(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マンホール鉄蓋を斜め上方から撮像した入力画像に基づいて、前記マンホール鉄蓋の模様高さを評価するマンホール鉄蓋の模様高さ評価システムであって、
前記入力画像から、前記マンホール鉄蓋を表す鉄蓋領域を抽出する鉄蓋領域検出機能部と、
前記鉄蓋領域検出機能部によって検出された前記鉄蓋領域と前記マンホール鉄蓋の実サイズとに基づいて、前記入力画像の１画素に相当する実際の長さを表す画素分解能を算出する画素分解能算出機能部と、
前記画素分解能算出機能部によって算出された前記画素分解能を用いて、前記マンホール鉄蓋の、指定される複数の部分の模様高さを測定する測定部と、
前記入力画像における前記鉄蓋領域を分割する計測領域分割機能部と、
前記計測領域分割機能部によって分割された分割領域毎に、前記測定部によって測定された当該分割領域にある、対応する前記部分の模様高さを表示する表示部と、
を備えるマンホール鉄蓋の模様高さ評価システム。
【請求項２】
請求項１に記載のマンホール鉄蓋の模様高さ評価システムにおいて、
前記鉄蓋領域検出機能部は、
前記入力画像を２５６階調で表現するグレースケール画像に基づいて、テクスチャ画像を生成するテクスチャマップ作成部と、
前記テクスチャマップ作成部によって生成された前記テクスチャ画像に基づいて、マンホール鉄蓋の左端及び右端を検知する左右端検知部と、
前記テクスチャ画像に基づいて、前記マンホール鉄蓋の上端及び下端を検知する上下端検知部と、
前記左右端検知部によって検知された前記左端及び前記右端と、前記上下端検知部によって検知された前記上端及び前記下端とに基づいて前記鉄蓋領域を抽出する鉄蓋領域抽出部と、
を備えるマンホール鉄蓋の模様高さ評価システム。
【請求項３】
請求項２に記載のマンホール鉄蓋の模様高さ評価システムにおいて、
前記鉄蓋領域抽出部は、
前記左端及び前記右端をそれぞれ通り前記入力画像の縦軸に平行な２つの直線と、前記上端及び前記下端をそれぞれ通り、前記入力画像の横軸に平行な２つの直線によって囲まれる長方形の重心を中心とする楕円及び該楕円の内部を前記鉄蓋領域として抽出することを特徴とするマンホール鉄蓋の模様高さ評価システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のマンホール鉄蓋の模様高さ評価システムにおいて、
前記測定部は、前記入力画像におけるマンホール鉄蓋の側壁に相当する部分の縦方向の画素数に前記画素分解能を乗じることによって前記模様高さを算出する模様高さ自動測定機能部を備えるマンホール鉄蓋の模様高さ評価システム。
【請求項５】
請求項４に記載のマンホール鉄蓋の模様高さ評価システムにおいて、
前記測定部は、前記入力画像をグレースケール化したグレースケール画像における一定以上、暗い部分の縦方向の画素数をカウントし、該カウントした前記画素数に前記画素分解能を乗じることによって、前記模様高さを算出する模様高さ自動測定機能部を備えるマンホール鉄蓋の模様高さ評価システム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のマンホール鉄蓋の模様高さ評価システムにおいて、
前記計測領域分割機能部は、前記鉄蓋領域検出機能部によって検出された鉄蓋領域の周縁が形成する楕円の中心から放射状に鉄蓋領域を等角度に分割した分割領域を生成することを特徴とするマンホール鉄蓋の模様高さ評価システム。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のマンホール鉄蓋の模様高さ評価システムにおいて、
前記計測領域分割機能部は、前記鉄蓋領域検出機能部によって検出された前記鉄蓋領域のうち、前記マンホール鉄蓋を構成する受枠を抽出し、該受枠より内部の鉄蓋領域を分割することを特徴とするマンホール鉄蓋の模様高さ評価システム。
【請求項８】
マンホール鉄蓋を斜め上方から撮像した入力画像に基づいて、前記マンホール鉄蓋の模様高さを評価するマンホール鉄蓋の模様高さ評価方法であって、
前記入力画像から、前記マンホール鉄蓋を表す鉄蓋領域を抽出する鉄蓋領域検出ステップと、
前記鉄蓋領域検出ステップによって検出された前記鉄蓋領域と前記マンホール鉄蓋の実サイズとに基づいて、前記入力画像の１画素に相当する実際の長さを表す画素分解能を算出する画素分解能算出ステップと、
