(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ひび割れを含む原画像に、この原画像を複製してなる複製画像を、検出すべきひび割れの幅に対応する対応距離だけ移動させて重ねることにより、所定幅以上のひび割れを強調することを特徴とするひび割れ検出方法。
【請求項２】
請求項１に記載のひび割れ検出方法において、
上記複製画像を複数個作成し、これらの複数個の複製画像を、上記原画像に関して互いに異なる方向へ移動させることを特徴とするひび割れ検出方法。
【請求項３】
請求項２に記載のひび割れ検出方法において、
上記複製画像を２個作成し、これらの２個の複製画像を、上記原画像に関して互いに直交する方向へ移動させることを特徴とするひび割れ検出方法。
【請求項４】
請求項２に記載のひび割れ検出方法において、
上記複製画像を３個作成し、これらのうちの２個の複製画像を、上記原画像に関して互いに直交方向へ移動させ、残りの１個の複製画像を、上記２つの移動方向のいずれかに対して４５°をなす方向へ移動させることを特徴とするひび割れ検出方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のひび割れ検出方法において、
上記原画像に、複製の前に前処理を行うことを特徴とするひび割れ検出方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のひび割れ検出方法において、
上記原画像を、複製の前に二値化することを特徴とするひび割れ検出方法。
【請求項７】
ひび割れを含む原画像を複製して複製画像を作成する複製工程と、
上記複製画像を、検出すべきひび割れの幅に対応する対応距離だけ移動させて上記原画像に重ねる重複工程と
をコンピュータに実行させるためのひび割れ検出プログラム。
【請求項８】
請求項７に記載のひび割れ検出プログラムにおいて、
上記複製工程は、上記複製画像を複数個作成し、
上記重複工程は、上記複数個の複製画像を、上記原画像に関して互いに異なる方向へ移動させる
ことを特徴とするひび割れ検出プログラム。
【請求項９】
請求項７に記載のひび割れ検出プログラムにおいて、
上記複製工程は、上記複製画像を２個作成し、
上記重複工程は、上記２個の複製画像を、上記原画像に関して互いに直交する方向へ移動させる
ことを特徴とするひび割れ検出プログラム。
【請求項１０】
請求項７に記載のひび割れ検出プログラムにおいて、
上記複製工程は、上記複製画像を３個作成し、
上記重複工程は、上記３個の複製画像のうちの２個の複製画像を、上記原画像に関して互いに直交方向へ移動させ、残りの１個の複製画像を、上記２つの移動方向のいずれかに対して４５°をなす方向へ移動させる
ことを特徴とするひび割れ検出プログラム。
【請求項１１】
請求項７乃至１０のいずれかに記載のひび割れ検出プログラムにおいて、
上記原画像に複製画像を重ねてなる合成画像に対して、所定幅以上のひび割れを抽出する幅抽出工程を備えることを特徴とするひび割れ検出プログラム。
【請求項１２】
請求項７乃至１１のいずれかに記載のひび割れ検出プログラムにおいて、
上記原画像に複製画像を重ねてなる合成画像に対して、所定長さ以上の線分を抽出する長さ抽出工程を備えることを特徴とするひび割れ検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば舗装の表面に生じたひび割れを検出するひび割れ検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、道路の維持管理の一環として、舗装の表面に生じたひび割れを検出し、ひび割れの発生状況から舗装の健全度を判断し、補修計画を策定している。舗装のひび割れの検出方法としては、舗装の表面を撮影した撮影画像を、作業者が目視でひび割れを探索する方法がある。作業者が撮影画像中のひび割れを発見すると、その形状を透明シート等に写し取ってひび割れマップを作成する。このひび割れマップに基づいて、舗装の健全度が判断される。
