JP2005227055A - 管渠内画像中のクラック抽出方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ビデオカメラで撮影した実画像を展開して展開図画像とし、この展開図画像から画像処理によって、確実にクラックを抽出すること。
【解決手段】
ビデオカメラで撮影した管渠の実像画から展開図画像を作成する展開図工程と、作成された展開図画像からクラックの抽出個所を読み込むクラック抽出個所読み込み工程と、読み込まれた画像のエッジを抽出するエッジ抽出工程と、一定面積以下の線分をノイズと判断して削除するノイズ削除工程と、前記工程で得られた線分をn回の膨張により2本線を太い1本線にする膨張工程と、前記工程で得られた太い線を膨張回数よりも多い回数だけ収縮して細い1本線にする収縮工程とにより管渠内画像中のクラック抽出方法である。
【選択図】 図1
【解決手段】
ビデオカメラで撮影した管渠の実像画から展開図画像を作成する展開図工程と、作成された展開図画像からクラックの抽出個所を読み込むクラック抽出個所読み込み工程と、読み込まれた画像のエッジを抽出するエッジ抽出工程と、一定面積以下の線分をノイズと判断して削除するノイズ削除工程と、前記工程で得られた線分をn回の膨張により2本線を太い1本線にする膨張工程と、前記工程で得られた太い線を膨張回数よりも多い回数だけ収縮して細い1本線にする収縮工程とにより管渠内画像中のクラック抽出方法である。
【選択図】 図1
Description
本発明は、管渠内壁面を撮影したビデオデータに基づいて、管渠の展開図を作成し、この展開図を利用してクラックを抽出するための管渠内画像中のクラック抽出方法に関するものである。
従来、管渠壁面のクラックの検査は、暗くて長い管渠内を人間が徒歩で巡回しながら目視により変状を描画し、これをもとに展開図を作成し、クラックの有無を読み取る方法であった。この方法では、検査の対象が大型構造物で、また、長大な管渠が多いため、多くの人手と時間を要するだけでなく、クラックを正確にとらえるのが困難であった。また、上・下水道用等の口径が小さくて人間が入れないような管渠壁面のクラックの検査は、ビデオカメラ等を移動させて行うが、やはり正確なクラックの検査ができなかった。
管渠内面画像を連続的な展開図として処理する装置は、すでに知られている(特許文献1)。これは、図7に示すように、撮影するカメラの全方位センサー(又はパノラマセンサー)として、先端部に写角(垂直画角)が180度かそれ以上の、いわゆる魚眼レンズ61を使用したものである。この魚眼レンズ61は、全体が両面凸レンズであるが、その一方面(図7(a)における右側面)の中心部分が凹面状で、他方面の中心部分が平面状になるようにカットした形状をなし、一方面の凹面状にカットした部分は、魚眼レンズ61の内部から見た凸面鏡の反射面65となし、他方面の平面状にカットした部分は、光線が屈折して出射する透過面66となし、前記凸面鏡のうち反射面65側の外周面は、光が入射する入射面68をなし、前記透過面66側の外周面は、光が反射する反射面67を構成している。
このように構成された魚眼レンズ61は、例えば、図7(b)に示すように、ビデオカメラ35の光軸Sに対して最大撮影角αmaxが115度、最小撮影角αminが45度までが可視範囲に構成されているものとする。
このように構成された魚眼レンズ61は、例えば、図7(b)に示すように、ビデオカメラ35の光軸Sに対して最大撮影角αmaxが115度、最小撮影角αminが45度までが可視範囲に構成されているものとする。
この魚眼レンズ61の中心線光軸Sと管渠10の中心線が一致した状態にセットしたときの画像データについて説明する。
壁面11の可視範囲内における撮影角度αの画像データ(x,y)は、図5(c)に示すように、魚眼レンズ61の中心を中心とし、半径が撮影角度αに比例する円になる。
壁面11の可視範囲内における撮影角度αの画像データ(x,y)は、図5(c)に示すように、魚眼レンズ61の中心を中心とし、半径が撮影角度αに比例する円になる。
図8に示すように、ビデオカメラ35を管渠10の内部中央で、かつ、中心線の光軸Sに向けてセットしたときの、管渠10の壁面11位置と展開図の座標データとの対応を説明する。
