JP2021067617A - Corrosion diagnostic device, corrosion diagnostic system, corrosion diagnostic method, and program - Google Patents

Corrosion diagnostic device, corrosion diagnostic system, corrosion diagnostic method, and program Download PDF

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Abstract

To provide: a corrosion diagnostic device capable of easily diagnosing a corrosion state of a steel material; and the like.SOLUTION: A corrosion diagnosis device 300 includes an image information acquisition unit 311, a calculation unit 312, and a diagnosis unit 313 as functions of a control unit 310. The image information acquisition unit 311 acquires an image obtained by photographing a steel material with imaging means. The calculation unit 312 calculates a simultaneous occurrence matrix for a pixel group constituting the image acquired by the image information acquisition unit 311 and calculates a feature amount from the calculated simultaneous occurrence matrix. The diagnosis unit 313 diagnoses a corrosion state of the steel material based on a feature amount calculated by the calculation unit 312. The feature amount calculated by the calculation unit 312 includes at least one of ASM (Angular Second Moment), contrast, correlation, IDM (Inverse Difference Moment), and entropy.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、鋼材の腐食状況を診断する腐食診断装置、腐食診断システム、腐食診断方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a corrosion diagnostic apparatus, a corrosion diagnostic system, a corrosion diagnostic method, and a program for diagnosing the corrosion status of steel materials.

構造物に使用された鋼材の腐食状況の診断は、主に目視観察により行われている。このように目視観察による診断では手間がかかるだけでなく、検査担当者によって評価結果のばらつきが生じる。このような問題を踏まえ、例えば特許文献1には、鉄塔等を構成する鋼材とカラーサンプルとを同時に撮影し、検出された色の特徴量を用いて鋼材の劣化レベルを判定する方法が開示されている。 Diagnosis of the corrosion status of steel materials used in structures is mainly performed by visual observation. In this way, not only is the diagnosis by visual observation time-consuming, but also the evaluation results vary depending on the person in charge of inspection. Based on such a problem, for example, Patent Document 1 discloses a method of simultaneously photographing a steel material constituting a steel tower or the like and a color sample and determining the deterioration level of the steel material using the detected color feature amount. ing.

特許第3329767号公報Japanese Patent No. 3329767

特許文献1に開示された手法では、カラーサンプルを用意する手間と、鋼材及びカラーサンプルを同時に撮影する手間とがかかるため、より簡易に鋼材の腐食状況を診断する手法があれば便利である。 In the method disclosed in Patent Document 1, it takes time and effort to prepare a color sample and to photograph a steel material and a color sample at the same time. Therefore, it is convenient if there is a method for diagnosing the corrosion state of the steel material more easily.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、簡易に鋼材の腐食状況を診断することができる腐食診断装置、腐食診断システム、腐食診断方法、及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a corrosion diagnosis device, a corrosion diagnosis system, a corrosion diagnosis method, and a program capable of easily diagnosing a corrosion state of a steel material.

上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る腐食診断装置は、
鋼材を撮影手段によって撮影することで得られる画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段が取得した前記画像を構成する画素群を対象とした同時生起行列を計算し、計算した同時生起行列から特徴量を算出する算出手段と、
前記算出手段が算出した前記特徴量に基づいて前記鋼材の腐食状況を診断する診断手段と、を備え、
前記特徴量は、ASM(Angular Second Moment)、Contrast、Correlation、IDM(Inverse Difference Moment)、及びEntropyの少なくともいずれかを含む。
In order to achieve the above object, the corrosion diagnostic apparatus according to the first aspect of the present invention is
An image acquisition means for acquiring an image obtained by photographing a steel material by an imaging means,
A calculation means for calculating a simultaneous occurrence matrix for a group of pixels constituting the image acquired by the image acquisition means and calculating a feature amount from the calculated simultaneous occurrence matrix.
A diagnostic means for diagnosing the corrosion state of the steel material based on the feature amount calculated by the calculation means is provided.
The feature amount includes at least one of ASM (Angular Second Moment), Control, Correlation, IDM (Inverse Difference Moment), and Entropy.

前記画像取得手段は、前記画像として、前記鋼材の二次元画像と、前記二次元画像によって規定される二次元平面に対する深さ方向の情報を含む三次元画像とを取得し、
前記算出手段は、前記特徴量として、前記二次元画像を構成する画素群を対象とした同時生起行列に基づく第1特徴量と、前記三次元画像の前記深さ方向における画素群を対象とした同時生起行列に基づく第2特徴量とを算出し、
前記診断手段は、前記第1特徴量と前記第2特徴量とに基づき前記鋼材の腐食状況を診断してもよい。
The image acquisition means acquires, as the image, a two-dimensional image of the steel material and a three-dimensional image including information in the depth direction with respect to the two-dimensional plane defined by the two-dimensional image.
The calculation means targets the first feature amount based on the simultaneous occurrence matrix for the pixel groups constituting the two-dimensional image and the pixel group in the depth direction of the three-dimensional image as the feature amount. Calculate the second feature quantity based on the simultaneous occurrence matrix,
The diagnostic means may diagnose the corrosion state of the steel material based on the first feature amount and the second feature amount.

前記算出手段は、前記二次元画像の明度分布に対してモード法で決定したしきい値を用いて前記二次元画像を二値化し、二値化した前記二次元画像に基づいて前記鋼材に生じた孔食の推定面積を算出し、
前記診断手段は、前記特徴量と前記推定面積とに基づき前記鋼材の腐食状況を診断してもよい。
The calculation means binarizes the two-dimensional image using a threshold value determined by the mode method with respect to the brightness distribution of the two-dimensional image, and occurs in the steel material based on the binarized two-dimensional image. Calculate the estimated area of pitting
The diagnostic means may diagnose the corrosion state of the steel material based on the feature amount and the estimated area.

前記画像取得手段は、複数の原色によって表現されたカラー画像から、予め定めた特定の原色の情報を抽出することで前記二次元画像を取得してもよい。 The image acquisition means may acquire the two-dimensional image by extracting information on a specific primary color defined in advance from a color image represented by a plurality of primary colors.

前記診断手段は、前記特徴量として、少なくともASMの値に基づいて前記鋼材の腐食状況を診断してもよい。 The diagnostic means may diagnose the corrosion state of the steel material based on at least the value of ASM as the feature amount.

上記目的を達成するため、本発明の第2の観点に係る腐食診断システムは、
前記腐食診断装置と、前記撮影手段とを備え、
前記撮影手段は、パターン照射方式又はTOF(Time Of Flight)方式の深度センサーを含む三次元カメラからなる。
In order to achieve the above object, the corrosion diagnosis system according to the second aspect of the present invention is
The corrosion diagnostic apparatus and the photographing means are provided.
The photographing means includes a three-dimensional camera including a pattern irradiation type or TOF (Time Of Flight) type depth sensor.

上記目的を達成するため、本発明の第3の観点に係る腐食診断方法は、
鋼材を撮影手段によって撮影することで得られる画像を取得するステップと、
取得した前記画像を構成する画素群を対象とした同時生起行列を計算し、計算した同時生起行列から特徴量を算出するステップと、
算出した前記特徴量に基づいて前記鋼材の腐食状況を診断するステップと、を備え、
前記特徴量は、ASM(Angular Second Moment)、Contrast、Correlation、IDM(Inverse Difference Moment)、及びEntropyの少なくともいずれかを含む。
In order to achieve the above object, the corrosion diagnosis method according to the third aspect of the present invention is
The step of acquiring an image obtained by photographing a steel material by an imaging means,
A step of calculating a simultaneous occurrence matrix for the pixel group constituting the acquired image and calculating a feature amount from the calculated simultaneous occurrence matrix.
A step of diagnosing the corrosion state of the steel material based on the calculated feature amount is provided.
The feature amount includes at least one of ASM (Angular Second Moment), Control, Correlation, IDM (Inverse Difference Moment), and Entropy.

上記目的を達成するため、本発明の第4の観点に係るプログラムは、
コンピュータを、
鋼材を撮影手段によって撮影することで得られる画像を取得する画像取得手段、
前記画像取得手段が取得した前記画像を構成する画素群を対象とした同時生起行列を計算し、計算した同時生起行列から特徴量を算出する算出手段、
前記算出手段が算出した前記特徴量に基づいて前記鋼材の腐食状況を診断する診断手段、として機能させるプログラムであって、
前記特徴量は、ASM(Angular Second Moment)、Contrast、Correlation、IDM(Inverse Difference Moment)、及びEntropyの少なくともいずれかを含む。
In order to achieve the above object, the program according to the fourth aspect of the present invention is
Computer,
An image acquisition means for acquiring an image obtained by photographing a steel material by an imaging means,
A calculation means for calculating a simultaneous occurrence matrix for a group of pixels constituting the image acquired by the image acquisition means and calculating a feature amount from the calculated simultaneous occurrence matrix.
A program that functions as a diagnostic means for diagnosing a corrosion state of the steel material based on the feature amount calculated by the calculation means.
The feature amount includes at least one of ASM (Angular Second Moment), Control, Correlation, IDM (Inverse Difference Moment), and Entropy.

本発明によれば、簡易に鋼材の腐食状況を診断することができる。 According to the present invention, the corrosion state of a steel material can be easily diagnosed.