前記画素分解能算出ステップによって算出された前記画素分解能を用いて、前記マンホール鉄蓋の、指定される複数の部分の模様高さを測定する測定ステップと、
前記入力画像における前記鉄蓋領域を分割する計測領域分割ステップと、
前記計測領域分割ステップによって分割された分割領域毎に、前記測定ステップによって測定された当該分割領域にある、対応する前記部分の模様高さを表示する表示ステップと、
を含むマンホール鉄蓋の模様高さ評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マンホール鉄蓋の模様高さ評価システム、及びマンホール鉄蓋の模様高さ評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マンホールを始めとした高度経済成長期に建設された土木構造物を安全に維持管理していくことが社会的な課題となっている。地中に埋設されるマンホールの入り口となるマンホール鉄蓋は、車道等の路面上に設置されるため、年々増加傾向にある交通量や積載荷重の影響を受けやすく、マンホール鉄蓋の表面模様が摩耗し直上を通行する車両や人がスリップする危険性が問題視されている。例えば、通信用のマンホール鉄蓋は金属製の受枠と上蓋とによって構成されているが、上蓋には一定量の深さを持つ凹凸模様を彫ることによってアスファルト又はコンクリートによって形成される路面領域と同程度の摩擦力を確保し、上蓋の直上を通過する時のスリップを防止している。そのため、定期的な点検等によって、上蓋の凹凸模様の摩耗を早期に発見して、劣化の進行を食い止める補修、或いは更改を施すことが重要である。
【０００３】
現在、マンホール鉄蓋の摩耗を点検する方法は歩道等の安全な箇所から目視を行ったのち、摩耗している可能性があるマンホール鉄蓋に対しては路上に安全帯を設置し、ノギス等によって模様高さの計測を行うことが主流である。マンホール鉄蓋は路上の設置位置の違いによって、車両のタイヤ等の通過箇所が違うため、１枚のマンホール鉄蓋でも一部分が集中的に摩耗しているケースがある。そのため、点検者は１枚のマンホール鉄蓋を６〜８個の領域に分割し、領域毎に模様高さを計測し、記録を行っている。しかし、車道上に安全帯を設置し、ノギスを用いて模様高さを計測する点検方法は、交通の流れを遮り交通渋滞の要因なるうえに、点検者は路上での実測作業となるため、交通量が多くかつ車両速度の速い市街地における作業は作業者の安全性確保が課題となる。加えて、通信用のマンホールに限っても全国に約６８万個のマンホール鉄蓋が設置されているため、測定な必要なマンホール鉄蓋に限っても、安全帯を設置するために必要な道路使用許可申請等の事務手続きに膨大な手間と時間を要すことが課題である。そこで、現場では作業の安全性と効率性の２点から、機械の導入によってマンホール鉄蓋の摩耗点検をサポートする方法の導入が期待されており、機械の入手のしやすさと作業の簡易さという点から、市販のデジタルカメラでマンホール鉄蓋を撮像して、画像を用いてマンホール鉄蓋の模様高さを評価する技術の導入が有効であると考えている。
【０００４】
デジタルカメラの画像から、画像に写した物体の大きさを計測するソフトウェアは公知である（非特許文献1）。非特許文献1のソフトウェアでは、撮像したマンホール鉄蓋の画像をパソコンの画面に映し出し、マウス等を用いて画像中からマンホール鉄蓋の領域を選択する。その後、計測したい箇所をクリックすることによって、マンホール鉄蓋の模様高さを計測することができる。しかし、この一連の作業は、模様高さを計測する際に、画像中からマンホール鉄蓋の領域を選択する手間とマンホール鉄蓋の領域を選択する精度がパソコン操作者のスキルに依存するという問題がある。加えて、この方法では斜めに撮像された画像から、パソコンによって局所的に模様高さを計測するだけであるため、マンホール鉄蓋の領域毎の模様高さの評価が難しい。
【０００５】