ビデオカメラ35で映した最大撮影角αmax=90度、最小撮影角αmin=45度としたときの1フレームの画像は、図9(a)に示すように、外周がドーナツ状の壁面画像75で、中心部(斜線部)が非映写部73となり、このうち壁面画像75を実画像データ上の座標点(x,y)に対応する展開図上の座標点(m,n)を展開処理によって求め、求めた座標データから展開図を作成すると、図9(b)に示すように、管渠10の長さ方向に展開した展開図となる。
なお、図8及び図9(a)(b)において、光軸方向と円周方向の網目又は格子模様は、模式的なクラックであるとすると、図8の14aは、実管渠10のクラックを示し、図9(a)の14bは、ビデオカメラ35で映した画像のクラックを示し、図9(b)の展開図のクラック14cは、展開図のクラックを示している。
ビデオカメラ35で映した最大撮影角αmax=90度、最小撮影角αmin=45度としたときの1フレームの画像は、図9(a)に示すように、外周がドーナツ状の壁面画像75で、中心部(斜線部)が非映写部73となり、このうち壁面画像75を実画像データ上の座標点(x,y)に対応する展開図上の座標点(m,n)を展開処理によって求め、求めた座標データから展開図を作成すると、図9(b)に示すように、管渠10の長さ方向に展開した展開図となる。
なお、図8及び図9(a)(b)において、光軸方向と円周方向の網目又は格子模様は、模式的なクラックであるとすると、図8の14aは、実管渠10のクラックを示し、図9(a)の14bは、ビデオカメラ35で映した画像のクラックを示し、図9(b)の展開図のクラック14cは、展開図のクラックを示している。
魚眼レンズ61は、略中央部分が反射鏡としてほとんど利用されない領域である。そこで、図10(a)に示すように、反射面65の中央部分を除去して透過部70を形成する。すると、管渠10の前方からの直線的な映像信号eを取り込むことができ、この映像信号eを、図10(b)に示すように、本来、中心部分の非映写部73であった箇所に、画像fとして映し出すことができる。従って、管渠10の前方監視画像74として利用できる。
前記非映写部73には、その全体にできるだけ拡大して監視画像74を映し出すことが望ましい。そのためには、リレーレンズ62とイメージセンサ63との間に、ズームレンズ71を介在する。すると、図10(a)において、映像信号eが、映像信号Fのように拡大されて映し出される(図10(c))。
また、前方監視用映像信号eの領域が狭すぎる場合には、魚眼レンズ61の前方に広角レンズ72を介在することにより、図10(d)のように映像信号eは、拡大されないが監視領域が広げられる。
また、前方監視用映像信号eの領域が狭すぎる場合には、魚眼レンズ61の前方に広角レンズ72を介在することにより、図10(d)のように映像信号eは、拡大されないが監視領域が広げられる。
前記特許文献1における管渠内面画像の処理装置による展開図作成順序を説明する。
ビデオカメラ35を走行し所定距離毎に撮影し、管渠10の壁面11の画像信号を1フレーム毎に入力し、画像データの展開処理を行う。全方位センサーとして魚眼レンズ61を用いて管渠10の壁面11を撮影したので、正確に展開図を作成するため、管渠深さ方向の補正、中心点の補正、傾き補正の各処理をする。画像データの展開処理は、図6(a)のように、1フレーム毎に行うので、展開処理後の画像が管渠の奥になればなるほど情報が不足し歪んだ画像となる。この図6(a)に示す展開図において、57は継目、14cは展開図のクラック、13は取付け管跡、59は水面の跡、60は汚れである。1フレーム毎の展開画像データは、図示しない展開データ記憶部に記憶される。
ビデオカメラ35を走行し所定距離毎に撮影し、管渠10の壁面11の画像信号を1フレーム毎に入力し、画像データの展開処理を行う。全方位センサーとして魚眼レンズ61を用いて管渠10の壁面11を撮影したので、正確に展開図を作成するため、管渠深さ方向の補正、中心点の補正、傾き補正の各処理をする。画像データの展開処理は、図6(a)のように、1フレーム毎に行うので、展開処理後の画像が管渠の奥になればなるほど情報が不足し歪んだ画像となる。この図6(a)に示す展開図において、57は継目、14cは展開図のクラック、13は取付け管跡、59は水面の跡、60は汚れである。1フレーム毎の展開画像データは、図示しない展開データ記憶部に記憶される。