本発明の一実施形態に係る腐食診断システムの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the corrosion diagnosis system which concerns on one Embodiment of this invention. 腐食診断装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the corrosion diagnostic apparatus. 画像情報取得部による画像処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating image processing by an image information acquisition part. 画像情報取得部による画像処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating image processing by an image information acquisition part. 同時生起行列の計算手法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of a simultaneous occurrence matrix. (a)は、モード法によるしきい値の決定手法を説明するための図であり、(b)は、決定したしきい値で二値化した画像の例を示す図である。(A) is a diagram for explaining a method for determining a threshold value by the mode method, and (b) is a diagram showing an example of an image binarized with the determined threshold value. 腐食診断処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the corrosion diagnosis processing. (a)及び(b)は、実験における計測精度の検証を行うべく導出したグラフの図である。(A) and (b) are graphs derived to verify the measurement accuracy in the experiment. (a)〜(d)は、実験における解析対象画像を示す図である。(A) to (d) are diagrams showing images to be analyzed in an experiment. (a)及び(b)は、x−y平面におけるGLCMに基づいて算出した各種の特徴量を示すグラフの図である。(A) and (b) are graphs showing various features calculated based on GLCM in the xy plane. (a)〜(c)は、x−y平面におけるGLCMに基づいて算出した各種の特徴量を示すグラフの図である。(A) to (c) are graphs showing various feature quantities calculated based on GLCM in the xy plane. (a)及び(b)は、z方向におけるGLCMに基づいて算出した各種の特徴量を示すグラフの図である。(A) and (b) are graphs showing various feature quantities calculated based on GLCM in the z direction. (a)〜(c)は、z方向におけるGLCMに基づいて算出した各種の特徴量を示すグラフの図である。(A) to (c) are graphs showing various feature quantities calculated based on GLCM in the z direction. 画像解析によって算出した孔食の推定面積と実際の孔食領域の面積との相関関係を示すグラフの図である。It is a figure of the graph which shows the correlation between the estimated area of pitting corrosion calculated by image analysis, and the area of an actual pitting corrosion area.

本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に、本実施形態に係る腐食診断システム100の全体構成を示す。腐食診断システム100は、農業用水路等の水利施設1に使用されている構造物を構成する鋼材2を撮影し、鋼材2の腐食状況を診断する。鋼材2は、例えば鋼矢板である。なお、図1中の符号3は水路を示している。図1に示すように、腐食診断システム100は、撮影部200と、腐食診断装置300と、を備える。撮影部200と腐食診断装置300とは、有線又は無線による通信ネットワークを介して通信可能に接続されている。 FIG. 1 shows the overall configuration of the corrosion diagnosis system 100 according to the present embodiment. The corrosion diagnosis system 100 photographs the steel material 2 constituting the structure used in the irrigation facility 1 such as an agricultural waterway, and diagnoses the corrosion state of the steel material 2. The steel material 2 is, for example, a steel sheet pile. Reference numeral 3 in FIG. 1 indicates a water channel. As shown in FIG. 1, the corrosion diagnosis system 100 includes a photographing unit 200 and a corrosion diagnosis device 300. The photographing unit 200 and the corrosion diagnosis device 300 are communicably connected to each other via a wired or wireless communication network.

撮影部200は、鋼材2の診断対象領域2aを撮影し、鋼材2の二次元のカラー画像(RGB画像)と、鋼材2の三次元形状とを取得する撮影装置である。撮影部200は、例えば、パターン照射方式(structured-light)の深度センサーを有する三次元カメラ(深度カメラとも呼ばれる。)から構成されている。撮影部200は、深度センサーとして2台の赤外線カメラと、RGBカメラ(可視光カメラ)と、赤外光投射器とを有する。撮影部200は、RGBカメラにより、図3、図4に示すような二次元のカラー画像Sを取得する。また、撮影部200は、赤外光投射器によってドットや枠線状の所定パターンを鋼材2の表面上に投影するとともに、投影したパターンの変化を2台の赤外線カメラによって撮影することによって、図4に示すような鋼材2の三次元形状Dを取得する。 The photographing unit 200 is an imaging device that photographs the diagnosis target region 2a of the steel material 2 and acquires a two-dimensional color image (RGB image) of the steel material 2 and a three-dimensional shape of the steel material 2. The photographing unit 200 is composed of, for example, a three-dimensional camera (also referred to as a depth camera) having a depth sensor of a pattern irradiation method (structured-light). The photographing unit 200 has two infrared cameras, an RGB camera (visible light camera), and an infrared light projector as depth sensors. The photographing unit 200 acquires a two-dimensional color image S as shown in FIGS. 3 and 4 by an RGB camera. Further, the photographing unit 200 projects a predetermined pattern of dots or borders on the surface of the steel material 2 by an infrared light projector, and photographs the change of the projected pattern by two infrared cameras. The three-dimensional shape D of the steel material 2 as shown in 4 is acquired.

この実施形態では、図4に示すように、二次元のカラー画像Sによって規定される二次元平面を、互いに直交するx軸とy軸による平面とする。また、当該二次元平面に対する深さ方向に延び、x軸及びy軸と直交する軸をz軸とする。したがって、三次元形状Dを示すデータには、深さ方向であるz方向の情報であるz方向データを含む。撮影部200は、二次元のカラー画像Sを示すデータと、三次元形状Dを示すデータとを含む画像情報を腐食診断装置300に供給する。 In this embodiment, as shown in FIG. 4, the two-dimensional plane defined by the two-dimensional color image S is a plane having an x-axis and a y-axis orthogonal to each other. Further, the axis extending in the depth direction with respect to the two-dimensional plane and orthogonal to the x-axis and the y-axis is defined as the z-axis. Therefore, the data showing the three-dimensional shape D includes the z-direction data which is the information in the z-direction which is the depth direction. The photographing unit 200 supplies image information including data indicating a two-dimensional color image S and data indicating a three-dimensional shape D to the corrosion diagnostic apparatus 300.

腐食診断装置300は、パーソナルコンピュータやタブレット端末等から構成され、操作者に操作される端末装置である。図2に示すように、腐食診断装置300は、制御部310と、記憶部320と、操作部330と、表示部340と、通信部350と、を備える。これら各部は、信号を伝達するためのバスによって接続されている。なお、腐食診断装置300は、互いに通信可能な複数台のコンピュータから構成されていてもよい。 The corrosion diagnosis device 300 is a terminal device composed of a personal computer, a tablet terminal, or the like and operated by an operator. As shown in FIG. 2, the corrosion diagnosis device 300 includes a control unit 310, a storage unit 320, an operation unit 330, a display unit 340, and a communication unit 350. Each of these parts is connected by a bus for transmitting a signal. The corrosion diagnosis device 300 may be composed of a plurality of computers capable of communicating with each other.

制御部310は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)を備える。CPUは、例えばマイクロプロセッサ等であって、様々な処理や演算を実行する中央演算処理部である。制御部310において、CPUがROMに記憶されている制御プログラムを読み出し、RAMをワークメモリとして用いながら、腐食診断装置300全体の動作を制御する。 The control unit 310 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory). The CPU is, for example, a microprocessor or the like, and is a central processing unit that executes various processes and operations. In the control unit 310, the CPU reads the control program stored in the ROM and controls the operation of the entire corrosion diagnosis device 300 while using the RAM as the work memory.

記憶部320は、フラッシュメモリ、ハードディスク等の不揮発性メモリである。記憶部320は、OS(Operating System)及びアプリケーションプログラムを含む、制御部310が各種処理を行うために使用するプログラム及びデータを記憶する。また、記憶部320は、制御部310が各種処理を行うことにより生成又は取得したデータを記憶する。 The storage unit 320 is a non-volatile memory such as a flash memory or a hard disk. The storage unit 320 stores programs and data used by the control unit 310 to perform various processes, including an OS (Operating System) and an application program. Further, the storage unit 320 stores data generated or acquired by the control unit 310 performing various processes.

操作部330は、キーボード、マウス、ボタン、タッチパッド、タッチパネル等の入力装置を備え、操作者による操作を受け付ける。操作者は、操作部330を操作することによって、腐食診断装置300に対する指令を入力することができる。 The operation unit 330 includes input devices such as a keyboard, mouse, buttons, touch pad, and touch panel, and accepts operations by the operator. The operator can input a command to the corrosion diagnosis device 300 by operating the operation unit 330.

表示部340は、液晶ディスプレイ、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等の表示装置と、表示装置に画像を表示させる表示駆動回路とを備える。表示部340は、撮影部200から制御部310が取得した二次元のカラー画像や三次元画像などを表示する。このように、表示部340は、制御部310による処理の結果として得られた各種の情報を表示する。 The display unit 340 includes a display device such as a liquid crystal display and an organic EL (Electro Luminescence) display, and a display drive circuit for displaying an image on the display device. The display unit 340 displays a two-dimensional color image, a three-dimensional image, or the like acquired by the control unit 310 from the photographing unit 200. In this way, the display unit 340 displays various information obtained as a result of the processing by the control unit 310.

通信部350は、撮影部200を含む外部の装置と通信するためのインタフェースである。腐食診断300は、例えば有線LAN(Local Area Network)、無線LAN、又はその他の通信規格に従った通信線で撮影部200と接続される。通信部350は、制御部310の制御の下で撮影部200と通信し、撮影部200から前述の画像情報を取得する。また、通信部350は、有線又は無線による通信を介してインターネット等の広域ネットワークに接続することができる。 The communication unit 350 is an interface for communicating with an external device including the photographing unit 200. The corrosion diagnosis 300 is connected to the photographing unit 200 by, for example, a wired LAN (Local Area Network), a wireless LAN, or a communication line according to other communication standards. The communication unit 350 communicates with the photographing unit 200 under the control of the control unit 310, and acquires the above-mentioned image information from the photographing unit 200. Further, the communication unit 350 can be connected to a wide area network such as the Internet via wired or wireless communication.

図2に示すように、制御部310は、機能として、画像情報取得部311と、算出部312と、診断部313と、出力部314と、を備える。制御部310において、CPUは、ROMに記憶されたプログラムをRAMに読み出して、そのプログラムを実行して制御することにより、これら各部として機能する。 As shown in FIG. 2, the control unit 310 includes an image information acquisition unit 311, a calculation unit 312, a diagnosis unit 313, and an output unit 314 as functions. In the control unit 310, the CPU functions as each of these units by reading the program stored in the ROM into the RAM, executing the program, and controlling the program.

画像情報取得部311は、撮影部200が鋼材2を撮影することによって得た画像情報を取得する。具体的に、画像情報取得部311は、通信部350を介して撮影部200と通信し、撮影部200から画像情報を取得する。画像情報取得部311が取得した画像情報は、記憶部320に記憶される。画像情報取得部311は、制御部310が通信部350と協働することによって実現される。なお、画像情報取得部311は、撮影部200の撮影動作を制御するとともに、撮影部200から画像情報を取得してもよい。また、画像情報取得部311は、次に述べるように、撮影部200から取得した画像情報が示す画像の解析処理も行う。 The image information acquisition unit 311 acquires the image information obtained by the photographing unit 200 photographing the steel material 2. Specifically, the image information acquisition unit 311 communicates with the photographing unit 200 via the communication unit 350, and acquires image information from the photographing unit 200. The image information acquired by the image information acquisition unit 311 is stored in the storage unit 320. The image information acquisition unit 311 is realized by the control unit 310 cooperating with the communication unit 350. The image information acquisition unit 311 may control the shooting operation of the shooting unit 200 and may acquire image information from the shooting unit 200. In addition, the image information acquisition unit 311 also performs an image analysis process of the image indicated by the image information acquired from the photographing unit 200, as described below.

