JP2012221486A - 画像処理装置及び建物画像診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮影対象における実質的な変質箇所（例えば、浮き、剥離等の箇所）を視覚的に明瞭に表示する画像処理装置を提供する。
【解決手段】温度差を設定する温度差設定手段１０７，１０８と、赤外線デジタルカメラで撮影された画像に含まれる領域であって、前記領域の内側にあるピクセルの温度が前記領域の外側でかつ前記領域の近傍にあるピクセルの温度に対して前記温度差を超えている領域を求める手段と、前記領域の内側にあるピクセルに前記領域の外側でかつ前記領域の近傍にあるピクセルの色情報とは異なる色情報を付与する色情報付与手段を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、赤外線デジタルカメラで撮影した熱画像を処理する画像処理方法及び画像処理装置に関する。本発明はまた、赤外線デジタルカメラで撮影した建物の赤外線熱画像を用いてその建物を診断する建物画像診断装置に関する。

従来、赤外線カメラで撮影した建物の外観熱画像から、該建物における外壁（特に、タイルや表面コンクリート）の剥離部分を確認する手法が知られている。例えば、特許文献１には、建物の外壁に赤外線を照射する赤外線ヒーターと、赤外線を照射されて加熱した外壁の正常部分と剥離部分の温度差を映像化する赤外線カメラを配置し、赤外線カメラで得られた映像から壁面表面温度パターンを計算機シミューレーションで作成し、正常部分と剥離部分を色分けするシステムが記載されている。

特開平０５−３１２７４５号公報

しかしながら、赤外線カメラは熱源となる物体や生物が発する遠赤外線を検出して撮影するものであるから、赤外線カメラで撮影された建物外観の画像はその建物外壁の各部における絶対温度を表示するものに外ならない。しかし、建物、特に外壁の温度は種々の要因に依存する。例えば、赤外線画像上、同一建物の中でも、暖房された部屋の外壁と暖房されていない部屋ではその外壁温度が異なる。また、暖房器具の近くの外壁部分とそこから離れた外壁部分、冷暖房配管や給排水設備等の近くの外壁部分とそこから離れた外壁部分、直射日光の当たっている外壁部分と日陰の外壁部分は、違った色で表示される。そのため、赤外線画像に表れた絶対温度の分布だけの情報では、ある外壁部分の浮き、剥離等を正確に判断できないという問題があった。

この問題を解決するため、本発明は、撮影対象の“絶対温度”を表示するのではなく、ある撮影部分と隣接する別の撮影部分との間の“温度差”を取得してその情報を画像上に表示することによって、撮影対象における実質的な変質箇所（例えば、浮き、剥離等の箇所）を視覚的に明瞭に表示するようにしたものである。

具体的に、本発明の一つの形態は、赤外線デジタルカメラで撮影された赤外線熱画像を利用する画像処理装置であって、前記赤外線熱画像をディスプレイに表示する手段と、前記ディスプレイに表示された前記赤外線熱画像の中で選択された領域において、前記領域に含まれる対象ピクセルの温度データが示す温度と該対象ピクセル以外の別の基準ピクセルの温度データが示す基準温度との温度差に関連する色情報を前記対象ピクセルに付与する手段と、前記色情報をもって上記対象ピクセルを前記ディスプレイに表示する手段を含むことを特徴とする。

このように構成された画像処理装置によれば、該画像処理装置で表示される画像はその画像中に含まれる撮影部の絶対温度を示すものでなく、周囲部位との間の温度差を示すものである。そのため、通常の赤外線熱画像では、同じ外壁部分を撮影した場合でも、それに日光が当たっているときに撮影したものと日光が当たっていないときに撮影したものでは、表示される熱画像は明らかに色相の違ったものになるが、本発明の画像処理装置で得られた画像は、相対的な温度（温度差）を表示するものであるから、撮影条件に左右されることない（例えば、日光が当たっているか否かに関係ない。）。

本発明に係る画像表示装置の概略構成を示す図。 ディスプレイに表示された表示画面を示す図。 ディスプレイに表示された赤外線熱画像を示す図。 システムのメインフローチャート。 解析処理（ＢＯＸ）のフローチャート。 解析処理１のフローチャート。 解析処理２のフローチャート。 解析処理３のフローチャート。 解析描画処理のフローチャート。 解析処理１の説明図。 解析処理１の説明図。 解析処理２の説明図。 解析処理３の説明図。 相対熱画像の例を示す図。 相対熱画像（トリミング前）の例を示す図。 相対熱画像（トリミング後）の例を示す図。 トリミングの説明図。 トリミング（選択削除）のフローチャート。 トリミング（ピクセル削除）のフローチャート。 トリミング（横方向削除）のフローチャート。 トリミング（縦方向削除）のフローチャート。 トリミング（ＢＯＸ処理）のフローチャート。 トリミング（ＢＯＸ削除）のフローチャート。 赤外線熱画像と解析（３点）の指定領域を示す図。 解析（３点）によるｙ座標補正の説明図。 解析処理（ＢＯＸ）〔解析（３点）〕のフローチャート。 解析処理１（ｙ座標補正）のフローチャート。 解析処理２（ｙ座標補正）のフローチャート。 解析処理３（ｙ座標補正）のフローチャート。 解析描画処理（ｙ座標補正）のフローチャート。 変質箇所を加えた可視画像。 変質箇所を加えたＣＡＤデータ（画像）。 解析幅の説明図。

