JPH01291380A - ひびわれ画像の解析方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は　ひびわれ画像の解析方法に関するものであり
、特に各種のビルディング、橋梁、道路、貯水ダム、水
路のごとき建築物や構造物のコンクリートに生じたひび
われの幅、形状、分布状況等を解析するための解析方法
に関するものである。

本発明のひびわれ画像の解析方法は　０．１ｍｍ程度の
幅の微小なひびわれをも検出し、測定することができる
ので、コンクリートのひびわれの解析に限らず、自動車
、飛行機等の金属材料に生ずる金属疲労によるひｑわれ
の検出、測定にも利用することができる。

〔従来技術〕

各種のビルディング、橋梁、道路、貯水ダム、水路等を
構築する場合、鉄筋コンクリートが多用されている。鉄
筋コンクリート成形物の経年変化の一つにひびわれ（亀
裂）の発生があり、これを放置しておくと、構築物の耐
久性や耐震性が低下する。

そこで、従来は　特開昭５８−５８４０３号公報に開示
されているごとく、コンクリート成形物にひびわれが発
生し、その表面に発生したひびわれの幅等をクランクス
ケール等を使用して測定し、スケッチによりひびわれの
形状を把握し、その測定データーを集めてひびわれ進度
や他に及ぼす影響を横側していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記のひびわれ測定方法は　透明なあるいは半
透明の板材に目盛が付されたクランクスケールをひびわ
れの部分に押し当て、目視によって測定していたので、
測定作業に手間がががり、しかも測定結果に作業員の主
観的な判断が入るために測定誤差が生し易いという問題
があった。しかも、ひびわれが発生ずる現場は　千差万
別であって、ひびわれを測定する作業のために特別に足
場を組まなければならない所もあり、交通を一時遮断し
て作業しなければならないこともあり、また降雨等によ
り測定作業が不能になることもある。

また、最近ではひびわれを解析する方法として構築物表
面の温度分布を熱線像として表示し、または熱線写真に
写して解析する赤外線測定装置特開昭５９−９２３３４
号公報参照）や、コヒーレントな光線を用いてひびわれ
両側面の振動波の位相のズレを測定し、ひびわれの程度
を知る方法（特開昭６１−２３１４４２号公報参照）な
どが開示されるなど、ひびわれの診断方法にも改善が試
みられでいる。

しかしながら上記の方法のうち、前者の赤外線測定装置
を用いる方法には　測定時に特に太いひびわれは　明確
に判別されるが、細いひびゎれは測定ができないかある
いは測定の精度がきわめて低いという欠点があり、また
後者のコヒーレント光線を用いる方法には　現場に持ち
込む測定機材が多く、被測定対象面が屋外にある場合に
は、そこに入射する太陽光線を遮断して測定を実施する
ことが困難であるという欠点がある。

また大久保全陸氏ほかの論文”ビデオ・プロセッサーに
よるひびわれの処理方法に関する研究“〔コンクリート
工学協会主催、第７回年次講演金輪文集（１９８５年）
、第４３７頁〜第４４０頁〕には物体表面のひびわれを
ビデオカメラで光電的に読み取り、画像処理及び解析を
行ってひびわれに関するデータを得ようとする試みが開
示されている。

しかし、このビデオカメラによるひびわれの撮像、画像
処理及び解析の試みにおいては、ごく細いひびわれに至
る解析は困難とされ、物体表面上のひびわれを例えばマ
ジックインキでなぞり、ひびわれの周辺との明暗差を強
調したものについての解析方法が開示されているにすぎ
ない。

一方、大久保全陸氏による”ひびわれに関する実験資料
の整理、利用方法”　〔コンクリート工学協会主催、第
６回年次講演金輪文集（１９８４年）、第１０３頁〜第
１０６頁〕には　ひびわれを撮影した写真画像を用いて
ひびわれを解析する方法が開示されているが、その方法
においては　作業者がデジタイザー上のひびわれ写真画
像のひびわれ部分をカーソル等でなぞってその位置を指
定するなどしているが、結局マニュアル的な解析手法の
ために細いひびわれの幅の解析までには至っていない。

