JP2005291984A - 鋼材から成る構造物の発錆状況判定装置、方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 発錆状況判定装置1の制御部11は、鉄塔等の鋼材から成る構造物の撮影画像データを記憶部12から読み出し、その撮影画像データをL*a*b*表色系に変換し、変換後のL*a*b*表色系の撮影画像データについてa*とb*の値が共に正である画素を抽出して、画像における錆色領域を抽出する。また、制御部11は、画像における錆色領域の発錆度の判定に使用する閾値を算出するための回帰式を用いて閾値を算出し、その閾値を用いて錆色領域に該当する各画素の発錆度を判定する。また、制御部11は、画像における構造物領域に対する錆色領域の画素占有率を発錆度別に算出し、撮影画像データを用いて錆色領域を発錆度別に表示する画像を生成し、その画像と発錆度別の画素占有率とを出力する。
【選択図】 図1
Description
また、近年は、コンピュータを用いて鋼材表面の発錆状況を判定する装置も考案されてきているが、より精度の高い判定結果が得られる装置の実現が望まれている。
また、本発明は、鋼材から成る構造物の発錆状況について、より精度の高い判定を行うことができる発錆状況判定装置等を提供することを他の目的とする。
鋼材から成る構造物の撮影画像データが記憶される画像記憶手段と、
前記画像記憶手段から前記撮影画像データを読み出す手段と、
前記読み出した撮影画像データをL*a*b*表色系に変換する変換手段と、
前記変換されたL*a*b*表色系の撮影画像データについて、a*とb*の値が共に正である画素を抽出することにより、画像における錆色領域を抽出する手段と、
画像における錆色領域について、発錆状況の度合いを示す発錆度の判定に使用する閾値を算出するための数式が記憶される記憶手段と、
前記数式を読み出し、該数式を用いて、前記L*a*b*表色系の撮影画像データについて、錆色領域の発錆度の判定に使用する閾値を算出する手段と、
前記算出された閾値を用いて、錆色領域に該当する前記抽出された各画素について発錆度を判定する手段と、
判定された発錆度別に、画像における構造物領域に対する錆色領域の画素占有率を算出することにより、構造物に対する錆色領域の発錆度別の占有率を求める画素占有率算出手段と、
前記撮影画像データを用いて、前記錆色領域を発錆度別に表示する画像を生成する手段と、
前記生成された画像と、前記算出された発錆度別の画素占有率と、を出力する手段と、
を備えることを特徴とする。
前記影領域用閾値を算出するための数式を読み出して、前記L*a*b*表色系の撮影画像データについて、前記影領域用閾値を算出する手段と、
前記算出された影領域用閾値を用いて、前記L*a*b*表色系の撮影画像データについて、影領域に該当する画素を判定する手段と、をさらに備えてもよく、
前記画素占有率算出手段は、判定された発錆度別に、画像における構造物領域から影領域を除いた領域に対する錆色領域の画素占有率を算出してもよい。
これにより、鋼材から成る構造物における影領域を判定し、判定した結果を、構造物に対する錆色領域の占有率の算出に反映するため、より精度の高い判定結果を得ることができる。
これにより、鉄塔等と補正用カラーサンプルを同時に撮影しなくとも、安定した判定結果が得られる。
コンピュータを用いて鋼材から成る構造物の発錆状況を判定する方法であって、
鋼材から成る構造物の撮影画像データが記憶される記憶領域から前記撮影画像データを読み出すステップと、
前記読み出した撮影画像データをL*a*b*表色系に変換する変換ステップと、
前記変換されたL*a*b*表色系の撮影画像データについて、a*とb*の値が共に正である画素を抽出することにより、画像における錆色領域を抽出するステップと、
画像における錆色領域について、発錆の度合いを示す発錆度の判定に使用する閾値を算出するための数式が記憶される記憶領域から前記数式を読み出し、該数式を用いて、前記L*a*b*表色系の撮影画像データについて、錆色領域の発錆度の判定に使用する閾値を算出するステップと、
前記算出された閾値を用いて、錆色領域に該当する前記抽出された各画素について発錆度を判定するステップと、
判定された発錆度別に、画像における構造物領域に対する錆色領域の画素占有率を算出するステップと、
前記撮影画像データを用いて、前記錆色領域を発錆度別に表示する画像を生成するステップと、
前記生成された画像と、前記算出された発錆度別の画素占有率と、を出力するステップと、
を備えることを特徴とする。
コンピュータに、
鋼材から成る構造物の撮影画像データが記憶される記憶領域から前記撮影画像データを読み出すステップ、
