JP7023183B2 - 錆評価システム、及び錆評価方法 - Google Patents

Description

本願発明は、例えば橋梁の部材表面に生ずる錆の程度を評価する技術に関するものであり、より具体的には、錆の程度を評価するための画像を取得する錆評価撮影装置と、段階的に設定された２以上の錆階級に基づいて錆の程度を評価するシステム及び方法に関するものである。

高度経済成長期に集中的に整備されてきた建設インフラストラクチャー（以下、「建設インフラ」という。）は、既に相当な老朽化が進んでいることが指摘されている。平成２６年には「道路の老朽化対策の本格実施に関する提言（社会資本整備審議会）」がとりまとめられ、平成２４年の笹子トンネルの例を挙げて「近い将来、橋梁の崩落など人命や社会装置に関わる致命的な事態を招くであろう」と警鐘を鳴らし、建設インフラの維持管理の重要性を強く唱えている。

このような背景のもと、国は道路法施行規則の一部を改正する省令を公布し、具体的な建設インフラの点検方法、主な変状の着目箇所、判定事例写真などを示した定期点検要領を策定している。この定期点検要領では、約７０万橋に上るといわれる橋長２．０ｍ以上の橋を対象としており、供用開始後２年以内に初回点検、以降５年に１回の頻度で定期点検を行うこととしている。

ところで橋梁は、構造形式（桁橋や吊橋など）に着目して分類されたり、用途（道路橋や鉄道橋など）に着目して分類されたり、主桁の位置（上路橋や下路橋など）に着目して分類されることがある。また、主要部材（特に主桁）に着目して分類されることもあり、この場合、コンクリート製の主桁が用いられるコンクリート橋や、鋼製の主桁が用いられる鋼橋が代表例として挙げられる。このうち鋼橋は、鋼材を主要材料とすることから、維持管理においては部材の腐食が最も重要な要素のひとつとされる。一般的に鋼橋は防食として塗装が行われるが、塗装の塗膜も経年劣化することから適切な維持管理を要するわけである。

鋼橋の維持管理としては、定期的な（あるいは臨時の）点検を行い、その結果、劣化した部分には塗り替えを行うのが一般的である。通常、この点検作業は人による目視によって行われることから、多くの時間とコストを要するという問題があり、しかも相当の経験や知識を必要とすることから人材の確保も大きな問題となっている。さらに、ひとたび劣化部分の塗り替えを行うとなれば著しく手間とコストがかかる作業となり、特に海上の長大橋に対する塗り替え作業には多大な手間とコストを要する。

鋼橋の塗装の塗膜点検に関しては、これまでも多くの文献でその問題が指摘され、これを解決する種々の技術が提案されている。例えば特許文献１では、人の経験値に頼った判断では点検結果が安定しないため画像処理技術を利用した定量評価が好ましいとしたうえで、ノイズによる画像の濃淡を取り除いたうえで適切に塗装の劣化を定量評価する技術について提案している。

特開平０６－１１６９１４号公報

上記したとおり鋼橋の塗装の維持管理（点検～塗り替え作業）は、多くの手間やコストがかかるうえ人材の確保も難しいといった問題を抱えている。そこで、環境条件を満たす地域では、塗装を必要としない耐候性鋼橋が採用されることがある。耐候性鋼橋は耐候性鋼の主桁を用いたものであり、そしてこの耐候性鋼はＣｕやＣｒ、Ｎｉなどの合金元素を含有した鋼材であって、大気中での適度な乾湿の繰り返しによって表面に緻密な錆を形成する鋼材である。つまり耐候性鋼橋は、緻密な錆で鋼材表面を覆うことによってその鋼材の腐食速度を著しく減じさせることができ、すなわち鋼材の腐食減耗を大幅に低減させることができ、その結果、塗装を省くことができるという特長を有している。なお、耐候性鋼橋を採用することができる環境条件は一般的に飛来塩分量が０．０５ｍｄｄ（ｍｇ／ｄｍ^２／ｄａｙ）以下の地域とされており、当該条件を満たす地域では５０年経過後の腐食減耗量が０．３ｍｍ以下と予測されている。

耐候性鋼橋は、無塗装とすることができるうえ、鋼材の腐食減耗の大幅な低減を期待することができるが、当初予定した量よりも多くの飛来塩分量がある、想定外の湿潤状態が継続する、あるいは塩化カルシウムを含む凍結防止剤の散布など、不測の環境条件とされた結果、予定以上に鋼材表面に錆が生じることもある。この場合、鋼材の腐食減耗が進行するばかりでなく、錆により表面が剥離して落下することにより第三者被害を引き起こすおそれもある。

したがって耐候性鋼橋であっても、その点検作業は実施する必要がある。そして、その点検方法は、塗装の塗膜点検と同様、目視検査が基本とされている。ただし耐候性鋼橋の点検は、塗装の塗膜点検とは異なり、５段階の外観評点（１～５）と照合しながら対象の錆の評価を行うこととされている。５段階の外観評点はあらかじめ設定されており、それぞれの段階の代表的な画像とともにその特徴が提供されており、実際のサンプル（標本）を提供している団体もある。なお、外観評点が３～５であれば健在な状態であり特段の処置の必要がなく、外観評点が２であれば経過観察を要し、外観評点が１であれば早期の対策が必要とされる。

あらかじめ５段階の外観評点が提示されていることから、単に目視点検するよりも個人差による結果のばらつきは抑制できるものの、点検者の目視によることから客観的な評価とはいえず、多少なりとも個人差によるばらつきは生じ、安定した点検結果を得るという点においては十分とは言えない。

本願発明の課題は、従来技術が抱える問題を解決することであり、すなわち、客観的な錆の評価を実施することで点検者によらず安定した点検結果を得ることができる技術を提供することにある。

本願発明は、標本（サンプル）を撮影して得た標本画像と点検対象を撮影した対象物画像を照らし合わせることによって点検対象の錆の程度を評価するという点と、自然光を遮り暗室状態としたうえで多方向から光を照らして対象物画像を取得するという点に着目してなされたものであり、従来にはない発想に基づいて行われた発明である。

本願発明の錆評価撮影装置は、対象物の錆の程度を評価するための画像を取得するものであって、函体と画像取得手段、照明手段、制御手段を備えたものである。このうち函体は、本体壁と、この本体壁内に形成される内部空間、開口部を具備するもので、画像取得手段は、内部空間に設置され開口部を通じて対象物を撮影し得るものである。また照明手段は、内部空間に設置され異なる２以上の方向から照明し得るもので、制御手段は、２以上の照明手段が順に照明するように制御するとともにそれぞれの照明手段が照明するたびに画像取得手段が画像を取得するように制御するものである。なお、対象物によって開口部を塞ぐと（つまり、開口部を対象物に密接させると）、内部空間は暗室状態となる。

本願発明の錆評価撮影装置は、開口部周辺に１又は２以上の磁石が設置されたものとすることもできる。

本願発明の錆評価システムは、あらかじめ錆の程度に応じて段階的に設定された２以上の錆階級に基づいて対象物の錆の程度を評価するシステムであって、錆指標値計測手段と錆階級評価手段を備えたものである。このうち錆指標値計測手段は、対象物を撮影した対象物画像に基づいて対象物の計測錆指標値を求める手段であり、錆階級評価手段は、対象物の計測錆指標値と錆階級ごとにあらかじめ設定された基準錆指標値を照らし合わせることで対象物の錆階級を決定する手段である。なお計測錆指標値は、対象物画像の色相の統計値に基づいて求められ、基準錆指標値は、錆階級を示す標本を撮影した標本画像の色相の統計値に基づいて求められる。

本願発明の錆評価システムは、色相に代えて影部割合（輝度によって表された輝度画像のうち輝度閾値を下回る輝度値を示す割合に基づいて求められる値）に基づいて得られる計測錆指標値と基準錆指標値を利用して、対象物の錆の程度を評価するものとすることもできる。この場合の計測錆指標値は、対象物画像における影部割合に基づいて求められ、基準錆指標値は、錆階級を示す標本を撮影した標本画像における影部割合に基づいて求められる。

本願発明の錆評価システムは、合成輝度画像（２以上の輝度画像を合成した画像）における影部割合に基づく計測錆指標値と基準錆指標値を利用して評価するものとすることもできる。この場合の計測錆指標値は、照明方向を変えて対象物を撮影して得られた輝度画像を合成した合成画像における影部割合に基づいて求められ、基準錆指標値は、照明方向を変えて標本を撮影して得られた２以上の輝度画像を合成した合成輝度画像における影部割合に基づいて求められる。

本願発明の錆評価システムは、さらに錆評価撮影装置を備えたものとすることもできる。この場合、計測錆指標値と基準錆指標値は、合成輝度画像における影部割合に基づいて求められる。また、この合成画像を形成する２以上の輝度画像は、対象物によって開口部を塞ぐことによって内部空間を暗室状態としたうえで、それぞれの照明手段の照明に応じて画像取得手段が取得した画像が利用される。