以下、添付図面を参照して本発明に係る画像処理システムとその画像処理システムを建物診断（浮き、剥離等の部分の検出）に利用した建物診断システムの実施形態を説明する。

《１．システム構成》
図１は、建物診断システム１０の物理的な構成を示す図である。図示するように、建物診断システム１０は、診断対象である建物〔建築物だけでなく各種土木構造物（コンクリート製の橋梁、橋脚、トンネル、ダムなど）も含む。〕１１を撮影する赤外線デジタルカメラ１２を含む。赤外線デジタルカメラ１２は、建物が発する赤外線を検知してその熱画像を取得する機能（赤外線カメラ１２ａ）と、通常のデジタルカメラと同様に建物の外観を撮影して可視画像を取得する機能（可視カメラ１２ｂ。例えば、ＣＭＯＳカメラ）を組み合わせたもので、例えば、フリアーシステムズジャパン株式会社が販売する赤外線サーモグラフィ装置ＳＣ６２０／ＳＣ６４０／ＳＣ６６０やＮＥＣ Ａｖｉｏ赤外線テクノロジー株式会社が販売する赤外線サーモグラフィ装置Ｈ２６４０／Ｈ２６３０などが好適に利用できる。

建物診断システム１０はまた、赤外線デジタルカメラ１２で撮影された画像（熱画像、可視画像）を処理するコンピュータ（ＰＣ）１３と、該コンピュータ１３の処理結果を表示するディスプレイ１４を含む。コンピュータ１３は、後述するように画像データを処理する建物診断プログラム、また建物１１の設計データ（ＣＡＤデータ）が存在する場合には該設計データを記憶するための記憶部１５を有する。コンピュータ１３は、その処理結果を印刷する場合、コンピュータ１３にはプリンタ１６が接続される。

《２．システム機能》
建物診断プログラムを含む建物診断システムの処理を説明する。

《画面表示》
コンピュータ１３に内蔵されている建物診断プログラムを起動すると、ディスプレイ１４には図２に示す画面が表示される。図示するように、表示画面１７は、その中央の画像表示部１８と、該画像表示部１８の上側・下側・右側に配置されたボタン表示部１９を含む。ボタン表示部１９に表示されたボタンは、通常のコンピュータと同様に、そこにカーソルを重ねてマウス等をクリックする（以下、この行為を「押下」という。）ことによって、該ボタンに関連した処理が起動・停止するように構成されている。

《画像選択》
建物診断プログラムの具体的な内容を説明する。まず、オペレータが画面下側の「開く」ボタン１０１を押下すると、画像選択ウィンドウ（図示せず）が表示される。画像選択ウィンドウには、赤外線デジタルカメラ１２で撮影された画像ファイルが表示される。これらの画像ファイルは記憶部１５に記憶されている。オペレータが特定の画像ファイルを開いてそこに格納されている建物熱画像ファイルを開くと、図３に示すように、該建物熱画像ファイルに格納されている、赤外線カメラ１２ａで撮影した熱画像の画像データが画像表示部１８に展開され、建物の熱画像２０が表示される（図４のフローチャートのステップＳ１：赤外線画像データ取得、ステップＳ２：赤外線画像表示）。

通常の熱画像（サーモグラフィ）は、撮影対象部位の温度が異なる色相で表示される。しかし、本発明の建物診断システムでは、各ピクセルの温度情報（温度データ）はグレースケールに対応付けされており、画像表示部１８に表示される建物外観の画像は白黒濃淡（無彩色）画像である。

《解析開始》
図２に戻り、表示画面１７のボタン表示部「解析（ＢＯＸ）」ボタン１０２又は「解析（３点）」ボタン１０３（図２参照）が押下されると、ボタンで選択されている内容に応じて以下に説明する解析処理が開始され、解析データが作成されるとともに、その解析データが画像表示部１８に表示される（図４のフローチャートのステップＳ３ａ：解析ボタンオン、ステップＳ４ａ：解析データ表示」）。図示するように、ボタン表示部１９には、その他の処理を行うためのボタン（例えば、「削除」、「連携」、「写真選択」、「図面選択」のボタン１０４〜１０７）が用意されており、それらのボタンが押下されるとそれに対応する処理が実行される（図４のフローチャートのステップＳ３ｂ〜Ｓ３ｅ、Ｓ４ｂ〜Ｓ４ｅ）。また、終了ボタン１５０が押下されると、プログラムが終了する（図４のフローチャートのステップＳ６）。

《解析（ＢＯＸ）処理》
「解析（ＢＯＸ）」ボタン１０２が押下された状態では、図５に示す解析処理（ＢＯＸ）が実行できる。解析処理（ＢＯＸ）では、オペレータが図３に示すように画像表示部１８に表示された画像２０の２点（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）を指定すると、コンピュータ１３はそれらの２点で左上と右下の角部座標が定義される四角形領域（処理対象領域）２１を指定する。

コンピュータ１３は、図２に示すようにボタン表示部１９に表示された５つの「温度差１」〜「温度差５」のチェックボックス１０７と、該チェックボックス１０７の右横に表示された温度差ボックス１０８、配色ボックス１０９に入力されている内容に応じて、以下に説明する処理を実行する。

図２に示すとおり、５つの「温度差１」〜「温度差５」のチェックボックス１０７のすべてにチェック記号が付され、それらのチャックボックスに対応する温度差ボックス１０８と配色ボックス１０９に必要な情報（温度差、配色のデータ）が入力されているものとする。