展開処理後、歪み部分を除去するために、図6(b)に示すように、複数フレーム分の展開画像の合成を行う。合成の際、管渠10の中心点が画像毎に異なることがあるので、データマッチングを行う。
図6(c)に示すように、合成された展開図情報は、展開図記憶部に記憶され、必要にモニターにて表示され、かつ、プリンタでプリントアウトされる。
特許第3420734号公報
図6(c)に示すように、合成された展開図情報は、展開図記憶部に記憶され、必要にモニターにて表示され、かつ、プリンタでプリントアウトされる。
解決しようとする問題点は、展開図を作成しても、その画像の中からクラックであると判別して抽出するのは、依然として人間の目で行わなければならないということである。
得られた展開図には、継目57、クラック展開図のクラック14c、取付け管跡13、水面の跡59、汚れ60、付着したごみなどが映し出されるが、これらの画像から画像処理によってクラックを抽出することはこれまでに行われておらず、画像処理によって、確実にクラックを抽出することが望まれていた。
得られた展開図には、継目57、クラック展開図のクラック14c、取付け管跡13、水面の跡59、汚れ60、付着したごみなどが映し出されるが、これらの画像から画像処理によってクラックを抽出することはこれまでに行われておらず、画像処理によって、確実にクラックを抽出することが望まれていた。
本発明は、展開画像から画像処理によって、確実にクラックを抽出することを目的とするものである。
本発明は、管渠の実像画から展開図画像を作成する展開図工程と、作成された展開図画像からクラックの抽出個所を読み込むクラック抽出個所読み込み工程と、読み込まれた画像のエッジを抽出するエッジ抽出工程と、一定面積以下の線分をノイズと判断して削除するノイズ削除工程と、前記工程で得られた線分をn回の膨張により2本線を太い1本線にする膨張工程と、前記工程で得られた太い線を膨張回数よりも多い回数だけ収縮して細い1本線にする収縮工程と、この収縮工程で得られた線分の面積と長さの比を求め、一定値以下のものを削除する線分判定処理工程と、この線分判定処理工程で得られた線分と前記膨張工程で得られた太い線を重ね合わせ、この線分判定処理工程で得られた線分の抽出領域と対応した前記膨張工程で得られた太い線の抽出領域を抽出する抽出工程と、この抽出工程の線分を収縮して細線化した線的異常なクラックを抽出するクラック抽出工程とからなることを特徴とする管渠内画像中のクラック抽出方法である。
請求項1記載の発明によれば、展開図画像からクラックの抽出個所を読み込み、読み込まれた画像のエッジを抽出し、一定面積以下の線分をノイズと判断して削除し、ノイズを削除したエッジ線分をn回の膨張により2本線を太い1本線し、この太い線を膨張回数よりも多い回数だけ収縮して細い1本線にすることで管渠内画像中のクラックを簡単に、かつ、確実に抽出することができる。
従って、本発明は、上・下水管、鉄道・車道・歩道などの交通用トンネル、ケーブル埋設管、その他の大・小口径の管渠内壁面を撮影し作成した展開図を利用してクラックを抽出し、さらに、クラックの幅を計算する方法に利用できる。
従って、本発明は、上・下水管、鉄道・車道・歩道などの交通用トンネル、ケーブル埋設管、その他の大・小口径の管渠内壁面を撮影し作成した展開図を利用してクラックを抽出し、さらに、クラックの幅を計算する方法に利用できる。
請求項2記載の発明によれば、収縮工程で得られた線分の面積と長さの比を求め、一定値以下のものを削除し、この線分判定処理工程で得られた線分と膨張工程で得られた太い線を重ね合わせ、この線分判定処理工程で得られた線分の抽出領域と対応した前記膨張工程で得られた太い線の抽出領域を抽出し、この抽出された線分を収縮して細線化した線的異常なクラックを抽出するようにしたので、クラック成分が収縮工程で消えるようなことがなく、より正確なクラックを抽出することができる。
