KR101848067B1 - Method for detecting concrete neutralization zone using digital image processing - Google Patents

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이방연
송진규
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전남대학교산학협력단
성균관대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a technology for determining whether or not concrete is neutralized, and more specifically, to a detection method of a concrete neutralization region using a digital image processing in which objective detection is possible without subjectivity by detecting the neutralized region using the digital image obtained by spraying a phenolphthalein solution on the neutralized concrete.

Description

디지털이미지프로세싱을 이용한 콘크리트중성화영역 검출방법{Method for detecting concrete neutralization zone using digital image processing} TECHNICAL FIELD The present invention relates to a concrete neutralization zone detection method using digital image processing,

본 발명은 콘크리트의 중성화도 판단 기술에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 탄산화가 진행된 콘크리트에 페놀프탈레인 용액을 뿌린 후 촬영하여 얻어진 디지털이미지를 이용하여 탄산화가 진행된 콘크리트의 영역을 측정자의 주관이 개입되지 않고 컴퓨터에 의해 검출할 수 있는 콘크리트중성화영역 검출방법에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for determining the neutralization of concrete, and more particularly, to a method for determining the neutralization degree of concrete by using a digital image obtained by spraying a phenolphthalein solution on concrete subjected to carbonation, The present invention relates to a method for detecting a concrete neutralization region.

국내외적으로 철근콘크리트로 만들어진 구조물들의 노후화가 많이 진행되어 구조물의 내구수명을 평가하거나 내구성을 예측하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 콘크리트 내구성에 영향을 미치는 인자들로는 염해, 탄산화, 황산염 등이 있다. 이중에 탄산화에 의한 콘크리트 중성화는 철근콘크리트 구조물에서 철근의 부식을 촉진시켜 철근콘크리트 구조물의 내구성을 저하하게 된다. Structures made of reinforced concrete domestically have undergone a lot of aging to evaluate the durability life of structures and to predict durability. Factors affecting concrete durability include salt, carbonation, and sulfate. Neutralization of concrete by double carbonation accelerates the corrosion of reinforcing steel in reinforced concrete structure, thereby reducing the durability of reinforced concrete structure.

콘크리트의 탄산화란 시멘트와 물의 수화반응을 통해 생성된 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 다음과 같이 대기중의 CO2와 반응하여 탄산칼슘(CaCO3)으로 변해 가는 것을 말한다.Carbonation of concrete means that the calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) generated through the hydration reaction of cement and water reacts with atmospheric CO 2 to become calcium carbonate (CaCO 3 ) as follows.

Ca(OH)2 + CO2 →CaCO3 + H2O Ca (OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O

이와 같은 탄산화 반응에 의하여 철근 주위를 둘러싸고 있는 콘크리트가 중성화되고 중성화 부분을 통하여 물과 공기가 침투하면 철근이 산화 제1철에서 산화 제2철로 되어 붉은 녹이 발생하게 된다. 이렇게 철근이 부식하면 체적이 팽창하여 콘크리트에 균열이 발생하며 콘크리트의 피복이 박락되어 파괴되는 등 구조물의 내력과 내구성이 상실된다.When the concrete surrounding the reinforcing bar is neutralized by the carbonation reaction and the water and the air penetrate through the neutralization part, the reinforcing bar becomes the ferric oxide to the ferric oxide and the red rust is generated. As the steel corrodes, the volume expands, cracks occur in the concrete, and the strength and durability of the structure are lost due to the collapse of the coating of the concrete.

따라서 콘크리트의 중성화 여부의 판단은 콘크리트 구조물의 수명 계산과 관련 매우 중요한 문제이다. 이러한 콘크리트의 중성화 정도를 파악하기 위한 방법으로 페놀프탈레인법, 시차열중량분석법, X선 회절법 등의 방법들이 알려져 있지만, 일반적으로 현장에서 가장 많이 사용되고 있는 방법은 현장에서 즉시 중성화 여부를 판단할 수 있는 페놀프탈레인법이다.Therefore, the determination of the neutralization of the concrete is a very important problem in relation to the calculation of the life of the concrete structure. Although methods such as phenolphthalein method, differential thermogravimetric analysis method, and X-ray diffraction method are known as methods for determining the degree of neutralization of such concrete, in general, methods that are most commonly used in the field are methods Phenolphthalein method.

페놀프탈레인법은 페놀프탈레인 1%의 알코올 용액을 콘크리트의 측정단면에 도포하여 보라색으로 착색되는 부분은 중성화되지 않은 것으로, 보라색으로 착색되지 않는 부분은 중성화된 부분으로 판단하는 방법으로서, 변색되는 지점까지 3~ 5 곳을 측정하여 평균값을 mm단위로 반올림하고, 이 때 착색 후에 퇴색되는 영역도 중성화 영역으로 간주한다.The phenolphthalein method is a method in which an alcohol solution of 1% phenolphthalein is applied to the measurement cross section of the concrete to determine that the part colored with purple is not neutralized and the part not colored with purple is regarded as neutralized part. Five areas are measured and the average value is rounded up to the unit of mm. At this time, the area fading after the coloring is regarded as the neutralization area.

KS F 2596(콘크리트 탄산화 깊이 측정 방법)에 따르면 페노프탈레인 용액을 뿌려 보라색을 보이지 않는 부분이 중성화가 진행된 부분이라고 판단하는데, 현재까지는 주로 육안 관찰에 의해 중성화 깊이를 측정하였다. 따라서 측정자에 따라 측정 결과가 다르게 나타날 수 있어 측정오차가 크므로 신뢰도가 낮다는 문제가 있다.According to KS F 2596 (Measuring Method of Depth of Concrete Carbonation Depth), it is judged that the part which does not show purple color is sprayed with phenoptthalene solution, and the neutralization depth is measured mainly by visual observation until now. Therefore, there is a problem that the reliability of measurement is low due to a large measurement error because the measurement result may vary depending on the measurer.