本願発明の錆評価システムは、色相及び影部割合に基づいて得られる計測錆指標値と基準錆指標値を利用して、対象物の錆の程度を評価するものとすることもできる。この場合の計測錆指標値は、対象物画像の色相の統計値に基づいて求められる「色相指標値」と対象物画像における影部割合に基づいて求められる「影部指標値」で構成され、また基準錆指標値は、標本画像の色相の統計値に基づいて求められる「色相基準指標値」と標本画像における影部割合に基づいて求められる「影部基準指標値」で構成される。そしてこの場合の錆階級評価手段は、色相指標値と色相基準指標値（錆階級ごとにあらかじめ設定）を照らし合わせるとともに、影部指標値と影部基準指標値（錆階級ごとにあらかじめ設定）を照らし合わせることで、対象物の錆階級を決定する。

本願発明の錆評価方法は、あらかじめ錆の程度に応じて段階的に設定された２以上の錆階級に基づいて対象物の錆の程度を評価する方法であって、対象物画像取得工程と、錆指標値計測工程、錆階級評価工程を備えた方法である。このうち対象物画像取得工程では、対象物を撮影して対象物画像を取得し、錆指標値計測工程では、対象物画像に基づいて計測錆指標値を求め、錆階級評価工程では、対象物の計測錆指標値と錆階級ごとにあらかじめ設定された基準錆指標値を照らし合わせることで対象物の錆階級を決定する。なお計測錆指標値は、対象物画像の色相の統計値に基づいて求められ、基準錆指標値は、錆階級を示す標本を撮影した標本画像の色相の統計値に基づいて求められる。

本願発明の錆評価方法は、色相に代えて影部割合に基づいて得られる計測錆指標値と基準錆指標値を利用して、対象物の錆の程度を評価する方法とすることもできる。この場合の計測錆指標値は、対象物画像における影部割合に基づいて求められ、基準錆指標値は、錆階級を示す標本を撮影した標本画像における影部割合に基づいて求められる。

本願発明の錆評価方法は、錆評価撮影装置で対象物を撮影して対象物画像を取得する方法とすることもできる。色相に代えて影部割合に基づいて得られる計測錆指標値と基準錆指標値を利用して、対象物の錆の程度を評価する方法とすることもできる。この場合、対象物画像取得工程では、対象物によって開口部を塞ぐことによって内部空間を暗室状態としたうえで、それぞれの照明手段の照明に応じて２以上の対象物画像を取得する。また錆指標値計測工程では、対象物画像取得工程で取得した２以上の対象物画像の輝度画像を合成した合成輝度画像における影部割合に基づいて計測錆指標値を求める。

本願発明の錆評価方法は、色相及び影部割合に基づいて得られる計測錆指標値と基準錆指標値を利用して、対象物の錆の程度を評価する方法とすることもできる。この場合の計測錆指標値は、対象物画像の色相の統計値に基づいて求められる「色相指標値」と対象物画像における影部割合に基づいて求められる「影部指標値」で構成され、また基準錆指標値は、標本画像の色相の統計値に基づいて求められる「色相基準指標値」と標本画像における影部割合に基づいて求められる「影部基準指標値」で構成される。そしてこの場合の錆階級評価工程では、色相指標値と色相基準指標値（錆階級ごとにあらかじめ設定）を照らし合わせるとともに、影部指標値と影部基準指標値（錆階級ごとにあらかじめ設定）を照らし合わせることで、対象物の錆階級を決定する。

本願発明の錆評価撮影装置には、次のような効果がある。
（１）例えば、耐候性鋼橋の主桁表面に開口部を当接するだけで暗室状態となることから、自然光に影響を受けることなく鮮明な対象物画像を取得することができる。
（２）制御手段の制御によって、特段の手間を要することなく、異なる方向から照明された複数の対象物画像を取得することができる。
（３）対象物が鋼製の部材であれば、開口部周辺に磁石を設けることで、手を添えることなく（フリーハンドで）対象物画像を取得することができる。

本願発明の錆評価システム、及び錆評価方法には、次のような効果がある。
（１）点検者の主観によることなく客観的な錆の評価を実施することができ、その結果、安定した点検結果を得ることができる。
（２）評価の再現性（トレーサビリティ）が確保され、他者に対する説明の信頼性が向上する。
（３）標本（サンプル）や標本画像を現地に携行する必要がなく、点検作業にかかる負担を軽減することができる。

（ａ）は本願発明の錆評価撮影装置を上方から見た平面図、（ｂ）は本願発明の錆評価撮影装置の正面図。 函体を側方から見た側面図。 （ａ）は右側の照明手段のみが点灯した状態で画像取得手段が撮影している状況を示す平面図、（ｂ）は左側の照明手段のみが点灯した状態で画像取得手段が撮影している状況を示す平面図。 第１の形態における錆評価システムの主な構成を示すブロック図。 第１の形態における錆評価システムのうち、基準錆指標値を算出する主な構成を示すブロック図。 第２の形態における錆評価システムの主な構成を示すブロック図。 第２の形態における錆評価システムのうち、基準錆指標値を算出する主な構成を示すブロック図。 （ａ）は右照明手段のみが点灯した状態で画像取得手段が対象物画像を取得する状況を示すモデル図、（ｂ）は左照明手段のみが点灯した状態で画像取得手段が対象物画像を取得する状況を示すモデル図。 （ａ）は右照明手段の照明による輝度画像の影を模式的に示すモデル図、（ｂ）は左照明手段の照明による輝度画像の影を模式的に示すモデル図、（ｃ）は右照明手段と左照明手段による輝度画像を合成した合成輝度画像の影を模式的に示すモデル図。 （ａ）は右照明手段の照明による輝度画像を示すモデル図、（ｂ）は左照明手段の照明による輝度画像を示すモデル図、（ｃ）は上照明手段の照明による輝度画像を示すモデル図、（ｄ）は下照明手段の照明による輝度画像を示すモデル図、（ｅ）は上記４つの輝度画像を合成した合成輝度画像を示すモデル図。 第１の形態における本願発明の錆評価方法の主な工程の流れを示すフロー図。 第２の形態における本願発明の錆評価方法の主な工程の流れを示すフロー図。

本願発明の錆評価撮影装置、錆評価システム、及び錆評価方法の実施形態の一例を図に基づいて説明する。

１．錆評価撮影装置
はじめに本願発明の錆評価撮影装置について説明する。図１は本願発明の錆評価撮影装置１００を示す図であり、（ａ）は上方から見た平面図、（ｂ）は後述する開口部側から見た正面図である。この図に示すように錆評価撮影装置１００は、函体１１０と、画像取得手段１２０、照明手段１３０、制御手段１４０を含んで構成される。以下、錆評価撮影装置１００を構成する主な要素ごとに詳しく説明する。

（函体）
図２は、函体１１０を側方から見た側面図である。この図に示すように函体１１０は、壁体１１１と、この壁体１１１に囲まれた内部空間１１２、そして開口部１１３を有している。図１と図２に示す函体１１０は、５つの壁体１１１によって形成され、具体的には右側面の壁体１１１ａと、左側面の壁体１１１ｂ、上面の壁体１１１ｃ、下面の壁体１１１ｄ、背面の壁体１１１ｅによって箱状に形成され、これら５つの壁体１１１によって内部空間１１２が設けられるとともに前面側（図２）に開口部が設けられる。なお、図１と図２に示す函体１１０の外形は概ね直方体の箱状とされているが、これに限らず任意形状の箱状とすることもできるし、そのほか筒状や袋状とすることもできる。また、壁体１１１（この図では、右側面の壁体１１１ａと左側面の壁体１１１ｂ）に、手持ち用の取手１１４を設けることもできる。

（画像取得手段）
画像取得手段１２０は、反射光を電気的に読み取るＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）やＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）といった撮像素子を備えたものであり、従来用いられているカメラ等を利用することができる。この画像取得手段１２０は、函体１１０の開口部１１３を通じてその前方を撮影することができる姿勢で、函体１１０の内部空間１１２内に設置される。例えば図１では、画像取得手段１２０のレンズが開口部１１３の方向に向く姿勢とされたうえで、背面の壁体１１１ｅに固定されている。

（照明手段）
照明手段１３０は、画像取得手段１２０が撮影する際に照明を与える光源であり、従来用いられているＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）照明器具等を利用することができる。函体１１０の内部空間１１２内には２以上（図では４つ）の照明手段１３０が設置され、しかもそれぞれ照明方向が異なる（平行にならない）姿勢で配置される。例えば図１では、右側面の壁体１１１ａに固定された右照明手段１３０ａと、左側面の壁体１１１ｂに固定された左照明手段１３０ｂ、上面の壁体１１１ｃに固定された上照明手段１３０ｃ、下面の壁体１１１ｄに固定された下照明手段１３０ｄの４つの照明手段１３０が配置され、それぞれの照明方法は函体１１０の開口部１１３中央付近に向かっている。