画像情報取得部311は、二次元のカラー画像Sを構成する画素群のRGBデータ(RGB表色系における(R,G,B)の値)のうち、予め定めた特定の原色の情報を抽出することで、二次元画像としての特定色抽出画像を取得する。具体的には、画像情報取得部311は、図3に示すように、二次元のカラー画像SにおけるRGBデータをR(Red),G(Green),B(Blue)の各チャンネルに分解し、特定の原色としてRの値を抽出して得られる画像をグレースケール変換する(画素値を0〜255に分割する)ことで特定色抽出画像Srを生成する。Rの値を用いる理由は、鋼材2に生じる赤錆を考慮することで、後述の画像解析を良好に行うためである。なお、図3におけるカラー画像Sは、実際はフルカラー方式の画像である。また、図3において、SgはGの値を抽出した画像であり、SbはBの値を抽出した画像である。 The image information acquisition unit 311 extracts information on a predetermined specific primary color from the RGB data (values of (R, G, B) in the RGB color system) of the pixel group constituting the two-dimensional color image S. By doing so, a specific color extracted image as a two-dimensional image is acquired. Specifically, as shown in FIG. 3, the image information acquisition unit 311 decomposes the RGB data in the two-dimensional color image S into R (Red), G (Green), and B (Blue) channels. A specific color extracted image Sr is generated by grayscale-converting an image obtained by extracting the value of R as a specific primary color (dividing the pixel value into 0 to 255). The reason for using the value of R is that the image analysis described later can be performed satisfactorily by considering the red rust generated in the steel material 2. The color image S in FIG. 3 is actually a full-color image. Further, in FIG. 3, Sg is an image obtained by extracting the value of G, and Sb is an image obtained by extracting the value of B.

また、画像情報取得部311は、撮影部200から取得した画像情報に基づき、図4に示すように、二次元のカラー画像Sと三次元形状Dとを合成することで、カラーの三次元画像Cを生成する。そして、画像情報取得部311は、生成した三次元画像Cをグレースケール変換する。なお、画像情報取得部311は、撮影部200が有する画像処理装置によって生成された三次元のカラー画像Cを取得してもよい。以上のように、画像情報取得部311によってグレースケール化された特定色抽出画像Srと三次元画像Cは、算出部312による同時生起行列(Gray Level Co-occurrence Matrix;GLCM)の計算に用いられる。 Further, the image information acquisition unit 311 synthesizes a two-dimensional color image S and a three-dimensional shape D based on the image information acquired from the photographing unit 200, as shown in FIG. 4, to form a three-dimensional color image. Generate C. Then, the image information acquisition unit 311 grayscale-converts the generated three-dimensional image C. The image information acquisition unit 311 may acquire the three-dimensional color image C generated by the image processing device included in the photographing unit 200. As described above, the specific color extraction image Sr and the three-dimensional image C grayscaled by the image information acquisition unit 311 are used for the calculation of the simultaneous occurrence matrix (GLCM) by the calculation unit 312. ..

算出部312は、グレースケール化された画像(本実施形態では、特定色抽出画像Srや三次元画像C)を構成する画素群を対象としたGLCMを計算し、計算したGLCMから各種の特徴量を算出する。具体的には、算出部312は、グレースケール化された画像を構成する画素(ピクセル)群のうち、特定の位置にある2つの画素(以下、画素対と呼ぶ。)の濃度に関する統計を取ることで行列を作成する。画素対の相対位置は、図5に示すように、角度θとピクセル間距離dによって相対位置が定義される。なお、図5おける符号Eは、画素を表している。算出部312は、画素対に対する輝度値を読み取り、これを(i,j)とする。そして、算出部312は、すべての相対位置関係を満たす画素対に対して同様の計算を行い、累積数をGLCMの(i,j)成分として記録する。以下、このように計算されたGLCMを、p(i,j)と表す。 The calculation unit 312 calculates a GLCM for a pixel group constituting a grayscaled image (in this embodiment, a specific color extracted image Sr or a three-dimensional image C), and various feature quantities are calculated from the calculated GLCM. Is calculated. Specifically, the calculation unit 312 collects statistics on the densities of two pixels (hereinafter, referred to as pixel pairs) at specific positions in the pixel group constituting the grayscale image. Create a matrix by doing so. As shown in FIG. 5, the relative position of the pixel pair is defined by the angle θ and the inter-pixel distance d. The reference numeral E in FIG. 5 represents a pixel. The calculation unit 312 reads the luminance value for the pixel pair and sets this as (i, j). Then, the calculation unit 312 performs the same calculation for the pixel pairs satisfying all the relative positional relationships, and records the cumulative number as the (i, j) component of the GLCM. Hereinafter, the GLCM calculated in this way is referred to as p (i, j).

そして、算出部312は、計算したGLCMに基づいて、ASM(Angular Second Moment)、Contrast、Correlation、IDM(Inverse Difference Moment)、及びEntropyの各特徴量を算出する。これら各特徴量は、下記の(数1)〜(数5)に示す各式で表される。なお、ASMは、画像の均質性を表す特徴量である。ContrastとIDMは、画像の局所的な明暗度合いを表す特徴量である。Correlationは、輝度値の局所的相関を表す特徴量である。Entropyは、輝度値のピクセルへの分配の乱雑さを表す特徴量である。 Then, the calculation unit 312 calculates each feature amount of ASM (Angular Second Moment), Control, Correlation, IDM (Inverse Difference Moment), and Entropy based on the calculated GLCM. Each of these feature quantities is represented by each formula shown in the following (Equation 1) to (Equation 5). ASM is a feature quantity that represents the homogeneity of the image. Contrast and IDM are features that represent the degree of local brightness of an image. Correlation is a feature quantity that represents a local correlation of luminance values. Entropy is a feature quantity that represents the disorder of distribution of luminance values to pixels.

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算出部312は、グレースケール化された特定色抽出画像Sr(二次元画像)を構成する画素群(x及びy方向に配列された画素群)を対象としたGLCMを計算し、計算したGLCMに基づいて上記の各特徴量を算出する。以下、特定色抽出画像Srに基づき算出した各特徴量を「第1特徴量」とも呼ぶ。また、算出部312は、グレースケール化された三次元画像Cの深さ方向における画素群(例えば、z及びx方向に配列された画素群)を対象としたGLCMを計算し、計算したGLCMに基づいて上記の各特徴量を算出する。以下、三次元画像Cに基づき算出した各特徴量を「第2特徴量」とも呼ぶ。 The calculation unit 312 calculates the GLCM for the pixel group (pixel group arranged in the x and y directions) constituting the grayscaled specific color extracted image Sr (two-dimensional image), and calculates the GLCM into the calculated GLCM. Based on this, each of the above feature quantities is calculated. Hereinafter, each feature amount calculated based on the specific color extracted image Sr is also referred to as a "first feature amount". Further, the calculation unit 312 calculates a GLCM for a pixel group (for example, a pixel group arranged in the z and x directions) in the depth direction of the grayscaled three-dimensional image C, and calculates the GLCM. Based on this, each of the above feature quantities is calculated. Hereinafter, each feature amount calculated based on the three-dimensional image C is also referred to as a “second feature amount”.

また、算出部312は、グレースケール化された特定色抽出画像Srを二値化する際のしきい値をモード法により決定し、決定したしきい値を用いて特定色抽出画像Srを二値化し、二値化した画像に基づいて鋼材2に生じた孔食の推定面積を算出する。
具体的に、算出部312は、グレースケール化された特定色抽出画像Srを構成する画素の明度分布を求め、任意のピクセル数(例えば3ピクセル)の移動平均を使用して、図6(a)に示すように、明度(0〜255)に対する頻度が2つの極大値を示すまで平滑化する。次に、算出部312は、頻度の極小値を算出し、その値をしきい値として、グレースケール化された特定色抽出画像Srの二値化処理を実行する。そして、算出部312は、しきい値を下回った部分の色(白色と黒色とするかは任意)の面積を算出し、この面積を鋼材2に生じた孔食の推定面積とする。図6(b)に、二値化処理実行後の画像の例を示す。この例では、孔食を白色としている。
Further, the calculation unit 312 determines a threshold value for binarizing the grayscaled specific color extracted image Sr by the mode method, and uses the determined threshold value to binarize the specific color extracted image Sr. The estimated area of pitting generated in the steel material 2 is calculated based on the binarized image.
Specifically, the calculation unit 312 obtains the brightness distribution of the pixels constituting the grayscaled specific color extracted image Sr, and uses a moving average of an arbitrary number of pixels (for example, 3 pixels) to obtain FIG. 6 (a). ), The frequency with respect to the lightness (0 to 255) is smoothed until it shows two maximum values. Next, the calculation unit 312 calculates the minimum value of the frequency and executes the binarization process of the grayscaled specific color extracted image Sr with the value as the threshold value. Then, the calculation unit 312 calculates the area of the color (whether white or black is used) of the portion below the threshold value, and uses this area as the estimated area of pitting corrosion generated in the steel material 2. FIG. 6B shows an example of an image after the binarization process is executed. In this example, the pitting corrosion is white.

診断部313は、算出部312が算出した特徴量と、鋼材2に生じた孔食の推定面積とに基づき、鋼材2の腐食状況を診断する。診断手法については後述の実施例における「8.腐食診断について」の項で説明する。 The diagnosis unit 313 diagnoses the corrosion state of the steel material 2 based on the feature amount calculated by the calculation unit 312 and the estimated area of pitting corrosion generated in the steel material 2. The diagnostic method will be described in the section “8. Corrosion diagnosis” in the examples described later.