請求項3記載の発明によれば、クラック抽出工程で得られた画像を基に各クラックの幅を演算し、この演算工程で求められたクラックの幅と基準値とを比較判定するようにしたので、緊急に措置する必要あるもの、数年のうちに措置が必要なもの、当面措置を必要としないものなど、実情に即した判定をすることができる。
請求項4記載の発明によれば、クラック幅の演算工程は、クラックを表わしている各画素の各点におけるx方向、y方向、右斜め45度の方向、左斜め45度の方向の4方向について連続する画素数を求め、その中で最小値3をその点の幅とし、これらの数値のうち最大値をクラックの幅としたので、クラックの幅を展開図画像の中から正確に測定することができる。
請求項5記載の発明によれば、エッジの抽出工程は、Canny法により行なうようにしたので、エッジの多数の情報を漏れなく精度よく検出でき、特に、クラックの抽出には最適である。
本発明は、展開図画像からクラックを抽出するために、次のようなクラックの画像上の特徴を正しく捉え、これを分析することにより行なわれる。
(1)クラックは、一定以上の長さを有すること。
(2)クラックは、幅を持っていること。
(3)クラックの幅は、略一定の状態で連続していること。
これらの特徴を捉えるため、まず、画像上からエッジを抽出する。物体のエッジは、細い輪郭線として表わされる。
クラックは、一定以上の長さを有するので、エッジとして抽出された細い線の中で一定面積以下のものをノイズとして削除する。
クラックは幅を持っているのでクラックを表わす細い線は、二重線となる。残った細い線をn回の膨張処理をすると、二重線の膨張線は、一本線の膨張線よりも十分に太い一本線となる。太い一本線の膨張線を逆にm回(n<m)の収縮処理をすると、二重線の膨張線だけが残り、一本線の膨張線は、削除される。この残った線がクラックであるが、さらに正確なクラックを得るために、線分判定処理、重ね処理と細線化処理、クラック幅の計算をし、クラックの措置が緊急に必要か、当分はこのままでよいかなどの措置の必要性についての判定を行う。
(1)クラックは、一定以上の長さを有すること。
(2)クラックは、幅を持っていること。
(3)クラックの幅は、略一定の状態で連続していること。
これらの特徴を捉えるため、まず、画像上からエッジを抽出する。物体のエッジは、細い輪郭線として表わされる。
クラックは、一定以上の長さを有するので、エッジとして抽出された細い線の中で一定面積以下のものをノイズとして削除する。
クラックは幅を持っているのでクラックを表わす細い線は、二重線となる。残った細い線をn回の膨張処理をすると、二重線の膨張線は、一本線の膨張線よりも十分に太い一本線となる。太い一本線の膨張線を逆にm回(n<m)の収縮処理をすると、二重線の膨張線だけが残り、一本線の膨張線は、削除される。この残った線がクラックであるが、さらに正確なクラックを得るために、線分判定処理、重ね処理と細線化処理、クラック幅の計算をし、クラックの措置が緊急に必要か、当分はこのままでよいかなどの措置の必要性についての判定を行う。
本発明の実施例について、図面に基づき説明する。
図5は、本発明による管渠内画像中のクラック抽出方法に用いられるビデオカメラ35の一実施例を示すものである。
このビデオカメラ35は、被検査物である円筒形の管渠10の中心軸で、かつ、ビデオカメラ35の光軸Sを通る軸線上に設置され、この中心軸Sに沿って所定の速度で走行するものである。また、管渠10には、壁面11に開口する取付け管13が取り付けられているものとする。
図5は、本発明による管渠内画像中のクラック抽出方法に用いられるビデオカメラ35の一実施例を示すものである。
このビデオカメラ35は、被検査物である円筒形の管渠10の中心軸で、かつ、ビデオカメラ35の光軸Sを通る軸線上に設置され、この中心軸Sに沿って所定の速度で走行するものである。また、管渠10には、壁面11に開口する取付け管13が取り付けられているものとする。