따라서 페놀프탈레인법에 의한 중성화 깊이 측정시 측정오차를 낮추어 신뢰도를 높일 수 있는 새로운 방법이 개발될 필요성이 존재한다.Therefore, there is a need to develop a new method for increasing the reliability by lowering the measurement error when measuring the depth of neutralization by the phenolphthalein method.

본 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 연구 노력한 결과, 중성화가 진행된 콘크리트의 영역을 측정자의 주관이 개입되지 않고 컴퓨터에 의해 검출할 수 있는 기술을 개발함으로써 본 발명을 완성하였다. As a result of efforts to solve the above problems, the inventor of the present invention has completed the present invention by developing a technique in which the area of concrete subjected to neutralization can be detected by a computer without involving the subject of the measurer.

따라서, 본 발명의 목적은 중성화도를 측정하고자 하는 콘크리트 단면에 페놀프탈레인 용액을 뿌린 후 촬영된 디지털이미지를 컴퓨터에 의한 이미지프로세싱기법을 이용하여 처리함으로써 탄산화가 진행된 콘크리트의 중성화영역을 육안관찰자의 주관성을 배제하고 객관적으로 오차를 최소화하여 검출할 수 있는 디지털이미지프로세싱을 이용한 콘크리트중성화영역 검출방법을 제공하는 것이다. Therefore, the object of the present invention is to provide a method for treating a carbonated concrete, which comprises applying a phenolphthalein solution to a cross section of a concrete to be neutralized and treating the digital image using a computerized image processing technique, And to provide a concrete neutralization region detection method using digital image processing that can be detected by minimizing objectively error.

본 발명의 다른 목적은 탄산화가 진행된 정확한 경계와 영역의 증가량 등의 추가적인 분석이 용이한 디지털이미지프로세싱을 이용한 콘크리트중성화영역 검출방법을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide a concrete neutralization region detection method using digital image processing that is easy to further analyze, such as an accurate boundary where carbonation proceeds and an increase amount of a region.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상술된 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 중성화영역을 검출하고자 하는 콘크리트구조물로부터 측정시편을 얻는 단계; 상기 얻어진 측정시편에 페놀프탈레인용액을 처리하는 단계; 상기 페놀프탈레인에 의한 변색영역을 포함하는 상기 측정시편 전 표면을 촬영하여 칼라이미지를 획득하는 촬영단계; 및 상기 칼라이미지로부터 중성화영역을 검출하는 이미지처리단계;를 포함하는 콘크리트중성화영역 검출방법을 제공한다.In order to accomplish the objects of the present invention, the present invention provides a method for measuring a neutralization zone, comprising: obtaining a measurement specimen from a concrete structure to detect a neutralization zone; Treating the obtained measurement specimen with a phenolphthalein solution; A photographing step of photographing the entire surface of the specimen including the discolored area by the phenolphthalein to obtain a color image; And an image processing step of detecting a neutralized region from the color image.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 이미지처리단계는 상기 칼라이미지로부터 회색이미지가 얻어지는 회색이미지획득단계; 및 상기 획득된 회색이미지를 처리하여 1차변색영역을 얻는 1차검출단계;를 포함한다. In a preferred embodiment, the image processing step includes a gray image obtaining step of obtaining a gray image from the color image; And a primary detection step of processing the obtained gray image to obtain a primary color change area.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 이미지처리단계는 상기 1차변색영역의 최외각다각형(convex hull)을 계산하여 2차변색영역을 얻는 2차검출단계;를 더 포함한다. In a preferred embodiment, the image processing step further includes a secondary detection step of calculating a convex hull of the primary color change area to obtain a secondary color change area.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 회색이미지획득단계는 상기 칼라이미지로부터 G(녹색)만의 밝기로 이루어진 이미지를 추출하여 이루어진다. In a preferred embodiment, the gray image obtaining step is performed by extracting an image composed of only the brightness of G (green) from the color image.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 1차검출단계는 상기 회색이미지를 이진화방법을 통해 흑백이미지로 변환하는 단계, 상기 흑백이미지를 반전시켜 1차 반전흑백이미지를 얻는 단계, 상기 1차 반전흑백이미지 중 잘못 검출된 부분을 제거하는 단계, 및 상기 잘못 검출된 부분이 제거된 전체이미지를 2차 반전시켜 얻어진 2차 반전흑백이미지에서 제거되지 못한 잘못 검출된 부분의 개수를 계산하는 단계를 포함하여 이루어진다. In a preferred embodiment, the primary detecting step comprises the steps of converting the gray image into a monochrome image through a binarization method, inverting the monochrome image to obtain a primary inverse monochrome image, And calculating the number of erroneously detected portions that have not been removed in the second-order inverted monochrome image obtained by second-inverting the entire image from which the erroneously detected portion has been removed.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 2차 검출단계는 상기 1차검출단계에서 얻어진 2차 반전흑백이미지에서 백색화소들이 이루는 최외각다각형(convex hull)을 계산하는 단계, 및 상기 2차 반전흑백이미지에서 잘못 검출된 부분이 상기 최외각 다각형 내부에 존재하는지 여부를 판단하는 단계를 포함한다. In a preferred embodiment, the secondary detecting step comprises calculating an outermost polygon (convex hull) formed by the white pixels in the secondary inverse monochrome image obtained in the primary detecting step, And determining whether the detected portion exists inside the outermost polygon.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 이미지처리단계는 상기 1차검출단계에서 얻어지는 1차변색영역 또는 2차검출단계에서 얻어지는 2차변색영역으로부터 중성화영역을 확인하는 확인단계를 더 포함한다. In a preferred embodiment, the image processing step further includes a confirmation step of confirming the neutralization area from the primary color change area obtained in the primary detection step or the secondary color change area obtained in the secondary detection step.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 확인단계는 상기 1차변색영역 또는 상기 2차변색영역이 포함된 이미지를 3차반전하여 3차 반전흑백이미지를 얻는 단계, 상기 3차 반전흑백이미지를 칼라이미지로 변환하는 단계 및 상기 칼라이미지에서 상기 1차변색영역 또는 상기 2차변색영역의 최외각 화소들을 흑색 또는 흰색으로 표시하는 단계를 포함하여 수행된다. In a preferred embodiment of the present invention, the checking step includes a third step of inverting the image including the primary color change area or the secondary color change area to obtain a third inverse monochrome image, converting the third inverse monochrome image into a color image And displaying the outermost pixels of the primary color change area or the secondary color change area in black or white in the color image.

