JP7249828B2 - ひび割れ抽出システム、及びひび割れ抽出方法 - Google Patents
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Description
ω=κ×β/α×γ/cosθ
ω=κ×β/α×γ/cosθ
(1)画像取得による点検作業が可能であり、労力やコスト、作業期間を低減することができるうえ、高所作業を回避することで従来手法より安全に点検作業を行うことができ、さらに客観的にひび割れ抽出をするため点検者を限定することなく実施することができる。
(2)コンクリート表面のひび割れを自動抽出することができるとともに、そのための画像解析処理を容易かつ自在に行うことができ、しかも高速に処理することができる。
(3)形状パラメータに基づいてひび割れを抽出することから、従来手法に比べ誤抽出を低減することができ、その結果、より高精度でひび割れを抽出することができる。また、画像の分解能(画素の1辺長)よりも小さいひび割れ幅を求めることもできる。
本願発明のひび割れ抽出システムは、図1(a)に示すような画像を用いてコンクリート構造物の表面に生じたひび割れ(図1(b))を抽出するものである。なお図1(a)はコンクリート構造物の表面を撮影した画像であり、図1(b)はこの画像を処理した結果抽出されたひび割れを示す拡大画像である。以下、画像からひび割れを抽出するまでの概略の処理の流れについて説明する。
本願発明のひび割れ抽出システムついて、図を参照しながら詳しく説明する。なお、本願発明のひび割れ抽出方法は、本願発明のひび割れ抽出システムを用いてひび割れを抽出する方法であり、したがってまずは本願発明のひび割れ抽出システムについて説明し、その後に本願発明のひび割れ抽出方法について説明することとする。
(形状パラメータ)=m×S÷L2
ω=κ×β×γ÷(α×cosθ)
次に、本願発明のひび割れ抽出方法ついて図を参照しながら説明する。なお、本願発明のひび割れ抽出方法は、ここまで説明したひび割れ抽出システム100を使用してひび割れを抽出する方法であり、したがってひび割れ抽出システム100で説明した内容と重複する説明は避け、本願発明のひび割れ抽出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、「2.ひび割れ抽出システム」で説明したものと同様である。
101 (ひび割れ抽出システムの)背景輝度算出手段
102 (ひび割れ抽出システムの)輝度差算出手段
103 (ひび割れ抽出システムの)特異画素抽出手段
104 (ひび割れ抽出システムの)形状パラメータ算出手段
105 (ひび割れ抽出システムの)ひび割れ抽出手段
106 (ひび割れ抽出システムの)着目画素設定手段
107 (ひび割れ抽出システムの)ひび割れ角度算出手段
108 (ひび割れ抽出システムの)ひび割れ代表画素抽出手段
109 (ひび割れ抽出システムの)最大輝度差算出手段
110 (ひび割れ抽出システムの)幅方向輝度差算出手段
111 (ひび割れ抽出システムの)ひび割れ幅算出手段
112 (ひび割れ抽出システムの)出力手段
113 (ひび割れ抽出システムの)輝度差閾値記憶手段
114 (ひび割れ抽出システムの)形状閾値記憶手段
AGx 着目画素用グリッドの横軸
AGy 着目画素用グリッドの縦軸
Lc 近似直線
Lv 直交軸
MGx ひび割れ画素用グリッドの横軸
MGy ひび割れ画素用グリッドの縦軸
Pa 着目画素
Pb 周辺画素
Pc ひび割れ画素
Pm ひび割れ代表画素
Pn 非着目画素
Ps 特異画素
Pv 直交画素
Rc ひび割れ画素領域
Rs 特異画素領域
Qc 内包四角形
Qr 矩形領域
Claims (6)
- コンクリート構造物を撮影した画像を用いて、該コンクリート構造物の表面に生じたひび割れを抽出するシステムにおいて、
前記画像の画素ごとに背景輝度を算出する背景輝度算出手段と、
画素に付与された実輝度と前記背景輝度との差分である輝度差を、画素ごとに算出する輝度差算出手段と、
前記実輝度が前記背景輝度よりも暗い画素であって、前記輝度差があらかじめ定めた輝度差閾値を超える画素である特異画素を抽出する特異画素抽出手段と、
前記特異画素が連続する領域である特異画素領域を抽出するとともに、該特異画素領域の形状パラメータを算出する形状パラメータ算出手段と、
前記形状パラメータがあらかじめ定めた形状閾値を下回る前記特異画素領域をひび割れとして抽出するひび割れ抽出手段と、
ひび割れとして抽出された前記特異画素領域であるひび割れ画素領域の方向であるひび割れ方向を求めるとともに、画像上に設定された直交2軸と該ひび割れ方向との挟角のうち小さい角度となる挟角をひび割れ角度θとして算出するひび割れ角度算出手段と、
前記ひび割れ画素領域を構成する前記特異画素であるひび割れ画素の中からひび割れ代表画素を選出するとともに、該ひび割れ代表画素の前記背景輝度と設定された最小輝度との差分である最大輝度差αを算出する最大輝度差算出手段と、
