JP2011154464A - Method for determining property of rock by image processing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、堆積岩などの岩について骨材として利用するための耐久性などの性状を画像処理により判定する方法に関する。 The present invention relates to a method for determining properties such as durability for using rocks such as sedimentary rocks as aggregates by image processing.
従来より、大規模構造物を構築する際には、構造物を支持する岩盤が十分な強度を有するか否かを調査する必要がある。また、ダムなどのコンクリート構造物を構築する際に、現地の岩盤を掘削して得られた骨材を用いる場合には、岩石が十分な耐久性を有するか否かを調査する必要がある。かかる岩石の性状の調査方法として、岩石の色調や特徴などを目視で観察する方法が用いられている。しかしながら、このような目視による調査方法では、地質の専門家が行う必要があるため、コストの増加をもたらす。 Conventionally, when constructing a large-scale structure, it is necessary to investigate whether or not the rock supporting the structure has sufficient strength. In addition, when constructing concrete structures such as dams, it is necessary to investigate whether the rocks have sufficient durability when using aggregates obtained by excavating the local rock. As a method for investigating the properties of such rocks, a method of visually observing the color tone and characteristics of the rocks is used. However, such a visual inspection method needs to be performed by a geological expert, resulting in an increase in cost.
そこで、例えば特許文献１には、かかる岩盤の地質情報の調査を簡易に行うべく、岩盤を撮影した画像の画素に基づいて、色ベクトルを求め、この色ベクトルに基づいて、地質を調査する方法が記載されている。 Therefore, for example, Patent Document 1 discloses a method for obtaining a color vector on the basis of pixels of an image obtained by photographing a rock and to investigate the geology based on the color vector in order to easily investigate the geological information on the rock. Is described.
ここで、ダムサイト等の大規模掘削現場の堆積岩の岩盤内には、骨材として利用したり、上部に構造物を構築したりするのに対して、耐久性や強度の面から適した地層と、適していない地層とが含まれることがある。しかしながら、これらの地層は色調が同系色となるため、特許文献１記載の方法では、これら骨材としての適否を判定することができない。 Here, in the bedrock of sedimentary rock at a large excavation site such as a dam site, it is suitable for the purpose of durability and strength while it is used as an aggregate or a structure is built on the upper part. And unsuitable formations. However, since these base layers have similar colors, the suitability of these aggregates cannot be determined by the method described in Patent Document 1.
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、同系色の地層であっても、その性状を判定できる方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method capable of determining the properties of a similar-colored formation.
本発明の岩の性状の判定方法は、画像処理により岩の性状を判定する方法であって、 撮影手段により前記岩を撮影し、前記撮影したデジタル画像の各画素の濃度を示すグレースケール値を求めるグレースケール値取得ステップと、前記グレースケール値に基づいて、濃度ごとの画素数を求める画素数取得ステップと、前記求めた濃度ごとの画素数において最大度数となる最大度数濃度を求める解析ステップと、前記最大度数濃度が所定の閾値よりも大きいか否かを判定する判定ステップとを備えることを特徴とする。
ここで、上記のグレースケール値における濃度は、白色に近いほど高い値をとり、黒色に近いほど低い値をとるものである。
The rock property determination method of the present invention is a method for determining the rock property by image processing, wherein the rock is photographed by photographing means, and a gray scale value indicating the density of each pixel of the photographed digital image is obtained. A gray scale value obtaining step to be obtained; a pixel number obtaining step for obtaining the number of pixels for each density based on the gray scale value; and an analysis step for obtaining a maximum power density that is a maximum frequency in the number of pixels for each obtained density. And a determination step of determining whether or not the maximum power density is greater than a predetermined threshold value.
Here, the density in the gray scale value is higher as it is closer to white, and is lower as it is closer to black.
上記の岩の性状の判定方法において、前記岩盤は堆積岩であってもよい。
また、前記グレースケール値取得ステップでは、蛍光灯で照射しながら前記岩盤を撮影するとともに、前記蛍光灯による照度を測定し、前記解析ステップでは、前記最大度数濃度を求めた後、当該求めた最大度数濃度を前記測定した照度に基づき補正してもよい。
また、前記撮影手段は外部からの光の入射を遮断するためのケース内に設けられていてもよい。
In the method for determining a property of the rock, the rock mass may be a sedimentary rock.