（制御手段）
制御手段１４０は、画像取得手段１２０による撮影と照明手段１３０の点灯を制御するものであり、専用のものとして製造することもできるし、汎用的なコンピュータ装置を利用することもできる。このコンピュータ装置は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）や、ｉＰａｄ（登録商標）といったタブレット型ＰＣ、スマートフォンを含む携帯端末、あるいはＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄａｔａ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）などによって構成することができる。コンピュータ装置は、ＣＰＵ等のプロセッサ、ＲＯＭやＲＡＭといったメモリを具備しており、さらにマウスやキーボード等の入力手段やディスプレイ（表示手段）を含むものもある。なお、一般的なＰＣであればマウスやキーボード等のデバイスから入力するが、タブレット型端末やスマートフォンではタッチパネルを用いた操作（タップ、ピンチイン／アウト、スライド等）で入力することが多い。

制御手段１４０が所定のプログラムを実行することによって、複数の照明手段１３０が順に点灯していき、それぞれの照明手段１３０が点灯するタイミングで画像取得手段１２０が撮影する。なお、画像取得手段１２０が撮影するときには１の照明手段１３０のみが点灯しており、すなわち前の照明手段１３０が消灯するとともに次の照明手段１３０が点灯した状態で画像取得手段１２０は撮影する。例えば図１の例では、まず右照明手段１３０ａが点灯すると画像取得手段１２０が撮影し、そして右照明手段１３０ａが消灯するとともに左照明手段１３０ｂが点灯すると画像取得手段１２０が撮影するわけである。同様に、上照明手段１３０ｃと下照明手段１３０ｄをそれぞれ単独で点灯させながら、画像取得手段１２０が撮影していく。

（錆評価撮影装置の使用例）
点検対象である耐候性鋼橋（対象物）の錆の程度を評価するために主桁表面の画像を取得する例で、錆評価撮影装置１００の使用について説明する。なお、既述したとおり耐候性鋼橋の点検は、５段階の外観評点（１～５）と照合しながら点検対象の錆の評価を行うこととされていることから、ここでは錆評価撮影装置１００で取得した画像をもって５段階評価を行う例で説明する。この５段階評価は、それぞれの段階の代表的な画像が提供されているとともに、その特徴が次のように提示されている。
外観評価点５・・・さびの量は少なく、比較的明るい色調を呈する。
外観評価点４・・・さびの大きさは１ｍｍ程度以下で細かく均一である。
外観評価点３・・・さびの大きさは１～５ｍｍ程度で粗い。
外観評価点２・・・さびの大きさは５～２５ｍｍ程度のうろこ状である。
外観評価点１・・・さびは層状の剥離がある。
そして外観評価点５～３と評価されると今後の処置は不要と判断され、外観評価点２と評価されると経過観察が必要、外観評価点１と評価されると早期対策が必要と判断される。

太陽光の下で耐候性鋼橋を撮影すると、反射や影の影響で主桁表面の正確な状態を捉えることができないこともある。一方、外観評価においては主桁表面の凹凸状態が極めて重要であり、したがってその凹凸状態が明確に把握できるように画像を取得する必要がある。本願発明の錆評価撮影装置１００を使用すれば、自然光の影響を受けることなく、しかも主桁表面の凹凸状態が明確に把握できる画像を取得することができる。以下、図３を参照しながらより詳しく説明する。

図３に示すように、耐候性鋼橋の主桁Ｇｒ表面に函体１１０の開口部１１３を当接すると、この開口部１１３は塞がれることとなり、その結果、内部空間１１２は暗室状態とされる。このように内部空間１１２を暗室状態としたうえで主桁Ｇｒ表面を撮影すると、自然光の影響を受けることなく主桁表面の正確な状態を捉えることができるわけである。なお、図３に示すように開口部１１３周辺に磁石１５０を設置しておくと、手を添えることなく錆評価撮影装置１００を主桁Ｇｒ表面に固定することができ、すなわち点検者はフリーハンドとなって他の作業を行うことができて好適となる。図１（ｂ）では、右側面の壁体１１１ａと、左側面の壁体１１１ｂ、上面の壁体１１１ｃ、下面の壁体１１１ｄそれぞれの先端（妻面）に磁石１５０を設置しているが、強力な磁力の磁石１５０を用いる場合はその設置数を１つとすることもできるし、磁石１５０の磁力によっては図１（ｂ）の設置数（８つ）より数多く設置することもできる。また、この図では制御手段１４０と函体１１０（つまり、画像取得手段１２０と照明手段１３０）を優先で接続しているが、もちろん無線で接続（通信）することもできるし、函体１１０と制御手段１４０を一体として形成することもできる。

主桁Ｇｒ表面に錆評価撮影装置１００をセットしその内部空間１１２を暗室状態にすると、制御手段１４０に所定のプログラムを実行させることで、順に照明手段１３０を点灯させながら画像取得手段１２０で撮影する。図３（ａ）では右照明手段１３０ａのみが点灯した状態で画像取得手段１２０が撮影し、図３（ｂ）では左照明手段１３０ｂのみが点灯した状態で画像取得手段１２０が撮影している。このように照明方向を指定したうえで画像を取得すると、画像上の影によって主桁Ｇｒ表面の凹凸の位置や程度が明確に把握することができる。また、多方向（図では４方向）から照明を与えることによって、もれなく主桁Ｇｒ表面の凹凸を把握することができるわけである。

錆評価撮影装置１００（画像取得手段１２０）で取得した画像は記憶され、事後的に（あるいはその場で）５段階の外観評点の標本（サンプル）やその画像と照らし合わせることによって、点検対象である耐候性鋼橋の錆の程度を評価する。ところで、耐候性鋼橋の全体的な点検を行うとき、一般的にその表面は広大であるため数多くの画像を取得することになる。そして、大量の画像が記憶された後に、その画像の取得位置を判断することは容易でない。そこで錆評価撮影装置１００が位置情報とともに画像を記憶する仕様とするとよい。この場合、全球測位衛星システム（ＧＮＳＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ ）を利用することとし、錆評価撮影装置１００にＧＮＳＳ受信機を設けることもできる。

２．錆評価システム
次に本願発明の錆評価システムについて説明する。なお、本願発明の錆評価システムは、ここまで説明した錆評価撮影装置１００を使用することもでき、したがって錆評価撮影装置１００で説明した内容と重複する説明は避け、錆評価システムに特有の内容のみ説明することとする。すなわち、ここに記載されていない内容は、「１．錆評価撮影装置」で説明したものと同様である。

本願発明の錆評価システムは、点検を行う対象物（以下、単に「対象物」という。）の錆の程度を評価するシステムであり、錆階級ごとの「基準錆指標値」と対象物の「計測錆指標値」を照らし合わせることをひとつの特徴としている。ここで錆階級とは、あらかじめ錆の程度に応じて段階的に設定された階級（例えば、既述した外観評価点１～５）のことであり、基準錆指標値とは、錆階級それぞれの標本（サンプル）を撮影した画像（以下、「標本画像」という。）に基づいて求められる値のことであり、計測錆指標値とは、対象物を撮影した画像（以下、「対象物画像」という。）に基づいて求められる値のことである。そして、本願発明の錆評価システムにおける基準錆指標値と計測錆指標値は、「画像の色相」に基づいて求められる形態と、「画像の輝度」に基づいて求められる形態、「画像の色相」及び「画像の輝度」の両方に基づいて求められる形態に大別することができる。そこで、「画像の色相」に基づいて求められる形態を第１の形態、「画像の輝度」に基づいて求められる形態を第２の形態、そして「画像の色相」及び「画像の輝度」に基づいて求められる形態を第３の形態として順に説明する。

（錆評価システムの第１の形態）
図４は、第１の形態における錆評価システム２００の主な構成を示すブロック図である。この図に示すように本形態の錆評価システム２００は、錆指標値算出手段２０４と錆階級評価手段２０６を含んで構成され、そのほか本願発明の錆評価撮影装置１００や、対象物画像記憶手段２０１、ＲＧＢ取得手段２０２、ＨＳＶ変換手段２０３、基準錆指標値記憶手段２０５、標本画像記憶手段２０７（図５）を含んで構成することもできる。