본 발명에 의하면 탄산화가 진행된 콘크리트의 중성화영역을 측정자의 개입 없이 컴퓨터에 의해 자동으로 검출할 수 있게 되어 측정자에 따라 측정 결과가 다르게 나타날 수 있는 가능성을 배제할 수 있으며, 또한 탄산화가 진행된 정확한 경계와 영역의 증가량 등의 추가적인 분석이 용이할 수 있게 되는 효과가 있다. According to the present invention, it is possible to automatically detect the neutralization region of the carbonated concrete without the intervention of the measurer, thereby eliminating the possibility of different measurement results depending on the measurer, An additional analysis such as an increase in the area can be easily performed.

본 발명의 이러한 기술적 효과는 이상에서 언급한 범위만으로 제한되지 않으며, 명시적으로 언급되지 않았더라도 후술되는 발명의 실시를 위한 구체적 내용의 기재로부터 통상의 지식을 가진 자가 인식할 수 있는 발명의 효과 역시 당연히 포함된다.Although the present invention has been fully described by way of example with reference to the accompanying drawings, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Of course.

도 1a는 페놀프탈레인 용액이 처리된 측정시편의 칼라이미지를 도시한 것이고, 도 1b는 도 1a에 표시된 부분의 각 화소별 RGB 밝기값이고, 도 1c는 도 1a에 도시된 칼라이미지로부터 획득된 G(녹색)의 밝기만으로 구성된 회색이미지를 도시한 것이다.
도 2a는 도 1c에 도시된 회색이미지를 이진화한 흑백이미지를 도시한 것이고, 도 2b는 흑백이지를 반전시킨 1차 반전흑백이미지를 도시한 것이며, 도 2c는 1차 반전흑백이미지 내부에 존재하는 잘못 검출된 부분을 제거한 이미지를 도시한 것이며, 도 2d는 1차 반전흑백이미지 외부에 존재하는 잘못 검출된 부분을 제거한 이미지를 도시한 것이고, 도 2e는 도 2d에 도시된 이미지를 반전한 2차 반전흑백이미지를 도시한 것이며, 도 2f는 2d에 도시된 이미지에서 백색으로 검출된 각 영역들에 고유 번호를 부여한 이미지를 도시한 것이다.
도 3a는 2차검출단계에서 사용된 점들의 집합이 이루는 최외각 다각형의 개념도를 도시한 것이고, 도 3b는 최외각 다각형 내부에 있는 잘못 검출된 부분이 수정된 이미지를 도시한 것이다.
도 4a는 탄산화가 진행된 영역을 백색으로 표시하기 위하여 도 3b에 도시된 이미지를 반전한 이미지를 도시한 것이고, 도 4b는 탄산화가 진행된 부분을 검출한 이미지와 원래 이미지를 비교한 이미지를 도시한 것이다.
도 5a, 도 6a,도 7a 및 도 8a는 촬영단계에서 얻어진 칼라이미지를 도시한 것이고, 도 5b, 도 6b,도 7b 및 도 8b는 이미지처리단계를 거친 후 얻어진 이미지를 도시한 것이다.
9a 내지 9c는 칼라 이미지에서 각각 R(빨간색), G(녹색), B(파란색)만의 밝기로 추출한 회색이미지를 도시한 것이다.
1A is a color image of a measurement specimen treated with a phenolphthalein solution, FIG. 1B is an RGB brightness value of each pixel in the portion shown in FIG. 1A, FIG. 1C is a G Green ").≪ / RTI >
FIG. 2A shows a monochrome image obtained by binarizing the gray image shown in FIG. 1C, FIG. 2B shows a first inverse monochrome image in which monochrome images are inverted, and FIG. FIG. 2D shows an image from which a wrongly detected portion is removed, FIG. 2D shows an image from which a wrongly detected portion existing outside the primary inverse monochrome image is removed, FIG. 2E shows an image obtained by inverting the image shown in FIG. FIG. 2F shows an image obtained by assigning a unique number to each region detected as white in the image shown in FIG. 2D.
FIG. 3A shows a conceptual diagram of an outermost polygon formed by a set of points used in the secondary detection step, and FIG. 3B shows an image in which a wrongly detected portion inside the outermost polygon is modified.
FIG. 4A shows an image obtained by reversing the image shown in FIG. 3B in order to display the area where carbonation proceeds, and FIG. 4B shows an image in which the carbonated part is detected and an original image .
Figs. 5A, 6A, 7A and 8A show color images obtained in the photographing step, and Figs. 5B, 6B, 7B and 8B show images obtained after the image processing step.
9a to 9c show gray images extracted from the color image with the brightness of only R (red), G (green), and B (blue), respectively.

본 발명에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprising" or "having ", and the like, are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context in the relevant art and, unless expressly defined in the present invention, are to be interpreted as an ideal or overly formal sense Do not.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the technical structure of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and preferred embodiments.