さらに、発生するひびわれの形状、幅及び分布等は不定
であり、一般にひびわれの写真撮影はひびわれ部分とそ
の周囲を含む所定部分、例えば１ポ程度の面積の領域を
一括して、つまり１つの視野として撮影せざるを得す、
このときひびわれ画像を読み取り、記憶すべき情報は　
莫大な量になるという問題があった。因にひびわれ画像
から読み取る最小の幅及び幅の段階分離ピッチ（共に０
．１ｍｍ程度）相当分の長さを５Ｐｉｘで読み取る場合
には　上記１視野（１Ｍ）当りの情報量は２．５Ｘ１０
９Ｐｉｘあるいは２．５Ｘ１０９Ｂｙｔｅ　（ｌ　Ｂｙ
ｔｅ／Ｐｉｘとする。）という莫大な量になり、この多
量の画像情報を一括して読み取るには　機械的走査によ
る読み取り動作に長時間を要するし、情報の記憶にも大
容量の゛光ディスクシステムあるいは゛ハード磁気ディ
スクパック゛を複数セット必要とするという問題があっ
た。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明は　上
述した従来技術における問題点を解決するためなされた
ものであって、上記のひびわれを写した画像を画像処理
し、解析するにあたり、その画像を効果的に取り扱おう
とするものであり、物体に発生したひびわれをその画像
に変換し、ひびわれの発生現場以外の場所でその画像を
解析する新規なひびわれ画像の解析方法を提供し、さら
に物体に発生したひびわれを画像に変換して記録し、か
つその記録に基づいて比較的小容量の記憶メモリを用い
て解析し得る新規なひびわれ画像の解析方法を提供する
ことを目的とするものである。すなわち本発明は　物体
のひびわれを写した画像を複数の領域に分割し、該領域
毎の画像を光電的に読み取って情報化し、この情報を解
析してひびわれに関するデータを得、得られたデータを
合成して該画像全体の、あるいは所定部分のひびわれデ
ータを作成することを特徴とするひびわれ画像の解析方
法であり、特に該情報を画像処理して得られ、かつ該領
域の周縁部に至る細長い２値画像を解析した特性値から
ひびわれに関するデータを得ることを特徴とし、さらに
該情報を画像処理して得られた２値画像は　■該ひびわ
れを有する物体上では２．５ｍｍ以上の長さに相当し、
［２］その最大長径（Ｌ）が　その方向に平行で、その
外周に接する２本の平行線の間隔（Ｗ）の２４Ｂ以上（
Ｌ≧２Ｗ）であり、さらに■式Ｐ２／　（４πＡ）≧３
（但し、Ｐ：その周長、Ａ：その面積、π：円周率）を
満たすことを特徴とするひびわれ画像の解析方法である
。

以下　本発明の詳細な説明する。

まず、本発明の解析方法が対象とするひびわれは　物体
、すなわちコンクリート、ガラス、陶磁器、プラスチッ
ク、ゴム、塗料等々からなる物体、例えばコンクリート
の構築物、各種の陶磁器、琺瑯、各種の形態に成形され
たプラスチックあるいはゴムの成形品、耐火物、各種塗
料による塗膜などあらゆる物体の表面に表れたひびわれ
である。

本発明の解析方法はこれらのひびわれを含む大面積の物
体表面の所定部分を、例えば光学カメラによる写真撮影
、感熱記録紙や感圧記録紙を利用した写し取り、捺染に
よる転写など各種の手法により写し取り、かつ写し取り
領域が異なるように分割して写し取り、この写し取った
領域のひびわれ画像を順次繰り返して解析するものであ
る。しかし、ひびねれ画像の写し取り作業やその後の処
理の簡単さや写し取ったひびわれ画像の保管のし易さか
ら光学カメラによる写真撮影の手法が最も好ましいもの
である。そして最も好ましい実施態様においては、撮影
視野の大きさは　被写体上の解析したいひびわれの最小
幅の値、撮影用写真フィルムの解像力、カメラ光学系の
解像力等によって決定される。また光学カメラは　ひび
われの解析をしたい物体表面の所定部分内の各撮影視野
の位置に応じて移動、位置決めされる。撮影用写真フィ
ルムとしては、高解像ノコの複写用黒白ハロゲン化銀感
光材料あるいは高解像力のカラー写真用ハロゲン化銀感
光材料が使用される。

大面積の物体表面の撮影視野毎の撮影は　次のように光
学カメラを移動、位置決めして行われる。

その一つは手動による手法であって、大面積の物体表面
の撮影すべき視野を所定の写真フィルム内に収め得るよ
うに、光学カメラの移動位置決めを手動的に行うもので
ある。他の手法は機械的手法であって、ＸＹまたはＸＺ
等の二方向の位置を機械的に決め得る二方向移動ヘッド
に光学カメラを搭載し、この二方向移動ヘッドを順次位
置決めすることにより光学カメラを順次所定位置に移動
し、位置決めするものである。場合によっては撮影すべ
き物体の表面と光学カメラとの距離をも機械的に位置決
めできるＸＹＺ移動ヘッドに光学カメラをを搭載して、
光学カメラの三次元位置決めを行うこともできる。さら
に光学カメラの光軸方向をも自在に変え得るように４軸
位置決め移動ヘッドに光学カメラを搭載して４軸の位置
決めを機械的に行うようにしてもよい。