対象物画像記憶手段２０１は、対象物を撮影した対象物画像を記憶するものであり、例えばインターネット経由で保存するクラウドサーバに構築することができる。なお第１の形態ではカラー画像が用いられることから、本形態の対象物画像記憶手段２０１はカラーの対象物画像を記憶する。また、対象物の同一の範囲に対して１の対象物画像を取得して記憶することもできるし、対象物の同一の範囲に対して複数の対象物画像を取得して記憶することもできる。同一範囲に対して複数の対象物画像を取得する場合は、例えば本願発明の錆評価撮影装置１００を利用して照明方向を変えながら対象物画像を取得することができる。図４に示す対象物画像記憶手段２０１では、同一範囲に対して4方向の照明（照明ａ～照明ｄ）で取得した対象物画像を記憶している

錆指標値算出手段２０４（錆指標値計測手段）は、対象物画像（カラー画像）の色相の統計値に基づいて計測錆指標値を算出するものである。このように本形態では「色相」を用いることから、ここで画像の「色」について簡単に説明する。

本来、色は人の視覚で認識するものであり、個人差が伴うものである。近年、コンピュータで処理すべくこの色をモデル化させるようになった。色をモデル化する手法にも種々あり、赤（Ｒｅｄ）・緑（Ｇｒｅｅｎ）・青（Ｂｌｕｅ）の３色を基本色とするＲＧＢ、シアン（Ｃｙａｎ）・マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）・イエロー（Ｙｅｌｌｏｗ）・ブラック（ＫｅｙＰｌａｔｅ）の４色を基本色とするＣＭＹＫ、黄・赤・青・緑・黒・白の６色を基本色とするＮＣＳやオストワルト表色系などが知られている。ここでは、ＲＧＢで色をモデル化した場合について説明するが、本願発明を実施するには他の手法を採用してもよい。

また色は、色相と彩度、明度からなる３つの属性を備えている。ＲＧＢは前記したとおり、赤・緑・青を基本色とし、この３原色を混ぜ合わせる加法混色により様々な色を表現するものであり、種々の組み合わせによって色相、彩度、明度を表現する。具体的には、赤の明度をｒ、緑の明度をｇ、青の明度をｂとすると、ＲＧＢは（ｒ、ｇ、ｂ）で表され、ｒとｇとｂの値の組み合わせによって色の３属性を表現する。この明度は、０から２５５の整数で表現することが多いが、０％～１００％の範囲で表現したり、０～１（整数に限らない）の範囲で表現したり、適宜選択することができる。一例として、純色の赤のＲＧＢは（２５５、０、０）で表され、純色の緑は（０、２５５、０）、純色の青なら（０、０、２５５）となる。

色相、彩度、明度の表現は、球形モデルで表すことができることが知られている。色相は色味を表すものであり、球形モデルの中心軸（鉛直軸）回りの円周方向（いわば赤道方向）に赤～緑～青と変化していく。なお、赤と緑の間にはこれらを混ぜ合わせた黄色（２５５、２５５、０）があり、緑と青の間、青と赤の間にもこれらを混ぜ合わせた色があり、色相は徐々に変化していく。なお、色相のみの変化を平面上に表したものは色相環と呼ばれる。

彩度は文字どおり色の鮮やかさを表すものであり、球形モデルの中心軸から離れるほど色は鮮やかとなる。純色の赤（２５５、０、０）、純色の緑（０、２５５、０）、純色の青（０、０、２５５）はそれぞれ中心軸から最も離れた円周上（いわば赤道上）にあって彩度が最大となる。一方、ＲＧＢが（２５５、２００、２００）などのように赤の明度ｒ、緑の明度ｇ、青の明度ｂの値が近似すると、それぞれの明度が相殺されて中心軸に近づき、すなわち彩度が小さくなる（この場合、白っぽくなる）。赤の明度ｒ、緑の明度ｇ、青の明度ｂがすべて等しい場合、中心軸上に位置することとなり、彩度は失われ、また色相もなくなり、この結果、明度だけで表現される色となる。たとえば、ＲＧＢが（２５５、２５５、２５５）であれば白、ＲＧＢが（０、０、０）であれば黒となる。

明度は、色の明るさ（暗さ）を表すものであり、球形モデルの中心軸と平行する方向であって上方（いわば北極方向）へ進むほど色は明るくなり、下方（いわば南極方向）へ進むほど色は暗くなる。すなわち、赤の明度ｒ、緑の明度ｇ、青の明度ｂすべての明度が最大である白（２５５、２５５、２５５）が最も明るく、逆に、赤の明度ｒ、緑の明度ｇ、青の明度ｂすべての明度が最小である黒（０、０、０）が最も暗い色となる。

既述したとおり錆指標値算出手段２０４（錆指標値計測手段）は、対象物画像の色相の統計値に基づいて計測錆指標値を算出するものである。そして、対象物画像からこの色相を抽出するのがＲＧＢ取得手段２０２とＨＳＶ変換手段２０３である。具体的には、ＲＧＢ取得手段２０２が対象物画像の各画素のＲＧＢを取得し、ＨＳＶ変換手段２０３が取得したＲＧＢを色相（Ｈｕｅ）に変換する。

ＨＳＶ変換手段２０３によって対象物画像の色相が得られると、錆指標値算出手段２０４（錆指標値計測手段）が計測錆指標値を算出する。一般的に、対象物に「色むら」が少ないと錆の程度は低いとされている。そして、対象物に「色むら」が少ないということは、対象物画像全体の色相のばらつきが小さいと考えることができる。そこで本形態では、対象物画像の各画素の色相から標準偏差を求め、この標準偏差を「計測錆指標値」としている。すなわち錆指標値算出手段２０４（錆指標値計測手段）は、対象物画像の色相の標準偏差を求め、色相の標準偏差を「計測錆指標値」とするわけである。このとき、同一範囲に対して複数の対象物画像が取得されていれば、それぞれの対象物画像の各画素の色相に基づいて色相の標準偏差（つまり計測錆指標値）を算出することができる。なお本願発明では、標準偏差に代えて、分散などばらつきを示す他の統計値を採用することもできる。

錆階級評価手段２０６は、計測錆指標値と基準錆指標値を照らし合わせることで対象物の錆階級を決定するものである。ここで基準錆指標値は、既述したとおり階級（例えば、外観評価点１～５）それぞれの標本（サンプル）を撮影した標本画像に基づいて求められる。以下、図５を参照しながら基準錆指標値を算出する過程について説明する。

図５は、第１の形態における錆評価システムのうち、基準錆指標値を算出する主な構成を示すブロック図である。標本画像記憶手段２０７は、階級ごとの標本画像を記憶するものであって、対象物画像記憶手段２０１と同様、カラーの標本画像を記憶するものであり、例えばインターネット経由で保存するクラウドサーバに構築することができる。また、同一階級の標本に対して１の標本画像を取得して記憶することもできるし、同一階級の標本に対して複数の標本画像を取得して記憶することもできる。同一階級の標本に対して複数の標本画像を取得する場合は、例えば本願発明の錆評価撮影装置１００を利用して照明方向を変えながら標本画像を取得することができる。図５に示す標本画像記憶手段２０７では、５階級の標本画像をそれぞれ4方向の照明（照明ａ～照明ｄ）で取得した標本画像（５階級×４照明）を記憶している

図５に示すようにＲＧＢ取得手段２０２は、標本画像記憶手段２０７が記憶した標本画像の各画素のＲＧＢを取得し、ＨＳＶ変換手段２０３が取得したＲＧＢを色相（Ｈｕｅ）に変換する。ＲＧＢから色相（Ｈｕｅ）への変換は、従来用いられている種々の技術を利用することができる。ＨＳＶ変換手段２０３によって標本画像の色相が得られると、錆指標値算出手段２０４が階級ごと（図５では５階級ごと）の標本画像の色相の標準偏差を算出しこれを基準錆指標値とする。すなわちこの場合の錆指標値算出手段２０４は、各階級の標本画像の色相の標準偏差を求め、色相の標準偏差を各階級の「計測錆指標値」とするわけである。このとき、同一階級の標本に対して複数の標本画像が取得されていれば、それぞれの標本画像の各画素の色相に基づいて色相の標準偏差（つまり計測錆指標値）を算出することができる。ここで算出された各階級の基準錆指標値は、基準錆指標値記憶手段２０５に記憶される。この基準錆指標値記憶手段２０５も対象物画像記憶手段２０１や標本画像記憶手段２０７と同様、例えばインターネット経由で保存するクラウドサーバに構築することができる。なお基準錆指標値は、実際の点検作業の前にあらかじめ算出しておくとよい。

図４に示すように、錆指標値算出手段２０４（錆指標値計測手段）によって計測錆指標値が得られると、錆階級評価手段２０６がこの計測錆指標値と基準錆指標値を照らし合わせて対象物の錆階級を決定する。具体的には、基準錆指標値記憶手段２０５から読み出した各階級の基準錆指標値と、計測錆指標値を比較し、計測錆指標値に最も近い基準錆指標値を有する階級を、当該対象物の階級（すなわち錆の程度）として決定するわけである。