以上のような背景から、マンホール鉄蓋の模様高さを画像から安全かつ効率的に計測し、模様高さをマンホール鉄蓋の領域毎に評価するための技術が要求されている反面、これまでの技術で実現することは困難である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「アイレック技建  段サーチ（デジカメ写真画像での段差測定技術）」、[online]、アイレック技建、[平成26年9月25日検索]、インターネット< http://www.airec.co.jp/products/renovation/StepSearch.html>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記背景によって解決されていない課題を解決するものである。１枚のマンホール鉄蓋において、領域毎の模様高さの評価が必要であるため、マンホール鉄蓋を撮像した入力画像からマンホール鉄蓋全体の複数点の模様高さが計測でき、領域毎の模様高さを評価できる方法がないことが課題である。また、入力画像から物体の大きさを計測できる非特許文献1のソフトウェアでは、パソコンの画面中に写るマンホール鉄蓋の領域を選択している。そのため、画像中からマンホール鉄蓋の領域を選択する作業が必須となり、マンホール鉄蓋の領域選択を行う手間がかかることと選択位置がパソコンの操作者によって均一的でないことが課題となっている。また、マンホール鉄蓋の模様高さを局所的に測定するため、マンホール鉄蓋のどの領域が他の領域に比べて摩耗したかを比べて評価することができないことが課題である。
【０００８】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、画像中からマンホール鉄蓋の領域を選択する作業を行わずに、部分的に摩耗したマンホール鉄蓋の評価をすることを可能とするマンホール鉄蓋の模様高さ評価システム、及びマンホール鉄蓋の模様高さ評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明に係るマンホール鉄蓋の模様高さ評価システムは、マンホール鉄蓋を斜め上方から撮像した入力画像に基づいて、前記マンホール鉄蓋の模様高さを評価するマンホール鉄蓋の模様高さ評価システムであって、前記入力画像から、前記マンホール鉄蓋を表す鉄蓋領域を抽出する鉄蓋領域検出機能部と、前記鉄蓋領域検出機能部によって検出された前記鉄蓋領域と前記マンホール鉄蓋の実サイズとに基づいて、前記入力画像の１画素に相当する実際の長さを表す画素分解能を算出する画素分解能算出機能部と、前記画素分解能算出機能部によって算出された前記画素分解能を用いて、前記マンホール鉄蓋の、指定される複数の部分の模様高さを測定する測定部と、前記入力画像における前記鉄蓋領域を分割する計測領域分割機能部と、前記計測領域分割機能部によって分割された分割領域毎に、前記測定部によって測定された当該分割領域にある、対応する前記部分の模様高さを表示する表示部と、を備える。
【００１０】
また、本発明に係るマンホール鉄蓋の模様高さ評価方法は、マンホール鉄蓋を斜め上方から撮像した入力画像に基づいて、前記マンホール鉄蓋の模様高さを評価するマンホール鉄蓋の模様高さ評価方法であって、前記入力画像から、前記マンホール鉄蓋を表す鉄蓋領域を抽出する鉄蓋領域検出ステップと、前記鉄蓋領域検出ステップによって検出された前記鉄蓋領域と前記マンホール鉄蓋の実サイズとに基づいて、前記入力画像の１画素に相当する実際の長さを表す画素分解能を算出する画素分解能算出ステップと、前記画素分解能算出ステップによって算出された前記画素分解能を用いて、前記マンホール鉄蓋の、指定される複数の部分の模様高さを測定する測定ステップと、前記入力画像における前記鉄蓋領域を分割する計測領域分割ステップと、前記計測領域分割ステップによって分割された分割領域毎に、前記測定ステップによって測定された当該分割領域にある、対応する前記部分の模様高さを表示する表示ステップと、を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、画像中からマンホール鉄蓋の領域を選択する作業を不要とし、部分的に摩耗したマンホール鉄蓋の評価をすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るマンホール鉄蓋の模様高さ評価システムの機能構成図である。
【図２】道路及び道路に設けられたマンホール鉄蓋全体を示す画像の例である。
【図３】鉄蓋領域検出機能部の詳細を表す機能構成図である。
【図４】テクスチャマップ作成部の処理を説明するための図である。
【図５】左右端検知部の処理を説明するための図である。
【図６】上下端検知部の処理を説明するための図である。
【図７】鉄蓋領域の中心点Ｏ及び鉄蓋領域に係る楕円を説明するための図である。
【図８】マンホール鉄蓋を撮像する撮像装置の設置態様を示す概略図である。
【図９】図２に示すマンホール鉄蓋及びその一部を拡大した画像の例である。
【図１０】図１に示す測定部３０の他の例である。
