JP5375398B2 - Paint degradation diagnosis method and apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and device for diagnosing coating degradation that detect degradation situation of a coating surface of a steel structure, such as, a steel tower and steel bridge, and for determining the degree of degradation. <P>SOLUTION: The method of diagnosing coating degradation comprises a process of building a degradation section extracting filter for converting an input image obtained by photographing the surface of the coated steel structure into a conversion where only degradation section of the coating surface is transmitted; a process of detecting a transmission section in the converted image and creating a degradation section profile; a process of creating a virtual coating surface degradation image simulating occurrence/growth of the coating surface degradation; a process of creating a degradation profile for evaluation from the created virtual coating surface degradation image and degradation reference, accumulating it, and creating a database; and a degradation evaluating process of determining the degradation degree by comparing the degradation profile and the degradation profile for evaluation obtained from the input image whose degradation is diagnosed. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、鉄塔,鋼橋などの鋼構造物の塗装面の劣化状況を検出し、劣化の進行度合いの判定を行なうための塗装劣化診断方法および装置に関するものである。  The present invention relates to a coating deterioration diagnosis method and apparatus for detecting a deterioration state of a painted surface of a steel structure such as a steel tower or a steel bridge and determining the degree of progress of the deterioration.

鉄塔,鋼橋などの鋼構造物においては、鋼材表面に防錆のために施された塗装の劣化を定期的に検査し、その検査結果に基づいて再塗装などの補修を行なうようにしている。  Steel structures such as steel towers and steel bridges are periodically inspected for deterioration of the coating applied to the steel surface for rust prevention, and repairs such as repainting are performed based on the inspection results. .

従来、鋼構造物の塗装面の劣化状況を診断するには、作業者が診断対象となる構造物を現地で目視,触診,打診などによって検査し、顧客別の塗装の劣化診断基準に照らし合わせて経験的に判断している(例えば、非特許文献1〜3参照。)。  Conventionally, in order to diagnose the deterioration status of the painted surface of steel structures, the operator inspects the structure to be diagnosed on-site by visual inspection, palpation, percussion, etc., and compares it with the degradation diagnosis criteria for each customer. (See, for example, Non-Patent Documents 1 to 3.)

他の従来の塗装劣化診断方法としては、診断対象を濃淡画像情報として撮影し、濃淡画像情報より錆や剥れなどを示す変状部を検出するとともにその変状部の個数、各面積、及び変状部全体の面積が画像全体に占める割合を求めて変状部データとし、濃淡画像情報を所定の間隔で小領域に区画し、小領域内に含まれる濃淡値の平均値と分散からなる統計量を求め、これら統計量と上記変状部データとから診断対象の劣化進行の度合いを判定する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。  As another conventional paint deterioration diagnosis method, a diagnostic object is photographed as grayscale image information, and a deformed portion indicating rust or peeling is detected from the grayscale image information and the number of deformed portions, each area, and The ratio of the entire area of the deformed portion to the entire image is obtained as deformed portion data, and the gray image information is divided into small areas at predetermined intervals, and consists of the average value and variance of the gray values included in the small area. A method has been proposed in which statistics are obtained and the degree of progress of deterioration of a diagnosis target is determined from these statistics and the deformed portion data (see, for example, Patent Document 1).

特開平6−116914号公報JP-A-6-116914

財団法人鉄道総合技術研究所編,「塗膜劣化状態およびケレン程度見本帳」,財団法人鉄道総合技術研究所,昭和64年Railway Technical Research Institute, “Paint Degradation State and Keren Degree Sample Book”, Railway Technical Research Institute, Showa 64 日本電信電話公社建築局編,「鉄部塗装の劣化度写真見本帖」,株式会社通信建築研究所,昭和59年1月Nippon Telegraph and Telephone Public Corporation, Architecture Department, “Decoration Photo Sample of Iron Painting”, Communications Architecture Laboratory, January 1984 社団法人日本道路協会編,「塗膜劣化程度標準写真帳」,社団法人日本道路協会,1990年6月Edited by Japan Road Association, “Standard Photo Book of Degree of Film Degradation”, Japan Road Association, June 1990

現地での目視,触診,打診による塗装の劣化診断方法では、作業者の経験に頼っているため、個人差による診断結果のバラツキが生じるといった問題があった。また、診断対象となる構造物が多い場合や構造物の規模が大きい場合には、診断作業の量が膨大になるという問題もあった。  The method of diagnosing paint deterioration by visual inspection, palpation, and percussion on site is dependent on the experience of the operator, and there is a problem that the results of diagnosis vary due to individual differences. In addition, when there are many structures to be diagnosed or when the scale of the structures is large, there is a problem that the amount of diagnosis work becomes enormous.

また、濃淡画像情報より劣化進行の度合いを判定する方法の場合、画像処理の手法により劣化診断を行なうため、個人差による診断結果のバラツキがなく、現地での目視,触診,打診による劣化診断作業と比べて労力,時間を要する作業を省くことができるが、鋼材の塗装面には錆汁の付着により錆色を呈しながら劣化部では無い部分が多く存在し、このような箇所を劣化部と判定してしまうという問題がある。錆汁は、鋼材や鋼材に取付けられた金具の腐食によって生成した物質が雨水などで運ばれて、塗装面に固着したものであり、腐食部と同じ茶色や褐色をしている。錆汁の付着は、塗装面を著しく汚し、景観上は良くないが、錆汁そのものが構造物の性能を低下させるものではない。  In addition, in the method of judging the degree of deterioration progression from grayscale image information, deterioration diagnosis is performed by image processing techniques, so there is no variation in diagnosis results due to individual differences, and deterioration diagnosis work by on-site visual inspection, palpation, and percussion Can save labor and time, but there are many non-degraded parts on the painted surface of the steel material that are rust-colored due to adhesion of rust juice and are judged as degraded parts. There is a problem of end up. The rust juice is a substance produced by corrosion of steel and metal fittings attached to the steel, carried by rainwater, etc., and fixed to the painted surface, and has the same brown or brown color as the corroded part. The adhesion of rust juice significantly stains the painted surface and is not good on the landscape, but the rust juice itself does not deteriorate the performance of the structure.

前述の問題を有利に解決するために、本発明の塗装劣化診断方法は、塗装が施された鉄塔,鋼橋などの鋼構造物の表面を撮影して得られるフルカラービットマップイメージを入力画像として用い、入力画像中の塗装面の劣化部だけを透過させた画像に変換する劣化部抽出フィルターを構築する工程と、前記劣化部抽出フィルターを適用して得られる変換画像中の劣化部を示す透過部を検出し、劣化部の個数および各劣化部の面積を算出して劣化プロファイルを生成する工程と、劣化部の発生量を、劣化部に近似した円の発生個数で表わし、劣化部の成長量を、劣化部に近似した円の総面積率と成長段階毎の総面積率の面積増加率とで表わし、予め設定された劣化部の発生量と成長量に応じて発生と成長を規則的に繰り返して、塗装面劣化の発生・成長をシミュレートし、様々な仮想塗装面劣化画像を作成する工程と、作成された仮想塗装面劣化画像群に対して、劣化部の個数および各劣化部の面積を算出するとともに実際の塗膜劣化面にできるだけ近似させた評価用仮想塗装面劣化画像を作成し、前記評価用仮想塗装面劣化画像と顧客の劣化診断基準とから評価用劣化プロファイルを作成し、評価用劣化プロファイルと評価用仮想塗装面劣化画像のデータを蓄積してデータベースを形成する工程と、前記データベースから劣化診断対象の入力画像に対応した評価用劣化プロファイルを取り出し、劣化診断対象の入力画像から得られた劣化プロファイルと比較することで劣化度合いを判定する劣化度評価の工程とにより塗装面の劣化度を診断するものである。  In order to advantageously solve the above-described problems, the paint deterioration diagnosis method of the present invention uses a full-color bitmap image obtained by photographing the surface of a steel structure such as a steel tower or steel bridge that has been painted as an input image. A step of constructing a deteriorated part extraction filter that converts only the deteriorated part of the painted surface in the input image into a transparent image, and transmission indicating the deteriorated part in the converted image obtained by applying the deteriorated part extraction filter. The process of generating a degradation profile by calculating the number of degraded parts and the area of each degraded part and generating the degradation profile, and expressing the amount of degraded parts generated by the number of circles approximating the degraded part. The amount is expressed by the total area ratio of the circle approximated to the deteriorated part and the area increase rate of the total area ratio for each growth stage, and the generation and growth are ordered according to the preset generation amount and growth amount of the deteriorated part. Repeatedly, the appearance of paint surface deterioration・ Simulate growth, create various virtual painted surface degradation images, calculate the number of degraded parts and the area of each degraded part for the created virtual painted surface degraded images, and Create a virtual painted surface degradation image for evaluation that approximates the film degradation surface as much as possible, create a degradation profile for evaluation from the virtual painted surface degradation image for evaluation and the customer's degradation diagnostic criteria, and evaluate the degradation profile for evaluation and A process of accumulating virtual painted surface degradation image data to form a database, a degradation profile for evaluation corresponding to an input image to be diagnosed from the database is extracted from the database, and a degradation profile obtained from the input image to be degraded diagnosis The degree of deterioration of the painted surface is diagnosed by a deterioration degree evaluation process for determining the degree of deterioration by comparison.

前記劣化部抽出フィルターを構築する工程は、プロトタイプ同定プロセスと、初期フィルター生成プロセスと、対話型同定プロセスとの3段階のプロセスで構成されるものである。  The process of constructing the deteriorated part extraction filter is composed of a three-stage process including a prototype identification process, an initial filter generation process, and an interactive identification process.

前記プロトタイプ同定プロセスでは、入力画像群を撮影対象,撮影状況などの撮影条件を基に複数のカテゴリーに分類し、各カテゴリーに対して複数の典型的な入力画像と入力画像の劣化部のみを明示した理想出力画像との画像対からなる学習用教師データを作成し、カテゴリー毎に遺伝的アルゴリズムの手法を用いて、入力画像から劣化部のみを抽出するために準最適化された空間フィルターを生成し、生成された空間フィルター群を劣化部抽出フィルターのプロトタイプ群として保持する。  In the prototype identification process, the input image group is classified into a plurality of categories based on the shooting conditions such as the shooting target and shooting situation, and only a plurality of typical input images and degraded portions of the input image are clearly shown for each category. Creates training data consisting of image pairs with the ideal output image and generates a sub-optimized spatial filter to extract only the degraded part from the input image using the genetic algorithm method for each category. The generated spatial filter group is held as a prototype group of the deteriorated part extraction filter.

前記初期フィルター生成プロセスでは、劣化部抽出フィルターのプロトタイプ群から各カテゴリーの劣化部抽出フィルターのプロトタイプを数個ずつ選択し、選択された劣化部抽出フィルターのプロトタイプに入力画像を適用して得られる変換画像群の中から診断者が相対的に適切であると判断した結果に従って変換画像を複数選択し、選択された画像を導出した劣化部抽出フィルターを初期フィルター群として保持する。  In the initial filter generation process, a plurality of deteriorated part extraction filter prototypes of each category are selected from the deteriorated part extraction filter prototype group, and an input image is applied to the selected deteriorated part extraction filter prototype. A plurality of converted images are selected from the image group according to the result determined by the diagnostician to be relatively appropriate, and the deteriorated portion extraction filter from which the selected image is derived is held as the initial filter group.

前記対話型同定プロセスは、初期フィルター群に入力画像を適用して得られる変換画像群の中から診断者が相対的に適切であると判断した結果に従って変換画像を選択する第1のステップと、選択された画像を導出した劣化部抽出フィルター群を親に持つ次世代の劣化部抽出フィルター群を遺伝的アルゴリズムの手法を用いて生成する第2のステップと、次世代の劣化部抽出フィルター群に入力画像を適用して得られる変換画像群の中から診断者が相対的に適切であると判断した結果に従って変換画像を選択する第3のステップとの3つのステップからなり、対話型進化計算の手法により、第2から第3のステップを繰り返し行なうことで、準最適な劣化部抽出フィルターを作成する。  The interactive identification process includes a first step of selecting a converted image according to a result determined by a diagnostician to be relatively appropriate from a converted image group obtained by applying an input image to an initial filter group; A second step of generating a next generation degraded part extraction filter group having a degraded part extraction filter group derived from the selected image using a genetic algorithm technique, and a next generation degraded part extraction filter group It consists of three steps, the third step of selecting a converted image according to the result judged by the diagnostician to be relatively appropriate from the converted image group obtained by applying the input image. A sub-optimal deteriorated part extraction filter is created by repeating the second to third steps by the method.

前記評価用劣化プロファイルは、劣化部の個数および各劣化部の面積から算出される、判定面積に対する劣化部の総面積率と、劣化部の個数を判定面積のピクセル数で無次元化した値と、個々の劣化部の面積の最大値または同一画像内での劣化部の大きさのばらつきを表わす値とをパラメータとし、3つのパラメータを軸とした3次元の評価基準空間上で構成されるものである。  The evaluation deterioration profile is calculated from the number of deteriorated portions and the area of each deteriorated portion, the total area ratio of the deteriorated portions relative to the determination area, and a value obtained by making the number of deteriorated portions dimensionless by the number of pixels of the determination area. A three-dimensional evaluation reference space with three parameters as the axis and the maximum value of the area of each deteriorated part or a value representing the variation in the size of the deteriorated part in the same image as a parameter It is.

また、本発明の塗装劣化診断装置は、塗装が施された鉄塔,鋼橋などの鋼構造物の表面を撮影して得られるフルカラービットマップイメージの入力画像を入力として、その入力画像中の塗装面の劣化部だけを透過させた画像に変換出力する劣化部抽出フィルターを構築する劣化部抽出フィルター構築手段と、前記劣化部抽出フィルターを適用して得られる変換画像中の劣化部を示す透過部を検出し、劣化部の個数および各劣化部の面積を算出して劣化プロファイルを生成する劣化プロファイル生成手段と、劣化部の発生量を、劣化部に近似した円の発生個数で表わし、劣化部の成長量を、劣化部に近似した円の総面積率と成長段階毎の総面積率の面積増加率とで表わし、予め設定された劣化部の発生量と成長量に応じて発生と成長を規則的に繰り返して、塗装面劣化の発生・成長をシミュレートし、様々な仮想塗装面劣化画像を作成する仮想塗装面劣化画像作成手段と、作成された仮想塗装面劣化画像群に対して、劣化部の個数および各劣化部の面積を算出するとともに実際の塗膜劣化面にできるだけ近似させた評価用仮想塗装面劣化画像を作成し、前記評価用仮想塗装面劣化画像と顧客の劣化診断基準とから評価用劣化プロファイルを作成する評価用劣化プロファイル作成手段と、評価用劣化プロファイルと評価用仮想塗装面劣化画像のデータを蓄積して形成されるデータベースと、データベースから劣化診断対象の入力画像に対応した評価用劣化プロファイルを取り出し、劣化診断対象の入力画像から得られた劣化プロファイルと比較することで劣化度合いを判定する劣化度評価手段とを備えるものである。  In addition, the paint deterioration diagnosis apparatus of the present invention receives, as an input, an input image of a full color bitmap image obtained by photographing the surface of a steel structure such as a steel tower or steel bridge to which paint has been applied, and paint in the input image Deterioration part extraction filter construction means for constructing a deterioration part extraction filter that converts and outputs an image that transmits only the deterioration part of the surface, and a transmission part that indicates the deterioration part in the converted image obtained by applying the deterioration part extraction filter A deterioration profile generation means for generating a deterioration profile by calculating the number of deterioration portions and the area of each deterioration portion, and the generation amount of the deterioration portion is represented by the number of occurrences of a circle that approximates the deterioration portion. Is expressed by the total area ratio of the circle approximated to the deteriorated part and the area increase rate of the total area ratio for each growth stage. systematically Again, a virtual painted surface deterioration image creation means for simulating the occurrence / growth of painted surface degradation and creating various virtual painted surface degradation images, and a degradation part for the created virtual painted surface degradation image group The virtual painted surface deterioration image for evaluation that approximates the actual coated film deteriorated surface as much as possible is created and the evaluation virtual painted surface deteriorated image and the customer's deterioration diagnosis standard are calculated. Corresponding to the degradation image creation means for creating the degradation profile for evaluation, the database formed by accumulating the degradation profile for evaluation and the virtual painted surface degradation image for evaluation, and the input image for degradation diagnosis from the database Degradation rating for determining the degree of degradation by taking out the degradation profile for evaluation and comparing it with the degradation profile obtained from the input image of the degradation diagnosis target It is intended and means.