出力部314は、画像情報取得部311によって取得又は生成された各種画像(二次元のカラー画像S、特定色抽出画像Sr、三次元形状D、三次元画像C等)や、算出部312による算出結果や、診断部313による診断結果などを表示部340に表示させる。 The output unit 314 is calculated by various images (two-dimensional color image S, specific color extraction image Sr, three-dimensional shape D, three-dimensional image C, etc.) acquired or generated by the image information acquisition unit 311 and calculation unit 312. The result, the diagnosis result by the diagnosis unit 313, and the like are displayed on the display unit 340.

腐食診断システム100の構成は以上である。続いて、腐食診断装置300の制御部310が実行する腐食診断処理について、図7を参照して説明する。 The configuration of the corrosion diagnosis system 100 is as described above. Subsequently, the corrosion diagnosis process executed by the control unit 310 of the corrosion diagnosis device 300 will be described with reference to FIG. 7.

(腐食診断処理)
腐食診断処理は、例えば、操作者が操作部330を操作して撮影部200に鋼材2における診断対象領域2aの撮影を開始する指示を入力することで、開始される。なお、図7中の二重線は並列処理を示している。
(Corrosion diagnosis processing)
The corrosion diagnosis process is started, for example, by the operator operating the operation unit 330 and inputting an instruction to the photographing unit 200 to start photographing the diagnosis target area 2a in the steel material 2. The double line in FIG. 7 indicates parallel processing.

まず、制御部310は、画像情報取得部311としての機能により、撮影部200から画像情報(二次元のカラー画像Sと三次元形状Dのデータ)を取得する(ステップS1)。 First, the control unit 310 acquires image information (data of the two-dimensional color image S and the three-dimensional shape D) from the photographing unit 200 by the function as the image information acquisition unit 311 (step S1).

ステップS1で画像情報を取得した画像情報取得部311は、二次元のカラー画像Sの二次元のカラー画像SをR,G,Bの各チャンネルに分解し、特定の原色としてRの値を抽出して得られる画像をグレースケール変換することで特定色抽出画像Srを生成する(ステップS2)。 The image information acquisition unit 311 that acquired the image information in step S1 decomposes the two-dimensional color image S of the two-dimensional color image S into R, G, and B channels, and extracts the value of R as a specific primary color. A specific color extracted image Sr is generated by grayscale conversion of the obtained image (step S2).

ステップS2で特定色抽出画像Srを生成した制御部310は、算出部312としての機能により、前述のように、特定色抽出画像Srを構成する画素群(x及びy方向に配列された画素群)を対象としたGLCMを計算し、計算したGLCMに基づいて上記の各特徴量(第1特徴量)を算出する(ステップS3)。また、算出部312は、前述のように、特定色抽出画像Srを二値化する際のしきい値をモード法により決定し、決定したしきい値を用いて特定色抽出画像Srを二値化する(ステップS4)。そして、算出部312は、二値化した画像に基づいて鋼材2に生じた孔食の推定面積を算出する(ステップS5)。 The control unit 310 that generated the specific color extracted image Sr in step S2 functions as the calculation unit 312, and as described above, the pixel group (pixel group arranged in the x and y directions) constituting the specific color extracted image Sr. ) Is calculated, and each of the above feature quantities (first feature quantity) is calculated based on the calculated GLCM (step S3). Further, as described above, the calculation unit 312 determines the threshold value for binarizing the specific color extracted image Sr by the mode method, and uses the determined threshold value to binarize the specific color extracted image Sr. (Step S4). Then, the calculation unit 312 calculates the estimated area of pitting corrosion generated in the steel material 2 based on the binarized image (step S5).

また、ステップS1で画像情報を取得した画像情報取得部311は、二次元のカラー画像Sと三次元形状Dとを合成することで、カラーの三次元画像Cを生成する(ステップS6)。そして、画像情報取得部311は、三次元画像Cにおけるz方向データに基づく画像をグレースケール化する(ステップS7)。ステップS7において具体的に、画像情報取得部311は、三次元画像Cのうち、深さ方向であるz方向と、z方向と直交する任意の方向(例えばx方向)とからなる平面に配列された画素群により構成される二次元画像(以下、深度反映画像と言う。)をグレースケール化する。なお、画像情報取得部311は、三次元画像Cをグレースケール化した後に、深度反映画像を取得してもよい。ステップS7に続いて、制御部310は、算出部312としての機能により、グレースケール化された深度反映画像を構成する画素群(z及びx方向に配列された画素群)を対象としたGLCMを計算し、計算したGLCMに基づいて上記の各特徴量(第2特徴量)を算出する(ステップS8)。 Further, the image information acquisition unit 311 that acquired the image information in step S1 generates a color three-dimensional image C by synthesizing the two-dimensional color image S and the three-dimensional shape D (step S6). Then, the image information acquisition unit 311 grayscales the image based on the z-direction data in the three-dimensional image C (step S7). Specifically, in step S7, the image information acquisition unit 311 is arranged on a plane of the three-dimensional image C including the z direction, which is the depth direction, and an arbitrary direction (for example, the x direction) orthogonal to the z direction. A two-dimensional image (hereinafter referred to as a depth reflection image) composed of a group of pixels is grayscaled. The image information acquisition unit 311 may acquire the depth reflection image after grayscale the three-dimensional image C. Following step S7, the control unit 310 performs a function as a calculation unit 312 to perform a GLCM targeting a pixel group (pixel group arranged in the z and x directions) constituting a grayscaled depth reflection image. Calculate and calculate each of the above feature amounts (second feature amount) based on the calculated GLCM (step S8).

以上の各処理を実行した制御部310は、診断部313としての機能により、ステップS3、S5、S8のそれぞれで算出した、第1特徴量、孔食の推定面積、及び第2特徴量に基づき、鋼材2の腐食状況を診断する(ステップS9)。診断部311は、後に詳細に述べるように、例えば、未腐食、腐食あり、孔食あり等、鋼材2の状態を段階的に評価することができる。 The control unit 310 that has executed each of the above processes is based on the first feature amount, the estimated area of pitting corrosion, and the second feature amount calculated in each of steps S3, S5, and S8 by the function as the diagnosis unit 313. , Diagnose the corrosion state of the steel material 2 (step S9). As will be described in detail later, the diagnostic unit 311 can evaluate the state of the steel material 2 stepwise, for example, uncorroded, corroded, and pitted.

なお、制御部310は、出力部314としての機能により、診断対象領域2aの撮影画像や、画像解析画面や、診断結果などを適宜、表示部340に表示させることができる。また、以上では、制御部310が第1特徴量、孔食の推定面積、及び第2特徴量の各値を並列処理で算出する例を示したが、処理の順序は任意であり、これら各値を順次算出するようにしてもよい。以上が腐食診断処理である。 The control unit 310 can appropriately display the captured image of the diagnosis target area 2a, the image analysis screen, the diagnosis result, and the like on the display unit 340 by the function as the output unit 314. Further, in the above, an example in which the control unit 310 calculates each value of the first feature amount, the estimated area of pitting corrosion, and the second feature amount by parallel processing is shown, but the order of processing is arbitrary, and each of these values The values may be calculated sequentially. The above is the corrosion diagnosis process.

ここで、水利施設1の一例である鋼矢板水路の性能低下の特徴は、水位変動領域において腐食が進行することにある。特に農業用鋼矢板水路では、粗放的な施設管理から設置後10年程度で腐食が顕在化する施設が多数確認され,腐食進行に伴う孔食や座屈破壊の危険性が指摘されている。以上に説明した腐食診断手法を用いれば、非破壊かつ非接触検査により鋼矢板水路に使用された鋼材2の腐食状況の診断を行うことができる。以下では、腐食診断装置300、これを利用した応力推定処理及び応力推定方法の一実施例を説明する。本願発明者らは、一実施例として、以下に説明する条件により実験を行った。 Here, the characteristic of the performance deterioration of the steel sheet pile canal, which is an example of the irrigation facility 1, is that corrosion progresses in the water level fluctuation region. In particular, in the steel sheet pile canals for agriculture, many facilities where corrosion becomes apparent about 10 years after installation have been confirmed due to extensive facility management, and the risk of pitting corrosion and buckling fracture due to the progress of corrosion has been pointed out. By using the corrosion diagnosis method described above, it is possible to diagnose the corrosion state of the steel material 2 used in the steel sheet pile channel by non-destructive and non-contact inspection. Hereinafter, an embodiment of the corrosion diagnostic apparatus 300, the stress estimation process using the corrosion diagnostic apparatus 300, and the stress estimation method will be described. As an example, the inventors of the present application conducted an experiment under the conditions described below.

(実施例)
1.計測条件
近赤外光線のドットパターンを鋼材2(鋼矢板)に照射し、三次元カメラからなる撮影部200で鋼材2の板面を真上から撮影した。具体的には、116cm及び56cmの高さから鋼材2を撮影した。三次元カメラは、RealSense Depth Camera 435i(intel社製)を使用し、画素数は1280×720pixelとした。
(Example)
1. 1. Measurement conditions The steel material 2 (steel sheet pile) was irradiated with a dot pattern of near-infrared rays, and the plate surface of the steel material 2 was photographed from directly above by the photographing unit 200 composed of a three-dimensional camera. Specifically, the steel material 2 was photographed from heights of 116 cm and 56 cm. A RealSense Depth Camera 435i (manufactured by intel) was used as the three-dimensional camera, and the number of pixels was 1280 x 720 pixels.

2.検討ケース
検討ケースとしてCase1〜3を用意した。Case1は、未使用の鋼矢板である。Case2は、洗浄後の腐食鋼矢板(板厚計測あり)である。Case3は、洗浄前の腐食鋼矢板(板厚計測なし)である。
2. Examination Case Cases 1 to 3 were prepared as examination cases. Case 1 is an unused steel sheet pile. Case 2 is a corroded steel sheet pile (with plate thickness measurement) after cleaning. Case 3 is a corroded steel sheet pile (without plate thickness measurement) before cleaning.

3.解析フロー
解析フローは、前述した、図7に示す腐食診断処理と同様である。本実験では、光源の影響を加味していないため、画像情報の中でも、形状とテクスチャに着目して解析を行った。
3. 3. Analysis flow The analysis flow is the same as the corrosion diagnosis process shown in FIG. 7 described above. In this experiment, the influence of the light source was not taken into consideration, so the analysis focused on the shape and texture in the image information.