【図１１】図１に示す測定部３０がマンホール鉄蓋の模様高さを測定する処理を説明するための図である。
【図１２】マンホール鉄蓋を表す画像における分割座標点を示す図である。
【図１３】マンホール鉄蓋を表す画像の分割領域ごとの摩耗高さを表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図１〜１３を用いて説明する。
【００１４】
＜＜マンホール鉄蓋の模様高さ評価システムの機能構成＞＞
まず、図１を用いて、本実施形態の機能構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るマンホール鉄蓋の模様高さ評価システム１の機能構成図である。
【００１５】
図１に示されるように、マンホール鉄蓋の模様高さ評価システム１は、マンホール鉄蓋の模様高さを算出して表示するものであり、鉄蓋領域検出機能部１０、画素分解能算出機能部２０、測定部３０、計測領域分割機能部４０、及び表示部５０を備える。なお、模様高さとは、マンホール鉄蓋の凸部における水平面と、マンホール鉄蓋の凹部における水平面との間の側面の垂直方向の長さである。
【００１６】
鉄蓋領域検出機能部１０は、マンホール鉄蓋及びその周辺のアスファルト又はコンクリートにより形成される道路を表す入力画像からマンホール鉄蓋を表している領域（以降、「鉄蓋領域」という）を検出する（鉄蓋領域検出ステップ）。
【００１７】
画素分解能算出機能部２０は、入力画像とマンホール鉄蓋の実際のサイズ（マンホール鉄蓋の直径Ｔ（ｍｍ））とに基づいて、画素分解能つまり入力画像中における１画素（ピクセル）あたりの長さ（ｍｍ／ｐｉｘｅｌ）を算出する（画素分解能算出ステップ）。
【００１８】
測定部３０は、後述する計測領域分割機能部４０によって分割された複数の鉄蓋領域（以降、「分割領域）という）内の少なくとも１ヶ所の模様高さを測定する（模様高さ測定ステップ）。
【００１９】
計測領域分割機能部４０は、鉄蓋領域検出機能部１０によって検出された鉄蓋領域の周縁が形成する楕円の中心から放射状に鉄蓋領域を分割する（計測領域分割ステップ）。
【００２０】
表示部５０は、分割領域ごとに、測定部３０によって測定された模様高さを表示する（表示ステップ）。
【００２１】
以下では、図２に示すマンホール鉄蓋を撮像した入力画像をサンプルとして、鉄蓋領域検出機能部１０、画素分解能算出機能部２０、測定部３０、計測領域分割機能部４０、及び表示部５０をさらに詳細に説明する。
【００２２】
鉄蓋領域検出機能部１０は、図２に例として示す入力画像から鉄蓋領域を検出する（鉄蓋領域検出ステップ）。入力画像とは、道路に設けられたマンホール鉄蓋の全体及びその周辺の路面を、例えば一眼レフデジタルカメラで撮像した画像であり、画像解像度は例えば５１８４×３４５６（ｐｉｘｅｌ）である。また、入力画像は、後述する模様高さに係る側面が表されるべく、入力画像の、例えば縦方向約３０〜６０％、横方向約９０％を、マンホール鉄蓋を表す部分が占めるようにマンホール鉄蓋の斜め方向から撮像された画像である。
【００２３】
図３に示すように、鉄蓋領域検出機能部１０はテクスチャマップ作成部１１、左右端検知部１２、上下端検知部１３、及び鉄蓋領域抽出部１４を備える。
【００２４】
テクスチャマップ作成部１１は、入力画像を２５６階調で表現する、グレースケール画像を生成し、グレースケール画像からテクスチャ画像を生成する（テクスチャマップ作成ステップ）。具体的には、テクスチャマップ作成部１１は、図４（ａ）に示すような入力画像の二次元配列を示すインデックス(i,j)に位置する画素について、図４（ｂ）に示すように隣接する８つの画素の階調Ａ(i-1,j-1)，Ａ(i-1,j)，Ａ(i-1,j+1)，Ａ(i,j-1)，Ａ(i,j+1)，Ａ(i+1,j-1)，Ａ(i+1,j)，及びＡ(i+1,j+1)のうちの最大値Ａmax(i,j)から最小値Ａmin(i,j)を減じたテクスチャ値Ｔij＝Ａmax(i,j)−Ａmin(i,j)を算出する。そして、テクスチャマップ作成部１１は、各インデックス(i,j)に算出されたテクスチャ値Ｔijを表す色を付すことによって、図４（ｃ）に示すようなテクスチャ画像を生成する。
【００２５】
また、テクスチャマップ作成部１１は、算出されたテクスチャ値Ｔijからノイズを除去するために、式（１）に従って、画素(i,j)周辺におけるテクスチャ値の合計値である混雑値Ｇijを算出する。なお、ξ、ηは予め実験等において数百枚の画像を処理した経験則に基づいて決めることができ、本実施形態では、ξ＝１、η＝１と設定する。
