JPH1139471A - 線分要素抽出方式及びその装置 - Google Patents
線分要素抽出方式及びその装置Info
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- JPH1139471A JPH1139471A JP9209950A JP20995097A JPH1139471A JP H1139471 A JPH1139471 A JP H1139471A JP 9209950 A JP9209950 A JP 9209950A JP 20995097 A JP20995097 A JP 20995097A JP H1139471 A JPH1139471 A JP H1139471A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 検査画像において、検出すべき割れや欠けを
多数の微小な点状のノイズに埋もれたなかから抽出す
る。 【構成】 画像撮像回路および画像処理回路からなる画
像評価・検査装置において、評価対象から線分要素を含
む画像領域のみを抽出することで、雑音成分の多い画像
から欠陥部を抽出する。
多数の微小な点状のノイズに埋もれたなかから抽出す
る。 【構成】 画像撮像回路および画像処理回路からなる画
像評価・検査装置において、評価対象から線分要素を含
む画像領域のみを抽出することで、雑音成分の多い画像
から欠陥部を抽出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、構造物や物体の外
見画像を撮像しその信号を処理して割れや欠けなどの外
観欠陥を抽出する、構造物状態検査装置や製品や材料な
どの画像処理による外観検査装置に用いられる。
見画像を撮像しその信号を処理して割れや欠けなどの外
観欠陥を抽出する、構造物状態検査装置や製品や材料な
どの画像処理による外観検査装置に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】上記のような物体表面の割れや欠けなど
の評価や検査においては、第１図に示すようにＴＶカメ
ラやラインカメラなどで物体表面の画像を撮像し、表面
画像を評価する。しかし、物体表面はコンクリート壁面
など多数の凹凸を持つ画面であり、その撮像画面は、第
２図に示すように割れや欠けが多数の微小な点状のノイ
ズに埋もれた画像となる。これは、領域数では数千点に
及び、これを短時間で個別に解析、線状の領域を抽出す
ることは、非常に困難である。
の評価や検査においては、第１図に示すようにＴＶカメ
ラやラインカメラなどで物体表面の画像を撮像し、表面
画像を評価する。しかし、物体表面はコンクリート壁面
など多数の凹凸を持つ画面であり、その撮像画面は、第
２図に示すように割れや欠けが多数の微小な点状のノイ
ズに埋もれた画像となる。これは、領域数では数千点に
及び、これを短時間で個別に解析、線状の領域を抽出す
ることは、非常に困難である。
【０００３】類似の対象に対する開発例には、「建設機
械」誌９７年５月号１４〜１８ページ記載の「トンネル
レーザー計測システムの開発」などの例があるが、これ
においても必要な領域を確実に抽出しながら微小な点状
のノイズを消去する有効な手法は明示されていない。
械」誌９７年５月号１４〜１８ページ記載の「トンネル
レーザー計測システムの開発」などの例があるが、これ
においても必要な領域を確実に抽出しながら微小な点状
のノイズを消去する有効な手法は明示されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、従来技術にみられる、検査画像において、
検出すべき割れや欠けを多数の微小な点状のノイズに埋
もれたなかから抽出することである。
する課題は、従来技術にみられる、検査画像において、
検出すべき割れや欠けを多数の微小な点状のノイズに埋
もれたなかから抽出することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このため、撮像画像中の
割れ、欠け領域を保存しながら、ノイズを除去する手法
を構成する。ここでは、画像を構成する画素データ群
を、当該画像データで画像を描かせた時の並び順に従っ
て、一個の注目画素とこの注目画素と隣接関係にある少
なくとも１つの参照画素を備えた走査ウインドウで順次
