/DVD101に変状部検出プログラムが記憶されており、このCD/DVD101がCD/DVD装填口から本体部110内に装填され、CD/DVDドライブ111によりそのCD/DVD101に記憶された変状部検出プログラムがこのコンピュータシステム100のハードディスク内にインストールされる。このコンピュータシステムのハードディスク内にインストールされた変状部検出プログラムが起動されると、このコンピュータシステム100は、変状部検出装置の一実施形態として動作する。
Here, the deformed portion detection program is stored in the CD /
図7は、図6に示す外観を有するコンピュータシステムのハードウェア構成図である。 FIG. 7 is a hardware configuration diagram of the computer system having the appearance shown in FIG.
ここには、中央演算処理装置(CPU)113、RAM114、ハードディスクコントローラ115、CD/DVDドライブ111、マウスコントローラ116、キーボードコントローラ117、ディスプレイコントローラ118、およびインタフェース119が備えられており、それらはバス109で相互に接続されている。
Here, a central processing unit (CPU) 113, a
CD/DVDドライブ111は、図6を参照して説明したように、CD/DVD101が装填され、装填されたCD/DVD101をアクセスするものである。
As described with reference to FIG. 6, the CD /
またインターフェイス119は、前述の記憶装置から温度分布画像をこのコンピュータシステム100に取り込む役割りを担っている。
The
また、ここには、ハードディスクコントローラ115によりアクセスされるハードディスク105、マウスコントローラ116により制御されるマウス140、キーボードコントローラ117により制御されるキーボード130、ディスプレイコントローラ118により制御されるディスプレイ120も示されている。
Also shown here are a
図8は、変状部検出プログラムの概要を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing an outline of the deformed portion detection program.
この図8に示す変状部検出プログラム200は、画像取得部201、差分画像生成部202、評価値算出部203、および変状部検出部204の4つのプログラム部品から構成されている。
The deformed
これら4つのプログラム部品のうちの差分画像生成部202、評価値算出部203、および変状部検出部204は、コンピュータシステム100内で実行されることにより、図1に示す変状部検出方法のうちの差分画像生成ステップS12、評価値算出ステップS13、および変状部検出ステップS14を実行するプログラム部品であるが、画像取得部201は、画像取得ステップS11に対応するステップではなく、画像取得ステップS11の実行によって上述のようにして収集された温度分布画像をインタフェース119を介してコンピュータシステム100内に取り込んで後述する処理を実行するためのプログラム部品である。
Of these four program parts, the difference
この図8に示す変状部検出プログラム200は、上述したように、例えばCD/DVD101に記憶されており、そのCD/DVD101がコンピュータシステム100の本体部110に装填され、CD/DVDドライブ111によりその変状部検出プログラム200が読み出されてハードディスク105内にインストールされる。このハードディスク105にインストールされた変状部検出プログラム200がRAM114上に展開されてCPU113で実行されると、このコンピュータシステム100は変状部検出装置として動作する。
As described above, the deformed
図9は、変状部検出装置の機能ブロック図である。 FIG. 9 is a functional block diagram of the deformed portion detection apparatus.
この変状部検出装置210は、画像取得部211、差分画像生成部212、評価値算出部213および変状部検出部214から構成されている。これら画像取得部211、差分画像生成部212、評価値算出部213、および変状部検出部214は、それぞれ、図6に示す変状部検出プログラム200を構成する各プログラム部品である画像取得部201、差分画像生成部202、評価値算出部203、および変状部検出部204がコンピュータシステム100内で実行されることによりそのコンピュータシステム100内に構築される機能であり、したがって以下では、図9の変状部検出装置210の各部211〜214の作用を説明することで、図8に示す変状部検出プログラム200を構成する各プログラム部品としての各部201〜204を合わせて説明するものとする。また、図9の変状部検出装置210の画像取得部211を除く他の各部212〜214を説明することにより、図1に示す変状部検出方法のうちの、画像取得ステップS11を除く各ステップS12〜S14についても合わせて説明するものとする。
The deformed
図9に示す変状部検出装置210の画像取得部211は、前述のようにして収集されて記憶装置(図示せず)に記憶された温度分布画像を、インタフェース119を介してコンピュータシステム100内に取り込み、各種の幾何学的な補正を行なうものである。
The
この幾何学的な補正としては、図5に示す車両30の走行速度変化に起因する、画像の走行方向のずれの補正や、車両30の、道路の幅方向の走行位置の変化、すなわち車両30に搭載された温度分布測定装置20とトンネル内壁との間の距離の変化に起因する画像の拡大/縮小の補正等がある。画像の走行方向のずれの補正は、距離計29からの10mm走行ごとに出力される信号に基づいて補正され、拡大/縮小についてはトンネル内壁の同一領域から得られた複数の画像のパターンマッチング等により補正される。このような補正により、図3に示す2つの時間帯A,Bのそれぞれにおける温度分布測定により得られた2つの温度分布画像であって、それら2つの温度分布画像の互いに対応する画素ごとにトンネル内壁の同一点の温度を表わす2つの温度分布画像が生成される。
As the geometric correction, correction of a deviation in the traveling direction of an image caused by a change in traveling speed of the
尚、ここでの幾何学的な補正自体は従来の手法を適用すればよく、ここでのこれ以上の詳細説明は省略する。また、ここでは、画像取得部211で上記の補正を行なうものとして説明したが、温度分布画像をこの変状部検出装置210(図6、図7に示すコンピュータシステム100)に取り込む前に補正を行ない、すなわち、図1に示す変状部検出方法のうちの画像取得ステップS11の役割りとし、画像取得部211は補正後の温度分布画像を取り込むものであってもよい。
Here, the geometric correction itself may apply a conventional method, and further detailed description thereof is omitted here. Although the above description has been made on the assumption that the
図9に示す変状部検出装置210の差分画像生成部212では、画像取得部211で得られた、幾何学的な補正が行なわれた後の2つの温度分布画像それぞれに関し、その温度分布画像を構成する各画素の画素値と、各画素の周囲領域の平均的な画素値との差分が算出され、これにより2つの差分画像が求められる。平均的な画素値を求める周辺領域の広さは、その1枚の温度分布画像全域に対応するトンネル内壁の表面温度が比較的安定しているときはその温度分布画像全域についての平均値であってもよく、あるいは、安定性が比較的低いときは、各画素の周囲の一部領域の平均値であってもよく、あるいは、各画素の周囲の画素値の分布を統計的に調べ、その分布に応じて平均値を求める周囲領域の広さを適応的に変更してもよい。いずれにしろ、各画素の画素値(その画素に対応する、トンネル内壁の一点の表面温度)の、周囲からの温度変化分が画素値となるように演算が行なわれる。ここでは、このようにして求めた2つの差分画像のそれぞれの画素値を、各差分画像ごとに代表させて、F,Gで表わす。
In the difference
本実施形態では、図3の時間帯Aにおける測定で得られた温度分布画像から得た差分画像の画素値をF、時間帯Bにおける測定で得られた温度分布画像から得た差分画像の画素値をGとする。各画素値F,Gは、周囲の平均的な表面温度からの差分を表わしており、したがってプラス/マイナスのいずれの値をもとり得るものである。図3から分かるように、典型的には、変状部については画素値Fはプラスの値をとり、画素値Gはマイナスの値をとる。 In the present embodiment, the pixel value of the difference image obtained from the temperature distribution image obtained by the measurement in the time zone A of FIG. 3 is F, and the pixel of the difference image obtained from the temperature distribution image obtained by the measurement in the time zone B Let G be the value. Each of the pixel values F and G represents a difference from the average surface temperature of the surroundings, and therefore can take either plus / minus values. As can be seen from FIG. 3, the pixel value F typically takes a positive value and the pixel value G takes a negative value for the deformed portion.