【数１】
0005925871.tif 000002
【００２６】
マンホールが設置される道路を形成するアスファルト又はコンクリートは細骨材といわれる砂利や砂が含まれるため、道路を表す画素における混雑値Ｇijは、マンホール鉄蓋を表す画素における混雑値Ｇijより大きい傾向にある。この傾向を利用して、画像内の各画素が道路を表すものであるか、マンホール鉄蓋を表すものであるかを判定するために、テクスチャマップ作成部１１は、混雑値Ｇijを閾値αによって二値化したＵijを式（２）に従って算出する。なお、αは予め実験等において数百枚の画像を処理した経験則に基づいて決めることができ、本実施形態ではα＝１．２と設定する。Ｕij＝１となるインデックス(i,j)に白を、Ｕij＝０となるインデックス(i,j)に黒を付すことによって表した二値化画像が図４（ｄ）に表されている。
【数２】
0005925871.tif 000003
【００２７】
左右端検知部１２は、テクスチャマップ作成部１１によって作成された二値化画像Ｕijにフィルタ処理を行うことによって、鉄蓋領域の左端及び右端を検知する（左右端検知ステップ）。具体的には、左右端検知部１２は、二値化画像Ｕijに式（３）によって定義される２０行３０列のエッジフィルタＳ1をかける。式（３）に示すように、エッジフィルタＳ1の１行１列から２０行１０列までの各成分は１であり、１行１６列から２０行３０列までの各成分は−１である。このようなエッジフィルタＳ1を各座標に位置する画素のＵijにかけると、Ｕij＝０となる連続した領域のうち最も左端にある画素で値が最大となる。左右端検知部１２は、ＵijにエッジフィルタＳ1をかけることにより値が最大となる画素を鉄蓋領域の左端であると検知する。このように、エッジフィルタＳ1によってフィルタ処理を行うと、図５（ａ）に例を示すようなエッジフィルタをかけた値Ｆ１ijを色で表したフィルタ画像が得られる。図５（ｂ）に示す二値化画像の拡大図に表されているマンホールの左端に相当する位置において、図５（ａ）の画像に表されている、エッジフィルタをかけた値Ｆ１ijが高いことがわかる。
【数３】
0005925871.tif 000004
【００２８】
また、左右端検知部１２は、二値化画像Ｕijに式（４）によって定義される２０行３０列のエッジフィルタＳ2をかける。式（４）に示すように、エッジフィルタＳ2の１行１列から２０行１０列までの各成分は−１であり、１行１６列から２０行３０列までの各成分は１である。このようなエッジフィルタＳ2を各座標に位置する画素のＵij値にかけると、Ｕij＝０となる連続した領域のうち最も右端にある画素で値が最大となる。左右端検知部１２は、ＵijにエッジフィルタＳ2を施すことにより値が最大となる画素を鉄蓋領域の右端であると検知する。このように、エッジフィルタＳ2によってフィルタ処理を行うと、図５（ｃ）に例を示すようなエッジフィルタをかけた値Ｆ２ijを色で表したフィルタ画像が得られる。図５（ｄ）に示す二値化画像の拡大図に表されているマンホールの右端に相当する位置において、図５（ｃ）の画像に表されている、エッジフィルタをかけた値Ｆ２ijが高いことがわかる。
【数４】
0005925871.tif 000005
【００２９】
上下端検知部１３は、テクスチャマップ作成部１１によって作成された二値化画像Ｕijにフィルタ処理を行うことによって、鉄蓋領域の上端及び下端を検知する（上下端検知ステップ）。具体的には、上下端検知部１３は、二値化画像Ｕijに式（５）によって定義される６行１００列のエッジフィルタＳ3を用いてフィルタ処理を行う。式（５）に示すように、エッジフィルタＳ3の１行１列から３行１００列までの各成分は１であり、４行１列から６行１００列までの各成分は−１である。このようなエッジフィルタＳ3を各座標に位置する画素のＵij値に施すと、Ｕij＝０となる連続した領域のうち最も上端にある画素で値が最大となる。上下端検知部１３は、エッジフィルタＳ3をかけることにより値が最大となる画素を鉄蓋領域の上端であると検知する。このように、エッジフィルタＳ3によってフィルタ処理を行うと、図６（ａ）に例を示すようなエッジフィルタＳ3をかけた値Ｆ３ijを色で表したフィルタ画像が得られる。図６（ｂ）に示す二値化画像の拡大図に表されているマンホールの上端に相当する位置において、図６（ａ）の画像に表されている、エッジフィルタＳ3をかけた値Ｆ３ijが高いことがわかる。
