JP2014211371A

JP2014211371A - 外装材の劣化判定方法および判定装置

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Publication number: JP2014211371A
Application number: JP2013088014A
Authority: JP
Inventors: 雅之今仲; Masayuki Imanaka; 謙吾石丸; Kengo Ishimaru; 将平渡辺; Shohei Watanabe
Original assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date: 2013-04-19
Filing date: 2013-04-19
Publication date: 2014-11-13
Anticipated expiration: 2033-04-19
Also published as: JP6151077B2

Abstract

【課題】専用の測定機器を用いることなく、凹凸のある外装材でも、また日照等の撮影環境が異なっていても、色の数値化を正しく行えて、精度の良い劣化判定が行える外装材の劣化判定方法を提供する。【解決手段】色の数値が既知で１８％グレーの色既知体１を準備する。建物における劣化判定の対象となる外装材４と色既知体１とを一緒にデジカメ等のデジタル撮影手段で撮影する。その撮影された画像の色を、この画像における色既知体１の画像の色を用いて色補正し、補正後の色を数値化する。この色補正された外装材４の色の数値を用い、定められた条件に従って前記外装材の劣化を判定する。【選択図】図１

Description

この発明は、住宅やその他の建物における、外壁材や屋根材などの外側に面する部材である外装材の劣化の程度の判定を行う外装材の劣化判定方法および判定装置に関する。

建物における外壁等の外装材は、日射熱や水分、紫外線等の影響で劣化し、経年で塗膜の色変化やチョーキング、汚れ等が出て来る。特に、色の変化は、チョーキングや汚れに至る前段階で起こる場合が多い。このため、色を数値化し、初期との差で劣化の程度を把握することが一般的である。色の数値化には、色差計が用いられている。

色を数値化する方法としては、色差計等を用い、「Ｌａｂ」等で表す方法が一般的に行われている。ここで、「Ｌ」は明度、「ａｂ」は、緑、赤、青、黄色の彩度を表し、明度差、彩度差、およびそれらを総合的に評価する色差が劣化の進行度の評価指標して用いられる。なお、上記「Ｌａｂ」および「ａｂ」は、一般的に「Ｌ^* ａ^*ｂ^* 」，「ａ^* ｂ^* 」の表色系で示す数値のことであるが、この明細書では以下の説明においても、簡明のためにスターの記号を省略して示す。

特開２０１１−９９７０９号公報特開２００２−２９８１３４号公報特開２０１０−１１７２５９号公報

色差計は、φ８mm程度の感知部を直接に外壁等に接触させて、多方向から拡散光を当て、反射する鉛直方向の色を計測する仕組みになっている。φ８mm程度の感知部の周辺は、試料と感知部との密着性を良くし、外部から余計な光が入らないようにするためのφ４０mm程度の水平の補助部材（アタッチメント）が設置された構造である。

通常、外壁材には柄など、目視でも判断できる程度の凹凸がある。また、幅２０mm程度の溝加工が施されている場合もある。このため、色差計のアタッチメントが干渉し、密着できない場合があり、正しく測定できない可能性がある。また、外壁の溝ピッチが狭い場合には、感知部に凹部が含まれてしまう可能性がある。この他、感知部が小さいために、多色の試料の場合には、測定部位毎にばらつきが大きくなる問題がある。さらには、色差計は高額な上に、有線のため、実現場では操作性が悪かったり、測定に制限が出るなどの欠点がある。

この発明の目的は、専用の測定機器を用いることなく、凹凸のある外装材でも、また日照等の撮影環境が異なっていても、色の数値化を正しく行えて、精度の良い劣化判定が行える外装材の劣化判定方法および判定装置を提供することである。

