JP7438220B2 - Reinforcing bar determination device and reinforcing bar determination method - Google Patents
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Description
本発明は、鉄筋判定装置および鉄筋判定方法に関する。 The present invention relates to a reinforcing bar determination device and a reinforcing bar determining method.
建築土木現場では、建築物や土木構造物等の構造物の施工検査が行われている。例えば、鉄筋コンクリート造の建築物等の工事では、コンクリートを打設する前に、配筋図に従って配筋の検査が行われる。配筋検査では、例えば、使用された鉄筋の径および本数、並びに鉄筋間の間隔などを特定し、配筋図に従って鉄筋が設置されているかなどの検査が行われる。 At construction and civil engineering sites, construction inspections of structures such as buildings and civil engineering structures are performed. For example, in construction work for reinforced concrete buildings, reinforcing bars are inspected according to a reinforcing drawing before concrete is poured. In the reinforcement arrangement inspection, for example, the diameter and number of reinforcing bars used, the spacing between the reinforcing bars, etc. are specified, and an inspection is performed to see if the reinforcing bars are installed according to the reinforcement drawing.
また、配筋検査を支援するために、配筋を撮影した画像から工事で使用された鉄筋に関する情報を収集する技術が開発されている。例えば、検査対象とする鉄筋の径を特定することに関連する技術が知られている(例えば、特許文献1)。 Additionally, in order to support reinforcement inspection, technology has been developed to collect information about reinforcing bars used in construction work from images of the reinforcement arrangement. For example, a technique related to specifying the diameter of reinforcing bars to be inspected is known (for example, Patent Document 1).
しかしながら、配筋検査で収集される鉄筋の情報には、高い精度が求められることがある。例えば、構造物の強度を検査するうえで、鉄筋の径は、構造強度を決める重要なパラメータであり、配筋検査において正確な計測が求められる。そのため、配筋を撮影した画像から鉄筋に関する情報を高い精度で特定することのできる技術の提供が望まれている。 However, information on reinforcing bars collected through reinforcement inspection may require high accuracy. For example, when inspecting the strength of a structure, the diameter of reinforcing bars is an important parameter that determines the structural strength, and accurate measurement is required in reinforcing bar arrangement inspections. Therefore, it is desired to provide a technology that can identify information regarding reinforcing bars with high accuracy from images of reinforcing bars.
1つの側面では、本発明は、鉄筋の写る画像からの鉄筋に関する情報の特定精度を向上させることを目的とする。 In one aspect, the present invention aims to improve the accuracy of identifying information regarding reinforcing bars from an image in which reinforcing bars are captured.
本発明の一つの態様の鉄筋判定装置は、鉄筋が写るサンプル鉄筋画像およびサンプル鉄筋画像から抽出された特徴情報の少なくとも一方と、サンプル鉄筋画像に写る鉄筋の種別を示す種別情報とを対応づけた情報を含む鉄筋情報を記憶する記憶部と、判定対象の鉄筋が写る鉄筋画像の入力を受け付ける入力部と、鉄筋情報に基づいて、サンプル鉄筋画像と鉄筋画像との類似度を評価する評価部と、類似度の評価結果に基づいて、鉄筋画像とサンプル鉄筋画像とが所定の条件を満たして類似している場合に、サンプル鉄筋画像と対応する種別情報を出力する出力部と、を備え、種別情報は、鉄筋の径に基づいて分類された種別を含み、評価部は、サンプル鉄筋画像および鉄筋画像を鉄筋の画素値を鉄筋の長手方向にフーリエ変換して得られる周波数スペクトルの所定の周波数範囲の波形の類似度と前記周波数スペクトルに含まれる複数のピークの周波数の類似度により前記サンプル鉄筋画像と前記鉄筋画像との類似度を評価することを特徴とする。 A reinforcing bar determination device according to one aspect of the present invention associates at least one of a sample reinforcing bar image showing reinforcing bars and feature information extracted from the sample reinforcing bar image with type information indicating the type of reinforcing bars appearing in the sample reinforcing bar image. a storage unit that stores reinforcing bar information including information; an input unit that receives input of a reinforcing bar image showing the reinforcing bar to be determined; and an evaluation unit that evaluates the similarity between the sample reinforcing bar image and the reinforcing bar image based on the reinforcing bar information. , an output unit that outputs the sample reinforcing bar image and corresponding type information when the reinforcing bar image and the sample reinforcing bar image satisfy a predetermined condition and are similar based on the similarity evaluation result; The information includes the type classified based on the diameter of the reinforcing bars, and the evaluation unit calculates a sample reinforcing bar image and a predetermined frequency of a frequency spectrum obtained by Fourier transforming the pixel values of the reinforcing bars in the longitudinal direction of the reinforcing bars. The method is characterized in that the degree of similarity between the sample reinforcing bar image and the reinforcing bar image is evaluated based on the degree of similarity of waveforms in a range and the degree of similarity of frequencies of a plurality of peaks included in the frequency spectrum .
一つの態様によれば、鉄筋の写る画像からの鉄筋に関する情報の特定精度を向上させることができる。 According to one aspect, it is possible to improve the accuracy of identifying information regarding reinforcing bars from an image showing reinforcing bars.
以下、図面を参照しながら、本発明のいくつかの実施形態について詳細に説明する。なお、複数の図面において対応する要素には同一の符号を付す。 Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the same reference numerals are given to corresponding elements in a plurality of drawings.
上述のように、配筋を撮影した画像から工事で使用された鉄筋に関する情報を収集する技術の開発が進められている。 As mentioned above, technology is being developed to collect information about reinforcing bars used in construction from images of reinforcing bars.
ここで、JIS(日本規格協会)規格では、鉄筋の径に対して鉄筋の節間隔の最大値を定めている。そのため、配筋を撮影した画像から、工事で使用された鉄筋に関する情報を特定する一つの手法として、例えば、径の異なる複数の鉄筋について、鉄筋の径と節間隔とを対応づけた情報を用意する。そして、画像から鉄筋の節間隔を特定し、特定した節間隔と対応づけられた鉄筋の径を、画像に写る鉄筋の径として推定することが考えられる。 Here, the JIS (Japanese Standards Association) standard defines the maximum value of the node spacing of reinforcing bars with respect to the diameter of the reinforcing bars. Therefore, one method for identifying information about reinforcing bars used in construction from images of reinforcing bars is to prepare information that associates reinforcing bar diameters with node spacing for multiple reinforcing bars with different diameters. do. It is conceivable that the node spacing of the reinforcing bars is identified from the image, and the diameter of the reinforcing bars associated with the identified node spacing is estimated as the diameter of the reinforcing bars in the image.
しかしながら、鉄筋の節間隔は、ロットの違いによってばらつきがあり、あるいは、同じ鉄筋を撮影した画像であっても、撮影条件によって画像から検出される鉄筋の節間隔に差が生じ得る。 However, the node spacing of reinforcing bars varies depending on the lot, or even in images taken of the same reinforcing bar, there may be differences in the node spacing of reinforcing bars detected from the images depending on the imaging conditions.
また、上述のように、JIS(日本規格協会)規格で定められているのは、鉄筋の径に対して鉄筋の節間隔の最大値であり、上限を定めているだけであるため、同じ径の鉄筋であっても、メーカが異なれば節間隔が異なっていることがある。また、異形鉄筋には、さまざまな種類があり、例えば、竹節の鉄筋と、ねじ節の鉄筋では、節間隔が同じであっても径が異なることがある。このように鉄筋の節の間隔が類似していても、異なる鉄筋種別であることがあり、節間隔に基づいて鉄筋の情報を正確に取得することが難しいことがある。そのため、配筋を撮影した画像から鉄筋の種別をより正確に特定することのできる技術の提供が望まれている。 In addition, as mentioned above, the JIS (Japanese Standards Association) standard specifies the maximum value of the node spacing of reinforcing bars relative to the diameter of the reinforcing bars, and only sets an upper limit. Even if the reinforcing steel is made by different manufacturers, the node spacing may be different. Furthermore, there are various types of deformed reinforcing bars; for example, bamboo-knotted reinforcing bars and threaded-knotted reinforcing bars may have different diameters even if the knot spacing is the same. Even if the spacing between the nodes of the reinforcing bars is similar in this way, the reinforcing bars may be of different types, and it may be difficult to accurately obtain information about the reinforcing bars based on the knot spacing. Therefore, it is desired to provide a technology that can more accurately identify the type of reinforcing bars from images of reinforcing bars.
以下で述べる実施形態では、サンプル鉄筋画像と、そのサンプル鉄筋画像に写っている鉄筋の種別を示す種別情報とを対応づけた情報が予め記憶装置に記憶される。そして、配筋検査などにおいて種別を判定する対象の鉄筋が写る画像が入力された場合に、その画像から判定対象の鉄筋の写る領域を抽出した鉄筋画像を作成し、その鉄筋画像と、サンプル鉄筋画像との類似度を評価する。そして、類似度の評価結果に基づいて、判定対象の鉄筋画像とサンプル鉄筋画像とが所定の条件を満たして類似している場合に、サンプル鉄筋画像に対応づけられている種別情報を、鉄筋画像に写る鉄筋の種別として出力する。 In the embodiment described below, information in which a sample reinforcing bar image is associated with type information indicating the type of reinforcing bar shown in the sample reinforcing bar image is stored in advance in a storage device. Then, when an image showing the reinforcing bars whose type is to be judged in a reinforcement inspection etc. is input, a reinforcing bar image is created by extracting the area of the reinforcing bars to be judged from that image, and the reinforcing bar image and the sample reinforcing bars are Evaluate the similarity with the image. Based on the similarity evaluation results, if the reinforcing bar image to be determined and the sample reinforcing bar image satisfy a predetermined condition and are similar, the type information associated with the sample reinforcing bar image is added to the reinforcing bar image. Output as the type of reinforcing bar shown in .
このように、実施形態によれば画像の類似度を評価することで、判定対象の鉄筋画像と類似するサンプル鉄筋画像を特定し、それによって判定対象の鉄筋画像に写る鉄筋の種別を判定する。そのため、画像から抽出することが可能なさまざまな特徴情報を、類似度の評価に利用することができ、高い精度で判定対象の鉄筋画像に写る鉄筋の種別を判定することが可能である。以下、実施形態を更に詳細に説明する。 In this manner, according to the embodiment, by evaluating the similarity of images, a sample reinforcing bar image similar to the reinforcing bar image to be determined is identified, and thereby the type of reinforcing bar appearing in the reinforcing bar image to be determined is determined. Therefore, various feature information that can be extracted from images can be used to evaluate the degree of similarity, and it is possible to determine the type of reinforcing bars in the reinforcing bar image to be determined with high accuracy. Hereinafter, embodiments will be described in more detail.