그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 본 발명을 설명하기 위해 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Like reference numerals used to describe the present invention throughout the specification denote like elements.

본 발명의 기술적 특징은 탄산화가 진행된 콘크리트의 중성화영역을 컴퓨터에 의해 자동으로 검출할 수 있게 되어 측정자에 따라 측정 결과가 다르게 나타날 수 있는 가능성을 배제할 수 있으며, 탄산화가 진행된 정확한 경계와 영역의 증가량 등의 추가적인 분석이 용이한 디지털이미지프로세싱을 이용한 콘크리트중성화영역 검출방법에 있다. The technical feature of the present invention is that the computer can automatically detect the neutralization region of the concrete in which carbonation has proceeded, thereby eliminating the possibility of different measurement results depending on the measurer, And a method of detecting a concrete neutralization region using digital image processing.

따라서, 본 발명의 콘크리트중성화영역 검출방법은 중성화영역을 검출하고자 하는 콘크리트구조물로부터 측정시편을 얻는 단계; 상기 얻어진 측정시편에 페놀프탈레인용액을 처리하는 단계; 상기 페놀프탈레인에 의한 변색영역을 포함하는 상기 측정시편 전 표면을 촬영하여 칼라이미지를 획득하는 촬영단계; 및 상기 칼라이미지로부터 중성화영역을 검출하는 이미지처리단계;를 포함한다. Accordingly, the method for detecting a concrete neutralization zone of the present invention comprises the steps of: obtaining a measurement specimen from a concrete structure to be detected as a neutralization zone; Treating the obtained measurement specimen with a phenolphthalein solution; A photographing step of photographing the entire surface of the specimen including the discolored area by the phenolphthalein to obtain a color image; And an image processing step of detecting a neutralization area from the color image.

여기서, 이미지처리단계는 탄산화가 진행된 영역의 검출성능을 보다 향상시키기 위한 것으로, 중성화도를 측정하기 위한 콘크리트구조물 측정단면에 페놀프탈레인 용액을 뿌린 후 촬영된 칼라이미지에서 탄산화가 진행되어 중성화된 부분은 색이 변하지 않고 탄산화가 진행되지 않아 알칼리성을 띄는 부분은 보라색과 유사한 색을 띄는 특성 및 보라색 계열의 색과 녹색이 보색관계인 특성을 이용한 것이다. 즉, 촬영된 칼라이미지로부터 탄산화가 진행되지 않은 영역을 1차로 검출하고, 탄산화는 이산화탄소에 노출된 콘크리트 표면에서부터 진전된다는 특징을 이용하여 1차 검출에서 잘못 검출된 부분을 최외각 다각형(convex hull)을 통해 재검출함으로써 검출성능을 향상시켜 최종적으로 탄산화가 진행된 중성화영역을 검출할 수 있기 때문이다.Here, the image processing step is intended to further improve the detection performance of the area where carbonation proceeds, and after the phenolphthalein solution is sprayed on the measuring section of the concrete structure for measuring the degree of neutralization, carbonization proceeds in the captured color image, Is not changed and carbonation is not progressed, so that the portion having alkalinity is similar to purple color, and purple color and green are complementary color characteristics. In other words, by detecting the area where carbonation does not progress from the photographed color image first, and carbonation is promoted from the surface of the concrete exposed to carbon dioxide, the part that is wrongly detected in the first detection is called the convex hull, The detection performance can be improved and the neutralization region where the carbonation has progressed finally can be detected.

먼저, 이미지처리단계는 칼라이미지로부터 회색이미지가 얻어지는 회색이미지획득단계; 및 획득된 회색이미지를 처리하여 1차변색영역을 얻는 1차검출단계;를 포함한다. 필요한 경우 1차변색영역의 최외각다각형(convex hull)을 계산하여 2차변색영역을 얻는 2차검출단계 및/또는 1차검출단계에서 얻어지는 1차변색영역 또는 2차검출단계에서 얻어지는 2차변색영역으로부터 중성화영역을 확인하는 확인단계를 더 포함할 수 있다.First, the image processing step includes a gray image obtaining step of obtaining a gray image from a color image; And a primary detection step of processing the obtained gray image to obtain a primary color change area. The second discoloration region obtained by calculating the outermost polygon (convex hull) of the first discoloration region and / or the second discoloration region obtained in the first discoloration region or the second discoloration region obtained in the first discoloration region, And a confirmation step of confirming the neutralization region from the region.

특히, 회색이미지획득단계에서 회색이미지는 칼라이미지로부터 G(녹색)만의 밝기로 이루어진 이미지를 추출하여 이루어지는데, G 이미지만을 추출하는 이유는 녹색(G)이 보라색과 보색에 가깝기 때문이다. 이러한 관계로 인하여 G 이미지는 다른 이미지들에 비하여 탄산화되지 않아 보라색을 띄는 부분의 밝기가 어둡게 나타난다. In particular, in the gray image acquisition step, the gray image is obtained by extracting the image of only the G (green) brightness from the color image. The reason for extracting only the G image is that the green (G) is close to the purple and complementary colors. Due to this relationship, the G image is not carbonated as compared to other images, and the brightness of the purple part appears dark.

1차검출단계는 회색이미지를 이진화방법을 통해 흑백이미지로 변환하는 단계, 흑백이미지를 반전시켜 1차 반전흑백이미지를 얻는 단계, 1차 반전흑백이미지 중 잘못 검출된 부분을 제거하는 단계, 및 잘못 검출된 부분이 제거된 전체이미지를 2차 반전시켜 얻어진 2차 반전흑백이미지에서 제거되지 못한 잘못 검출된 부분의 개수를 계산하는 단계를 포함하여 이루어진다.  The first detecting step includes converting the gray image into a monochrome image through a binarization method, inverting the monochrome image to obtain a first inverted monochrome image, removing a wrongly detected portion of the first inverted monochrome image, And calculating the number of erroneously detected portions that can not be removed from the second-order inverse monochrome image obtained by second-inverting the entire image from which the detected portion has been removed.