【０００３】
また、舗装のひび割れの検出方法として、コンピュータを用いた画像認識技術を応用した方法が存在する。画像認識技術を応用したひび割れの検出方法として、舗装の撮影画像を、複数の単純な画像フィルタを遺伝的プログラミングの手法により組み合わせてなるフィルタを通して、ひび割れを抽出する方法がある（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１７９８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
舗装の健全度を正確に判断するためには、健全度に影響のある一定幅以上のひび割れを選択して検出する必要がある。そこで、人手によるひび割れの検出方法では、発見した全てのひび割れについて、スケールで幅を測定し、ひび割れマップに記載している。このように、全てのひび割れの幅をスケールで測定する作業は、多大の手間がかかる不都合がある。
【０００６】
また、特許文献１の画像認識技術を応用したひび割れの検出方法は、処理内容が複雑で比較的大きなコンピュータ資源を必要とする問題がある。また、微細なひび割れを精度良く除去することが難しく、ひび割れの検出精度がなお低いという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、所定幅以上のひび割れを、少ない手間により、容易かつ精度良く検出できるひび割れ検出方法及びひび割れ検出プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明のひび割れ検出方法は、ひび割れを含む原画像に、この原画像を複製してなる複製画像を、検出すべきひび割れの幅に対応する対応距離だけ移動させて重ねることにより、上記検出すべきひび割れを強調することを特徴としている。
【０００９】
上記構成によれば、ひび割れを含む原画像を複製し、複製画像を作成する。この複製画像を、検出すべきひび割れの幅に対応する対応距離だけ移動させて、原画像に重ねる。そうすると、上記対応距離よりも幅の大きいひび割れは、原画像と複製画像とが重なるので強調される。一方、上記対応距離よりも幅の小さいひび割れは、原画像と複製画像とが重ならず、互いの間に隙間が生じるので、強調されない。このように、検出すべきひび割れを、容易かつ効果的に強調できるので、上記検出すべきひび割れを、容易かつ高精度に検出することができる。
【００１０】
ここで、原画像に重ねる複製画像は、１つ又は複数のいずれでもよい。原画像に複製画像を重ねた合成画像において、ひび割れのうち、複製画像の移動方向と直角に延びる部分は、ひび割れの幅に移動距離を加えた幅となるが、移動方向と平行に延びる部分は、幅が変わらない。したがって、複製画像が１つの場合、多くのひび割れが延在する方向に対して直角方向に移動して原画像に重ねるのが好ましい。これにより、多くのひび割れについて、対応距離よりも大きい幅のひび割れを強調することができる。
【００１１】
また、ひび割れを構成する部分のうち、移動方向と平行の部分は幅が殆ど増大せず、殆ど強調されないが、移動方向と直角の部分が存在し、この部分の幅が対応距離だけ増大して強調されていればよい。すなわち、ひび割れの一部が強調されていればよい。この強調部分を容易に抽出できるので、この強調部分を含むひび割れの全体も、容易に検出できる。
【００１２】
また、原画像のひび割れは、撮影環境等に起因して不連続に写る場合があるが、複製画像を対応距離だけ移動して重ねることにより、不連続に写ったひび割れを連続に修正することができる。したがって、ひび割れの検出を容易に行うことができる。
【００１３】
本発明は、種々の構造物の表面に生じたひび割れを検出するために適用できる。特に、ひび割れの生じる面積の比較的大きい舗装について、検出すべきひび割れを容易かつ効果的に強調でき、高効率かつ高精度にひび割れを検出できる。
【００１４】
一実施形態のひび割れ検出方法は、上記複製画像を複数個作成し、これらの複数個の複製画像を、上記原画像に関して互いに異なる方向へ移動させるものである。