図1は、実施形態に係る施工済みの鉄筋の撮影を例示する図である。図1に示す様に、ユーザは、工事現場で、検査対象となる鉄筋101を、撮影装置102を用いて撮影する。撮影装置102は、例えば、単眼のカメラであっても、またはステレオカメラであってよい。
FIG. 1 is a diagram illustrating photographing of installed reinforcing bars according to an embodiment. As shown in FIG. 1, a user uses a
図2は、実施形態に係る鉄筋判定システム200を例示する図である。鉄筋判定システム200は、例えば、撮影装置102および鉄筋判定装置201を含む。撮影装置102と鉄筋判定装置201は、例えば、ネットワーク205を経由して接続されてよい。ネットワーク205は、例えば、LAN(Local Area Network)およびインターネットである。また、別の実施形態では、撮影装置102および鉄筋判定装置201は、近距離無線通信または有線で接続されていてよく、或いは、撮影装置102および鉄筋判定装置201は一体の装置として統合されていてもよい。
FIG. 2 is a diagram illustrating a reinforcing
鉄筋判定装置201は、例えば、演算機能を備えるコンピュータであり、一例では、パーソナルコンピュータ(PC)、ノートPC、およびタブレット端末である。鉄筋判定装置201は、例えば、撮影装置102で撮影された配筋の画像を取得し、画像に写る配筋を解析して、配筋に使用されている鉄筋の情報を収集してよい。
The reinforcing
図3は、実施形態に係る鉄筋判定装置201のブロック構成を例示する図である。鉄筋判定装置201は、例えば、制御部301、記憶部302、表示部303、および通信部304を含む。制御部301は、例えば、鉄筋判定装置201の各部を制御する。例えば、制御部301は、入力部311、評価部312、出力部313、および判定部314として動作する。記憶部302は、例えば、撮影装置102で撮影された画像、後述する鉄筋情報、サンプル鉄筋画像、サンプル鉄筋画像から抽出された特徴情報などを記憶していてよい。表示部303は、例えば、液晶ディスプレイなどの表示装置である。表示部303は、制御部301の指示に従って表示画面に情報を表示する。通信部304は、例えば、制御部301の指示に従って撮影装置102と通信する。これらの各部の詳細および記憶部302に格納されている情報の詳細については後述する。
FIG. 3 is a diagram illustrating a block configuration of the reinforcing
図4は、実施形態に係る鉄筋判定処理を説明する図である。図4に示すように、鉄筋判定装置201の記憶部302には、鉄筋情報401が記憶されている。図4の鉄筋情報401の例では、種別情報として鉄筋径を示すD41、D25などの鉄筋の種別と、その種別の鉄筋を撮影したサンプル鉄筋画像とが、鉄筋の異なる複数の種別ごとに対応づけて登録されている。
FIG. 4 is a diagram illustrating reinforcing bar determination processing according to the embodiment. As shown in FIG. 4, reinforcing
また、図4には、例えば、ユーザが配筋検査の際などに施工済みの鉄筋を撮影することで得られる鉄筋を写した画像403が示されている。そして、制御部301は、例えば、画像403から種別の判定対象の鉄筋の写る画像領域を抽出して鉄筋画像404を作成する。そして、制御部301は、鉄筋画像404と、鉄筋情報401に登録されているそれぞれのサンプル鉄筋画像との類似度を評価する。続いて、制御部301は、類似度の評価結果に基づいて、判定対象の鉄筋画像404と類似するサンプル鉄筋画像を特定し、そのサンプル鉄筋画像と対応づけられている種別情報を判定対象の鉄筋の種別として出力する。例えば、図4では、D41の鉄筋が最も類似度の高い鉄筋として評価されており、判定対象の鉄筋の径がD41であることが特定できる。そして、画像間の類似度は、画像から抽出した様々な特徴情報を用いて評価することができるため、評価精度の高い特徴情報を用いて類似度を評価したり、または、複数の特徴情報を用いて類似度を評価したりすることで、種別の判定精度を高めることが可能である。以下、類似度の評価についていくつかの例を説明する。
Further, FIG. 4 shows an
[類似度の評価例]
(評価例1)
評価例1では、画像から鉄筋の節間隔と幅に関連する情報を収集する。図5は、実施形態に係る画像からの鉄筋に関する情報の収集を例示する図である。図5(a)に示すように、制御部301は、例えば、画像の画素値を鉄筋の長手方向にフーリエ変換し、直流成分を除いて最大ピークの周波数の情報を取得してよい。鉄筋の長手方向の画素値の周波数成分のうちで、直流成分を除いた最大のピークの周波数は、節間隔と対応していることが推定される。そのため、制御部301は、例えば、鉄筋の長手方向にフーリエ変換した周波数スペクトルにおいて直流成分を除いて最大のピークの周波数を特定する。最大のピークの周波数は、一例では、周波数スペクトルにおいて最大強度の極大値の周波数として特定されてよい。なお、画素値は、画像の画素に関する値であってよく、例えば、輝度値および色値である。
[Example of similarity evaluation]
(Evaluation example 1)
In evaluation example 1, information related to the node spacing and width of reinforcing bars is collected from images. FIG. 5 is a diagram illustrating collection of information regarding reinforcing bars from images according to the embodiment. As shown in FIG. 5A, the
また、図5(a)に示すように、制御部301は、画像に写る鉄筋の長手方向と略平行に延びる鉄筋のエッジを検出する。一例では、制御部301は、画像に対してエッジ検出の処理をかけて、鉄筋の長手方向に対して直交する方向に、鉄筋の長手方向と略平行なエッジの探索を行い、鉄筋のエッジを検出してよい。エッジ検出は、例えば、Sobelフィルタなどを用いる手法などの既存の様々な手法を用いて実施することができる。そして、制御部301は、検出した鉄筋の長手方向に略平行な両端のエッジ間の距離を、画像に写る鉄筋の幅として特定してよい。
Further, as shown in FIG. 5A, the
そして、制御部301は、特定した最大ピークの周波数の情報と、エッジ間の距離の情報とを判定対象の鉄筋画像と、サンプル鉄筋画像との間で比較し、2つの画像の類似度を評価する。一例では、制御部301は、2つの画像の最大ピークの周波数の差分の大きさと、2つの画像のエッジ間の距離の差分との合算値(例えば、重み付き加算)を類似度の評価の指標として用いてよい。即ち、この場合、制御部301は、合算値が小さいほど、サンプル鉄筋画像と、判定対象の鉄筋画像との類似度が高いと評価してよい。
Then, the
以上で述べたように、評価例1では、画像から抽出した最大ピークの周波数と、エッジ間の距離との2つを特徴情報として用いて、判定対象の鉄筋画像と、サンプル鉄筋画像との類似度を評価している。そのため、例えば、節間隔が似ている鉄筋であっても、幅方向の情報をもとに区別することができ、より正確に類似度を評価して、判定対象の鉄筋の種別を判定することができる。 As described above, in evaluation example 1, the frequency of the maximum peak extracted from the image and the distance between edges are used as feature information to determine the similarity between the reinforcing bar image to be determined and the sample reinforcing bar image. We are evaluating the degree. Therefore, for example, even if reinforcing bars have similar node spacing, they can be distinguished based on information in the width direction, making it possible to more accurately evaluate the degree of similarity and determine the type of reinforcing bars to be determined. Can be done.
(評価例2)
評価例2では、画像の画素値を鉄筋の長手方向にフーリエ変換して得た周波数スペクトルの直流成分を除いたピークのうちで、複数のピークの周波数の情報を取得する。図5(b)は、実施形態に係る周波数スペクトルから複数の周波数の情報を特徴情報として収集する例を示している。図5(b)に示すように、制御部301は、最大ピーク以外のピークの周波数も収集して類似度の評価に用いてよい。複数の周波数の情報を用いて比較を行うことで、節間隔以外の例えばメーカや同一メーカのロットごとの節の形状の微細な違いなどに応じた周波数成分の比較を実行することができる。その結果、より正確に判定対象の鉄筋画像と、サンプル鉄筋画像との類似度を評価することができる。
(Evaluation example 2)
In evaluation example 2, information on the frequencies of a plurality of peaks is acquired from among the peaks excluding the DC component of the frequency spectrum obtained by Fourier transforming the pixel values of the image in the longitudinal direction of the reinforcing bars. FIG. 5B shows an example in which information on a plurality of frequencies is collected as feature information from the frequency spectrum according to the embodiment. As shown in FIG. 5B, the
なお、比較対象とする複数の周波数成分は様々な方法で決定することができる。例えば、画像の画素値を鉄筋の長手方向にフーリエ変換して得られる周波数スペクトルの複数の周波数成分のうち、ピーク強度が上位の所定の数のピークを抽出してもよく、または、低周波数側から所定の閾値以上の強度を有する所定数のピークを抽出してもよい。また、制御部301は、判定対象の鉄筋画像と、サンプル鉄筋画像との間でのピークの比較を、低周波数側から順に比較するなどピークを抽出した順序が同じピーク同士を比較してよく、別の実施形態では、最も近い周波数のピーク同士で比較を実行してもよい。そして、制御部301は、例えば、比較を行ったピークの周波数の差分の大きさを積算して、その合計値を類似度の評価の指標として用いてよい。即ち、この場合、制御部301は、合計値が小さいほど、サンプル鉄筋画像と、判定対象の鉄筋画像との類似度が高いと評価してよい。
Note that the plurality of frequency components to be compared can be determined in various ways. For example, a predetermined number of peaks with higher peak intensities may be extracted from among multiple frequency components of a frequency spectrum obtained by Fourier transforming the pixel values of the image in the longitudinal direction of the reinforcing steel, or a predetermined number of peaks with higher peak intensity may be extracted. A predetermined number of peaks having an intensity equal to or higher than a predetermined threshold value may be extracted from the predetermined number of peaks. Further, the
(評価例3)
鉄筋の長手方向に画像の画素値をフーリエ変換した波形同士を、判定対象の鉄筋画像と、サンプル鉄筋画像との間で比較して類似度を評価してもよい。一例として、波形の類似度の評価に積率相関係数を用いることができる。例えば、xおよびyを組みとするn組のデータ(x1, y1),(x2, y2),…,(xn, yn)があるとする。この場合に、組となったxおよびyの間の相関は、以下のピアソンの積率相関係数rxyの式を用いて計算することができる。
The degree of similarity may be evaluated by comparing waveforms obtained by Fourier-transforming pixel values of images in the longitudinal direction of the reinforcing bars between the reinforcing bar image to be determined and the sample reinforcing bar image. As an example, a product moment correlation coefficient can be used to evaluate the similarity of waveforms. For example, suppose there are n sets of data (x 1 , y 1 ), (x 2 , y 2 ),...,(x n , y n ), each consisting of x and y. In this case, the correlation between the pair of x and y can be calculated using the following formula for Pearson's product moment correlation coefficient r xy .