이 때, 흑백이미지는 이진화 방법을 통해 회색 이미지를 변환하여 얻어지는데, 변환된 흑백 이미지에서 탄산화가 진행된 부분이 흰색, 진행되지 않은 부분이 검정색을 나타낸다. 여기서 이진화 기법은 화상에서 추출하고자 하는 물체를 배경과 다른 물체로부터 추출해 내는 일반적인 방법으로서, 이진화란 다양한 밝기값(0∼255: grayscale)을 가진 화소들을 임의의 역치값(threshold)을 기준으로 화소의 밝기값을 흰색(1)과 검은색(0)으로 바꾸는 것이다. 이진화를 위한 역치값을 결정하는 방법들은 여러 연구자들에 의해 제안되었는데 이 발명에서는 Otsu가 제안한 방법을 사용하였으며, 이 방법은 이미지의 밝기 히스토그램에서 밝기값의 분포를 두 개의 클래스로 가정하고 각 클래스 내의 분산을 최소로 하는 기준값을 찾아 이 값을 이진화를 위한 역치값으로 정한다.In this case, the black and white image is obtained by converting the gray image through the binarization method. In the converted black and white image, the portion where the carbonation progresses is white, and the portion that is not progressed is black. Here, the binarization is a general method of extracting an object to be extracted from an image from a background and other objects. The binarization is a method of extracting pixels having various brightness values (0 to 255) The brightness value is changed to white (1) and black (0). Methods for determining the threshold value for binarization have been proposed by several researchers. In this invention, the method proposed by Otsu is used. This method assumes that the distribution of brightness values in the brightness histogram of the image is two classes, Finds a reference value that minimizes dispersion and sets this value as a threshold value for binarization.

2차 검출단계는 1차검출단계에서 얻어진 2차 반전흑백이미지에서 백색화소들이 이루는 최외각다각형(convex hull)을 계산하는 단계, 및 2차 반전흑백이미지에서 잘못 검출된 부분이 상기 최외각 다각형 내부에 존재하는지 여부를 판단하는 단계를 포함하여 수행된다. 최외각다각형(최소 볼록 집합)은 수학적인 의미로는 임의의 차원에 있는 점들을 포함하는 최소의 볼록 집합을 뜻하며, 기하학적 의미는 최외각 볼록 다각형으로 정의되는데 Barber 등에 의해 제안된 quickhull 방법을 사용하여 계산될 수 있다. The second detecting step may include a step of calculating an outermost polygon (convex hull) formed by the white pixels in the second-order inverted monochrome image obtained in the first-order detecting step, And determining whether or not the data is present in the data area. In the mathematical sense, the outermost polygon (minimum convex set) is defined as the minimum convex set containing points in arbitrary dimension, and the geometrical meaning is defined as the outermost convex polygon. Using the quickhull method proposed by Barber et al. Can be calculated.

확인단계는 1차변색영역 또는 2차변색영역이 포함된 이미지를 3차반전하여 3차 반전흑백이미지를 얻는 단계, 3차 반전흑백이미지를 칼라이미지로 변환하는 단계 및 칼라이미지에서 1차변색영역 또는 2차변색영역의 최외각 화소들을 흑색 또는 흰색으로 표시하는 단계를 포함하여 수행될 수 있다.In the checking step, a third inverted black-and-white image is obtained by inverting the image including the primary color change area or the secondary color change area three-dimensionally, a third inverted black-and-white image is converted into a color image, Or displaying the outermost pixels of the secondary color change area in black or white.

실시예 1Example 1

1. 측정시편을 얻는 단계1. Steps to Obtain a Measurement Specimen

중성화영역을 검출하고자 하는 콘크리트빌딩벽에서 드릴로 천공하여 표면에 수직하게 폭 10cm, 깊이 3.6cm인 측정시편을 얻었다. A concrete specimen with a width of 10 cm and a depth of 3.6 cm was obtained perpendicular to the surface by drilling the wall of the concrete building to detect the neutralization zone.

2. 페놀프탈레인 용액을 처리하는 단꼐2. Process for treating phenolphthalein solution

측정시편에 페놀프탈레인 1%의 알코올 용액을 뿌렸다. A 1% alcohol solution of phenolphthalein was sprayed on the test specimen.

3. 촬영단계3. Shooting steps

측정시편을 촬영하여 측정시편의 변색영역을 포함하는 전 표면에 대한 칼라이미지를 획득하였다.The measurement specimen was photographed to obtain a color image of the entire surface including the discolored area of the measurement specimen.

4. 이미지처리단계4. Image processing steps

측정시편의 칼라이미지로부터 탄산화가 진행된 부분을 컴퓨터를 통해 자동으로 검출할 수 있는 이미지처리절차를 도 1a 내지 도 4b와 같이 수행하였다. An image processing procedure capable of automatically detecting a part where carbonation proceeds from a color image of a measurement specimen through a computer was performed as shown in FIGS. 1A to 4B.

(1) 회색이미지획득단계(1) Gray image acquisition step

도 1a에 도시된 바와 같이 페놀프탈레인 용액이 처리된 측정시편의 칼라이미지가 입력되면 도 1a에 표시된 부분의 RGB 밝기값이 나타난 도 1b와 같이 R(빨간색), G(녹색), B(파란색)으로 이루어진 칼라 이미지에서 도 1c와 같이 G만의 밝기로 이루어진 이미지 추출하였다. 도 1c로부터 G만의 밝기로 이루어진 이미지를 추출하게 되면 칼라이미지가 회색 이미지로 변환되었음을 알 수 있다. As shown in FIG. 1A, when a color image of a measurement specimen processed with the phenolphthalein solution is input, the RGB brightness values of the portion shown in FIG. 1A are displayed as R (red), G (green), and B As shown in FIG. 1C, an image having brightness of only G is extracted from the color image. 1C, it can be seen that the color image is converted into the gray image by extracting the image having the brightness of G only.