前記劣化部抽出フィルター構築手段は、プロトタイプ同定プロセスを行なう手段と、初期フィルター生成プロセスを行なう手段と、対話型同定プロセスを行なう手段との3段階のプロセスを行なう手段を備えるものである。  The degraded portion extraction filter construction means includes means for performing a three-stage process including a means for performing a prototype identification process, a means for performing an initial filter generation process, and a means for performing an interactive identification process.

前記プロトタイプ同定プロセスを行なう手段は、入力画像群を撮影対象,撮影状況などの撮影条件を基に複数のカテゴリーに分類し、各カテゴリーに対して複数の典型的な入力画像と入力画像の劣化部のみを明示した理想出力画像との画像対からなる学習用教師データを作成する学習用教師データ作成手段と、カテゴリー毎に遺伝的アルゴリズムの手法を用いて、入力画像から劣化部のみを抽出するために準最適化された空間フィルターを生成し、生成された空間フィルター群を劣化部抽出フィルターのプロトタイプ群として保持するプロトタイプフィルター構築手段とを備えるものである。  The means for performing the prototype identification process classifies the input image group into a plurality of categories based on shooting conditions such as a shooting target and a shooting situation, and a plurality of typical input images and degraded portions of the input images for each category. In order to extract only the degraded part from the input image by using the training teacher data creation means that creates the training teacher data consisting of the image pair with the ideal output image that clearly indicates only and the genetic algorithm method for each category And a prototype filter construction means for generating a sub-optimized spatial filter and holding the generated spatial filter group as a prototype group of the deteriorated part extraction filter.

前記初期フィルター生成プロセスを行なう手段は、劣化部抽出フィルターのプロトタイプ群から各カテゴリーの劣化部抽出フィルターのプロトタイプを数個ずつ選択する劣化部抽出フィルター選択手段と、選択された劣化部抽出フィルターのプロトタイプに入力画像を適用して得られる変換画像群の中から診断者が相対的に適切であると判断した結果の情報を受け付ける受付手段と、受け付けられた情報に従って変換画像を選択する画像選択手段と、選択された画像を導出した劣化部抽出フィルターを初期フィルター群として保持する初期フィルター生成手段とを備えるものである。  The means for performing the initial filter generation process includes: a deteriorated portion extraction filter selecting means for selecting several deteriorated portion extraction filter prototypes for each category from a prototype group of deteriorated portion extraction filters; and a selected deteriorated portion extraction filter prototype. Receiving means for receiving information of a result determined by the diagnostician to be relatively appropriate from the converted image group obtained by applying the input image to the image; and image selecting means for selecting the converted image according to the received information; And an initial filter generation means for holding a deteriorated portion extraction filter from which the selected image is derived as an initial filter group.

前記対話型同定プロセスを行なう手段は、初期フィルター群または次世代の劣化部抽出フィルター群に入力画像を適用して得られる変換画像群の中から診断者が相対的に適切であると判断した結果の情報を受け付ける受付手段と、受け付けられた情報に従って変換画像を選択する画像選択手段と、選択された画像を導出した劣化部抽出フィルター群を親に持つ次世代の劣化部抽出フィルター群を遺伝的アルゴリズムの手法を用いて生成する更新手段とを備えるものである。  The means for performing the interactive identification process is a result that the diagnostician determines that the diagnostic image is relatively appropriate from the converted image group obtained by applying the input image to the initial filter group or the next-generation deteriorated part extraction filter group. A reception means for receiving information on the image, an image selection means for selecting a converted image in accordance with the received information, and a next generation deterioration part extraction filter group having a deterioration part extraction filter group derived from the selected image as a parent. And updating means for generating using an algorithm technique.

本発明の塗装劣化診断方法および装置によれば、画像処理の手法により劣化診断を行なうため、個人差による診断結果のバラツキがほとんどなく、現地での目視,触診,打診による劣化診断作業と比べると労力,時間を要する作業を省くことができる。  According to the paint deterioration diagnosis method and apparatus of the present invention, since deterioration diagnosis is performed by an image processing method, there is almost no variation in diagnosis results due to individual differences, compared with deterioration diagnosis work by visual inspection, palpation, and percussion on site. Labor and time-consuming work can be saved.

また、画像中の塗装面の劣化部だけを透過させる劣化部抽出フィルターを、遺伝的アルゴリズムの手法を用いたプロトタイプ同定プロセスと、初期フィルター生成プロセスと、対話型進化計算の手法を用いた対話型同定プロセスとの3段階のプロセスにより生成することで、錆汁等の錆色を呈しながら劣化部ではない部分についても判断することができる。  In addition, a deteriorated part extraction filter that transmits only the deteriorated part of the painted surface in the image, a prototype identification process using a genetic algorithm method, an initial filter generation process, and an interactive type using an interactive evolutionary calculation method By generating by a three-stage process including the identification process, it is possible to determine a portion that is not a deteriorated portion while exhibiting a rust color such as rust juice.

本発明の塗装劣化診断方法のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of the coating deterioration diagnostic method of this invention. 入力画像と変換画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an input image and a conversion image. プロトタイプ同定プロセスのフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of a prototype identification process. 教師データ(サンプル画像−理想出力画像の対)の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of teacher data (a pair of a sample image-ideal output image). 空間フィルター群のデータ構造の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the data structure of a spatial filter group. 対話型同定プロセスのフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of an interactive identification process. 仮想塗装面劣化画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a virtual painted surface degradation image. 評価用仮想塗装面劣化画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the virtual painting surface degradation image for evaluation. 微小な劣化部を消去した場合の3次元評価基準空間の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the three-dimensional evaluation reference | standard space | space at the time of deleting a minute degradation part. 劣化部の大きさのばらつきを考慮した3次元評価基準空間の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the three-dimensional evaluation reference | standard space which considered the dispersion | variation in the magnitude | size of a degradation part. 塗装劣化診断を行なう装置の構成要素を示す図である。It is a figure which shows the component of the apparatus which performs a paint deterioration diagnosis. 劣化部抽出フィルター構築手段の構成要素を示す図である。It is a figure which shows the component of a degradation part extraction filter construction means. 実施例のプロトタイプ同定プロセスのフィルタリング結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the filtering result of the prototype identification process of an Example. 実施例の対話型同定プロセスのフィルタリング結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the filtering result of the interactive identification process of an Example. 実施例の一様型の仮想塗装面劣化画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the uniform type virtual coating surface degradation image of an Example. 実施例の半分型および中心型の仮想塗装面劣化画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the half type | mold and center type virtual paint surface degradation image of an Example. 劣化診断対象の入力画像例を示す図である。It is a figure which shows the example of an input image of deterioration diagnosis object. 2つ目の評価基準空間にパラメータ値をプロットした結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the result of having plotted the parameter value in the 2nd evaluation reference | standard space. データベース形成後の塗装劣化診断方法のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of the coating deterioration diagnostic method after database formation.

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。  Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の塗装劣化診断方法のフローチャートである。塗装が施された鉄塔,鋼橋などの鋼構造物の表面を撮影した画像は、デジタルカメラ等により撮影され、コンピュータに取り込まれる。撮影された画像は、フルカラービットマップイメージとし、入力画像1として使用する。入力画像1は各画素毎にRGBの3刺激値の3次元整数値ベクトル(r,g,b),0≦r,g,b≦255によって表現されている。  FIG. 1 is a flowchart of the paint deterioration diagnosis method of the present invention. An image obtained by photographing the surface of a steel structure such as a steel tower or a steel bridge that has been painted is photographed by a digital camera or the like and captured by a computer. The photographed image is used as the input image 1 as a full color bitmap image. The input image 1 is represented by a three-dimensional integer value vector (r, g, b) of RGB tristimulus values, 0 ≦ r, g, b ≦ 255 for each pixel.

前記入力画像1を用いて劣化部抽出フィルターの構築2を行なう。劣化部抽出フィルターとは、入力画像1の塗装面の劣化部分だけを透過させた画像に変換出力する入出力系である。図2に入力画像と変換画像の例を示す。  Using the input image 1, construction 2 of the deteriorated part extraction filter is performed. The deteriorated portion extraction filter is an input / output system that converts and outputs an image through which only the deteriorated portion of the painted surface of the input image 1 is transmitted. FIG. 2 shows an example of the input image and the converted image.

本発明で用いている空間フィルターの構成について説明する。空間フィルターは、画像Iの各画素の3刺激値(r,g,b),(0≦r,g,b≦255,r,g,bは整数)を、1次元の透過値t,(0≦t≦255,tは整数)に変換する関数t=F(r,g,b)である。劣化部抽出フィルターは、画像中の劣化部分を透過させ、それ以外の部分を透過させない空間フィルターであり、劣化部分の画素に対して、大きな透過値を与え、それ以外の部分に低い透過値を与える。The configuration of the spatial filter used in the present invention will be described. The spatial filter converts tristimulus values (r, g, b), (0 ≦ r, g, b ≦ 255, r, g, b are integers) of each pixel of the image I into a one-dimensional transmission value t, ( 0 ≦ t ≦ 255, t is a function t = F 1 (r, g, b). The deteriorated part extraction filter is a spatial filter that transmits the deteriorated part in the image and does not transmit the other part, and gives a large transmission value to the pixel of the deteriorated part, and a low transmission value to the other part. give.

まず、(r,g,b)の3刺激値を数式1および数式2を通して、L色空間上の点(L,u,v)に変換する。次に、画像Iの画素をL色空間上の距離((L+u+v1/2)に関するk平均法によりクラスタリングする。ここで、画像Iの座標(i,j)における画素が属するクラスターの重心座標をb(i,j)=(L(i,j),u(i,j),v(i,j))によって表わす。First, the tristimulus values of (r, g, b) are converted into points (L, u, v) on the L * u * v * color space through Equations 1 and 2. Next, the pixels of the image I are clustered by the k-means method with respect to the distance ((L 2 + u 2 + v 2 ) 1/2 ) in the L * u * v * color space. Here, b I (i, j) = (L b (i, j), u b (i, j), v b (i , J)).

Figure 0005375398
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Figure 0005375398
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次に、各画素の3刺激値(r,g,b)から数式3を通して、輝度成分Y(r,g,b)を分離する。この輝度成分によるグレースケール画像をIとする。また、画像Iの座標(i,j)における画素の輝度をY(i,j)で表し、輝度成分の空間2次微分(輝度変化の滑らかさ)D(i,j)を数式4で与える。Next, the luminance component Y (r, g, b) is separated from the tristimulus value (r, g, b) of each pixel through Equation 3. A grayscale image according to the luminance component and I Y. In addition, the luminance of the pixel at the coordinates (i, j) of the image I Y is represented by Y (i, j) , and the spatial second derivative (smoothness of luminance change) D Y (i, j) of the luminance component is expressed by Equation 4. Give in.

Figure 0005375398
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Figure 0005375398
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空間フィルターF(r,g,b)では、まず、全ての座標(i,j)におけるb(i,j)=(L(i,j),u(i,j),v(i,j))に対して、数式5によりアフィン変換を行い、数式6を通して、n個の基準点(L,u,v),k=1,・・・,nからの最短距離d(i,j)を求める。次に、数式7により最短距離d(i,j)と輝度成分の空間2次微分との凸結合vを求める。そして、数式8によって透過値tを定める。In the spatial filter F I (r, g, b), first, b I (i, j) = (L b (i, j), u b (i, j), v at all coordinates (i, j). b (i, j)) is subjected to affine transformation according to Equation 5, and through Equation 6, n reference points (L k , u k , v k ), k = 1,. Find the shortest distance d (i, j). Next, a convex combination v between the shortest distance d (i, j) and the spatial second derivative of the luminance component is obtained by Expression 7. Then, the transmission value t is determined by Expression 8.

Figure 0005375398
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数式5において、c,i=1,・・・,9は−1≦c≦1なる実数であり、数式7において、λは0≦λ≦1なる実数であり、数式8において、[]はガウス記号、Kは透過率を制御する定数であり、K>0を満たす実数である。In Equation 5, c i, i = 1 , ···, 9 is a real number becomes -1 ≦ c i ≦ 1, in Equation 7, lambda is 0 ≦ λ ≦ 1 becomes real numbers, the equation 8, [ ] Is a Gaussian symbol, K is a constant for controlling the transmittance, and is a real number satisfying K> 0.

劣化部抽出フィルター構築工程2において、劣化部抽出フィルターの同定は、プロトタイプ同定プロセス3と初期フィルター生成プロセス4と対話型同定プロセス5の3段階のプロセスからなる。第1段階のプロトタイプ同定プロセス3では、教師データとして作成された学習用教師データ(典型的な入力画像−理想出力画像の対の集合)を用いて、劣化部抽出フィルターのプロトタイプとなる空間フィルターを遺伝的アルゴリズムの手法により同定する。第2段階の初期フィルター生成プロセス4では、第1段階のプロトタイプ同定プロセス3で生成された劣化部抽出フィルターのプロトタイプ群から劣化診断対象の入力画像1に適した劣化部抽出フィルター群を選択し、初期フィルター群を生成する。第3段階の対話型同定プロセス5では、第2段階の初期フィルター生成プロセス4で生成された初期フィルター群を基に、対話型進化計算の手法を用いて、準最適な劣化部抽出フィルターを同定していく。  In the deteriorated part extraction filter construction step 2, identification of the deteriorated part extraction filter includes a three-stage process including a prototype identification process 3, an initial filter generation process 4, and an interactive identification process 5. In the prototype identification process 3 in the first stage, a spatial filter serving as a prototype of the deteriorated part extraction filter is created by using learning teacher data (a set of typical input image-ideal output image pairs) created as teacher data. Identify by genetic algorithm. In the initial stage filter generation process 4 of the second stage, a deteriorated part extraction filter group suitable for the input image 1 of the deterioration diagnosis target is selected from the prototype group of the deteriorated part extraction filter generated in the prototype identification process 3 of the first stage, Create an initial filter group. In the third stage interactive identification process 5, a sub-optimal deteriorated part extraction filter is identified using a method of interactive evolution calculation based on the initial filter group generated in the second stage initial filter generation process 4. I will do it.

劣化部抽出フィルターの同定は、第1段階のプロトタイプ同定プロセス3だけでは、与えられた条件において、必ずしも結果として準最適解が得られる保証はない。そのため、第3段階で対話型同定プロセス5を行ない、診断者の主観評価値を反映して劣化部抽出フィルターの同定を行なうことで、準最適解を得ようとするものである。  The identification of the deteriorated part extraction filter is not necessarily guaranteed that a sub-optimal solution is obtained as a result under the given conditions only by the first-stage prototype identification process 3. Therefore, the interactive identification process 5 is performed in the third stage to identify the deteriorated part extraction filter by reflecting the subjective evaluation value of the diagnostician, thereby obtaining a sub-optimal solution.