この場合、図５のフローチャートに示すように、コンピュータ１３は、画面表示部１８に表示された指定領域２１の情報を取得する（ステップ１０）。取得する情報は、指定領域２１に含まれる全てのピクセルの座標、温度情報（温度データ）、温度情報に対応した色情報（グレースケール）である。次に、コンピュータ１３は、Ｋ＝１を設定する（ステップＳ１１）。ここでのＫの値は、上述した「温度差１」〜「温度差５」の番号に対応している。次に、コンピュータ１３は、Ｋが５以下か否か判断し（ステップＳ１２）、Ｋが５以下（１〜５）であれば次の処理（ステップＳ１３）を実行し、Ｋが５を越えていれば処理を終了する。

ステップＳ１３では、コンピュータ１３は、「温度差１」〜「温度差５」のチェックボック１０７にチャックが入れられているか否か判断する（ステップＳ１３）。そして、コンピュータ１３は、チェックが入れられたチェックボックスに対応して以下に説明する処理（解析処理１〜３と解析描画処理）を実行する（ステップＳ１４〜１７）。

例えば、図２の表示画面１７では５つのチャックボックス（「温度差１」〜「温度差５」）１０７のすべてにチェックが入っているので、５つの温度差１０８についてそれぞれ処理（解析処理１〜３と解析描画処理）が実行される。チェックボック１０７にチェックが入っていない場合、そのチェックが入っていない温度差についての処理（解析処理１〜３と解析描画処理）は実行されない。一つの温度差についての処理（解析処理１〜３と解析描画処理）が終了すると、またはステップＳ１３でチャックが入っていないと判断された場合、コンピュータ１３はＫに１を加算してステップＳ１２に戻る。

《解析処理１》
図６に示すように、解析処理１（ステップＳ１４）では、指定領域の各ピクセルについて以下の処理が行われる。例えば、図３に示すように２つのピクセル（ｘ１，ｙ１）と（ｘ２，ｙ２）で対向する角部が指定された四角形（ＢＯＸ）の指定領域２１に対して、図１０に示すように矢印２２，２３，２４で示す順番にしたがって、処理すべきピクセル（処理対象ピクセル）が選択される（ステップＳ２０，Ｓ２１，Ｓ２６，Ｓ２７）。ここで、処理を開始するピクセルと、処理の進行方向については、ボタン表示部１９の解析方向選択ボタン群１１０（「左→右」ボタン、「右→左」ボタン、「上→下」ボタン、「下→上」ボタン）によって選択できる。例えば、「右→左」ボタンが選択されている場合、右上のピクセル（ｘ２，ｙ１）から左下のピクセル（ｘ１，ｙ２）に向かって順番にピクセルが選択される。また、「下→上」ボタンが選択されている場合、左下のピクセル（ｘ１，ｙ２）から右上のピクセル（ｘ２，ｙ１）のピクセルに向かって順番にピクセルが選択される。このような解析方向選択ボタンが設けられている理由は、例えば、建物の角部は２方向から熱の影響を受けるために他の部分とは違った温度を有し、また建物の縁に隣接する領域について解析処理する場合はその縁の外側にある撮影物（例えば、空、別の建物）の影響を防ぐ必要があり、そのような場合は、縁から離れた場所から縁に向かって領域を指定することが好ましいからである。

次に、コンピュータ１３は、各ピクセルについて、そのピクセルの温度情報から該ピクセルに対応する建物外壁部分の温度ｔが所定の温度範囲にあるか否か判断する（ステップＳ２２）。これは、例えば、建物と一緒に背景（空）が写っている場合、そのような背景のピクセルを処理対象から除くためである。図２に示すように、温度範囲は、ボタン表示部１９の「温度範囲」設定ボタン１１１で入力又は変更することができる。

次に、コンピュータ１３は、図１１に示すように処理対象ピクセルＰの左側、上側、左上側にある３つの隣接ピクセルＰ（Ｌ）、Ｐ（Ｕ）、Ｐ（ＬＵ）の温度ｔ（Ｌ）、ｔ（Ｕ）、ｔ（ＬＵ）を取得する（ステップＳ２３〜Ｓ２５）。そして、すべての処理対象ピクセルＰについて隣接する３つのピクセルＰ（Ｌ）、Ｐ（Ｕ）、Ｐ（ＬＵ）の温度ｔ（Ｌ）、ｔ（Ｕ）、ｔ（ＬＵ）の温度を取得すると、コンピュータ１３は解析処理１を終了する。

《解析処理２》
解析処理２では、図７に示すように、処理対象ピクセルＰを選択する（ステップＳ３０，Ｓ３１，Ｓ３６，Ｓ３７）。ピクセルＰの選択は解析処理１と同一である。次に、コンピュータ１３は、各処理対象ピクセルＰについて、該処理対象ピクセルＰの温度ｔと３つの隣接ピクセルの温度ｔ（Ｌ）、ｔ（Ｕ）、ｔ（ＬＵ）を比較し、それらの差ｔ−ｔ（Ｌ）、ｔ−ｔ（Ｕ）、又はｔ−ｔ（ＬＵ）のいずれかが温度差ボックス１０８に入力された温度差Δを超えているか否か判断する（ステップＳ３２，Ｓ３３，Ｓ３４）。