走査すると共に、各走査単位毎に、注目画素を通って参
照画素に伸びる線分要素の有無を、注目画素および参照
画素のデータに基づき判断し、該当する線分要素がある
と判断した時にはそのことをその時の走査単位における
注目画素の位置データと共に二次画像データとして記憶
蓄積することで、画像データから線分要素を抽出する方
法を用いる。
割れ、欠け領域を保存しながら、ノイズを除去する手法
を構成する。ここでは、画像を構成する画素データ群
を、当該画像データで画像を描かせた時の並び順に従っ
て、一個の注目画素とこの注目画素と隣接関係にある少
なくとも１つの参照画素を備えた走査ウインドウで順次
走査すると共に、各走査単位毎に、注目画素を通って参
照画素に伸びる線分要素の有無を、注目画素および参照
画素のデータに基づき判断し、該当する線分要素がある
と判断した時にはそのことをその時の走査単位における
注目画素の位置データと共に二次画像データとして記憶
蓄積することで、画像データから線分要素を抽出する方
法を用いる。
【０００６】走査ウインドウとしては、具体的にはｎ画
素×ｎ画素の走査ウインドウを用いい、第３図に示すよ
うに、欠陥領域を含む２値画像上でｎ画素×ｎ画素のウ
インドウを走査する。
素×ｎ画素の走査ウインドウを用いい、第３図に示すよ
うに、欠陥領域を含む２値画像上でｎ画素×ｎ画素のウ
インドウを走査する。
【０００７】また、走査ウインドウの各走査単位毎に行
われる、注目画素を通って参照画素に伸びる線分要素の
有無判断は、注目画素を通りそれに隣接関係にある参照
画素に伸びる線分要素があるかどうかで判断する。
われる、注目画素を通って参照画素に伸びる線分要素の
有無判断は、注目画素を通りそれに隣接関係にある参照
画素に伸びる線分要素があるかどうかで判断する。
【０００８】これについて、４画素×４画素の走査ウイ
ンドウを用い、当該ウインドウの上から二行目で左から
３列目に該当する画素を注目画素とし、それ以外の１５
個の画素を参照画素とした場合について説明する。４画
素×４画素の走査ウインドウでは、注目画素および参照
画素を通りウインドウを横切る線分は、例えば第４図に
示す様なパターン群がある。第４図では、縦または横方
向で、各行および列に、横、縦、斜め方向に隣接する画
素が１（濃い）となっており、線分の一要素と判定でき
るとき、＊で示す画素がどの様な値を取っていても、網
模様の注目画素を線分要素画素として、第３図の処理結
果画像に残すようにする。
ンドウを用い、当該ウインドウの上から二行目で左から
３列目に該当する画素を注目画素とし、それ以外の１５
個の画素を参照画素とした場合について説明する。４画
素×４画素の走査ウインドウでは、注目画素および参照
画素を通りウインドウを横切る線分は、例えば第４図に
示す様なパターン群がある。第４図では、縦または横方
向で、各行および列に、横、縦、斜め方向に隣接する画
素が１（濃い）となっており、線分の一要素と判定でき
るとき、＊で示す画素がどの様な値を取っていても、網
模様の注目画素を線分要素画素として、第３図の処理結
果画像に残すようにする。
【０００９】注目画素を通りそれに隣接関係にある参照
画素に伸びる線分要素の有無判断は、例えばテンプレー
ト参照方式またはテーブルルックアップ方式で行う。
画素に伸びる線分要素の有無判断は、例えばテンプレー
ト参照方式またはテーブルルックアップ方式で行う。
【００１０】テンプレート参照方式は、注目画素を通り
参照画素に伸びる線分要素のパターンを全て記憶してお
き、走査ウインドウの走査単位毎に、検出されたパター
ンがこれら記憶に係るテンプレートパターンに対応する
かどうかをチェックする。
参照画素に伸びる線分要素のパターンを全て記憶してお
き、走査ウインドウの走査単位毎に、検出されたパター
ンがこれら記憶に係るテンプレートパターンに対応する
かどうかをチェックする。
【００１１】４画素×４画素の走査ウインドウの例で
は、第４図に示すような基本パターン群で、注目画素が
必ず”１”（濃い）であるパターンは４８種ある。そこ
で＊部を１（濃い）または０（淡）のどちらであっても
良いとすると、線分要素として可能な総パターン数は、
２００００以上存在する。従って、テンプレート参照方
式でこれを実行するには、テンプレートパターンも多数
準備しすべてのパターンと比較することが必要となり、
比較的長い処理時間を要する。