図3はプロトタイプ同定プロセス3のフローである。第1段階のプロトタイプ同定プロセス3の手順は、まず、入力画像群1を撮影対象,撮影状況などの撮影条件を基に複数のカテゴリーに分類する。次いで、各カテゴリーに対して、複数の典型的な入力画像1を抽出し、抽出された入力画像1をサンプル画像として、劣化部だけを透過させた理想出力画像を作成し、図4に示すような教師データ(サンプル画像−理想出力画像の対)を作成する。前記理想出力画像は、劣化部の階調度を255、非劣化部の階調度を0とした2値化画像とする。これらの教師データ群(サンプル画像−理想出力画像の対の集合)を学習用教師データとし、カテゴリー毎に遺伝的アルゴリズムの手法を用いて、劣化部のみを抽出するために準最適化された空間フィルターを生成し、この生成された空間フィルター群を劣化部抽出フィルターのプロトタイプ群として保持する。  FIG. 3 is a flowchart of the prototype identification process 3. In the procedure of the prototype identification process 3 in the first stage, first, the input image group 1 is classified into a plurality of categories based on photographing conditions such as a photographing target and a photographing situation. Next, for each category, a plurality of typical input images 1 are extracted, and using the extracted input images 1 as sample images, an ideal output image in which only the degraded portion is transmitted is created, as shown in FIG. Teacher data (sample image-ideal output image pair) is created. The ideal output image is a binarized image in which the gradation level of the degraded portion is 255 and the gradation level of the non-degraded portion is 0. These teacher data groups (a set of sample image-ideal output image pairs) are used as learning teacher data, and a space that is semi-optimized to extract only the degraded part using the genetic algorithm method for each category. A filter is generated, and the generated spatial filter group is held as a prototype group of the deteriorated part extraction filter.

第1段階のプロトタイプ同定プロセス3で用いられる遺伝的アルゴリズムについて概略説明する。遺伝的アルゴリズムは、生物の進化の過程を模擬したアルゴリズムで、問題に対する準最適解を求めるための手法である。ニューロコンピュータが個体としての生物を対象としているのに対して、遺伝的アルゴリズムは何世代にもわたる複数の生物を対象としている点が大きく異なる点である。  The genetic algorithm used in the first stage prototype identification process 3 will be outlined. A genetic algorithm is an algorithm that simulates the evolution process of a living organism and is a method for obtaining a suboptimal solution to a problem. Neurocomputers target organisms as individuals, whereas genetic algorithms differ greatly in that they target multiple organisms for generations.

遺伝的アルゴリズムの一般的な処理手順について説明する。
(1)初期化
対象とする問題を遺伝子の形にコーティングし、異なる染色体を持つ個体をN個生成して、初期世代とする。遺伝子とは、個体の形質を規定する基本構成要素であり、染色体がビット列であれば0または1で表現される。
(2)選択
各個体の適合度を計算し、適合度に基づく一定の規則で個体の選択を行なう。一般的に、適合度の高い個体は増殖し、低い個体は淘汰される。
(3)交叉
設定された交叉確率や交叉方法により交叉を行ない、新しい個体を生成する。
(4)突然変異
設定された突然変異確率や突然変異方法によって突然変異を行ない、新しい個体を生成する。
(5)終了判定
終了条件を満たせば、その時に得られている最良の個体を問題の準最適解とする。
終了条件を満たさなければ、(2)選択に戻る。
A general processing procedure of the genetic algorithm will be described.
(1) Initialization Coat the target problem in the form of a gene, generate N individuals with different chromosomes, and make it the initial generation. A gene is a basic component that defines the character of an individual. If a chromosome is a bit string, it is represented by 0 or 1.
(2) Selection The fitness of each individual is calculated, and the individual is selected according to a certain rule based on the fitness. In general, individuals with high fitness grow and individuals with low fitness are culled.
(3) Crossover Crossover is performed according to the set crossing probability and crossover method, and a new individual is generated.
(4) Mutation Mutation is performed according to the set mutation probability and mutation method to generate a new individual.
(5) Termination determination If the termination condition is satisfied, the best individual obtained at that time is set as the suboptimal solution of the problem.
If the end condition is not satisfied, (2) return to selection.

本発明では、遺伝的アルゴリズムの手法を用いて同定される劣化部抽出フィルターは、c,i=1,2,・・・,9の9パラメータと、(L,u,v),k=1,・・・,nの3nパラメータと、λとKを合わせて3n+11パラメータで構成されており、この(3n+11)パラメータを各々8ビットのグレイコードで表現する。つまり、コーティングされる染色体は8ビット×(3n+11)パラメータ=8×(3n+11)ビットの0,1の文字列で構成される。また、N個の初期個体の染色体は全てランダムに生成し、世代更新の際の個体数の増減はないものとする。In the present invention, the deteriorated part extraction filter identified by using the genetic algorithm technique includes nine parameters c i , i = 1, 2,..., 9 and (L k , u k , v k ). , K = 1,..., N and λ and K are combined to form 3n + 11 parameters, and each (3n + 11) parameter is represented by an 8-bit gray code. That is, the chromosome to be coated is composed of 0 and 1 character strings of 8 bits × (3n + 11) parameter = 8 × (3n + 111) bits. In addition, it is assumed that the chromosomes of the N initial individuals are all randomly generated, and there is no increase or decrease in the number of individuals at the time of generation update.

個体sの適合度は、数式9の適合度関数a(s)によって定める。各個体の適合度を計算して、適合度に基づく一定の規則で個体の選択を行なう。適合度の高い個体を次世代に子孫を残すことができる個体として選択し、適合度の低い個体は淘汰される。  The fitness of the individual s is determined by the fitness function a (s) of Equation 9. The fitness of each individual is calculated, and individuals are selected according to a certain rule based on the fitness. Individuals with high fitness are selected as individuals that can leave offspring in the next generation, and individuals with low fitness are deceived.

Figure 0005375398
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数式9において、教師データの画像群の中で、サンプル画像をIとし、理想出力画像において劣化部分とされる部分の画素全体の集合をC,それ以外の画素全体の集合をDとする。また、各画素pにおける3刺激値を(r(p),g(p),b(p))とする。つまり、劣化部分においてはより大きな透過値F(r,g,b)を、非劣化部分においてはより小さい透過値F(r,g,b)を与える個体sがより高い適合度を得る。In Equation 9, a sample image is I in the teacher data image group, C is a set of all the pixels that are degraded in the ideal output image, and D is a set of all other pixels. Further, the tristimulus values at each pixel p are assumed to be (r (p), g (p), b (p)). That is, the individual s that gives a larger transmission value F I (r, g, b) in the degraded portion and a smaller transmission value F I (r, g, b) in the non-degraded portion has a higher fitness. .

遺伝的アルゴリズムでは、初期世代の個体をランダムに作り、この初期世代の個体へ遺伝子操作(選択,交叉および突然変異)を行なって次世代を作り、さらに、作成された世代の個体へ遺伝子操作を行なう、というように繰り返しにより、最適な個体を探索する。この遺伝子操作は、決められた世代更新回数繰り返して終了する。  In the genetic algorithm, individuals of the initial generation are randomly created, genetic operations (selection, crossover, and mutation) are performed on the individuals of the initial generation to create the next generation, and gene manipulation is performed on the individuals of the generated generation. The optimum individual is searched for by repeating the operation. This genetic manipulation is repeated after a predetermined number of generation updates.

カテゴリー毎に遺伝的アルゴリズムの手法を用いて劣化部抽出フィルターの同定を行なうと、世代更新終了時には、図5の空間フィルター群のデータ構造に示すように、各カテゴリーともに、亜種12を除くと数種類の個体11で個体群が占められる。これらの生成された空間フィルター群を劣化部抽出フィルターのプロトタイプとして保持する。  When the degraded part extraction filter is identified using the genetic algorithm method for each category, at the end of the generation update, as shown in the data structure of the spatial filter group in FIG. Several individuals 11 occupy the population. The generated spatial filter group is held as a prototype of the deteriorated part extraction filter.

次に、第2段階の初期フィルター生成プロセス4の手順を説明する。まず、劣化診断対象の入力画像1を指定する。第1段階のプロトタイプ同定プロセス3で生成された劣化部抽出フィルターのプロトタイプ群から各カテゴリーの劣化部抽出フィルターのプロトタイプを数個ずつ選択する。選択された劣化部抽出フィルターのプロトタイプに入力画像1を適用して得られる変換画像群を入力画像1とともに提示する。提示された変換画像群の中から診断者が相対的に適切であると判断した結果に従って変換画像を複数選択する。次に、選択された画像を導出した劣化部抽出フィルターが属するカテゴリーの中より、選択された画像を導出した劣化部抽出フィルターとそれぞれの亜種を初期フィルター群として保持する。  Next, the procedure of the initial stage initial filter generation process 4 will be described. First, the input image 1 to be deteriorated is designated. Several prototypes of deteriorated part extraction filters of each category are selected from the prototype group of deteriorated part extraction filters generated in the first stage prototype identification process 3. A group of converted images obtained by applying the input image 1 to the prototype of the selected degraded portion extraction filter is presented together with the input image 1. A plurality of converted images are selected according to a result that the diagnostician determines to be relatively appropriate from the presented converted image group. Next, from the category to which the deteriorated part extraction filter from which the selected image is derived belongs, the deteriorated part extraction filter from which the selected image is derived and the respective variants are held as an initial filter group.

図6は対話型同定プロセス5のフローである。第3段階の対話型同定プロセス5の手順は、まず、第1のステップとして、第2段階の初期フィルター生成プロセス4で保持されている初期フィルター群に劣化診断対象の入力画像1を適用して得られる変換画像群を入力画像1とともに診断者に提示し、提示された変換画像群の中から診断者が相対的に適切であると判断した結果に従って変換画像を選択する。第2のステップとして、選択された画像を導出した劣化部抽出フィルター群を親に持つ次世代の劣化部抽出フィルター群を遺伝的アルゴリズムの手法を用いて生成する。第3のステップとして、次世代の劣化部抽出フィルター群に入力画像1を適用して得られる変換画像群を入力画像1とともに診断者に提示し、提示された変換画像群の中から診断者が相対的に適切であると判断した結果に従って変換画像を選択する。対話型進化計算の手法により、この第2から第3ステップを繰り返し行なうことで、準最適な劣化部抽出フィルターを作成する。  FIG. 6 is a flow of the interactive identification process 5. In the procedure of the interactive identification process 5 in the third stage, first, as a first step, the input image 1 to be diagnosed for deterioration is applied to the initial filter group held in the initial filter generation process 4 in the second stage. The obtained converted image group is presented to the diagnostician together with the input image 1, and the converted image is selected according to the result that the diagnostician determines to be relatively appropriate from the displayed converted image group. As a second step, a next generation deteriorated part extraction filter group having a deteriorated part extraction filter group derived from the selected image as a parent is generated using a genetic algorithm technique. As a third step, the converted image group obtained by applying the input image 1 to the next-generation degraded portion extraction filter group is presented to the diagnostician together with the input image 1, and the diagnostician selects the converted image group from the presented converted image group. A converted image is selected according to a result determined to be relatively appropriate. A sub-optimal deteriorated part extraction filter is created by repeating the second to third steps by the method of interactive evolutionary calculation.

劣化部抽出フィルターの更新・決定は、初期フィルター群を初期個体群として、対話型進化計算の手法を用いて、以下の手順で行なう。
(1)提示された劣化度抽出フィルター群の中から、診断者が相対的に適切であると判断する劣化度抽出フィルターを選択する。
(2)選択された劣化度抽出フィルターを「次世代に子孫を残すことができる個体群」とし、世代の更新を行ない、更新された個体群を提示する。ただし、(1)で選択された個体は、次世代にそのまま残し、残りの個体(初期個体群数から選択された個体数を除いた個体数)をプロトタイプ同定プロセス3と同様に「交叉」の操作を加えて生成する。つまり、プロトタイプ同定プロセス3における適合度関数を診断者の主観評価値に置き換えて世代の更新を行なう。
(3)再提示された個体群の中で劣化診断対象の入力画像1に対する劣化部抽出フィルターとして、十分満足できるものが存在すれば、それを採用して終了する。そうでなければ、(1)に戻って、一連の手順を繰り返す。
The update / determination of the deteriorated part extraction filter is performed by the following procedure using the method of interactive evolution calculation with the initial filter group as the initial individual group.
(1) From the group of presented degradation level extraction filters, a degradation level extraction filter that the diagnostician determines to be relatively appropriate is selected.
(2) The selected deterioration degree extraction filter is set to “an individual group that can leave offspring in the next generation”, the generation is updated, and the updated individual group is presented. However, the individuals selected in (1) are left as they are in the next generation, and the remaining individuals (the number of individuals excluding the number of individuals selected from the initial population) are “crossed” in the same way as in the prototype identification process 3. Generate by adding operations. In other words, the generation function is updated by replacing the fitness function in the prototype identification process 3 with the subjective evaluation value of the diagnostician.
(3) If there is a sufficiently satisfactory degradation part extraction filter for the degradation diagnosis target input image 1 in the re-presented population, it is adopted and terminated. Otherwise, return to (1) and repeat the series of steps.

なお、対話型同定プロセス5では、入力画像中の劣化部がどの程度良好に抽出されているかについての判断は診断者が目視で行ない、それ以外の処理をコンピュータで行なっている。人の判断自体をコンピュータ上で行なうことは困難であるが、この診断者の判断結果を累計的にデータベースとして蓄積しておくことで、劣化診断対象の入力画像1と同じカテゴリーに分類されている類似する画像の判断結果をデータベースから抽出して、劣化部がどの程度良好に抽出されているかの判断をコンピュータ上で行なうことにより、対話型同定プロセス5をコンピュータ上で自動で行なうことも可能である。  In the interactive identification process 5, the judgment as to how well the deteriorated portion in the input image is extracted is made visually by the diagnostician, and other processing is performed by the computer. Although it is difficult to make a person's judgment on a computer, it is classified into the same category as the input image 1 to be diagnosed for deterioration by accumulating the judgment results of the diagnostician as a database. It is also possible to automatically perform the interactive identification process 5 on the computer by extracting similar image determination results from the database and determining how well the degraded portion is extracted on the computer. is there.

劣化プロファイル生成の工程7では、前記劣化部抽出フィルター構築工程2により準最適化された劣化部抽出フィルターに劣化診断対象の入力画像1を適用して得られる変換画像6に対して、変換画像中の劣化部を示す透過部を検出し、劣化部の個数および各劣化部の面積を算出して、劣化プロファイルを生成する。  In the degradation profile generation step 7, the conversion image 6 obtained by applying the input image 1 to be subjected to degradation diagnosis to the degradation portion extraction filter quasi-optimized in the degradation portion extraction filter construction step 2 is converted into a converted image. The transmission part indicating the deterioration part is detected, the number of deterioration parts and the area of each deterioration part are calculated, and a deterioration profile is generated.

次に、劣化部抽出フィルターを適用して得られた変換画像6の劣化度評価を行なうために仮想塗装面劣化画像の作成8を行なう。塗装の劣化診断基準は顧客別に異なるため、一定の判断基準を作成することはできず、各顧客別の診断基準に対応できるようなシステムにする必要がある。塗装の劣化診断基準の例としては、表1に示す財団法人 鉄道総合技術研究所編集の「塗膜劣化状態およびケレン程度見本帳」の判定法Pの基準があり、われ,剥離,発錆などの劣化の中でも、主に錆の発生状況により6段階の劣化度合いに分けられている。  Next, in order to evaluate the degree of deterioration of the converted image 6 obtained by applying the deteriorated part extraction filter, a virtual painted surface deterioration image is created 8. Since the coating deterioration diagnosis criteria differ from customer to customer, it is not possible to create certain criteria, and it is necessary to have a system that can handle the diagnostic criteria for each customer. As an example of paint deterioration diagnosis criteria, there is a standard of judgment method P of “Coating film deterioration state and kelen degree sample book” edited by Railway Research Institute shown in Table 1, crack, peeling, rusting, etc. Among the deteriorations, there are 6 stages of deterioration depending mainly on the state of rust generation.