差分画像生成部212で、以上のようにして2つの差分画像が得られると、次に、評価値算出部213において、健全部と変状部とを判別するための評価値が求められる。この差分画像生成部212では、2つの差分画像の互いに対応する一対の画素ごとに、一対の画素の画素値どうしの差分D=F−Gと、一対の画素の画素値どうしの和の絶対値A=|F+G|とが算出され、各画素ごとに、それら差分Dと和の絶対値Aとを変数とする関数f(D,A)で表わされる評価値E=f(D,A)が算出される。典型的には、この評価値Eとして、E=C・(D−A)(但し、Cは比例定数であり、本実施形態では0.5が採用される。前述した従来法は、評価値EとしてE=Dを採用するものであり、定数C=0.5は、その従来の評価値E=Dとのスケールを合わせるためのものである。ただし、これは従来法との比較のためであって変状部の検出の目的としてはスケールを合わせることは必ずしも必要ではないため、Cは0.5以外の値の定数であってもよい。また、従来法では評価値Eとして差分Dを採用していたのに代わり、和の絶対値Aを評価値の一因として加えることに意味があるのであって、評価値Eは、E=C・(D−A)に限らず、例えば差分Dと和の絶対値Aとの間で重み付けをした評価値
E=C・(d1・D−d2・A)
但し、d1+d2=1.0
を採用してもよく、あるいは、さらに複雑な演算式を採用してもよい。
When the difference
However, d1 + d2 = 1.0
May be adopted, or a more complicated arithmetic expression may be adopted.
ここでは、評価値EとしてE=0.5・(D−A)=(D−A)/2を採用することとし、説明を続ける。 Here, E = 0.5 · (DA) = (DA) / 2 is adopted as the evaluation value E, and the description will be continued.
図9に示す変状部検出装置210の変状部検出部214では、評価値算出部213で算出された評価値Eに基づいて、トンネル内壁の測定領域内の変状部が検出される。具体的には、評価値算出部213で算出された各画素ごとの評価値Eが閾値Tと比較され、閾値Tを越える評価値Eが算出された画素が変状部に相当する画素であると判定される。閾値Tは、トンネル内壁の材質等に応じて、経験的又は統計的に適切な値が定められる。
In the deformed
ここでは、変状部検出のための演算例として2つの差分画像の画素値F,Gの組合せについて説明する。 Here, a combination of pixel values F and G of two difference images will be described as an example of calculation for detecting a deformed portion.
ここでは、高温部、すなわち周囲よりも高温の画素の画素値を+10、背景部、すなわち健全部を表わす平均画素値を0、低温部、すなわち周囲よりも低温の画素の画素値を−10とする。 Here, the pixel value of a pixel having a higher temperature than the surrounding area is +10, the average pixel value representing the background area, that is, the healthy area is 0, and the pixel value of a low temperature area, that is, a pixel having a temperature lower than the surrounding area is −10. To do.
このとき、画素値F,Gの取り得る組合せは、
F:高温/G:高温 F:高温/G:背景 F:高温/G:低温
F:背景/G:高温 F:背景/G:背景 F:背景/G:低温
F:低温/G:高温 F:低温/G:背景 F:低温/G:低温
の9通りとなる。
At this time, possible combinations of the pixel values F and G are:
F: High temperature / G: High temperature F: High temperature / G: Background F: High temperature / G: Low temperature F: Background / G: High temperature F: Background / G: Background F: Background / G: Low temperature F: Low temperature / G: High temperature F : Low temperature / G: Background F: Low temperature / G: Low temperature
Nine ways.
この9通りの組合せについて上記の演算を行なうと表1のようにあらわされる。 When the above calculation is performed for these nine combinations, the results are shown in Table 1.
評価値EとしてE=(D−A)/2を採用し、閾値Tとして5を採用すると、画素値Fが背景よりも高い温度であって画素値Gが表示よりも低い温度である画素cのみが抽出されることが分かる。 When E = (D−A) / 2 is adopted as the evaluation value E and 5 is adopted as the threshold value T, the pixel c whose pixel value F is higher than the background and whose pixel value G is lower than the display. It can be seen that only is extracted.
従来法では、評価値EとしてE=Dが採用されており、この場合は、画素cの値に、画素k,fも抽出される。これらの画素b,fは、画素値F,Gを求める基になった2つの温度分布画素のうちの一方において高温物体あるいは低温物体の反射があった場合に相当すると考えられる。また画素bは、図3に示す時間帯Aにおける測定で得られた画像の一部が日照で高温になり、時間帯Bにおける測定では夜になって温度が均一化した場合も考えられる。 In the conventional method, E = D is adopted as the evaluation value E. In this case, the pixels k and f are also extracted as the value of the pixel c. These pixels b and f are considered to correspond to a case where a high-temperature object or a low-temperature object is reflected in one of two temperature distribution pixels from which the pixel values F and G are obtained. Further, the pixel b may have a case where a part of the image obtained by the measurement in the time zone A shown in FIG.
次に高温部と低温部の温度変化が相互に異なっている場合の影響について説明する。高温部の画素値を+12、低温部の画素値を−8とすると、以下の表2が得られる。 Next, the effect when the temperature changes in the high temperature part and the low temperature part are different from each other will be described. When the pixel value in the high temperature part is +12 and the pixel value in the low temperature part is -8, the following Table 2 is obtained.
この表2のD=F−Gの欄を見ると、画素bは12、画素Cは20、画素fは8の値が得られている。表1の場合、画素b,c,fはそれぞれ10,20,10であって、評価値E=Dを用いて本実施形態と同様の検出結果を得ようとすると閾値T=11とすればよいことになるが、閾値T=11とすると、表2のように高温部の温度変化と低温部の温度変化が+12,−8と異なる場合、画素cのみでなく画素bも検出されてしまい、その時その時の僅かな条件変化によって判定結果が異なってしまうことになる。 Looking at the column of D = F−G in Table 2, a value of 12 is obtained for pixel b, 20 for pixel C, and 8 for pixel f. In the case of Table 1, the pixels b, c, and f are 10, 20, and 10, respectively. If the evaluation value E = D is used to obtain a detection result similar to that of the present embodiment, the threshold value T = 11. If the threshold value T = 11, if the temperature change in the high temperature part and the temperature change in the low temperature part are different from +12 and −8 as shown in Table 2, not only the pixel c but also the pixel b is detected. At that time, the determination result varies depending on a slight condition change at that time.
これに対し、本実施形態の場合は、高温部と低温部の温度変化が異なっていても変状部を安定的に高精度に検出することができる。 On the other hand, in the case of this embodiment, even if the temperature change of a high temperature part and a low temperature part differs, a deformed part can be detected stably with high accuracy.
図10は、変状部検出結果の一例を示す図である。 FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the deformed portion detection result.
図10(A)は従来法の、評価値Eとして差分Dを採用したときに変状部として検出された領域を示し、図10(B)は、評価値EとしてE=(D−A)/2を採用したときに変状部として検出された領域を示している。(D−A)を2で割る(0.5を掛ける)ことにより評価値Eのスケールを合わせているため、閾値としては、図10(A)、図10(B)とで同一の値を採用している。 FIG. 10A shows a region detected as a deformed portion when the difference D is adopted as the evaluation value E in the conventional method, and FIG. 10B shows E = (DA) as the evaluation value E. An area detected as a deformed portion when / 2 is adopted is shown. Since the scale of the evaluation value E is adjusted by dividing (D−A) by 2 (multiplying by 0.5), the same value is used as the threshold value in FIGS. 10 (A) and 10 (B). Adopted.
図10(A)、(B)を比較すると、従来法では誤検出を多く含み、変状部として広い領域が検出されており、本実施形態では、誤検出が減ることにより変状部が高精度に検出されていることが分かる。 Comparing FIGS. 10A and 10B, the conventional method includes many erroneous detections, and a wide area is detected as the deformed portion. In this embodiment, the deformed portion is increased by reducing the false detection. It can be seen that it is detected accurately.