Further, in the gray scale value acquisition step, the rock is photographed while irradiating with a fluorescent lamp, and the illuminance by the fluorescent lamp is measured, and in the analysis step, the maximum power density obtained is obtained after obtaining the maximum power concentration. The frequency density may be corrected based on the measured illuminance.
Further, the photographing means may be provided in a case for blocking incident light from the outside.
また、前記閾値は、前記岩盤をボーリングしてコア試料を取得し、前記取得したコア試料の複数の深度について、グレースケール値取得ステップ、画素数取得ステップ、及び解析ステップを行って、最大度数濃度を求め、前記求めた各深度の最大度数濃度に基づき決定してもよい。 Further, the threshold value is obtained by boring the rock mass to obtain a core sample, and performing a gray scale value acquisition step, a pixel number acquisition step, and an analysis step for a plurality of depths of the acquired core sample, May be determined based on the determined maximum power density at each depth.
本発明によれば、岩を撮影したデジタル画像データをグレースケールに変換し、その画像データの最大度数濃度に基づき判定を行うため、同系色の地層においても、客観的に岩の性状を判定することができる。 According to the present invention, digital image data obtained by photographing a rock is converted to gray scale, and the determination is made based on the maximum frequency density of the image data. Therefore, even in a similar color layer, the property of the rock is objectively determined. be able to.
以下、本発明の岩の性状の判定方法の一実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、岩盤から切削した砕石がコンクリートの骨材として利用可能であるか否かを判定する場合を例として説明する。
図１は、本実施形態において判定の対象となる地盤を示す断面図である。同図に示すように、地盤は砂岩で構成されるＳｓ３層、Ｓｓ２層と砂質泥岩で構成されるＭｆｓ２層を有する。Ｓｓ層は目視によりＭｆｓ層との違いが容易に判定できる。Ｍｆｓ２層は、Ｍｆｓ２Ｕ層と、Ｍｆｓ２Ｌ層とに分けられ、Ｍｆｓ２Ｕ層は骨材として用いるのに十分な耐久性を有するが、Ｍｆｓ２Ｌ層は骨材として用いるのに十分な耐久性を有していない。このため、以下の説明ではＭｆｓ２層の骨材として利用可能な部分と、利用不可能な部分とを判別する（すなわち、Ｍｆｓ２Ｕ層と、Ｍｆｓ２Ｌ層との境界を判別する）ものとする。
Hereinafter, an embodiment of a rock property determination method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, a case where it is determined whether or not a crushed stone cut from a rock can be used as a concrete aggregate will be described.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the ground to be determined in the present embodiment. As shown in the figure, the ground has an Ss3 layer composed of sandstone, an Ss2 layer composed of sandstone, and an Mfs2 layer composed of sandy mudstone. The difference between the Ss layer and the Mfs layer can be easily determined visually. The Mfs2 layer is divided into an Mfs2U layer and an Mfs2L layer. The Mfs2U layer has sufficient durability to be used as an aggregate, but the Mfs2L layer does not have sufficient durability to be used as an aggregate. . For this reason, in the following description, a portion that can be used as an aggregate of the Mfs2 layer and a portion that cannot be used are determined (that is, the boundary between the Mfs2U layer and the Mfs2L layer is determined).
図２は、本実施形態の岩の耐久性の判定方法に用いられる判定システム１０を示す構成図である。同図に示すように、判定システム１０は、岩盤撮影装置２０と、処理端末３０とにより構成される。 FIG. 2 is a configuration diagram showing a determination system 10 used in the rock durability determination method of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the determination system 10 includes a rock imaging device 20 and a processing terminal 30.
岩盤撮影装置２０は、水平断面が正方形状のケース２１と、このケース２１内の上部に設置されたデジタルカメラ２２と、ケース２１内に設定された蛍光灯２３と、照度計２４とにより構成される。なお、本実施形態では、デジタルカメラ２２として、約２５０万画素のものを用いるが、これによらず、適宜な画素数のものを選択すればよい。 The bedrock imaging device 20 includes a case 21 having a square horizontal cross section, a digital camera 22 installed in the upper portion of the case 21, a fluorescent lamp 23 set in the case 21, and an illuminometer 24. The In the present embodiment, a digital camera 22 having about 2.5 million pixels is used, but an appropriate number of pixels may be selected regardless of this.