4.計測精度の検証
(1)方法
Case1に貼付したアルミ切片(20mm×20mm)を用いて、撮影距離による計測精度を検証した。前述の三次元画像C(二次元のカラー画像S(RGB画像)と三次元形状Dを示す画像を合成して得られる画像)から、0〜255までのRGB情報を足し合わせて3で割った値を指標に、しきい値240以上として、アルミ切片のみを抽出した。アルミ切片の4辺の長さを算出するとともに、アルミ切片のz方向(深さ方向)のデータを抽出し、計測精度を検証した。なお,z方向の誤差は、アルミ切片のz方向データの最大値と最小値の差とした。
(2)結果および考察
図8(a)に、撮影距離に対する画像解析により算出したアルミ切片1辺の長さとの関係を示す。図8(b)に、撮影距離に対するz方向の誤差との関係を示す。検討の結果、撮影距離が近いときにはアルミ切片の1辺の長さが過大に算出される一方で、撮影距離が遠いときにはアルミ切片の1辺の長さは真値に近づくがz方向の誤差が大きくなることが分かった。以降の実験では、z方向の誤差が小さかった撮影距離56cmの場合のデータを用いて解析を行った。
4. Verification of measurement accuracy (1) Method Using an aluminum section (20 mm × 20 mm) attached to Case 1, the measurement accuracy based on the imaging distance was verified. From the above-mentioned three-dimensional image C (an image obtained by synthesizing a two-dimensional color image S (RGB image) and an image showing a three-dimensional shape D), RGB information from 0 to 255 was added and divided by three. Using the value as an index, only aluminum sections were extracted with a threshold value of 240 or more. The lengths of the four sides of the aluminum section were calculated, and the data of the aluminum section in the z direction (depth direction) was extracted to verify the measurement accuracy. The error in the z direction was the difference between the maximum value and the minimum value of the z direction data of the aluminum intercept.
(2) Results and Discussion Fig. 8 (a) shows the relationship between the shooting distance and the length of one side of the aluminum section calculated by image analysis. FIG. 8B shows the relationship with the error in the z direction with respect to the shooting distance. As a result of the examination, the length of one side of the aluminum intercept is calculated excessively when the imaging distance is short, while the length of one side of the aluminum intercept approaches the true value when the imaging distance is long, but there is an error in the z direction. It turned out to be bigger. In the subsequent experiments, the analysis was performed using the data when the shooting distance was 56 cm, which had a small error in the z direction.

5.同時生起行列を用いた腐食状況の評価(x−y平面)
(1)評価方法
本実験では、同時生起行列(GLCM)を用いて腐食状況を評価した。前述したように、解析対象画像(x−y平面に配列された画素群)についてのGLCMを計算し、計算したGLCMに基づいて、ASM、Contrast、Correlation、IDM、及びEntropyの計5つの特徴量(前述の第1特徴量に対応。)を算出した。解析対象は、Case1〜3の鋼矢板を撮影した画像であって、鋼矢板の凸部平面を80×170pixelで切り出した画像とした。特に、Case3からは、孔食が生じている部分と生じていない部分の2つの画像を切り出した。なお、Case2は、白いペイントで印が入っており、正確な評価ができない虞があるため、x−y平面の解析対象からは外した(後述するz方向の解析においてはCase2を用いた)。解析対象画像を図9(a)〜(d)に示す。なお、図9(a)〜(d)の各画像は、実際はフルカラーのRGBであり、前述の二次元のカラー画像Sに対応する。
(2)結果および考察
特徴量の算出結果を図10(a)、(b)及び図11(a)〜(c)に示す。これら各図のグラフでは、縦軸は特徴量の値を示し、横軸のpixelは、前述したように、画素対の相対位置を規定するピクセル間距離d(角度θ=0°の場合)を示している。各図のグラフから分かるように、腐食の有無によってすべての特徴量で差異が生じた。特に、ASMにおいては、Case1では距離によらずほぼ一定値を示した。ASMは画像の均質性を示す指標であり、腐食が発生していない場合は距離によらず均質であることが明らかになった。また、孔食の有無で比較すると、均質性は孔食があるときのほうが低くなるが、ASMカーブ(ピクセル間距離dに対するASMの値の変化を示すカーブ)は、ほぼ同様の傾向を示すことが明らかになった。そのほかの特徴量でも差異が確認され、腐食の状態評価にGLCMが有用であることが分かる。
5. Evaluation of corrosion status using simultaneous occurrence matrix (xy plane)
(1) Evaluation method In this experiment, the corrosion status was evaluated using the simultaneous occurrence matrix (GLCM). As described above, the GLCM for the image to be analyzed (pixel group arranged in the xy plane) is calculated, and based on the calculated GLCM, a total of five feature quantities of ASM, Contrast, Correlation, IDM, and Entry are used. (Corresponding to the above-mentioned first feature amount.) Was calculated. The analysis target was an image of the steel sheet piles of Cases 1 to 3, and the convex plane of the steel sheet pile was cut out at 80 × 170 pixel. In particular, two images of a portion where pitting corrosion occurred and a portion where pitting corrosion did not occur were cut out from Case3. Since Case2 is marked with white paint and may not be evaluated accurately, it was excluded from the analysis target of the xy plane (Case2 was used in the analysis in the z direction described later). The images to be analyzed are shown in FIGS. 9 (a) to 9 (d). The images of FIGS. 9A to 9D are actually full-color RGB, and correspond to the above-mentioned two-dimensional color image S.
(2) Results and discussion The calculation results of the feature amount are shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b) and FIGS. 11 (a) to 11 (c). In the graphs of each of these figures, the vertical axis represents the value of the feature amount, and the pixel on the horizontal axis represents the inter-pixel distance d (when the angle θ = 0 °) that defines the relative position of the pixel pair as described above. Shown. As can be seen from the graphs in each figure, there was a difference in all the features depending on the presence or absence of corrosion. In particular, in ASM, Case 1 showed a substantially constant value regardless of the distance. ASM is an index showing the homogeneity of the image, and it was clarified that it is homogeneous regardless of the distance when corrosion does not occur. In addition, when compared with and without pitting corrosion, the homogeneity is lower when there is pitting corrosion, but the ASM curve (the curve showing the change in the ASM value with respect to the inter-pixel distance d) shows almost the same tendency. Became clear. Differences were also confirmed in other features, indicating that GLCM is useful for evaluating the state of corrosion.

6.同時生起行列を用いた深さ方向(z方向)の評価
(1)評価方法
前節と同様な方法で、z方向の数値を含む画像(z−x平面に配列された画像)をグレースケール画像に変換し、GLCMによって深さ方向の面的広がりを評価することを試みた。ここでも、計算したGLCMに基づいて、ASM、Contrast、Correlation、IDM、及びEntropyの計5つの特徴量(前述の第2特徴量に対応。)を算出した。解析対象は、Case1〜3の鋼矢板を撮影した画像であって、鋼矢板の凸部平面を40×120pixelで切り出した画像とした。z方向の評価においては、Case3は、孔食が生じていない部分の画像とした。なお、Case3のz方向数値の最大値が0.02mであったことを考慮して、0.02mを画素値255(白)とし、0mを画素値0(黒)としてグレースケール画像に変換した。
(2)結果および考察
特徴量の算出結果を図12(a)、(b)及び図13(a)〜(c)に示す。これら各図のグラフでは、縦軸は特徴量の値を示し、横軸のpixelは、前述したように、画素対の相対位置を規定するピクセル間距離d(角度θ=0°の場合)を示している。各図のグラフから分かるように、腐食の有無によってすべての特徴量で差異が生じた。特に、腐食の有無によってASM、IDM、及びEntropyが顕著に異なることが明らかになった。ASMは画像の均質性、IDMは局所的な明暗度合い、Entropyは輝度値(この場合は凹凸度)のピクセルへの分配の乱雑さを示すため、腐食が進行することで、鋼材2の表目の凹凸度合いが進行していることを指標化できると考えられる。また、洗浄の有無による違いはContrastを用いることで評価できると考えられる。
6. Evaluation in the depth direction (z direction) using a simultaneous occurrence matrix (1) Evaluation method Using the same method as in the previous section, an image containing numerical values in the z direction (images arranged in the zx plane) is converted into a grayscale image. It was converted and an attempt was made to evaluate the area spread in the depth direction by GLCM. Again, based on the calculated GLCM, a total of five features (corresponding to the above-mentioned second feature) of ASM, Control, Correlation, IDM, and Entropy were calculated. The analysis target was an image of the steel sheet piles of Cases 1 to 3, and the convex plane of the steel sheet pile was cut out at 40 × 120 pixel. In the evaluation in the z direction, Case 3 was used as an image of a portion where pitting corrosion did not occur. Considering that the maximum value of Case 3 in the z direction was 0.02 m, 0.02 m was set to a pixel value of 255 (white) and 0 m was set to a pixel value of 0 (black) to convert to a grayscale image. ..
(2) Results and Discussion The calculation results of the feature amount are shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b) and FIGS. 13 (a) to 13 (c). In the graphs of each of these figures, the vertical axis represents the value of the feature amount, and the pixel on the horizontal axis represents the inter-pixel distance d (when the angle θ = 0 °) that defines the relative position of the pixel pair as described above. Shown. As can be seen from the graphs in each figure, there was a difference in all the features depending on the presence or absence of corrosion. In particular, it was revealed that ASM, IDM, and Entropy differ significantly depending on the presence or absence of corrosion. ASM indicates the homogeneity of the image, IDM indicates the degree of local brightness, and Entropy indicates the disorder of distribution of the brightness value (in this case, the degree of unevenness) to the pixels. It is considered that it is possible to index the progress of the degree of unevenness of. In addition, it is considered that the difference between the presence and absence of cleaning can be evaluated by using Control.