例えば、５つのチェックボックスに対応する５つの温度差ボックス１０８にそれぞれ温度差Δ１〜Δ５（図２の例では、０.４、０.６、０.８，１.０，２.０℃）が入力されている場合、温度差ｔ−ｔ（Ｌ）、ｔ−ｔ（Ｕ）、ｔ−ｔ（ＬＵ）が、Ｋ＝１では温度差Δ１（０.４℃）と比較され、Ｋ＝２では温度差Δ２（０.６℃）と比較され、Ｋ＝３では温度差Δ３（０.８℃）と比較され、Ｋ＝４では温度差Δ４（１.０℃）と比較され、Ｋ＝５では温度差Δ５（２.０℃）と比較される。そして、温度差ｔ−ｔ（Ｌ）、ｔ−ｔ（Ｕ）、ｔ−ｔ（ＬＵ）がいずれかの温度差Δを超えている場合、コンピュータ１３は、処理対象ピクセルに「解析値有り」の情報を付加する。

例えば、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、網点を付したピクセルの温度ｔ１と網点を付していないピクセルの温度との差が温度差Δを超えている場合、図１２に「○」印を付したピクセルに対して「解析値有り」の情報が付加される。

《解析処理３》
解析処理３では、図１２で網点を付したピクセルのうち、解析処理２で「解析値有り」の情報が付与されなかったピクセル（“○”が付されていないピクセル）について「解析値有り」の情報を付与する。そのために、解析処理３では、図８に示すように、処理対象ピクセルを選択し（ステップＳ４０，Ｓ４１，Ｓ４８，Ｓ４９）、選択した各ピクセルについて以下の処理を実行する。

ステップＳ４２では、処理対象ピクセルに「解析値有り」の情報が付与されているか否か判断する。いま処理対象ピクセルに「解析値有り」の情報が付与されている場合、前のピクセルに「解析値有り」の情報が付与されていないか否か判断する（ステップＳ４３）。例えば、図１３（ａ）において、処理対象ピクセルＰ１（解析値有り）の処理では、このピクセルＰ１には「解析値有り」の情報が付与されているので、ステップＳ４３では直前のピクセルＰ０に「解析値有り」の情報が付与されているか否か判断する。図示の例ではピクセルＰ０に「解析値有り」の情報が付与されていないので、該直前のピクセルＰ０に「基準温度」（ｔ０）の情報を付与する。次の処理対象ピクセルＰ２に関する処理では、前のピクセルＰ１には「解析値有り」の情報が付与されているので、このピクセルＰ１に「基準温度」の情報が付与されることはない。このようにして、ステップＳ４２〜Ｓ４４により、図１３（ａ）に示すように、処理方向に関して、最初の「解析値有り」ピクセルの直前の「解析値無し」ピクセルに「基準温度」の情報が付与される。

ステップＳ４２で処理対象ピクセルに「解析値有り」の情報が付与されていないと判断された場合、直前のピクセルに「解析値有り」の情報が付与されているか否か判断し（ステップＳ４５）、「解析値有り」の場合、当該処理対象ピクセルの温度ｔと基準温度ｔ０との温度差が温度差Δを超えているか否か判断し（ステップＳ４６）、ｔ−ｔ０＞Δであれば当該処理対象ピクセルに「解析値有り」の情報を付与する（ステップＳ４７）。

例えば、図１３（ａ）に示す処理対象ピクセルＰ４の場合、当該処理対象ピクセルＰ４の直前のピクセルＰ３には「解析値有り」の情報が付与されているため、当該処理対象ピクセルＰ４の温度と基準温度ｔ０との差が温度差Δを越えていると判断した後、当該処理対象ピクセルＰ４に「解析値有り」の情報を付与する。図１３（ｂ）において、ステップＳ４７で「解析値有り」の情報が付与されたピクセルに◎の記号が付してある。

《解析描画処理》
図９に示すように、解析描画処理では、処理対象ピクセルを選択し（ステップＳ５０，Ｓ５１，Ｓ５４，Ｓ５５）、選択した各処理対象ピクセルについて「解析値有り」の情報が付与されているか否か判断し（ステップＳ５２）、「解析値有り」の情報が付与されていれば、グレースケールの色情報に代えて、対応する色の情報（色情報）を当該処理対象ピクセルに付与し（ステップＳ５３）、画像表示部１８に表示されている指定領域２１に含まれる当該処理対象ピクセルをその色情報をもって表示する。ここで表示される色は、温度差１〜温度差５に対して、配色ボックス１０９で指定された色（有彩色）である。

以上の解析処理１〜３と解析描画処理により、指定領域２１の各処理対象ピクセルには、該処理対象ピクセルの温度（基準温度との温度差）に応じて、配色ボックス１０９で指定された色（色情報）が付与され、その結果、その色で処理領域２１のピクセルを表示した画像（相対熱画像）が作成される。

例えば、図１４（ｄ）で示す温度分布を有する熱画像を処理する場合、Ｋ＝１，２，３の３つのチェックボックス１０７にチェックが付けられていれば、温度差１（ｔ−ｔ０＞Δ１）について図１４（ａ）の相対熱画像２２ａが作成され、温度差２（ｔ−ｔ０＞Δ２）について図１４（ｂ）の相対熱画像２２ｂが作成され、温度差３（ｔ−ｔ０＞Δ３）について図１４（ｃ）の相対熱画像２２ｃが作成され、それぞれの相対熱画像及びその画像データがコンピュータ１３の記憶部１５に記憶される。したがって、これら３つの相対熱画像は独立して記憶部１５から取り出して表示画面１７に表示することができるし、図１４（ｄ）に示すように、複数の相対熱画像を取り出してそれらを重ねた相対熱画像（図１４（ｄ）参照）を表示することもできる。