【数５】
0005925871.tif 000006
【００３０】
また、上下端検知部１３は、二値化画像Ｕijに式（６）によって定義される６行１００列のエッジフィルタＳ4を用いてフィルタ処理を行う。式（６）に示すように、エッジフィルタＳ4の１行１列から３行１００列までの各成分は−１であり、４行１列から６行１００列までの各成分は１である。このようなエッジフィルタＳ4を各座標に位置する画素のＵij値に施すと、Ｕij＝０となる連続した領域のうち最も下端にある画素で値が最大となる。上下端検知部１３は、エッジフィルタＳ4を施すことにより値が最大となる画素を鉄蓋領域の下端であると検知する。このように、エッジフィルタＳ4によってフィルタ処理を行うと、図６（ｃ）に例を示すようなエッジフィルタＳ4をかけた値Ｆ４ijを色で表したフィルタ画像が得られる。図６（ｄ）に示す二値化画像の拡大図に表されているマンホールの下端に相当する位置において、図６（ｃ）の画像に表されている、エッジフィルタＳ4をかけた値Ｆ４ijが高いことがわかる。
【数６】
0005925871.tif 000007
【００３１】
鉄蓋領域抽出部１４は、鉄蓋領域の左端、右端、上端、及び下端に基づいて鉄蓋領域を抽出する（鉄蓋領域抽出ステップ）。具体的には、図７に示すように、鉄蓋領域抽出部１４は、左右端検知部１２で検知された鉄蓋領域の左端及び右端をそれぞれ通り入力画像の縦軸に平行な２つの直線と、上端及び下端をそれぞれ通り入力画像の横軸に平行な２つの直線とによって囲まれる長方形の重心Ｏ、すなわち、図７の点Ａ，点Ｂ，点Ｃ，及び点Ｄを頂点とする長方形の重心Ｏ、を中心とする、式（７）で表される楕円及び該楕円の内部を鉄蓋領域として検出する。抽出した楕円の長軸の長さＷは左端及び右端をそれぞれ端部とする線分の長さであり、短軸の長さＬは上端及び下端をそれぞれ端部とする線分の長さである。
【数７】
0005925871.tif 000008
【００３２】
画素分解能算出機能部２０は、鉄蓋の直径の実サイズＴと、鉄蓋領域抽出部１４によって抽出された鉄蓋領域の大きさとを用いて、入力画像の１画素に相当する実際の長さを表す画素分解能Ｐ（ｍｍ／ｐｉｘｅｌ）を算出する。
【００３３】
図８に示すように、撮像装置が、撮像角度θ1でξ軸上のマンホール鉄蓋を斜め上方から撮像すると、撮像画像は面ＫＪに写像される。実際のマンホール鉄蓋の模様高さは、ζ軸方向の長さであるため、画素分解能算出機能部２０は、撮像画像に基づいてζ軸方向の長さを算出するための画素分解能Ｐ（ｍｍ／ｐｉｘｅｌ）を算出する。画素分解能算出機能部２０は、マンホール鉄蓋の実サイズＴ（ｍｍ）と鉄蓋領域抽出部１４によって検出された鉄蓋領域の長軸の長さＷ（ｐｉｘｅｌ）及び短軸の長さＬ（ｐｉｘｅｌ）を用いて、画素分解能Ｐを式（8）によって算出する。
【数８】
0005925871.tif 000009
【００３４】
測定部３０は、マンホール鉄蓋の模様高さを測定する。図９に示される例においては、ｍｎ間の長さが模様高さであるである。
【００３５】
測定部３０は、模様高さ測定機能部３１を備える。模様高さ測定機能部３１は、入力画像において、マンホール鉄蓋の側壁に相当する部分の縦方向の画素数と画素分解能とに基づいて模様高さを算出する。具体的には、模様高さ測定機能部３１は、ユーザ等の操作によって指定された２点間の縦方向の画素数に、画素分解能算出機能部２０によって算出された画素分解能Ｐ（ｍｍ／ｐｉｘｅｌ）を乗じることによって、実際のマンホール鉄蓋の模様高さを算出する。
【００３６】
また、模様高さ測定機能部３１は、後述する計測領域分割機能部４０によって分割される鉄蓋領域（以降、「分割領域）という）ごとに模様高さを測定する。そのため、模様高さ測定機能部３１は、１つの分割領域内で１ヶ所の模様高さを測定する。なお、模様高さ測定機能部３１は、１つの分割領域内で複数の模様高さを測定し、測定された複数の模様高さの例えば相加平均といった平均値を当該分割領域の模様高さとしてもよい。また、模様高さ測定機能部３１は、１つの分割領域内で測定した複数の模様高さの最大値又は最小値を当該分割領域の模様高さとしてもよい。
【００３７】