前記ひび割れ代表画素を通り且つ前記ひび割れ方向と直交又は略直交する直交軸上にある前記ひび割れ画素であって、前記ひび割れ代表画素から連続する該ひび割れ画素である直交画素を抽出するとともに、該直交画素の前記輝度差の和である幅方向輝度差βを算出する幅方向輝度差算出手段と、
前記最大輝度差α、前記幅方向輝度差β、前記ひび割れ角度θ、前記画像の分解能γ、係数κに基づく次式によって、ひび割れ幅ωを算出するひび割れ幅算出手段と、を備え、
ω=κ×β/α×γ/cosθ
前記背景輝度算出手段は、前記背景輝度の算出対象となる着目画素の周囲にある複数の周辺画素を選出するとともに、該着目画素及び該周辺画素の前記実輝度の代表値に基づいて該着目画素の該背景輝度を算出し、
前記形状パラメータ算出手段は、前記特異画素領域の画素面積の総和Sと該特異画素領域を内包する四角形の代表長さLの2乗の逆数との積に基づいて、前記形状パラメータを算出する、
ことを特徴とするひび割れ抽出システム。 - 前記画像に対してひび割れ画素用グリッドを設定するとともに、該ひび割れ画素用グリッドと交差する前記ひび割れ画素を前記ひび割れ代表画素として抽出するひび割れ代表画素抽出手段を、
さらに備えたことを特徴とする請求項1記載のひび割れ抽出システム。 - 前記ひび割れ角度算出手段は、前記ひび割れ代表画素を中心とする矩形領域を設定するとともに、該矩形領域内に分布する前記ひび割れ画素を直線近似したうえで前記ひび割れ角度θを算出する、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載のひび割れ抽出システム。 - 前記画像に対して着目画素用グリッドを設定するとともに、該着目画素用グリッドの交差位置にある前記画素を前記着目画素として設定する着目画素設定手段を、さらに備え、
前記背景輝度算出手段は、前記着目画素に囲まれた非着目画素の前記背景輝度を、該非着目画素を取り囲む該着目画素の前記背景輝度に基づいて算出する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のひび割れ抽出システム。 - 前記背景輝度算出手段は、前記着目画素及び前記周辺画素の前記実輝度から得られる中央値を該着目画素の前記背景輝度として算出する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のひび割れ抽出システム。 - 画像を用いてコンクリート構造物の表面に生じたひび割れを抽出する方法において、
前記コンクリート構造物を撮影して前記画像を取得する撮影工程と、
前記画像の画素ごとに背景輝度を算出する背景輝度算出工程と、
画素に付与された実輝度と前記背景輝度との差分である輝度差を、画素ごとに算出する輝度差算出工程と、
前記実輝度が前記背景輝度よりも暗い画素であって、前記輝度差があらかじめ定めた輝度差閾値を超える画素である特異画素を抽出する特異画素抽出工程と、
前記特異画素が連続する領域である特異画素領域を抽出するとともに、該特異画素領域の形状パラメータを算出する形状パラメータ算出工程と、
前記形状パラメータがあらかじめ定めた形状閾値を下回る前記特異画素領域をひび割れとして抽出するひび割れ抽出工程と、
ひび割れとして抽出された前記特異画素領域であるひび割れ画素領域の方向であるひび割れ方向を求めるとともに、画像上に設定された直交2軸と該ひび割れ方向との挟角のうち小さい角度となる挟角をひび割れ角度θとして算出するひび割れ角度算出工程と、
前記ひび割れ画素領域を構成する前記特異画素であるひび割れ画素の中からひび割れ代表画素を選出するとともに、該ひび割れ代表画素の前記背景輝度と設定された最小輝度との差分である最大輝度差αを算出する最大輝度差算出工程と、
前記ひび割れ代表画素を通り且つ前記ひび割れ方向と直交又は略直交する直交軸上にある前記ひび割れ画素であって、前記ひび割れ代表画素から連続する該ひび割れ画素である直交画素を抽出するとともに、該直交画素の前記輝度差の和である幅方向輝度差βを算出する幅方向輝度差算出工程と、
前記最大輝度差α、前記幅方向輝度差β、前記ひび割れ角度θ、前記画像の分解能γ、係数κに基づく次式によって、ひび割れ幅ωを算出するひび割れ幅算出工程と、を備え、
ω=κ×β/α×γ/cosθ
前記背景輝度算出工程では、前記背景輝度の算出対象となる着目画素の周囲にある複数の周辺画素を選出するとともに、該着目画素及び該周辺画素の前記実輝度の代表値に基づいて該着目画素の該背景輝度を算出し、
前記形状パラメータ算出工程では、前記特異画素領域の画素面積の総和Sと該特異画素領域を内包する四角形の代表長さLの2乗の逆数との積に基づいて、前記形状パラメータを算出する、
ことを特徴とするひび割れ抽出方法。
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JP2019049779A JP7249828B2 (ja) | 2019-03-18 | 2019-03-18 | ひび割れ抽出システム、及びひび割れ抽出方法 |
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