次に、本件の第2実施形態について説明する。 Next, a second embodiment of the present case will be described.
図11は、本件の第2実施形態の変状部検出方法の概要を示すフローチャートである。 FIG. 11 is a flowchart showing an outline of the deformed portion detection method of the second embodiment of the present case.
この第2実施形態の変状部検出方法は、画像取得ステップS21、差分画像生成ステップS22、背景除去ステップS23、評価値算出ステップS24、および変状部検出ステップS25の各ステップで構成されている。 The deformed portion detection method according to the second embodiment includes image acquisition step S21, difference image generation step S22, background removal step S23, evaluation value calculation step S24, and deformed portion detection step S25. .
前述した第1実施形態との相違点を中心に説明する。 The description will focus on the differences from the first embodiment described above.
図11に示す第2実施形態の変状部検出方法の画像取得ステップS21では、トンネル内壁の温度分布を、図3に示す時間帯A,Bの双方で測定して2つの温度分布画像を得るのに加え、さらに、健全部と変状部の温度が同一となる時間帯C1又は時間帯C2においてもトンネル内壁の温度分布測定が行なわれ、第3の温度分布画像が得られる。それ以外の点については前述の第1実施形態の場合と同様である。 In the image acquisition step S21 of the deformed portion detection method of the second embodiment shown in FIG. 11, the temperature distribution of the tunnel inner wall is measured in both time zones A and B shown in FIG. 3 to obtain two temperature distribution images. In addition, the temperature distribution measurement of the inner wall of the tunnel is also performed in the time zone C1 or the time zone C2 in which the temperatures of the healthy portion and the deformed portion are the same, and a third temperature distribution image is obtained. Other points are the same as in the case of the first embodiment described above.
図11に示す第2実施形態の変状部検出方法の他のステップS22〜S25については、第2実施形態の変状部検出プログラムおよび変状部検出装置と合わせて後述する。 Other steps S22 to S25 of the deformed portion detecting method of the second embodiment shown in FIG. 11 will be described later together with the deformed portion detecting program and deformed portion detecting device of the second embodiment.
図12は、第2実施形態の変状部検出プログラムの概要を示す図である。 FIG. 12 is a diagram showing an outline of the deformed portion detection program of the second embodiment.
この図12に示す第2実施形態の変状部検出プログラム300は、画像取得部301、差分画像生成部302、背景除去部303、評価値算出部304、および変状部検出部305の5つのプログラム部品で構成されている。これら5つのプログラム部品のうちの差分画像生成部302、背景除去部303、評価値算出部304、および変状部検出部305は、コンピュータシステム100内で実行されることにより、図11に示す変状部検出方法のうちの差分画像生成ステップS22、背景除去ステップS23、評価値算出ステップS24、および変状部検出ステップS25を実行するプログラム部品であるが、画像取得部301は、画像取得ステップS21に対応するステップではなく、画像取得ステップS21の実行によって収集された3つの時間帯の温度分布画像をインタフェース119を介してコンピュータシステム100内に取り込んで処理するためのプログラム部品である。
The deformed
この図12に示す変状部検出プログラム300も、前述に、図8に示す第1実施形態の変状部検出プログラム200と同様、例えばCD/DVD101に記憶されており、そのCD/DVD101がコンピュータシステム100の本体部110に装填されCD/DVDドライブ111によりその変状部検出プログラム200が読み出されてハードディスク105内にインストールされる。このハードディスク105にインストールされた変状部検出プログラム300がRAM114上に展開されてCPU113で実行されると、このコンピュータシステム100は第2実施形態の変状部検出装置として動作する。
The deformed
図13は、本件の第2実施形態の変状部検出装置の構成ブロック図である。 FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the deformed portion detection apparatus according to the second embodiment of the present invention.
この変状部検出装置310は、画像取得部311、差分画像生成部312、背景除去部313、評価値算出部314、および変状部検出部315から構成されている。これら画像取得部311、差分画像生成部312、背景除去部313、評価値算出部314、および変状部検出部315は、それぞれ図12に示す変状部検出プログラム300を構成する各プログラム部品である画像取得部301、差分画像生成部302、背景除去部303、評価値算出部304、および変状部検出部305がコンピュータシステム100内で実行されることにより、そのコンピュータシステム100内に構築される機能である。したがって第1実施形態の場合と同じく、以下では図13の変状部検出装置310の各部311〜315の作用を説明することで図12に示す変状部検出プログラム300を構成する各プログラム部品としての各部301〜305を合わせて説明するものとする。また図13の変状部検出装置310の画像取得部311を除く他の各部312〜315を説明することにより、図11に示す変状部検出方法のうちの画像取得ステップS21を除く各ステップS22〜S25についても合わせて説明するものとする。また、ここでは、前述した第1実施形態との相違点について説明する。
The deformed
図13に示す変状部検出装置310の画像取得部311は、第1実施形態の変状部検出装置210(図9参照)の画像取得部211と同様である。ただし、この図13に示す変状部検出装置310の画像取得部311では、時間帯A,Bにおける測定で得られた温度分布画像に加え、さらに時間帯C1又は時間帯C2における測定で得られた第3の温度分布画像もコンピュータシステム100内に取り込まれて、幾何学的な補正が行なわれる。
An
また、図13の変状部検出装置300の差分画像生成部312の作用も第1実施形態の変状部検出装置210(図9参照)の差分画像生成部212と同様である。ただし、この変状部検出装置310の差分画像生成部312では、時間帯C1又は時間帯C2における測定で得られた第3の温度分布画像についても同様にして、第3の差分画像が生成される。ここでは時間帯Aにおける測定で行なわれた温度分布画像から求められた差分画像の画素値を代表させてF、時間帯Bにおける測定で得られた温度分布画像から求められた差分画像で画素を代表させてG、時間帯C1又は時間帯C2における測定で得られた第3の温度分布画像から求められた第3の差分画像の画素値を代表させてNで表わす。
The operation of the difference
次に、図13に示す変状部検出装置310の背景除去部313では、時間帯Aにおける測定に由来する第1の差分画像と時間帯C1又は時間帯C2の測定に由来する第3の差分画像について、互いに対応する画素ごとに画素値F,Nの差分F′=F−Nが求められ、またこれと同様に、時間帯Bにおける測定に由来する第2の差分画像と時間帯C1又は時間帯C2における測定に由来する第3の差分画像について、互いに対応する画素ごとに画素値G,Nの差分G′=G−Nが求められる。
Next, in the
トンネル内壁から放射される赤外線を測定して得られる温度分布画像はトンネル内壁の表面温度の分布を正確にあらわしたものではなく、その温度分布画像の画素値はトンネル内壁の模様や色によっても影響を受ける。上記のようにして健全部と変状部の温度がほぼ同一の時間帯の測定に由来する第3の差分画像を求めると、その第3の差分画像は健全部であるか変状部であるかにかかわらない画像となる。そこで、この第2実施形態では、健全部と変状部の温度がほぼ同一の時間帯の測定に由来する第3の差分画像を求めて、時間帯A,Bの測定に由来する2つの差分画像から差し引くことにより、トンネル内壁の模様や色による影響を取り除いている。こうすることにより、変状部の、一層高精度の検出が可能となる。 The temperature distribution image obtained by measuring the infrared rays emitted from the tunnel inner wall does not accurately represent the surface temperature distribution of the tunnel inner wall, and the pixel value of the temperature distribution image is also affected by the pattern and color of the tunnel inner wall. Receive. As described above, when the third difference image derived from the measurement in the time zone in which the temperature of the healthy part and the deformed part is substantially the same, the third difference image is the healthy part or the deformed part. The image does not matter. So, in this 2nd Embodiment, the 3rd difference image derived from the measurement of the time zone in which the temperature of a healthy part and a deformed part is substantially the same is calculated | required, and two differences derived from the measurement of the time zones A and B By subtracting from the image, the influence of the pattern and color of the tunnel inner wall is removed. By doing so, the deformed portion can be detected with higher accuracy.