また、測定部３０は、図１０に示すように模様高さ自動測定機能部３２を備えてもよい。模様高さ自動測定機能部３２は、入力画像に基づいて自動で模様高さを測定する。具体的には、模様高さ自動測定機能部３２は、マンホール鉄蓋の側壁に相当する部分の縦方向の画素数と画素分解能とに基づいて模様高さを測定する。なお、一例として、マンホール鉄蓋の側壁に相当する部分は、入力画像をグレースケール化したグレースケール画像において一定以上、暗い部分とすることができる。例えば、模様高さ自動測定機能部３２は、図１１のように画像を一定の矩形に分割して、その分割画像をグレースケール化して黒（暗い）から白（明るい）の階調で表されるグレースケール画像を生成する。その後、模様高さ自動測定機能部３２は、グレースケール画像において一定以上の暗さを持つ画素の数を縦方向にカウントする。また、模様高さ自動測定機能部３２は、カウントした画素数に、上述の画素分解能Ｐ（ｍｍ／ｐｉｘｅｌ）を乗じてマンホール鉄蓋の模様高さを算出する。鉄蓋の模様高さが大きいほど、模様の側面に影が出来て一定以上の暗さを持つ画素の数が多くなるため、このように模様高さ自動測定機能部３２が、一定以上、暗い画素の数を縦方向にカウントすることによって模様高さを算出することができる。
【００３８】
計測領域分割機能部４０は、鉄蓋領域検出機能部１０によって検出された鉄蓋領域の周縁が形成する楕円の中心から放射状に鉄蓋領域を分割する（計測領域分割ステップ）。なお、計測領域分割機能部４０によって分割された分割領域の数（以降、「分割数」という）は運用によって任意の数とすることができるが、分割領域に少なくとも模様高さに係る側面が少なくとも１つ含まれるような分割数とする。
【００３９】
分割数をｎとした場合、分割領域の外周をなす２つの線分の成す角度θ2はθ2＝３６０／ｎ度となる。そのため、計測領域分割機能部４０は、鉄蓋領域において隣接する２つの分割領域の境界線（以降、「分割線」という）が、図１２に示すようにマンホール鉄蓋の中心を原点としたｘｙ直交座標系において、座標（０，０）及び座標（（Ｗ／２）＊ｃｏｓθ2，（Ｌ／２）＊ｓｉｎθ2）を端部とする線分となるように鉄蓋領域を分割する。例えば、分割数を８とした場合θ2＝３６０／８＝４５度となる。
【００４０】
表示部５０は、分割領域ごとに、模様高さ測定機能部３１によって測定された模様高さを表示する。例えば、図１３に示すように、表示部５０は、マンホール鉄蓋を表す画像に分割領域ごとに色又は模様等を付すことによって模様高さを表示する。
【００４１】
以上のように、本実施形態に記載されたマンホール鉄蓋の模様高さ評価システム１では、計測領域分割機能部４０が模様高さを算出する対象となる鉄蓋領域を分割領域に分割し、分割された分割領域ごとに模様高さを表示する。したがって、模様高さの低い分割領域では、模様高さの高い分割領域より、マンホール鉄蓋が摩耗していることがわかる。すなわち、マンホール鉄蓋において、いずれの分割領域に対応する部分の摩耗が進んでいるかを評価することができる。
【００４２】
また、入力画像はマンホール鉄蓋の面に対して斜め方向からマンホール鉄蓋を撮像するため、入力画像においてマンホール鉄蓋は偏平しており、入力画像において鉄蓋領域を等面積になるように分割した場合、対応する実際のマンホール鉄蓋の複数の領域の面積は互いに異なってしまう。本実施形態のように、計測領域分割機能部４０は、入力画像におけるマンホール鉄蓋の中心を表している部分を中心に等角度（θ2＝３６０／ｎ）で放射状に鉄蓋領域を分割するため、入力画像における分割領域に対応する実際のマンホール鉄蓋の各領域の面積は同一となる。したがって、同一の面積の各領域について模様高さを比較することができ、摩耗の度合いに偏りがあるか否かを評価することが可能となる。
【００４３】
また、本実施形態に記載されたマンホール鉄蓋の模様高さ評価システム１では、鉄蓋領域を分割し、分割領域について模様高さを測定しているが、マンホール鉄蓋の中心付近を除く領域、すなわち、マンホール鉄蓋の半径より短い半径を有する同心円内（以降、「中心部」という）の外部の鉄蓋領域を分割し、分割領域について模様高さを測定してもよい。具体的には、計測領域分割機能部４０は、鉄蓋領域検出機能部１０によって検出された鉄蓋領域のうち、マンホール鉄蓋の規格にて定められている模様が施されていない中心部を検出し、その中心部より外部の鉄蓋領域を分割する。中心部には模様が形成されていないため、中心部を表す領域には処理を行わず、中心部を表す領域より外部の鉄蓋領域のみに対して処理を行うことによって、模様高さを測定できない部分を生じさせることなく、処理量を削減することが可能となる。
【００４４】