ここで、上記の式において、オーバーライン(上線)が付されたxおよびyは、それぞれxおよびyの平均値を表す。また、式においてsxはxの標準偏差、syはyの標準偏差、sxyはxとyの共分散を表す。そして、例えば、ある鉄筋種別のサンプル鉄筋画像に写る鉄筋の長手方向の画素値をフーリエ変換して得られた周波数スペクトルの波形の周波数と対応する強度を、上記式のxで表現されるパラメータとする。また、判定対象の鉄筋画像に写る鉄筋の長手方向の画素値をフーリエ変換して得られた周波数スペクトルの波形の周波数と対応する強度を上記式のyで表現されるパラメータとする。この場合に、2つの画像から得られた周波数スペクトルにおいて同じ周波数における強度を組みとして上記の式に入力することで、相関係数rxyを求めることができ、得られたrxyを類似度の評価の指標として用いることができる。 Here, in the above formula, overlined x and y represent the average values of x and y, respectively. Furthermore, in the formula, s x represents the standard deviation of x, s y represents the standard deviation of y, and s xy represents the covariance of x and y. For example, the frequency and corresponding intensity of the waveform of the frequency spectrum obtained by Fourier transforming the pixel values in the longitudinal direction of the reinforcing bars in a sample reinforcing bar image of a certain reinforcing bar type are expressed as the parameter expressed by x in the above equation. do. Further, the intensity corresponding to the frequency of the waveform of the frequency spectrum obtained by Fourier transforming the pixel values in the longitudinal direction of the reinforcing bars in the reinforcing bar image to be determined is the parameter expressed by y in the above equation. In this case, by inputting the intensities at the same frequency in the frequency spectra obtained from the two images into the above equation as a set, the correlation coefficient r xy can be calculated, and the obtained r It can be used as an evaluation index.
このように、フーリエ変換した波形同士を比較することで、より多くの情報を用いることができるため、節間隔以外の例えばメーカごとや同一メーカのロットごとの節の形状の微細な違いに応じた周波数成分の比較を実行することができる。その結果、より正確に判定対象の鉄筋画像と、サンプル鉄筋画像との類似度を評価することができる。 In this way, by comparing the Fourier-transformed waveforms, more information can be used, so it is possible to use the Comparisons of frequency components can be performed. As a result, it is possible to more accurately evaluate the degree of similarity between the reinforcing bar image to be determined and the sample reinforcing bar image.
(評価例4)
画像内に写る鉄筋の長手方向の画素値の周波数の情報に加えて、鉄筋の長手方向に直交する鉄筋の幅方向の画素値の周波数の情報を類似度の評価に用いてもよい。図5(c)は、幅方向の画素値の周波数スペクトルを例示する図である。なお、図5(c)では、画像内の鉄筋の長手方向の異なる位置で複数の幅方向の画素値を取得し、それらを合成して幅方向の周波数スペクトルの生成に用いている。それにより、1つの位置で幅方向の画素値の特徴を収集するよりも鉄筋の幅方向の特徴を多く取得でき、鉄筋の種別の判定精度を向上させることが可能である。なお、合成は、様々な方法で実行することができ、例えば、複数の位置における幅方向の画素値を1つにつなぎ合わせることで実行されてもよく、また、画素値の平均をとることで実行されてもよい。しかしながら、実施形態は、1つの位置で幅方向の画素値の特徴を収集してもよい。
(Evaluation example 4)
In addition to information on the frequency of pixel values in the longitudinal direction of the reinforcing bars in the image, information on the frequencies of pixel values in the width direction of the reinforcing bars perpendicular to the longitudinal direction of the reinforcing bars may be used for evaluating the similarity. FIG. 5C is a diagram illustrating a frequency spectrum of pixel values in the width direction. Note that in FIG. 5C, a plurality of pixel values in the width direction are obtained at different positions in the longitudinal direction of the reinforcing bars in the image, and the pixel values are combined and used to generate the frequency spectrum in the width direction. Thereby, more characteristics in the width direction of the reinforcing bar can be acquired than in collecting characteristics of pixel values in the width direction at one position, and it is possible to improve the accuracy of determining the type of reinforcing bar. Note that compositing can be performed in various ways; for example, it may be performed by joining pixel values in the width direction at multiple positions into one, or by taking the average of the pixel values. May be executed. However, embodiments may collect widthwise pixel value features at one location.
そして、制御部301は、鉄筋の長手方向の画素値の周波数スペクトルと、幅方向の画素値の周波数スペクトルとを用いて、判定対象の鉄筋画像と、サンプル鉄筋画像との類似度を評価してよい。周波数スペクトルの類似度の評価は、例えば、上述のように、判定対象の鉄筋画像とサンプル鉄筋画像との2つの画像から取得された周波数スペクトルにおいて対応するピークの周波数の差分の合算値や平均値を指標として用いることで実行することができる。或いは、周波数スペクトルの周波数に対する強度を入力として積率相関係数を用いて類似度を評価してもよい。
Then, the
また、長手方向の画素値の周波数スペクトルと、幅方向の画素値の周波数スペクトルとは、一例では、1つの類似度の評価に用いられてよい。また、別の例では、まず、長手方向の画素値の周波数スペクトルを用いた類似度の評価で上位の所定の数のサンプル鉄筋画像を特定する。その後、幅方向の画素値の周波数スペクトルを用いた類似度の評価で更に最も似ているサンプル鉄筋画像を特定するというように、個別に類似度の評価を実行し、多段階で類似するサンプル鉄筋画像を特定してもよい。 Further, in one example, the frequency spectrum of pixel values in the longitudinal direction and the frequency spectrum of pixel values in the width direction may be used for one similarity evaluation. In another example, first, a predetermined number of top sample reinforcing bar images are identified by evaluating the degree of similarity using the frequency spectrum of pixel values in the longitudinal direction. After that, similarity evaluation is performed individually using the frequency spectrum of pixel values in the width direction to identify the most similar sample reinforcing bar image, and similar sample reinforcing bars are Images may also be specified.
(評価例5)
画像に写る鉄筋の長手方向の画素値の波形をそのまま、判定対象の鉄筋画像と、サンプル鉄筋画像との類似度の評価に用いてもよい。なお、この場合、画像の上辺または下辺など、軸方向の画素値の一方の端部から最初に検出されるピークの位置で、判定対象の鉄筋画像から得られた波形と、サンプル鉄筋画像から得られた波形とを位置合わせした後で、波形を用いた類似度の評価が行われてよい。類似度の評価は、例えば、画素値の波形におけるピークの周期を取得して比較を行ってもよいし、波形の軸方向の座標に対する画素値を入力として積率相関係数を用いて行ってもよい。
(Evaluation example 5)
The waveform of pixel values in the longitudinal direction of the reinforcing bars in the image may be used as is for evaluating the degree of similarity between the reinforcing bar image to be determined and the sample reinforcing bar image. In this case, the waveform obtained from the rebar image to be determined and the waveform obtained from the sample rebar image are combined at the position of the peak first detected from one end of the pixel value in the axial direction, such as the top or bottom of the image. After aligning the obtained waveforms, similarity evaluation using the waveforms may be performed. The similarity may be evaluated by, for example, obtaining and comparing the period of the peak in the waveform of the pixel value, or by using a product moment correlation coefficient using the pixel value with respect to the coordinate in the axial direction of the waveform as input. Good too.
(評価例6)
判定対象の鉄筋画像と、サンプル鉄筋画像とで局所特徴量のマッチングを行い、類似度を評価してもよい。局所特徴量としては、例えば、SIFT(Scale-Invariant Feature Transform)、SURF(Speeded-Up Robust Features)などの種々の局所特徴量を用いることができる。
(Evaluation example 6)
The degree of similarity may be evaluated by performing local feature matching between the reinforcing bar image to be determined and the sample reinforcing bar image. As the local feature amount, various local feature amounts such as SIFT (Scale-Invariant Feature Transform) and SURF (Speed-Up Robust Features) can be used.
(評価例7)
フーリエ変換の結果から位相の情報を収集して類似度の評価に用いてもよい。例えば、判定対象の鉄筋画像と、サンプル鉄筋画像とに2次元フーリエ変換を行った結果から位相情報を取得し、位相画像を生成することが考えられる。位相画像では、鉄筋の輪郭の情報などが強調される。例えば、輝度画像では、鉄筋に光が上からあたっているか、下からあたっているかの違いで、画像中で鉄筋の明るく写る領域が変わることがある。しかしながら、位相画像では外形が強調されるため、撮影の際の鉄筋に対する光の照射角などの影響を受けにくい。そのため、位相画像を比較に用いることで類似度の評価精度を高めることが可能である。判定対象の鉄筋画像から得た位相画像と、サンプル鉄筋画像から得た位相画像との類似度の評価は、一例では、局所特徴量を用いたマッチングにより実行されてよい。
(Evaluation example 7)
Phase information may be collected from the Fourier transform results and used to evaluate similarity. For example, it is conceivable to obtain phase information from the result of performing two-dimensional Fourier transform on a reinforcing bar image to be determined and a sample reinforcing bar image, and generate a phase image. In the phase image, information such as the outline of reinforcing bars is emphasized. For example, in a brightness image, the bright areas of the reinforcing bars may change depending on whether the reinforcing bars are illuminated from above or below. However, since the external shape is emphasized in the phase image, it is less affected by the angle of light irradiation with respect to the reinforcing steel during imaging. Therefore, it is possible to improve the accuracy of similarity evaluation by using phase images for comparison. In one example, the evaluation of the degree of similarity between the phase image obtained from the reinforcing bar image to be determined and the phase image obtained from the sample reinforcing bar image may be performed by matching using local feature amounts.
また、位相情報を用いて、例えば、位相限定相関法または回転不変位相限定相関法を実行し、判定対象の鉄筋画像とサンプル鉄筋画像との類似度を評価してもよい。 Furthermore, the phase information may be used to perform, for example, a phase-only correlation method or a rotation-invariant phase-only correlation method to evaluate the degree of similarity between the reinforcing bar image to be determined and the sample reinforcing bar image.
以上で、いくつかの類似度の評価法について例示した。なお、上述の評価例1から評価例7では、例えば、フーリエ変換の結果、周波数スペクトル、周波数、エッジ間の距離、波形、位相の情報、局所特徴量などを特徴情報として用いて類似度を評価している。これらの特徴情報は、いずれも鉄筋の画像から得られた情報であるため、これらの特徴情報を用いた類似度の評価により、鉄筋の画像の類似度を評価することができる。しかしながら、実施形態にかかる類似度の評価は上記に限定されるものではなく、上記の手法を組み合わせて用いても、またはその他の手法で類似度が評価されてもよい。 Above, several similarity evaluation methods have been illustrated. In evaluation examples 1 to 7 described above, the similarity is evaluated using, for example, Fourier transform results, frequency spectra, frequencies, distances between edges, waveforms, phase information, local feature amounts, etc. as feature information. are doing. Since all of these feature information are information obtained from images of reinforcing bars, it is possible to evaluate the similarity of images of reinforcing bars by evaluating the similarity using these feature information. However, the evaluation of the degree of similarity according to the embodiment is not limited to the above, and the degree of similarity may be evaluated using a combination of the above-mentioned methods or by other methods.
例えば、別の実施形態では、深層学習などの機械学習を用いて画像間の類似度を評価し、画像に写る鉄筋の種別を表す種別情報を出力することもできる。以下の評価例8では、機械学習を用いる場合について例示する。 For example, in another embodiment, it is also possible to evaluate the degree of similarity between images using machine learning such as deep learning, and output type information representing the type of reinforcing steel in the image. In evaluation example 8 below, a case where machine learning is used will be exemplified.