以上のように、解析処理１〜３と解析描画処理で処理された画像は、その画像中に含まれる建物外観の各部の絶対温度を示すものでなく、その周辺部位との間にある温度差を表示するもの、つまり、ある外壁部分（領域）とその周辺の外壁部分との相対的な温度差を示す相対熱画像である。そのため、通常の赤外線熱画像では、同じ外壁部分を撮影した場合でも、それに日光が当たっているときに撮影したものと日光が当たっていないときに撮影したものでは、表示される熱画像は明らかに色相の違ったものになる。これに対し、以上の解析処理を施した相対熱画像は、相対的な温度（温度差）を表示するものであるから、撮影条件に左右されることなく（例えば、日光が当たっているか否かに関係なく）、常に一定したものになる。また、同一の画像中に日光が当たっている領域と日陰領域が混在する場合、以上の処理を適用する指定領域を別々に処理することで、外壁の剥離箇所を正常箇所から正確に区別できる。結果、正確な建物診断ができる。

《解析処理画像》
解析処理された相対熱画像の一例を図１５に示す。図示する相対熱画像２３は、外壁にタイルを張った建物を赤外線カメラで撮影した熱画像を解析（解析処理１〜３と解析描画処理）したものである。通常、タイル張りの外壁の場合、含有する水分量の違いから、タイル以外の部分（目地部）の温度がタイルの温度よりも高く表れる。そのため、タイル張り外壁の熱画像を解析処理して得られた相対熱画像２３には、格子状の色模様（目地模様）が現われる。したがって、特にタイル張り外壁については、目地部などに付された情報（色情報）（以下、このような不要な色情報を「ノイズ」という。）を除去し、図１６に示すように周囲のタイルと異なる温度を有するタイル（剥離タイル）だけを異なる態様で表示することが好ましい。

そのため、本発明に係るシステムは、相対熱画像から微小なノイズを削除するトリミング機能が組み込まれている。本発明の実施形態には、３種類のトリミング機能−選択削除、ピクセル処理、ＢＯＸ処理−が組み込まれている。実行するトリミング機能の選択は、オペレータがボタン表示部１９のボタン（「選択削除」ボタン１１２、「削除（ピクセル）」ボタン１１３、「ボックス指定」ボタン１１４）を押下することによって行われる。

《選択削除》
ボタン表示部１９の「選択削除」ボタン１１２が押下されて選択削除が指定されている状態で、図１７に示すように、オペレータが相対熱画像２５の中の複数の点を指定することによって領域２６を選択する。領域２６の指定は、相対熱画像の中の少なくとも２点を指定することによって選択できる。例えば、図１８（ｂ）は、相対熱画像の中の４点を指定し、その４点で囲まれた領域を選択する例を示す。領域２６が選択されると、コンピュータ１３は、図１８（ａ）に示すように、選択領域２６に対応する解析範囲を取得する（ステップＳ６０）。次に、コンピュータ１３は、選択された領域２８に含まれる色情報を取得し（ステップＳ６１）、取得した色情報を削除する（ステップＳ６２）。これにより、図１７（ｂ）で選択された領域２６に含まれる色情報がすべて削除される。なお、トリミングにおける「削除」とは、上述の解析描画処理で付与された有彩色の色情報が、もとのグレースケールの色情報に置換されることを意味する。

《ピクセル処理》
ボタン表示部１９の「削除（ピクセル）」ボタン１１３が押下されてピクセル処理が指定されると、図１９に示すように、コンピュータ１３は解析範囲を取得する（ステップＳ７０）。解析範囲は、オペレータが指定することができる。

コンピュータ１３は、「温度差１」〜「温度差５」のチェックボック１０７にチャックが入れられているか否か判断する（ステップＳ１３）。そして、コンピュータ１３は、チェックが入れられたチェックボックスに対応して以下に説明する処理（横方向削除、縦方向削除）を実行し（ステップＳ７４，Ｓ７５）、Ｋに１を加算してステップＳ７２に戻る（ステップＳ７６）。

例えば、図２に示すように、表示画面１７の５つのチェックボックス（「温度差１」〜「温度差５」）１０７のすべてにチェックが入っている場合、５つの温度差１０８について作成されたそれぞれの相対熱画像について処理（横方向削除、縦方向削除）が実行される。

図２０に示すように、横方向削除では、処理対象ピクセルを選択する（ステップＳ８０，Ｓ８１，Ｓ８６，Ｓ８７）。次に、コンピュータ１３は、処理対象ピクセルに「解析値有り」の情報が付与されているか否か判断する（ステップＳ８２）。処理対象ピクセルに「解析値有り」の情報が付与されている場合、次にコンピュータ１３は、「解析値有り」の情報が付されたピクセルが横方向に連続する数（ｋ）を算出し（ステップＳ８３）、その連続数ｋが横方向指定数を超えているか否か判断し（ステップＳ８４）、連続数ｋが横方向指定数を越えていなければ、越えていない数のピクセルについてその色情報（解析データ）を削除する（ステップＳ８５）。例えば、横方向指定数が１の場合、縦方向に一列に配置された「解析値有り」ピクセル（図１７（ａ）において実線円で囲まれたピクセル）は削除される。