Figure 0005375398
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視覚で感知し得る劣化過程は、大きく分けて発生と成長の2つに分類することができる。発生と成長の速さがどのように変化し、どのように関係するかで、劣化の進行度合いも変化する。そこで、劣化部の個数と面積の発生・成長プロセスに着目した劣化過程をシミュレートした仮想塗装面劣化画像を作成して、判断基準を定量化する。  Degradation processes that can be perceived visually can be roughly classified into two types: generation and growth. The degree of progress of deterioration also changes depending on how the generation and growth rates change and how they relate to each other. Therefore, a virtual painted surface deterioration image that simulates the deterioration process focusing on the generation / growth process of the number and area of the deteriorated parts is created, and the criterion is quantified.

劣化過程は、大きく分けて発生と成長の2つに分類することができることから、劣化部の発生量を、劣化部に近似した円の発生個数(n)で表わし、劣化部の成長量を、劣化部に近似した円の総面積率(AAR)と成長段階毎の総面積率の面積増加率(β)とで表わし、段階(L)を経る毎に発生と成長を規則的に繰り返して、劣化過程を模した仮想塗装面劣化画像の作成を行なう。仮想塗装面劣化画像は、第i段階での劣化部の総面積率を表す数式10に従って劣化部が成長するものとして作成する。Since the deterioration process can be roughly divided into two types, generation and growth, the generation amount of the deterioration portion is represented by the number of occurrences of circles (n) approximating the deterioration portion, and the growth amount of the deterioration portion is expressed as follows: It is represented by the total area ratio (AAR i ) of the circle approximated to the deteriorated part and the area increase rate (β) of the total area ratio at each growth stage, and the generation and growth are repeated regularly every time it passes through the stage (L). Then, a virtual painted surface deterioration image simulating the deterioration process is created. The virtual painted surface deterioration image is created on the assumption that the deteriorated portion grows according to Equation 10 representing the total area ratio of the deteriorated portion at the i-th stage.

Figure 0005375398
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また、仮想塗装面劣化画像は、劣化部の発生位置の分布を全面に一様に分布した場合(一様型)と、いずれかの一辺に偏りを持たせた場合(半分型)と、面の中心に集中させた場合(中心型)の3種類作成する。図7に作成した仮想塗装面劣化画像の一例を示す。図の仮想塗装面劣化画像は、発生個数n={5,25,200}(個),総面積率AAR=0.1%,成長段階毎の総面積率の面積増加率β=2.0の初期値で作成した画像のうち、成長段階i=第4段階(AAR=0.8%)およびi=第8段階(AAR=12.8%)の仮想塗装面劣化画像を示している。In addition, the virtual painted surface deterioration image shows the surface when the distribution of the occurrence position of the deteriorated part is uniformly distributed (uniform type), when one side is biased (half type), Three types are created when concentrated in the center (center type). FIG. 7 shows an example of the virtual painted surface deterioration image created. The virtual painted surface degradation image shown in the figure is the number of occurrences n = {5, 25, 200} (pieces), the total area ratio AAR i = 0.1%, and the area increase rate β = 2. Among the images created with an initial value of 0, a virtual painted surface deteriorated image at the growth stage i = fourth stage (AAR i = 0.8%) and i = 8th stage (AAR i = 12.8%) is shown. ing.

劣化診断対象の入力画像1は、画像ごとに撮影状況,撮影部位,撮影範囲などの撮影条件が異なることから、劣化の発生,成長の条件を撮影条件に対応するように変化させて仮想塗装面劣化画像を複数作成し、劣化診断対象画像の条件に合った仮想塗装面劣化画像を作成する。  Since the input image 1 to be diagnosed for deterioration has different shooting conditions such as the shooting situation, shooting site, and shooting range for each image, the conditions for occurrence and growth of deterioration are changed so as to correspond to the shooting conditions, and the virtual painted surface A plurality of degradation images are created, and a virtual painted surface degradation image that matches the conditions of the degradation diagnosis target image is created.

評価用劣化プロファイル作成の工程9では、まず、仮想塗装面劣化画像作成工程8で作成された仮想塗装面劣化画像群に対して、劣化部の個数および各劣化部の面積を算出するとともに評価用仮想塗装面劣化画像を作成する。前記評価用仮想塗装面劣化画像は、仮想塗装面劣化画像を実際の塗膜劣化面にできるだけ近似させた画像であり、例えば、図8に示すように、塗装が施された鋼構造物の画像に仮想塗装面劣化画像を配置したものが使用される。次に、評価用仮想塗装面劣化画像を顧客の劣化診断基準に基づいて、劣化度合い別に分類し、判定面積(HA)に対する劣化部の総面積率(AAR)と、劣化部の個数を判定面積のピクセル数で無次元化した値(N/HA)と、個々の劣化部の面積の最大値(AMR)と、同一画像内での劣化部の大きさのばらつきを表わす値とを算出し、3つのパラメータを軸とした3次元の評価基準空間で構成される評価用劣化プロファイルを作成する。作成された評価用劣化プロファイルは評価用仮想塗装面劣化画像とともに蓄積され、データベースを形成する。  In step 9 for creating the degradation profile for evaluation, first, for the virtual painted surface degradation image group created in the virtual painted surface degradation image creating step 8, the number of degraded portions and the area of each degraded portion are calculated and evaluated. Create a virtual painted surface degradation image. The virtual painted surface deterioration image for evaluation is an image obtained by approximating the virtual painted surface deteriorated image as much as possible to the actual coated film deteriorated surface. For example, as shown in FIG. 8, an image of a steel structure that has been painted. An image in which a virtual painted surface deterioration image is arranged is used. Next, the virtual painted surface deterioration image for evaluation is classified according to the degree of deterioration based on the customer's deterioration diagnosis criteria, and the total area ratio (AAR) of the deteriorated portion relative to the determination area (HA) and the number of the deteriorated portions are determined. A non-dimensional value (N / HA) of the number of pixels, a maximum area value (AMR) of each deteriorated portion, and a value representing variation in the size of the deteriorated portion in the same image, A degradation profile for evaluation composed of a three-dimensional evaluation reference space with three parameters as axes is created. The created degradation profile for evaluation is stored together with the virtual painted surface degradation image for evaluation to form a database.

診断者が目視で劣化度を評価する際には、判定面積に対して微小な劣化部は無視される。これを、評価用劣化プロファイルに反映させるために、画像中の最小単位である1ピクセルで表示されている劣化部を消去してから、AAR,N/HA,AMRを求める。微小な劣化部を消去した後のパラメータを、それぞれFAAR,FN/HA,FAMRで表す。作成された3次元の評価基準空間の一例を図9に示す。  When a diagnostician visually evaluates the degree of deterioration, a minute deterioration portion with respect to the determination area is ignored. In order to reflect this in the degradation profile for evaluation, AAR, N / HA, and AMR are obtained after erasing the degraded portion displayed by one pixel, which is the minimum unit in the image. Parameters after erasing the minute deteriorated part are represented by FAAR, FN / HA, and FAMR, respectively. An example of the created three-dimensional evaluation reference space is shown in FIG.

また、大きな劣化部がほとんど存在せず、主に微小な劣化部が全面に広がっている場合には、微小な劣化部を評価基準に考慮する必要がある。これを、評価用劣化プロファイルに反映させるために、各劣化部の大きさに重み関数を掛け、同一画像内での劣化部の大きさのばらつきを表わす値をパラメータとして設定する。この劣化部の大きさのばらつきを表わす値をパラメータとして、各劣化部の大きさを2乗して合計した値(Σ{log(SA)})を設定する。SA(i=1,・・・,n)は、個々の劣化部の面積を示している。作成された3次元の評価基準空間の一例を図10に示す。In addition, when there is almost no large deteriorated part and mainly the minute deteriorated part spreads over the entire surface, it is necessary to consider the minute deteriorated part as an evaluation criterion. In order to reflect this in the degradation profile for evaluation, the size of each degraded portion is multiplied by a weighting function, and a value representing the variation in the size of the degraded portion in the same image is set as a parameter. A value (Σ {log (SA i )} 2 ) is set by squaring the size of each deteriorated portion using a value representing the variation in size of the deteriorated portion as a parameter. SA i (i = 1,..., N) indicates the area of each deteriorated portion. An example of the created three-dimensional evaluation reference space is shown in FIG.

劣化度評価の工程10の手順を説明する。入力画像1より得られた劣化プロファイルから、判定面積(HA)に対する劣化部の総面積率(AAR,FAAR)と、劣化部の個数を判定面積のピクセル数で無次元化した値(N/HA,FN/HA)と、個々の劣化部の面積の最大値(AMR,FAMR)または同一画像内での劣化部の大きさのばらつきを表わす値(Σ{log(SA)})を算出し、評価用劣化プロファイル作成の工程9で得られた評価用劣化プロファイルの3次元の評価基準空間にプロットする。プロットした点は評価基準空間内の1点で表され、その点に対応する判定結果が劣化度の結果として出力される。The procedure of the degradation degree evaluation step 10 will be described. From the deterioration profile obtained from the input image 1, the total area ratio (AAR, FAAR) of the deteriorated portion relative to the determination area (HA) and a value obtained by making the number of deteriorated portions dimensionless by the number of pixels of the determination area (N / HA) , FN / HA) and a maximum value (AMR, FAMR) of the area of each deteriorated portion or a value (Σ {log (SA i )} 2 ) representing variation in size of the deteriorated portion in the same image. Then, the degradation profile for evaluation obtained in the step 9 for creating the degradation profile for evaluation is plotted in the three-dimensional evaluation standard space. The plotted point is represented by one point in the evaluation reference space, and a determination result corresponding to the point is output as a result of the deterioration degree.

評価用仮想塗装面劣化画像および評価用劣化プロファイルが格納されているデータベースの中から劣化診断対象の入力画像1に対応した評価用劣化プロファイルを取り出す方法としては、仮想塗装面劣化画像は撮影状況,撮影部位,撮影範囲などの撮影条件に対応できるように複数作成されているため、劣化診断対象画像の撮影条件(カテゴリー分類)に対応する評価用仮想塗装面劣化画像を選定することで、選定された評価用仮想塗装面劣化画像に対応する評価用劣化プロファイルを取り出すことができる。  As a method for extracting the deterioration profile for evaluation corresponding to the input image 1 to be subjected to the deterioration diagnosis from the database storing the deterioration image for evaluation painted surface and the deterioration profile for evaluation, the virtual painted surface deterioration image is obtained by taking the imaging state, Since multiple images are created so as to correspond to the imaging conditions such as the imaging region and imaging range, it is selected by selecting the virtual painted surface degradation image for evaluation corresponding to the imaging condition (category classification) of the degradation diagnosis target image. The evaluation deterioration profile corresponding to the evaluation virtual painted surface deterioration image can be taken out.

このような塗装劣化診断を行なう装置の構成要素として、劣化プロファイルを蓄積するための機材としては、図11に示すように、画像取り込み手段13と、取り込まれた画像群をフルカラービットマップイメージの画像データに変換する画像変換手段14と、入力画像1の塗装面の劣化部だけを透過させた画像に変換出力する劣化部抽出フィルターを構築する劣化部抽出フィルター構築手段15と、劣化部抽出フィルター構築手段15により準最適化された劣化部抽出フィルターを適用して得られる変換画像中6の劣化部を示す透過部を検出し、劣化部の個数および各劣化部の面積を算出して劣化プロファイルを生成する劣化プロファイル生成手段16と、劣化プロファイルと劣化部抽出フィルターのデータを蓄積する記憶手段17とを備えたコンピュータシステムを用いる。  As a component of an apparatus for performing such paint deterioration diagnosis, as equipment for accumulating a deterioration profile, as shown in FIG. 11, an image capturing means 13 and the captured image group are images of a full color bitmap image. Image conversion means 14 for converting to data, degradation part extraction filter construction means 15 for constructing a degradation part extraction filter for converting and outputting an image through which only the degradation part of the painted surface of the input image 1 is transmitted, and construction of a degradation part extraction filter The transmission part which shows the degradation part of 6 in the conversion image obtained by applying the degradation part extraction filter quasi-optimized by the means 15 is detected, and the degradation profile is calculated by calculating the number of degradation parts and the area of each degradation part. A degradation profile generation means 16 for generating, and a storage means 17 for accumulating degradation profile and degradation portion extraction filter data are provided. The computer system used.

前記劣化部抽出フィルター構築手段15は、図12に示すように、プロトタイプ同定プロセスを行なう手段20と、初期フィルター生成プロセスを行なう手段25と、対話型同定プロセスを行なう手段29との3段階のプロセスを行なう手段を備えている。  As shown in FIG. 12, the deteriorated part extraction filter construction means 15 is a three-stage process comprising means 20 for performing a prototype identification process, means 25 for performing an initial filter generation process, and means 29 for performing an interactive identification process. There is a means to perform.

前記プロトタイプ同定プロセスを行なう手段20は、入力画像群1を撮影対象,撮影状況などの撮影条件を基に複数のカテゴリーに分類し、各カテゴリーに対して複数のサンプル画像と理想出力画像の対からなる教師データ群を作成する学習用教師データ作成手段18と、カテゴリー毎に遺伝的アルゴリズムの手法を用いて、入力画像1から劣化部のみを抽出するために準最適化された空間フィルターを生成し、生成された空間フィルター群を劣化部抽出フィルターのプロトタイプ群として保持するプロトタイプフィルター構築手段19とを備えている。  The means 20 for performing the prototype identification process classifies the input image group 1 into a plurality of categories based on photographing conditions such as a photographing object and a photographing situation, and for each category, a pair of a plurality of sample images and ideal output images. Using a learning teacher data creation means 18 for creating a teacher data group and a genetic algorithm method for each category, to generate a sub-optimized spatial filter for extracting only the degraded portion from the input image 1 And a prototype filter construction means 19 for holding the generated spatial filter group as a prototype group of the deteriorated part extraction filter.

前記初期フィルター生成プロセスを行なう手段25は、劣化部抽出フィルターのプロトタイプ群から各カテゴリーの劣化部抽出フィルターのプロトタイプを数個ずつ選択する劣化部抽出フィルター選択手段21と、選択された劣化部抽出フィルターのプロトタイプに入力画像1を適用して得られる変換画像群の中から診断者が相対的に適切であると判断した結果の情報を受け付ける受付手段22と、受け付けられた情報に従って変換画像を選択する画像選択手段23と、選択された画像を導出した劣化部抽出フィルターが属するカテゴリーの中より、選択された画像を導出した劣化部抽出フィルターとそれぞれの亜種を初期フィルター群として保持する初期フィルター生成手段24とを備えている。  The means 25 for performing the initial filter generation process includes a deteriorated part extraction filter selecting means 21 for selecting several prototypes of deteriorated part extraction filters for each category from a prototype group of deteriorated part extraction filters, and a selected deteriorated part extraction filter. Receiving means 22 for receiving information of a result determined by the diagnostician to be relatively appropriate from the converted image group obtained by applying the input image 1 to the prototype of the image, and selecting the converted image according to the received information Initial filter generation that retains the image selection means 23 and the deteriorated portion extraction filter from which the selected image is derived and the respective subspecies as an initial filter group from the category to which the deteriorated portion extraction filter from which the selected image is derived belongs Means 24.

前記対話型同定プロセスを行なう手段29は、劣化部抽出フィルター群に入力画像1を適用して得られる変換画像群の中から診断者が相対的に適切であると判断した結果の情報を受け付ける受付手段26と、受け付けられた情報に従って変換画像を選択する画像選択手段27と、選択された画像を導出した劣化部抽出フィルター群を親に持つ次世代の劣化部抽出フィルター群を遺伝的アルゴリズムの手法を用いて生成する更新手段28を備えている。  The means 29 for performing the interactive identification process accepts information on a result determined by the diagnostician to be relatively appropriate from the converted image group obtained by applying the input image 1 to the deteriorated part extraction filter group. Means 26, an image selecting means 27 for selecting a converted image according to the received information, and a next generation degraded portion extraction filter group having a degraded portion extraction filter group from which the selected image is derived as a genetic algorithm. The update means 28 which produces | generates using is provided.