(評価例8)
深層学習などの機械学習を行い得られた学習済みモデルを用いて、判定対象の鉄筋画像に写る鉄筋の種別を特定してもよい。図6は、実施形態に係る学習済みモデルの生成を例示する図である。例えば、鉄筋を写したサンプル鉄筋画像と、そのサンプル鉄筋画像に写る鉄筋の種別を示す種別情報と対応づけた複数の情報を学習の教師データとして用いる(図6(a))。そして、例えば、入力層に入力されたサンプル鉄筋画像に対して、そのサンプル鉄筋画像に写る鉄筋の種別情報を出力層から出力するように、ニューラルネットワークの重み付けを学習することで学習済みモデルが生成されてよい(図6(b))。制御部301は、得られた学習済みモデルに、判定対象の鉄筋画像を入力することで、学習済みモデルから鉄筋画像と対応する鉄筋の種別情報の出力を受けることができる(図6(c))。また、一例として、シャムネットワーク(Siamese Network)を用いて学習が実行されてもよい。シャムネットワークは、例えば、2つの画像を入力として、その画像どうしが似ているか似ていないかの距離を算出するのに適したネットワークである。また、機械学習手法としては、深層学習に限られるものではなく、サポートベクターマシン(support vector machine:SVM)等を用いてもよい。
(Evaluation example 8)
A learned model obtained by performing machine learning such as deep learning may be used to identify the type of reinforcing bar appearing in the reinforcing bar image to be determined. FIG. 6 is a diagram illustrating generation of a trained model according to the embodiment. For example, a sample reinforcing bar image showing a reinforcing bar and a plurality of pieces of information associated with type information indicating the type of reinforcing bar in the sample reinforcing bar image are used as training data (FIG. 6(a)). Then, for example, for a sample reinforcing bar image input to the input layer, a trained model is generated by learning the weighting of the neural network so that the type information of the reinforcing bars in the sample reinforcing bar image is output from the output layer. (Fig. 6(b)). By inputting the reinforcing bar image to be determined into the obtained trained model, the
なお、学習済みモデルは、例えば、利用の段階で、学習済みモデルに鉄筋画像を入力し、鉄筋画像に写る鉄筋の種別を判定し終わった場合、その鉄筋画像と判定結果の種別情報とを教師データとして、更なる学習が実行されてもよい。 Note that, for example, when a trained model is used, if a reinforcing bar image is input to the trained model and the type of reinforcing bar appearing in the reinforcing bar image has been determined, the trained model can be used as a teacher by using the reinforcing bar image and the type information of the determination result. As the data further learning may be performed.
例えば、以上で述べたように、判定対象の鉄筋画像とサンプル鉄筋画像との類似度は、様々な手法を用いて評価することができる。 For example, as described above, the degree of similarity between the reinforcing bar image to be determined and the sample reinforcing bar image can be evaluated using various methods.
[鉄筋画像の正規化]
続いて、鉄筋画像の正規化について説明する。例えば、施工検査の現場で撮影された画像に写る判定対象の鉄筋画像と、サンプル鉄筋画像との類似度の評価は、2つの画像に写る鉄筋の撮影条件ができるだけ揃っていた方が、類似度の評価精度が向上する。例えば、判定対象の鉄筋画像とサンプル鉄筋画像とで、画像に写る鉄筋の向きはおおよそ揃っている方が類似度の比較において好ましい。また、画像に写る鉄筋のサイズも、実際の鉄筋のサイズに対して同じ比率で拡大または縮小されて写っている方が、画像間での鉄筋のサイズの比較が可能となるため、好ましい。
[Normalization of reinforcing bar images]
Next, normalization of reinforcing bar images will be explained. For example, when evaluating the similarity between a reinforcing bar image to be judged in an image taken at a construction inspection site and a sample reinforcing bar image, it is better to The evaluation accuracy will be improved. For example, it is preferable for the reinforcing bars to be determined to have substantially the same orientation in the images as the reinforcing bars in the sample reinforcing bar image in terms of similarity comparison. Furthermore, it is preferable that the size of the reinforcing bars in the images be enlarged or reduced in the same ratio as the actual size of the reinforcing bars, since this allows comparison of the sizes of the reinforcing bars between images.
そのため、例えば、施工検査の現場で判定対象の鉄筋を撮影するユーザは、判定対象の鉄筋を撮影する向き、距離、および焦点距離などの撮影条件が、サンプル鉄筋画像の撮影の際に用いた撮影条件と所定の誤差範囲内で一致するように撮影を行ってよい。それにより、判定対象の鉄筋画像とサンプル鉄筋画像との類似度の評価精度を向上させることができる。 Therefore, for example, a user who photographs reinforcing bars to be judged at a construction inspection site may want to check if the shooting conditions such as the direction, distance, and focal length for photographing the reinforcing bars to be judged are the same as those used when capturing the sample reinforcing bar images. Photography may be performed to match the conditions within a predetermined error range. Thereby, it is possible to improve the accuracy of evaluating the similarity between the reinforcing bar image to be determined and the sample reinforcing bar image.
しかしながら、例えば、撮影方向、撮影距離、および焦点距離などの撮影条件が異なる条件で撮影された画像があったとする。この場合でも、撮影方向を揃えたり、2つの画像に写る鉄筋のサイズが、実際の鉄筋のサイズでの比を反映するように変更したりなど、画像を正規化することが可能である。そのため、制御部301は、例えば、鉄筋の写る画像を撮影した撮影装置と、鉄筋画像に写る鉄筋との相対的な位置姿勢に関する情報に基づいて、撮影装置と鉄筋画像に写る鉄筋との相対的な位置姿勢が所定の関係となるように鉄筋の写る画像を正規化してよい。鉄筋の写る画像を撮影した撮影装置と、鉄筋画像に写る鉄筋との相対的な位置姿勢に関する情報は、一例では、記憶部302に記憶されていてよい。以下、画像の正規化の例として、まず、撮影方向の正対化について説明する。
However, for example, suppose that there are images taken under different shooting conditions such as shooting direction, shooting distance, and focal length. Even in this case, it is possible to normalize the images, such as by aligning the shooting directions or changing the size of the reinforcing bars in the two images to reflect the ratio of the actual reinforcing bar sizes. Therefore, the
(撮影方向の正対化)
制御部301は、例えば、類似度の評価に用いる鉄筋を撮影して得られた画像内での鉄筋の向きを、所定の向きに変換する処理を実行してよい。一例では、制御部301は、画像に写る鉄筋が、撮影装置の光軸に対して正対するように画像内での鉄筋の向きを変更してよい。なお、正対するとは、例えば、鉄筋が含まれる平面の法線方向と、撮影装置の撮影方向(例えば、光軸)とが略平行になる位置姿勢の関係であってよい。施工検査の現場では、撮影環境の制限などによって判定対象の鉄筋に正対した位置から撮影することが難しいことがある。この場合に、制御部301は、画像に写る判定対象の鉄筋の向きを、正対する位置から撮影した際の鉄筋の向きとなるように画像変換する処理を実行してよい。なお、画像内に略平行に配置された複数の判定対象の鉄筋ある場合には、制御部301は、例えば、複数の判定対象の鉄筋が含まれる平面の法線方向と、撮影装置の撮影方向とが略平行になるように、画像を正対変換する処理を実行してよい。
(Front-facing shooting direction)
For example, the
図7は、例示的な正対変換を示す図である。図7(a)では、撮影装置102の撮影方向に対して判定対象の複数の鉄筋を含む平面が傾いている状態が例示されており、画像において鉄筋が斜めの向きで撮影されている。また、図7(b)は、正対変換後の状態を示しており、判定対象の鉄筋群を含む平面の法線方向に対して、撮影装置102の撮影方向が略平行になるように、鉄筋群を含む平面が回転されている。
FIG. 7 is a diagram illustrating an exemplary head-to-head transformation. FIG. 7A illustrates a state in which a plane including a plurality of reinforcing bars to be determined is inclined with respect to the imaging direction of the
なお、正対変換は、例えば、以下のように実行することができる。例えば、図7(a)に示すように複数の鉄筋101を含む平面に対して斜めから撮影された画像において、制御部301は、格子状に組まれた鉄筋が形成する矩形の四隅の指定をユーザから受け付けてよい。そして、制御部301は、指定された四隅の点で示される矩形の平面を正対させるようにホモグラフィ行列を決定し、決定したホモグラフィ行列を用いて、画像全体の正対変換を実行してよい。
Note that the head-to-head conversion can be performed, for example, as follows. For example, in an image taken obliquely with respect to a plane including a plurality of reinforcing
また、例えば、判定対象の複数の鉄筋が写る鉄筋画像がステレオカメラで撮影されているとする。この場合、制御部301は、例えば、ステレオ画像の左視点画像と右視点画像とでステレオマッチングを実行することで、画素と対応する3次元データを生成することができる。そして、制御部301は、得られた3次元データで表される判定対象の鉄筋群を含む平面の法線ベクトルと、撮影装置102の撮影方向とが略平行になるように平面の3次元データを回転させる行列を特定する。そして、制御部301は、その求めた行列の情報に基づいて、ステレオ画像の左視点画像または右視点画像を正対した向きに変換するホモグラフィ行列を特定し、特定したホモグラフィ行列を用いて正対画像を生成してもよい。
Further, for example, assume that a reinforcing bar image showing a plurality of reinforcing bars to be determined is captured by a stereo camera. In this case, the
(鉄筋の長手方向の向きの正規化)
判定対象の鉄筋画像における鉄筋の長手方向の向きと、サンプル鉄筋画像に写る鉄筋の長手方向の向きとは、略平行となる向きで類似度の判定を実行することが好ましい。そのため、制御部301は、判定対象の鉄筋画像と、サンプル鉄筋画像とで画像に写る鉄筋の長手方向の向きが略平行になるように、画像を回転させる正規化を行ってもよい。
(Normalization of longitudinal direction of reinforcing bars)
It is preferable to perform similarity determination in such a manner that the longitudinal direction of the reinforcing bars in the reinforcing bar image to be determined is substantially parallel to the longitudinal direction of the reinforcing bars in the sample reinforcing bar image. Therefore, the
図8は、鉄筋の写る画像の回転を例示する図である。図8では、画像に写る鉄筋の長手方向の向きを、縦方向に合わせるように回転させる場合を例示している。図8に示すように、画像に写る鉄筋の長手方向の向きを、縦方向など所定の向きに揃えるように回転させることで、サンプル鉄筋画像に写る鉄筋の長手方向と、判定対象の鉄筋画像に写る鉄筋の長手方向とを略平行にすることができる。それによって、類似度の評価精度を向上させることができる。 FIG. 8 is a diagram illustrating the rotation of an image showing reinforcing bars. FIG. 8 illustrates a case where the longitudinal direction of the reinforcing bars in the image is rotated so as to align with the vertical direction. As shown in Figure 8, by rotating the longitudinal direction of the reinforcing bars in the image so that they align with a predetermined orientation such as the vertical direction, the longitudinal direction of the reinforcing bars in the sample reinforcing bar image and the reinforcing bar image to be determined are The longitudinal direction of the reinforcing bars in the image can be made approximately parallel. Thereby, the accuracy of similarity evaluation can be improved.
(画像サイズの正規化)
画像サイズについても、例えば、類似度を評価する2つの画像において鉄筋上の所定の長さが、実空間における鉄筋の同じ長さを表すように、正規化されることが望ましい。なお、画像サイズの正規化は、例えば、以下のように実施することができる。
(Image size normalization)
Regarding the image size, it is also desirable to normalize the predetermined lengths of the reinforcing bars in the two images for which similarity is to be evaluated so that they represent the same length of the reinforcing bars in real space. Note that image size normalization can be performed, for example, as follows.