前記ビデオカメラ35は、CCDカメラを内蔵したもので、前面には、中心に前記ビデオカメラ35の先端の対物レンズに臨ませる孔の空いた全方位センサー61が取り付けられている。この全方位センサー61は、前方を向いた主反射鏡15と、この主反射鏡15から所定距離をおいて後方を向いた副反射鏡16とからなり、これら主反射鏡15と副反射鏡16とは、半球面状の透明な透明カバー18で覆われて結合されている。そしてこの透明カバー18を介して壁面11の側面画抽出部20からの光が主反射鏡15に入射すると、この主反射鏡15での反射光が副反射鏡16で反射され、ビデオカメラ35に入射する。また、前記副反射鏡16の中心部には、透過部70が穿設され、この透過部70には、凹レンズ17が取り付けられ、副反射鏡16の背面に設けられたフード19の内側から壁面11の正面画抽出部21が凹レンズ17に入射し、さらにビデオカメラ35に入射する。
この全方位センサー61は、例えば、ビデオカメラ35の光軸Sに対して最大撮影角αmaxが115度程度から最小撮影角αminが30度程度までが可視範囲に構成されているものとする。
この全方位センサー61は、例えば、ビデオカメラ35の光軸Sに対して最大撮影角αmaxが115度程度から最小撮影角αminが30度程度までが可視範囲に構成されているものとする。
次に、本発明による管渠内画像中のクラック抽出方法の工程を図1乃至図4に基づき説明する。
(a)管渠の側方実像画の作成工程
速報ビデオカメラ35は、図5に示すように、被検査物である管渠10の内部中央で、かつ、中心軸Sに向けてセットする。このときのビデオカメラ35で映した最大撮影角αmax=90度、最小撮影角αmin=45度としたとき、側方の1フレームの実画像は、図10(b)に示すように、外周がドーナツ状の壁面画像75で、中心部が前方監視画像74となる。
(a)管渠の側方実像画の作成工程
速報ビデオカメラ35は、図5に示すように、被検査物である管渠10の内部中央で、かつ、中心軸Sに向けてセットする。このときのビデオカメラ35で映した最大撮影角αmax=90度、最小撮影角αmin=45度としたとき、側方の1フレームの実画像は、図10(b)に示すように、外周がドーナツ状の壁面画像75で、中心部が前方監視画像74となる。
(b)展開図画像の作成工程
前記(a)工程で作成された壁面画像75において、実画像データ上の座標点(x,y)に対応する展開図上の座標点(m,n)を展開処理によって求め、求めた座標データから展開図を作成すると、図6(a)に示すように、管渠10の長さ方向に展開した展開図となる。
前記(a)工程で作成された壁面画像75において、実画像データ上の座標点(x,y)に対応する展開図上の座標点(m,n)を展開処理によって求め、求めた座標データから展開図を作成すると、図6(a)に示すように、管渠10の長さ方向に展開した展開図となる。
(c)調整して連続する工程
全方位センサー61を用いて管渠10の壁面11を撮影したので、管渠深さ方向の補正、中心点の補正、傾き補正の各処理をして正確な展開図を作成する。画像データの展開処理は、図6(a)のように、1フレーム毎に行うので、展開処理後の画像が管渠の奥になればなるほど情報が不足し歪んだ画像となる。この展開処理後の歪み部分を除去するために、図6(b)に示すように、複数フレーム分の展開画像の合成を行う。合成の際、管渠10の中心点が画像毎に異なることがあるので、データマッチングを行う。合成された展開図情報は、図6(c)に示すように、連続した展開図となり、これが図示しない記憶部に記憶され、必要に応じてモニターにて表示される。この展開図において、57は、管渠10の継目、59は、水面の跡、60は、汚れ、13は、取付け管跡、14cは、展開図のクラックである。
全方位センサー61を用いて管渠10の壁面11を撮影したので、管渠深さ方向の補正、中心点の補正、傾き補正の各処理をして正確な展開図を作成する。画像データの展開処理は、図6(a)のように、1フレーム毎に行うので、展開処理後の画像が管渠の奥になればなるほど情報が不足し歪んだ画像となる。この展開処理後の歪み部分を除去するために、図6(b)に示すように、複数フレーム分の展開画像の合成を行う。合成の際、管渠10の中心点が画像毎に異なることがあるので、データマッチングを行う。合成された展開図情報は、図6(c)に示すように、連続した展開図となり、これが図示しない記憶部に記憶され、必要に応じてモニターにて表示される。この展開図において、57は、管渠10の継目、59は、水面の跡、60は、汚れ、13は、取付け管跡、14cは、展開図のクラックである。
(d)継目間の展開図画像の読み込み工程