は、第４図に示すような基本パターン群で、注目画素が
必ず”１”（濃い）であるパターンは４８種ある。そこ
で＊部を１（濃い）または０（淡）のどちらであっても
良いとすると、線分要素として可能な総パターン数は、
２００００以上存在する。従って、テンプレート参照方
式でこれを実行するには、テンプレートパターンも多数
準備しすべてのパターンと比較することが必要となり、
比較的長い処理時間を要する。
【００１２】テーブルルックアップ方式は、テンプレー
ト参照方式に比べて短い処理時間で線分要素の有無判断
を行うことができるものである。４×４の走査ウインド
ウでこのテーブルルックアップ方式を説明する。第５図
に示す４×４のウインドウで２値画像を画像中から切り
出し。図中でＡ0 ，Ａ1 ，─，Ａ15の番号順に１または
０を並べて、１６ビットの数値とすると、０〜６５５３
５までの数値となる。この数値をアドレスとして、６４
キロビットのメモリーを参照するように第６図の回路を
構成し、そのメモリー内に、４×４のウインドウ内の１
／０パターンが線分要素を含む場合１を、含まない場合
０を出力するようにするのである。
ト参照方式に比べて短い処理時間で線分要素の有無判断
を行うことができるものである。４×４の走査ウインド
ウでこのテーブルルックアップ方式を説明する。第５図
に示す４×４のウインドウで２値画像を画像中から切り
出し。図中でＡ0 ，Ａ1 ，─，Ａ15の番号順に１または
０を並べて、１６ビットの数値とすると、０〜６５５３
５までの数値となる。この数値をアドレスとして、６４
キロビットのメモリーを参照するように第６図の回路を
構成し、そのメモリー内に、４×４のウインドウ内の１
／０パターンが線分要素を含む場合１を、含まない場合
０を出力するようにするのである。
【００１３】上述したように、走査ウインドウ中の注目
画素と参照画素を経過する線分要素の有無を、走査ウイ
ンドウの各走査単位毎に判定し、該当する線分要素があ
ると判定された時には、注目画素の位置と共に二次画像
データとしてメモリに記憶するのである。その結果、線
分要素を含む画像のみが、２値画像として、抽出され
る。
画素と参照画素を経過する線分要素の有無を、走査ウイ
ンドウの各走査単位毎に判定し、該当する線分要素があ
ると判定された時には、注目画素の位置と共に二次画像
データとしてメモリに記憶するのである。その結果、線
分要素を含む画像のみが、２値画像として、抽出され
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を、第１図に示
す。第１図は、構造物の外観画像を撮像し、割れや欠け
を検出、その大きさや数などを計測する装置である。処
理の全体の流れを、第７図に示す。第１図の画像入力装
置で入力された多値画像からは、まず周囲に比べて暗く
なっている部分を、第８図に示すような明るさ差検出フ
ィルタで検出する。明るさ差検出フィルタでは、注目画
像から上下左右、斜め方向に長さＬ画素だけ離れた画素
との明るさ差Δｆ0 を。下式で計算し、出力画像の注目
画素に対応する位置に置く。 Δｆ0 ＝（ｆ1 ＋ｆ2 ＋ｆ3 ＋ｆ4 ＋ｆ5 ＋ｆ6 ＋ｆ7
＋ｆ8 ）−ｆ0
す。第１図は、構造物の外観画像を撮像し、割れや欠け
を検出、その大きさや数などを計測する装置である。処
理の全体の流れを、第７図に示す。第１図の画像入力装
置で入力された多値画像からは、まず周囲に比べて暗く
なっている部分を、第８図に示すような明るさ差検出フ
ィルタで検出する。明るさ差検出フィルタでは、注目画
像から上下左右、斜め方向に長さＬ画素だけ離れた画素
との明るさ差Δｆ0 を。下式で計算し、出力画像の注目
画素に対応する位置に置く。 Δｆ0 ＝（ｆ1 ＋ｆ2 ＋ｆ3 ＋ｆ4 ＋ｆ5 ＋ｆ6 ＋ｆ7
＋ｆ8 ）−ｆ0
【００１５】この出力画像で、Δｆ0 は周囲に比べて暗
いところほど値が大になるから、第７図の流れ図が示す
ように、適当な閾値ＴｈよりΔｆ0 が大な時、画像の該
当位置を１、それ以外を０として２値画像化すること
で、割れや欠け等の欠陥部を抽出できるが、同時に第２
図に示すように、欠陥部以外の表面の凹凸によっても多
数の細かい雑音成分が残ってしまう。
いところほど値が大になるから、第７図の流れ図が示す
ように、適当な閾値ＴｈよりΔｆ0 が大な時、画像の該
当位置を１、それ以外を０として２値画像化すること
で、割れや欠け等の欠陥部を抽出できるが、同時に第２