例えば、画像がステレオカメラで撮影されている場合には、制御部301は、ステレオマッチングにより画素と対応する3次元データを取得することができる。そして、制御部301は、画像内の鉄筋上での所定の長さが、その鉄筋の3次元データにおける実寸でどのくらいの長さと対応しているのかを特定することができる。そのため、例えば、これらの情報を用いて、制御部301は、画像に写る鉄筋上の所定の長さが、実空間における鉄筋上で所定の実寸の長さと対応づくように、画像サイズを正規化することができる。
For example, if the image is taken with a stereo camera, the
また、例えば、単眼のカメラで撮影された画像であっても、撮影に用いられた撮影装置102の焦点距離と、撮影装置から被写体までの距離とが分かれば、画像上のサイズと対応する実寸を求めることが可能である。そのため、これらの情報を用いて、画像に写る鉄筋上の所定の長さが、実空間における鉄筋上で所定の実寸の長さと対応づくように、画像サイズを正規化してもよい。
For example, even if an image is taken with a monocular camera, if the focal length of the photographing
そして、以上のように、画像サイズを正規化することで、画像に写る鉄筋のサイズを比較することで、実際の鉄筋のサイズの類似度を評価することが可能になる。 As described above, by normalizing the image size and comparing the sizes of the reinforcing bars in the images, it becomes possible to evaluate the similarity of the actual reinforcing bar sizes.
なお、例えば、3次元データや、画像の撮影に用いられた撮影装置102の焦点距離および撮影装置102から被写体までの距離の情報などの正規化処理に用いられる撮影装置と被写体との間の位置姿勢に関する情報は記憶部302に記憶されていてよい。また別の実施形態では、制御部301は、例えば、ユーザに入力させてこれらの情報を取得してもよい。或いは、制御部301は、レーザスキャナで鉄筋をスキャンしたデータに基づいて3次元データや、撮影距離の情報を取得してもよい。更には、制御部301は、所定のスケール等を種別の判定対象の鉄筋の付近に設置して画像の撮影を行い、実空間における寸法の情報を画像から取得してもよい。
Note that, for example, the position between the photographing device and the subject used for normalization processing, such as three-dimensional data and information on the focal length of the photographing
以上で述べたように、類似度の評価に用いる鉄筋画像に適切な正規化を行うことで、類似度の評価精度を高めることができる。なお、画像の正規化は、さまざまなタイミングで実行されてよい。例えば、制御部301は、サンプル鉄筋画像の正規化を、鉄筋情報401へのサンプル鉄筋画像の登録時に実行してもよく、或いは、判定対象の鉄筋の画像との類似度の評価の際に実行してもよく、その両方のタイミングで実行してもよい。
As described above, the accuracy of similarity evaluation can be improved by appropriately normalizing the reinforcing bar images used for similarity evaluation. Note that image normalization may be performed at various timings. For example, the
ところで、上述の図4に示す例では、画像403から種別の判定対象の鉄筋の写る画像領域を抽出して鉄筋画像404を作成している。鉄筋画像404の作成は、例えば、ユーザに判定対象の鉄筋の写る画像領域を選択させて実行してもよいし、別の実施形態では、制御部301が自動で判定対象の鉄筋の写る画像領域を検出し実行してもよい。また、制御部301は、上述の正対変換、鉄筋の長手方向の向きの正規化、および画像サイズの正規化についても、ユーザからの情報の入力を受けて実行しても、自動で実行してもよい。そして、例えば、これらの正規化の処理に、上述の特許文献1に記載される技術や、国際公開第2018/180442号に記載される技術が利用されてもよい。
Incidentally, in the example shown in FIG. 4 described above, a reinforcing
(第1の実施形態)
続いて、図9および図10を参照して、第1の実施形態を説明する。図9は、第1の実施形態に係る鉄筋情報900を例示する図である。鉄筋情報900は、上述の鉄筋情報401の一例である。鉄筋情報900には、例えば、種別情報と、サンプル鉄筋画像情報とが対応づけられたレコードが登録されている。図9の例では、種別情報は、メーカ、径、節の種別の情報を含んでいる。メーカは、レコードのサンプル鉄筋画像に写る鉄筋の製造メーカを識別するための情報である。径は、例えば、レコードのサンプル鉄筋画像に写る鉄筋の径を示す情報である。節の種別は、例えば、レコードのサンプル鉄筋画像に写る鉄筋の節の種別を示す情報であり、一例では、竹節またはネジ節の情報が登録されていてよい。また、サンプル鉄筋画像情報には、例えば、サンプル鉄筋画像の画像データまたは記憶部302におけるサンプル鉄筋画像の保存場所などを示す情報が登録されていてよい。制御部301は、鉄筋情報900を参照することで、判定対象の鉄筋画像との類似度の評価に用いるサンプル鉄筋画像の情報を取得することができる。
(First embodiment)
Next, the first embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. 9 is a diagram illustrating reinforcing
続いて、第1の実施形態に係る種別判定処理を説明する。図10は、第1の実施形態に係る種別判定処理の動作フローを例示する図である。鉄筋判定装置201の制御部301は、例えば、種別の判定対象の鉄筋画像の入力を受け付け、入力されると、図10の動作フローを開始してよい。なお、判定対象の鉄筋画像は、例えば、撮影装置102から制御部301に入力されてもよいし、記憶部302からユーザにより指定された鉄筋画像を読み出すことで制御部301に入力されてもよい。
Next, type determination processing according to the first embodiment will be explained. FIG. 10 is a diagram illustrating an operational flow of type determination processing according to the first embodiment. The
ステップ1001(以降、ステップを“S”と記載し、例えば、S1001と表記する)において鉄筋判定装置201の制御部301は、鉄筋情報900を参照し、複数のサンプル鉄筋画像を読み出す。例えば、制御部301は、鉄筋情報900に登録されている全てのレコードと対応するサンプル鉄筋画像を読み出してよい。
In step 1001 (hereinafter, step will be referred to as "S", for example, S1001), the
S1002において制御部301は、入力された判定対象の鉄筋画像と、読み出した複数のサンプル鉄筋画像との類似度を評価する。画像の類似度の評価は、様々な手法を用いて実行することができ、制御部301は、例えば、上述の評価例1から評価例7の手法を用いて、または組み合わせて類似度を評価してよい。
In S1002, the
S1003において制御部301は、類似度の評価結果に基づいて、読み出した複数のサンプル鉄筋画像のうちで、所定の条件を満たして類似しているサンプル鉄筋画像を特定する。所定の条件は、一例では、類似度の評価結果に基づいて、読み出したサンプル鉄筋画像のうちで最も類似していると評価されることであってよい。また、別の実施形態では、例えば、類似度の評価に用いた指標が高いほど類似していることを示す場合には、所定の条件は、類似度の評価に用いた指標が所定の閾値以上であることであってよい。一方、例えば、類似度の評価に用いた指標が低いほど類似していることを示す場合には、所定の条件は、類似度の評価に用いた指標が所定の閾値以下であることであってよい。類似の評価に用いた指標は、例えば、評価例1で述べた差分の合算値、評価例2で述べた差分の大きさを積算した合計値、積率相関係数、局所特徴量のマッチングの結果、位相限定相関法および回転不変位相限定相関法の実行結果などを含んでよい。
In S1003, the
S1004において制御部301は、所定の条件を満たして類似しているサンプル鉄筋画像と鉄筋情報401において対応づけられる種別情報を特定する。そして、S1005において制御部301は、特定した種別情報を出力して本動作フローは終了する。なお、例えば、判定対象の鉄筋画像と所定の条件を満たして類似しているサンプル鉄筋画像が複数あるとする。この場合、制御部301は、その複数のサンプル鉄筋画像のそれぞれと対応する鉄筋の種別情報を全て出力してもよいし、それらのうちで径のサイズが最も小さい鉄筋の種別情報を出力してもよい。径のサイズが最も小さい鉄筋の種別情報を出力することで、例え判定された鉄筋の種別が誤っていたとしても、その種別を用いて計算される構造物が最低限有する強度を見積もることができる。
In S1004, the
(第2の実施形態)
続いて、第2の実施形態について説明する。異形鉄筋にはリブや節などが形成されており、その形状は様々である。例えば、鉄筋の長手方向の軸を回転軸として鉄筋を回転させて、長手方向の軸に直交する定位置から観察すると、図11に示すように、回転角によって鉄筋が異なる形状をしていることがある。例えば、図11(a)では、鉄筋の全体に節が示されているが、図11(b)では、軸方向に一部において節が形成されていない。そして、このように、異なる形状をしている回転角で撮影された画像で類似度を評価すると、同じ種別の鉄筋の鉄筋画像同士で類似度を評価しても、類似度が低くなってしまうことがある。その結果、鉄筋の種別の判定精度が低下することがある。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described. Deformed reinforcing bars have ribs, knots, etc., and their shapes vary. For example, when the reinforcing bars are rotated around the longitudinal axis of the reinforcing bars and observed from a fixed position perpendicular to the longitudinal axis, the reinforcing bars have different shapes depending on the rotation angle, as shown in Figure 11. There is. For example, in FIG. 11(a), knots are shown throughout the reinforcing bar, but in FIG. 11(b), knots are not formed in a part of the reinforcing bar in the axial direction. In this way, when evaluating the similarity using images taken at different rotation angles with different shapes, the similarity will be low even if the similarity is evaluated between images of reinforcing bars of the same type. Sometimes. As a result, the accuracy of determining the type of reinforcing bar may decrease.
そこで、第2の実施形態では、図12に例示するように、1つの種別に対して、複数の角度から撮影した鉄筋画像の情報が鉄筋情報1200のサンプル鉄筋画像情報に登録される。例えば、1つの種別の鉄筋に対し、鉄筋に正対した位置から鉄筋の長手方向を回転軸として回転させて複数のサンプル鉄筋画像を撮影する。そして、鉄筋情報1200には、1つの種別情報で識別されるレコードのサンプル鉄筋画像情報に、鉄筋を様々な角度から撮影した複数の鉄筋画像の情報が登録されてよい。
Therefore, in the second embodiment, as illustrated in FIG. 12, information on reinforcing bar images taken from a plurality of angles is registered in the sample reinforcing bar image information of the reinforcing
そして、例えば、上述のS1002の処理では、制御部301は、判定対象の鉄筋画像に対して、鉄筋情報1200において1つのレコードと対応する複数のサンプル鉄筋画像のそれぞれとの類似度を評価する。そして、S1003において制御部301は、その複数の類似度の評価結果に基づいて、鉄筋画像と所定の条件を満たして類似しているサンプル鉄筋画像のレコードを特定してよい。なお、一例では、制御部301はS1002において評価した複数のサンプル鉄筋画像のそれぞれとの類似度の指標の中から最も似ていると評価される指標の値を、そのレコードの種別のサンプル鉄筋画像との類似度の指標として用いてよい。
For example, in the process of S1002 described above, the
例えば、このように、様々な角度から撮影したサンプル鉄筋画像を用いて判定対象の鉄筋画像との類似度を評価し、種別を判定することで、見る角度によって形状の異なる鉄筋であっても類似度を適切に評価することができる。そのため、鉄筋の種別の判定精度を向上させることができる。 For example, by using sample reinforcing bar images taken from various angles to evaluate the similarity with the target reinforcing bar image and determining the type, even if the reinforcing bars have different shapes depending on the viewing angle, they can be similar. be able to appropriately evaluate the degree of Therefore, the accuracy of determining the type of reinforcing bar can be improved.