（錆評価システムの第２の形態）
図６は、第２の形態における錆評価システム２００の主な構成を示すブロック図である。この図に示すように本形態の錆評価システム２００は、錆指標値算出手段２０４と錆階級評価手段２０６を含んで構成され、そのほか本願発明の錆評価撮影装置１００や、対象物画像記憶手段２０１、輝度画像作成手段２０８、輝度画像合成手段２０９、基準錆指標値記憶手段２０５、標本画像記憶手段２０７（図５）を含んで構成することもできる。

対象物画像記憶手段２０１は、対象物を撮影した対象物画像を記憶するものである。なお第２の形態では輝度によって表された画像（以下、「輝度画像」という。）が用いられることから、本形態の対象物画像記憶手段２０１は輝度画像（例えばモノクロ画像やグレースケール画像）として取得した対象物画像を記憶することもできるし、通常のカラー画像を記憶することもできる。また、対象物の同一の範囲に対して１の対象物画像を取得して記憶することもできるし、対象物の同一の範囲に対して複数の対象物画像を取得して記憶することもできる。同一範囲に対して複数の対象物画像を取得する場合は、例えば本願発明の錆評価撮影装置１００を利用して照明方向を変えながら対象物画像を取得することができる。図６に示す対象物画像記憶手段２０１では、同一範囲に対して4方向の照明（照明ａ～照明ｄ）で取得した対象物画像を記憶している

錆指標値算出手段２０４（錆指標値計測手段）は、対象物画像（輝度画像）の「影部割合」に基づいて計測錆指標値を算出するものである。ここで「影部割合」とは、輝度画像のうち輝度閾値を下回る輝度値（以下、「低輝度」という。）を示す割合のことであり、例えば輝度画像の全画素数のうち低輝度の画素数が占める割合を影部割合とすることができる。なお輝度閾値は、あらかじめ設定される値で、例えば輝度を２５６階調で表す場合は輝度閾値を１０とすることができる。もちろん輝度閾値は、対象物の重要度や維持管理の程度に応じて適宜設定することができる。

錆指標値算出手段２０４（錆指標値計測手段）が輝度画像による影部割合を利用することから、対象物画像記憶手段２０１がカラーの対象物画像を記憶する場合、図６に示すように輝度画像作成手段２０８がこの対象物画像（カラー）から輝度画像（例えばグレースケール画像）に変換する。もちろん、対象物画像記憶手段２０１が対象物画像を輝度画像として記憶する場合は、この輝度画像作成手段２０８は省くことができる。

また、同一範囲に対して複数の対象物画像が取得されている場合、輝度画像合成手段２０９がそれぞれの輝度画像を合成した画像（以下、「合成輝度画像」という。）を作成する。以下、輝度画像合成手段２０９による合成輝度画像の作成手法について、図８～図１０を参照しながら説明する。なおここでは、図１に示す本願発明の錆評価撮影装置１００を用いて対象物画像を取得した例で説明する。

図８（ａ）は、右照明手段１３０ａのみが点灯した状態で画像取得手段１２０が対象物画像を取得する状況を示すモデル図であり、図８（ｂ）は、左照明手段１３０ｂのみが点灯した状態で画像取得手段１２０が対象物画像を取得する状況を示すモデル図である。この図に示すように対象物表面に凸部Ｋｅがあると、照明を当てて撮影することで対象物画像には影Ｓｈが明確に表される。しかも照明の方向が既知であれば、その照明に対する影Ｓｈに基づいて凸部Ｋｅの位置や大きさ（程度）を推定することができる。さらに図８に示すように多方向から照明を当てて画像を取得すると、対象物表面の凸部Ｋｅをもれなく取得することができる。

図９（ａ）は、右照明手段１３０ａの照明による輝度画像の影Ｓｈを模式的に示すモデル図であり、図９（ｂ）は、左照明手段１３０ｂの照明による輝度画像の影Ｓｈを模式的に示すモデル図であり、図９（ｃ）は、右照明手段１３０ａと左照明手段１３０ｂによる輝度画像を合成した合成輝度画像の影Ｓｈを模式的に示すモデル図である。図８（ａ）で取得された対象物画像から変換した輝度画像（輝度画像を取得した場合は対象物画像そのもの）は、図９（ａ）に示す影Ｓｈを示す。同様に、図８（ｂ）で取得された対象物画像による輝度画像は、図９（ｂ）に示す影Ｓｈを示す。そして、図８（ａ）による輝度画像の影Ｓｈと、図８（ｂ）による輝度画像の影Ｓｈを合成したものが図９（ｃ）に示す影Ｓｈである。図９（ｃ）からわかるように、図９（ａ）や図９（ｂ）単体の輝度画像よりも、合成輝度画像の方が明確に凸部Ｋｅを把握することができる。

図１０（ａ）は、右照明手段１３０ａの照明による輝度画像を示すモデル図であり、図１０（ｂ）は、左照明手段１３０ｂの照明による輝度画像を示すモデル図、図１０（ｃ）は、上照明手段１３０ｃの照明による輝度画像を示すモデル図、図１０（ｄ）は、下照明手段１３０ｄの照明による輝度画像を示すモデル図である。そして、輝度画像合成手段２０９がこれら４つの輝度画像を合成したものが、図１０（ｅ）に示す合成輝度画像である。

輝度画像合成手段２０９によって合成輝度画像が得られると、錆指標値算出手段２０４（錆指標値計測手段）が計測錆指標値を算出する。一般的に、対象物に凹凸が少ないと錆の程度は低いとされている。そして、対象物に凹凸が少ないということは、対象物画像に表れる影部が少ない、すなわち影部割合が小さいと考えることができる。そこで本形態では、対象物画像の合成輝度画像から影部割合を求め、この影部割合を「計測錆指標値」としている。すなわち錆指標値算出手段２０４（錆指標値計測手段）は、対象物画像の合成輝度画像における影部割合を求め、この影部割合を「計測錆指標値」とするわけである。なお、同一範囲に対して１の対象物画像のみが取得されている場合は、合成輝度画像ではなく単体の輝度画像（対象物画像）の影部割合を計測錆指標値とすることができる。

錆階級評価手段２０６は、計測錆指標値と基準錆指標値を照らし合わせることで対象物の錆階級を決定するものである。以下、図７を参照しながら基準錆指標値を算出する過程について説明する。

図７は、第２の形態における錆評価システムのうち、基準錆指標値を算出する主な構成を示すブロック図である。標本画像記憶手段２０７は、階級ごと標本画像を記憶するものであり、対象物画像記憶手段２０１と同様、カラーの標本画像又は輝度画像（モノクロ画像やグレースケール画像）を記憶する。また、同一階級の標本に対して１の標本画像を取得して記憶することもできるし、同一階級の標本に対して複数の標本画像を取得して記憶することもできる。同一階級の標本に対して複数の標本画像を取得する場合は、例えば本願発明の錆評価撮影装置１００を利用して照明方向を変えながら標本画像を取得することができる。図７に示す標本画像記憶手段２０７では、５階級の標本画像をそれぞれ4方向の照明（照明ａ～照明ｄ）で取得した標本画像（５階級×４照明）を記憶している

図７に示すように輝度画像作成手段２０８は、標本画像記憶手段２０７が記憶したカラーの標本画像を輝度画像に変換し、輝度画像合成手段２０９が複数の輝度画像を合成して合成輝度画像を作成する。輝度画像合成手段２０９によって合成輝度画像が得られると、錆指標値算出手段２０４が階級ごと（図７では５階級ごと）の合成輝度画像における影部割合を算出しこれを基準錆指標値とする。すなわちこの場合の錆指標値算出手段２０４は、各階級の標本画像の合成輝度画像における影部割合を求め、この影部割合を各階級の「計測錆指標値」とするわけである。ここで算出された各階級の基準錆指標値は、基準錆指標値記憶手段２０５に記憶される。なお基準錆指標値は、実際の点検作業の前にあらかじめ算出しておくとよい。

図６に示すように、錆指標値算出手段２０４（錆指標値計測手段）によって計測錆指標値が得られると、錆階級評価手段２０６がこの計測錆指標値と基準錆指標値を照らし合わせて対象物の錆階級を決定する。具体的には、基準錆指標値記憶手段２０５から読み出した各階級の基準錆指標値と、計測錆指標値を比較し、計測錆指標値に最も近い基準錆指標値を有する階級を、当該対象物の階級（すなわち錆の程度）として決定するわけである。