図２１に示すように、縦方向削除では、処理対象ピクセルを選択する（ステップＳ９０，Ｓ９１，Ｓ９６，Ｓ９７）。次に、コンピュータ１３は、処理対象ピクセルに「解析値有り」の情報が付与されているか否か判断する（ステップＳ９２）。処理対象ピクセルに「解析値有り」の情報が付与されている場合、次にコンピュータ１３は、「解析値有り」の情報が付されたピクセルが縦方向に連続する数（ｋ）を算出し（ステップＳ９３）、その連続数ｋが縦方向指定数を超えているか否か判断し（ステップＳ９４）、連続数ｋが縦方向指定数を越えていなければ、越えていない数のピクセルについてその色情報（解析データ）を削除する（ステップＳ９５）。例えば、縦方向指定数が１の場合、横方向に一列に配置された「解析値有り」ピクセル（図１７（ａ）において点線円で囲まれたピクセル）は削除される。

横方向指定数と縦方向指定数は、図２に示す横方向指定数ボックス１１４、縦方向指定数ボックス１１５に数字を入力することによって指定可能である。図示する例では、横方向指定数と縦方向指定数がそれぞれ「１」に設定されているので、色情報が付与された一つのピクセルが他のピクセルと連続することなく単独で存在する場合、解析範囲に含まれるすべての単独ピクセルが削除される。また、横方向指定数と縦方向指定数がそれぞれ「２」に設定されている場合、２ピクセル（横方向）×２ピクセル（縦方向）よりも小さな、色情報が付与されたピクセル又はピクセル群について、それらの色情報が削除される。

《ＢＯＸ指定》
ボタン表示部１９の「ＢＯＸ処理」ボタン１１６が押下されてＢＯＸ処理が指定されると、図２２に示すように、コンピュータ１３は解析範囲を取得する（ステップＳ１００）。解析範囲は、オペレータが指定することができる。

次に、コンピュータ１３は、「温度差１」〜「温度差５」のチェックボック１０７にチャックが入れられているか否か判断する（ステップＳ１０１〜Ｓ１０３）。そして、コンピュータ１３は、チェックが入れられたチェックボックスに対応してＢＯＸ削除を実行し（ステップＳ１０４）、Ｋに１を加算してステップＳ１０２に戻る（ステップＳ１０５）。

ボックス削除では、処理対象ピクセルを選択する（ステップＳ１１０，Ｓ１１１，Ｓ１１７，Ｓ１１８）。次に、コンピュータ１３は、処理対象ピクセルに「解析値有り」の情報が付与されているか否か判断する（ステップＳ１１２）。処理対象ピクセルに「解析値有り」の情報が付与されている場合、次にコンピュータ１３は、「解析値有り」の情報が付されたピクセルが縦方向と横方向に連続する数（ｋ）を算出し（ステップＳ１１３）、その連続数ｋが横ピクセル数及び縦ピクセル数を超えているか否か判断し（ステップＳ１１４，Ｓ１１５）、連続数が縦方向指定数及び横方向指定数を越えていなければ、いずれも越えていない数のピクセル群についてその色情報（解析データ）を削除する（ステップＳ１１６）。

縦方向指定数と横方向指定数は、図２に示す横方向指定数ボックス１１７、縦方向指定数ボックス１１８に数字を入力することによって指定可能である。例えば、横方向指定数が「５」、縦方向指定数が「２」に設定されている場合、５ピクセル（横方向）×２ピクセル（縦方向）からなるボックスよりも小さな、色情報が付与されたピクセル又はピクセル群について、それらの色情報が削除される。横方向指定数ボックス１１７、縦方向指定数ボックス１１８で入力された数は、削除（ＢＯＸ）ボタン１１９を押下することによってクリアできる。

以上のトリミング機能−選択削除、ピクセル処理、ＢＯＸ処理−が適宜実行されることにより、図１５に示す相対熱画像２３からノイズが除去され、図１６、図１７（ｃ）に示すようにある程度の面積を有する剥離部分２７だけが明瞭に表示される。

《解析（３点）》
図３に示すように、斜めから撮影した建物の画像２０において、その建物の水平方向の目地等は斜めに表れる。そのため、図示するように、建物外壁の特定の区画について以上の処理を実行するためには、表示された形に適った形状の領域指定２１ができることが好ましい。つまり、図示するように、ほぼ平行四辺形で表示されている区画はほぼそれに類似の形の領域として指定できることが好ましい。

そのため、本発明の画像処理システムは、以下に説明する「解析（３点）処理」の機能を有する。この解析（３点）処理の機能は、図２に示す表示画面１７に表れた「解析（３点）」ボタン１０３を押下することによって選択される。

「解析（３点）」ボタン１０３が押下されて解析（３点）処理が選択されている状態で、オペレータはカーソルを移動してクリックすることで、図２５（ａ）に示す３点（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）を指定する。これにより、図示するように、（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、（ｘ１，ｙ３）、（ｘ２，ｙ２−ｙ１＋ｙ３）の４点を結ぶ平行四辺形の領域２１’が指定される。

そして、このように定義された領域２１’に対して上述の処理（解析処理１，２，３及び解析描画処理）を適用する場合、コンピュータ１３は、図２５（ｂ）に示すように、例えば左上から右下に向かって解析方向が指定されていれば、指定領域２１’の上辺及び下辺の傾斜に応じて、処理するピクセル（図中網点を施したピクセル）のｙ座標を補正する。このような傾斜補正の処理を組み入れた解析処理（ＢＯＸ）、解析処理１，２，３及び解析描画処理のフローチャートを図２６〜図３０に示す。