また、上記ではサンプル鉄筋画像を複数登録する例を述べているが、実施形態はこれに限定されるものではない。別の実施形態では、制御部301は、判定対象の複数の鉄筋画像の入力を受け付けてよく、S1002において複数の鉄筋画像のそれぞれとサンプル鉄筋画像との類似度を評価してよい。そして、S1003において制御部301は、その複数の類似度の評価結果に基づいて、複数の鉄筋画像と所定の条件を満たして類似しているサンプル鉄筋画像を特定してよい。一例では、制御部301はS1002において評価した複数の鉄筋画像のそれぞれとサンプル鉄筋画像との複数の類似度の指標の中から最も似ていると評価される指標の値を、そのレコードの種別のサンプル鉄筋画像との類似度の指標として用いてよい。
Further, although an example in which a plurality of sample reinforcing bar images are registered is described above, the embodiment is not limited to this. In another embodiment, the
なお、入力される判定対象の複数の鉄筋画像は、上述のように異なる角度から撮影された鉄筋画像であってもよいし、別の例では、ほぼ同じ位置で撮影された複数の鉄筋画像であってもよい。この場合にも、例えば、撮影者の撮影の際の動きに起因する手振れなどの影響の出方が画像によって異なることがあり、また、照明の光の揺らぎなどに起因して異なる画像が撮影され得る。そのため、鉄筋の種別の判定精度を向上させることができる。なお、入力される複数の鉄筋画像は、例えば、連射撮影および動画撮影などにより撮影された複数の画像であってもよい。 Note that the input multiple reinforcing bar images to be determined may be reinforcing bar images taken from different angles as described above, or in another example, multiple reinforcing bar images taken at approximately the same position. There may be. In this case, for example, effects such as camera shake caused by the photographer's movements during shooting may differ depending on the image, and different images may be taken due to fluctuations in lighting. obtain. Therefore, the accuracy of determining the type of reinforcing bar can be improved. Note that the plurality of reinforcing bar images that are input may be, for example, a plurality of images shot by continuous shooting, video shooting, or the like.
(第3の実施形態)
上述の実施形態では、例えば、図9に示すように、記憶部302の鉄筋情報900のサンプル鉄筋画像情報には、サンプル鉄筋画像の情報が登録され、記憶部302にはサンプル鉄筋画像が保存されている場合の例を説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、鉄筋情報900のサンプル鉄筋画像情報には、サンプル鉄筋画像の情報の代わりに、類似度の評価に用いるサンプル鉄筋画像から抽出された特徴情報が登録されてもよい。
(Third embodiment)
In the above embodiment, for example, as shown in FIG. 9, information on a sample reinforcing bar image is registered in the sample reinforcing bar image information of the reinforcing
図13は、第3の実施形態に係る鉄筋情報1300を例示する図である。図13の例では、鉄筋情報1300のサンプル鉄筋画像情報には、サンプル鉄筋画像に写る鉄筋の長手方向の画素値をフーリエ変換して得られた周波数スペクトルが格納されている。
FIG. 13 is a diagram illustrating reinforcing
そして、例えば、上述のS1001の処理では、制御部301は、鉄筋情報1300のサンプル鉄筋画像情報から周波数スペクトルを読み出し、S1002において入力された判定対象の鉄筋画像から得られた周波数スペクトルとの類似度を評価してよい。サンプル鉄筋画像から予め類似度の評価に用いる特徴情報を取得して鉄筋情報1300に登録しておくことで、類似度の評価のたびにサンプル鉄筋画像から特徴情報を取得する処理を削減することができる。また、記憶部302に、サンプル鉄筋画像を保存する必要がない。
For example, in the process of S1001 described above, the
なお、鉄筋情報1300のサンプル鉄筋画像情報に登録される特徴情報は、周波数スペクトルに限定されるものではなく、例えば、上述の評価例1~評価例7で類似度の評価に用いたその他の情報が登録されてもよい。例えば、サンプル鉄筋画像情報に登録される特徴情報は、サンプル鉄筋画像をフーリエ変換した結果、フーリエ変換の結果から得られた周波数スペクトル、周波数スペクトルのピークの周波数、フーリエ変換の結果から抽出した位相情報、サンプル鉄筋画像またはその位相画像から抽出した局所特徴量、ならびに鉄筋の軸に略平行な両端のエッジ間の距離などの少なくとも1つの情報が登録されもよい。
Note that the feature information registered in the sample reinforcing bar image information of the reinforcing
(第4の実施形態)
画像を用いた種別の判定を多段階で実行してもよい。例えば、図14に例示するように、制御部301は、まず竹節であるか、またはネジ節であるかなどの仕分種別を先に判定する。続いて、竹節であると判定された場合には、2段階目で、制御部301は、竹節に属する鉄筋のみが登録された鉄筋情報1401を参照して図10の動作フローを実行し、更なる種別判定を行ってよい。また、同様に、例えば、ネジ節であると判定された場合には、2段階目で、制御部301は、ネジ節に属する鉄筋のみが登録された鉄筋情報1402を参照して図10の動作フローを実行し、更なる種別判定を行ってよい。
(Fourth embodiment)
The type determination using images may be performed in multiple stages. For example, as illustrated in FIG. 14, the
このように、仕分種別を用いて多段階で種別を判定することで、個々の種別の判定に適した評価法を用いて種別を判定することができ、例えば、上述の複数の評価法を多段階で組み合わせて利用して最終的な種別を判定することも可能である。一例として、ネジ節と竹節を判定するための局所特徴量を抽出したり、または機械学習によりこの2つの種別を判定するように作成した学習モデルを用いたりなど、節の形状に関する判定に効果的な評価法を用いて、ネジ節か竹節かをまず特定することが考えられる。そして、2段階目で、節間隔の判定に効果的な例えば、画像に写る鉄筋の長手方向の画素値の周波数スペクトルを用いて判定を行い、鉄筋の種別を判定することが考えられる。 In this way, by determining the type in multiple stages using the sorting type, it is possible to determine the type using an evaluation method suitable for determining each type. It is also possible to determine the final type by combining them in stages. For example, it is effective for determining the shape of joints, such as extracting local features to determine screw joints and bamboo joints, or using a learning model created to determine these two types using machine learning. It is conceivable to first identify whether it is a screw knot or a bamboo knot using a suitable evaluation method. Then, in the second step, it is possible to perform a determination using, for example, the frequency spectrum of the pixel values in the longitudinal direction of the reinforcing bars in the image, which is effective for determining the knot spacing, and to determine the type of reinforcing bars.
なお、最終的な鉄筋の種別判定の前に事前に仕分けを行うための仕分種別としては、鉄筋の様々な種別を用いることができ、別の例では、鉄筋の節に形成されているメーカのロゴなどを評価してメーカごとに仕分ける処理が実行されてもよい。また、異なる種類の仕分種別による仕分けを組み合わせて、仕分けを多段階で複数回行ってもよい。 In addition, various types of reinforcing bars can be used as sorting types for pre-sorting before the final type determination of reinforcing bars, and in another example, manufacturer's marks formed at nodes of reinforcing bars can be used. Processing may be performed to evaluate logos and the like and sort them by manufacturer. Furthermore, sorting may be performed multiple times in multiple stages by combining different sorting types.
(第5の実施形態)
上述の実施形態の図10のS1005において、種別情報を出力する出力先は、一例では表示部303の表示画面であってよいし、別の例では、配筋検査の検査結果を記録する帳票などの検査情報1500あってもよい。
(Fifth embodiment)
In S1005 of FIG. 10 of the above-described embodiment, the output destination for outputting the type information may be the display screen of the
図15は、第5の実施形態に係る配筋検査の検査結果を記録する帳票などの検査情報1500を例示する図である。検査情報1500には、例えば、工事現場における或るエリアの工事に関する設計図と対応する情報が登録されていてよく、例えば、工事識別情報1511および検査対象情報1512を含む。
FIG. 15 is a diagram illustrating
工事識別情報1511は、例えば、工事の場所および工事の概要を示す情報を含む。図15の例では、工事識別情報1511は、番号、工事名、工事種、構造物番号、部材名などの情報を含む。番号は、例えば、検査情報1500に付与された識別のための情報である。工事名は、例えば、工事の名称であってよい。工種は、例えば、工事の場所を示す情報であり、例えば、図15の工種:橋台躯体工は、橋脚を支える土台部分の工事であることを示している。構造物番号は、例えば、工種内の工事の対象となる構造物を指定する情報である。例えば、図15に示される構造物番号:A01は、どの橋脚の橋台躯体工であるかを示している。部材名は、例えば、構造物内の工事の対象となる領域を示す情報である。例えば、図15に示される部材名:フーチングは、橋台躯体工内の基礎部分であるフーチングの工事であることを示している。作業者は、例えば、検査情報1500の工事識別情報1511の情報を参照することで、検査情報1500がどこの工事についての情報を記載した検査情報1500であるかを把握することができる。
The
また、検査対象情報1512には、例えば、検査対象と、検査項目の情報とを対応づけるレコードが登録されている。検査対象は、例えば、検査情報1500に示される工事で行われる配筋検査の検査対象(例えば、鉄筋)を指定する情報である。図15の例では、検査対象情報1512の検査対象は、位置1、位置2、および鉄筋番号の情報を含んでいる。位置1および位置2は、例えば、工事の設計図において検査対象が配置されるエリアを示す情報であってよい。なお、位置2は、例えば、位置1内での更なる詳細なエリアを指定する情報であってよい。鉄筋番号は、位置の情報で指定されるエリア内で使用されている鉄筋、または鉄筋のグループに割り振られた番号である。
Further, in the
また、検査項目は、例えば、検査対象情報1512の検査対象に対して実行する検査の項目を示す情報である。図15の例では、検査対象情報1512の検査項目は、検査項目1および検査項目2を含んでいる。また、検査項目1に示すように、検査項目は、例えば、設計値、および計測値を含んでよい。設計値は、検査項目に対する設計図上での値である。計測値には、例えば、配筋検査で計測された計測結果が登録される。検査項目は、例えば、検査対象の鉄筋の径、位置、配置の平均間隔、かぶり厚さ、および本数などを含んでよい。
Further, the inspection item is, for example, information indicating an inspection item to be performed on the inspection target of the
そして、第5の実施形態では制御部301は、上述のS1005の処理で判定した種別の情報を、検査情報1500の計測値に出力してよい。例えば、制御部301は、判定対象の鉄筋画像の種別に基づいて、鉄筋情報900から鉄筋の径の情報を取得し、図15の枠1501で示すように検査項目の計測値に、取得した径の情報を登録してよい。また、制御部301は、図15の枠1502で示すように、計測値の特定に用いた判定対象の鉄筋画像を識別する識別情報を検査情報1500に登録してよい。なお、別の実施形態では、識別情報は、判定対象の鉄筋画像から抽出された周波数スペクトルなどの特徴情報を識別する情報であってもよい。識別情報は、一例では、判定対象の鉄筋画像または判定対象の鉄筋画像から抽出された特徴情報にアクセスするために用いるパスやファイル名であってよい。
In the fifth embodiment, the
配筋の検査では、検査結果が何者かによって改ざんされていないかなどの確認などが必要となることがある。そのため、制御部301は、例えば、上述のように、検査項目に登録する検査結果と対応づけて、検査に用いた判定対象の鉄筋画像または鉄筋画像から抽出された特徴情報を識別するための識別情報を、検査情報1500に記録する。このように、検査結果と関連づけて、検査に用いた判定対象の鉄筋画像または鉄筋画像から抽出された特徴情報を識別するための識別情報を記録することで、制御部301は、後に図10の動作フローを再度実行して計測値を求めなおすことが可能となる。その結果、検査結果の改ざんの有無を検証することが可能である。
When inspecting reinforcement, it may be necessary to check whether the inspection results have been tampered with by someone. Therefore, for example, as described above, the
(第6の実施形態)
上述の実施形態において、例えば、判定対象の鉄筋画像からフーリエ変換により取得した周波数スペクトルに、鉄筋の表面にマーカとしてつけられた塗料などに起因する低周波のノイズが含まれてしまうことがある。
(Sixth embodiment)
In the above-described embodiment, for example, the frequency spectrum obtained by Fourier transformation from a reinforcing bar image to be determined may include low-frequency noise caused by paint applied as a marker on the surface of the reinforcing bar.