ケース２１は、底部が開口しており、この開口２１Ａは、例えば、一辺１０ｃｍの正方形状を呈している。また、ケース２１の上部側面には、外部からデジタルカメラ２２を操作するための孔（不図示）が設けられており、この孔にはケース２１の内部に日光が入射しないようにラバーが取り付けられている。 The case 21 has an opening at the bottom, and the opening 21A has, for example, a square shape with a side of 10 cm. Further, a hole (not shown) for operating the digital camera 22 from the outside is provided on the upper side surface of the case 21, and a rubber is attached to the hole so that sunlight does not enter the case 21. ing.
蛍光灯２３は、下方の開口２１Ａを照らすように取り付けられている。照度計２４は、ケース２１の下部に取り付けられており、後述する撮影時における岩盤近傍の照度を測定することができる。 The fluorescent lamp 23 is attached so as to illuminate the lower opening 21A. The illuminance meter 24 is attached to the lower part of the case 21 and can measure the illuminance in the vicinity of the rock mass at the time of photographing described later.
デジタルカメラ２２と処理端末３０とは、通信可能に接続されており、デジタルカメラ２２の撮影データは処理端末３０へ入力される。また、照度計２４と処理端末３０とも、通信可能に接続されており、照度計２４により測定された照度は処理端末へ入力される。 The digital camera 22 and the processing terminal 30 are connected so as to communicate with each other, and shooting data of the digital camera 22 is input to the processing terminal 30. Also, the illuminometer 24 and the processing terminal 30 are connected to be communicable, and the illuminance measured by the illuminometer 24 is input to the processing terminal.
処理端末３０は、画像変換部３１と、画像解析部３２と、補正部３３と、画像出力部３４と、ディスプレー３５とを備える。
画像変換部３１は、デジタルカメラ２２から受信した画像データをグレースケールに変換する。
画像解析部３２は、グレースケールに変換された画像データについて、各画素の濃度（明度）を２５６階調で識別し、濃度ごとの画素数を求め、濃度ヒストグラムを作成する。
The processing terminal 30 includes an image conversion unit 31, an image analysis unit 32, a correction unit 33, an image output unit 34, and a display 35.
The image conversion unit 31 converts the image data received from the digital camera 22 to gray scale.
The image analysis unit 32 identifies the density (brightness) of each pixel with 256 gradations in the image data converted to gray scale, obtains the number of pixels for each density, and creates a density histogram.
補正部３３は、照度計２４により測定した照度に基づき、以下に説明するように濃度ヒストグラムにおいて画素数が最大となる濃度（以下、最大度数濃度という）の補正を行い、図３に示すように、照度が１５００［Ｌｕｘ］時の最大度数濃度に換算する。これは、蛍光灯２３による照度が一定でないため、照度の影響により濃度が変化してしまうのを補正するためである。 Based on the illuminance measured by the illuminometer 24, the correction unit 33 corrects the density at which the number of pixels is maximum in the density histogram (hereinafter referred to as the maximum power density) as described below, as shown in FIG. , Converted to the maximum power density when the illuminance is 1500 [Lux]. This is for correcting the change in density due to the influence of the illuminance because the illuminance by the fluorescent lamp 23 is not constant.
以下、本実施形態における最大度数濃度の補正方法を説明する。
まず、発明者らは、蛍光灯２３による照度と経過時間の関係を調べるべく、点灯時からの照度の変化を照度計２４により測定した。図３は、蛍光灯による照度と経過時間との関係を示すグラフである。同図に示すように、蛍光灯２３の点灯後１時間程度は、時間の経過とともに測定される照度が急激に低下し、その後、照度の低下が緩やかになっている。このことから、可能な限り、撮影の１時間程度前から蛍光灯２３を点灯させておき、照度の補正を行う必要があることがわかる。
Hereinafter, the correction method of the maximum power density in this embodiment will be described.
First, the inventors measured the change in illuminance from the time of lighting with the illuminometer 24 in order to examine the relationship between the illuminance by the fluorescent lamp 23 and the elapsed time. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the illuminance by the fluorescent lamp and the elapsed time. As shown in the figure, for about one hour after the fluorescent lamp 23 is turned on, the illuminance measured decreases with time, and thereafter, the illuminance decreases gradually. From this, it is understood that it is necessary to correct the illuminance by turning on the fluorescent lamp 23 as much as possible about 1 hour before photographing.
さらに、発明者らは、試料１：最も明るい色調の岩石試料、及び、試料２：最も暗い色調の岩石試料について、複数の異なる照度のもとでデジタルカメラ２２により撮影を行い、最大度数濃度を求めた。 Further, the inventors photographed the sample 1: the rock sample of the brightest color tone and the sample 2: the rock sample of the darkest color tone with the digital camera 22 under a plurality of different illuminances to obtain the maximum power density. Asked.