《連携》
通常、建物の外壁は複雑な凹凸形状（庇、窓、バルコニー等）を含む。そのため、建物を撮影した画像には、日光が当たっている部分と日陰部分が混在する。そして、日光が当たっている部分と日陰部分では、当然、表面温度が異なる。したがって、上述のように、建物の外壁を複数の領域に分割し、それぞれの領域に上述した解析処理を適用することにより、より適切な相対熱画像が得られる。このようにして作成された相対熱画像は、他の画像データと組み合わせる（連携する）ことができる。

例えば、図３１は、可視カメラ１２ｂで撮影された可視画像データと相対熱画像を組み合わせた連携画像を示す。このような連携画像を作成する場合、オペレータは図２に示す表示画面１７の「解析連携」ボタン１０５を押下する。ボタン１０５が押下されると、コンピュータ１３は、記憶部１５に記憶されている可視画像データをもとに、表示画面１７に可視画像３０を表示する。次に、コンピュータ３０は、記憶部１５に記憶されている相対熱画像２４（図１６参照）を構成する画像データのうち、上述した解析処理で色情報が変更されたピクセル及びその座標データと色情報（有彩色）を取り出し、このピクセルに対応する可視画像３０上のピクセルについて、その色情報を相対熱画像の色情報（有彩色）を置換する。これにより、可視画像３０に変質箇所３１を表示した連携画像（図３１）が得られる。

例えば、記憶部１５に建物のＣＡＤデータが記憶されている場合、上述した可視画像と相対熱画像の連携と同様に、図３２に示すように、ＣＡＤデータ（図面）３２に変質箇所３３を表示することもできる。

このようにして作成された連携画像によれば、変質箇所が建物の何処にあるかをより正確に認識することができる。

《変形例》
以上の説明では、解析処理１において、コンピュータ１３は、処理対象ピクセルＰに隣接する３つのピクセルＰ（Ｌ）、Ｐ（Ｕ）、Ｐ（ＬＵ）（比較対象ピクセル）の温度ｔ（Ｌ）、ｔ（Ｕ）、ｔ（ＬＵ）を取得するものとしたが、比較対象となるピクセルはそれら３つに限るものでない。例えば、図３３に示すように、解析方向が「左→右」の場合、隣接する３つのピクセルのいずれか一つであってもよいし、比較対象となるピクセルの幅を左方向、右方向、又は左上方向に適宜拡大し、その範囲に含まれる各ピクセルと処理対象ピクセルとの温度を比較し、処理対象ピクセルの温度と比較対象ピクセルのいずれかの温度との差が閾値を越えている場合、当該処理対象ピクセルに「解析値有り」の情報を付与してもよい。解析方向が「右→左」、「上→下」、「下→上」の場合も同様である。

１０：建物診断システム
１１：建物
１２：赤外線デジタルカメラ
１３：コンピュータ
１４：ディスプレイ
１５：記憶部
１６：プリンタ
１７：表示画面
１８：画像表示部
１９：ボタン表示部
２０：熱画像

具体的に、本発明の一つの形態は、赤外線デジタルカメラで撮影された赤外線熱画像を処理する画像処理装置であって、
温度差を設定する温度差設定手段（１０７，１０８）と、
前記赤外線デジタルカメラで撮影された画像に含まれる領域であって、前記領域の内側にあるピクセルの温度が前記領域の外側でかつ前記領域の近傍にあるピクセルの温度に対して前記温度差を超えている領域を求める手段（Ｓ３５，Ｓ４７）と、
前記領域の内側にあるピクセルに前記領域の外側でかつ前記領域の近傍にあるピクセルの色情報とは異なる色情報を付与する色情報付与手段（Ｓ５３）を有することを特徴とする。

《選択削除》
ボタン表示部１９の「選択削除」ボタン１１２が押下されて選択削除が指定されている状態で、図１７に示すように、オペレータが相対熱画像２５の中の複数の点を指定することによって領域２６を選択する。領域２６の指定は、相対熱画像の中の少なくとも２点を指定することによって選択できる。例えば、図１８（ｂ）は、相対熱画像の中の４点を指定し、その４点で囲まれた領域を選択する例を示す。領域２６が選択されると、コンピュータ１３は、図１８（ａ）に示すように、選択領域２６に対応する解析範囲を取得する（ステップＳ６０）。次に、コンピュータ１３は、選択された領域２６に含まれる色情報を取得し（ステップＳ６１）、取得した色情報を削除する（ステップＳ６２）。これにより、図１７（ｂ）で選択された領域２６に含まれる色情報がすべて削除される。なお、トリミングにおける「削除」とは、上述の解析描画処理で付与された有彩色の色情報が、もとのグレースケールの色情報に置換されることを意味する。

具体的に、本発明の一つの形態は、赤外線デジタルカメラで取得された赤外線熱画像のデータを用いて、前記画像に含まれる領域の内側にあるピクセルの温度が前記領域の外側で且つ前記領域に隣接するピクセルの温度に対して所定温度差を越えている場合、前記領域の内側にあるピクセルを前記領域の外側で且つ前記領域に隣接するピクセルとは異なる色であって前記所定温度差に対応した一つの色で表示した相対熱画像を作成する画像処理装置であって、
前記所定温度差を設定する温度差設定手段（１０７，１０８）と、
前記赤外線熱画像のデータを用いて前記領域を特定する領域特定手段（Ｓ３５，Ｓ４７）と、
前記領域特定手段で特定された前記領域の内側にあるピクセルに前記領域の外側にあるピクセルの色情報とは異なる色情報を付与する色情報付与手段（Ｓ５３）と、
ディスプレイ（１４）と、
前記色情報に基づいて前記ディスプレイ（１４）に前記相対熱画像を描画する描画手段（Ｓ５３）を有し、
前記ディスプレイ（１４）に表示される前記相対熱画像は、前記相対熱画像に含まれるピクセルの絶対温度を示すものでなく、前記領域の内側にあるピクセルと前記領域の外側で且つ前記領域に隣接するピクセルとの間に前記所定温度差を越える温度差があることを示すことを特徴とする。