このような機能を有するコンピュータシステムを用いて、劣化プロファイルを蓄積する手順について説明する。塗装が施された鉄塔,鋼橋などの鋼構造物の表面を撮影して得られる画像を画像取り込み手段13によりコンピュータに取り込み、取り込まれた画像群を画像変換手段14によりフルカラービットマップイメージに変換し、入力画像1として使用する。  A procedure for accumulating a deterioration profile using a computer system having such a function will be described. An image obtained by photographing the surface of a steel structure such as a steel tower or steel bridge that has been painted is captured by the image capturing means 13 and the captured image group is converted into a full-color bitmap image by the image converting means 14. And used as the input image 1.

入力画像1の塗装面の劣化部だけを透過させた画像に変換出力する劣化部抽出フィルターを劣化部抽出フィルター構築手段15により構築する。まず、プロトタイプ同定プロセスを行なう手段20で、入力画像群1を学習用教師データ作成手段18により、撮影対象,撮影状況などの撮影条件を基に複数のカテゴリーに分類し、各カテゴリーに対して複数のサンプル画像と理想出力画像の対からなる教師データ画像群を作成する。次に、プロトタイプフィルター構築手段19により、カテゴリー毎に遺伝的アルゴリズムの手法を用いて、入力画像1から劣化部のみを抽出するために準最適化された空間フィルターを生成し、生成された空間フィルター群を劣化部抽出フィルターのプロトタイプ群として保持する。  The deteriorated part extraction filter construction means 15 constructs a deteriorated part extraction filter that converts and outputs an image that transmits only the deteriorated part of the painted surface of the input image 1. First, the means 20 for performing the prototype identification process categorizes the input image group 1 into a plurality of categories by the learning teacher data creation means 18 based on the photographing conditions such as the photographing object and the photographing situation, and a plurality of them are classified for each category. A teacher data image group composed of a pair of the sample image and the ideal output image is created. Next, the prototype filter construction means 19 generates a sub-optimized spatial filter for extracting only the deteriorated portion from the input image 1 using a genetic algorithm method for each category, and the generated spatial filter The group is held as a prototype group of the deteriorated part extraction filter.

次に、初期フィルター生成プロセスを行なう手段25で、各カテゴリーの劣化部抽出フィルターのプロトタイプを劣化部抽出フィルター選択手段21により数個ずつ選択する。選択された劣化部抽出フィルターのプロトタイプに入力画像1を適用して得られる変換画像群の中から診断者が相対的に適切であると判断した結果の情報を受付手段22により受け付け、受け付けられた情報に従って画像選択手段23により変換画像を選択する。選択された画像を導出した劣化部抽出フィルターが属するカテゴリーの中より、選択された画像を導出した劣化部抽出フィルターとそれぞれの亜種を初期フィルター生成手段24により初期フィルター群として保持する。  Next, the means 25 for performing the initial filter generation process selects several prototypes of the deteriorated portion extraction filters for each category by the deteriorated portion extraction filter selecting means 21. Information on the result determined by the diagnostician to be relatively appropriate from the converted image group obtained by applying the input image 1 to the prototype of the selected degraded portion extraction filter is received by the receiving means 22 and received. A converted image is selected by the image selection means 23 according to the information. From the category to which the deteriorated part extraction filter from which the selected image is derived belongs, the deteriorated part extraction filter from which the selected image is derived and the respective variants are held as an initial filter group by the initial filter generation means 24.

次に、対話型同定プロセスを行なう手段29で、まず、第1のステップとして、初期フィルター群に入力画像1を適用して得られる変換画像群の中から診断者が相対的に適切であると判断した結果の情報を受付手段26により受け付け、受け付けられた情報に従って画像選択手段27により変換画像を選択する。第2のステップとして、選択された画像を導出した劣化部抽出フィルター群を親に持つ次世代の劣化部抽出フィルター群を更新手段28により、遺伝的アルゴリズムの手法を用いて生成する。第3のステップとして、次世代の劣化部抽出フィルター群に入力画像1を適用して得られる変換画像群の中から診断者が相対的に適切であると判断した結果の情報を受付手段26により受け付け、受け付けられた情報に従って画像選択手段27により変換画像を選択する。対話型進化計算の手法により、この第2から第3ステップを繰り返し行なうことで、準最適な劣化部抽出フィルターを作成する。  Next, in the means 29 for performing the interactive identification process, first, as a first step, the diagnostician is relatively appropriate from the converted image group obtained by applying the input image 1 to the initial filter group. Information of the determined result is received by the receiving unit 26, and a converted image is selected by the image selecting unit 27 according to the received information. As a second step, a next-generation degraded part extraction filter group having a degraded part extraction filter group from which the selected image is derived as a parent is generated by the update means 28 using a genetic algorithm technique. As a third step, the reception unit 26 receives information on a result determined by the diagnostician to be relatively appropriate from the converted image group obtained by applying the input image 1 to the next-generation deteriorated part extraction filter group. The converted image is selected by the image selection means 27 in accordance with the received information. A sub-optimal deteriorated part extraction filter is created by repeating the second to third steps by the method of interactive evolutionary calculation.

劣化部抽出フィルター構築手段15により準最適化された劣化部抽出フィルターを適用して得られる変換画像6に対して、劣化プロファイル生成手段16により、変換画像中の劣化部を示す透過部を検出し、劣化部の個数および各劣化部の面積を算出して劣化プロファイルを生成し、劣化プロファイルと劣化部抽出フィルターのデータを記憶手段17に蓄積する。  For the converted image 6 obtained by applying the deteriorated part extraction filter quasi-optimized by the deteriorated part extraction filter construction means 15, the deterioration profile generating means 16 detects a transmission part indicating the deteriorated part in the converted image. The number of deteriorated parts and the area of each deteriorated part are calculated to generate a deterioration profile, and the deterioration profile and the data of the deteriorated part extraction filter are stored in the storage means 17.

なお、前記対話型同定プロセスを行なう手段29において、入力画像中の劣化部がどの程度良好に抽出されているかについての判断を診断者が目視で行なう必要があるが、劣化プロファイルと劣化部抽出フィルターのデータとともに診断者の判断結果を記憶手段17に蓄積してデータベースを形成しておくことで、劣化診断対象の入力画像1と同じカテゴリーに分類されている類似する画像の判断結果をデータベースから抽出して、劣化部がどの程度良好に抽出されているかの判断をコンピュータ上で行なうことにより、対話型同定プロセスを行なう手段29をコンピュータ上で自動で行なうことが可能となる。  Note that in the means 29 for performing the interactive identification process, it is necessary for the diagnostician to visually determine how well the deteriorated portion in the input image is extracted. The judgment result of the diagnostician is accumulated in the storage means 17 together with the data of the above, and the database is formed, so that the judgment result of the similar image classified in the same category as the input image 1 to be deteriorated is extracted from the database. Then, by determining on the computer how well the deteriorated portion is extracted, the means 29 for performing the interactive identification process can be automatically performed on the computer.

つまり、データベースが形成されると、図19に示すように、新たに撮影した入力画像1の劣化プロファイルを生成する場合において、撮影した入力画像1を撮影対象,撮影状況などの撮影条件を基に複数のカテゴリーに分類し、劣化診断対象の入力画像1と同じカテゴリーに分類されている類似する画像の劣化部抽出フィルターをデータベースから取り出し、劣化診断対象の入力画像1に取り出した劣化部抽出フィルターを適用して、劣化部を透過した変換画像6を出力し、劣化部の個数および各劣化部の面積を算出して劣化プロファイルを生成することが可能となる。  That is, when the database is formed, as shown in FIG. 19, in the case of generating a degradation profile of the newly captured input image 1, the captured input image 1 is based on the imaging conditions such as the imaging target and the imaging situation. Degradation part extraction filters of similar images that are classified into a plurality of categories and are classified in the same category as the input image 1 subject to deterioration diagnosis are extracted from the database, and the deterioration part extraction filter extracted to the input image 1 subject to deterioration diagnosis is extracted. By applying this, the converted image 6 transmitted through the deteriorated part is output, and the deterioration profile can be generated by calculating the number of deteriorated parts and the area of each deteriorated part.

また、塗装劣化診断を行なう装置の構成要素として、評価用劣化プロファイルを蓄積するための機材としては、図11に示すように、劣化部の発生量を、劣化部に近似した円の発生個数で表わし、劣化部の成長量を、劣化部に近似した円の総面積率と成長段階毎の総面積率の面積増加率とで表わし、予め設定された劣化部の発生量と成長量に応じて発生と成長を規則的に繰り返して、塗装面劣化の発生・成長をシミュレートし、様々な仮想塗装面劣化画像を作成する仮想塗装面劣化画像作成手段30と、作成された仮想塗装面劣化画像群に対して、劣化部の個数および各劣化部の面積を算出するとともに、評価用仮想塗装面劣化画像を作成し、前記評価用仮想塗装面劣化画像と顧客の劣化診断基準とから評価用劣化プロファイルを作成する評価用劣化プロファイル作成手段31と、評価用仮想塗装面劣化画像と評価用劣化プロファイルのデータを蓄積する記憶手段32とを備えたコンピュータシステムを用いる。  Moreover, as a component of the apparatus for performing the paint deterioration diagnosis, as equipment for accumulating the deterioration profile for evaluation, as shown in FIG. 11, the amount of generation of the deteriorated portion is represented by the number of generated circles approximated to the deteriorated portion. The growth amount of the deteriorated part is represented by the total area ratio of the circle approximated to the deteriorated part and the area increase rate of the total area ratio for each growth stage, and according to the preset generation amount and growth amount of the deteriorated part A virtual painted surface deterioration image creating means 30 for simulating the occurrence and growth of paint surface deterioration by repeating generation and growth regularly and creating various virtual paint surface deterioration images, and the created virtual paint surface deterioration image For each group, the number of deteriorated parts and the area of each deteriorated part are calculated, a virtual painted surface deterioration image for evaluation is created, and the evaluation deterioration is determined from the evaluation virtual painted surface deteriorated image and the customer's deterioration diagnosis standard. Review profile creation And use the degradation profile creating unit 31, a computer system that includes a storage unit 32 for storing the data of the evaluation degradation profile and virtual paintwork deteriorated image for evaluation used.

このような機能を有するコンピュータシステムを用いて、評価用劣化プロファイルを蓄積する手順について説明する。まず、劣化モデル作成手段30により、塗装面劣化の発生・成長をシミュレートし、様々な仮想塗装面劣化画像の作成を行なう。次に、評価用劣化プロファイル作成手段31により、作成された仮想塗装面劣化画像群に対して、劣化部の個数および各劣化部の面積を算出するとともに、評価用仮想塗装面劣化画像を作成する。前記評価用仮想塗装面劣化画像を顧客の劣化診断基準に基づいて、劣化度合い別に分類し、判定面積(HA)に対する劣化部の総面積率(AAR)と、劣化部の個数を判定面積のピクセル数で無次元化した値(N/HA)と、個々の劣化部の面積の最大値(AMR)と、同一画像内での劣化部の大きさのばらつきを表わす値とを算出し、3つのパラメータを軸とした3次元の評価基準空間で構成される評価用劣化プロファイルを作成する。作成された評価用劣化プロファイルは評価用仮想塗装面劣化画像とともに記憶手段32に蓄積してデータベースを形成する。  A procedure for accumulating the degradation profile for evaluation using a computer system having such a function will be described. First, the degradation model creation means 30 simulates the occurrence / growth of painted surface degradation and creates various virtual painted surface degradation images. Next, the evaluation deterioration profile creating means 31 calculates the number of deteriorated portions and the area of each deteriorated portion for the created virtual painted surface deteriorated image group, and also creates an evaluation virtual painted surface deteriorated image. . The virtual painted surface deterioration image for evaluation is classified according to the degree of deterioration based on the customer deterioration diagnosis criteria, and the total area ratio (AAR) of the deteriorated portion with respect to the determination area (HA) and the number of the deteriorated portions are pixels of the determination area. A value (N / HA) made dimensionless by number, a maximum value (AMR) of the area of each deteriorated portion, and a value representing variation in size of the deteriorated portion in the same image are calculated, A deterioration profile for evaluation composed of a three-dimensional evaluation reference space with a parameter as an axis is created. The created degradation profile for evaluation is stored in the storage means 32 together with the virtual painted surface degradation image for evaluation to form a database.

さらに、塗装劣化診断を行なう装置の構成要素として、劣化度評価を行なうための機材としては、図11に示すように、評価用仮想塗装面劣化画像および評価用劣化プロファイルが格納されているデータベースの中から劣化診断対象の入力画像1に対応した評価用劣化プロファイルを取り出して、劣化診断対象の入力画像1の劣化プロファイルから算出されるパラメータと評価用劣化プロファイルを比較して劣化診断対象となる入力画像1の劣化度合いを判定する劣化度評価手段33を備えたコンピュータシステムを用いる。  Furthermore, as a component of the apparatus for performing the paint deterioration diagnosis, as equipment for performing the deterioration degree evaluation, as shown in FIG. 11, a database storing evaluation virtual paint surface deterioration images and evaluation deterioration profiles is stored. An evaluation deterioration profile corresponding to the input image 1 of the deterioration diagnosis target is extracted from the inside, and a parameter calculated from the deterioration profile of the input image 1 of the deterioration diagnosis target is compared with the deterioration profile for evaluation, and the input to be the deterioration diagnosis target A computer system provided with deterioration degree evaluation means 33 for determining the degree of deterioration of image 1 is used.

このような機能を有するコンピュータシステムを用いて、劣化度評価を行なう手順について説明する。劣化度評価手段33により、まず、劣化診断対象の入力画像1より得られた劣化プロファイルから、判定面積(HA)に対する劣化部の総面積率(AAR,FAAR)と、劣化部の個数を判定面積のピクセル数で無次元化した値(N/HA,FN/HA)と、個々の劣化部の面積の最大値(AMR,FAMR)または同一画像内での劣化部の大きさのばらつきを表わす値(Σ{log(SA)})を算出する。次に、評価用仮想塗装面劣化画像および評価用劣化プロファイルが格納されているデータベースの中から劣化診断対象の入力画像1に対応した評価用劣化プロファイルを取り出して、劣化プロファイルから算出されるパラメータと比較することで劣化診断対象画像の劣化度合いを判定する。A procedure for performing the deterioration degree evaluation using a computer system having such a function will be described. First, the deterioration degree evaluation means 33 determines the total area ratio (AAR, FAAR) of the deteriorated portion relative to the determination area (HA) and the number of the deteriorated portions from the deterioration profile obtained from the input image 1 to be deteriorated. Values (N / HA, FN / HA) made dimensionless with the number of pixels and the maximum value (AMR, FAMR) of the area of each deteriorated portion or a value representing variation in the size of the deteriorated portion in the same image (Σ {log (SA i )} 2 ) is calculated. Next, the degradation profile for evaluation corresponding to the input image 1 to be diagnosed for degradation is extracted from the database storing the degradation image for evaluation painted surface and the degradation profile for evaluation, and parameters calculated from the degradation profile are obtained. By comparing, the degree of deterioration of the deterioration diagnosis target image is determined.

次に実施例により本発明を説明する。塗装が施された鉄塔,鋼橋などの鋼構造物の表面を撮影した画像は、デジタルカメラ等により撮影され、コンピュータに取り込まれる。撮影された画像は、フルカラービットマップイメージとし、入力画像1として使用する。  Next, an example explains the present invention. An image obtained by photographing the surface of a steel structure such as a steel tower or a steel bridge that has been painted is photographed by a digital camera or the like and captured by a computer. The photographed image is used as the input image 1 as a full color bitmap image.

まず、入力画像1を用いて劣化部抽出フィルターの構築を行なう。劣化部抽出フィルター構築工程2において、劣化部抽出フィルターの同定は、プロトタイプ同定プロセス3と初期フィルター生成プロセス4と対話型同定プロセス5の3段階のプロセスからなる。  First, a deteriorated part extraction filter is constructed using the input image 1. In the deteriorated part extraction filter construction step 2, identification of the deteriorated part extraction filter includes a three-stage process including a prototype identification process 3, an initial filter generation process 4, and an interactive identification process 5.