(2)1차검출단계(2) Primary detection step

①흑백이미지로 변환하는 단계① Steps to convert to black and white image

도 2a에 도시된 바와 같이 이진화 방법을 통해 도 1c의 회색 이미지를 흑백 이미지로 변환하였다. 흑백이미지에서 탄산화가 진행된 부분이 백색으로 나타나고, 진행되지 않은 부분이 흑색으로 나타난다. 여기서 이진화 기법은 Otsu에 의해 제안된 방법을 이용하였다. 한편, 일반적인 이진화 기법만으로는 원하는 물체 또는 영역을 정확히 검출하기 어려워서, 도 2a에서도 탄산화가 진행되지 않은 부분이 탄산화된 영역으로 잘못 검출되었음을 알 수 있다. As shown in FIG. 2A, the gray image of FIG. 1C is converted to a monochrome image by a binarization method. In the black and white image, the portion where carbonation proceeds is white, and the portion that is not progressed is black. Here we use the method proposed by Otsu. On the other hand, it is difficult to precisely detect a desired object or region using only a general binarization technique, and thus it can be seen that the portion where carbonation does not proceed is also incorrectly detected as a carbonated region in FIG.

②1차 반전흑백이미지를 얻는 단계② Step to obtain the first inverse monochrome image

탄산화가 진행되지 않은 부분의 정확한 검출을 위해 흑백 이미지를 반전시켜 도 2b에 도시된 1차 반전흑백이미지를 얻었다. 1차 반전흑백이미지에서 탄산화가 진행되지 않은 부분이 백색을 나타낸다.In order to precisely detect the portion where carbonation did not proceed, the black-and-white image was inverted to obtain the first-order inverted black-and-white image shown in FIG. 2B. In the first reversed black and white image, the portion where carbonation does not proceed is white.

③잘못 검출된 부분을 제거하는 단계③ Removing the wrongly detected part

도 2b에 도시된 1차 반전흑백이미지에 나타난 바와 같이 검출된 영역(백색)의 내부에 존재하는 홀(잘못 검출된 부분)을 제거하기 위해 Soille에 의해 개발된 형태학적 이미지 분석 방법(Soille, P., Morphological Image Analysis: Principles and Applications, Springer-Verlag, 1999, pp. 173-174. 이 방법은 물체로 인식된 백색으로 둘러싸인 흑색 화소들을 백색으로 변환하는 것임)을 사용하였다. 도 2c에 도시된 바와 같이 백색으로 둘러싸인 잘못 검출된 부분들이 제거된 것을 확인할 수 있다. 그러나 경계와 붙어 있는 화소들은 이 방법을 통해 정확히 검출할 수 없으며, 또한 흑색 화소들에 둘러싸인 잘못 검출된 백색 화소들 역시 제거가 불가능하다.(Soille, P < / RTI > developed by Soille) to remove holes (erroneously detected portions) present in the detected region (white) as shown in the primary inverse monochrome image shown in FIG. This method converts white pixels surrounded by white, which are recognized as objects, into white). It can be confirmed that erroneously detected portions surrounded by white are removed as shown in FIG. 2C. However, pixels attached to the boundary can not be detected accurately by this method, and erroneously detected white pixels surrounded by black pixels are also impossible to remove.

따라서, 도 2d에 도시된 바와 같이 추가적으로 검출된 영역들에서 각각의 면적을 계산한 후 제일 큰 면적을 차지하는 영역을 제외한 나머지 모든 영역을 제거하여 외부에 존재하는 잘못 검출된 부분을 제거할 수 있다. Therefore, as shown in FIG. 2D, after calculating the respective areas in the additional detected areas, all the remaining areas excluding the area occupying the largest area can be removed, thereby eliminating the erroneously detected parts existing in the outside.

④잘못 검출된 부분의 개수를 계산하는 단계④ Calculate the number of incorrectly detected parts

도 2e 및 도 2f와 같이 검출된 영역을 포함하는 전체 이미지를 반전시킨 후 제거되지 못한 잘못 검출된 부분의 개수를 계산하여 표시하였다. As shown in FIGS. 2E and 2F, the number of erroneously detected portions that can not be removed after inverting the entire image including the detected region is calculated and displayed.

이 단계는 선행단계에서 제거되지 못한 내부에 잘못 검출된 부분을 제거하기 위한 단계로서, 도 2e와 같이 1차 반전흑백이미지를 다시 반전한 후 백색으로 검출된 각각의 영역에 고유 번호를 부여하여 물체의 개수를 계산할 수 있는데, 도 2f와 같이 총 12개의 물체가 있는 것으로 계산되었다. This step is a step for removing an erroneously detected part which has not been removed in the preceding step. In this case, as shown in FIG. 2E, after inverting the primary inverse monochrome image, The number of objects is calculated as 12 objects as shown in FIG. 2f.