図に示すように、欠陥部以外の表面の凹凸によっても多
数の細かい雑音成分が残ってしまう。
【００１６】ここで、本発明の線分要素抽出回路を作用
させることにより、線分要素のみを残すことが出来る
が、併せて４画素より大きい固まり領域も残ってしま
う。ところで、第６図の線分要素抽出回路は、線分の長
さを両端で３画素短縮するので、固まり領域についても
１回につき周囲画素を両端で３画素ずつ小さくする。従
って、ｎ回線分要素抽出回路を作用させると、幅が３ｎ
画素以内の領域は消滅する。しかし、線分要素であれ
ば、長さが３ｎ画素以上あれば消滅させられることはな
い。このようにして、線分要素のみを残すことが出来
る。
させることにより、線分要素のみを残すことが出来る
が、併せて４画素より大きい固まり領域も残ってしま
う。ところで、第６図の線分要素抽出回路は、線分の長
さを両端で３画素短縮するので、固まり領域についても
１回につき周囲画素を両端で３画素ずつ小さくする。従
って、ｎ回線分要素抽出回路を作用させると、幅が３ｎ
画素以内の領域は消滅する。しかし、線分要素であれ
ば、長さが３ｎ画素以上あれば消滅させられることはな
い。このようにして、線分要素のみを残すことが出来
る。
【００１７】このようにして残った領域は、線分要素を
含む領域のみとなり、２値化直後の領域数の数十分の一
から数百分の一に領域数を減少できる。これを通常のラ
ベリングなどの方法で領域抽出し、その位置を決定、第
７図に示すように２値化直後の画像に帰って、その領域
を含む領域のみを２値化画像から残すようにする。残さ
れた領域の多くは線分領域なので、その幅と長さを計
り、検査に用いる。ここで、この段階で幅や長さを計測
した結果、割れや欠けでなければ、計測対象から除外す
る。
含む領域のみとなり、２値化直後の領域数の数十分の一
から数百分の一に領域数を減少できる。これを通常のラ
ベリングなどの方法で領域抽出し、その位置を決定、第
７図に示すように２値化直後の画像に帰って、その領域
を含む領域のみを２値化画像から残すようにする。残さ
れた領域の多くは線分領域なので、その幅と長さを計
り、検査に用いる。ここで、この段階で幅や長さを計測
した結果、割れや欠けでなければ、計測対象から除外す
る。
【００１８】
【発明の効果】以上のようにして、割れや欠けの程度を
評価することで、構造物の劣化の程度を推定することが
出来る。
評価することで、構造物の劣化の程度を推定することが
出来る。
【図１】構造物の外観撮像装置の一例である。
【図２】割れや欠けを含む構造物画像の例である。
【図３】画像中のウインドウ走査の方法を示す。
【図４】線分要素抽出のための４８種の基本パターンの
一部に例である。
一部に例である。
【図５】２値画像のウインドウ内の１／０値をアドレス
値に変換する考え方を示す。
値に変換する考え方を示す。
【図６】テーブルルックアップ方式による線分要素抽出
回路例である。
回路例である。
【図７】検査装置全体の処理の流れを示す。
【図８】周囲との明るさ差検出フィルタの説明図であ
る。
る。
１ 検査対象構造物 ２ ラインカメラ ３ 照明 ４ 走行車両 ５ 画像記録装置 ６ 画像解析装置
Claims (4)
- 【請求項１】 画像撮像回路および画像処理回路からな
る画像評価・検査装置において、評価対象から線分要素
を含む画像領域のみを抽出することで、雑音成分の多い
画像から欠陥部を抽出する方式、およびその装置。 - 【請求項２】 請求項１に述べた構成および方式を用い
た線分要素抽出方式および装置において、２値画像の面
上で走査するｎ×ｎのウインドウにおいて、線分を構成
する可能性のあるすべてのパターンをテンプレートとし
て記憶し、そのパターンを含む画素のみを残すことで、
線分領域を抽出する方式、およびその装置。 - 【請求項３】 請求項２に述べた構成および方式を用い
た線分要素抽出方式および装置において、ｎ×ｎのウイ
ンドウ内の２値画像値をｎ2 ビットのアドレス値とし
て、それに基づいてあらかじめ準備されたメモリー内デ
ータを参照し、そのデータとして線分要素であるかどう
かを記録しておくことで、高速に線分要素を抽出するこ
とが可能な線分領域を抽出する方式、およびその装置 - 【請求項４】 画像を構成する画素データ群を、当該画
像データで画像を描かせた時の並び順に従って、一個の
注目画素とこの注目画素と隣接関係にある少なくとも１