光学カメラによる撮影に際して、写真撮影用写真フィル
ムとして高い解像力の複写用黒白ハロゲン化銀感光材料
を使用すると、比較的広い視野の撮影ができる。例えば
０．１ｍｍ幅のひびわれに至るまで解析するには被写体
上で５０ｃｍｘ５０ｃｍ乃至ｌｍＸ１ｍの面積を５０ｍ
　ｍ　Ｘ５０ｍ　ｍの画像サイズの写真として撮影する
ことができる。

写真撮影用フィルムとして　解像力の高いカラー写真用
ハロゲン化根感光材料を使用すると、被写体表面上の苔
等に起因するノイズとひびわれとの分光特性の差異によ
り比較的容易に区別して認識することができる。

また、写真撮影用レンズとして例えば焦点距離が８０ｍ
ｍ程度の標準レンズを使用すると、１．８ｍの近距離か
ら撮影して被写体上ｌｍＸ１ｍの範囲を５０ｍ　ｍ　Ｘ
５０ｍ　ｍの画像サイズの写真として撮影することがで
き、さらに例えば焦点距離が２５０ｍｍ程度の望遠レン
ズを使用すると、被写体から約６ｍ程度離れた距離から
撮影してｌｍＸ１ｍの範囲を５０ｍｍＸ５０ｒｒｒｍの
画像サイズの写真として撮影することができる。

なお、大面積の物体表面を仮想的に分割して写真撮影す
るときは、撮影視野が多少型なるようにして撮影しても
よい。

このようにして得られた各ひびわれ画像、即ち写真撮影
した場合の撮影視野に対応する複数枚の撮影画像をそれ
ぞれ複数の領域に分割し、該領域毎に光電的に読み取っ
て情報化し、この情報を解析してひびわれに関するデー
タを得、各画像毎に得られたデータを合成して所定部分
全体のひびわれに関するデータを作成するのである。こ
の過程について、その一実施態様を示す各種の図面を参
照し、より具体的にかつ詳細に説明する。なお、この実
施態様ではひびわれは°゛写真画像”としてとらえられ
ている。

第１図は　本発明のひびわれ画像の解析方法を実施する
装置例のブロックダイアグラムである。

本実施態様においては　図中、写真撮影サブユニット１
は　撮影機料−式、具体的には例えば光学カメラ及び写
真フィルム、ひびわれ部分と設置する光学カメラの間の
距離を決めるスケール及び照明機器等を含んでいる。そ
してこの光学カメラによってコンクリート壁のひびわれ
部分を含むｌｍＸ１ｍの壁面を１撮影視野として撮影す
る。この場合、撮影した写真画像としては　この１撮影
視野ば　５０ｍ　ｍ　Ｘ５０ｍ　ｍのサイズの画像とす
ることができる。従って上記壁面のひびわれに関して検
出、測定したい最小のひびわれ幅を例えば０゜１ｍｍと
すると、この０．１ｍ　ｍは　写真画像では０．００５
ｍｍとなる。ちなみに０．１ｍｍよりも細いひびわれを
検出、解析するには　画像化における縮小率、例えば写
真撮影縮率を緩和し、１シヨツトで撮影する被写体サイ
ズ（視野の大きさ）を小さくするとよい。

上記のごとく、得られたひびわれ画像（ひびわれ部分を
含む画像）は　画像読取サブユニット２によって光電的
に読み取られる。この際、このサブユニント２による画
像の読み取りは　上記画像を複数の領域に分割して１領
域づつ行われるのである。即ち、画像読取サブユニット
２は　この領域の１つをエリアセンサにより光電的に読
み取って情報化し、この情報を例えばそのまま又は多少
の処理を加えてグレー画像として、あるいはさらに２値
化処理を施して２値画像とし、これらの画像を解析して
ひびわれに関するデータを得、以下順次他の領域につい
ても同様な過程を付するのである。第２図は　本実施態
様におりるごとき被写体上におけるｌｍＸ１ｍ、つまり
画像における５０ｍｍＸ５０ｍｍのサイズの画像を縦、
横１００区分に分割して１０．０００の領域に分割し、
順に各領域の読み取りを行っていく状況を示している。