図４は、実験結果を示すグラフである。同図に示すように、試料１、試料２ともに照度が高くなるとともに最大度数濃度も高くなる傾向が確認された。試料１、試料２について夫々、回帰直線を求めると以下の式のようになった。なお、式中のｘは照度［ＬＵＸ］をｙは最大度数濃度を示す。
試料１：ｙ＝０．０５４６ｘ＋８２．１３
試料２：ｙ＝０．０４７８ｘ＋７３．４１
FIG. 4 is a graph showing experimental results. As shown in the figure, it was confirmed that both Sample 1 and Sample 2 tend to have higher illuminance and higher maximum power density. When the regression lines were obtained for Sample 1 and Sample 2, respectively, the following equations were obtained. Note that x in the formula represents illuminance [LUX] and y represents the maximum power density.
Sample 1: y = 0.0546x + 82.13
Sample 2: y = 0.0478x + 73.41
上記の実験結果に基づき、最大度数濃度を以下の式により補正することとした。ただし、式中の０．０５１２の値は、上記の試料１、２についての回帰直線の式における傾き０．０５４６及び０．０４７８の平均値である。
最大度数濃度（補正後）＝最大度数濃度（測定値）＋照度補正値
照度補正値＝（１５００−計測時測定照度）×０．０５１２
なお、補正部３３による最大度数濃度の補正方法は、これに限らず、地層の種別ごとに異なる式により補正してもよく、適宜な方法を用いることができる。
Based on the above experimental results, the maximum power density was corrected by the following equation. However, the value of 0.0512 in the equation is the average value of the slopes 0.0546 and 0.0478 in the regression line equation for Samples 1 and 2 above.
Maximum power density (after correction) = Maximum power density (measured value) + illuminance correction value Illuminance correction value = (1500−measured illuminance during measurement) × 0.0512
The correction method of the maximum power density by the correction unit 33 is not limited to this, and it may be corrected by a different formula for each type of formation, and an appropriate method can be used.
図２に戻り、画像出力部３４は、補正部３３により補正された最大度数濃度をディスプレー３５に画像出力する。 Returning to FIG. 2, the image output unit 34 outputs the maximum power density corrected by the correction unit 33 to the display 35.
以下、判定システム１０により砕石を骨材として利用できるか否かを判定する流れを説明する。
図５は、砕石を骨材として利用できるか否かを判定する流れを示すフローチャートである。同図に示すように、まず、ＳＴＥＰ１において、Ｍｆｓ２層まで地盤を切削し、切削した部分に露出した岩盤が褐色であるか否かを目視により判定する。岩盤が褐色であると判定された場合には、ＳＴＥＰ３において、褐色を呈している部分は風化しているため、骨材としては利用不可能であると判定する。なお、後述するように、通常、Ｍｆｓ２層は灰色を呈しているため、ＳＴＥＰ１における判定は、地質の専門家以外のものであっても行うことができる。
Hereinafter, a flow for determining whether or not crushed stone can be used as an aggregate by the determination system 10 will be described.
FIG. 5 is a flowchart showing a flow of determining whether or not crushed stone can be used as an aggregate. As shown in the figure, first, in STEP 1, the ground is cut to the Mfs2 layer, and it is visually determined whether or not the rock exposed in the cut portion is brown. If it is determined that the bedrock is brown, it is determined in STEP 3 that the portion exhibiting brown is weathered and cannot be used as aggregate. As will be described later, since the Mfs2 layer is usually gray, the determination in STEP 1 can be performed even by a non-geological expert.
ＳＴＥＰ１において、褐色ではないと判定された場合には、ＳＴＥＰ２において、岩盤の表面をグラインダーにより一辺１０ｃｍ程度の正方形状に研磨する。そして、岩盤の研磨した面をブラシにより洗浄する。 If it is determined in STEP 1 that it is not brown, in STEP 2, the surface of the rock is polished into a square shape having a side of about 10 cm by a grinder. Then, the polished surface of the bedrock is washed with a brush.