この発明の外装材の劣化判定方法は、いわゆるデジタルカメラ等を用いて撮影し、劣化を判定する方法である。
すなわち、この発明の外装材の劣化判定方法は、
色の数値が既知でグレーの色既知体（１）を準備する準備過程（Ｓ０）と、
建物における劣化判定の対象となる外装材（４）と前記色既知体（１）とを一緒にカラーのデジタル撮影手段（２）で撮影する撮影過程（Ｓ１）と、
この撮影されたデジタルデータの画像の色を、この画像における前記色既知体（１）の部分の画像（Ｇ１）の色を用いて色補正し、補正後の色を数値化する色補正過程（Ｓ２）と、
この色補正された外装材（４）の色の数値から定められた条件に従って前記外装材（４）の劣化を判定する劣化判定過程（Ｓ３）とを含む、ことを特徴とする。
前記の「外装材（４）」は、外壁材や屋根材などの建物の外側に配置される部材を言う。前記「色既知体（１）」は、例えばグレーカードである。前記色既知体（１）は、表側の全面を１８％グレーとすることが好ましい。

この方法によると、色の数値が既知の色既知体（１）を外装材（４）と一緒にデジタル撮影手段（２）で撮影するため、日照、天候等の撮影時の環境の変化や、デジタル撮影手段（２）の機種による特性の違いがあっても、画像中の色既知体（１）の部分についての色の写り方の変化に応じて外装材（４）の画像を色補正することで、外装材（４）の色を適切に色補正し、数値化できる。
また、前記色既知面はグレーとするため、撮影自体も適切に行える。すなわち、デジタル撮影手段（２）、いわゆるデジタルカメラには、一般時に撮影画面を１８％グレーに平均化して撮影する特性があるため、１８％グレーが大部分を占める色既知面を一緒に撮影すると、写り込んだ周辺の色は自然に近い色で撮影されたことになる。このように、撮影時により自然に近い色で撮影されるため、色の数値がより精度良く求まる。
撮影した画像は、例えば、市販等の画像編集ソフトウェアなどを用いて、評価したい範囲を選択し、選択した範囲の平均のＬａｂを読み取ることで、色の数値を知ることができる。あるいは、１８％グレーの部分を範囲選択し、選択した範囲の平均のＬａｂを読み取る方法としても良い。
また、例えば、予め用意された初期のＬａｂと、上記のように実建物においてデジタル撮影手段（２）で撮影した画像から求めたＬａｂから、明度、彩度差、色差を求める。このように明度、彩度差、色差等の色の数値の差を知ることで、これを、予め用意された劣化の予測線図等と照らし合わせることで、外装材の劣化の度合い、さらに余寿命、メンテナンスの時期の適切な提示が可能となる。

劣化判定に使用する機器は、デジタル撮影手段（２）とそのデータ処理を行う情報処理装置（３）があれば良く、デジタル撮影手段（２）には、デジタルカメラやカメラ機能付きの携帯電話端末等を用いることができる。情報処理装置（３）には、パーソナルコンピュータや、いわゆるスマートフォン等の多機能電話端末や、タブレット端末等を利用できる。これらのため、高額な専用の測定機器を用いることなく、また日照、天候等の周辺環境の変化の影響が適切に補正できて、精度良く色の劣化の程度の判定が行える。

この発明の劣化判定方法において、前記色既知体（１）は、貫通した部位確認用開口（１ａ）を一ヶ所以上有するものとしても良い。部位確認用開口（１ａ）があれば、その中から外装材を覗くことができて、色既知体（１）が外装材（４）における適切な位置に配置されているかを確認し易い。また、部位確認用開口（１ａ）を複数ヶ所設けることにより、一度の撮影で、複数箇所の劣化判定および多色の外装材の劣化判定も行える。

この発明の外装材の劣化判定装置は、
建物における劣化判定の対象となる外装材（４）と、色の数値が既知の色既知体（１）とを一緒に撮影したデジタルデータのカラーの画像を所定の記憶領域（６ａ）に記憶する入力処理手段（３１）と、
前記画像の色を、この画像における前記色既知体（１）の部分の画像（Ｇ１）の色を用いて色補正し、補正後の色を数値化する色補正手段（３２）と、
この色補正された外装材（４）の色の数値から定められた条件に従って前記外装材（４）の劣化を判定する劣化判定手段（３３）とを備え、
前記色補正手段（３２）は、前記色既知体（１）が１８％グレーであるとして前記色補正する。