図示されているように、写真画像ば　横にｘｌ、Ｘ２、
Ｘ３、・・・、ｘｌｏｏ、縦にＹｌ、Ｙ２、Ｙ３、・・
・、Ｙｌｏｏと符号を付けて各々の領域をＸｍＹｎのご
とく表ずものとすると、例えばまず領域Ｘｉ　Ｙｌを読
み取り、後続の処理を終え、以下順次領域ＸＩＹ２、領
域ＸＩＹ３、領域ＸＩ　Ｙ４、・・・、領域Ｘ１００　
Ｙｌｏｏのごとく読み取り、後続の処理を行ってい（の
である。このように本発明は　微細分化された画像の１
領域に読み取り〜解析の諸過程を付し、その後　順次各
領域に関して同様に諸過程を付してひびわれの特性に関
する解析データ（数値データ）を得、これを小容量のメ
モリに記憶することを特長の一つとするものである。こ
の場合、分割される領域の数、領域の形状、さらに領域
の読み取り〜解析の順序は　いかなる数、形状、順序で
あってもよい。その点で第２図の態様は　単なる例示に
過ぎない。さらに画像の領域（分割）化は　後述の例え
ば第３図に示した画像読取サブユニット２におけるＸＹ
子テーブル作動により行うことができる。領域毎の画像
の読み取り及び解析は　全体として重複することなく、
また未了部分が全くないようになされねばならない。

次に、写真画像について上述した読み取りを行う画像読
取サブユニット２の構造をその概要を示す第３図に基づ
いて説明する。第３図において、光源１１１を含む装置
基台１１には　光学顕微鏡１２、ＣＣＤカメラ１３、そ
の駆動ユニッ目４等が設けられており、基台１１上には
光学顕微鏡１２の対物レンズ下において２方向Ｘ、Ｙに
移動可能なＸＹ子テーブル５、このＸＹ子テーブル５を
それぞれＸＸＹ方向へ移動させる動力源であるモータ１
６．１７、そして基台１１上または基台１１の外にモー
タ１６．１７をそれぞれ制御するためのモータコントロ
ーラ１８．１９が設けられている。そしてｘＹ子テーブ
ル５上にひびわれ部分を撮影した写真画像２０を載置す
る。

上記の構成になる画像読取サブユニット２においては　
予め組み込まれたプログラムに従ってＣＰＵ３からＸＹ
子テーブル５の位置を指定する信号が出力され、その信
号を受けてモータコントローラ１８．１９がそれぞれモ
ータ１６．１７を駆動し、それにより上記のＸＹ子テー
ブル５がＸ方向とＹ方向に移動し、ＣＣＤカメラ１３が
写真画像上の微小な所定の大きさの領域を視野として捉
える位置で　ＸＹ子テーブル５が停止し、その位置でＣ
ＣＤカメラ１３はその領域の画像の読み取りをし、画像
処理・解析サブユニット４が後続の処理を行い、ひびわ
れに関するデータを得る。次いで効果的には　ＸＹ子テ
ーブル５は　それに隣る領域を捉える位置に移動して停
止し、その位置で同様にＣＣＤカメラがその領域の画像
の読み取りをする。このように順次しかも画像のすべて
の部分が重複せず、かつ間隙なく領域として捉えられる
ような位置に移動、停止し、ＣＣＤカメラによって画像
の読み取りを行うのである。このような操作によれば、
画像全体は　あたかも所定の大きさの分割された領域か
らなり、ＸＹ子テーブル　各領域毎に順次画像を読み取
るように作動するのである。本発明における「画像を複
数の領域に分割し、各領域毎の画像を光電的に読み取っ
て情報化し」とは　具体的には上述のごとき過程、操作
を意味している。

このようなＸＹ子テーブル作動により、ＣＣＤカメラは
　順次領域毎に画像を読み取り、それによって光電変換
された画像情報は　例えば解析の１つの方法として領域
毎に画像処理・解析サブユニット４に供給、記憶され、
画像処理・解析サブユニット４において画像処理、解析
されてその領域内のひびわれの特性に関する数値データ
となり、この数値データは　ＣＰＵ３に記憶、蓄積され
る。

画像処理・解析サブユニット４の画像メモリでは先の領
域の画像情報上に次の領域の画像情報が上書き（オーバ
ライド）される。そのため各領域の画像情報毎に記憶す
る画像メモリを必要としない。

この点が本発明の特長の１つである。

なお、画像メモリに余裕があれば、即ち画像メモリが複
数領域骨の画像情報を記憶できる量であれば、新たに読
み込む領域の画像情報は　画像メモリの空きエリアに記
憶してよいし、必ずしも直前の領域の画像情報に上書き
するとは限らず、複数個前の領域の画像情報が記憶され
ている画像メモリに順次上書きしてもよい。

１枚のひびわれ画像の読取、解析及びひびわれ画像に関
するデータの蓄積が終わると、次にこのひびわれ画像と
連なるように撮影された画像が同様にして読み取られ、
解析されて記憶される。そしてこのような工程がひびわ
れ解析の対象として撮影された物体表面の所定部分につ
いて繰り返し行われる。