次に、ＳＴＥＰ４において、岩盤撮影装置２０を岩盤に設置する。この際、ケース２１の開口２１Ａの縁を岩盤の研磨した部分に密着させる。
次に、ＳＴＥＰ５において、蛍光灯２３を点灯させた状態で、照度計２４により岩盤表面近傍における照度を測定する。なお、図３を参照して説明したように、蛍光灯２３による照度は、点灯後１時間程度の間は急激に低下するため、蛍光灯２３はデジタルカメラ２２による撮影の１時間程度前から点灯しておくとよい。
Next, in STEP4, the rock photographing device 20 is installed on the rock. At this time, the edge of the opening 21A of the case 21 is brought into close contact with the polished portion of the rock.
Next, in STEP 5, with the fluorescent lamp 23 turned on, the illuminance near the rock surface is measured by the illuminometer 24. As described with reference to FIG. 3, since the illuminance by the fluorescent lamp 23 rapidly decreases for about one hour after lighting, the fluorescent lamp 23 is lit for about one hour before photographing with the digital camera 22. It is good to keep.
次に、ＳＴＥＰ６において、デジタルカメラ２２により岩盤表面を撮影する。デジタルカメラ２２により撮影された画像データは、処理端末３０に送信される。
次に、ＳＴＥＰ７において、画像変換部３１により、撮影された画像データをグレースケールに変換する。
Next, in STEP 6, the rock surface is photographed by the digital camera 22. Image data captured by the digital camera 22 is transmitted to the processing terminal 30.
Next, in STEP 7, the image conversion unit 31 converts the captured image data into gray scale.
次に、ＳＴＥＰ８において、画像解析部３２により、グレースケールに変換された各画素の濃度を２５６階調で識別する。そして、ＳＴＥＰ９において、図６に示すような、濃度ごとの画素数（以下、度数という）を求め、濃度ヒストグラムを作成し、最大度数濃度を求める。 Next, in STEP 8, the image analysis unit 32 identifies the density of each pixel converted to gray scale with 256 gradations. In STEP 9, the number of pixels for each density (hereinafter referred to as frequency) as shown in FIG. 6 is obtained, a density histogram is created, and the maximum power density is obtained.
次に、ＳＴＥＰ１０において、補正部３３により上記求めた最大度数濃度を、照度計２４により測定した照度に基づき補正する。そして、補正部３３により補正された最大度数濃度を画像出力部３４により、ディスプレー３５に画像出力する。 Next, in STEP 10, the maximum power density obtained by the correction unit 33 is corrected based on the illuminance measured by the illuminometer 24. Then, the maximum power density corrected by the correction unit 33 is output to the display 35 by the image output unit 34.
次に、ＳＴＥＰ１１において、作業員は、ディスプレー３５に表示された補正後の最大度数濃度と、予め設定された閾値とを比較する。本実施形態では、Ｍｆｓ２Ｕ層とＭｆｓ２Ｌ層との境界を定めるため、この閾値を１５０としている。そして、最大度数濃度が閾値（１５０）よりも大きい場合には、ＳＴＥＰ１２において、この岩盤はＭｆｓ２Ｕ層であり、骨材として利用可能であると判定する。また、最大度数濃度が閾値（１５０）よりも小さい場合には、ＳＴＥＰ１３において、この岩盤はＭｆｓ２Ｌ層であり、骨材として利用不可能であると判定する。 Next, in STEP 11, the worker compares the corrected maximum power density displayed on the display 35 with a preset threshold value. In this embodiment, this threshold is set to 150 in order to define the boundary between the Mfs2U layer and the Mfs2L layer. If the maximum power density is greater than the threshold (150), it is determined in STEP 12 that the rock is the Mfs2U layer and can be used as an aggregate. When the maximum frequency concentration is smaller than the threshold value (150), it is determined in STEP 13 that the rock is an Mfs2L layer and cannot be used as an aggregate.
なお、ＳＴＥＰ１１における閾値は以下に説明するように設定する。
発明者らは、まず、図１を参照して説明した判定の対象となる地盤、又は、これと同様にＭｆｓ２Ｕ層及びＭｆｓ２Ｌ層を含む地盤についてボーリングを行い、コア試料を採取する。なお、以下の説明では、判定の対象となる地盤においてコア試料を採取したものとする。
The threshold in STEP 11 is set as described below.
First, the inventors perform boring on the ground to be determined described with reference to FIG. 1 or the ground including the Mfs2U layer and the Mfs2L layer in the same manner, and collect a core sample. In the following description, it is assumed that the core sample is collected on the ground to be determined.