図16は、鉄筋画像の表面の塗料に起因する周波数スペクトルにおけるノイズを説明する図である。例えば、図16(a)では、鉄筋に塗料1601が塗られている状態が示されており、その周波数スペクトルにおいて塗料1601に起因するノイズ1602が表れている。
FIG. 16 is a diagram illustrating noise in the frequency spectrum caused by paint on the surface of a reinforcing bar image. For example, FIG. 16A shows a state in which a reinforcing bar is coated with paint 1601, and
そして、この様にノイズ1602を含む図16(a)の周波数スペクトルと、図16(b)に示すサンプル鉄筋画像の周波数スペクトルとの類似度を評価しても、ノイズ1602に起因して類似度が低く評価されてしまい、種別の判定精度が低下してしまうことがある。
Even if the similarity between the frequency spectrum of FIG. 16(a) including the
そこで、第6の実施形態では制御部301は、周波数スペクトルから評価対象の周波数範囲の周波数成分を抽出し、抽出した範囲において類似度の評価を行ってよい。例えば、図16に示すように、評価対象の周波数範囲において類似度の評価を行うことで、ノイズ1602の影響を排除することができ、ノイズ1602に起因して類似度を低く評価してしまうことを抑制することができる。
Therefore, in the sixth embodiment, the
なお、評価対象の周波数範囲は、サンプル鉄筋画像から得られた周波数スペクトルのピークの位置に基づいて決定することができる。例えば、制御部301は、類似度の評価に用いるサンプル鉄筋画像において直流成分を除いた最大ピークの周波数の位置を基準とする所定の周波数範囲を評価対象の周波数範囲として設定してよい。
Note that the frequency range to be evaluated can be determined based on the position of the peak of the frequency spectrum obtained from the sample reinforcing bar image. For example, the
(第7の実施形態)
また、上述のように、例えば、種別の判定対象の鉄筋画像と、サンプル鉄筋画像との類似度の評価は、2つの画像に写る鉄筋の撮影条件ができるだけ揃っていた方が、類似度の評価精度が向上する。そのため、第7の実施形態では、種別の判定対象の鉄筋の写る鉄筋画像の一部を抽出し、抽出した領域をサンプル鉄筋画像として用いて鉄筋の種別判定を実行する。
(Seventh embodiment)
In addition, as mentioned above, for example, when evaluating the similarity between a reinforcing bar image whose type is to be determined and a sample reinforcing bar image, it is better to evaluate the similarity when the photographing conditions of the reinforcing bars in the two images are as similar as possible. Improves accuracy. Therefore, in the seventh embodiment, a part of the reinforcing bar image in which the reinforcing bar whose type is to be determined is captured is extracted, and the extracted area is used as a sample reinforcing bar image to perform the reinforcing bar type determination.
図17は、第7の実施形態に係る鉄筋の種別判定を例示する図である。図17に示すように、制御部301は、まず画像403のうちから、一部の画像領域の指定を受け付け、指定された領域をサンプル鉄筋画像として抽出する(図17の(1))。
FIG. 17 is a diagram illustrating reinforcing bar type determination according to the seventh embodiment. As shown in FIG. 17, the
続いて、制御部301は、抽出した領域のサンプル鉄筋画像を、種別情報と対応づけて記憶部302に記憶する(図17の(2))。一例では、制御部301は、ユーザからサンプル鉄筋画像の種別を示す種別情報の入力を受け付けて、受け付けた種別情報と、サンプル鉄筋画像とを対応づけてよい。図17の例では、種別情報として鉄筋の径を示すD25がサンプル鉄筋画像と対応づけられている。
Subsequently, the
続いて、制御部301は、画像403に写る他の鉄筋の写る画像領域を、判定対象の鉄筋画像として、サンプル鉄筋画像との類似度を評価する。そして、制御部301は、類似度の評価結果に基づいて、所定の条件を満たしてサンプル鉄筋画像と、判定対象の鉄筋画像が類似している場合に、その判定対象の鉄筋画像の種別として、サンプル鉄筋画像の種別情報を出力してよい(図17の(3))。なお、ここで鉄筋の種別が同じと判定するために用いる所定の条件は、例えば、類似度の評価に用いた指標が、値が高いほど類似していることを表す場合には、類似度の評価に用いた指標が閾値以上であることであってよい。また、例えば、類似度の評価に用いた指標が、値が低いほど類似していることを表す場合には、所定の条件は、類似度の評価に用いた指標が閾値以下であることであってよい。判定に用いる閾値は、例えば、サンプル鉄筋画像に写る鉄筋と、判定対象の鉄筋画像に写る鉄筋とが同じ種別の鉄筋であるか否かを判定できるように、経験則などに基づいて設定されてよい。
Subsequently, the
以上で述べたように、判定対象の鉄筋の写る画像403の一部の領域の鉄筋画像を、サンプル鉄筋画像として用いて鉄筋の種別を判定することが可能である。そして、第7の実施形態では、種別の判定対象の鉄筋画像と、サンプル鉄筋画像との撮影条件が近い条件で鉄筋の種別を判定することができるため、類似度の評価精度を向上させることができる。一例として、照明の条件などの外乱が類似度の評価に与える影響を抑えることが可能である。
As described above, it is possible to determine the type of reinforcing bars by using a reinforcing bar image in a part of the
また、以上の第7の実施形態によれば、事前にサンプル鉄筋画像を用意していなくても、種別判定の際に撮影した判定対象の鉄筋の写る画像403から、その場でサンプル鉄筋画像を生成して種別を判定することができる。
Further, according to the seventh embodiment, even if a sample reinforcing bar image is not prepared in advance, a sample reinforcing bar image is generated on the spot from the
更には、画角をずらして画像403を複数枚撮影し、配筋検査などに用いることがある。この場合に、1つの画像403の一部からサンプル鉄筋画像を抽出し、抽出したサンプル鉄筋画像を他の画像403に写る鉄筋の種別判定に用いてもよい。この場合にも、照明の条件などの撮影条件を近い条件で類似度を評価することができるため、類似度の評価精度を向上させることができる。そして、類似度の評価精度を向上させることで、鉄筋の種別の判定精度を向上させることができる。
Furthermore, a plurality of
なお、図17の例では、ユーザが画像403のうちから、鉄筋の写る領域を指定する例を示しているが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、別の実施形態では、制御部301は、画像403から鉄筋を検出するアルゴリズムを実行して画像403に写る複数の鉄筋を検出してよい。そして、制御部301は、検出された複数の鉄筋のうちからのユーザによる鉄筋の選択を受け付け、ユーザによって選択された鉄筋と、ユーザから入力された種別情報とを対応づけてサンプル鉄筋画像として用いてもよい。
Note that although the example in FIG. 17 shows an example in which the user specifies a region in which reinforcing bars are shown in the
また、別の実施形態では、1つの鉄筋の種別に対して撮影画像から複数箇所を選択してサンプル鉄筋画像として用いてもよい。例えば、制御部301は、1つの鉄筋の種別に対して撮影画像403のうちから鉄筋の写る領域を複数箇所抽出して、複数のサンプル鉄筋画像として登録してもよい。上述のように、異形鉄筋では同一の種類の鉄筋であっても向きによって形状が異なっていることがあり、そのような鉄筋が施工の際にリブや節が異なる向きで設置されることもある。そのため、撮影画像403のうちから鉄筋の写る領域を複数箇所抽出して、リブや節の向きが異なる複数の鉄筋の状態を写したサンプル鉄筋画像を取得することで、リブや節の向きや更に照明の条件などの外乱が類似度の評価に与える影響を抑えることができる。なお、複数のサンプル鉄筋画像は、例えば、或るエリアに設置された配筋に対して画角をずらして撮影された複数の画像403から抽出されてもよい。
In another embodiment, a plurality of locations may be selected from the captured image for one type of reinforcing bar and used as sample reinforcing bar images. For example, the
以上において、実施形態を例示したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、上述の動作フローは例示であり、実施形態はこれに限定されるものではない。可能な場合には、動作フローは、処理の順番を変更して実行されてもよく、別に更なる処理を含んでもよく、または、一部の処理が省略されてもよい。 Although the embodiments have been illustrated above, the embodiments are not limited thereto. For example, the above-described operational flow is an example, and the embodiments are not limited thereto. If possible, the operational flow may be executed by changing the order of processing, may include additional processing, or may omit some processing.