前記読み出した撮影画像データをL*a*b*表色系に変換する変換ステップ、
前記変換されたL*a*b*表色系の撮影画像データについて、a*とb*の値が共に正である画素を抽出することにより、画像における錆色領域を抽出するステップ、
画像における錆色領域について、発錆状況の度合いを示す発錆度の判定に使用する閾値を算出するための数式が記憶される記憶領域から前記数式を読み出し、該数式を用いて、前記L*a*b*表色系の撮影画像データについて、錆色領域の発錆度の判定に使用する閾値を算出するステップ、
前記算出された閾値を用いて、錆色領域に該当する前記抽出された各画素について発錆度を判定するステップ、
判定された発錆度別に、画像における構造物領域に対する錆色領域の画素占有率を算出するステップ、
前記撮影画像データを用いて、前記錆色領域を発錆度別に表示する画像を生成するステップ、
前記生成された画像と、前記算出された発錆度別の画素占有率と、を出力するステップ、
を実行させる。
本発明の実施形態に係る発錆状況判定装置1の構成例を図1に示す。図示されるように、この発錆状況判定装置1は、制御部11、記憶部12、入力部13、表示部14等を備えるコンピュータから構成される。また、この発錆状況判定装置1は、CCDデジタルカメラ等の撮影装置やプリンタ等の印刷装置が接続される。
X=0.49000R+0.31000G+0.20000B
Y=0.17697R+0.81240G+0.01063B
Z=0.00000R+0.01000G+0.99000B
L*=116(Y/Yn)1/3−16
a*=500[(X/Xn)1/3−(Y/Yn)1/3]
b*=200[(Y/Yn)1/3−(Z/Zn)1/3]
ただし、Xn=Yn=Zn=100
具体的には、発錆状況判定部113は、L*a*b*表色系に変換された抽出画像データについて、鋼材から成る構造物(鉄塔等)部分のL*(明度)の平均値X1、鋼材から成る構造物(鉄塔等)部分のL*(明度)の標準偏差X2を算出する。なお、構造物部分の判定は構造物の背景が削除されていることから、例えば背景が白色である場合には明度が所定値(例えば、90等)以下の部分を構造物部分と判定するようにしてもよい。そして、算出したX1、X2の値と、記憶部12に記憶されている算出式を読み出して、影領域を判定するための閾値(影領域用閾値)Lを算出する。そして、L*a*b*表色系の抽出画像データの各画素についてL*(明度)が影領域用閾値Lよりも小さい画素を抽出し、その画素の領域を構造物の影領域と認識する。影領域用閾値Lを算出するための算出式の一例を(数2)に示す。
L=−9.516+1.072・X1+(−0.549)・X2
具体的には、発錆状況判定部113は、L*a*b*表色系の抽出画像データについて、a*の値が正でかつb*の値が正の画素を抽出する。L*a*b*表色系の色空間は図4に示すように、a*が正の方向にいくほど赤みが強くなり、負の方向にいくほど緑みが強くなり、またb*が正の方向にいくほど黄みが強くなり、負の方向にいくほど青みが強くなる。よって、a*の値が正でかつb*の値が正の画素を抽出することで、赤錆の赤の色味を有する画素を検出することができる。また、紫はa*の値が正でかつb*の値が負であることから、上記のように、a*>0かつb*>0の画素を抽出することで、モアレによる紫エッジを除去することできる。
具体的には、まず、発錆状況判定部113は、L*a*b*表色系の抽出画像データについて、構造物部分と認識された領域から影領域を除いた領域のL*(明度)の平均の平方根Y1、構造物部分と認識された領域から影領域を除いた領域のL*(明度)の標準偏差の平方根Y2、構造物部分における影領域のL*(明度)の平均の平方根Y3、構造物部分における影領域のL*(明度)の標準偏差の平方根Y4を算出する。そして、算出したY1〜Y4の値を用いて、記憶部12に記憶される算出式に従って、発錆度を判定するための第1〜3の閾値A1〜A3を算出する。そして、先に検出された錆色領域の各画素について、a*が、「第1の閾値≦a*」に該当するものを第1の発錆度、「第2の閾値≦a*<第1の閾値」に該当するものを第2の発錆度、「第3の閾値≦a*<第2の閾値」に該当するものを第3の発錆度、「a*<第3の閾値」に該当するものを第4の発錆度、と判定する。第1〜3の閾値A1〜A3を算出するための算出式の一例を(数3)に示す。
A1=−0.827+(−0.614)・Y1+0.060・Y2
+0.447・Y3+3.073・Y4
A2=−0.035+(−1.958)・Y1+0.138・Y2
+1.472・Y3+4.114・Y4