7.孔食面積の評価
前述と同様に、二次元のカラー画像S(なお、合成後の三次元画像Cであってもよい。)をRGBチャンネルに分解し、R(Red)値のみを抽出して得られる画像をグレースケール変換することで特定色抽出画像Srを生成した(図3参照)。そして、モード法を用いて決定したしきい値で二値化処理を行った。図6(b)に示す二値化処理後の画像を用いて、鋼材2に生じた孔食の推定面積を算出した。なお、図6(b)では、白い部分を孔食としているため、白い部分のピクセル数より孔食の推定面積を算出した。図14に、このように算出した孔食の推定面積を横軸にとり(図中、画像解析によって算出した面積)と、実際の孔食の面積を縦軸にとったグラフを示す。なお、縦軸の実際の孔食の面積は、3Dスキャナにより同一サンプルを計測するとともに、現地計測の際に設置した正方形のアルミテープ(2cm×2cm)の大きさを用いて換算した値である。図14に示すように、孔食の推定面積(図7のステップS5の処理により算出可能な面積)は、精度良く算出されていることが分かる。
7. Evaluation of pitting corrosion area In the same manner as described above, the two-dimensional color image S (which may be the combined three-dimensional image C) is decomposed into RGB channels, and only the R (Red) value is extracted. A specific color extracted image Sr was generated by grayscale conversion of the obtained image (see FIG. 3). Then, the binarization process was performed at the threshold value determined by using the mode method. The estimated area of pitting corrosion generated in the steel material 2 was calculated using the image after the binarization treatment shown in FIG. 6 (b). In FIG. 6B, since the white portion is pitting corrosion, the estimated area of pitting corrosion was calculated from the number of pixels in the white portion. FIG. 14 shows a graph in which the estimated area of pitting corrosion calculated in this way is taken on the horizontal axis (the area calculated by image analysis in the figure) and the actual area of pitting corrosion is taken on the vertical axis. The actual area of pitting corrosion on the vertical axis is a value converted by measuring the same sample with a 3D scanner and using the size of a square aluminum tape (2 cm x 2 cm) installed at the time of on-site measurement. .. As shown in FIG. 14, it can be seen that the estimated area of pitting corrosion (the area that can be calculated by the process of step S5 in FIG. 7) is calculated with high accuracy.

8.腐食診断について
(1)x−y平面に基づく腐食診断
鋼材2のx−y平面に基づく腐食診断については、図10(a)に示すASMに着目すれば、例えば、任意のピクセル区間におけるASMの値や、任意のピクセル区間におけるASMの平均値が予め定めたしきい値よりも下回った場合に、鋼材2に腐食や孔食が生じている可能性があると診断することができる。あるいは、任意のピクセルに対してのASMの値の変動が予め定めた変化率よりも低い場合に、鋼材2が未腐食(つまり健全)であると診断することができる。また、Case3とCase3(孔食あり)とは同様の傾向を示しつつも、ASMカーブの値が異なっているため、ASMの値の大小に基づいて、腐食しているかや孔食が生じているかを判別することができる。他の特徴量についても、図10及び図11に示すように、ケース間で際が生じているため、同様な考え方で、鋼材2に腐食状況(未腐食か腐食か孔食か)を評価することができる。鋼材2の腐食診断に用いる特徴量としては、上記5つの特徴量の全てを用いてもよいし、少なくともいずれかを用いてもよい。但し、鋼材2の腐食診断で用いる特徴量としては、鋼材2の状況によって顕著な差異が出るASM、IDM、及びEntropyの少なくともいずれかを用いることが好ましく、さらには、少なくともASMを用いることがより好ましい。
(2)z方向における腐食診断
鋼材2のz方向における腐食診断についても、図12(a)に示すASMに着目すれば、例えば、任意のピクセル区間におけるASMの値や、任意のピクセル区間におけるASMの平均値が予め定めた値を下回った場合に、鋼材2の表面の凹凸度合いが進行し、腐食や孔食が生じている可能性があると診断することができる。あるいは、任意のピクセルに対してのASMの値の変動が予め定めた変化率よりも低い場合に、鋼材2の表面が平坦に近く、未腐食(つまり健全)であると診断することができる。また、ASMだけでなく、IDM及びEntropyも、Case1と、Case2,3との間に顕著な際が生じているため、鋼材2の表面の凹凸度合いを考慮した腐食診断で用いる特徴量としては、鋼材2の状況によって顕著な差異が出るASM、IDM、及びEntropyの少なくともいずれかを用いることが好ましく、さらには、少なくともASMを用いることがより好ましい。また、特徴量としてContrastに着目すれば、鋼材2が洗浄されているか否かや、汚れているか否かを判別することも可能である。なお、z方向におけるGLCMに基づき算出した各特徴量を用いれば、腐食状況だけでなく鋼材2が湾曲しているか否かを診断することも可能である。
(3)鋼材2に生じている孔食の推定面積に基づく腐食診断
算出した孔食の推定面積が予め定めた値以上となった場合に、孔食ありと診断することができる。
(4)まとめ
以上を考慮して、制御部310のROMや記憶部320に、上記のような腐食診断を行う際の判別の基準となる値のデータや、判別結果と鋼材2の状態(未腐食、腐食、孔食など)とが対応して構成されたテーブルデータや、各特徴量の変化率を求めるための数式のデータを予め実験等を行うことにより定めて記憶しておき、制御部310は、診断部313としての機能で鋼材2の腐食状況の診断を行うことができる。また、人工知能や深層学習によって診断精度を高めるようにしてもよい。なお、診断部313は、第1特徴量、第2特徴量、及び孔食の推定面積の全てを用いて鋼材2の腐食状況を診断しなくともよく、第1特徴量、第2特徴量、及び孔食の推定面積の少なくともいずれかを用いて腐食状況を診断してもよい。また、診断部313は、第1特徴量、第2特徴量、及び孔食の推定面積の値をそのまま診断結果とし、当該診断結果を見た操作者が鋼材2の腐食状況を判定してもよい。
8. Corrosion diagnosis (1) Corrosion diagnosis based on the xy plane Regarding the corrosion diagnosis based on the xy plane of the steel material 2, focusing on the ASM shown in FIG. 10 (a), for example, the ASM in an arbitrary pixel section When the value or the average value of ASM in an arbitrary pixel section falls below a predetermined threshold value, it can be diagnosed that the steel material 2 may be corroded or pitted. Alternatively, when the fluctuation of the ASM value with respect to an arbitrary pixel is lower than the predetermined rate of change, it can be diagnosed that the steel material 2 is uncorroded (that is, sound). Further, although Case 3 and Case 3 (with pitting corrosion) show the same tendency, the value of the ASM curve is different, so whether it is corroded or pitting corrosion occurs based on the magnitude of the ASM value. Can be determined. As for other feature quantities, as shown in FIGS. 10 and 11, there are gaps between the cases, so the corrosion status (uncorroded, corroded, or pitted corrosion) of the steel material 2 is evaluated in the same way. be able to. As the feature amount used for the corrosion diagnosis of the steel material 2, all of the above five feature amounts may be used, or at least one of them may be used. However, as the feature amount used in the corrosion diagnosis of the steel material 2, it is preferable to use at least one of ASM, IDM, and Entropy, which causes a remarkable difference depending on the situation of the steel material 2, and further, it is more preferable to use at least ASM. preferable.
(2) Corrosion diagnosis in the z direction Regarding the corrosion diagnosis of the steel material 2 in the z direction, focusing on the ASM shown in FIG. 12 (a), for example, the value of ASM in an arbitrary pixel section and ASM in an arbitrary pixel section. When the average value of is less than a predetermined value, it can be diagnosed that the degree of unevenness on the surface of the steel material 2 may progress and corrosion or pitting corrosion may occur. Alternatively, when the fluctuation of the ASM value with respect to an arbitrary pixel is lower than the predetermined rate of change, it can be diagnosed that the surface of the steel material 2 is almost flat and is not corroded (that is, sound). Further, not only ASM but also IDM and Entropy have remarkable gaps between Case 1 and Cases 2 and 3, so that the feature amount used in the corrosion diagnosis considering the degree of surface unevenness of the steel material 2 is It is preferable to use at least one of ASM, IDM, and Entropy, which makes a remarkable difference depending on the situation of the steel material 2, and it is more preferable to use at least ASM. Further, by paying attention to Control as a feature amount, it is possible to determine whether or not the steel material 2 has been washed and whether or not it is dirty. By using each feature amount calculated based on GLCM in the z direction, it is possible to diagnose not only the corrosion state but also whether or not the steel material 2 is curved.
(3) Corrosion diagnosis based on the estimated area of pitting corrosion occurring in the steel material 2 When the calculated estimated area of pitting corrosion exceeds a predetermined value, it is possible to diagnose that there is pitting corrosion.
(4) Summary In consideration of the above, the ROM and storage unit 320 of the control unit 310 have data of values that serve as a reference for discrimination when performing the above-mentioned corrosion diagnosis, the discrimination result, and the state of the steel material 2 (not yet). Corrosion, corrosion, pitting corrosion, etc.) and table data and mathematical formula data for obtaining the rate of change of each feature amount are determined and stored in advance by conducting experiments, etc., and the control unit The 310 can diagnose the corrosion state of the steel material 2 by functioning as a diagnostic unit 313. In addition, the diagnostic accuracy may be improved by artificial intelligence or deep learning. The diagnostic unit 313 does not have to diagnose the corrosion state of the steel material 2 by using all of the first feature amount, the second feature amount, and the estimated area of pitting corrosion, and the first feature amount, the second feature amount, And at least one of the estimated areas of pitting corrosion may be used to diagnose corrosion conditions. Further, the diagnosis unit 313 uses the values of the first feature amount, the second feature amount, and the estimated area of pitting corrosion as they are as the diagnosis result, and even if the operator who sees the diagnosis result determines the corrosion state of the steel material 2. Good.

本発明は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、変形(構成要素の削除も含む)を加えることが可能である。以下に変形の一例を説明する。 The present invention is not limited to the above embodiments and drawings. Modifications (including deletion of components) can be appropriately added without changing the gist of the present invention. An example of the modification will be described below.

(変形例)
腐食診断システム100を構成する各部のうち、撮影部200、又は、撮影部200及び腐食診断装置300の一部の構成は、UAV(unmanned aerial vehicle)(通称してドローンとも呼ばれる。)に搭載され、遠隔操作により鋼材2を撮影可能であってもよい。また、撮影部200等の構成は、遠隔操作可能な陸上走行ロボットなどの他の移動体に搭載されていてもよい。
(Modification example)
Of the parts constituting the corrosion diagnosis system 100, a part of the photographing unit 200, or the photographing unit 200 and the corrosion diagnosis device 300 is mounted on a UAV (unmanned aerial vehicle) (commonly referred to as a drone). , The steel material 2 may be photographed by remote operation. Further, the configuration of the photographing unit 200 and the like may be mounted on another moving body such as a land traveling robot that can be remotely controlled.