つの参照画素を備えた走査ウインドウで順次走査すると
共に、各走査単位毎に、注目画素を通って参照画素に伸
びる線分要素の有無を、注目画素および参照画素のデー
タに基づき判断し、該当する線分要素があると判断した
時にはそのことをその時の走査単位における注目画素の
位置データと共に二次画像データとして記憶蓄積するこ
とで、画像データから線分要素を抽出する線分要素抽出
方式及びその装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9209950A JPH1139471A (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 線分要素抽出方式及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9209950A JPH1139471A (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 線分要素抽出方式及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1139471A true JPH1139471A (ja) | 1999-02-12 |
Family
ID=16581360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9209950A Pending JPH1139471A (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 線分要素抽出方式及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1139471A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020154397A (ja) * | 2019-03-18 | 2020-09-24 | 株式会社安藤・間 | ひび割れ抽出システム、及びひび割れ抽出方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02268071A (ja) * | 1989-04-10 | 1990-11-01 | Canon Inc | 画像縮小装置 |
| JPH0735532A (ja) * | 1993-07-20 | 1995-02-07 | Abe Sekkei:Kk | 路面のひび割れ長さの測定方法 |
-
1997
- 1997-07-18 JP JP9209950A patent/JPH1139471A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02268071A (ja) * | 1989-04-10 | 1990-11-01 | Canon Inc | 画像縮小装置 |
| JPH0735532A (ja) * | 1993-07-20 | 1995-02-07 | Abe Sekkei:Kk | 路面のひび割れ長さの測定方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020154397A (ja) * | 2019-03-18 | 2020-09-24 | 株式会社安藤・間 | ひび割れ抽出システム、及びひび割れ抽出方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20040709 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040720 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040720 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20040721 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070524 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070605 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071016 |