A3=0.937+(−2.486)・Y1+0.104・Y2
+1.872・Y3+4.243・Y4
具体的には、発錆状況判定部113は、各発錆度の領域の画素数と、鉄塔部分と認識された領域から影領域を除いた領域の画素数と、を計数し、各発錆度について、(第n(n=1、2、3、4)の発錆度の領域の画素数)/(鉄塔部分と認識された領域から影領域を除いた領域の画素数)をそれぞれ算出する。
具体的には、第1〜第4の発錆度の各領域の画素の色彩情報(L*、a*、b*の値)を、発錆度毎に予め設定されている値に設定し、設定後のL*a*b*表色系の抽出画像データ(判定画像データ)を記憶部12に記憶する。この際、錆色領域以外の部分はa*、b*の値を0に設定し、無彩色で表示されるようにしてもよい。また、各発錆度に対応する色彩情報の設定値は任意であり、例えば、発錆度が高い順に、赤、橙、黄色、茶等と表示されるような設定値をそれぞれ用いてもよい。そして、生成した判定画像データと、先に算出した第1〜第4の発錆度の画素占有率等の情報と、を表示部14に表示する。また、印刷要求が入力部13から入力された場合には、判定画像と各発錆度の画素占有率等の情報を含む印刷イメージデータを生成して、印刷装置に出力する。生成される印刷イメージデータの一例を図5に示す。例えば、錆色領域の発錆度別の画素数(有効画素数)、各閾値、第1と第2の領域の画素占有率を加算した値等の情報も併せて表示部14や印刷装置に出力してもよい。
表示部14は、例えば、ディスプレイ装置等の表示装置から構成され、制御部11からの指示に従って各種画面等を出力する。
まず、本処理に先立って、鉄塔等の画像がCCDデジタルカメラ等の撮影装置により撮影される。そして、そのCCDデジタルカメラ等が本発錆状況判定装置1に接続され、CCDデジタルカメラから出力された撮影画像データが発錆状況判定装置1の記憶部12の所定領域に記憶される。
まず、制御部11は、処理対象の抽出画像データについて、記憶部12に記憶されている変換式を用いて、画素の色彩情報をRGB表色系からL*a*b*表色系に変換し、記憶部12に記憶する(ステップS11)。
次に、制御部11は、第1〜第4の発錆度の各領域の画素の色彩情報を発錆度毎に予め設定されている値に設定する等して、錆色領域についての判定結果を示す判定画像データを生成する(ステップS18)。そして、判定画像データと、ステップS17で算出した各発錆度の画素占有率等の情報を、表示部14や印刷装置等に出力する(ステップS19)。
例えば、上記実施形態では、鉄塔の発錆状況を判定する場合について説明したが、発錆状況の判定対象はこれに限定されず任意であり、本発明は鋼材を用いた種々の構造物(例えば、橋梁、プラント(配管)、ガスタンク等)の発錆状況の判定に適用可能である。
また、錆色領域の判定に使用する閾値の数は任意である。予め所定数を設定していてもよく、また、操作者が入力設定するようにしてもよい。また、上記各史記は一例である。例えば、第1〜第3の閾値を得るための算出式に関し、Y3、Y4を算出せず、(数3)について、Y3とY4の項を削除した数式を用いてもよい。
また、制御部11が、L*a*b*表色系に変換された画像データについて、L*、a*、b*のいずれについてヒストグラムを生成して表示部14に表示してもよい。
また、他のカラー形式のデータを入力し、制御部11が、入力されたデータをRGBカラーのデータに変換して記憶部12に記憶するようにしてもよい。
また、上記説明における第1〜第3の閾値を用いて定めた各発錆度の範囲は一例であり、例えば、第1の発錆度の範囲を「第1の閾値≦a*」としてもよく、また、第2の発錆度を「第2の閾値≦a*<第1の閾値」としてもよい。
また、上述の機能を、OSが分担又はOSとアプリケーションの共同より実現する場合等には、OS以外の部分のみを媒体に格納して配布してもよく、また、コンピュータにダウンロード等してもよい。
11 制御部
12 記憶部
13 入力部
14 表示部
111 データ管理部
112 処理範囲抽出部
113 発錆状況判定部
121 登録DB
Claims (5)
- 鋼材から成る構造物の撮影画像データが記憶される画像記憶手段と、
前記画像記憶手段から前記撮影画像データを読み出す手段と、
前記読み出した撮影画像データをL*a*b*表色系に変換する変換手段と、
前記変換されたL*a*b*表色系の撮影画像データについて、a*とb*の値が共に正である画素を抽出することにより、画像における錆色領域を抽出する手段と、
画像における錆色領域について、発錆状況の度合いを示す発錆度の判定に使用する閾値を算出するための数式が記憶される記憶手段と、
