JP2012202859A - コンクリート表面の変状領域の検出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】不要物を取り除いたコンクリート表面画像に対して横方向に強い平滑化をかける工程、動的しきい値処理を施して背景に比べてより黒い領域を漏水候補領域として抽出する工程、微小領域を除去し穴埋めする工程、前記漏水候補領域の輝度値、面積、幅、高さを特定する工程、指定した条件の範囲内にある領域を漏水領域として抽出し、領域の穴埋め、周囲領域の閉合処理を行う工程、及び漏水領域を囲む座標軸と平行な最小矩形を画像上に描き、この最小矩形を最終的に表示する漏水領域として表示する工程を含む。
【選択図】図1
Description
これまでに、赤外線カメラを用いたコンクリート壁面の漏水領域の検出方法が開発され、実用化されてきた。この漏水領域の検出方法は、トンネル覆工面などのコンクリート表面の漏水個所は、正常な個所に比べて温度が低いことに着目したものである。
しかしながら、これらの漏水領域の検出方法は目視による漏水検査方法に代われる程の確実性はないし、検査システムも大掛かりで作業時間も結構長いという問題がある。
本発明の他の課題は、トンネル覆工面などのコンクリート表面を撮像した元画像データを画像処理し、当該コンクリート表面に発生した変状領域を検出するコンクリート表面の変状領域の検出方法において、画像処理の効率化を図ることである。
そして、コンクリート表面を撮像した元画像データを画像処理して抽出された漏水領域などの変状領域を、当該領域を囲む座標軸と平行な最小矩形を画像上に描き、当該最小矩形を漏水領域などの変状領域と一緒に表示することを特徴とする。
また、漏水の画像特徴に加えて、水平方向に延びるひび割れからは漏水が発生する可能性が高いという、土木工学者や現場点検作業者の意見に着目し、水平方向のひび割れの抽出が漏水領域の検出性能に関係することに想達した検出方法である。
更に、漏水は水平ひび割れから鉛直方向に染み出る形で発生しやすいという知見から、漏水の特徴に基づく画像処理により抽出した領域の上部に、水平方向成分の大きなひび割れが認められるなら、漏水領域である可能性が非常に高い、すなわち漏水の場所を精度よく特定できるという、土木工学者専門家の知識を十分に反映した解決手段である。
また本発明によれば、漏水などの変状の発生位置や面積を定量的に把握することができる。この漏水などの変状の検査手法の提供により、例えば、非接触的検査手法を用いたコンクリート内部欠陥診断システムの位置標定精度及び作業効率が格段に向上することが期待される。特に、列車走行に大きな影響を及ぼす可能性があるトンネル天頂部及びアーチ部に発生した漏水に対しては、継続的な観察により精度の高い詳細検査が可能となる。
図8が領域解析処理後の画像に漏水領域を囲む座標軸と平行な最小矩形を表示した壁面画像である。この画像から、トンネル壁面における漏水の数、発生位置、大きさが一目了然である。なお、図8の画像には漏水領域を示す最小矩形が3つある。
先ず、画像処理装置は入力された元画像を、256階調のグレイスケール画像に変換する。元画像は、ほぼ中央にトンネルクラウン部と呼ばれる天頂部が位置するように撮像されたトンネル壁面の展開画像を、図2に示す如く処理に適したサイズの矩形に分割したものである。
図9はケーブル領域の抽出処理が施されたコンクリート壁面画像である。
図10は、パターンマッチングにより各種構造物の抽出処理が施されたコンクリート壁面画像である。
先ず、画像中の補強金具からパターンマッチングのモデルを作成する。次に、画像中から補強金具の領域を抽出する。そして、マウスで標識領域を指定する。続いて、指定した標識領域を膨張させる。これは補強金具の外側エッジもモデルとして利用するためである。続いて、実際の大きさにモデルを合わせるため補強金具の画像サイズを縮小させる。最後に、このようにして抽出した補強金具を3段階の解像度(ピラミッド)で画像処理装置に登録する。
図11はケーブル領域を背景で自動修復したコンクリート壁面画像、図12は補強金具等の壁面添架物領域を背景で自動修復したコンクリート壁面画像である。
第3のコンクリート表面の変状領域はコールドジョイントである。コールドジョイントとは、コンクリートを打ち重ねる適正な時間の間隔を過ぎてコンクリートを打設下場合に、前に打ち込まれたコンクリートの上に後から打ち込まれたコンクリートが一体化しない状態を言う。
要するに、本明細書でコンクリート表面の変状領域とは、コンクリート表面の漏水領域、コンクリート構造物からの漏水による二次生成物領域、若しくはコールドジョイントのことである。
12 トンネルアーチ部
13 トンネル下端部
A トンネル壁面の展開画像を分割した天頂部を中心としたアーチ部の矩形の処理領域
B トンネル壁面の展開画像を分割したアーチ部から側壁部周辺の矩形の処理領域
C トンネル壁面の展開画像を分割した側壁部下部の矩形の処理領域
Claims (16)