以上では、鋼材2が水利施設に使用される鋼矢板である例を説明したが、腐食診断対象の鋼材2の種類は任意であり、これに限られない。腐食診断システム100や腐食診断装置300によって診断される対象の鋼材2は、土留め用の鋼矢板、土木用の鉄板、鉄塔用の鋼材などであってもよい。 In the above, the example in which the steel material 2 is a steel sheet pile used in the irrigation facility has been described, but the type of the steel material 2 subject to the corrosion diagnosis is arbitrary and is not limited to this. The steel material 2 to be diagnosed by the corrosion diagnosis system 100 or the corrosion diagnosis device 300 may be a steel sheet pile for earth retaining, an iron plate for civil engineering, a steel material for a steel tower, or the like.

以上では、撮影部200がパターン照射方式の深度センサーを含む三次元カメラから構成される例を説明したが、撮影部200はこれに限られない。撮影部200は、TOF(Time Of Flight)方式の深度センサーを含む三次元カメラから構成されていてもよい。また、撮影部200は、一体の三次元カメラに限られず、別体の可視光カメラと深度センサーの組み合わせから構成されていてもよい。 In the above, an example in which the photographing unit 200 is composed of a three-dimensional camera including a pattern irradiation type depth sensor has been described, but the photographing unit 200 is not limited to this. The photographing unit 200 may be composed of a three-dimensional camera including a TOF (Time Of Flight) depth sensor. Further, the photographing unit 200 is not limited to the integrated three-dimensional camera, and may be composed of a combination of a separate visible light camera and a depth sensor.

以上の実施例では、各種の特徴量を算出する際に、角度θ=0°の場合におけるピクセル間距離dに対応した値を求める例を説明したが、θの設定は目的に応じて任意であり、これに限定されるものではない。 In the above embodiment, when calculating various feature quantities, an example of obtaining a value corresponding to the inter-pixel distance d when the angle θ = 0 ° has been described, but the setting of θ is arbitrary depending on the purpose. Yes, but not limited to this.

以上では、画像情報取得部311が、二次元のカラー画像Sを構成する画素群のRGBデータ(RGB表色系における(R,G,B)の値)のうち、予め定めた特定の原色の情報として、Rの値を抽出することで、特定色抽出画像を生成する例を示したがこれに限られない。画像情報取得部311は、Gの値、又は、Bの値を抽出することで、特定色抽出画像を生成してもよい。例えば、鋼材2に銅が含まれている場合などには、緑青(青緑色の錆)が発生する場合も想定されるためである。 In the above, the image information acquisition unit 311 has a predetermined specific primary color among the RGB data (values of (R, G, B) in the RGB color system) of the pixel group constituting the two-dimensional color image S. As information, an example of generating a specific color extracted image by extracting the value of R has been shown, but the present invention is not limited to this. The image information acquisition unit 311 may generate a specific color extraction image by extracting the value of G or the value of B. For example, when the steel material 2 contains copper, it is assumed that patina (blue-green rust) may occur.

また、RGBデータを用いて特徴量を算出する例を示したが、これに限られない。例えば、国際照明委員会で規格化されているXYZ(Yxy)色度座標を用いてもよい。また、CMYK形式のデータに基づいて特徴量などを算出してもよい。このように、色座標のデータ形式はRGBデータに限られず任意である。また、各色の明度を何ビットで表すかなども任意である。 Further, an example of calculating the feature amount using RGB data has been shown, but the present invention is not limited to this. For example, XYZ (Yxy) chromaticity coordinates standardized by the International Commission on Illumination may be used. Further, the feature amount and the like may be calculated based on the data in the CMYK format. As described above, the data format of the color coordinates is not limited to RGB data and is arbitrary. In addition, the number of bits for expressing the brightness of each color is arbitrary.

また、腐食診断処理におけるステップS2の処理を省略してもよい。つまり、制御部310は、二次元のカラー画像S(RGB画像)から特定の原色の情報を抽出せず、二次元のカラー画像Sをグレースケール変換した上で、GLCMや各種の特徴量を算出してもよい。また、制御部310は、ステップS4の処理において、特定色抽出画像ではなく、カラー画像Sを二値化してもよい。また、制御部310は、算出部312としての機能により、グレースケール化された三次元画像Cにおけるz及びy方向に配列された画素群を対象としたGLCMを計算し、計算したGLCMに基づいて各特徴量を算出してもよい。鋼材2の深さ方向の評価は、z方向のデータを含んだ画素群を対象としたGLCMを用いて行われるものであればよい。 Further, the process of step S2 in the corrosion diagnosis process may be omitted. That is, the control unit 310 does not extract information on a specific primary color from the two-dimensional color image S (RGB image), converts the two-dimensional color image S into grayscale, and then calculates GLCM and various feature quantities. You may. Further, the control unit 310 may binarize the color image S instead of the specific color extracted image in the process of step S4. Further, the control unit 310 calculates the GLCM for the pixel groups arranged in the z and y directions in the grayscaled three-dimensional image C by the function as the calculation unit 312, and based on the calculated GLCM. Each feature amount may be calculated. The evaluation in the depth direction of the steel material 2 may be performed using GLCM for a pixel group including data in the z direction.

以上に説明した腐食診断処理を実行するプログラムは、制御部310のROMに予め記憶されているものとしたが、着脱自在の記録媒体により配布・提供されてもよい。また、当該プログラムは、腐食診断装置300と接続された他の機器からダウンロードされるものであってもよい。また、腐食診断装置300は、他の機器と電気通信ネットワークなどを介して各種データの交換を行うことにより当該プログラムに従う各処理を実行してもよい。 The program for executing the corrosion diagnosis process described above is stored in the ROM of the control unit 310 in advance, but may be distributed and provided by a detachable recording medium. Further, the program may be downloaded from another device connected to the corrosion diagnostic apparatus 300. Further, the corrosion diagnosis device 300 may execute each process according to the program by exchanging various data with other devices via a telecommunication network or the like.

[1]以上に説明した腐食診断装置300は、制御部310の機能として、画像取得手段(例えば、画像情報取得部311)と、算出手段(例えば、算出部312)と、診断手段(例えば、診断部313)と、を備える。画像取得手段は、鋼材2を撮影手段(例えば、撮影部200)によって撮影することで得られる画像を取得する。算出手段は、画像取得手段が取得した前記画像を構成する画素群を対象とした同時生起行列(GLCM)を計算し、計算した同時生起行列から特徴量を算出する。診断手段は、算出手段が算出した特徴量に基づいて鋼材2の腐食状況を診断する。そして、算出手段が算出する特徴量は、ASM(Angular Second Moment)、Contrast、Correlation、IDM(Inverse Difference Moment)、及びEntropyの少なくともいずれかを含む。
この腐食診断装置300によれば、画像取得手段が取得した画像を解析するだけでよいため、非破壊・非接触の検査によって、簡易に鋼材2の腐食状況を診断することができる。
[1] The corrosion diagnostic apparatus 300 described above has, as functions of the control unit 310, an image acquisition means (for example, image information acquisition unit 311), a calculation means (for example, calculation unit 312), and a diagnostic means (for example, for example). Diagnostic unit 313) and. The image acquisition means acquires an image obtained by photographing the steel material 2 by the photographing means (for example, the photographing unit 200). The calculation means calculates a simultaneous occurrence matrix (GLCM) for the pixel group constituting the image acquired by the image acquisition means, and calculates a feature amount from the calculated simultaneous occurrence matrix. The diagnostic means diagnoses the corrosion state of the steel material 2 based on the feature amount calculated by the calculation means. The feature amount calculated by the calculation means includes at least one of ASM (Angular Second Moment), Control, Correlation, IDM (Inverse Difference Moment), and Entropy.
According to the corrosion diagnostic apparatus 300, it is only necessary to analyze the image acquired by the image acquisition means, so that the corrosion state of the steel material 2 can be easily diagnosed by the non-destructive / non-contact inspection.

[2]具体的に、画像取得手段は、画像(鋼材2を撮影手段によって撮影することで得られる画像)として、鋼材2の二次元画像(例えば、二次元のカラー画像Sや特定色抽出画像Sr)と、二次元画像によって規定される二次元平面(x−y平面)に対する深さ方向(z方向)の情報を含む三次元画像(例えば、三次元画像C)とを取得してもよい。算出手段は、特徴量として、二次元画像を構成する画素群を対象とした同時生起行列に基づく第1特徴量と、三次元画像の深さ方向における画素群を対象とした同時生起行列に基づく第2特徴量とを算出してもよい。診断手段は、第1特徴量と第2特徴量とに基づき鋼材2の腐食状況を診断してもよい。 [2] Specifically, the image acquisition means is a two-dimensional image of the steel material 2 (for example, a two-dimensional color image S or a specific color extraction image) as an image (an image obtained by photographing the steel material 2 by the photographing means). Sr) and a three-dimensional image (for example, three-dimensional image C) including information in the depth direction (z direction) with respect to the two-dimensional plane (xy plane) defined by the two-dimensional image may be acquired. .. The calculation means is based on the first feature amount based on the simultaneous occurrence matrix for the pixel groups constituting the two-dimensional image and the simultaneous occurrence matrix for the pixel group in the depth direction of the three-dimensional image as the feature amount. The second feature amount may be calculated. The diagnostic means may diagnose the corrosion state of the steel material 2 based on the first feature amount and the second feature amount.

[3]また、算出手段は、二次元画像の明度分布に対してモード法で決定したしきい値を用いて二次元画像を二値化し、二値化した二次元画像に基づいて鋼材2に生じた孔食の推定面積を算出してもよい。診断手段は、特徴量(第1特徴量と第2特徴量の少なくともいずれか)と推定面積とに基づき鋼材2の腐食状況を診断してもよい。 [3] Further, the calculation means binarizes the two-dimensional image using the threshold value determined by the mode method for the brightness distribution of the two-dimensional image, and uses the binarized two-dimensional image as the basis for the steel material 2. The estimated area of pitting corrosion that has occurred may be calculated. The diagnostic means may diagnose the corrosion state of the steel material 2 based on the feature amount (at least one of the first feature amount and the second feature amount) and the estimated area.