前記数式を読み出し、該数式を用いて、前記L*a*b*表色系の撮影画像データについて、錆色領域の発錆度の判定に使用する閾値を算出する手段と、
前記算出された閾値を用いて、錆色領域に該当する前記抽出された各画素について発錆度を判定する手段と、
判定された発錆度別に、画像における構造物領域に対する錆色領域の画素占有率を算出する画素占有率算出手段と、
前記撮影画像データを用いて、前記錆色領域を発錆度別に表示する画像を生成する手段と、
前記生成された画像と、前記算出された発錆度別の画素占有率と、を出力する手段と、
を備えることを特徴とする鋼材から成る構造物の発錆状況判定装置。 - 前記記憶手段は、画像における影領域の判定に使用する影領域用閾値を算出するための数式がさらに記憶され、
前記影領域用閾値を算出するための数式を読み出して、前記L*a*b*表色系の撮影画像データについて、前記影領域用閾値を算出する手段と、
前記算出された影領域用閾値を用いて、前記L*a*b*表色系の撮影画像データについて、影領域に該当する画素を判定する手段と、をさらに備え、
前記画素占有率算出手段は、判定された発錆度別に、画像における構造物領域から影領域を除いた領域に対する錆色領域の画素占有率を算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の鋼材から成る構造物の発錆状況判定装置。 - 各前記数式は、異なる撮影条件のもとで予め撮影された複数の撮影データを用いて重回帰分析により生成された回帰式である、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の鋼材から成る構造物の発錆状況判定装置。 - コンピュータを用いて鋼材から成る構造物の発錆状況を判定する方法であって、
鋼材から成る構造物の撮影画像データが記憶される記憶領域から前記撮影画像データを読み出すステップと、
前記読み出した撮影画像データをL*a*b*表色系に変換する変換ステップと、
前記変換されたL*a*b*表色系の撮影画像データについて、a*とb*の値が共に正である画素を抽出することにより、画像における錆色領域を抽出するステップと、
画像における錆色領域について、発錆の度合いを示す発錆度の判定に使用する閾値を算出するための数式が記憶される記憶領域から前記数式を読み出し、該数式を用いて、前記L*a*b*表色系の撮影画像データについて、錆色領域の発錆度の判定に使用する閾値を算出するステップと、
前記算出された閾値を用いて、錆色領域に該当する前記抽出された各画素について発錆度を判定するステップと、
判定された発錆度別に、画像における構造物領域に対する錆色領域の画素占有率を算出するステップと、
前記撮影画像データを用いて、前記錆色領域を発錆度別に表示する画像を生成するステップと、
前記生成された画像と、前記算出された発錆度別の画素占有率と、を出力するステップと、
を備えることを特徴とする鋼材から成る構造物の発錆状況判定方法。 - コンピュータに、
鋼材から成る構造物の撮影画像データが記憶される記憶領域から前記撮影画像データを読み出すステップ、
前記読み出した撮影画像データをL*a*b*表色系に変換する変換ステップ、
前記変換されたL*a*b*表色系の撮影画像データについて、a*とb*の値が共に正である画素を抽出することにより、画像における錆色領域を抽出するステップ、
画像における錆色領域について、発錆状況の度合いを示す発錆度の判定に使用する閾値を算出するための数式が記憶される記憶領域から前記数式を読み出し、該数式を用いて、前記L*a*b*表色系の撮影画像データについて、錆色領域の発錆度の判定に使用する閾値を算出するステップ、
前記算出された閾値を用いて、錆色領域に該当する前記抽出された各画素について発錆度を判定するステップ、
判定された発錆度別に、画像における構造物領域に対する錆色領域の画素占有率を算出するステップ、
前記撮影画像データを用いて、前記錆色領域を発錆度別に表示する画像を生成するステップ、
前記生成された画像と、前記算出された発錆度別の画素占有率と、を出力するステップ、
を実行させるプログラム。
Priority Applications (1)
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JP2004108772A JP4468046B2 (ja) | 2004-04-01 | 2004-04-01 | 鋼材から成る構造物の発錆状況判定装置、方法及びプログラム |
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