第４図は　このＣＰＵ３及び画像処理・解析すブユニッ
ト４の情報解析の作動フローを示すフローチャートであ
る。フローチャートの上部より説明すると、まず画像処
理・解析サブユニット４はＣＰＵ３からのスタート信号
により’　５ＴＡＲＴ（開始）“’　　（３０）　して
その作動を開始し、ＣＣＤカメラ１３から上述の１つの
領域の画像情報を受け（３１）、ＣＰＵ３からの”画像
処理の開始”″の指示に基づいて　この情報を画像処理
し、解析する（３２）。即ち、サブユニット４は　画像
処理・解析ソフトウェアに従い、受容した情報について
必要に応じて画像の平滑化処理及び／あるいは微分処理
等を施した後、２値化処理等の画像処理を行い、抽出さ
れたひびわれ２値画像の幅、位置、長さ、方向等の特性
値データを算出する。既に説明したように、解析の他の
方法として　例えばＣＣＤカメラ１３から受容した画像
情報そのまま又は多少の処理を加えてグレー画像とし、
あるいはさらに２値化処理を施した２値画像として　作
業者がそれを見ながらマニュアル的に解析してひびわれ
の幅、位置、長さ、方向等の特性値データを得ることも
できる。その結果　得られたこれらのデータをＣＰＵ３
へ送り、ＣＰＵ３においてデータを蓄積する（３３）。

このとき、蓄積されるデータ量は　ＣＣＤカメラ１３か
ら入力され、処理される画像情報の量と比べれば大幅に
小量化されたものであり、ＣＰＵ３内のメモリは　小容
量のもので足りる。この点が本発明の他の大きな特長の
１つである。

以」二は　１つの領域についての画像処理と解析の過程
であり、その段階では他の領域の画像処理とその解析は
未了である。従ってＣＰＵ３は　図中のステンプ（３４
）にて「読み取り未了領域あり」と判断し、サブユニッ
ト２に対して次の領域の画像の読み取りを行うよう指示
する。その結果、ザブユニット２、即ち第３図における
制御ユニッ１〜１８及び１９によりＸ方向駆動モータ１
６及びＸ方向駆動モータ１７が駆動し、ＸＹ子テーブル
５と一体に写真画像２０の移動が行われ、第２の領域が
光学顕微鏡１２の光軸上に位置決めされる。そして第１
の領域の場合と同様にＣＣＤカメラ１３によって第２の
領域の画像の読み取り、情報化が行われ、さらにこの画
像情報についてサブユニット４により画像処理、解析が
行われ、以下同様にＣＰＵ３が「読み取り未了領域なし
Ｊと判断する迄、つまりすべての領域について上記の動
作が完了する迄　各領域の画像の読み取り〜解析が繰り
返し行われる。

その後、ＣＰＵ３に蓄積された全領域の解析データを合
成して総合整理しく３５）、画像全体に関しであるいは
所定部分のひびわれデータを作成し、その結果を所望に
より第１図に記載の表示・出力サブユニット５としての
デイスプレィに表示し、あるいはプリンタ、ブロック等
によって印刷する（３６）と作業は終了しく３７）　、
目的のデータが得られるのである。

なお、総合整理されたひびわれに関するデータは　例え
ばひびわれ状態図、ひびわれ幅の頻度分布図、ひびわれ
角度の頻度分布図、ひびわれの位置、幅、角度の数値デ
ータ表等として表示あるいは出力される。

ところで、ひびわれを写したひびわれ画像を領域毎に光
電的に読の取って情報化し、得られた画像情報からひび
われに関するデータを得るための画像処理及び解析は　
例えば次のようにして行われる。

即ち、まずひびわれを写した画像を領域毎に光電的に読
み取って情報化し、その画像情報に画像処理を施して得
られた２値画像のうち、ひびわれ部分に対応する２値画
像（以下、°″ひびゎれ２値画像”という。）を認識し
、次いでこのひびわれ２値画像からその幅、長ざ等の形
状についての解析を行い、その結果がらひびわれに関す
るデータを得るのである。