Claims (9)

1. 赤外線デジタルカメラで撮影された赤外線熱画像を利用する画像処理方法であって、
   前記赤外線熱画像をディスプレイに表示する工程と、
   前記ディスプレイに表示された前記赤外線熱画像の中で選択された領域において、前記領域に含まれる対象ピクセルの温度データが示す温度と該対象ピクセル以外の別の基準ピクセルの温度データが示す基準温度との温度差に関連する色情報を前記対象ピクセルに付与する工程と、
   前記色情報をもって上記対象ピクセルを前記ディスプレイに表示する工程を含むことを特徴とする画像処理方法。
2. 赤外線デジタルカメラで撮影された赤外線熱画像を利用する画像処理方法であって、
   前記赤外線熱画像をディスプレイに表示する工程１と、
   前記ディスプレイに表示された前記赤外線熱画像の中で領域を指定する工程２と、
   前記工程２で指定された領域に対し、前記領域に含まれる対象ピクセルの温度データが示す温度と該対象ピクセル以外の別の基準ピクセルの温度データが示す基準温度との温度差に関連する色情報を前記対象ピクセルに付与する工程３と、
   前記色情報をもって上記対象ピクセルを前記ディスプレイに表示する工程４と、
   前記工程１〜工程４を繰り返すことを特徴とする画像処理方法。
3. 赤外線デジタルカメラで撮影された赤外線熱画像を利用する画像処理装置であって、
   前記赤外線熱画像をディスプレイに表示する手段と、
   前記ディスプレイに表示された前記赤外線熱画像の中で選択された領域において、前記領域に含まれる対象ピクセルの温度データが示す温度と該対象ピクセル以外の別の基準ピクセルの温度データが示す基準温度との温度差に関連する色情報を前記対象ピクセルに付与する手段と、
   前記色情報をもって上記対象ピクセルを前記ディスプレイに表示する手段を含むことを特徴とする画像処理装置。
4. 前記赤外線熱画像が特定の色の濃淡画像であることを特徴とする請求項３の画像処理装置。
5. 前記特定の色が無彩色であることを特徴とする請求項４の画像処理装置。
6. 前記色情報が有彩色に対応していることを特徴とする請求項３又は４の画像処理装置。
7. 前記色情報が付与されたピクセルが前記領域の縦方向又は横方向若しくはそれらの両方向に所定数以上連続していない場合、前記色情報が付与されたピクセルについて前記色情報を削除することを特徴とする請求項３〜６のいずれかの画像処理装置。
8. 赤外線デジタルカメラで撮影された建物の赤外線熱画像を利用して該建物の外壁の浮きや剥離の部分を表示する建物画像診断装置であって、
   前記赤外線熱画像を表示するディスプレイと、
   前記ディスプレイに表示された前記赤外線熱画像の任意の領域を指定する手段と、
   前記領域に含まれる複数のピクセルのそれぞれについて、該ピクセルの温度データが示す温度と該ピクセルと所定の位置関係にある第１の別のピクセルの温度データが示す温度との温度差が所定の閾値以上か否かを判断する手段と、
   前記温度差が前記閾値以上の場合、前記ピクセルに所定情報を付与する手段と、
   前記所定情報が付与されたピクセルに隣接する第２の別のピクセルについて、該第２の別のピクセルの温度データが示す温度と前記第１の別のピクセルの温度データが示す温度との温度差が前記所定の閾値以上か否か判断する手段と、
   前記温度差が前記所定の閾値以上と判断された各ピクセルに所定の色情報を付与する手段と、
   前記色情報が付与された各ピクセルを前記色情報に対応する色をもって前記ディスプレイに表示する手段を備えたことを特徴とする建物画像診断装置。
9. 赤外線デジタルカメラで撮影された建物の赤外線熱画像を利用して該建物の外壁の浮きや剥離の部分を表示する建物画像診断装置であって、
   前記赤外線熱画像を表示するディスプレイと、
   前記ディスプレイに表示された前記赤外線熱画像の任意の領域を指定する手段と、
   前記領域の中で所定の方向に配列された複数のピクセルのそれぞれについて、該ピクセルの温度データが示す温度と該ピクセルと所定の位置関係にある第１の別のピクセルの温度データが示す温度との温度差が所定の閾値以上か否かを判断する手段と、
   前記温度差が前記閾値以上の場合、前記ピクセルに所定情報を付与する手段と、
   前記所定方向に関して前記所定情報が付与されたピクセルに隣接する第２の別のピクセルについて、該第２の別のピクセルの温度データが示す温度と前記第１の別のピクセルの温度データが示す温度との温度差が前記所定の閾値以上か否か判断する手段と、
   前記温度差が前記所定の閾値以上と判断された各ピクセルに所定の色情報を付与する手段と、
   前記色情報が付与された各ピクセルを前記色情報に対応する色をもって前記ディスプレイに表示する手段を備えたことを特徴とする建物画像診断装置。