前記工程(c)で得られた展開図から継目57間の展開図画像を読み込む。例えば、図6(c)における左から2番目の継目57、57間の展開図画像を読み込んだものとし、この画像の拡大図が図2(d)に示される。この図2(d)には、管渠10の継目57、汚れ60、取付け管跡13、展開図のクラック14c等の情報が映し出されている。
前記工程(c)で得られた展開図から継目57間の展開図画像を読み込む。例えば、図6(c)における左から2番目の継目57、57間の展開図画像を読み込んだものとし、この画像の拡大図が図2(d)に示される。この図2(d)には、管渠10の継目57、汚れ60、取付け管跡13、展開図のクラック14c等の情報が映し出されている。
(e)エッジの抽出工程
前記(d)工程にて読み込まれた図2(d)に示す画像のエッジを抽出する。エッジの抽出方法には、Canny法、Deriche法、Sugiyama−Abe法、Sobel法等が知られているが、本発明では、Canny法により抽出した結果、図2(e)に示すようなエッジ画像が抽出される。即ち、図3(a)に示すような展開図画像において、走査線36の信号は、図3(b)のように、クラック14cの隙間に生じた幅のある黒い影線、継目57の突条部分に生じた影線、黒い汚れ60、取付け管跡13の黒い部分などが輝度の低い状態で出力される。この映像信号を微分処理すると、図3(c)のように、エッジは、画像の変化点における微分波形として検出されるから、白から黒の変化点と、黒から白の変化点とでそれぞれエッジが抽出される。したがって、図2(e)に示すようなエッジ画像が輪郭線として抽出される。
前記(d)工程にて読み込まれた図2(d)に示す画像のエッジを抽出する。エッジの抽出方法には、Canny法、Deriche法、Sugiyama−Abe法、Sobel法等が知られているが、本発明では、Canny法により抽出した結果、図2(e)に示すようなエッジ画像が抽出される。即ち、図3(a)に示すような展開図画像において、走査線36の信号は、図3(b)のように、クラック14cの隙間に生じた幅のある黒い影線、継目57の突条部分に生じた影線、黒い汚れ60、取付け管跡13の黒い部分などが輝度の低い状態で出力される。この映像信号を微分処理すると、図3(c)のように、エッジは、画像の変化点における微分波形として検出されるから、白から黒の変化点と、黒から白の変化点とでそれぞれエッジが抽出される。したがって、図2(e)に示すようなエッジ画像が輪郭線として抽出される。
(f)ノイズの削除工程
クラックは、ある長さを持つものであるから、一定面積以下の線分はノイズと判断して削除する。ノイズを削除した後の画像が図2(f)に示される。
クラックは、ある長さを持つものであるから、一定面積以下の線分はノイズと判断して削除する。ノイズを削除した後の画像が図2(f)に示される。
(g)n回の膨張により2本線を太い1本線にする工程
前記(f)で得られた線画をn回の膨張処理をする。例えば、2回の膨張処理をすると、隣接する2本の線は、1本の太い線となる。即ち、クラック展開図のクラック14cのエッジ抽出線は、所定の幅を持って隣接する長い2本の線として表わされるので、膨張処理をすることにより隣接する2本の線は、互いに接合して1本の太い線となる。この線の太さは、1本の線を膨張して得られた線の約2倍の太さとなる。
前記(f)で得られた線画をn回の膨張処理をする。例えば、2回の膨張処理をすると、隣接する2本の線は、1本の太い線となる。即ち、クラック展開図のクラック14cのエッジ抽出線は、所定の幅を持って隣接する長い2本の線として表わされるので、膨張処理をすることにより隣接する2本の線は、互いに接合して1本の太い線となる。この線の太さは、1本の線を膨張して得られた線の約2倍の太さとなる。
(h)n+1回収縮して細い1本線にする工程
前記(g)で得られた太い線をn+1回、例えば3回収縮して細い1本線にする。隣接する2本の線を互いに接合して1本の太い線にしたものは、元の約4倍の太さになるので、3回収縮しても消滅することなく細い1本線になる。しかし、1本の線を2回膨張して太い線にしたものは、3回収縮することにより削除される。