第1段階のプロトタイプ同定プロセス3を行なう。まず、入力画像群1を撮影対象,撮影状況などの撮影条件を基に複数のカテゴリーに分類する。次いで、各カテゴリーに対して、複数の典型的な入力画像1を抽出し、抽出された入力画像1をサンプル画像として、劣化部だけを透過させた理想出力画像を作成し、図4に示すような教師データ(サンプル画像−理想出力画像の対)を作成する。前記理想出力画像は、劣化部の階調度を255、非劣化部の階調度を0とした2値化画像とする。これらの教師データ群(サンプル画像−理想出力画像の対の集合)を学習用教師データとし、カテゴリー毎に遺伝的アルゴリズムの手法を用いて、劣化部分のみを抽出するために準最適化された空間フィルターを生成し、この生成された空間フィルター群を劣化部抽出フィルターのプロトタイプ群として保持する。  The first stage prototype identification process 3 is performed. First, the input image group 1 is classified into a plurality of categories based on shooting conditions such as shooting targets and shooting conditions. Next, for each category, a plurality of typical input images 1 are extracted, and using the extracted input images 1 as sample images, an ideal output image in which only the degraded portion is transmitted is created, as shown in FIG. Teacher data (sample image-ideal output image pair) is created. The ideal output image is a binarized image in which the gradation level of the degraded portion is 255 and the gradation level of the non-degraded portion is 0. These teacher data groups (a set of sample image-ideal output image pairs) are used as learning teacher data, and a space that is semi-optimized to extract only the degraded portion using a genetic algorithm method for each category. A filter is generated, and the generated spatial filter group is held as a prototype group of the deteriorated part extraction filter.

本実施例では、遺伝的アルゴリズムの手法を用いて同定される劣化部抽出フィルターをc,i=1,2,・・・,9の9パラメータと、(L,u,v),k=1,2,3の9パラメータと、λとKを合わせて20パラメータとした場合について説明する。この合計20パラメータを各々8ビットのグレイコードで表現する。つまり、コーティングされる染色体は8ビット×20パラメータ=160ビットの0,1の文字列で構成される。また、本実施例では、初期個体数は100個体とし、世代更新の際の個体数の増減はないものとする。各初期個体の染色体160ビットは全てランダムに生成する。In this embodiment, the deteriorated part extraction filter identified by using the genetic algorithm method is composed of nine parameters c i , i = 1, 2,..., 9 and (L k , u k , v k ). , K = 1, 2, and 3 and λ and K are combined into 20 parameters. The total 20 parameters are each expressed by an 8-bit gray code. That is, the chromosome to be coated is composed of 0 and 1 character strings of 8 bits × 20 parameters = 160 bits. In this embodiment, it is assumed that the initial number of individuals is 100, and the number of individuals does not increase or decrease when the generation is updated. All 160-bit chromosomes of each initial individual are randomly generated.

個体sの適合度は、数式9の適合度関数a(s)によって定める。数式9において、教師データの画像群の中で、サンプル画像をIとし、理想出力画像において劣化部分とされる部分の画素全体の集合をC,それ以外の画素全体の集合をDとする。また、各画素pにおける3刺激値を(r(p),g(p),b(p))とする。つまり、劣化部分においてはより大きな透過値F(r,g,b)を、非劣化部分においてはより小さい透過値F(r,g,b)を与える個体sがより高い適合度を得る。The fitness of the individual s is determined by the fitness function a (s) of Equation 9. In Equation 9, a sample image is I in the teacher data image group, C is a set of all the pixels that are degraded in the ideal output image, and D is a set of all other pixels. Further, the tristimulus values at each pixel p are assumed to be (r (p), g (p), b (p)). That is, the individual s that gives a larger transmission value F I (r, g, b) in the degraded portion and a smaller transmission value F I (r, g, b) in the non-degraded portion has a higher fitness. .

遺伝的操作は、本実施例では、下記のルールに従って、選択,交叉を行なった。「選択」は、個体群の中で適合度が上位25%の個体を次世代に子孫を残すことができる個体として選択する。「交叉」は、選択された個体群からランダムに(重複を許す)2個体を選び、8ビット毎に2箇所の交叉点(つまり160/8×2=40点)を設けた多点交叉によって、次世代へ新たな2個体を生成する。ただし、交叉の際に各遺伝子座(ビット)毎に、0.01の確立で対立遺伝子に置き換えられる(突然変異)ものとした。また、世代の更新回数は300とした。  In this example, genetic operations were selected and crossed according to the following rules. “Select” selects an individual having a fitness degree of the top 25% in an individual group as an individual capable of leaving offspring in the next generation. “Crossover” is a multipoint crossover in which two individuals are selected randomly (allowing duplication) from the selected individual group, and two crossover points (that is, 160/8 × 2 = 40 points) are provided every 8 bits. , Generate two new individuals for the next generation. However, at the time of crossover, each gene locus (bit) was replaced with an allele at the establishment of 0.01 (mutation). The number of generation updates was set to 300.

カテゴリー毎に上記の遺伝的アルゴリズムの手法を用いて劣化部抽出フィルターの同定を行なった結果、300世代終了時には、図5の空間フィルター群のデータ構造に示すように、各カテゴリーともに、亜種12を除くと数種類の個体11で個体群が占められた。同定された代表的な5つの劣化部抽出フィルターによるフィルタリング結果の一例を図13に示す。図13において、(1)の画像は入力画像1を示し、(2)〜(6)の画像は5つの劣化部抽出フィルターによるフィルタリング結果を示している。これらの生成された劣化部抽出フィルター群を劣化部抽出フィルターのプロトタイプとして保持する。  As a result of identifying the deteriorated part extraction filter by using the above-described genetic algorithm method for each category, as shown in the data structure of the spatial filter group in FIG. Excluding, several individuals 11 occupied the population. An example of the filtering result by the identified five typical deteriorated part extraction filters is shown in FIG. In FIG. 13, the image (1) indicates the input image 1, and the images (2) to (6) indicate the filtering results by the five deteriorated part extraction filters. These generated degraded part extraction filter groups are held as prototypes of the degraded part extraction filters.

次に、第2段階の初期フィルター生成プロセス4を行なう。まず、劣化診断対象の入力画像1を指定する。第1段階のプロトタイプ同定プロセス3で生成された劣化部抽出フィルターのプロトタイプ群から各カテゴリーの劣化部抽出フィルターのプロトタイプを数個ずつ選択する。選択された劣化部抽出フィルターのプロトタイプに入力画像1を適用して得られる変換画像群を入力画像1とともに提示する。提示された変換画像群の中から診断者が相対的に適切であると判断した結果に従って変換画像を複数選択する。次に、選択された画像を導出した劣化部抽出フィルターが属するカテゴリーの中より、選択された画像を導出した劣化部抽出フィルターとそれぞれの亜種を初期フィルター群として保持する。  Next, a second stage initial filter generation process 4 is performed. First, the input image 1 to be deteriorated is designated. Several prototypes of deteriorated part extraction filters of each category are selected from the prototype group of deteriorated part extraction filters generated in the first stage prototype identification process 3. A group of converted images obtained by applying the input image 1 to the prototype of the selected degraded portion extraction filter is presented together with the input image 1. A plurality of converted images are selected according to a result that the diagnostician determines to be relatively appropriate from the presented converted image group. Next, from the category to which the deteriorated part extraction filter from which the selected image is derived belongs, the deteriorated part extraction filter from which the selected image is derived and the respective variants are held as an initial filter group.

次に、第3段階の対話型同定プロセス5を行なう。まず、第1のステップとして、第2段階の初期フィルター生成プロセス4で保持されている初期フィルター群に劣化診断対象の入力画像1を適用して得られる変換画像群を入力画像1とともに診断者に提示し、提示された変換画像群の中から診断者が相対的に適切であると判断した結果に従って変換画像を選択する。第2のステップとして、選択された画像を導出した劣化部抽出フィルター群を親に持つ次世代の劣化部抽出フィルター群を遺伝的アルゴリズムの手法を用いて生成する。第3のステップとして、次世代の劣化部抽出フィルター群に入力画像1を適用して得られる変換画像群を入力画像1とともに診断者に提示し、提示された変換画像群の中から診断者が相対的に適切であると判断した結果に従って変換画像を選択する。対話型進化計算の手法により、この第2から第3ステップを繰り返し行なうことで、準最適な劣化部抽出フィルターを作成する。  Next, a third stage interactive identification process 5 is performed. First, as a first step, the converted image group obtained by applying the input image 1 to be diagnosed for degradation to the initial filter group held in the initial stage filter generation process 4 in the second stage is sent to the diagnostician together with the input image 1. The converted image is selected according to a result determined by the diagnostician to be relatively appropriate from the displayed converted image group. As a second step, a next generation deteriorated part extraction filter group having a deteriorated part extraction filter group derived from the selected image as a parent is generated using a genetic algorithm technique. As a third step, the converted image group obtained by applying the input image 1 to the next-generation degraded portion extraction filter group is presented to the diagnostician together with the input image 1, and the diagnostician selects the converted image group from the presented converted image group. A converted image is selected according to a result determined to be relatively appropriate. A sub-optimal deteriorated part extraction filter is created by repeating the second to third steps by the method of interactive evolutionary calculation.

劣化部抽出フィルターの更新・決定は、初期フィルター群を初期個体群として、対話型進化計算の手法を用いて、以下の手順で行なう。
(1)提示された劣化度抽出フィルター群の中から、診断者が相対的に適切であると判断する劣化度抽出フィルターを選択する。
(2)選択された劣化度抽出フィルターを「次世代に子孫を残すことができる個体群」とし、世代の更新を行ない、更新された個体群を提示する。ただし、(1)で選択された個体は、次世代にそのまま残し、残りの個体(初期個体群数から選択された個体数を除いた個体数)をプロトタイプ同定プロセス3と同様の「交叉」の操作を加えて生成する。「交叉」は、選択された個体群からランダムに(重複を許す)2個体を選び、8ビット毎に2箇所の交叉点(つまり160/8×2=40点)を設けた多点交叉によって、次世代へ新たな2個体を生成する。ただし、交叉の際に各遺伝子座(ビット)毎に、0.01の確立で対立遺伝子に置き換えられる(突然変異)ものとした。つまり、プロトタイプ同定プロセス3における適合度関数を診断者の主観評価値に置き換えて世代の更新を行なう。
(3)再提示された個体群の中で劣化診断対象の入力画像1に対する劣化部抽出フィルターとして、十分満足できるものが存在すれば、それを採用して終了する。そうでなければ、(1)に戻って、一連の手順を繰り返す。
The update / determination of the deteriorated part extraction filter is performed by the following procedure using the method of interactive evolution calculation with the initial filter group as the initial individual group.
(1) From the group of presented degradation level extraction filters, a degradation level extraction filter that the diagnostician determines to be relatively appropriate is selected.
(2) The selected deterioration degree extraction filter is set to “an individual group that can leave offspring in the next generation”, the generation is updated, and the updated individual group is presented. However, the individuals selected in (1) are left as they are in the next generation, and the remaining individuals (number of individuals excluding the number of selected individuals from the initial population) are subjected to “crossover” similar to the prototype identification process 3. Generate by adding operations. “Crossover” is a multipoint crossover in which two individuals are selected randomly (allowing duplication) from the selected individual group, and two crossover points (that is, 160/8 × 2 = 40 points) are provided every 8 bits. , Generate two new individuals for the next generation. However, at the time of crossover, each gene locus (bit) was replaced with an allele at the establishment of 0.01 (mutation). In other words, the generation function is updated by replacing the fitness function in the prototype identification process 3 with the subjective evaluation value of the diagnostician.
(3) If there is a sufficiently satisfactory degradation part extraction filter for the degradation diagnosis target input image 1 in the re-presented population, it is adopted and terminated. Otherwise, return to (1) and repeat the series of steps.

対話型同定プロセス5の実行例を図14に示す。図14に示す実施例では、9つの空間フィルターを適用して得られる画像を示しており、(1)の画像は入力画像1を示し、(2)〜(10)の画像は9つの劣化部抽出フィルターによるフィルタリング結果を示している。図14に示すように、鋼材の塗装面には錆汁の付着により錆色を呈しながら劣化部では無い部分が多く存在するが、上記の手順を経て得られた劣化部抽出フィルターは、これらも良好に判断している。  An execution example of the interactive identification process 5 is shown in FIG. The example shown in FIG. 14 shows an image obtained by applying nine spatial filters, the image (1) shows the input image 1, and the images (2) to (10) show nine degraded parts. The filtering result by the extraction filter is shown. As shown in FIG. 14, there are many portions that are not degraded portions while exhibiting a rust color due to adhesion of rust juice on the coated surface of the steel material, but these degraded portion extraction filters obtained through the above procedure are also good. Judgment.

前記劣化部抽出フィルター構築工程2により準最適化された劣化部抽出フィルターに劣化診断対象の入力画像1を適用して得られる変換画像6に対して、劣化プロファイルを生成する。劣化プロファイル生成工程7では、変換画像中の劣化部を示す透過部を検出し、劣化部の個数および各劣化部の面積を算出して、劣化プロファイルを生成する。  A degradation profile is generated for a converted image 6 obtained by applying the degradation diagnosis target input image 1 to the degradation part extraction filter quasi-optimized in the degradation part extraction filter construction step 2. In the degradation profile generation step 7, a transmission part indicating a degradation part in the converted image is detected, the number of degradation parts and the area of each degradation part are calculated, and a degradation profile is created.

次に、劣化部抽出フィルターを適用して得られた変換画像6の劣化度評価を行なうために仮想塗装面劣化画像の作成8を行なう。視覚で感知し得る劣化過程は、大きく分けて発生と成長の2つに分類することができることから、劣化部の発生量を、劣化部に近似した円の発生個数(n)で表わし、劣化部の成長量を、劣化部に近似した円の総面積率(AAR)と成長段階毎の総面積率の面積増加率(β)とで表わし、段階(L)を経る毎に発生と成長を規則的に繰り返して、劣化過程を模した仮想塗装面劣化画像の作成を行なう。仮想塗装面劣化画像は、第i段階での劣化部の総面積率を表す数式10に従って劣化部が成長するものとして作成する。Next, in order to evaluate the degree of deterioration of the converted image 6 obtained by applying the deteriorated part extraction filter, a virtual painted surface deterioration image is created 8. The degradation process that can be perceived visually can be broadly classified into two types: generation and growth. Therefore, the generation amount of the degradation part is represented by the number of occurrences of circles (n) approximating the degradation part. Is expressed by the total area ratio (AAR i ) of the circle approximated to the deteriorated part and the area increase rate (β) of the total area ratio for each growth stage, and the generation and growth are progressed through each stage (L). It repeats regularly and creates a virtual painted surface degradation image that mimics the degradation process. The virtual painted surface deterioration image is created on the assumption that the deteriorated portion grows according to Equation 10 representing the total area ratio of the deteriorated portion at the i-th stage.

また、仮想塗装面劣化画像は、劣化部の発生位置の分布を全面に一様に分布した場合(一様型)と、いずれかの一辺に偏りを持たせた場合(半分型)と、面の中心に集中させた場合(中心型)の3種類を作成する。図15に作成した一様型の仮想塗装面劣化画像の一例、図16に作成した半分型および中心型の仮想塗装面劣化画像の一例を示す。仮想塗装面劣化画像は、発生個数n={5,15,25,50,100,150,200}(個),総面積率AAR=0.1%,成長段階毎の総面積率の面積増加率β=2.0の初期値で作成し、判定面積(HA)は500ピクセル×500ピクセルとした。In addition, the virtual painted surface deterioration image shows the surface when the distribution of the occurrence position of the deteriorated part is uniformly distributed (uniform type), when one side is biased (half type), Three types are created (central type) when concentrated in the center of FIG. 15 shows an example of the uniform type virtual painted surface deterioration image created, and FIG. 16 shows an example of the half type and center type virtual painted surface deteriorated images created. The virtual painted surface degradation image is the number of occurrences n = {5, 15, 25, 50, 100, 150, 200} (pieces), the total area ratio AAR i = 0.1%, the area of the total area ratio for each growth stage It was created with an initial value of an increase rate β = 2.0, and the determination area (HA) was 500 pixels × 500 pixels.