【００１５】
上記実施形態によれば、複数個の複製画像を、原画像に関して互いに異なる方向へ移動させて原画像と重ねることにより、検出すべきひび割れを効果的に強調できる。特に、ひび割れを構成する部分が向く方向の多い順に、これらの部分の直角方向に、複数個の複製画像を夫々移動して原画像に重ねるのが好ましい。これにより、ひび割れを構成する多くの部分を強調することができる。
【００１６】
一実施形態のひび割れ検出方法は、上記複製画像を２個作成し、これらの２個の複製画像を、上記原画像に関して互いに直交する方向へ移動させるものである。
【００１７】
上記実施形態によれば、複製画像を２個作成し、これらの２個の複製画像を、原画像に関して互いに直交する方向へ移動させることにより、種々の方向を向く部分で構成されたひび割れを、偏りが比較的少ない状態で強調できる。
【００１８】
一実施形態のひび割れ検出方法は、上記複製画像を３個作成し、これらのうちの２個の複製画像を、上記原画像に関して互いに直交方向へ移動させ、残りの１個の複製画像を、上記２つの移動方向のいずれかに対して４５°をなす方向へ移動させるものである。
【００１９】
上記実施形態によれば、複製画像を３個作成し、これらのうちの２個の複製画像を原画像に関して互いに直交する方向へ移動させる。さらに、これらの直交する２つの移動方向のいずれかに対して４５°をなす方向へ、残りの１個の複製画像を移動させる。すなわち、直交する移動方向のうちの一方を基準とし、直交する移動方向のうちの他方の方向が９０°である場合、４５°の方向又は１３５°の方向へ残りの１個の複製画像を移動させる。これらの方向へ複製画像を移動させることにより、４５°の方向又は１３５°の方向と直交方向に延在するひび割れを、０°の方向又は９０°の方向と直交方向に延在するひび割れと同様に強調することができる。また、ひび割れを構成する種々の方向の線分を、略均一に強調することができる。
【００２０】
一実施形態のひび割れ検出方法は、上記原画像に、複製の前に前処理を行うものである。
【００２１】
上記実施形態によれば、原画像に前処理を行い、前処理を行った原画像を複製して複製画像を作成することにより、ひび割れの検出を容易に行うことができる。前処理としては、ノイズ除去、色変換、解像度変換、二値化等を行うことができる。
【００２２】
一実施形態のひび割れ検出方法は、上記原画像を、複製の前に二値化するものである。
【００２３】
上記実施形態によれば、原画像の二値化を行い、二値化した原画像を複製して複製画像を作成することにより、画像中のひび割れ以外の部分を効果的に除去できて、ひび割れの検出を容易に行うことができる。
【００２４】
本発明のひび割れ検出プログラムは、ひび割れを含む原画像を複製して複製画像を作成する複製工程と、
上記複製画像を、検出すべきひび割れの幅に対応する対応距離だけ移動させて上記原画像に重ねる重複工程と
をコンピュータに実行させるものである。
【００２５】
上記構成のひび割れ検出プログラムによれば、コンピュータにより、ひび割れを含む原画像を複製し、複製画像を作成する。この複製画像を、検出すべきひび割れの幅に対応する対応距離だけ移動させて、原画像に重ねる。そうすると、上記対応距離よりも幅の大きいひび割れは、原画像と複製画像とが重なるので強調される。一方、上記対応距離よりも幅の小さいひび割れは、原画像と複製画像とが重ならず、互いの間に隙間が生じるので、強調されない。このように、検出すべきひび割れを、容易かつ効果的に強調できる。原画像と複製画像で幅が増大して強調されたひび割れは、強調されなかったひび割れに対して、幅に対応距離以上の差があるので、例えば画像処理により容易に抽出できる。したがって、上記検出すべきひび割れを、容易かつ高精度に検出することができる。
【００２６】