そして、このコア試料の各深さの部位について上記説明したＳＴＥＰ２からＳＴＥＰ１０を行って深さごとの最大度数濃度を求め、さらに、最大度数濃度について１０個の移動平均を求めた。図７は、最大度数濃度についての１０個の移動平均を示すグラフである。同図に示すように、最大度数濃度は、深度が深くなるにつれて振動しながら、低下しているが、特に、８ｍ付近、１８ｍ付近、２７ｍ付近において、大きく低下している。このため、０〜８ｍまでがＳｓ３層、８〜１８ｍがＭｆｓ２Ｕ層、１８〜２７ｍがＭｆｓ２Ｌ層、２７ｍ以深がＳｓ２層であると推定される。この時、Ｍｆｓ２Ｕ層とＭｆｓ２Ｌ層との境界深さ（１８ｍ）における最大度数濃度は１５０である。このため、Ｍｆｓ２層において最大度数濃度が１５０以上である場合には、骨材として利用可能なＭｆｓ２Ｕ層であるといえる。 Then, the above-described STEP 2 to STEP 10 were performed for each depth portion of the core sample to determine the maximum power concentration for each depth, and 10 moving averages were determined for the maximum power concentration. FIG. 7 is a graph showing 10 moving averages for the maximum power density. As shown in the figure, the maximum power density decreases while oscillating as the depth increases, but it is greatly decreased particularly in the vicinity of 8 m, 18 m, and 27 m. For this reason, it is estimated that 0 to 8 m is the Ss3 layer, 8 to 18 m is the Mfs2U layer, 18 to 27 m is the Mfs2L layer, and the depth of 27 m or more is the Ss2 layer. At this time, the maximum power density at the boundary depth (18 m) between the Mfs2U layer and the Mfs2L layer is 150. For this reason, when the maximum frequency concentration in the Mfs2 layer is 150 or more, it can be said that the Mfs2U layer can be used as an aggregate.
なお、別途、地質技術者が調査した各層の境界深さを同図に重ねて破線により示す。地質技術者が調査した各層の境界は、上記の最大度数濃度に基づき求めた境界深さと略一致している。このことから、最大度数濃度に基づき推定した境界が妥当であることが確認された。 Separately, the boundary depth of each layer investigated by a geotechnical engineer is indicated by broken lines in the same figure. The boundary of each layer investigated by the geological engineer is almost the same as the boundary depth determined based on the above maximum frequency concentration. From this, it was confirmed that the boundary estimated based on the maximum power concentration is appropriate.
以上説明したように、本実施形態によれば、同系色の地層においても、デジタルカメラ２２で撮影した画像データに基づき、骨材として利用可能な耐久性を有する岩盤であるか否かを判定することができる。これにより、地質技術者のような地質について専門的な知識を有する者でなくても、最大度数濃度に基づき客観的に骨材として利用可能であるか否かを判定することができ、手間およびコストを削減できる。
特に、砂岩や泥岩などの堆積岩からなる地層は同系色であるため、従来技術の欄に記載した目視などによる判定や色ベクトルに基づく判定は困難であるが、本実施形態によれば、確実に判定を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, it is determined whether or not the rock layer has durability that can be used as an aggregate based on the image data captured by the digital camera 22 even in the formation of similar colors. be able to. Thereby, even if it is not a person having specialized knowledge about geology like a geotechnical engineer, it can be determined whether or not it can be used objectively as an aggregate based on the maximum frequency concentration. Cost can be reduced.
In particular, since the strata composed of sedimentary rocks such as sandstone and mudstone are of the same color, it is difficult to make visual judgments or judgments based on color vectors described in the column of the prior art. Judgment can be made.
また、例えば、平均濃度に基づき判定を行う場合には、撮影範囲内に岩盤に亀裂がある場合にはこの部分が黒く撮影されるため、平均濃度が低く、また、粘土脈が存在する場合にはこの部分が白く撮影されるため、平均濃度が高くなってしまう。これに対して、本実施形態では、最大度数濃度を用いているため、一部に亀裂や粘土脈がある場合であっても、図８に示すように、ノイズとして判別されるので、これらの影響を受けずに判定することができる。 Also, for example, when making a determination based on the average density, if there is a crack in the rock within the shooting range, this part is shot black, so the average density is low and there is a clay vein. Since this part is photographed in white, the average density becomes high. On the other hand, in the present embodiment, since the maximum frequency concentration is used, even if there are cracks and clay veins in part, it is determined as noise as shown in FIG. Judgment can be made without being affected.