図15の一様型の仮想塗装面劣化画像において、縦方向は劣化部の総面積率(AAR)、横方向は劣化部の錆の発生個数(n)を表わしている。図16の半分型および中心型の仮想塗装面劣化画像において、縦方向は劣化部の錆の発生個数(n)、横方向は劣化部の総面積率(AAR)を表わしている。図15は作成した全ての仮想塗装面劣化画像を示しているが、図16は代表的なものとして成長段階i=第4段階(AAR=0.8%)およびi=第8段階(AAR=12.8%)の仮想塗装面劣化画像を示している。In the uniform virtual painted surface degradation image of FIG. 15, the vertical direction represents the total area ratio (AAR i ) of the deteriorated portion, and the horizontal direction represents the number of occurrences of rust (n) in the deteriorated portion. In the half-type and center-type virtual painted surface deterioration images of FIG. 16, the vertical direction represents the number of occurrences of rust in the deteriorated portion (n), and the horizontal direction represents the total area ratio (AAR i ) of the deteriorated portion. FIG. 15 shows all created virtual painted surface degradation images, but FIG. 16 shows representative growth stages i = fourth stage (AAR i = 0.8%) and i = 8th stage (AAR). i = 12.8%) shows a virtual painted surface deterioration image.

次に、評価用劣化プロファイル作成の工程9では、まず、仮想塗装面劣化画像作成工程8で作成された仮想塗装面劣化画像群に対して、劣化部の個数および各劣化部の面積を算出するとともに評価用仮想塗装面劣化画像を作成する。前記評価用仮想塗装面劣化画像は、仮想塗装面劣化画像を実際の塗膜劣化面にできるだけ近似させた画像であり、図8に示すような、塗装が施された鋼構造物の画像に仮想塗装面劣化画像を配置したものが使用される。図8の評価用仮想塗装面劣化画像の判定面積(HA)は580ピクセル×730ピクセルとした。  Next, in the evaluation degradation profile creation step 9, first, the number of degradation portions and the area of each degradation portion are calculated for the virtual painting surface degradation image group created in the virtual painting surface degradation image creation step 8. At the same time, a virtual painted surface degradation image for evaluation is created. The virtual painted surface deterioration image for evaluation is an image obtained by approximating the virtual painted surface deteriorated image as close as possible to the actual coated film deteriorated surface, and is virtually displayed on the image of the steel structure that has been painted as shown in FIG. An image with a painted surface degradation image is used. The determination area (HA) of the virtual painted surface deterioration image for evaluation in FIG. 8 was 580 pixels × 730 pixels.

次に、評価用仮想塗装面劣化画像を顧客の劣化診断基準に基づいて、劣化度合い別に分類し、判定面積(HA)に対する劣化部の総面積率(AAR)と、劣化部の個数を判定面積のピクセル数で無次元化した値(N/HA)と、個々の劣化部の面積の最大値(AMR)と、同一画像内での劣化部の大きさのばらつきを表わす値とを算出し、3つのパラメータを軸とした3次元の評価基準空間で構成される評価用劣化プロファイルを作成する。作成された評価用劣化プロファイルは評価用仮想塗装面劣化画像とともに蓄積され、データベースを形成する。  Next, the virtual painted surface deterioration image for evaluation is classified according to the degree of deterioration based on the customer's deterioration diagnosis criteria, and the total area ratio (AAR) of the deteriorated portion relative to the determination area (HA) and the number of the deteriorated portions are determined. A non-dimensional value (N / HA) of the number of pixels, a maximum area value (AMR) of each deteriorated portion, and a value representing variation in the size of the deteriorated portion in the same image, A degradation profile for evaluation composed of a three-dimensional evaluation reference space with three parameters as axes is created. The created degradation profile for evaluation is stored together with the virtual painted surface degradation image for evaluation to form a database.

図15および図16に示す仮想塗装面劣化画像を表1に示す財団法人 鉄道総合技術研究所編集の「塗膜劣化状態およびケレン程度見本帳」における判定法Pの基準で判定した場合を例に説明する。表1の診断基準では、劣化進行度合いは劣化重度の高いものから順にAA,A1,A2,B,C,Sの6段階であり、AA,A1,A2であれば補修および交換の対象となる。そこで、本実施例では、補修および交換の対象となるA2以上の劣化状態のものを評価Aの1つに集約し、異常なしSを除いたA,B,Cの3段階の評価基準で劣化度評価を行なう場合の評価用劣化プロファイルの作成について説明する。  The virtual painted surface degradation image shown in FIG. 15 and FIG. 16 is taken as an example when judged by the criteria of the judgment method P in “Coating film degradation state and Keren degree sample book” edited by the Railway Technical Research Institute shown in Table 1. explain. According to the diagnostic criteria in Table 1, the degree of deterioration progresses in six stages of AA, A1, A2, B, C, and S in descending order of deterioration severity. If AA, A1, and A2, it is a target for repair and replacement. . Therefore, in this embodiment, the deteriorated state of A2 or higher, which is the object of repair and replacement, is consolidated into one of evaluation A, and deteriorated according to the three-stage evaluation criteria of A, B, and C excluding no abnormality S. The creation of a deterioration profile for evaluation when the degree of evaluation is performed will be described.

評価用劣化プロファイルとして1つ目の評価基準の例を図9に示す。診断者が目視で劣化度を評価する際には、判定面積に対して微小な劣化部は無視される。これを、評価用劣化プロファイルに反映させるために、画像中の最小単位である1ピクセルで表示されている劣化部を消去してから、AAR,N/HA,AMRを求める。微小な劣化部を消去した後のパラメータを、それぞれFAAR,FN/HA,FAMRで表す。評価基準空間は、この3つのパラメータを各評価用仮想塗装面劣化画像で求め、3つパラメータを軸とした3次元の空間として与えられる。図中に示した曲面は、パラメータ同士の関係から物理的にモデルが存在しないことを示す境界である。  FIG. 9 shows an example of the first evaluation standard as the deterioration profile for evaluation. When a diagnostician visually evaluates the degree of deterioration, a minute deterioration portion with respect to the determination area is ignored. In order to reflect this in the degradation profile for evaluation, AAR, N / HA, and AMR are obtained after erasing the degraded portion displayed by one pixel, which is the minimum unit in the image. Parameters after erasing the minute deteriorated part are represented by FAAR, FN / HA, and FAMR, respectively. The evaluation reference space is obtained as a three-dimensional space with these three parameters as axes, with these three parameters obtained from each evaluation virtual painted surface degradation image. The curved surface shown in the figure is a boundary indicating that a model does not physically exist from the relationship between parameters.

2つ目の評価基準の例を図10に示す。1つ目の評価基準では、微小な劣化部を消去した値を基にパラメータを設定したが、大きな劣化部がほとんど存在せず、主に微小な劣化部が全面に広がっている場合には、微小な劣化部を評価基準に考慮する必要がある。これを、評価用劣化プロファイルに反映させるために、各劣化部の大きさに重み関数を掛け、同一画像内での劣化部の大きさのばらつきを表わす値をパラメータとして設定する。この劣化部の大きさのばらつきを表わす値をパラメータとして、各劣化部の大きさを2乗して合計した値(Σ{log(SA)})を設定する。つまり、2つ目の評価基準は、判定面積(HA)に対する劣化部の総面積率(AAR)と、劣化部の個数を判定面積のピクセル数で無次元化した値(N/HA)と、一画像内での劣化部の大きさのばらつきを表わす値(Σ{log(SA)})をパラメータとして使用し、この3つのパラメータを各評価用仮想塗装面劣化画像で求め、3つパラメータを軸とした3次元の評価基準空間で構成される。An example of the second evaluation criterion is shown in FIG. In the first evaluation standard, the parameter was set based on the value obtained by erasing the minute deteriorated portion. However, when there is almost no large deteriorated portion and the minute deteriorated portion is mainly spread over the entire surface, It is necessary to consider a minute deteriorated part as an evaluation standard. In order to reflect this in the degradation profile for evaluation, the size of each degraded portion is multiplied by a weighting function, and a value representing the variation in the size of the degraded portion in the same image is set as a parameter. A value (Σ {log (SA i )} 2 ) is set by squaring the size of each deteriorated portion using a value representing the variation in size of the deteriorated portion as a parameter. That is, the second evaluation criteria are the total area ratio (AAR) of the deteriorated portion relative to the determination area (HA), a value (N / HA) obtained by making the number of deteriorated portions dimensionless by the number of pixels of the determination area, A value (Σ {log (SA i )} 2 ) representing a variation in the size of the deteriorated portion in one image is used as a parameter, and these three parameters are obtained from each virtual painted surface deterioration image for evaluation. It consists of a three-dimensional evaluation reference space with parameters as axes.

図10に示すように、2つ目の評価基準空間でのモデルの分布は、ある曲面に従って分布している。図中の曲面から外れた点34は、劣化部の分布状態が通常では見られないものであり、この曲面からの距離が大きい画像ほど、現実では起こりえない劣化の分布状態を表している。これを判定結果に反映させるため、曲面からの距離dより、係数Cdを数式11で計算し、評価基準空間の判定結果へ乗じたものを2つ目の評価基準とする。  As shown in FIG. 10, the distribution of the model in the second evaluation reference space is distributed according to a curved surface. A point 34 deviated from the curved surface in the figure is one in which the distribution state of the deteriorated portion is not normally observed, and an image having a larger distance from the curved surface represents a distribution state of deterioration that cannot actually occur. In order to reflect this in the determination result, the coefficient Cd is calculated by Equation 11 from the distance d from the curved surface, and the result obtained by multiplying the determination result in the evaluation reference space is set as the second evaluation reference.

Figure 0005375398
Figure 0005375398

この3つのパラメータを軸とした3次元の評価基準空間で構成される2つの評価基準を評価用劣化プロファイルとして、評価用仮想塗装面劣化画像とともに蓄積し、データベースを形成する。  Two evaluation criteria constituted by a three-dimensional evaluation reference space with these three parameters as axes are accumulated as an evaluation deterioration profile together with an evaluation virtual painted surface deterioration image to form a database.

次に、劣化度評価の工程10では、まず、入力画像1より得られた劣化プロファイルから、判定面積(HA)に対する劣化部の総面積率(AAR,FAAR)と、劣化部の個数を判定面積のピクセル数で無次元化した値(N/HA,FN/HA)と、個々の劣化部の面積の最大値(AMR,FAMR)または同一画像内での劣化部の大きさのばらつきを表わす値(Σ{log(SA)})を算出する。次に、評価用仮想塗装面劣化画像および評価用劣化プロファイルが格納されているデータベースの中から劣化診断対象の入力画像1に対応した評価用劣化プロファイルを取り出して、評価用劣化プロファイルの3次元の評価基準空間に劣化診断対象の入力画像1のパラメータをプロットする。プロットした点は評価基準空間内の1点で表され、その点に対応する判定結果が劣化度の結果として出力される。Next, in the degradation degree evaluation step 10, first, from the degradation profile obtained from the input image 1, the total area ratio (AAR, FAAR) of the degraded part with respect to the judgment area (HA) and the number of degraded parts are judged area. Values (N / HA, FN / HA) made dimensionless with the number of pixels and the maximum value (AMR, FAMR) of the area of each deteriorated portion or a value representing variation in the size of the deteriorated portion in the same image (Σ {log (SA i )} 2 ) is calculated. Next, an evaluation deterioration profile corresponding to the input image 1 to be subjected to deterioration diagnosis is extracted from the database storing the evaluation virtual painted surface deterioration image and the evaluation deterioration profile, and the three-dimensional evaluation deterioration profile is extracted. The parameters of the input image 1 to be deteriorated are plotted in the evaluation reference space. The plotted point is represented by one point in the evaluation reference space, and a determination result corresponding to the point is output as a result of the deterioration degree.

判定結果は、対象によって確実にA判定,B判定,C判定と断定できるものばかりではない。A判定とB判定,B判定とC判定の区別がつかないものなど、判定が曖昧な領域が存在する。そこで、判定結果の表現方法として、3段階の評価基準A,B,Cの各判定結果を、メンバーシップ関数A(X,Y,Z),B(X,Y,Z),C(X,Y,Z)で与える。ここで、X,Y,Zは判定に影響を与えるパラメータ値であり、1つ目の評価基準の評価基準空間においては、X=FN/HA,Y=log(FAMR),Z=log(FAAR)、2つ目の評価基準の評価基準空間において、X=N/HA,Y=Σ{log(SA)},Z=log(AAR)である。本実施例では、評価基準空間を適当な数のグリッドに分け、各グリッドに0≦A(X,Y,Z),B(X,Y,Z),C(X,Y,Z)≦1の値を与える。The determination results are not limited to those that can be reliably determined as A determination, B determination, and C determination depending on the object. There are areas where the determination is ambiguous, such as those in which A determination and B determination are indistinguishable from B determination and C determination. Therefore, as a method of expressing the determination results, the determination results of the three-level evaluation criteria A, B, and C are converted into membership functions A (X, Y, Z), B (X, Y, Z), and C (X, Y, Z). Here, X, Y, and Z are parameter values that affect the determination. In the evaluation reference space of the first evaluation reference, X = FN / HA, Y = log (FAMR), Z = log (FAAR). ) In the evaluation criterion space of the second evaluation criterion, X = N / HA, Y = Σ {log (SA i )} 2 , Z = log (AAR). In this embodiment, the evaluation reference space is divided into an appropriate number of grids, and 0 ≦ A (X, Y, Z), B (X, Y, Z), C (X, Y, Z) ≦ 1 for each grid. Gives the value of

図17に劣化診断対象の入力画像1の一例、表2に図17の入力画像1から得たパラメータ値、図18にパラメータ値を評価基準空間にプロットした例を示す。表2の値から各判定結果を求める。図18は2つ目の評価基準空間にパラメータ値をプロットし、各判定結果関数と対応させたものである。2つ目の評価基準の場合、図18の結果に数式11のCdを乗じたものが2つ目の評価基準から算出された判定結果となる。以上の手順で図17の入力画像1を評価用劣化プロファイルの2つ目の評価基準で判定した結果は、A=0.74,B=0.49,C=0.00となり、劣化度の判定結果はA判定となる。  FIG. 17 shows an example of the degradation diagnosis target input image 1, Table 2 shows parameter values obtained from the input image 1 of FIG. 17, and FIG. 18 shows parameter values plotted in the evaluation reference space. Each determination result is obtained from the values in Table 2. FIG. 18 plots the parameter values in the second evaluation reference space and associates them with each determination result function. In the case of the second evaluation criterion, the determination result calculated from the second evaluation criterion is obtained by multiplying the result of FIG. The determination result of the input image 1 of FIG. 17 by the second evaluation criterion of the deterioration profile for evaluation in the above procedure is A = 0.74, B = 0.49, C = 0.00, and the degree of deterioration is The determination result is A determination.