この構成の劣化判定装置によると、この発明の劣化判定方法につき前述したと同様に、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレット端末等の情報処理装置（３）で実現でき、また画像の取得にはデジタルカメラやカメラ機能付きの携帯電話端末等を用いることができる。このように、専用の測定機器を用いることなく、凹凸のある外装材でも、また日照等の撮影環境が異なっていても、色の数値化を正しく行えて、精度の良い劣化判定が行える。

この発明の外装材の劣化判定方法によると、色の数値が既知でグレーの色既知体を準備する準備過程と、建物における劣化判定の対象となる外装材と前記色既知体とを一緒にカラーのデジタル撮影手段で撮影する撮影過程と、この撮影されたデジタルデータの画像の色を、この画像における前記色既知体の部分の画像の色を用いて色補正し、補正後の色を数値化する色補正過程と、この色補正された外装材の色の数値から定められた条件に従って前記外装材の劣化を判定する劣化判定過程とを含むため、専用の測定機器を用いることなく、凹凸のある外装材でも、また日照等の撮影環境が異なっていても、色の数値化を正しく行えて、精度の良い劣化判定が行える。
特に、前記色既知体の表側の全面を１８％グレーとした場合は、デジタル撮影手段で撮影したときに、自然に近い色で撮影されることになり、より一層精度の良い劣化判定が行える。

この発明の外装材の劣化判定装置によると、建物における劣化判定の対象となる外装材と、色の数値が既知の色既知体とを一緒に撮影したデジタルデータのカラーの画像を所定の記憶領域に記憶する入力処理手段と、前記画像の色を、この画像における前記色既知面の画像の色を用いて色補正し、補正後の色を数値化する色補正手段と、この色補正された外装材の色の数値から定められた条件に従って前記外装材の劣化を判定する劣化判定手段とを備え、前記色補正手段は、前記色既知体が１８％グレーであるとして前記色補正するため、専用の測定機器を用いることなく、凹凸のある外装材でも、また日照等の撮影環境が異なっていても、色の数値化を正しく行えて、精度の良い劣化判定が行える。

この発明の一実施形態に係る外装材の劣化判定方法を過程順に示した説明図である。デジタルカメラと色差計の比較補正前の例を示すグラフである。デジタルカメラと色差計の比較１８％補正後の例を示すグラフである。デジタルカラメの画像における色差、彩度差、明度差の算定結果の例を示すグラフである。この発明の一実施形態に係る外装材の劣化判定装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。同劣化判定装置の概念構成を示すブロック図である。

この発明の一実施形態を図面と共に説明する。この外装材の劣化判定方法は、建物における外壁材や屋根材などの外側に面する部材である外装材４の劣化を判定する方法である。この外装材の劣化判定方法は、準備過程Ｓ０、撮影過程Ｓ１、色補正過程Ｓ２、および劣化判定過程Ｓ３をこの順に行う。使用する機器は、図５に示すように、色既知体１、デジタル撮影手段２、および情報処理装置３である。

色既知体１は、色補正のために外装材４と共に撮影する補正ツールであって、色の数値が既知でグレーの色既知面を有する物である。色既知面は、例えば、全面が、純白と漆黒の中間の色である１８％グレー、または１８％グレー程度の無彩色のグレーの面とされる。色既知体１は、例えば平板状ないしシート状とされ、いわゆるグレーカードを用いても良い。この例では、色既知体１の前記色既知面に、貫通した部位確認用開口１ａが設けてある。部位確認用開口１ａは、例えば正方形の穴であり、色既知体１の中央に設けられている。なお、部位確認用開口（１ａ）を２ヶ所以上設けても良い。
また、「１８％グレー」とは、「標準グレー」または「標準１８％グレー」とも称されていて、可視光の全ての波長において、反射率が１８％になっている色調を言う。