図13に示す変状部検出装置310を構成する評価値算出部314および変状部検出部315の作用は、図9に示す変状部検出装置210を構成する評価値算出部213および変状部検出部214の作用とそれぞれ同じである。ただし、図9に示す変状部検出装置210の評価値算出部213では画素値F,Gをそのまま用いて評価値Eを求めたのに対し、図13に示す変状部検出装置310の評価値算出部314では、画素値F,Gをそのまま用いることに代えて、背景除去部313で求められた画素値F′,G′を採用して評価値Eが求められる。
The operation of the evaluation
図14は、変状部検出結果の一例を示す図である。 FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the deformed portion detection result.
図14(A)は、前述の第1実施形態における検出結果であり、図10(B)と同一の検出結果を表わしている。図14(B)は、第2実施形態を採用したときの検出結果であり、特に破線で囲んだ領域が消え、誤検出がさらに低減されて変状部のみがさらに高精度に検出されている。 FIG. 14A shows the detection result in the first embodiment described above, and represents the same detection result as in FIG. FIG. 14B shows a detection result when the second embodiment is adopted. In particular, a region surrounded by a broken line disappears, false detection is further reduced, and only the deformed portion is detected with higher accuracy. .
尚、ここでは、閾値Tを1つのみ設定して変状部を検出したが、閾値Tを2段階等、複数段階に設定し、確実に変状部である領域と、変状部と疑われる領域を区別して判定して表示あるいは通知してもよい。 In this case, the deformed portion is detected by setting only one threshold T. However, the threshold T is set in a plurality of steps such as two steps, and the region that is the deformed portion and the deformed portion are suspected. It may be determined and displayed or notified by distinguishing the areas to be displayed.
また、ここでは、トンネル内壁の変状部検出について説明したが、本件は例えばビルディングや家屋等の建物の外壁の変状部の検出にも適用可能である。また、温度分布測定装置を固定した状態で複数の時間帯の温度分布を測定することができる環境にあるときなどは画像の幾何学的な補正は不要である。 Further, here, the detection of the deformed portion of the tunnel inner wall has been described, but the present case is also applicable to the detection of the deformed portion of the outer wall of a building such as a building or a house. Further, when the temperature distribution measuring device is fixed and the environment is capable of measuring the temperature distribution in a plurality of time zones, the geometric correction of the image is unnecessary.
以下、本件の各種形態を付記する。 Hereinafter, various forms of the present case will be added.
(付記1)
検出対象の建造物壁面の健全部の表面温度よりも該建造物壁面の変状部の表面温度が上まわる第1の時間帯、および該健全部の表面温度よりも該変状部の表面温度が下まわる第2の時間帯に、該建造物壁面の、互いに同一の測定領域の表面温度分布を測定することにより、該測定領域内の各点の表面温度に応じた画素値を有する2つの温度分布画像を取得する画像取得ステップと、
前記2つの温度分布画像それぞれに関し、当該温度分布画像を構成する各画素の画素値と、該各画素の周囲領域の平均的な画素値との差分を算出することにより、2つの差分画像を求める差分画像生成ステップと、
前記2つの差分画像それぞれの画素値をF,Gとしたとき、互いに対応する一対の画素ごとに、当該一対の画素の画素値どうしの差分D=F−Gと、当該一対の画素の画素値どうしの和の絶対値A=|F+G|とを変数とする関数f(D,A)で表される評価値E=f(D,A)を算出する評価値算出ステップと、
前記評価値算出ステップで算出された評価値Eに基づいて、前記建造物壁面の前記測定領域内の変状部を検出する変状部検出ステップとを有することを特徴とする建造物壁面の変状部検出方法。
(Appendix 1)
The first time zone in which the surface temperature of the deformed portion of the building wall surface exceeds the surface temperature of the sound portion of the building wall to be detected, and the surface temperature of the deformed portion than the surface temperature of the sound portion In the second time zone where the value falls below, the surface temperature distribution of the same measurement area on the wall of the building is measured to obtain two pixel values corresponding to the surface temperature of each point in the measurement area. An image acquisition step for acquiring a temperature distribution image;
For each of the two temperature distribution images, two difference images are obtained by calculating the difference between the pixel value of each pixel constituting the temperature distribution image and the average pixel value of the surrounding area of each pixel. A difference image generation step;
When the pixel values of the two difference images are F and G, for each pair of corresponding pixels, the difference D = F−G between the pixel values of the pair of pixels and the pixel value of the pair of pixels An evaluation value calculating step of calculating an evaluation value E = f (D, A) represented by a function f (D, A) having a variable of an absolute value A = | F + G |
A deformed portion detecting step of detecting a deformed portion in the measurement area of the building wall surface based on the evaluation value E calculated in the evaluation value calculating step. -Like part detection method.
(付記2)
検出対象の建造物壁面の健全部の表面温度よりも該建造物壁面の変状部の表面温度が上まわる第1の時間帯、該健全部の表面温度よりも該変状部の表面温度が下まわる第2の時間帯、および該健全部と該変状部の表面温度がほぼ等しい第3の時間帯に、該建造物壁面の、いずれも同一の測定領域の表面温度分布を測定することにより、該測定領域内の各点の表面温度に応じた画素値を有する3つの温度分布画像を取得する画像取得ステップと、
前記3つの温度分布画像それぞれに関し、当該温度分布画像を構成する各画素の画素値と、該各画素の周囲領域の平均的な画素値との差分を算出することにより、3つの差分画像を求める差分画像生成ステップと、
前記3つの差分画像のうちの前記第3の時間帯における測定により得られた第3の差分画像を除く2つの差分画像それぞれの画素値をF,Gとし、該第3の差分画像の画素値をNとしたとき、前記2つの差分画像のうちの一方の差分画像と前記第3の差分画像との間の互いに対応する一対の画素の画素値どうしの差分F´=F−Nと、前記2つの差分画像のうちの他方の差分画像と前記第3の差分画像との間の互いに対応する一対の画素の画素値どうしの差分G´=G−Nとを算出することにより、2つの背景除去画像を求める背景除去ステップと、
前記2つの背景除去画像間の互いに対応する一対の画素の画素値どうしの差分D=F´−G´と、当該一対の画素の画素値どうしの和の絶対値A=|F´+G´|とを変数とする関数f(D,A)で表される評価値E=f(D,A)を算出する評価値算出ステップと、
前記評価値算出ステップで算出された評価値Eに基づいて、前記建造物壁面の前記測定領域内の変状部を検出する変状部検出ステップとを有することを特徴とする建造物壁面の変状部検出方法。
(Appendix 2)
In the first time zone in which the surface temperature of the deformed portion of the building wall surface exceeds the surface temperature of the sound portion of the building wall to be detected, the surface temperature of the deformed portion is higher than the surface temperature of the sound portion. Measuring the surface temperature distribution in the same measurement area of the wall of the building in the second time zone that falls below and the third time zone in which the surface temperatures of the healthy part and the deformed part are substantially equal. An image acquisition step of acquiring three temperature distribution images having pixel values according to the surface temperature of each point in the measurement region;
For each of the three temperature distribution images, three difference images are obtained by calculating the difference between the pixel value of each pixel constituting the temperature distribution image and the average pixel value of the surrounding area of each pixel. A difference image generation step;
Of the three difference images, the pixel values of the two difference images excluding the third difference image obtained by measurement in the third time zone are F and G, and the pixel values of the third difference image Where N is a difference F ′ = F−N between pixel values of a pair of corresponding pixels between one of the two difference images and the third difference image, and By calculating a difference G ′ = G−N between pixel values of a pair of corresponding pixels between the other difference image of the two difference images and the third difference image, two background images A background removal step for obtaining a removed image;
The difference D = F′−G ′ between the pixel values of a pair of corresponding pixels between the two background-removed images and the absolute value A = | F ′ + G ′ | of the sum of the pixel values of the pair of pixels An evaluation value calculating step for calculating an evaluation value E = f (D, A) represented by a function f (D, A) having the following variables:
A deformed portion detecting step of detecting a deformed portion in the measurement area of the building wall surface based on the evaluation value E calculated in the evaluation value calculating step. -Like part detection method.