また、デジタルカメラ２２で撮影する際に照度計２４により照度を測定しておき、測定した照度に基づき補正部３３により最大度数濃度を補正することとしたため、蛍光灯２３による照度が時間の経過とともに変化した場合であっても、精度良く判定を行うことができる。 In addition, since the illuminance meter 24 measures the illuminance when photographing with the digital camera 22, and the correction unit 33 corrects the maximum power density based on the measured illuminance, the illuminance by the fluorescent lamp 23 increases with time. Even if it has changed, the determination can be made with high accuracy.
なお、本実施形態では、予め、判定を行う岩盤についてボーリングによりコア試料を採取して、その深度方向の最大度数濃度の分布のみについて着目し、分布が大きく変化する領域を骨材として利用可能な耐久性を有するか否かを判定するための閾値としているが、これに限らず、予め、同様の地層について閾値を求めておき、その閾値を採用するものとしてもよい。
また、この閾値を決定する方法としては、判定を行う岩盤についてボーリングによりコア試料を採取し、このコア試料に対して強度試験を行い、最大度数濃度の分布と比較して閾値を決定する方法や、地質技術者が各層の境界を判定し、この境界内に含まれる岩石の閾値を求める方法などを採用することができる。
In the present embodiment, a core sample is collected in advance for the rock to be determined, and attention is paid only to the distribution of the maximum power concentration in the depth direction, and a region where the distribution greatly changes can be used as an aggregate. Although it is set as the threshold value for determining whether it has durability, it is not restricted to this, It is good also as what calculates | requires a threshold value similarly about the same formation beforehand, and employ | adopts the threshold value.
In addition, as a method for determining this threshold value, a core sample is taken by boring for the rock to be determined, a strength test is performed on this core sample, and the threshold value is determined by comparing with the distribution of the maximum frequency concentration. A method in which a geotechnical engineer determines the boundary of each layer and obtains a threshold value of a rock included in the boundary can be adopted.
また、本実施形態では、Ｍｆｓ２Ｕ層と、Ｍｆｓ２Ｌ層との判定を行う場合について説明したが、これに限らず、その他の地層の性状の判定を行う場合にも適用できるが、特に、泥岩又は砂岩等を含む堆積岩は同系色であるので、このような岩からなる地層について判定を行う場合に好適である。 Moreover, although this embodiment demonstrated the case where the determination of an Mfs2U layer and an Mfs2L layer was performed, it is applicable not only to this but also to the determination of the properties of other formations, in particular, mudstone or sandstone Sedimentary rocks that contain etc. have similar colors, and are therefore suitable for the determination of the formation of such rocks.
また、本実施形態では、地盤を切削して得られた砕石が骨材として利用可能か否かを判定する場合について説明したが、これに限らず、例えば、大規模構造物を構築する際に、その基礎となる地盤が十分な強度を有しているか否かを判定する場合であっても、本発明を適用できる。 Moreover, although this embodiment demonstrated the case where it was determined whether the crushed stone obtained by cutting the ground was usable as an aggregate, it is not limited to this, for example, when constructing a large-scale structure. Even if it is a case where it is judged whether the ground used as the foundation has sufficient intensity, the present invention is applicable.
また、本実施形態では、地盤について判定を行う場合について説明したが、これに限らず、トンネル内において、壁面の判定を行う場合についても本発明を適用することができる。さらに、床材や壁材に用いられる建築用石材の品質管理などを行う場合にも本発明を適用できる。 Moreover, although this embodiment demonstrated the case where the determination was performed about the ground, not only this but this invention is applicable also when performing the determination of a wall surface in a tunnel. Furthermore, the present invention can also be applied to the quality control of building stones used for flooring and wall materials.
また、本実施形態では、２５６階調により各画素の濃度（明度）を識別したが、これに限らず、その他の階調により識別してもよい。また、本実施形態では、撮影画像の各画素について濃度を求め、これに基づきヒストグラムを作成することとしたが、これに限らず、複数の画素の濃度の平均値を求め、これら複数の画素の濃度の平均値についてヒストグラムを作成してもよい。この場合には、これら複数の画素が特許請求の範囲における画素に相当する。 In this embodiment, the density (brightness) of each pixel is identified by 256 gradations. However, the present invention is not limited to this, and may be identified by other gradations. In the present embodiment, the density is obtained for each pixel of the captured image, and the histogram is generated based on the obtained density. However, the present invention is not limited to this, and the average value of the density of a plurality of pixels is obtained. A histogram may be created for the average value of density. In this case, the plurality of pixels correspond to the pixels in the claims.