デジタル撮影手段２は、カラーのデジタル画像が撮影できる手段であり、デジタルカメラ（いわゆるデジカメ）の他、カメラ機能を有する携帯電話端末や、他の携帯情報処理端末（ＰＤＡ，タブレット）等であっても良い。
情報処理装置３は、パーソナルコンピュータや、いわゆるスマートフォン等の多機能携帯電話端末、ＰＤＡやタブレット型の携帯情報処理端末等である。

図１において、準備過程Ｓ０は、前記色既知体１を撮影のために準備する過程である。撮影過程Ｓ１では、建物における劣化判定の対象となる外装材４を、色既知体１の色既知面と一緒にデジタル撮影手段２で撮影する。例えば、色既知体１を外装材４の劣化を測定したい箇所の前面に重ね、外装材４を撮影する。この撮影は、状況によっては、遮光用のシート等で周囲の光を制限して行う。ストロボを用いて撮影しても良い。外装材４は、例えば外壁の面材であり、同図の例では煉瓦状に凹凸模様の目地模様部４ａが設けられている。色既知体１に前記部位確認用開口１ａが設けられていると、その内部おける、外装材４の表面が見えるため、色既知体１が適切な位置に配置されているか否かの確認が行い易い。また、部位確認用開口（１ａ）を複数ヶ所設けることにより、一度の撮影で、複数箇所の劣化判定および多色の外装材の劣化判定も行える。

このように撮影した画像のデータを、情報処理装置３（図５，図６）に取り込み、情報処理装置３の各手段で、前記色補正過程Ｓ２および劣化判定過程Ｓ３の各処理を行う。

色補正過程Ｓ２では、撮影されたデジタルデータの画像の全体の色を、この画像における色既知体１の色既知面の画像の色を用いて色補正し、補正後の色を数値化する。
具体的には、全体画像から色既知体１の部分の画像Ｇ１を取り出し、この取り出した画像Ｇ１の色の数値（例えばＬａｂ）と、色既知体１の色の数値（例えばＬａｂ）の既知の値とを比較する。両者に差異がある場合は、差異の割合で色測定部分（色を測定しようとする部分）の画像Ｇ４、または画像全体を補正する。

補正後の色の数値化は、例えば、Ｌ^* ａ^*ｂ^*表色系で示す数値とする。Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色系では、明度をＬ^* 、色相と彩度をａ^* ，ｂ^*で示す。ここまでの記載では、スターの記号を省略して示したが、具体的には下記の数値を用いる。
基準点の色数値（L0^* ，a0^* ，b0^* ）、測定点の色数値（L1* ，a1^* ，b1^* ）とすると明度差：ΔL ＝√（L1^*−L0^*）²
彩度差：Δa^*b^*＝√（a1^* −a0^* ）² ＋（b1^*−b0^* ）²
色差：ΔE ＝√（L1^* −L0^* ）² ＋（a1^* −a0^* ）² ＋（b1^* −b0^* ）²

劣化判定過程（Ｓ３）では、この色補正された外装材４の色の数値（例えばＬａｂ値）から定められた条件に従って前記外装材４の劣化を判定する。
具体的には、外装材４の色測定部分の画像Ｇ４の数値（例えばＬａｂ値）と、この色測定部分の外装材４の初期の色の数値（例えばＬａｂ値）とを比較し、両者の明度差（ΔＬ）、色差（ΔＥ）、および彩度差（Δａｂ）を求める。外装材４の初期の色は、外壁等に使用された外装材４と同じ新品の外装材から得ても良く、また劣化のない部位を現場で選択して採取し、その採取した外装材から得ても良い。さらに、外装材４と同じ新品の外装材について記録しておいた色の数値を用いても良い。