ここで、ひびわれ２値画像の認、識について説明する。

一般にコンクリート構造物等の表面に発生したひびわれ
は　その幅に比較して長さが長い、いわゆる細長い形状
を呈する。即ち、例えば０．１ｍｍ、０．５．ｍｍある
いは１．０ｍｍといったある程度の幅をもつひびわれは
　表面に沿って長く連続しており、そのひびわれがある
個所で突然消滅することはなく、通常は徐々に細くなっ
て消滅し、いずれの場合もある長さを有するものである
。従ってひびわれのある物体表面を描影した写真画像に
おいて、ある程度の幅をもつひびわれに相当する部分は
　それに相当する長さを有する。よって物体の表面を撮
影した画像を小さな領域毎に分割して読み取ると、ひび
ねれに相当する部分の画像は　必ず各領域の周縁（境界
）に達することになる。この周縁に達しないひびわれ画
像は　その読み取り視野サイズでは短くかつ細ずぎるも
のであり、ひびわれ部分として認識するに及ばない。し
かし、そのようなひびねれ画像をも認識する必要がある
場合には　＠み取り視野サイズ、すなわち分割領域のサ
イズを小さくすればよいのである。

このように本発明においては　画像処理により抽出され
た２値画像の特徴、すなわち各領域毎の読み取り視野の
周縁に達する細長い２値画像をひびわれ２値画像とみな
して判別し、認、識する。

なお、画像の読み取りにおいては　領域の所定の大きさ
よりも大きめに読み取り、画像を解析する段階で所定の
大きさの領域に相当する視野だけを切り出し、その中に
存在するひびわれ画像がこの限定された視野の周縁（境
界）に達しているかどうかを判定することもできる。

さて、コンクリート構造物の表面に発生したひびねれを
撮影した写真画像を読み取って得られた画像情報に２値
化処理を含む画像処理を施して得られた２値画像には　
コンクリートを打ち込んだ時等に発生した気泡に起因す
る窪みに相当する比較的丸い２（！画像が含まれている
ことがある。これらの２値画像は　殆どの場合点在して
おり、各領域ごとの読み取り視野の周縁に達していない
ので、ひびわれ２値画像ではないと認識されて、解析の
対象から除外される。また、各領域毎の読み取り視野の
周縁に達している窪み等の２値画像はサイズが小さいか
あるいは下記の形状に関するひびわれ２値画像であるた
めの条件を満たさないので、この場合もひびわれ２値画
像ではないと認識される。この抽出された２値画像がひ
びわれ２値画像であることを判別、認識するための条件
は次の通りである。すなわち対象とする２値画像が条件
１：ひびわれのある物体上での長さが２．５ｍｍ以上に
相当する。

条件２：２値画像の最大長径の長さ（Ｌ）がその方向に
平行で、その外周に接する２本の平行線の間隔（Ｗ）の
２倍以上（Ｌ≧２Ｗ）である。

条件３；式Ｐ２／　（４πＡ）の値が３以上である。

（但し、Ｐ：その周長、Ａ：その面積、π：円周率） の３条件を満たず場合には［その２値画像は　ひびわれ
２値画像である。」と判定、認、識されるのである。こ
こで、条件２における「２値画像の最大長径の長さ（Ｌ
）」とは　１つの抽出された２値画像（例えばひびわれ
に対応する抽出された画像の部分が”１一画素”で表現
され、ひびわれ像には対応しない背景の部分が”〇一画
素”で表現されているとする。）を構成する１つの″゛
１一画素”と他の″１一画素”とを結ぶ直線の長さのう
ち最大の長さをいう。また条件３における式”Ｐ２／（
４πＡ）”は　真円度を表し、抽出画像が真円のとき　
その値は１であり、真円以外のときは１より犬なる値と
なり、細長い程大きな値となる。

但し、式中のＰは　抽出画像を構成する″１一画素″″
群の外周を形成する画素数であり、Ａは抽出画像を構成
する”１一画素”群の全画素数である。

そして抽出された２値画像が物体上のひびわれに対応す
る２値画像、つまり”ひびわれ２値画像パであるか否か
を判別し、ひびわれ２値画像であると認識するための条
件として　写真画像を読み取った領域ごとに抽出された
２値画像につぃ−４種々の条件を設定して得られた結果
と物体上のひびわれを目視観察したりクラックスケール
を使用してその幅を測定した結果とを比較したところ、
上記の３条件を同時に満たす２値画像を”ひびわれ２値
画像”であるとみなすと両結果が好ましく対応する傾向
が認められたものである。

さらに各領域毎の画像読み取り及び解析において、［ひ
びわれに関するデータ」は画像処理を経てひびわれに対
応する像として抽出されたひびゎれ２値画像に関する各
種の特性値を用いて、例えば次のようにして求められる
。

■ひびわれの面積：ひびわれ２値画像の″１〜画素″成
分のＰｉｘｅｌ数を求め、これを撮影、画像読み取り及
び画像表示の総合倍率等を用いて換算して”ひびわれの
面積”とする。