(付記3)
前記評価値算出ステップが、比例定数をCとしたとき、前記評価値Eとして、
E=C・(D−A)
を算出するステップであり、
前記変状部検出ステップが、前記評価値算出ステップで算出された評価値Eと所定の閾値Tとを比較することにより変状部を検出するステップであることを特徴とする付記1又は2記載の建造物壁面の変状部検出方法。
(Appendix 3)
In the evaluation value calculating step, when the proportionality constant is C, as the evaluation value E,
E = C · (DA)
Is the step of calculating
Supplementary note 1 or 2, wherein the deformed portion detecting step is a step of detecting the deformed portion by comparing the evaluation value E calculated in the evaluation value calculating step with a predetermined threshold T. Method for detecting deformed part of building wall.
(付記4)
検出対象の建造物壁面の健全部の表面温度よりも該建造物壁面の変状部の表面温度が上まわる第1の時間帯、および該健全部の表面温度よりも該変状部の表面温度が下まわる第2の時間帯に、該建造物壁面の、互いに同一の測定領域の表面温度分布を測定することにより得られた、該測定領域内の各点の表面温度に応じた画素値を有する2つの温度分布画像を取得する画像取得部と、
前記2つの温度分布画像それぞれに関し、当該温度分布画像を構成する各画素の画素値と、該各画素の周囲領域の平均的な画素値との差分を算出することにより、2つの差分画像を求める差分画像生成部と、
前記2つの差分画像それぞれの画素値をF,Gとしたとき、互いに対応する一対の画素ごとに、当該一対の画素の画素値どうしの差分D=F−Gと、当該一対の画素の画素値どうしの和の絶対値A=|F+G|とを変数とする関数f(D,A)で表される評価値E=f(D,A)を算出する評価値算出部と、
前記評価値算出部で算出された評価値Eに基づいて、前記建造物壁面の前記測定領域内の変状部を検出する変状部検出部とを備えたことを特徴とする建造物壁面の変状部検出装置。
(Appendix 4)
The first time zone in which the surface temperature of the deformed portion of the building wall surface exceeds the surface temperature of the sound portion of the building wall to be detected, and the surface temperature of the deformed portion than the surface temperature of the sound portion The pixel value corresponding to the surface temperature of each point in the measurement area obtained by measuring the surface temperature distribution of the same measurement area on the wall surface of the building during the second time zone when An image acquisition unit for acquiring two temperature distribution images,
For each of the two temperature distribution images, two difference images are obtained by calculating the difference between the pixel value of each pixel constituting the temperature distribution image and the average pixel value of the surrounding area of each pixel. A difference image generation unit;
When the pixel values of the two difference images are F and G, for each pair of corresponding pixels, the difference D = F−G between the pixel values of the pair of pixels and the pixel value of the pair of pixels An evaluation value calculation unit for calculating an evaluation value E = f (D, A) represented by a function f (D, A) having the absolute value A = | F + G |
A deformed portion detecting unit that detects a deformed portion in the measurement region of the building wall surface based on the evaluation value E calculated by the evaluation value calculating unit. Deformed part detection device.
(付記5)
検出対象の建造物壁面の健全部の表面温度よりも該建造物壁面の変状部の表面温度が上まわる第1の時間帯、該健全部の表面温度よりも該変状部の表面温度が下まわる第2の時間帯、および該健全部と該変状部の表面温度がほぼ等しい第3の時間帯に、該建造物壁面の、いずれも同一の測定領域の表面温度分布を測定することにより得られた、該測定領域内の各点の表面温度に応じた画素値を有する3つの温度分布画像を取得する画像取得部と、
前記3つの温度分布画像それぞれに関し、当該温度分布画像を構成する各画素の画素値と、該各画素の周囲領域の平均的な画素値との差分を算出することにより3つの差分画像を求める差分画像生成部と、
前記3つの差分画像のうちの前記第3の時間帯における測定により得られた第3の差分画像を除く2つの差分画像それぞれの画素値をF,Gとし、該第3の差分画像の画素値をNとしたとき、前記2つの差分画像のうちの一方の差分画像と前記第3の差分画像との間の互いに対応する一対の画素の画素値どうしの差分F´=F−Nと、前記2つの差分画像のうちの他方の差分画像と前記第3の差分画像との間の互いに対応する一対の画素の画素値どうしの差分G´=G−Nとを算出することにより、2つの背景除去画像を求める背景除去部と、
前記2つの背景除去画像間の互いに対応する一対の画素の画素値どうしの差分D=F´−G´と、当該一対の画素の画素値どうしの和の絶対値A=|F´+G´|とを変数とする関数f(D,A)で表される評価値E=f(D,A)を算出する評価値算出部と、
前記評価値算出部で算出された評価値Eに基づいて、前記建造物壁面の前記測定領域内の変状部を検出する変状部検出部とを備えたことを特徴とする建造物壁面の変状部検出装置。
(Appendix 5)
In the first time zone in which the surface temperature of the deformed portion of the building wall surface exceeds the surface temperature of the sound portion of the building wall to be detected, the surface temperature of the deformed portion is higher than the surface temperature of the sound portion. Measuring the surface temperature distribution in the same measurement area of the wall of the building in the second time zone that falls below and the third time zone in which the surface temperatures of the healthy part and the deformed part are substantially equal. An image acquisition unit for acquiring three temperature distribution images having pixel values according to the surface temperature of each point in the measurement region, obtained by
For each of the three temperature distribution images, a difference for obtaining three difference images by calculating a difference between a pixel value of each pixel constituting the temperature distribution image and an average pixel value of a surrounding area of each pixel. An image generator;
Of the three difference images, the pixel values of the two difference images excluding the third difference image obtained by measurement in the third time zone are F and G, and the pixel values of the third difference image Where N is a difference F ′ = F−N between pixel values of a pair of corresponding pixels between one of the two difference images and the third difference image, and By calculating a difference G ′ = G−N between pixel values of a pair of corresponding pixels between the other difference image of the two difference images and the third difference image, two background images A background removal unit for obtaining a removed image;
The difference D = F′−G ′ between the pixel values of a pair of corresponding pixels between the two background-removed images and the absolute value A = | F ′ + G ′ | of the sum of the pixel values of the pair of pixels An evaluation value calculation unit for calculating an evaluation value E = f (D, A) represented by a function f (D, A) having variables as variables,
A deformed portion detecting unit that detects a deformed portion in the measurement region of the building wall surface based on the evaluation value E calculated by the evaluation value calculating unit. Deformed part detection device.
(付記6)
前記評価値算出部が、比例定数をCとしたとき、前記評価値Eとして、
E=C・(D−A)
を算出するものであり、
前記変状部検出部が、前記評価値算出部で算出された評価値Eと所定の閾値Tとを比較することにより変状部を検出するものであることを特徴とする付記4又は5記載の建造物壁面の変状部検出装置。
(Appendix 6)
When the evaluation value calculation unit sets the proportionality constant to C, the evaluation value E
E = C · (DA)
Is calculated,
The appendix 4 or 5, wherein the deformed portion detecting unit detects the deformed portion by comparing the evaluation value E calculated by the evaluation value calculating unit with a predetermined threshold T. Deformation detection device for building walls.