このように、色の数値の差を求めた後、この数値（明度差（ΔＬ）、色差（ΔＥ）、彩度差（Δａｂ））を、予め用意された劣化の予測線図等と照らし合わせることで、外壁材４の劣化の度合い、余寿命、メンテナンスの時期を求める。

求められた劣化の度合い、余寿命、メンテナンスの時期等は、情報処理装置３の画面表示装置１２等に表示する。

この実施形態の外装材の劣化判定方法によると、色の数値が既知の色既知体１の色既知面を外装材４と一緒にデジタル撮影手段２で撮影するため、日照、天候等の撮影時の環境の変化や、デジタル撮影手段２の機種による特性の違いがあっても、画像中の色既知面の部分についての色の写り方の変化に応じて外装材４の画像を色補正することで、外装材４の色を適切に色補正し、数値化できる。
また、前記色既知面はグレーとするため、撮影自体も適切に行える。すなわち、デジタル撮影手段２、いわゆるデジタルカメラには、一般時に撮影画面を１８％グレーに平均化して撮影する特性があるため、１８％グレーが大部分を占める色既知面を一緒に撮影すると、写り込んだ周辺の色は自然に近い色で撮影されたことになる。このように、撮影時により自然に近い色で撮影されるため、色の数値がより精度良く求まる。

撮影した画像は、例えば、図５，図６の劣化判定装置、または市販等の画像編集ソフトウェアなどを用いて、評価したい範囲を選択し、選択した範囲の平均のＬａｂ値等を読み取ることで、色の数値を知ることができる。
また、例えば、予め用意された初期のＬａｂと、上記のように実建物においてデジタル撮影手段２で撮影した画像から求めたＬａｂから、明度、彩度差、色差を求める。このように明度、彩度差、色差等の色の数値の差を知ることで、これを、予め用意された劣化の予測線図等と照らし合わせることで、外装材４の劣化の度合い、さらに余寿命、メンテナンスの時期の適切な提示が可能となる。

劣化判定に使用する機器は、デジタル撮影手段２とそのデータ処理を行う情報処理装置３があれば良く、デジタル撮影手段２には、デジタルカメラやカメラ機能付きの携帯電話端末等を用いることができる。情報処理装置３には、パーソナルコンピュータや、いわゆるスマートフォン等の多機能電話端末や、タブレット端末等を利用できる。これらのため、高額な専用の測定機器を用いることなく、また日照、天候等の周辺環境の変化の影響が適切に補正できて、精度良く色の劣化の程度の判定が行える。

この実施形態の利点を纏め直して次に示す。
・色差計とは異なり、凹凸のある外装材４についても色の数値化が行える。
・色差計よりも微小な範囲、あるいは広い範囲についての色の数値化が行える。
・１枚のデジタルカメラ画像で多数のポイントについて数値化ができる。
・多色の外装材についても数値化できる。
・屋根材等の、外壁とは異なる部位も、同じ原理を用いて色の数値化ができる。
・予め用意された劣化の予想線図等の照らし合わせることで、外壁等の劣化の度合い、余寿命を求め、メンテナンス時期の適切な提示が可能となる。
・汎用のデジタルカメラを用いるため、必要な手段が色差計よりも非常に安価である。
・劣化診断の機器類を減らすことができる。
・メンテナンス工事受注のための営業ツールとしての利用が可能である。
・パソコン等の機器と連動させることで、点検直後にその場で診断結果を提示することが可能になる。

図２は、デジタルカメラと色差計の比較補正前の例を示す。
図３は、デジタルカメラと色差計の比較１８％補正後の例を示す。
図４は、デジタルカラメの画像における色差、彩度差、明度差の算定結果の例を示す。
これら図２〜図４から分かるように、この実施形態によると、色差計を用いた場合と同等に、色差、彩度差、明度差の算定結果が得られる。しかも、色差計のような専用の機器を必要とせずに、汎用のデジタルカメラで行え、また色差計と異なり、外壁材４に凹凸があっても適切に色の数値化を行って劣化判定することができる。