（錆評価システムの第３の形態）
第３の形態における錆評価システム２００は、「画像の色相」及び「画像の輝度」に基づいて計測錆指標値を求め、「画像の色相」及び「画像の輝度」に基づいて基準錆指標値を求める形態である。より詳しくは、この形態における計測錆指標値は、第1の形態で説明した「画像の色相」に基づいて求められる計測錆指標値（以下、「色相指標値」という、）と、第２の形態で説明した「画像の輝度」に基づいて求められる計測錆指標値（以下、「影部指標値」という、）で構成され、この形態における基準錆指標値は、第1の形態で説明した「画像の色相」に基づいて求められる基準錆指標値（以下、「色相基準指標値」という、）と、第２の形態で説明した「画像の輝度」に基づいて求められる基準錆指標値（以下、「影部基準指標値」という、）で構成される。したがって第1の形態や第2の形態で説明した内容と重複する説明は避け、第3の形態に特有の内容のみ説明することとする。すなわち、ここに記載されていない内容は、「錆評価システムの第１の形態」と「錆評価システムの第１の形態」で説明したものと同様である。

第３の形態における錆評価システム２００は、いわば第１の形態と第２の形態の両方の機能を有することから、双方の手段を合わせ持つ構成とされる。すなわち本形態における錆評価システム２００は、ＲＧＢ取得手段２０２と、ＨＳＶ変換手段２０３、輝度画像作成手段２０８、輝度画像合成手段２０９、錆指標値算出手段２０４、錆階級評価手段２０６を含んで構成され、そのほか本願発明の錆評価撮影装置１００や、対象物画像記憶手段２０１、基準錆指標値記憶手段２０５、標本画像記憶手段２０７を含んで構成することもできる。

本形態における錆指標値算出手段２０４は、対象物画像の各画素の色相に基づいて色相の統計値（例えば標準偏差）を「色相指標値」として算出するとともに、対象物画像の合成輝度画像における影部割合を「影部指標値」として求め、「色相指標値」及び「影部指標値」を「計測錆指標値」とする。そして錆階級評価手段２０６が、「色相指標値」と「色相基準指標値」を照らし合わせるとともに、「影部指標値」と「影部基準指標値」を照らし合わせることで対象物の錆階級を決定する。具体的には、「色相指標値」と「色相基準指標値」によって決定される階級（以下、「色相による階級」という。）と、「影部指標値」と「影部基準指標値」によって決定される階級（以下、「影部による階級」という。）をそれぞれ求め、「色相による階級」と「影部による階級」を総合的に判断して最終的な階級を決定する。例えば、「色相による階級」と「影部による階級」を平均した階級とする、「色相による階級」と「影部による階級」のうち低い（あるいは高い）方の階級とする、あるいは「色相による階級」と「影部による階級」のうちどちらか一方を主な判断として用い他方は補助的な位置づけとして階級を決定する、など種々な手法で総合的な判断を行うことができる。

３．錆評価方法
続いて、本願発明の錆評価方法について、図１１及び図１２を参照しながら説明する。なお、本願発明の錆評価方法は、ここまで説明した錆評価撮影装置１００や錆評価システム２００を使用することもでき、したがって錆評価撮影装置１００と錆評価システム２００で説明した内容と重複する説明は避け、本願発明の錆評価方法に特有の内容のみ説明することとする。すなわち、ここに記載されていない内容は、「１．錆評価撮影装置」や「２．錆評価システム」で説明したものと同様である。

本願発明の錆評価方法は、対象物の錆の程度を評価する方法であり、本願発明の錆評価システム２００と同様、錆階級ごとの「基準錆指標値」と対象物の「計測錆指標値」を照らし合わせることをひとつの特徴としており、また本願発明の錆評価方法における基準錆指標値と計測錆指標値は、画像の色相に基づいて求められる形態と、画像の輝度に基づいて求められる形態、「画像の色相」及び「画像の輝度」の両方に基づいて求められる形態に大別することができる。そこで、「画像の色相」に基づいて求められる形態を第１の形態、「画像の輝度」に基づいて求められる形態を第２の形態、そして「画像の色相」及び「画像の輝度」に基づいて求められる形態を第３の形態として順に説明する。

（錆評価方法の第１の形態）
図１１は、第１の形態における本願発明の錆評価方法の主な工程の流れを示すフロー図である。以下、この図に沿って第１の形態における本願発明の錆評価方法について説明する。まず、例えば本願発明の錆評価撮影装置１００を用いて対象物画像を取得する（Ｓｔｅｐ１１）。このとき、対象物の同一の範囲に対して１の対象物画像を取得することもできるし、対象物の同一の範囲に対して複数の対象物画像を取得することもできる。

対象物画像を取得すると、その対象物画像の各画素のＲＧＢを取得し（Ｓｔｅｐ１２）、さらにそのＲＧＢを色相（Ｈｕｅ）に変換する（Ｓｔｅｐ１３）。そして対象物画像の色相の統計値（例えば標準偏差）を求め、この統計値を「計測錆指標値」とする（Ｓｔｅｐ１４）。対象物の計測錆指標値が得られると、あらかじめ算出された各階級の基準錆指標値と、その計測錆指標値とを照らし合わせ、計測錆指標値に最も近い基準錆指標値を有する階級を当該対象物の階級（すなわち錆の程度）として決定する（Ｓｔｅｐ１５）。

（錆評価方法の第２の形態）
図１２は、第２の形態における本願発明の錆評価方法の主な工程の流れを示すフロー図である。以下、この図に沿って第２の形態における本願発明の錆評価方法について説明する。まず、例えば本願発明の錆評価撮影装置１００を用いて対象物画像を取得する（Ｓｔｅｐ２１）。このとき、対象物の同一の範囲に対して１の対象物画像を取得することもできるし、対象物の同一の範囲に対して複数の対象物画像を取得することもできる。また、輝度画像（例えばモノクロ画像やグレースケール画像）として対象物画像を取得することもできるし、通常のカラー画像として対象物画像を取得することもできる。ここでは便宜上、対象物の同一の範囲に対して複数のカラー画像（対象物画像）を取得したケースで説明する。

対象物画像を取得すると、その対象物画像（カラー）を輝度画像（例えばグレースケール画像）に変換する（Ｓｔｅｐ２２）とともに、対象物の同一の範囲に対して得られた複数の輝度画像を合成して合成輝度画像を作成し（Ｓｔｅｐ２３）、さらにその合成輝度画像から影部割合を求めこの影部割合を計測錆指標値とする（Ｓｔｅｐ２４）。そして対象物の計測錆指標値が得られると、あらかじめ算出された各階級の基準錆指標値と、その計測錆指標値とを照らし合わせ、計測錆指標値に最も近い基準錆指標値を有する階級を当該対象物の階級（すなわち錆の程度）として決定する（Ｓｔｅｐ２５）。

（錆評価方法の第３の形態）
第３の形態における錆評価方法は、「画像の色相」及び「画像の輝度」に基づいて計測錆指標値を求め、「画像の色相」及び「画像の輝度」に基づいて基準錆指標値を求める形態である。より詳しくは、この形態における計測錆指標値は、第1の形態で説明した「色相指標値」と第２の形態で説明した「影部指標値」で構成され、この形態における基準錆指標値は、第1の形態で説明した「色相基準指標値」と第２の形態で説明した「影部基準指標値」で構成される。したがって第1の形態や第2の形態で説明した内容と重複する説明は避け、第3の形態に特有の内容のみ説明することとする。すなわち、ここに記載されていない内容は、「錆評価方法の第１の形態」と「錆評価方法の第１の形態」で説明したものと同様である。

第３の形態における錆評価方法は、いわば第１の形態と第２の形態の両方の機能を有することから、双方の工程を合わせ持つ方法とされる。すなわち本形態における錆評価方法は、対象物の画像取得工程（Ｓｔｅｐ１１、Ｓｔｅｐ２１）と、ＲＧＢ取得工程（Ｓｔｅｐ１２）、ＨＳＶ変換工程（Ｓｔｅｐ１３）、輝度画像作成工程（Ｓｔｅｐ２２）、輝度画像合成工程（Ｓｔｅｐ２３）、錆指標値計測工程（Ｓｔｅｐ１４、Ｓｔｅｐ２４）、錆階級評価工程（Ｓｔｅｐ１５、Ｓｔｅｐ２５）を備えた方法である。

本形態における錆指標値計測工程では、対象物画像の各画素の色相に基づいて色相の統計値（例えば標準偏差）を「色相指標値」として算出するとともに、対象物画像の合成輝度画像における影部割合を「影部指標値」として求め、「色相指標値」及び「影部指標値」を「計測錆指標値」とする。そして錆階級評価工程において、「色相指標値」と「色相基準指標値」を照らし合わせるとともに、「影部指標値」と「影部基準指標値」を照らし合わせることで対象物の錆階級を決定する。具体的には、「色相による階級」と「影部による階級」をそれぞれ求め、「色相による階級」と「影部による階級」を総合的に判断して最終的な階級を決定する。例えば、「色相による階級」と「影部による階級」を平均した階級とする、「色相による階級」と「影部による階級」のうち低い（あるいは高い）方の階級とする、あるいは「色相による階級」と「影部による階級」のうちどちらか一方を主な判断として用い他方は補助的な位置づけとして階級を決定する、など種々な手法で総合的な判断を行うことができる。