前記(g)で得られた太い線をn+1回、例えば3回収縮して細い1本線にする。隣接する2本の線を互いに接合して1本の太い線にしたものは、元の約4倍の太さになるので、3回収縮しても消滅することなく細い1本線になる。しかし、1本の線を2回膨張して太い線にしたものは、3回収縮することにより削除される。
(i)線分判定処理をする工程
前記(h)工程でもノイズが残るおそれがあるので、残っている線分の面積と長さの比を求め、ある一定値以下のものを削除する。このときの画像が図2(i)で示される。
前記(h)工程でもノイズが残るおそれがあるので、残っている線分の面積と長さの比を求め、ある一定値以下のものを削除する。このときの画像が図2(i)で示される。
(j)前記(i)に対応した(g)の画像を抽出する工程
前記(h)及び(i)工程で本来のクラックが削除されている可能性があるので、前記(g)工程におけるn回(例えば2回)の膨張処理をした太い線と前記(i)工程で得られた線分とを重ね合わせ、図2(i)内の抽出領域と対応した場所の図2(g)の抽出領域を抽出する(図2(j))。この結果、クラック成分が収縮工程で消えるようなことがなくなる。
前記(h)及び(i)工程で本来のクラックが削除されている可能性があるので、前記(g)工程におけるn回(例えば2回)の膨張処理をした太い線と前記(i)工程で得られた線分とを重ね合わせ、図2(i)内の抽出領域と対応した場所の図2(g)の抽出領域を抽出する(図2(j))。この結果、クラック成分が収縮工程で消えるようなことがなくなる。
(k)細線化した最終的な線的異常の抽出工程
図2(j)の線分を、m回(n<m<2n)の収縮処理を行い、残っている部分の面積と長さの比を求め、ある一定値以下のものを除去し、細線化した最終的な線的異常なクラックを抽出し、必要に応じて前記図2(d)に示す原展開図に重ねて表示する。このとき、抽出したクラックは、原展開図画像と明確に区別するために、例えば、赤色線で表示する(図2(k))。
図2(j)の線分を、m回(n<m<2n)の収縮処理を行い、残っている部分の面積と長さの比を求め、ある一定値以下のものを除去し、細線化した最終的な線的異常なクラックを抽出し、必要に応じて前記図2(d)に示す原展開図に重ねて表示する。このとき、抽出したクラックは、原展開図画像と明確に区別するために、例えば、赤色線で表示する(図2(k))。
(l)クラック幅の計算工程
前記(i)工程で得られた画像を基に、各クラックの幅を求める。例えば、図4に示すように、各画素の斜線部分がクラックを表わしているものとしたとき、斜線部分における各画素の4方向の幅を求め、最小値をその幅とする。例えば、画素(i+4,j+5)において、x方向、y方向、右斜め45度の方向、左斜め45度の方向の4方向について連続する画素数を求めると、それぞれ3,5,3,3であるから、その中で最小値3をその点の幅とする。このようにして斜線ないのすべての最小値を求めたのが図4である。これらの数値のうち、連続する斜線部分における各画素の幅の最大値をクラックの幅とする。この図4では、画素の単位を1mmとした場合、クラックの幅は、3mmとなる。
前記(i)工程で得られた画像を基に、各クラックの幅を求める。例えば、図4に示すように、各画素の斜線部分がクラックを表わしているものとしたとき、斜線部分における各画素の4方向の幅を求め、最小値をその幅とする。例えば、画素(i+4,j+5)において、x方向、y方向、右斜め45度の方向、左斜め45度の方向の4方向について連続する画素数を求めると、それぞれ3,5,3,3であるから、その中で最小値3をその点の幅とする。このようにして斜線ないのすべての最小値を求めたのが図4である。これらの数値のうち、連続する斜線部分における各画素の幅の最大値をクラックの幅とする。この図4では、画素の単位を1mmとした場合、クラックの幅は、3mmとなる。
(m)クラックの判定工程
クラックの判定基準が次のようなものとすると、前記(l)工程で求められたクラックの幅と基準値とを比較し、適切な措置が施される。
ランクA 5mm以上 緊急に措置する必要あるもの
ランクB 2mm以上 数年のうちに措置が必要なもの
ランクC 2mm未満 当面措置を必要としないもの
クラックの判定基準が次のようなものとすると、前記(l)工程で求められたクラックの幅と基準値とを比較し、適切な措置が施される。