つぎに、外装材の劣化判定装置につき、図５，図６と共に説明する。
図５において、情報処理装置３は、前述のようにパーソナルコンピュータ、またはスマートフォン、タブレット端末等の形態端末である。情報処理装置３は、ＣＰＵ（中央処理装置）５、記憶手段６、および入出力ポート７を有している。記憶手段６に劣化判定プログラム９が記憶され、この情報処理装置３により実行可能な状態にインストールされている。記憶手段６は、ハードディスクやＳＳＤ等の大容量記憶装置とメモリ等とを纏めて一つで示している。記憶手段６にはＯＳ（オプレーションプログラム）（図示せず）が記憶され、また画像データ等のデータを記憶するデータ記憶領域６ａが設けられている。前記劣化判定プログラム９は、前記ＯＳ上で実行されるアプリケーションプログラムである。

この他に、入出力ポート７を介して、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力機器１１と、液晶表示装置等の画像を表示可能な出力機器である画面表示装置が接続されている。入出力ポート７は、ＵＳＢ規格等のインタフェースを有し、デジタル撮影手段２で撮影された画像は、例えば入出力ポート７を介して情報処理装置３に入力される。デジタル撮影手段２で撮影された画像は、着脱可能なメモリチップ（図示せず）に記憶しておき、そのメモリチップから情報処理装置３に入力するようにしても良い。

前記劣化判定プログラム９と情報処理装置３のハードウェアとで、入力処理手段３１、色補正手段３２、劣化判定手段３３、および出力処理手段３４が構成される。入力処理手段３１は、前記劣化判定の対象となる外装材４と前記色既知体１とを一緒に撮影したデジタルデータのカラーの画像を、デジタル撮影手段１から記憶手段６の所定の記憶領域６ａに記憶する手段である。色補正手段３２および劣化判定手段３３は、図１と共に前述した色補正過程（Ｓ２）および劣化判定過程（Ｓ３）の処理を行う手段である。出力処理手段３４は、色補正過程（Ｓ２）や劣化判定過程（Ｓ３）における処理結果を画面表示装置１２の画面に表示させせる手段である。

１…色既知体
２…デジタル撮影手段
３…情報処理装置
４…外装材
９…劣化判定プログラム
３１…入力処理手段
３２…色補正手段
３３…劣化判定手段
３４…表示手段

Claims

色の数値が既知でグレーの色既知体を準備する準備過程と、
建物における劣化判定の対象となる外装材と前記色既知体とを一緒にカラーのデジタル撮影手段で撮影する撮影過程と、
この撮影されたデジタルデータの画像の色を、この画像における前記色既知体の部分の画像の色を用いて色補正し、補正後の色を数値化する色補正過程と、
この色補正された外装材の色の数値から定められた条件に従って前記外装材の劣化を判定する劣化判定過程とを含む、
ことを特徴とする外装材の劣化判定方法。
請求項１に記載の外装材の劣化判定方法において、前記色既知体の表側の全面を１８％グレーとする外装材の劣化判定方法。
請求項１または請求項２に記載の外装材の劣化判定方法において、前記色既知体は、貫通した部位確認用開口を１ヶ所以上有するものとする外装材の劣化判定方法。
建物における劣化判定の対象となる外装材と、色の数値が既知の色既知体とを一緒に撮影したデジタルデータのカラーの画像を所定の記憶領域に記憶する入力処理手段と、
前記画像の色を、この画像における前記色既知面の画像の色を用いて色補正し、補正後の色を数値化する色補正手段と、
この色補正された外装材の色の数値から定められた条件に従って前記外装材の劣化を判定する劣化判定手段とを備え、
前記色補正手段は、前記色既知体が１８％グレーであるとして前記色補正する、
外装材の劣化判定装置。