本願発明の錆評価撮影装置、錆評価システム、及び錆評価方法は、道路橋や鉄道橋など種々の橋梁に利用することができるほか、鉄塔や各種タンク、サイロといった構造物にも利用することができる。本願発明によって、供用中の構造物の劣化状況を評価することができ、その結果劣化に応じた補修・補強対策が可能となり、ひいては既設構造物の長寿命化につながることを考えれば、産業上利用できるばかりでなく社会的にも大きな貢献を期待し得る発明といえる。

１００ 錆評価撮影装置
１１０ （錆評価撮影装置の）函体
１１１ （函体の）壁体
１１１ａ （壁体のうちの）右側面の壁体
１１１ｂ （壁体のうちの）左側面の壁体
１１１ｃ （壁体のうちの）上面の壁体
１１１ｄ （壁体のうちの）下面の壁体
１１１ｅ （壁体のうちの）背面の壁体
１１２ （函体の）内部空間
１１３ （函体の）開口部
１１４ （函体の）取手
１２０ （錆評価撮影装置の）画像取得手段
１３０ （錆評価撮影装置の）照明手段
１３０ａ （照明手段のうちの）右照明手段
１３０ｂ （照明手段のうちの）左照明手段
１３０ｃ （照明手段のうちの）上照明手段
１３０ｄ （照明手段のうちの）下照明手段
１４０ （錆評価撮影装置の）制御手段
２００ 錆評価システム
２０１ （錆評価システムの）対象物画像記憶手段
２０２ （錆評価システムの）ＲＧＢ取得手段
２０３ （錆評価システムの）ＨＳＶ変換手段
２０４ （錆評価システムの）錆指標値算出手段
２０５ （錆評価システムの）基準錆指標値記憶手段
２０６ （錆評価システムの）錆階級評価手段
２０７ （錆評価システムの）標本画像記憶手段
２０８ （錆評価システムの）輝度画像作成手段
２０９ （錆評価システムの）輝度画像合成手段
Ｋｅ 凸部
Ｓｈ 影

Claims (11)