여기서, 반전되어 검출된 영역의 개수가 1개이면 1차검출단계만 수행하여도 콘크리트중성화영역을 검출할 수 있으므로 검출을 종료할 수 있지만, 2개 이상이면 검출성능 향상을 위해 2차검출단계를 더 수행할 수 있다. 즉, 이 단계에서 검출된 영역의 개수가 1개이면 검출이 잘되었기 때문에 추가적인 처리를 거치지 않고 바로 확인단계를 통해 검출 결과를 확인할 수 있지만, 검출된 영역의 개수가 2개 이상이면 내부에 잘못 검출된 부분이 있는 것이기 때문에 추가적인 검출 단계가 필요하기 때문이다. 이 경우는 도 2f에 나타난 바와 같이 내부에 잘못 검출된 부분이 있으며, 물체의 개수가 12개로 나타났기 때문에 후술하는 바와 같이 추가적으로 2차검출단계를 수행하였다. Here, if the number of the inverted detected regions is one, the concrete neutralization region can be detected even if only the first detection step is performed. However, if the number of the inverted detected regions is two or more, You can do more. That is, if the number of detected regions is one, the detection result can be confirmed through the confirmation step immediately without additional processing. However, if the number of detected regions is two or more, This is because there is a part to be detected and an additional detection step is necessary. In this case, as shown in FIG. 2F, there is a part that is erroneously detected, and since the number of objects is 12, the secondary detection step is additionally performed as described later.

(3)2차검출단계(3) Secondary detection step

도 3a에 도시된 점들의 집합이 이루는 최외각 다각형의 개념도를 고려하여 도 2d에 도시된 이미지에서 공지된 방법(Barber 등에 의해 제안된 quickhull 방법)으로 백색의 화소들이 이루는 최외각 다각형을 계산하였다. 한편 반전된 이미지내의 물체가 1차 검출에서 검출된 영역의 최외각 다각형 내부에 존재하는 경우 1차 검출 때 탄산화가 진행된 것으로 잘못 검출된 것이기 때문에 1차 검출 결과에 추가하여 탄산화가 진행되지 않은 영역으로 검출하여 도 3b에 도시된 결과를 얻었다. Considering the concept of the outermost polygon formed by the set of points shown in FIG. 3A, the outermost polygon formed by the white pixels is calculated by a known method (the quickhull method proposed by Barber et al.) In the image shown in FIG. 2D. On the other hand, when an object in the inverted image exists inside the outermost polygon of the detected region in the first detection, it is misdetected that carbonation has progressed in the first detection, And the results shown in Fig. 3B were obtained.

(4)확인단계(4) Identification step

이 단계는 중성화영역 확인 단계로, 1차 검출단계 및/또는 2차 검출단계에 서 탄산화가 진행되지 않은 영역이 검출되었으므로, 탄산화가 진행된 중성화영역을 검출하기 위하여 이미지를 반전하는 단계로서 도 4a에 도시된 결과를 얻었다. 도 4a는 탄산화가 진행된 부분을 나타내기 위하여 도3b에 도시된 이미지를 반전하여 얻어진 것이다. 그 후 도 4b와 같이 칼라이미지에 탄산화가 진행된 검출된 중성화영역의 최외각 화소들을 흑색으로 표시함으로써 콘크리트중성화영역 검출 결과를 확인할 수 있었다. This step is a step of confirming the neutralization region. Since the region where carbonation has not progressed in the first detection step and / or the second detection step is detected, the step of reversing the image to detect the carbonation- The results shown are obtained. FIG. 4A is obtained by reversing the image shown in FIG. 3B to indicate the portion where carbonation proceeds. Then, as shown in FIG. 4B, the outermost pixels of the detected neutralized region, which has undergone carbonation in the color image, are displayed in black, thereby confirming the concrete neutralization region detection result.

실시예 2 내지 5Examples 2 to 5

측정시편을 달리한 점 및/또는 확인단계에서 중성화영역의 최외각 화소들을 백색으로 표시한 점을 제외하면 실시예1과 동일한 방법을 수행하여 콘크리트중성화영역을 검출하고 그 결과를 도 5a 내지 도 8b에 도시하였다.The concrete neutralization region was detected in the same manner as in Example 1, except that the outermost pixels of the neutralization region were indicated as white in the point where the measurement specimen was changed and / or the confirmation step, and the results are shown in Figs. 5A to 8B Respectively.

여기서, 도 5a, 도 6a,도 7a 및 도 8a는 촬영단계에서 얻어진 칼라이미지를 도시한 것이고, 도 5b, 도 6b,도 7b 및 도 8b는 이미지처리단계를 거친 후 얻어진 이미지를 도시한 것이다. Here, FIGS. 5A, 6A, 7A and 8A show color images obtained in the photographing step, and FIGS. 5B, 6B, 7B and 8B show images obtained after the image processing step.

도 5b, 도 6b,도 7b 및 도 8b는 탄산화가 진행된 정확한 경계를 명확히 보여주므로, 본 발명의 콘크리트중성화영역 검출방법의 정확도가 매우 우수함을 알 수 있다. FIG. 5B, FIG. 6B, FIG. 7B and FIG. 8B clearly show the precise boundary where carbonation proceeds, and thus the accuracy of the concrete neutralization region detection method of the present invention is excellent.

실험예Experimental Example

R(빨간색), G(녹색), B(파란색)으로 이루어진 칼라 이미지에서 회색이미지획득에 적절한 밝기를 결정하기 위해 각 밝기별로 이미지를 추출하고 그 결과를 각각 9a 내지 9c에 나타내었다. In order to determine the appropriate brightness for the gray image acquisition in a color image consisting of R (red), G (green) and B (blue) images, images are extracted for each brightness and the results are shown in 9a to 9c, respectively.

도 9a 및 9c에 도시된 바와 같이 R(빨간색) 및 B(파란색) 각각의 밝기만으로 이루어진 회색이미지는 탄산화가 진행된 영역과 진행되지 않은 영역을 구분할 수 없고 도 9b에 도시된 바와 같이 G(녹색)만의 밝기만으로 이루어진 회색이미지에서는 탄산화가 진행된 영역과 진행되지 않은 영역의 구별이 가능한 것을 알 수 있다. As shown in FIGS. 9A and 9C, a gray image formed only by the brightness of each of R (red) and B (blue) can not distinguish between the area where the carbonation has progressed and the area where the carbonation is not progressed. It is possible to distinguish between the area where the carbonation proceeds and the area where the carbonation is not proceeded.