■ひびわれの長さ：ひびわれ２値画像に細線化の画像処
理を施して中心線を得て、その長さを求め、上記の総合
倍率を用いて換算した値あるいはひびわれ２値画像の面
積Ａ及び周囲長ＰよりＬ−（Ｐ／２＋　　Ｐ”／４−４
ア）／２で与えられるＬに上記の総合倍率の補正を加え
た値を”ひびわれの長さ”とする。さらに細いひびわれ
の場合は近似的にひびわれ２値画像の最大長径の長さに
上記の総合倍率の補正を加えた値を”ひびわれの長さ”
とすることもできる。

■ひびわれの幅：ひびわれ２値画像の面積をその中心線
の長さで除した商、あるいはひびゎれ２値画像の面積Ａ
及び周囲長Ｐより Ｗ＝（Ｐ／２−ｐ了）４−４乃／２゛ で与えられるＷに上記の総合倍率の補正を加えた値をそ
の画像読み取り及び解析の各領域内での平均的な″ひび
われの幅”′とする。

■ひびわれの角度：ひびわれ２値画像の中心線の両端を
結ぶ直線の傾きを求め、あるいは細いひびわれの場合は
近イ以的にひびわれ２値画像の最大長径の傾きを求め、
これをその画像読み取り及び解析の各領域内での代表的
な”ひびわれの角度”とする。

■ひびわれの位置；ひびわれ２値画像の重心の位置座標
、あるいはひびわれ２値画像の中心線の中央点座標、ま
たはひびわれ２値画像の中心線両端を結ぶ直線の中点の
座標に上記の総合倍率の補正を加えた値をその画像読み
取り及び解析の各領域内での”ひびわれの位置°°とす
る。

上記の０項及び０項における式を設定した考え方は　次
の通りである。一般に物体の表面に表れるひびわれは　
細長いものであり、それを写したひびわれ画像やこれを
画像処理して得られた２値画像も当然細長いものである
。そしてその画像を含む画面を微小な領域に分割して各
領域毎にみると、その画像のひびわれ部分の両側は　は
ぼ平行で、その幅には極端に大きな変化はない。つまり
その画像のひびわれ部分は　厳密には形状として直線的
な部分や屈曲した部分があるが、幅が比較的−様である
ために　この微小領域内ではこれを近似的にひびわれ部
分の長さを長辺の長さとし、その幅を短辺の長さとする
長方形とみなすことができる。このとき、この長方形（
長さし、幅Ｗ）の面積をＡ、周長をＰとすると、Ｌ、、
Ｗ、Ａ及びＰの間には　次の関係が成立し、 （Ｗ十Ｌ）Ｘ２＝Ｐ Ｗｘ　Ｌ　＝Ａ Ｌ≧Ｗ この上３式から各項に記載の通りＬ及びＷの値が求めら
れる。

なお、ひびわれ２値画像の各種の特性値よりひびわれに
関するデータを求める際に、撮影、画像の読み取り、画
像表示の総合倍率を考慮する必要がある。但し、ひびわ
れ解析に係る系が等方的である場合には、ひびわれの角
度については倍率の影響を受けない。

〔発明の作用〕

以上本発明におけるひびわれ画像を含む情報の処理及び
解析の過程を説明したが、特にひびゎれ画像の解析とそ
の結果である解析データの蓄積において下記のごとき注
目すべき作用がある。即ち物体の表面に表れたひびわれ
部分、例えばｌｍＸ１ｍの範囲は画像化によりその１　
／４０Ｑである５゜ｍｍＸｍｍＸ５Ｏに縮小された画像
となる。従ってひびわれにおける検出可能な最小幅であ
る０、１ｍｍは画像上では０．００５ｍｍとなる。そし
て現在容易に入手及び実用できる最大容量のエリアセン
サは５００　Ｘ５００工レメント程度のものであるがら
、ひびわれ画像の検出可能な最小幅である０、００５ｍ
ｍを５等分して５エレメントに読み取るようにすると、
５００　Ｘ５００工レメント程度のエリアセンサでは一
度に読み取りできる画像サイズは　約０．５ｍｍＸ０．
５ｍｍ　（被写体上の１ｃｍＸ１ｃｍに相当するサイズ
）である。従ってこの画像サイズの１つの領域を５００
　Ｘ　５００エレメント、即ち２５０，０００Ｐｉｘの
情報として読み取るのであるから、１Ｐｉｘを１Ｂｙｔ
ｅで表現するには２５０，０００　Ｂｙｔｅ　　（２５
０ＫＢｙｔｅ）もの大容量のメモリを必要とする。従っ
て全領域については２５０，０ＯＯＸ１００　Ｘ１００
　、つまり２．５Ｘ１０９Ｂｙｔｅ　という莫大な量の
メモリが必要である。