(付記7)
プログラムを実行する情報処理装置内で実行され、該情報処理装置を、
検出対象の建造物壁面の健全部の表面温度よりも該建造物壁面の変状部の表面温度が上まわる第1の時間帯、および該健全部の表面温度よりも該変状部の表面温度が下まわる第2の時間帯に、該建造物壁面の、互いに同一の測定領域の表面温度分布を測定することにより得られた、該測定領域内の各点の表面温度に応じた画素値を有する2つの温度分布画像を取得する画像取得部と、
前記2つの温度分布画像それぞれに関し、当該温度分布画像を構成する各画素の画素値と、該各画素の周囲領域の平均的な画素値との差分を算出することにより、2つの差分画像を求める差分画像生成部と、
前記2つの差分画像それぞれの画素値をF,Gとしたとき、互いに対応する一対の画素ごとに、当該一対の画素の画素値どうしの差分D=F−Gと、当該一対の画素の画素値どうしの和の絶対値A=|F+G|とを変数とする関数f(D,A)で表される評価値E=f(D,A)を算出する評価値算出部と、
前記評価値算出部で算出された評価値Eに基づいて、前記建造物壁面の前記測定領域内の変状部を検出する変状部検出部とを有する建造物壁面の変状部検出装置として動作させることを特徴とする建造物壁面の変状部検出プログラム。
(Appendix 7)
The information processing apparatus is executed in an information processing apparatus that executes a program.
The first time zone in which the surface temperature of the deformed portion of the building wall surface exceeds the surface temperature of the sound portion of the building wall to be detected, and the surface temperature of the deformed portion than the surface temperature of the sound portion The pixel value corresponding to the surface temperature of each point in the measurement area obtained by measuring the surface temperature distribution of the same measurement area on the wall surface of the building during the second time zone when An image acquisition unit for acquiring two temperature distribution images,
For each of the two temperature distribution images, two difference images are obtained by calculating the difference between the pixel value of each pixel constituting the temperature distribution image and the average pixel value of the surrounding area of each pixel. A difference image generation unit;
When the pixel values of the two difference images are F and G, for each pair of corresponding pixels, the difference D = F−G between the pixel values of the pair of pixels and the pixel value of the pair of pixels An evaluation value calculation unit for calculating an evaluation value E = f (D, A) represented by a function f (D, A) having the absolute value A = | F + G |
As a deformed part detecting device for a building wall, comprising a deformed part detecting unit for detecting a deformed part in the measurement area of the building wall based on the evaluation value E calculated by the evaluation value calculating part. A program for detecting a deformed portion of a building wall characterized by being operated.
(付記8)
プログラムを実行する情報処理装置内で実行され、該情報処理装置を、
検出対象の建造物壁面の健全部の表面温度よりも該建造物壁面の変状部の表面温度が上まわる第1の時間帯、該健全部の表面温度よりも該変状部の表面温度が下まわる第2の時間帯、および該健全部と該変状部の表面温度がほぼ等しい第3の時間帯に、該建造物壁面の、いずれも同一の測定領域の表面温度分布を測定することにより得られた、該測定領域内の各点の表面温度に応じた画素値を有する3つの温度分布画像を取得する画像取得部と、
前記3つの温度分布画像それぞれに関し、当該温度分布画像を構成する各画素の画素値と、該各画素の周囲領域の平均的な画素値との差分を算出することにより3つの差分画像を求める差分画像生成部と、
前記3つの差分画像のうちの前記第3の時間帯における測定により得られた第3の差分画像を除く2つの差分画像それぞれの画素値をF,Gとし、該第3の差分画像の画素値をNとしたとき、前記2つの差分画像のうちの一方の差分画像と前記第3の差分画像との間の互いに対応する一対の画素の画素値どうしの差分F´=F−Nと、前記2つの差分画像のうちの他方の差分画像と前記第3の差分画像との間の互いに対応する一対の画素の画素値どうしの差分G´=G−Nとを算出することにより、2つの背景除去画像を求める背景除去部と、
前記2つの背景除去画像間の互いに対応する一対の画素の画素値どうしの差分D=F´−G´と、当該一対の画素の画素値どうしの和の絶対値A=|F´+G´|とを変数とする関数f(D,A)で表される評価値E=f(D,A)を算出する評価値算出部と、
前記評価値算出部で算出された評価値Eに基づいて、前記建造物壁面の前記測定領域内の変状部を検出する変状部検出部とを有する建造物壁面の変状部検出装置として動作させることを特徴とする建造物壁面の変状部検出プログラム。
(Appendix 8)
The information processing apparatus is executed in an information processing apparatus that executes a program.
In the first time zone in which the surface temperature of the deformed portion of the building wall surface exceeds the surface temperature of the sound portion of the building wall to be detected, the surface temperature of the deformed portion is higher than the surface temperature of the sound portion. Measuring the surface temperature distribution in the same measurement area of the wall of the building in the second time zone that falls below and the third time zone in which the surface temperatures of the healthy part and the deformed part are substantially equal. An image acquisition unit for acquiring three temperature distribution images having pixel values according to the surface temperature of each point in the measurement region, obtained by
For each of the three temperature distribution images, a difference for obtaining three difference images by calculating a difference between a pixel value of each pixel constituting the temperature distribution image and an average pixel value of a surrounding area of each pixel. An image generator;
Of the three difference images, the pixel values of the two difference images excluding the third difference image obtained by measurement in the third time zone are F and G, and the pixel values of the third difference image Where N is a difference F ′ = F−N between pixel values of a pair of corresponding pixels between one of the two difference images and the third difference image, and By calculating a difference G ′ = G−N between pixel values of a pair of corresponding pixels between the other difference image of the two difference images and the third difference image, two background images A background removal unit for obtaining a removed image;
The difference D = F′−G ′ between the pixel values of a pair of corresponding pixels between the two background-removed images and the absolute value A = | F ′ + G ′ | of the sum of the pixel values of the pair of pixels An evaluation value calculation unit for calculating an evaluation value E = f (D, A) represented by a function f (D, A) having variables as variables,
As a deformed part detecting device for a building wall, comprising a deformed part detecting unit for detecting a deformed part in the measurement area of the building wall based on the evaluation value E calculated by the evaluation value calculating part. A program for detecting a deformed portion of a building wall characterized by being operated.
(付記9)
前記評価値算出部が、比例定数をCとしたとき、前記評価値Eとして、
E=C・(D−A)
を算出するものであり、
前記変状部検出部が、前記評価値算出部で算出された評価値Eと所定の閾値Tとを比較することにより変状部を検出するものであることを特徴とする付記7又は8記載の建造物壁面の変状部検出プログラム。
(Appendix 9)
When the evaluation value calculation unit sets the proportionality constant to C, the evaluation value E
E = C · (DA)
Is calculated,
The added part 7 or 8, wherein the deformed part detecting part detects the deformed part by comparing the evaluation value E calculated by the evaluation value calculating part with a predetermined threshold T. Deformation detection program for building walls.