이러한 실험결과는 녹색(G)이 보라색과 보색에 가까운 이러한 관계로 인하여 G 이미지가 다른 이미지들에 비하여 페놀프탈레인 처리시 탄산화되지 않아 보라색을 띄는 부분의 밝기가 어둡게 나타나기 때문인 것으로 예측된다. These results suggest that green (G) is closely related to purple and complementary colors, and that G image is not carbonated during phenolphthalein treatment compared to other images, resulting in darkness of purple color.

상술된 실험결과로부터 본 발명에서 회색이미지 획득을 위해 R, G, B로 구성된 칼라이미지에서 G만의 밝기로 이미지를 추출하는 이유를 알 수 있다. From the above experimental results, it can be seen that the present invention extracts the image from the color image composed of R, G, and B for the gray image only.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, Various changes and modifications will be possible.

Claims (8)

중성화영역을 검출하고자 하는 콘크리트구조물로부터 측정시편을 얻는 단계;
상기 얻어진 측정시편에 페놀프탈레인용액을 처리하는 단계;
상기 페놀프탈레인에 의한 변색영역을 포함하는 상기 측정시편 전 표면을 촬영하여 칼라이미지를 획득하는 촬영단계; 및
상기 칼라이미지로부터 중성화영역을 검출하는 이미지처리단계;를 포함하는데,
상기 이미지처리단계는
상기 칼라이미지로부터 회색이미지가 얻어지는 회색이미지획득단계; 및
상기 획득된 회색이미지를 처리하여 1차변색영역을 얻는 1차검출단계;를 포함하고,
상기 회색이미지획득단계는 상기 칼라이미지로부터 G(녹색)만의 밝기로 이루어진 이미지를 추출하여 이루어지며,
상기 1차검출단계는 상기 회색이미지를 이진화방법을 통해 흑백이미지로 변환하는 단계, 상기 흑백이미지를 반전시켜 1차 반전흑백이미지를 얻는 단계, 상기 1차 반전흑백이미지 중 잘못 검출된 부분을 제거하는 단계, 및 상기 잘못 검출된 부분이 제거된 전체이미지를 2차 반전시켜 얻어진 2차 반전흑백이미지에서 제거되지 못한 잘못 검출된 부분의 개수를 계산하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트중성화영역 검출방법.
Obtaining a measurement specimen from a concrete structure to detect a neutralization region;
Treating the obtained measurement specimen with a phenolphthalein solution;
A photographing step of photographing the entire surface of the specimen including the discolored area by the phenolphthalein to obtain a color image; And
And an image processing step of detecting a neutralization area from the color image,
The image processing step
A gray image obtaining step of obtaining a gray image from the color image; And
And a primary detection step of processing the obtained gray image to obtain a primary color change area,
The gray image acquiring step may include extracting an image having a brightness of only G (green) from the color image,
The first detecting step may include converting the gray image into a monochrome image through a binarization method, inverting the monochrome image to obtain a first inverted monochrome image, removing a wrongly detected portion of the first inverted monochrome image And calculating the number of erroneously detected portions that are not removed in the second-order inverted black-and-white image obtained by second-order reversing the entire image from which the erroneously detected portion has been removed. Way.
삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 이미지처리단계는
상기 1차변색영역의 최외각다각형(convex hull)을 계산하여 2차변색영역을 얻는 2차검출단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트중성화영역 검출방법.
2. The method of claim 1,
And a secondary detection step of calculating a convex hull of the primary color change area to obtain a secondary color change area.
삭제delete 삭제delete 제 3 항에 있어서,
상기 2차 검출단계는 상기 1차검출단계에서 얻어진 2차 반전흑백이미지에서 백색화소들이 이루는 최외각다각형(convex hull)을 계산하는 단계, 및 상기 2차 반전흑백이미지에서 잘못 검출된 부분이 상기 최외각 다각형 내부에 존재하는지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트중성화영역 검출방법.
The method of claim 3,
Wherein the second detecting step comprises the steps of: calculating an outermost polygon (convex hull) formed by the white pixels in the second-order inverted monochrome image obtained in the first-order detecting step; And determining whether or not the polygon is present inside an outer polygon.
제 1 항, 제 3 항, 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이미지처리단계는
상기 1차검출단계에서 얻어지는 1차변색영역 또는 2차검출단계에서 얻어지는 2차변색영역으로부터 중성화영역을 확인하는 확인단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트중성화영역 검출방법.
The image processing method according to any one of claims 1, 3, and 6, wherein the image processing step
Further comprising a confirmation step of confirming a neutralization region from the primary color change area obtained in the primary detection step or the secondary color change area obtained in the secondary detection step.
제 7 항에 있어서,
상기 확인단계는 상기 1차변색영역 또는 상기 2차변색영역이 포함된 이미지를 3차반전하여 3차 반전흑백이미지를 얻는 단계, 상기 3차 반전흑백이미지를 칼라이미지로 변환하는 단계 및 상기 칼라이미지에서 상기 1차변색영역 또는 상기 2차변색영역의 최외각 화소들을 흑색 또는 흰색으로 표시하는 단계를 포함하여 수행되는 것을 특징으로 하는 콘크리트중성화영역 검출방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the checking step includes a third step of inverting the image including the first color change area or the second color change area to obtain a third inverse monochrome image, a step of converting the third inverse monochrome image into a color image, And displaying the outermost pixels of the primary color change area or the secondary color change area in black or white.
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