また、本実施形態では、ＳＴＥＰ１１において、作業員が判定を行うものとしたが、これに限らず、予め処理端末３０に判定部を設け、この判定部に閾値を設定しておき、処理端末により判定を行うものとしてもよい。
また、本実施形態では、ＳＴＥＰ５〜７において、デジタルカメラ２２により岩盤を撮影し、この画像データを処理端末３０によりグレースケールに変換したが、これに限らず、デジタルカメラ２２により撮影する段階においてグレースケールを含む画像データを取得してもよい。
In the present embodiment, the worker performs the determination in STEP 11. However, the present invention is not limited to this. A determination unit is provided in the processing terminal 30 in advance, and a threshold is set in the determination unit. It is good also as what determines.
In this embodiment, in STEP 5 to 7, the rock is photographed by the digital camera 22, and this image data is converted to gray scale by the processing terminal 30. However, the present invention is not limited to this. Image data including a scale may be acquired.
１０ 判定システム
２０ 岩盤撮影装置
２１ ケース
２２ デジタルカメラ
２３ 蛍光灯
２４ 照度計
３０ 処理端末
３１ 画像変換部
３２ 画像解析部
３３ 補正部
３４ 画像出力部
３５ ディスプレー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Determination system 20 Rock imaging device 21 Case 22 Digital camera 23 Fluorescent lamp 24 Illuminometer 30 Processing terminal 31 Image conversion part 32 Image analysis part 33 Correction part 34 Image output part 35 Display
Claims (5)
撮影手段により前記岩を撮影し、前記撮影したデジタル画像の各画素の濃度を示すグレースケール値を求めるグレースケール値取得ステップと、
前記グレースケール値に基づいて、濃度ごとの画素数を求める画素数取得ステップと、
前記求めた濃度ごとの画素数において最大度数となる最大度数濃度を求める解析ステップと、
前記最大度数濃度が所定の閾値よりも大きいか否かを判定する判定ステップとを備えることを特徴とする岩の性状の判定方法。 A method for determining the properties of a rock by image processing,
A gray scale value obtaining step of photographing the rock by photographing means and obtaining a gray scale value indicating a density of each pixel of the photographed digital image;
Obtaining the number of pixels for each density based on the gray scale value; and
An analysis step for obtaining a maximum power density that is a maximum power in the number of pixels for each of the determined density;
And a determination step of determining whether or not the maximum frequency concentration is greater than a predetermined threshold value.
前記岩は堆積岩であることを特徴とする岩の性状の判定方法。 A method for determining the properties of a rock according to claim 1,
The method for determining a property of a rock, wherein the rock is a sedimentary rock.
前記グレースケール値取得ステップでは、蛍光灯で照射しながら前記岩を撮影するとともに、前記蛍光灯による照度を測定し、
前記解析ステップでは、前記最大度数濃度を求めた後、当該求めた最大度数濃度を前記測定した照度に基づき補正することを特徴とする岩の性状の判定方法。 A method for judging the properties of a rock according to claim 1 or 2,
In the gray scale value acquisition step, while photographing the rock while irradiating with a fluorescent lamp, measure the illuminance by the fluorescent lamp,
In the analysis step, after determining the maximum power concentration, the determined maximum power concentration is corrected based on the measured illuminance.
前記撮影手段は外部からの光の入射を遮断するためのケース内に設けられていることを特徴とする岩の性状の判定方法。 A method for determining the properties of a rock according to any one of claims 1 to 3,
The method for judging the property of a rock, wherein the photographing means is provided in a case for blocking incident light from the outside.
前記閾値は、前記岩盤をボーリングしてコア試料を取得し、前記取得したコア試料の複数の深度について、グレースケール値取得ステップ、画素数取得ステップ、及び解析ステップを行って、最大度数濃度を求め、前記求めた各深度の最大度数濃度に基づき決定することを特徴とする岩の性状の判定方法。 A method for determining a property of a rock according to any one of claims 1 to 4,
The threshold value is obtained by boring the rock and obtaining a core sample, and performing a gray scale value obtaining step, a pixel number obtaining step, and an analysis step for a plurality of depths of the obtained core sample to obtain a maximum power concentration. The determination method of the property of the rock characterized by determining based on the obtained maximum frequency concentration of each depth.
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