また、上述の実施形態では、判定対象の鉄筋画像404を画像403から抽出して処理する例を述べたが、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、別の実施形態では画像403を対象にサンプル鉄筋画像との類似度の評価が実行されてもよい。一例として、回転不変位相限定相関法では、画像面の法線方向を軸とした回転を扱って類似度を評価することができる。そのため、制御部301は、例えば、画像403に上述の正対化の処理を行った後、判定対象の鉄筋画像404を生成せずに、画像403とサンプル鉄筋画像との類似度を回転不変位相限定相関法で評価してもよい。この場合、制御部301は、類似度の評価とともに、画像403上でサンプル鉄筋画像と類似度が高いと評価された鉄筋の位置の特定も行うことができる。
Further, in the above embodiment, an example was described in which the reinforcing
また、上述の実施形態では、種別の例として径の情報を判定する例を述べているが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、鉄筋情報401に鉄筋の種別に関する様々な情報(例えば、製造メーカ、節間隔、節の種類など)を登録しておくことで、それらの情報を入力された鉄筋画像とサンプル鉄筋画像との類似度を評価することで取得することができる。
Further, in the above-described embodiment, an example is described in which diameter information is determined as an example of the type, but the embodiment is not limited to this. For example, by registering various information regarding the type of reinforcing bars (for example, manufacturer, knot spacing, knot type, etc.) in the reinforcing
また、上述の実施形態では、鉄筋判定装置201が、例えば、鉄筋情報900,1200,1300,1401,1402などの鉄筋情報を記憶している例を述べているが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、別の実施形態では、鉄筋情報は、鉄筋判定装置201とは別のデータベースサーバに記憶されていてもよい。この場合、鉄筋判定装置201は、データベースサーバにアクセスして鉄筋情報から情報を取得してもよい。
Further, in the above embodiment, an example is described in which the reinforcing
なお、上述の実施形態において、例えば、図10の動作フローの開始時では、制御部301は、入力部311として動作する。また、例えば、図10のS1002では、制御部301は、評価部312として動作する。例えば、図10のS1003からS1005では、制御部301は、出力部313として動作する。例えば、図14の仕分け処理において、制御部301は、判定部314として動作する。
Note that in the embodiment described above, for example, at the start of the operation flow in FIG. 10, the
図18は、実施形態に係る鉄筋判定装置201を実現するためのコンピュータ1800のハードウェア構成を例示する図である。図18のハードウェア構成は、例えば、プロセッサ1801、メモリ1802、記憶装置1803、通信インタフェース1804、外部インタフェース1805、表示装置1806、および入力装置1807を備える。プロセッサ1801は、例えば、バスなどを経由して、メモリ1802、記憶装置1803、通信インタフェース1804、外部インタフェース1805、表示装置1806、および入力装置1807と通信可能に接続されていてよい。
FIG. 18 is a diagram illustrating the hardware configuration of a
プロセッサ1801は、例えば、シングルプロセッサであっても、マルチプロセッサおよびマルチコアであってもよい。プロセッサ1801は、メモリ1802を利用して例えば上述の動作フローの手順を記述したプログラムを実行することにより、上述した制御部301の一部または全部の機能を提供する。例えば、プロセッサ1801は、記憶装置1803に格納されているプログラムをメモリ1802に読み出して実行することで、入力部311、評価部312、出力部313、および判定部314として動作する。
メモリ1802は、例えば半導体メモリであり、RAM領域およびROM領域を含んでいてよい。記憶装置1803は、例えばハードディスク、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、または外部記憶装置である。なお、RAMは、Random Access Memoryの略称である。また、ROMは、Read Only Memoryの略称である。上述の記憶部302は、例えば、メモリ1802および記憶装置1803を含んでよい。
通信インタフェース1804は、例えば、プロセッサ1801の指示に従ってネットワークに接続し、データを送受信する通信機器である。外部インタフェース1805は、例えば、外部装置とのインタフェースであってよい。一実施形態においては、鉄筋判定装置201は、外部インタフェース1805を経由して撮影装置102と接続してよい。なお、別の実施形態では、鉄筋判定装置201は、Wi-Fi(登録商標)通信機器、およびBluetooth(登録商標)通信機器などの通信インタフェース1804を備えてよく、ネットワークを経由してまたは近距離無線通信で撮影装置102と接続されていてもよい。通信インタフェース1804および外部インタフェース1805は、上述の通信部304の一例である。
The
表示装置1806は、例えば、液晶ディスプレイなどの表示機能を備える装置である。表示装置1806は、上述の表示部303の一例である。入力装置1807は、例えば、キーボードおよびタッチパネルなどのユーザからの入力を受け付ける装置である。
The
上述の実施形態に係る各プログラムは、例えば、以下の形態で鉄筋判定装置201に提供されてよい。
(1)記憶部302に予めインストールされている。
(2)プログラムサーバなどのサーバから提供される。
Each program according to the above-described embodiments may be provided to the reinforcing
(1) Installed in the
(2) Provided by a server such as a program server.
また、図18を参照して述べた鉄筋判定装置201を実現するためのハードウェア構成は、例示であり、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、上述の制御部301の一部または全部の機能がFPGAおよびSoCなどの専用の回路によるハードウェアとして実装されてもよい。なお、FPGAは、Field Programmable Gate Arrayの略称である。SoCは、System-on-a-chipの略称である。一例として、上述の制御部301は、入力画像に対して、上述の実施形態に係る類似度の評価に従って種別情報を出力する回路であってもよい。また、上述の入力部311、評価部312、出力部313、および判定部314は、それぞれ個別に入力回路、評価回路、出力回路、および判定回路などの回路として実装されてもよい。また、これらの全部または一部が統合された回路として実装されてもよい。
Further, the hardware configuration for realizing the reinforcing
以上において、いくつかの実施形態が説明される。しかしながら、実施形態は上記の実施形態に限定されるものではなく、上述の実施形態の各種変形形態および代替形態を包含するものとして理解されるべきである。例えば、各種実施形態は、その趣旨および範囲を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できることが理解されよう。また、前述した実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより、種々の実施形態が実施され得ることが理解されよう。更には、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してまたは置換して、或いは実施形態に示される構成要素にいくつかの構成要素を追加して種々の実施形態が実施され得ることが当業者には理解されよう。 Above, several embodiments are described. However, the embodiments are not limited to the embodiments described above, but should be understood to include various modifications and alternative forms of the embodiments described above. For example, it will be understood that the various embodiments can be embodied by changing the components without departing from the spirit and scope thereof. Furthermore, it will be understood that various embodiments can be implemented by appropriately combining the plurality of components disclosed in the embodiments described above. Furthermore, various embodiments can be implemented by deleting or replacing some components from all the components shown in the embodiments, or adding some components to the components shown in the embodiments. Those skilled in the art will understand that this can be done.
101 :鉄筋
102 :撮影装置
200 :鉄筋判定システム
201 :鉄筋判定装置
205 :ネットワーク
301 :制御部
302 :記憶部
303 :表示部
304 :通信部
311 :入力部
312 :評価部
313 :出力部
314 :判定部
1800 :コンピュータ
1801 :プロセッサ
1802 :メモリ
1803 :記憶装置
1804 :通信インタフェース
1805 :外部インタフェース
1806 :表示装置
1807 :入力装置
101: Reinforcing bars 102: Imaging device 200: Reinforcing bar determination system 201: Reinforcing bar determining device 205: Network 301: Control unit 302: Storage unit 303: Display unit 304: Communication unit 311: Input unit 312: Evaluation unit 313: Output unit 314: Judgment unit 1800: Computer 1801: Processor 1802: Memory 1803: Storage device 1804: Communication interface 1805: External interface 1806: Display device 1807: Input device
Claims (8)
判定対象の鉄筋が写る鉄筋画像の入力を受け付ける入力部と、
前記鉄筋情報に基づいて、前記サンプル鉄筋画像と前記鉄筋画像との類似度を評価する評価部と、
前記類似度の評価結果に基づいて、前記鉄筋画像と前記サンプル鉄筋画像とが所定の条件を満たして類似している場合に、前記サンプル鉄筋画像と対応する前記種別情報を出力する出力部と、
を備え、
前記種別情報は、前記鉄筋の径に基づいて分類された種別を含み、
前記評価部は、前記サンプル鉄筋画像および前記鉄筋画像を鉄筋の画素値を鉄筋の長手方向にフーリエ変換して得られる周波数スペクトルの所定の周波数範囲の波形の類似度と前記周波数スペクトルに含まれる複数のピークの周波数の類似度により前記サンプル鉄筋画像と前記鉄筋画像との類似度を評価することを特徴とする鉄筋判定装置。 a storage unit that stores reinforcing bar information including information that associates at least one of a sample reinforcing bar image showing reinforcing bars and characteristic information extracted from the sample reinforcing bar image with type information indicating the type of reinforcing bars appearing in the sample reinforcing bar image; and,
an input unit that receives an input of a reinforcing bar image showing the reinforcing bar to be determined;
an evaluation unit that evaluates the similarity between the sample reinforcing bar image and the reinforcing bar image based on the reinforcing bar information;
an output unit that outputs the type information corresponding to the sample reinforcing bar image when the reinforcing bar image and the sample reinforcing bar image satisfy a predetermined condition and are similar based on the similarity evaluation result;
Equipped with
The type information includes types classified based on the diameter of the reinforcing bars,
The evaluation unit calculates the degree of waveform similarity in a predetermined frequency range of a frequency spectrum obtained by Fourier transforming pixel values of the reinforcing bars in the longitudinal direction of the reinforcing bars of the sample reinforcing bar image and the reinforcing bar image, and the plurality of waves included in the frequency spectrum. A reinforcing bar determination device, characterized in that the degree of similarity between the sample reinforcing bar image and the reinforcing bar image is evaluated based on the similarity of peak frequencies .
前記所定の条件は、前記類似度の評価結果に基づいて、前記鉄筋画像と最も類似していると評価されることである、請求項1に記載の鉄筋判定装置。 The storage unit stores a plurality of pieces of reinforcing bar information for each of a plurality of different types,
The reinforcing bar determination device according to claim 1, wherein the predetermined condition is that the reinforcing bar image is evaluated to be most similar to the reinforcing bar image based on the similarity evaluation result.
鉄筋が写るサンプル鉄筋画像および前記サンプル鉄筋画像から抽出された特徴情報の少なくとも一方と、前記サンプル鉄筋画像に写る鉄筋の種別を示す種別情報とを対応づけた情報を含む鉄筋情報に基づいて、前記サンプル鉄筋画像と前記鉄筋画像との類似度を評価し、
前記類似度の評価結果に基づいて、前記鉄筋画像と前記サンプル鉄筋画像とが所定の条件を満たして類似している場合に、前記サンプル鉄筋画像と対応する前記種別情報を出力する、ことを含み、
前記種別情報は、前記鉄筋の径に基づいて分類された種別を含み、
前記サンプル鉄筋画像および前記鉄筋画像を鉄筋の画素値を鉄筋の長手方向にフーリエ変換して得られる周波数スペクトルの所定の周波数範囲の波形の類似度と前記周波数スペクトルに含まれる複数のピークの周波数の類似度により前記サンプル鉄筋画像と前記鉄筋画像との類似度を評価する鉄筋判定方法。 Accepts the input of a reinforcing bar image that shows the reinforcing bar to be judged,
Based on reinforcing bar information that includes information that associates at least one of a sample reinforcing bar image showing reinforcing bars and characteristic information extracted from the sample reinforcing bar image with type information indicating the type of reinforcing bars appearing in the sample reinforcing bar image, Evaluating the similarity between the sample reinforcing bar image and the reinforcing bar image,
Based on the similarity evaluation result, if the reinforcing bar image and the sample reinforcing bar image satisfy a predetermined condition and are similar, outputting the type information corresponding to the sample reinforcing bar image. ,
The type information includes types classified based on the diameter of the reinforcing bars ,
The sample reinforcing bar image and the reinforcing bar image are subjected to Fourier transform of the pixel values of the reinforcing bars in the longitudinal direction of the reinforcing bars, and the waveform similarity in a predetermined frequency range of the frequency spectrum and the frequency of a plurality of peaks included in the frequency spectrum are determined. A reinforcing bar determination method that evaluates the degree of similarity between the sample reinforcing bar image and the reinforcing bar image based on the degree of similarity .
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