ランクA 5mm以上 緊急に措置する必要あるもの
ランクB 2mm以上 数年のうちに措置が必要なもの
ランクC 2mm未満 当面措置を必要としないもの
10…管渠、11…壁面、13…取付け管、14…クラック、14a…実管渠のクラック、14b…ビデオカメラで映した画像のクラック、14c…展開図のクラック、15…主反射鏡、16…副反射鏡、17…凹レンズ、18…透明カバー、19…フード、20…側面画抽出部、21…正面画抽出部、35…ビデオカメラ、36…走査線、57…継目、59…水面の跡、60…汚れ、61…全方位センサー(2葉双曲面鏡又は魚眼レンズ)、62…リレーレンズ、63…イメージセンサ、64…照明灯、65…反射面、66…透過面、67…反射面、68…入射面、69…画面、70…透過部、71…ズームレンズ、72…広角レンズ、73…非映写部、74…前方監視画像、75…壁面画像。
Claims (5)
- 管渠の実像画から展開図画像を作成する展開図工程と、作成された展開図画像からクラックの抽出個所を読み込むクラック抽出個所読み込み工程と、読み込まれた画像のエッジを抽出するエッジ抽出工程と、一定面積以下の線分をノイズと判断して削除するノイズ削除工程と、前記工程で得られた線分をn回の膨張により2本線を太い1本線にする膨張工程と、前記工程で得られた太い線を膨張回数よりも多い回数だけ収縮して細い1本線にする収縮工程とからなることを特徴とする管渠内画像中のクラック抽出方法。
- 管渠の実像画から展開図画像を作成する展開図工程と、作成された展開図画像からクラックの抽出個所を読み込むクラック抽出個所読み込み工程と、読み込まれた画像のエッジを抽出するエッジ抽出工程と、一定面積以下の線分をノイズと判断して削除するノイズ削除工程と、前記工程で得られた線分をn回の膨張により2本線を太い1本線にする膨張工程と、前記工程で得られた太い線を膨張回数よりも多い回数だけ収縮して細い1本線にする収縮工程と、この収縮工程で得られた線分の面積と長さの比を求め、一定値以下のものを削除する線分判定処理工程と、この線分判定処理工程で得られた線分と前記膨張工程で得られた太い線を重ね合わせ、この線分判定処理工程で得られた線分の抽出領域と対応した前記膨張工程で得られた太い線の抽出領域を抽出する抽出工程と、この抽出工程の線分を収縮して細線化した線的異常なクラックを抽出するクラック抽出工程とからなることを特徴とする管渠内画像中のクラック抽出方法。
- 管渠の実像画から展開図画像を作成する展開図工程と、作成された展開図画像からクラックの抽出個所を読み込むクラック抽出個所読み込み工程と、読み込まれた画像のエッジを抽出するエッジ抽出工程と、一定面積以下の線分をノイズと判断して削除するノイズ削除工程と、前記工程で得られた線分をn回の膨張により2本線を太い1本線にする膨張工程と、前記工程で得られた太い線を膨張回数よりも多い回数だけ収縮して細い1本線にする収縮工程と、この収縮工程で得られた線分の面積と長さの比を求め、一定値以下のものを削除する線分判定処理工程と、この線分判定処理工程で得られた線分と前記膨張工程で得られた太い線を重ね合わせ、この線分判定処理工程で得られた線分の抽出領域と対応した前記膨張工程で得られた太い線の抽出領域を抽出する抽出工程と、この抽出工程の線分を収縮して細線化した線的異常なクラックを抽出するクラック抽出工程と、このクラック抽出工程で得られた画像を基に各クラックの幅を求めるクラック幅の演算工程と、この演算工程で求められたクラックの幅と基準値とを比較判定するクラックの判定工程とからなることを特徴とする管渠内画像中のクラック抽出方法。
- クラック幅の演算工程は、クラックを表わしている各画素の各点におけるx方向、y方向、右斜め45度の方向、左斜め45度の方向の4方向について連続する画素数を求め、その中で最小値3をその点の幅とし、これらの数値のうち最大値をクラックの幅とすることを特徴とする請求項3記載の管渠内画像中のクラック抽出方法。
- エッジの抽出工程は、Canny法により行なうようにしたことを特徴とする請求項1,2、3又は4記載の管渠内画像中のクラック抽出方法。
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