- コンクリート表面などを撮影した画像において、一定の大きさに分割した処理領域毎に画像処理を施し、漏水領域を抽出するコンクリート表面の変状領域の検出方法において、当該漏水を画像処理で検出する上ではノイズとなる不要物を取り除いた画像に対して、横方向に強い平滑化をかける平滑化処理が含まれることを特徴とするコンクリート表面の変状領域の検出方法。
- コンクリート表面などを撮影した画像において、一定の大きさに分割した処理領域毎に画像処理を施し、一定の輝度や模様を有する変状領域を抽出するコンクリート表面の変状領域の検出方法において、当該変状領域を画像処理で検出する上ではノイズとなる不要物を取り除いた画像に対して、特定方向に強い平滑化をかける平滑化処理が含まれることを特徴とするコンクリート表面の変状領域の検出方法。
- コンクリート表面などを撮影した画像において、一定の大きさに分割した処理領域毎に画像処理を施し抽出された漏水領域に対して、当該領域を囲む座標軸と平行な最小矩形を画像上に描き、当該最小矩形を漏水領域と一緒に表示することを特徴とする請求項1に記載のコンクリート表面の変状領域の検出方法。
- コンクリート表面などを撮影した画像において、一定の大きさに分割した処理領域毎に画像処理を施し抽出された漏水領域に対して、当該領域を指し示すことを特徴とする請求項1に記載のコンクリート表面の変状領域の検出方法。
- コンクリート表面などを撮影した画像において、前記横方向に強い平滑化処理を施した画像に対して動的しきい値処理を施して、背景に比べてより黒い領域を第1次候補の漏水領域として抽出する工程が含まれることを特徴とする請求項1記載のコンクリート表面の変状領域の検出方法。
- コンクリート表面などを撮影した画像において、前記特定方向に強い平滑化処理を施した画像に対して動的しきい値処理を施して、ある範囲の輝度の領域を第1次候補の変状領域として抽出する工程が含まれることを特徴とする請求項2記載のコンクリート表面の変状領域の検出方法。
- 請求項5記載の第1次候補の漏水領域に対して、標準的な漏水の平均濃淡値の範囲で指定した条件範囲内にある領域を第2次候補の漏水領域として抽出する平均濃淡処理工程が含まれることを特徴とする請求項1記載のコンクリート表面の変状領域の検出方法。
- 請求項6記載の第1次候補の変状領域に対して、標準的な変状の平均濃淡値の範囲で指定した条件範囲内にある領域を第2次候補の変状領域として抽出する平均濃淡処理工程が含まれることを特徴とする請求項2記載のコンクリート表面の変状領域の検出方法。
- 請求項7記載の第2次候補の漏水領域に対して、領域の形状特徴量を特定する工程が含まれることを特徴とする請求項1記載のコンクリート表面の変状領域の検出方法。
- 請求項8記載の第2次候補の変状領域に対して、領域の形状特徴量を特定する工程が含まれることを特徴とする請求項2記載のコンクリート表面の変状領域の検出方法。
- 請求項9記載の特定の形状特徴量を有する領域に対して、形状特徴量が指定した条件の範囲内にある領域を漏水領域として確定する工程が含まれることを特徴とする請求項1記載のコンクリート表面の変状領域の検出方法。
- 請求項10記載の特定の形状特徴量を有する領域に対して、形状特徴量が指定した条件の範囲内にある領域を変状領域として確定する工程が含まれることを特徴とする請求項2記載のコンクリート表面の変状領域の検出方法。
- 前記コンクリート表面に発生する変状領域を画像処理により検出するうえで、ノイズとなる不要物を取り除いたコンクリート表面画像を得る前処理工程において、コンクリート表面添架物を形状ベースマッチングに用いるテンプレートとしてコンピュータに登録する工程を含むことを特徴とする請求項1および請求項2に記載のコンクリート表面の漏水および変状領域の検出方法。
- 前記コンクリート表面に発生する変状領域を画像処理により検出するうえで、ノイズとなる不要物を取り除いたコンクリート表面画像を得る前処理工程において、請求項13に記載の登録テンプレートを参照しながら、スケールの変化に対応した形状ベースのパターンマッチングを行って、前記一定の大きさに分割した処理領域からコンクリート表面添架物を抽出することを特徴とする請求項1および請求項2に記載のコンクリート表面の変状領域の検出方法。
- 前記コンクリート表面に発生する変状領域を画像処理により検出するうえで、ノイズとなる不要物を取り除いたコンクリート表面画像を得る前処理工程において、請求項14に記載の方法で抽出されたコンクリート表面添架物に対して、その周辺のテクスチャを考慮しながら当該コンクリート表面添架物の抽出領域を撮影画像の周辺画素でインペインティングすることを特徴とする請求項1および請求項2に記載のコンクリート表面の変状領域の検出方法。
- 前記コンクリート表面に発生する変状領域の検出工程において、コンクリート構造物の管理上重要な部位の処理領域から抽出された結果に対して、重みを変えて評価することにより、要注意箇所の変状を確実に把握する、部位による抽出感度調整機能を備えていることを特徴とする請求項1および請求項2に記載のコンクリート表面の変状領域の検出方法。
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