10,40 トンネル内壁
11 表層
12 奥の層
13 空気層
20 赤外線温度測定装置
21 スキャナミラー
22 フォーカスレンズ
23 チョッパミラー
24 結像レンズ
25 赤外線センサアレイ
26 基準熱源
27 基準熱源レンズ
29 距離計
30 車両
100 コンピュータシステム
101 CD/DVD
105 ハードディスク
109 バス
110 本体部
111 CD/DVDドライブ
112 MOドライブ
113 CPU
114 RAM
115 ハードディスクコントローラ
116 マウスコントローラ
117 キーボードコントローラ
118 ディスプレイコントローラ
119 インタフェース
120 ディスプレイ
121 表示画面
130 キーボード
140 マウス
200,300 変状部検出プログラム
201,211,301,311 画像取得部
202,212,302,312 差分画像生成部
203,213,304,314 評価値算出部
204,214,305,315 変状部検出部
210,310 変状部検出装置
303,313 背景除去部
DESCRIPTION OF
29
105 Hard Disk 109
114 RAM
115
Claims (6)
前記2つの温度分布画像それぞれに関し、当該温度分布画像を構成する各画素の画素値と、該各画素の周囲領域の平均的な画素値との差分を算出することにより、2つの差分画像を求める差分画像生成ステップと、
前記2つの差分画像それぞれの画素値をF,Gとしたとき、互いに対応する一対の画素ごとに、当該一対の画素の画素値どうしの差分D=F−Gと、当該一対の画素の画素値どうしの和の絶対値A=|F+G|とを変数とする関数f(D,A)で表される評価値E=f(D,A)を算出する評価値算出ステップと、
前記評価値算出ステップで算出された評価値Eに基づいて、前記建造物壁面の前記測定領域内の変状部を検出する変状部検出ステップとを有することを特徴とする建造物壁面の変状部検出方法。 The first time zone in which the surface temperature of the deformed portion of the building wall surface exceeds the surface temperature of the sound portion of the building wall to be detected, and the surface temperature of the deformed portion than the surface temperature of the sound portion In the second time zone where the value falls below, the surface temperature distribution of the same measurement area on the wall of the building is measured to obtain two pixel values corresponding to the surface temperature of each point in the measurement area. An image acquisition step for acquiring a temperature distribution image;
For each of the two temperature distribution images, two difference images are obtained by calculating the difference between the pixel value of each pixel constituting the temperature distribution image and the average pixel value of the surrounding area of each pixel. A difference image generation step;
When the pixel values of the two difference images are F and G, for each pair of corresponding pixels, the difference D = F−G between the pixel values of the pair of pixels and the pixel value of the pair of pixels An evaluation value calculating step of calculating an evaluation value E = f (D, A) represented by a function f (D, A) having a variable of an absolute value A = | F + G |
A deformed portion detecting step of detecting a deformed portion in the measurement area of the building wall surface based on the evaluation value E calculated in the evaluation value calculating step. -Like part detection method.
前記3つの温度分布画像それぞれに関し、当該温度分布画像を構成する各画素の画素値と、該各画素の周囲領域の平均的な画素値との差分を算出することにより、3つの差分画像を求める差分画像生成ステップと、
前記3つの差分画像のうちの前記第3の時間帯における測定により得られた第3の差分画像を除く2つの差分画像それぞれの画素値をF,Gとし、該第3の差分画像の画素値をNとしたとき、前記2つの差分画像のうちの一方の差分画像と前記第3の差分画像との間の互いに対応する一対の画素の画素値どうしの差分F´=F−Nと、前記2つの差分画像のうちの他方の差分画像と前記第3の差分画像との間の互いに対応する一対の画素の画素値どうしの差分G´=G−Nとを算出することにより、2つの背景除去画像を求める背景除去ステップと、
前記2つの背景除去画像間の互いに対応する一対の画素の画素値どうしの差分D=F´−G´と、当該一対の画素の画素値どうしの和の絶対値A=|F´+G´|とを変数とする関数f(D,A)で表される評価値E=f(D,A)を算出する評価値算出ステップと、
前記評価値算出ステップで算出された評価値Eに基づいて、前記建造物壁面の前記測定領域内の変状部を検出する変状部検出ステップとを有することを特徴とする建造物壁面の変状部検出方法。 In the first time zone in which the surface temperature of the deformed portion of the building wall surface exceeds the surface temperature of the sound portion of the building wall to be detected, the surface temperature of the deformed portion is higher than the surface temperature of the sound portion. Measuring the surface temperature distribution in the same measurement area of the wall of the building in the second time zone that falls below and the third time zone in which the surface temperatures of the healthy part and the deformed part are substantially equal. An image acquisition step of acquiring three temperature distribution images having pixel values according to the surface temperature of each point in the measurement region;
For each of the three temperature distribution images, three difference images are obtained by calculating the difference between the pixel value of each pixel constituting the temperature distribution image and the average pixel value of the surrounding area of each pixel. A difference image generation step;
Of the three difference images, the pixel values of the two difference images excluding the third difference image obtained by measurement in the third time zone are F and G, and the pixel values of the third difference image Where N is a difference F ′ = F−N between pixel values of a pair of corresponding pixels between one of the two difference images and the third difference image, and By calculating a difference G ′ = G−N between pixel values of a pair of corresponding pixels between the other difference image of the two difference images and the third difference image, two background images A background removal step for obtaining a removed image;
The difference D = F′−G ′ between the pixel values of a pair of corresponding pixels between the two background-removed images and the absolute value A = | F ′ + G ′ | of the sum of the pixel values of the pair of pixels An evaluation value calculating step for calculating an evaluation value E = f (D, A) represented by a function f (D, A) having the following variables:
A deformed portion detecting step of detecting a deformed portion in the measurement area of the building wall surface based on the evaluation value E calculated in the evaluation value calculating step. -Like part detection method.
前記2つの温度分布画像それぞれに関し、当該温度分布画像を構成する各画素の画素値と、該各画素の周囲領域の平均的な画素値との差分を算出することにより、2つの差分画像を求める差分画像生成部と、
前記2つの差分画像それぞれの画素値をF,Gとしたとき、互いに対応する一対の画素ごとに、当該一対の画素の画素値どうしの差分D=F−Gと、当該一対の画素の画素値どうしの和の絶対値A=|F+G|とを変数とする関数f(D,A)で表される評価値E=f(D,A)を算出する評価値算出部と、
前記評価値算出部で算出された評価値Eに基づいて、前記建造物壁面の前記測定領域内の変状部を検出する変状部検出部とを備えたことを特徴とする建造物壁面の変状部検出装置。 The first time zone in which the surface temperature of the deformed portion of the building wall surface exceeds the surface temperature of the sound portion of the building wall to be detected, and the surface temperature of the deformed portion than the surface temperature of the sound portion The pixel value corresponding to the surface temperature of each point in the measurement area obtained by measuring the surface temperature distribution of the same measurement area on the wall surface of the building during the second time zone when An image acquisition unit for acquiring two temperature distribution images,
For each of the two temperature distribution images, two difference images are obtained by calculating the difference between the pixel value of each pixel constituting the temperature distribution image and the average pixel value of the surrounding area of each pixel. A difference image generation unit;
When the pixel values of the two difference images are F and G, for each pair of corresponding pixels, the difference D = F−G between the pixel values of the pair of pixels and the pixel value of the pair of pixels An evaluation value calculation unit for calculating an evaluation value E = f (D, A) represented by a function f (D, A) having the absolute value A = | F + G |
A deformed portion detecting unit that detects a deformed portion in the measurement region of the building wall surface based on the evaluation value E calculated by the evaluation value calculating unit. Deformed part detection device.