[4]また、画像取得手段は、複数の原色によって表現されたカラー画像(例えば、二次元のカラー画像S)から、予め定めた特定の原色の情報(例えば、Rの値)を抽出することで二次元画像(例えば、特定色抽出画像Sr)を取得してもよい。 [4] Further, the image acquisition means extracts predetermined specific primary color information (for example, the value of R) from a color image (for example, a two-dimensional color image S) represented by a plurality of primary colors. A two-dimensional image (for example, a specific color extracted image Sr) may be acquired with.

[5]また、診断手段は、特徴量として、少なくともASMの値に基づいて鋼材2の腐食状況を診断してもよい。 [5] Further, the diagnostic means may diagnose the corrosion state of the steel material 2 based on at least the value of ASM as a feature amount.

[6]以上に説明した腐食診断システム100は、腐食診断装置300と、撮影手段(例えば撮影部200)とを備え、撮影手段は、パターン照射方式又はTOF(Time Of Flight)方式の深度センサーを含む三次元カメラからなる。
[7]以上に説明した腐食診断装置300を利用した腐食診断方法は、鋼材2を撮影手段によって撮影することで得られる画像を取得するステップと、取得した画像を構成する画素群を対象とした同時生起行列を計算し、計算した同時生起行列から特徴量(前述の5つの特徴量のうち少なくともいずれか)を算出するステップと、算出した特徴量に基づいて鋼材2の腐食状況を診断するステップと、を備える。
[8]以上に説明したプログラムは、コンピュータを、画像情報取得手段、算出手段、診断手段、として機能させる。
以上に説明した腐食診断システム100、腐食診断方法、プログラムによれば、画像取得手段が取得した画像を解析するだけでよいため、非破壊・非接触の検査によって、簡易に鋼材2の腐食状況を診断することができる。
[6] The corrosion diagnosis system 100 described above includes a corrosion diagnosis device 300 and an imaging means (for example, an imaging unit 200), and the imaging means uses a pattern irradiation method or a TOF (Time Of Flight) depth sensor. Consists of a 3D camera including.
[7] The corrosion diagnosis method using the corrosion diagnosis device 300 described above targets a step of acquiring an image obtained by photographing the steel material 2 by an imaging means and a pixel group constituting the acquired image. A step of calculating a simultaneous occurrence matrix and calculating a feature amount (at least one of the above five feature amounts) from the calculated simultaneous occurrence matrix, and a step of diagnosing the corrosion state of the steel material 2 based on the calculated feature amount. And.
[8] The program described above causes the computer to function as an image information acquisition means, a calculation means, and a diagnostic means.
According to the corrosion diagnosis system 100, the corrosion diagnosis method, and the program described above, it is only necessary to analyze the image acquired by the image acquisition means. Therefore, the corrosion status of the steel material 2 can be easily checked by non-destructive / non-contact inspection. Can be diagnosed.

以上の説明では、本発明の理解を容易にするために、公知の技術的事項の説明を適宜省略した。 In the above description, in order to facilitate the understanding of the present invention, the description of known technical matters has been omitted as appropriate.

100…腐食診断システム
200…撮影部
300…腐食診断装置
310…制御部
311…画像情報取得部、312…算出部、313…診断部、314…出力部
320…記憶部
330…操作部
340…表示部
350…通信部
1…水利施設、2…鋼材、2a…診断対象領域、3…水路
S…二次元のカラー画像、Sr…特定色抽出画像
D…三次元形状
C…三次元画像
100 ... Corrosion diagnosis system 200 ... Imaging unit 300 ... Corrosion diagnosis device 310 ... Control unit 311 ... Image information acquisition unit 312 ... Calculation unit 313 ... Diagnosis unit 314 ... Output unit 320 ... Storage unit 330 ... Operation unit 340 ... Display Part 350 ... Communication part 1 ... Water facility, 2 ... Steel material, 2a ... Diagnosis target area, 3 ... Waterway S ... Two-dimensional color image, Sr ... Specific color extraction image D ... Three-dimensional shape C ... Three-dimensional image

Claims (8)

鋼材を撮影手段によって撮影することで得られる画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段が取得した前記画像を構成する画素群を対象とした同時生起行列を計算し、計算した同時生起行列から特徴量を算出する算出手段と、
前記算出手段が算出した前記特徴量に基づいて前記鋼材の腐食状況を診断する診断手段と、を備え、
前記特徴量は、ASM(Angular Second Moment)、Contrast、Correlation、IDM(Inverse Difference Moment)、及びEntropyの少なくともいずれかを含む、
腐食診断装置。
An image acquisition means for acquiring an image obtained by photographing a steel material by an imaging means,
A calculation means for calculating a simultaneous occurrence matrix for a group of pixels constituting the image acquired by the image acquisition means and calculating a feature amount from the calculated simultaneous occurrence matrix.
A diagnostic means for diagnosing the corrosion state of the steel material based on the feature amount calculated by the calculation means is provided.
The feature amount includes at least one of ASM (Angular Second Moment), Control, Correlation, IDM (Inverse Difference Moment), and Entropy.
Corrosion diagnostic equipment.
前記画像取得手段は、前記画像として、前記鋼材の二次元画像と、前記二次元画像によって規定される二次元平面に対する深さ方向の情報を含む三次元画像とを取得し、
前記算出手段は、前記特徴量として、前記二次元画像を構成する画素群を対象とした同時生起行列に基づく第1特徴量と、前記三次元画像の前記深さ方向における画素群を対象とした同時生起行列に基づく第2特徴量とを算出し、
前記診断手段は、前記第1特徴量と前記第2特徴量とに基づき前記鋼材の腐食状況を診断する、
請求項1に記載の腐食診断装置。
The image acquisition means acquires, as the image, a two-dimensional image of the steel material and a three-dimensional image including information in the depth direction with respect to the two-dimensional plane defined by the two-dimensional image.
The calculation means targets the first feature amount based on the simultaneous occurrence matrix for the pixel groups constituting the two-dimensional image and the pixel group in the depth direction of the three-dimensional image as the feature amount. Calculate the second feature quantity based on the simultaneous occurrence matrix,
The diagnostic means diagnoses the corrosion state of the steel material based on the first feature amount and the second feature amount.
The corrosion diagnostic apparatus according to claim 1.
前記算出手段は、前記二次元画像の明度分布に対してモード法で決定したしきい値を用いて前記二次元画像を二値化し、二値化した前記二次元画像に基づいて前記鋼材に生じた孔食の推定面積を算出し、
前記診断手段は、前記特徴量と前記推定面積とに基づき前記鋼材の腐食状況を診断する、
請求項2に記載の腐食診断装置。
The calculation means binarizes the two-dimensional image using a threshold value determined by the mode method with respect to the brightness distribution of the two-dimensional image, and occurs in the steel material based on the binarized two-dimensional image. Calculate the estimated area of pitting
The diagnostic means diagnoses the corrosion state of the steel material based on the feature amount and the estimated area.
The corrosion diagnostic apparatus according to claim 2.
前記画像取得手段は、複数の原色によって表現されたカラー画像から、予め定めた特定の原色の情報を抽出することで前記二次元画像を取得する、
請求項2又は3に記載の腐食診断装置。
The image acquisition means acquires the two-dimensional image by extracting information on a specific primary color predetermined from a color image represented by a plurality of primary colors.
The corrosion diagnostic apparatus according to claim 2 or 3.
前記診断手段は、前記特徴量として、少なくともASMの値に基づいて前記鋼材の腐食状況を診断する、
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の腐食診断装置。
The diagnostic means diagnoses the corrosion state of the steel material based on at least the value of ASM as the feature amount.
The corrosion diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 4.
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の腐食診断装置と、前記撮影手段とを備え、
前記撮影手段は、パターン照射方式又はTOF(Time Of Flight)方式の深度センサーを含む三次元カメラからなる、
腐食診断システム。
The corrosion diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 5 and the photographing means are provided.
The photographing means comprises a three-dimensional camera including a pattern irradiation type or TOF (Time Of Flight) type depth sensor.
Corrosion diagnostic system.
鋼材を撮影手段によって撮影することで得られる画像を取得するステップと、
取得した前記画像を構成する画素群を対象とした同時生起行列を計算し、計算した同時生起行列から特徴量を算出するステップと、
算出した前記特徴量に基づいて前記鋼材の腐食状況を診断するステップと、を備え、
前記特徴量は、ASM(Angular Second Moment)、Contrast、Correlation、IDM(Inverse Difference Moment)、及びEntropyの少なくともいずれかを含む、
腐食診断方法。
The step of acquiring an image obtained by photographing a steel material by an imaging means,
A step of calculating a simultaneous occurrence matrix for the pixel group constituting the acquired image and calculating a feature amount from the calculated simultaneous occurrence matrix.
A step of diagnosing the corrosion state of the steel material based on the calculated feature amount is provided.
The feature amount includes at least one of ASM (Angular Second Moment), Control, Correlation, IDM (Inverse Difference Moment), and Entropy.
Corrosion diagnostic method.
コンピュータを、
鋼材を撮影手段によって撮影することで得られる画像を取得する画像取得手段、
前記画像取得手段が取得した前記画像を構成する画素群を対象とした同時生起行列を計算し、計算した同時生起行列から特徴量を算出する算出手段、
前記算出手段が算出した前記特徴量に基づいて前記鋼材の腐食状況を診断する診断手段、として機能させるプログラムであって、
前記特徴量は、ASM(Angular Second Moment)、Contrast、Correlation、IDM(Inverse Difference Moment)、及びEntropyの少なくともいずれかを含む、
プログラム。
Computer,
An image acquisition means for acquiring an image obtained by photographing a steel material by an imaging means,
A calculation means for calculating a simultaneous occurrence matrix for a group of pixels constituting the image acquired by the image acquisition means and calculating a feature amount from the calculated simultaneous occurrence matrix.
A program that functions as a diagnostic means for diagnosing a corrosion state of the steel material based on the feature amount calculated by the calculation means.
The feature amount includes at least one of ASM (Angular Second Moment), Control, Correlation, IDM (Inverse Difference Moment), and Entropy.
program.
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