また、本実施形態に記載されたマンホール鉄蓋の模様高さ評価システム１では、鉄蓋領域を分割し、分割領域について模様高さを測定しているが、マンホール鉄蓋の受枠を表す領域より内部の領域を分割し、分割領域について模様高さを測定してもよい。具体的には、計測領域分割機能部４０は、鉄蓋領域検出機能部１０によって検出された鉄蓋領域のうち、マンホール鉄蓋の規格にて定められている受枠を検出し、その受枠より内部の鉄蓋領域を分割する。受枠には模様が形成されていないため、受枠を表す領域には処理を行わず、受枠を表す領域より内部の鉄蓋領域のみに対して処理を行うことによって、模様高さを測定できない部分を生じさせることなく、処理量を軽減することが可能となる。図１３は、中心部及び受枠が除去された鉄蓋領域における模様高さの測定結果を示している。
【００４５】
また、本実施形態に記載されたマンホール鉄蓋の模様高さ評価システム１では、左右端検知部１２が、エッジフィルタＳ1をかけることによって得た値が最大となる画素をマンホール鉄蓋の左端としたが、例えば、マンホール鉄蓋の左端を画像の左端に近づけて撮像した画像を入力画像とし、画像の左端から所定の範囲内、例えば、画像の左端から２００ｐｉｘｅｌ分、の画素のうちエッジフィルタＳ1をかけた値Ｆijが最も大きい画素をマンホール鉄蓋の左端としてもよい。このように、最大値の検索範囲を限定してマンホール鉄蓋の左端を検知することによって、マンホール鉄蓋の左端でない画素についてエッジフィルタＳ1をかけた値が最大となってしまうことによる誤検知を防ぐことが可能となる。左右端検知部１２がマンホール鉄蓋の右端を検知するにあたっても同様である。
【００４６】
また、本実施形態に記載されたマンホール鉄蓋の模様高さ評価システム１では、上下端検知部１３がエッジフィルタＳ3をかけることによって得た値が最大となる画素をマンホール鉄蓋の上端としたが、例えば、エッジフィルタＳ3をかけた値Ｆijが所定の閾値以上をとる画素のうち、最も上部に位置する画素をマンホール鉄蓋の上端としてもよい。このようにしてマンホール鉄蓋の上端を検知することによって、マンホール鉄蓋の上端でない画素についてエッジフィルタＳ1をかけた値が最大となってしまうことによる誤検知を防ぐことが可能となる。上下端検知部１３がマンホール鉄蓋の下端を検知するにあたっても同様である。
【００４７】
上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、実施形態に記載の複数の構成ブロックを１つに組み合わせたり、あるいは１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１    マンホール鉄蓋の模様高さ評価システム
１０  鉄蓋領域検出機能部
１１  テクスチャマップ作成部
１２  左右端検知部
１３  上下端検知部
１４  鉄蓋領域抽出部
２０  画素分解能算出機能部
３０  測定部
３１  模様高さ測定機能部
３２  模様高さ自動測定機能部
４０  計測領域分割機能部
５０  表示部
【要約】      （修正有）【課題】画像中から鉄蓋の領域を選択する作業を行わずに、部分的に摩耗した鉄蓋の評価システムを提供する。【解決手段】マンホール鉄蓋の模様高さ評価システム１は、入力画像から、マンホール鉄蓋を表す鉄蓋領域を抽出する鉄蓋領域検出機能部１０と、鉄蓋領域検出機能部１０によって検出された鉄蓋領域とマンホール鉄蓋の実サイズとに基づいて、入力画像の１画素に相当する実際の長さを表す画素分解能を算出する画素分解能算出機能部２０と、画素分解能算出機能部２０によって算出された画素分解能を用いて、マンホール鉄蓋の、指定される複数の部分の模様高さを測定する測定部３０と、入力画像における鉄蓋領域を分割する計測領域分割機能部４０と、計測領域分割機能部４０によって分割された分割領域毎に、測定部３０によって測定された当該分割領域にある、対応する部分の模様高さを表示する表示部５０と、を備える。【選択図】図１【図１】
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【図３】
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【図８】
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【図１０】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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