Figure 0005375398
Figure 0005375398

1 入力画像
2 劣化部抽出フィルター構築工程
3 プロトタイプ同定プロセス
4 初期フィルター生成プロセス
5 対話型同定プロセス
6 変換画像
7 劣化プロファイル生成工程
8 仮想塗装面劣化画像作成工程
9 評価用劣化プロファイル作成工程
10 劣化度評価工程
11 空間フィルター
12 空間フィルターの亜種
13 画像取り込み手段
14 画像変換手段
15 劣化部抽出フィルター構築手段
16 劣化プロファイル生成手段
17 記憶手段
18 教育用教師データ作成手段
19 プロトタイプフィルター構築手段
20 プロトタイプ同定プロセスを行なう手段
21 劣化部抽出フィルター選択手段
22 受付手段
23 画像選択手段
24 初期フィルター生成手段
25 初期フィルター生成プロセスを行なう手段
26 受付手段
27 画像選択手段
28 更新手段
29 対話型同定プロセスを行なう手段
30 仮想塗装面劣化画像作成手段
31 評価用劣化プロファイル作成手段
32 記憶手段
33 劣化度評価手段
34 曲面から外れた点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input image 2 Deterioration part extraction filter construction process 3 Prototype identification process 4 Initial filter generation process 5 Interactive identification process 6 Conversion image 7 Degradation profile generation process 8 Virtual painting surface degradation image creation process 9 Degradation profile creation process 10 for evaluation Deterioration degree Evaluation Step 11 Spatial Filter 12 Spatial Filter Variant 13 Image Capture Unit 14 Image Conversion Unit 15 Degraded Part Extraction Filter Construction Unit 16 Degradation Profile Generation Unit 17 Storage Unit 18 Educational Teacher Data Creation Unit 19 Prototype Filter Construction Unit 20 Prototype Identification Process Means for performing 21 Degraded part extraction filter selection means 22 Acceptance means 23 Image selection means 24 Initial filter generation means 25 Means for performing initial filter generation process 26 Acceptance means 27 Image selection means 28 Of points that have been excluded from the means 29 interactively identify perform process means 30 virtual paintwork degraded image creating unit 31 for evaluation degradation profile creation means 32 storage means 33 deterioration degree evaluating means 34 curved

Claims (5)

塗装が施された鉄塔,鋼橋などの鋼構造物の表面を撮影して得られるフルカラービットマップイメージを入力画像として用いて、塗装面の劣化度を評価する方法において、
入力画像中の塗装面の劣化部だけを透過させた画像に変換する劣化部抽出フィルターを構築する工程と、
前記劣化部抽出フィルターを適用して得られる変換画像中の劣化部を示す透過部を検出し、劣化部の個数および各劣化部の面積を算出して劣化部プロファイルを生成する工程と、
劣化部の発生量を、劣化部に近似した円の発生個数で表わし、劣化部の成長量を、劣化部に近似した円の総面積率と成長段階毎の総面積率の面積増加率とで表わし、予め設定された劣化部の発生量と成長量に応じて発生と成長を規則的に繰り返して、塗装面劣化の発生・成長をシミュレートし、様々な仮想塗装面劣化画像を作成する工程と、
作成された仮想塗装面劣化画像群に対して、劣化部の個数および各劣化部の面積を算出するとともに実際の塗膜劣化面にできるだけ近似させた評価用仮想塗装面劣化画像を作成し、前記評価用仮想塗装面劣化画像と顧客の劣化診断基準とから評価用劣化プロファイルを作成し、評価用劣化プロファイルと評価用仮想塗装面劣化画像のデータを蓄積してデータベースを形成する工程と、
前記データベースから劣化診断対象の入力画像に対応した評価用劣化プロファイルを取り出し、劣化診断対象の入力画像から得られた劣化プロファイルと比較することで劣化度合いを判定する劣化度評価の工程と、
により塗装面の劣化度を診断することを特徴とする塗装劣化診断方法。
In a method of evaluating the degree of deterioration of the painted surface using a full color bitmap image obtained by photographing the surface of a steel structure such as a steel tower or steel bridge that has been painted as an input image,
A process of constructing a deteriorated part extraction filter for converting into an image in which only the deteriorated part of the painted surface in the input image is transmitted;
Detecting a transmission part indicating a deterioration part in a converted image obtained by applying the deterioration part extraction filter, calculating the number of deterioration parts and the area of each deterioration part, and generating a deterioration part profile;
The amount of generation of the deteriorated part is represented by the number of circles that approximate the deteriorated part, and the amount of growth of the deteriorated part is expressed by the total area ratio of the circle that approximates the deteriorated part and the area increase rate of the total area ratio for each growth stage. The process of creating various virtual painted surface degradation images by simulating the occurrence and growth of painted surface degradation by regularly repeating the generation and growth according to the amount and growth amount of the deteriorated part set in advance When,
For the created virtual paint surface degradation image group, calculate the number of degradation parts and the area of each degradation part and create a virtual paint surface degradation image for evaluation that approximates the actual paint film degradation surface as much as possible, Creating an evaluation deterioration profile from the evaluation virtual painted surface deterioration image and the customer's deterioration diagnosis standard, accumulating the evaluation deterioration profile and the evaluation virtual painted surface deterioration image data, and forming a database;
A deterioration degree evaluation step for extracting a deterioration profile for evaluation corresponding to an input image to be deteriorated from the database and comparing the deterioration profile obtained from the input image to be deteriorated and determining a deterioration degree;
A paint deterioration diagnosis method characterized by diagnosing the degree of deterioration of the paint surface by means of the above.
前記劣化部抽出フィルターを構築する工程は、
入力画像群を撮影対象,撮影状況などの撮影条件を基に複数のカテゴリーに分類し、各カテゴリーに対して複数の典型的な入力画像と入力画像の劣化部のみを明示した理想出力画像との画像対からなる学習用教師データを作成し、カテゴリー毎に遺伝的アルゴリズムの手法を用いて、入力画像から劣化部のみを抽出するために準最適化された空間フィルターを生成し、生成された空間フィルター群を劣化部抽出フィルターのプロトタイプ群として保持するプロトタイプ同定プロセスと、
前記劣化部抽出フィルターのプロトタイプ群から各カテゴリーの劣化部抽出フィルターのプロトタイプを数個ずつ選択し、選択された劣化部抽出フィルターのプロトタイプに入力画像を適用して得られる変換画像群の中から診断者が相対的に適切であると判断した結果に従って変換画像を複数選択し、選択された画像を導出した劣化部抽出フィルターを初期フィルター群として保持する初期フィルター生成プロセスと、
初期フィルター群に入力画像を適用して得られる変換画像群の中から診断者が相対的に適切であると判断した結果に従って変換画像を選択する第1のステップと、選択された画像を導出した劣化部抽出フィルター群を親に持つ次世代の劣化部抽出フィルター群を遺伝的アルゴリズムの手法を用いて生成する第2のステップと、次世代の劣化部抽出フィルター群に入力画像を適用して得られる変換画像群の中から診断者が相対的に適切であると判断した結果に従って変換画像を選択する第3のステップとの3つのステップからなり、対話型進化計算の手法により、第2から第3のステップを繰り返し行うことで、準最適な劣化部抽出フィルターを作成する対話型同定プロセスと、
の3段階のプロセスで構成されることを特徴とする請求項1記載の塗装劣化診断方法。
The step of constructing the deteriorated part extraction filter includes:
The input image group is classified into multiple categories based on the shooting conditions such as shooting target and shooting conditions, and for each category, multiple typical input images and ideal output images that clearly indicate only the degraded part of the input image. Create training data consisting of pairs of images, generate a sub-optimized spatial filter to extract only the degraded part from the input image using the genetic algorithm method for each category, and generate the generated space Prototype identification process that retains the filter group as a prototype group of the deteriorated part extraction filter,
Select several prototypes of degraded part extraction filters for each category from the prototype group of degraded part extraction filters, and diagnose from the converted image group obtained by applying the input image to the selected prototype of the degraded part extraction filter An initial filter generation process in which a plurality of converted images are selected according to a result determined by the person to be relatively appropriate, and a deteriorated portion extraction filter derived from the selected images is retained as an initial filter group;
A first step of selecting a converted image according to a result determined by the diagnostician to be relatively appropriate from the converted image group obtained by applying the input image to the initial filter group, and the selected image is derived A second step of generating a next-generation degraded part extraction filter group having a degraded part extraction filter group as a parent using a genetic algorithm technique, and applying an input image to the next-generation degraded part extraction filter group And a third step of selecting a converted image according to a result determined by the diagnostician to be relatively appropriate from the group of converted images, and from the second to the second by an interactive evolutionary calculation method. An interactive identification process for creating a sub-optimal degraded part extraction filter by repeating step 3;
The paint deterioration diagnosis method according to claim 1, comprising: a three-stage process.
前記評価用劣化プロファイルは、劣化部の個数および各劣化部の面積から算出される、判定面積に対する劣化部の総面積率と、劣化部の個数を判定面積のピクセル数で無次元化した値と、個々の劣化部の面積の最大値または同一画像内での劣化部の大きさのばらつきを表わす値とをパラメータとし、3つのパラメータを軸とした3次元の評価基準空間で構成されることを特徴とする請求項1記載の塗装劣化診断方法。  The evaluation deterioration profile is calculated from the number of deteriorated portions and the area of each deteriorated portion, the total area ratio of the deteriorated portions relative to the determination area, and a value obtained by making the number of deteriorated portions dimensionless by the number of pixels of the determination area. And a three-dimensional evaluation reference space with three parameters as axes, with the maximum value of the area of each deteriorated portion or the value representing the variation in size of the deteriorated portion in the same image as parameters. The paint deterioration diagnosis method according to claim 1, wherein 塗装が施された鉄塔,鋼橋などの鋼構造物の表面を撮影して得られるフルカラービットマップイメージを入力画像として用いて、塗装面の劣化度を評価する装置において、
入力画像中の塗装面の劣化部だけを透過させた画像に変換出力する劣化部抽出フィルターを構築する劣化部抽出フィルター構築手段と、
前記劣化部抽出フィルターを適用して得られる変換画像中の劣化部を示す透過部を検出し、劣化部の個数および各劣化部の面積を算出して劣化プロファイルを生成する劣化プロファイル生成手段と、
劣化部の発生量を、劣化部に近似した円の発生個数で表わし、劣化部の成長量を、劣化部に近似した円の総面積率と成長段階毎の総面積率の面積増加率とで表わし、予め設定された劣化部の発生量と成長量に応じて発生と成長を規則的に繰り返して、塗装面劣化の発生・成長をシミュレートし、様々な仮想塗装面劣化画像を作成する仮想塗装面劣化画像作成手段と、
作成された仮想塗装面劣化画像に対して、劣化部の個数および各劣化部の面積を算出するとともに実際の塗膜劣化面にできるだけ近似させた評価用仮想塗装面劣化画像を作成し、前記評価用仮想塗装面劣化画像と顧客の劣化診断基準とから評価用劣化プロファイルを作成する評価用劣化プロファイル作成手段と、
評価用劣化プロファイルと評価用仮想塗装面劣化画像のデータを蓄積して形成されるデータベースと、
前記データベースから劣化診断対象の入力画像に対応した評価用劣化プロファイルを取り出し、劣化診断対象の入力画像から得られた劣化プロファイルと比較することで劣化度合いを判定する劣化度評価手段と、
を備えることを特徴とする塗装劣化診断装置。
In a device that evaluates the degree of deterioration of the painted surface using a full-color bitmap image obtained by photographing the surface of a steel structure such as a steel tower or steel bridge that has been painted as an input image,
A deteriorated part extraction filter construction means for constructing a deteriorated part extraction filter that converts and outputs an image through which only the deteriorated part of the painted surface in the input image is transmitted;
A deterioration profile generating means for detecting a transmission portion indicating a deterioration portion in a converted image obtained by applying the deterioration portion extraction filter, calculating the number of deterioration portions and the area of each deterioration portion, and generating a deterioration profile;
The amount of generation of the deteriorated part is represented by the number of circles that approximate the deteriorated part, and the amount of growth of the deteriorated part is expressed by the total area ratio of the circle that approximates the deteriorated part and the area increase rate of the total area ratio for each growth stage. This is a virtual model that simulates the occurrence and growth of paint surface deterioration by regularly repeating the generation and growth according to the amount of generation and growth amount of the deteriorated part set in advance, and creates various virtual paint surface deterioration images. Painting surface degradation image creation means,
For the created virtual painted surface deterioration image, the number of deteriorated parts and the area of each deteriorated part are calculated and a virtual painted surface deteriorated image for evaluation that is approximated as much as possible to the actual coated film deteriorated surface is created. A degradation profile creation means for evaluation that creates a degradation profile for evaluation from a virtual painted surface degradation image for a customer and a customer degradation diagnosis standard;
A database formed by accumulating data of the degradation profile for evaluation and the virtual painted surface degradation image for evaluation,
A deterioration degree evaluation means for taking out a deterioration profile for evaluation corresponding to an input image to be deteriorated from the database and comparing the deterioration profile obtained from the input image to be deteriorated and determining a deterioration degree;
A paint deterioration diagnosis device characterized by comprising:
前記劣化部抽出フィルター構築手段は、
入力画像群を撮影対象,撮影状況などの撮影条件を基に複数のカテゴリーに分類し、各カテゴリーに対して複数の典型的な入力画像と入力画像の劣化部を明示した理想出力画像との画像対からなる学習用教育データを作成する学習用教育データ作成手段と、カテゴリー毎に遺伝的アルゴリズムの手法を用いて、入力画像から劣化部のみを抽出するために準最適化された空間フィルターを生成し、生成された空間フィルター群を劣化部抽出フィルターのプロトタイプ群として保持するプロトタイプフィルター構築手段とを備えるプロトタイプ同定プロセスを行なう手段と、
前記劣化部抽出フィルターのプロトタイプ群から各カテゴリーの劣化部抽出フィルターのプロトタイプを数個ずつ選択する劣化部抽出フィルター選択手段と、選択された劣化部抽出フィルターのプロトタイプに入力画像を適用して得られる変換画像群の中から診断者が相対的に適切であると判断した結果の情報を受け付ける受付手段と、受け付けられた情報に従って変換画像を選択する画像選択手段と、選択された画像を導出した劣化部抽出フィルターを初期フィルター群として保持する初期フィルター生成手段とを備える初期フィルター生成プロセスを行なう手段と、
劣化部抽出フィルター群に入力画像を適用して得られる変換画像群の中から診断者が相対的に適切であると判断した結果の情報を受け付ける受付手段と、受け付けられた情報に従って変換画像を選択する画像選択手段と、選択された画像を導出した劣化部抽出フィルター群を親に持つ次世代の劣化部抽出フィルター群を遺伝的アルゴリズムの手法を用いて生成する更新手段とを備える対話型同定プロセスを行なう手段と、
の3段階のプロセスを行なう手段を備えることを特徴とする請求項4記載の塗装劣化診断装置。
The deteriorated part extraction filter construction means includes:
An input image group is classified into multiple categories based on shooting conditions such as shooting target and shooting conditions, and multiple typical input images and ideal output images that clearly indicate the degraded part of the input image for each category Using a method of creating educational data for learning to create pairs of educational data and a genetic algorithm method for each category, generating a sub-optimized spatial filter to extract only the degraded part from the input image Means for performing a prototype identification process comprising a prototype filter construction means for holding the generated spatial filter group as a prototype group of the deteriorated part extraction filter;
Degraded part extraction filter selecting means for selecting several degraded part extraction filter prototypes for each category from the group of degraded part extraction filter prototypes, and obtained by applying an input image to the selected degraded part extraction filter prototype A receiving unit that receives information on a result determined by the diagnostician to be relatively appropriate from the group of converted images, an image selecting unit that selects a converted image according to the received information, and a degradation derived from the selected image Means for performing an initial filter generation process comprising an initial filter generation means for retaining a partial extraction filter as an initial filter group;
Accepting means for accepting information of a result determined by the diagnostician to be relatively appropriate from the converted image group obtained by applying the input image to the deteriorated portion extraction filter group, and selecting the converted image according to the accepted information IDENTIFICATION PROCESS USING IMAGE SELECTION UNIT AND UPDATE UNIT FOR GENERATING NEXT GENERATION DERIVED EXTENSION FILTER GROUPS USED BY GENERATED ALGORITHM METHOD Means for
5. The paint deterioration diagnosis apparatus according to claim 4, further comprising means for performing the three-stage process.
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