前記3つの温度分布画像それぞれに関し、当該温度分布画像を構成する各画素の画素値と、該各画素の周囲領域の平均的な画素値との差分を算出することにより3つの差分画像を求める差分画像生成部と、
前記3つの差分画像のうちの前記第3の時間帯における測定により得られた第3の差分画像を除く2つの差分画像それぞれの画素値をF,Gとし、該第3の差分画像の画素値をNとしたとき、前記2つの差分画像のうちの一方の差分画像と前記第3の差分画像との間の互いに対応する一対の画素の画素値どうしの差分F´=F−Nと、前記2つの差分画像のうちの他方の差分画像と前記第3の差分画像との間の互いに対応する一対の画素の画素値どうしの差分G´=G−Nとを算出することにより、2つの背景除去画像を求める背景除去部と、
前記2つの背景除去画像間の互いに対応する一対の画素の画素値どうしの差分D=F´−G´と、当該一対の画素の画素値どうしの和の絶対値A=|F´+G´|とを変数とする関数f(D,A)で表される評価値E=f(D,A)を算出する評価値算出部と、
前記評価値算出部で算出された評価値Eに基づいて、前記建造物壁面の前記測定領域内の変状部を検出する変状部検出部とを備えたことを特徴とする建造物壁面の変状部検出装置。 In the first time zone in which the surface temperature of the deformed portion of the building wall surface exceeds the surface temperature of the sound portion of the building wall to be detected, the surface temperature of the deformed portion is higher than the surface temperature of the sound portion. Measuring the surface temperature distribution in the same measurement area of the wall of the building in the second time zone that falls below and the third time zone in which the surface temperatures of the healthy part and the deformed part are substantially equal. An image acquisition unit for acquiring three temperature distribution images having pixel values according to the surface temperature of each point in the measurement region, obtained by
For each of the three temperature distribution images, a difference for obtaining three difference images by calculating a difference between a pixel value of each pixel constituting the temperature distribution image and an average pixel value of a surrounding area of each pixel. An image generator;
Of the three difference images, the pixel values of the two difference images excluding the third difference image obtained by measurement in the third time zone are F and G, and the pixel values of the third difference image Where N is a difference F ′ = F−N between pixel values of a pair of corresponding pixels between one of the two difference images and the third difference image, and By calculating a difference G ′ = G−N between pixel values of a pair of corresponding pixels between the other difference image of the two difference images and the third difference image, two background images A background removal unit for obtaining a removed image;
The difference D = F′−G ′ between the pixel values of a pair of corresponding pixels between the two background-removed images and the absolute value A = | F ′ + G ′ | of the sum of the pixel values of the pair of pixels An evaluation value calculation unit for calculating an evaluation value E = f (D, A) represented by a function f (D, A) having variables as variables,
A deformed portion detecting unit that detects a deformed portion in the measurement region of the building wall surface based on the evaluation value E calculated by the evaluation value calculating unit. Deformed part detection device.
検出対象の建造物壁面の健全部の表面温度よりも該建造物壁面の変状部の表面温度が上まわる第1の時間帯、および該健全部の表面温度よりも該変状部の表面温度が下まわる第2の時間帯に、該建造物壁面の、互いに同一の測定領域の表面温度分布を測定することにより得られた、該測定領域内の各点の表面温度に応じた画素値を有する2つの温度分布画像を取得する画像取得部と、
前記2つの温度分布画像それぞれに関し、当該温度分布画像を構成する各画素の画素値と、該各画素の周囲領域の平均的な画素値との差分を算出することにより、2つの差分画像を求める差分画像生成部と、
前記2つの差分画像それぞれの画素値をF,Gとしたとき、互いに対応する一対の画素ごとに、当該一対の画素の画素値どうしの差分D=F−Gと、当該一対の画素の画素値どうしの和の絶対値A=|F+G|とを変数とする関数f(D,A)で表される評価値E=f(D,A)を算出する評価値算出部と、
前記評価値算出部で算出された評価値Eに基づいて、前記建造物壁面の前記測定領域内の変状部を検出する変状部検出部とを有する建造物壁面の変状部検出装置として動作させることを特徴とする建造物壁面の変状部検出プログラム。 The information processing apparatus is executed in an information processing apparatus that executes a program.
The first time zone in which the surface temperature of the deformed portion of the building wall surface exceeds the surface temperature of the sound portion of the building wall to be detected, and the surface temperature of the deformed portion than the surface temperature of the sound portion The pixel value corresponding to the surface temperature of each point in the measurement area obtained by measuring the surface temperature distribution of the same measurement area on the wall surface of the building during the second time zone when An image acquisition unit for acquiring two temperature distribution images,
For each of the two temperature distribution images, two difference images are obtained by calculating the difference between the pixel value of each pixel constituting the temperature distribution image and the average pixel value of the surrounding area of each pixel. A difference image generation unit;
When the pixel values of the two difference images are F and G, for each pair of corresponding pixels, the difference D = F−G between the pixel values of the pair of pixels and the pixel value of the pair of pixels An evaluation value calculation unit for calculating an evaluation value E = f (D, A) represented by a function f (D, A) having the absolute value A = | F + G |
As a deformed part detecting device for a building wall, comprising a deformed part detecting unit for detecting a deformed part in the measurement area of the building wall based on the evaluation value E calculated by the evaluation value calculating part. A program for detecting a deformed portion of a building wall characterized by being operated.
検出対象の建造物壁面の健全部の表面温度よりも該建造物壁面の変状部の表面温度が上まわる第1の時間帯、該健全部の表面温度よりも該変状部の表面温度が下まわる第2の時間帯、および該健全部と該変状部の表面温度がほぼ等しい第3の時間帯に、該建造物壁面の、いずれも同一の測定領域の表面温度分布を測定することにより得られた、該測定領域内の各点の表面温度に応じた画素値を有する3つの温度分布画像を取得する画像取得部と、
前記3つの温度分布画像それぞれに関し、当該温度分布画像を構成する各画素の画素値と、該各画素の周囲領域の平均的な画素値との差分を算出することにより3つの差分画像を求める差分画像生成部と、
前記3つの差分画像のうちの前記第3の時間帯における測定により得られた第3の差分画像を除く2つの差分画像それぞれの画素値をF,Gとし、該第3の差分画像の画素値をNとしたとき、前記2つの差分画像のうちの一方の差分画像と前記第3の差分画像との間の互いに対応する一対の画素の画素値どうしの差分F´=F−Nと、前記2つの差分画像のうちの他方の差分画像と前記第3の差分画像との間の互いに対応する一対の画素の画素値どうしの差分G´=G−Nとを算出することにより、2つの背景除去画像を求める背景除去部と、
前記2つの背景除去画像間の互いに対応する一対の画素の画素値どうしの差分D=F´−G´と、当該一対の画素の画素値どうしの和の絶対値A=|F´+G´|とを変数とする関数f(D,A)で表される評価値E=f(D,A)を算出する評価値算出部と、
前記評価値算出部で算出された評価値Eに基づいて、前記建造物壁面の前記測定領域内の変状部を検出する変状部検出部とを有する建造物壁面の変状部検出装置として動作させることを特徴とする建造物壁面の変状部検出プログラム。 The information processing apparatus is executed in an information processing apparatus that executes a program.
In the first time zone in which the surface temperature of the deformed portion of the building wall surface exceeds the surface temperature of the sound portion of the building wall to be detected, the surface temperature of the deformed portion is higher than the surface temperature of the sound portion. Measuring the surface temperature distribution in the same measurement area of the wall of the building in the second time zone that falls below and the third time zone in which the surface temperatures of the healthy part and the deformed part are substantially equal. An image acquisition unit for acquiring three temperature distribution images having pixel values according to the surface temperature of each point in the measurement region, obtained by
For each of the three temperature distribution images, a difference for obtaining three difference images by calculating a difference between a pixel value of each pixel constituting the temperature distribution image and an average pixel value of a surrounding area of each pixel. An image generator;
Of the three difference images, the pixel values of the two difference images excluding the third difference image obtained by measurement in the third time zone are F and G, and the pixel values of the third difference image Where N is a difference F ′ = F−N between pixel values of a pair of corresponding pixels between one of the two difference images and the third difference image, and By calculating a difference G ′ = G−N between pixel values of a pair of corresponding pixels between the other difference image of the two difference images and the third difference image, two background images A background removal unit for obtaining a removed image;
The difference D = F′−G ′ between the pixel values of a pair of corresponding pixels between the two background-removed images and the absolute value A = | F ′ + G ′ | of the sum of the pixel values of the pair of pixels An evaluation value calculation unit for calculating an evaluation value E = f (D, A) represented by a function f (D, A) having variables as variables,
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