1. あらかじめ錆の程度に応じて段階的に設定された２以上の錆階級に基づいて、対象物の錆の程度を評価するシステムであって、
   錆評価撮影装置を使用して前記対象物を撮影したカラーの対象物画像に基づいて、該対象物の計測錆指標値を求める錆指標値計測手段と、
   前記対象物画像を構成する各画素の色情報を色相に変換する変換手段と、
   前記錆指標値計測手段によって求められた前記対象物の前記計測錆指標値と、前記錆階級ごとにあらかじめ設定された基準錆指標値と、を照らし合わせることで該対象物の前記錆階級を決定する錆階級評価手段と、を備え、
   前記錆評価撮影装置は、本体壁と該本体壁内に形成される内部空間と開口部とを具備する函体、該内部空間に設置され該開口部を通じて前記対象物を撮影し得る画像取得手段、該内部空間に設置された照明方向が異なる２以上の照明手段、及び２以上の該照明手段が順に照明するように制御するとともにそれぞれの該照明手段が照明するたびに該画像取得手段が画像を取得するように制御する制御手段を有するとともに、該対象物によって該開口部を塞ぐと該内部空間が暗室状態とされ、
   前記計測錆指標値は、前記変換手段によって得られた各画素の色相の標準偏差に基づいて求められ、
   前記基準錆指標値は、前記錆階級を示す標本を撮影したカラーの標本画像を変換して得られる各画素の色相の標準偏差に基づいて求められる、
   ことを特徴とする錆評価システム。
2. あらかじめ錆の程度に応じて段階的に設定された２以上の錆階級に基づいて、対象物の錆の程度を評価するシステムであって、
   錆評価撮影装置を使用して前記対象物を撮影した輝度画像の対象物画像に基づいて、該対象物の計測錆指標値を求める錆指標値計測手段と、
   前記錆指標値計測手段によって求められた前記対象物の前記計測錆指標値と、前記錆階級ごとにあらかじめ設定された基準錆指標値と、を照らし合わせることで該対象物の前記錆階級を決定する錆階級評価手段と、を備え、
   前記錆評価撮影装置は、本体壁と該本体壁内に形成される内部空間と開口部とを具備する函体、該内部空間に設置され該開口部を通じて前記対象物を撮影し得る画像取得手段、該内部空間に設置された照明方向が異なる２以上の照明手段、及び２以上の該照明手段が順に照明するように制御するとともにそれぞれの該照明手段が照明するたびに該画像取得手段が画像を取得するように制御する制御手段を有するとともに、該対象物によって該開口部を塞ぐと該内部空間が暗室状態とされ、
   前記計測錆指標値は、前記対象物画像における影部割合に基づいて求められ、
   前記基準錆指標値は、前記錆階級を示す標本を撮影した標本画像に基づく輝度画像における前記影部割合に基づいて求められ、
   前記影部割合は、輝度によって表された輝度画像のうち、あらかじめ定めた輝度閾値を下回る輝度値を示す画素の割合に基づいて求められる、
   ことを特徴とする錆評価システム。
3. あらかじめ錆の程度に応じて段階的に設定された２以上の錆階級に基づいて、対象物の錆の程度を評価するシステムであって、
   錆評価撮影装置を使用して前記対象物を撮影したカラーの対象物画像に基づいて、該対象物の計測錆指標値を求める錆指標値計測手段と、
   前記対象物画像を輝度画像に変換する輝度画像作成手段と、
   前記錆指標値計測手段によって求められた前記対象物の前記計測錆指標値と、前記錆階級ごとにあらかじめ設定された基準錆指標値と、を照らし合わせることで該対象物の前記錆階級を決定する錆階級評価手段と、を備え、
   前記錆評価撮影装置は、本体壁と該本体壁内に形成される内部空間と開口部とを具備する函体、該内部空間に設置され該開口部を通じて前記対象物を撮影し得る画像取得手段、該内部空間に設置された照明方向が異なる２以上の照明手段、及び２以上の該照明手段が順に照明するように制御するとともにそれぞれの該照明手段が照明するたびに該画像取得手段が画像を取得するように制御する制御手段を有するとともに、該対象物によって該開口部を塞ぐと該内部空間が暗室状態とされ、
   前記計測錆指標値は、前記輝度画像作成手段によって得られた輝度画像における影部割合に基づいて求められ、
   前記基準錆指標値は、前記錆階級を示す標本を撮影した標本画像に基づく輝度画像における前記影部割合に基づいて求められ、
   前記影部割合は、輝度によって表された輝度画像のうち、あらかじめ定めた輝度閾値を下回る輝度値を示す画素の割合に基づいて求められる、
   ことを特徴とする錆評価システム。
4. 照明方向を変えて前記対象物を撮影して得られた２以上の前記対象物画像に基づく輝度画像を合成して合成輝度画像を得る輝度画像合成手段を、さらに備え、
   前記計測錆指標値は、前記合成輝度画像における前記影部割合に基づいて求められ、
   前記基準錆指標値は、照明方向を変えて前記標本を撮影して得られた２以上の前記標本画像に基づく輝度画像を合成した合成輝度画像における前記影部割合に基づいて求められる、
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３記載の錆評価システム。
5. 前記対象物を撮影して得られた２以上の前記対象物画像は、該対象物で前記開口部を塞ぐことによって前記内部空間を暗室状態としたうえで、それぞれの前記照明手段の照明に応じて前記画像取得手段によって取得された、
   ことを特徴とする請求項４記載の錆評価システム。
6. あらかじめ錆の程度に応じて段階的に設定された２以上の錆階級に基づいて、対象物の錆の程度を評価するシステムであって、
   錆評価撮影装置を使用して前記対象物を撮影したカラーの対象物画像に基づいて、該対象物の計測錆指標値を求める錆指標値計測手段と、
   前記対象物画像を構成する各画素の色情報を色相に変換する変換手段と、
   前記対象物画像を輝度画像に変換する輝度画像作成手段と、
   前記錆指標値計測手段によって求められた前記対象物の前記計測錆指標値と、前記錆階級ごとにあらかじめ設定された基準錆指標値と、を照らし合わせることで該対象物の前記錆階級を決定する錆階級評価手段と、を備え、
   前記錆評価撮影装置は、本体壁と該本体壁内に形成される内部空間と開口部とを具備する函体、該内部空間に設置され該開口部を通じて前記対象物を撮影し得る画像取得手段、該内部空間に設置された照明方向が異なる２以上の照明手段、及び２以上の該照明手段が順に照明するように制御するとともにそれぞれの該照明手段が照明するたびに該画像取得手段が画像を取得するように制御する制御手段を有するとともに、該対象物によって該開口部を塞ぐと該内部空間が暗室状態とされ、
   前記計測錆指標値は、前記変換手段によって得られた各画素の色相の標準偏差に基づいて求められる色相指標値と、前記輝度画像作成手段によって得られた輝度画像における影部割合に基づいて求められる影部指標値と、で構成され、
   前記基準錆指標値は、前記錆階級を示す標本を撮影した標本画像を変換して得られる各画素の色相の標準偏差に基づいて求められる色相基準指標値と、該標本画像に基づく輝度画像における前記影部割合に基づいて求められる影部基準指標値と、で構成され、
   前記影部割合は、輝度によって表された輝度画像のうち、あらかじめ定めた輝度閾値を下回る輝度値を示す画素の割合に基づいて求められ、
   前記錆階級評価手段は、前記色相指標値と前記色相基準指標値を照らし合わせるとともに、前記影部指標値と前記影部基準指標値を照らし合わせることで、該対象物の前記錆階級を決定する、
   ことを特徴とする錆評価システム。
7. あらかじめ錆の程度に応じて段階的に設定された２以上の錆階級に基づいて、対象物の錆の程度を評価する方法であって、
   錆評価撮影装置を使用して前記対象物を撮影してカラーの対象物画像を取得する対象物画像取得工程と、
   前記対象物画像を構成する各画素の色情報を色相に変換する変換工程と、
   前記対象物画像取得工程で取得された前記対象物画像に基づいて、計測錆指標値を求める錆指標値計測工程と、
   前記錆指標値計測工程によって求められた前記対象物の前記計測錆指標値と、前記錆階級ごとにあらかじめ設定された基準錆指標値と、を照らし合わせることで該対象物の前記錆階級を決定する錆階級評価工程と、を備え、
   前記錆評価撮影装置は、本体壁と該本体壁内に形成される内部空間と開口部とを具備する函体、該内部空間に設置され該開口部を通じて前記対象物を撮影し得る画像取得手段、該内部空間に設置された照明方向が異なる２以上の照明手段、及び２以上の該照明手段が順に照明するように制御するとともにそれぞれの該照明手段が照明するたびに該画像取得手段が画像を取得するように制御する制御手段を有し、
   前記対象物画像取得工程では、前記対象物によって前記開口部を塞ぐことで前記内部空間を暗室状態としたうえで撮影し、
   前記計測錆指標値は、前記変換工程で得られた各画素の色相の標準偏差に基づいて求められ、
   前記基準錆指標値は、前記錆階級を示す標本を撮影したカラーの標本画像を変換して得られる各画素の色相の標準偏差に基づいて求められる、
   ことを特徴とする錆評価方法。
8. あらかじめ錆の程度に応じて段階的に設定された２以上の錆階級に基づいて、対象物の錆の程度を評価する方法であって、
   錆評価撮影装置を使用して前記対象物を撮影して輝度画像の対象物画像を取得する対象物画像取得工程と、
   前記対象物画像取得工程で取得された前記対象物画像に基づいて、計測錆指標値を求める錆指標値計測工程と、
   前記錆指標値計測工程によって求められた前記対象物の前記計測錆指標値と、前記錆階級ごとにあらかじめ設定された基準錆指標値と、を照らし合わせることで該対象物の前記錆階級を決定する錆階級評価工程と、を備え、
   前記錆評価撮影装置は、本体壁と該本体壁内に形成される内部空間と開口部とを具備する函体、該内部空間に設置され該開口部を通じて前記対象物を撮影し得る画像取得手段、該内部空間に設置された照明方向が異なる２以上の照明手段、及び２以上の該照明手段が順に照明するように制御するとともにそれぞれの該照明手段が照明するたびに該画像取得手段が画像を取得するように制御する制御手段を有し、
   前記対象物画像取得工程では、前記対象物によって前記開口部を塞ぐことで前記内部空間を暗室状態としたうえで撮影し、
   前記計測錆指標値は、前記対象物画像における影部割合に基づいて求められ、
   前記基準錆指標値は、前記錆階級を示す標本を撮影した標本画像に基づく輝度画像における前記影部割合に基づいて求められ、
   前記影部割合は、輝度によって表された輝度画像のうち、あらかじめ定めた輝度閾値を下回る輝度値を示す画素の割合に基づいて求められる、
   ことを特徴とする錆評価方法。
9. あらかじめ錆の程度に応じて段階的に設定された２以上の錆階級に基づいて、対象物の錆の程度を評価する方法であって、
   錆評価撮影装置を使用して前記対象物を撮影してカラーの対象物画像を取得する対象物画像取得工程と、
   前記対象物画像を輝度画像に変換する輝度画像作成工程と、
   前記対象物画像取得工程で取得された前記対象物画像に基づいて、計測錆指標値を求める錆指標値計測工程と、
   前記錆指標値計測工程によって求められた前記対象物の前記計測錆指標値と、前記錆階級ごとにあらかじめ設定された基準錆指標値と、を照らし合わせることで該対象物の前記錆階級を決定する錆階級評価工程と、を備え、
   前記錆評価撮影装置は、本体壁と該本体壁内に形成される内部空間と開口部とを具備する函体、該内部空間に設置され該開口部を通じて前記対象物を撮影し得る画像取得手段、該内部空間に設置された照明方向が異なる２以上の照明手段、及び２以上の該照明手段が順に照明するように制御するとともにそれぞれの該照明手段が照明するたびに該画像取得手段が画像を取得するように制御する制御手段を有し、
   前記対象物画像取得工程では、前記対象物によって前記開口部を塞ぐことで前記内部空間を暗室状態としたうえで撮影し、
   前記計測錆指標値は、前記輝度画像作成工程で得られた輝度画像における影部割合に基づいて求められ、
   前記基準錆指標値は、前記錆階級を示す標本を撮影した標本画像に基づく輝度画像における前記影部割合に基づいて求められ、
   前記影部割合は、輝度によって表された輝度画像のうち、あらかじめ定めた輝度閾値を下回る輝度値を示す画素の割合に基づいて求められる、
   ことを特徴とする錆評価方法。
10. 照明方向を変えて前記対象物を撮影して得られた２以上の前記対象物画像に基づく輝度画像を合成して合成輝度画像を得る輝度画像合成工程を、さらに備え、
    前記錆指標値計測工程では、前記合成輝度画像における前記影部割合に基づいて前記計測錆指標値を求める、
    ことを特徴とする請求項８又は請求項９記載の錆評価方法。
11. あらかじめ錆の程度に応じて段階的に設定された２以上の錆階級に基づいて、対象物の錆の程度を評価する方法であって、
    錆評価撮影装置を使用して前記対象物を撮影してカラーの対象物画像を取得する対象物画像取得工程と、
    前記対象物画像を構成する各画素の色情報を色相に変換する変換工程と、
    前記対象物画像を輝度画像に変換する輝度画像作成工程と、
    前記対象物画像取得工程で取得された前記対象物画像に基づいて、計測錆指標値を求める錆指標値計測工程と、
    前記錆指標値計測工程によって求められた前記対象物の前記計測錆指標値と、前記錆階級ごとにあらかじめ設定された基準錆指標値と、を照らし合わせることで該対象物の前記錆階級を決定する錆階級評価工程と、を備え、
    前記錆評価撮影装置は、本体壁と該本体壁内に形成される内部空間と開口部とを具備する函体、該内部空間に設置され該開口部を通じて前記対象物を撮影し得る画像取得手段、該内部空間に設置された照明方向が異なる２以上の照明手段、及び２以上の該照明手段が順に照明するように制御するとともにそれぞれの該照明手段が照明するたびに該画像取得手段が画像を取得するように制御する制御手段を有し、
    前記対象物画像取得工程では、前記対象物によって前記開口部を塞ぐことで前記内部空間を暗室状態としたうえで撮影し、
    前記計測錆指標値は、前記変換工程で得られた各画素の色相の標準偏差に基づいて求められる色相指標値と、前記輝度画像作成工程で得られた輝度画像における影部割合に基づいて求められる影部指標値と、で構成され、
    前記基準錆指標値は、前記錆階級を示す標本を撮影した標本画像を変換して得られる各画素の色相の標準偏差に基づいて求められる色相基準指標値と、該標本画像に基づく輝度画像における前記影部割合に基づいて求められる影部基準指標値と、で構成され、
    前記影部割合は、輝度によって表された輝度画像のうち、あらかじめ定めた輝度閾値を下回る輝度値を示す画素の割合に基づいて求められ、
    前記錆階級評価工程では、前記色相指標値と前記色相基準指標値を照らし合わせるとともに、前記影部指標値と前記影部基準指標値を照らし合わせることで、該対象物の前記錆階級を決定する、
    ことを特徴とする錆評価方法。

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