しかしながら、本発明においては各領域毎に上記の２５
０，０００　Ｂｙｔｅの情報を処理・解析してその領域
内の、ひびわれの特性値、例えばひびわれの幅、長さ、
方向、角度等の特性値を数値データとして求めてしまう
ので、そのためには高々１００〜２００　Ｂ　ｙ　ｔｅ
程度のデータとして収めてしまうことができるのである
。従ってひびわれに関するデータの記憶には全領域につ
いて高々１００〜２００　Ｂｙｔｅ×１００×１００、
つまり１．０〜２．０　Ｘｌ０６Ｂｙｔｅ程度のメモリ
で足り、画像処理解析装置における画像メモリの容量及
びＣＰＵのメモリ容量を大幅に削減することができる。

また従来実施されているクラックスケール板等を用いる
目視によるひびわれの測定においては、例えば被写体］
−に１０ｃｍＸ４０ｃｍの大きさのメツシュ線を描き、
これらのメツシュ線を横切るひびわれについて幅、長さ
、位置、角度等を測定して粗いデータを得ていたが、本
発明においては被写体表面を仮想的に例えば１ｃｍＸ１
ｃｍという細かいメツシュ線で区切り、ひびわれの幅、
長さ、位置、角度等のより精密なデータを得るのである
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、上述のごとく物品のひびわれを画像化
（例えば写真撮影）し、さらにその画像を多数の領域に
分割し、領域ごとの画像を光電的に読み取って情報化し
、この情報を解析してひびねれ画像に関するデータを得
、得られたデータを合成し、ひびわれ画像全体等につい
てデータを作成するものであるから、ひびわれの発生現
場において面倒な解析作業を行う必要がなく、また領域
ごとの大量のひびわれ画像情報をそのままメモリーに記
憶させるのではなく、画像処理及び解析をすることによ
り小量のメモリで記憶できるひびわれ特性値のデータに
変換し、これをＣＰＵメモリーに記憶させるので、シス
テムに必要なメモリ容量を大幅に減少させることができ
る。さらに現場での画像化が短時間で行えるので、たと
え−時的に交通を遮断しても短時間でよく、また現場で
の天候の変化の影響を受は難く、またひびわれ状況を画
像化して長期にわたって保存し得、かつその画面を後日
あるいは再度にわたり解析をすることができる。そして
画像化したひびわれ画像を多数の領域（例えばおよそ１
　ｃｍＸｌ　ｃｍ程度の大きさ）に分割して処理できる
ので、従来の手法（例えばおよそ１０ｃｍＸ１０ｃｍ程
度の大きさ）に比べれば遥かに精密なデータを得、さら
に作業者の主観的な判断の入らない客観的なデータが得
られる等、諸々の効果が奏される。従って本発明は当業
界において極めて有用な発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は　本発明のひびわれ画像の解析方法を実施する
装置例の基本構成を示すブロンクダイアグラム、第２図
は　ひびわれ画像を複数の領域に分割した状況を示す平
面図、第３図は　画像読取サブユニットの概要図、第４
図は　ひびわれ画像情報の解析方法のフローチャートで
ある。 第３図中、１１は　基台、１２は　光学顕微鏡、１３は
　ＣＣＤカメラ、１４は　駆動ユニット、１５はｘｙ子
テーブル１６は　Ｘ方向駆動モータ、１７はＹ方向駆動
モータ：１８及び１９は　各々制御ユニット、２０は　
ひびわれ画像である。 代理人　弁理士（８１０７）佐々木清隆（外３名）（ノ ば） −Ｃ３≧Ａ−

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）物体のひびわれを写した画像を複数の領域に分割
   し、該領域毎の画像を光電的に読み取って情報化し、こ
   の情報を解析してひびわれに関するデータを得、得られ
   たデータを合成して該画像全体の、あるいは所定部分の
   ひびわれに関するデータを作成することを特徴とするひ
   びわれ画像の解析方法。
2. （２）該情報を画像処理して得られ、かつ該領域の周縁
   部に至る細長い２値画像を解析した特性値からひびわれ
   に関するデータを得ることを特徴とする請求項第１項に
   記載のひびわれ画像の解析方法。
3. （３）該情報を画像処理して得られた２値画像は［１］
   該ひびわれを有する物体上では２．５ｍｍ以上の長さに
   相当し、 ［２］その最大長径（Ｌ）がその方向に平行で、その外
   周に接する２本の平行線の間隔（Ｗ）の２倍以上（Ｌ≧
   ２Ｗ）であり、 及び ［３］式：Ｐ＾Ｚ／（４πＡ）の値が３以上である（但
   し、Ｐ：その周長、Ａ：その面積、π：円周率）、 の３条件を満たすことを特徴とする請求項第１項に記載
   のひびわれ画像の解析方法。