ここで、原画像に重ねる複製画像は、１つ又は複数のいずれでもよい。原画像に複製画像を重ねた合成画像において、ひび割れのうち、複製画像の移動方向と直角に延びる部分は、ひび割れの幅に移動距離を加えた幅となるが、移動方向と平行に延びる部分は、幅が変わらない。したがって、複製画像が１つの場合、多くのひび割れが延在する方向に対して直角方向に移動して原画像に重ねるのが好ましい。これにより、多くのひび割れについて、対応距離よりも大きい幅のひび割れを強調することができる。
【００２７】
また、ひび割れを構成する部分のうち、移動方向と平行の部分は幅が殆ど増大せず、殆ど強調されないが、移動方向と直角の部分が存在し、この部分の幅が対応距離だけ増大して強調されていればよい。すなわち、ひび割れの一部が強調されていればよい。この強調部分を容易に抽出できるので、この強調部分を含むひび割れの全体も、容易に検出できる。
【００２８】
また、原画像のひび割れは、撮影環境等に起因して不連続に写る場合があるが、複製画像を対応距離だけ重ねることにより、不連続に写ったひび割れを連続に修正することができる。したがって、ひび割れの検出を容易に行うことができる。
【００２９】
本発明は、種々の構造物の表面に生じたひび割れを検出するために適用できる。特に、ひび割れの生じる面積の比較的大きい舗装について、検出すべきひび割れを容易かつ効果的に強調でき、高効率かつ高精度にひび割れを検出できる。
【００３０】
一実施形態のひび割れ検出プログラムは、上記複製工程は、上記複製画像を複数個作成し、
上記重複工程は、上記複数個の複製画像を、上記原画像に関して互いに異なる方向へ移動させるものである。
【００３１】
上記実施形態によれば、複数個の複製画像を、原画像に関して互いに異なる方向へ移動させて原画像と重ねることにより、検出すべきひび割れを効果的に強調できる。特に、ひび割れを構成する部分が向く方向の多い順に、これらの部分の直角方向に、複数個の複製画像を夫々移動して原画像に重ねるのが好ましい。これにより、ひび割れを構成する多くの部分を強調することができる。
【００３２】
一実施形態のひび割れ検出プログラムは、上記複製工程は、上記複製画像を２個作成し、
上記重複工程は、上記２個の複製画像を、上記原画像に関して互いに直交する方向へ移動させるものである。
【００３３】
上記実施形態によれば、複製画像を２個作成し、これらの２個の複製画像を、原画像に関して互いに直交する方向へ移動させることにより、種々の方向を向く部分で構成されたひび割れを、偏りが比較的少ない状態で強調できる。
【００３４】
一実施形態のひび割れ検出プログラムは、上記複製工程は、上記複製画像を３個作成し、
上記重複工程は、上記３個の複製画像のうちの２個の複製画像を、上記原画像に関して互いに直交方向へ移動させ、残りの１個の複製画像を、上記２つの移動方向のいずれかに対して４５°をなす方向へ移動させるものである。
【００３５】
上記実施形態によれば、複製画像を３個作成し、これらのうちの２個の複製画像を原画像に関して互いに直交する方向へ移動させる。さらに、これらの直交する２個の移動方向のいずれかに対して４５°をなす方向へ、残りの１個の複製画像を移動させる。すなわち、直交する移動方向のうちの一方を基準とし、直交する移動方向のうちの他方の方向が９０°である場合、４５°の方向又は１３５°の方向へ残りの１個の複製画像を移動させる。これらの方向へ複製画像を移動させることにより、検出すべきひび割れの殆どの部分を、効果的に強調できる。
【００３６】
一実施形態のひび割れ検出プログラムは、上記原画像に複製画像を重ねてなる合成画像に対して、所定幅以上のひび割れを抽出する幅抽出工程を備える。
【００３７】
上記実施形態によれば、移動方向と直交方向に延在するひび割れに関して、重複工程により、対応距離以上の幅を有するひび割れは幅が増大する一方、対応距離よりも小さい幅を有するひび割れは幅が増大しない。したがって、合成画像において対応距離の２倍以上の幅を有する線分を抽出することにより、対応距離以上の幅を有するひび割れを、高い精度で検出することができる。
【００３８】
一実施形態のひび割れ検出プログラムは、上記原画像に複製画像を重ねてなる合成画像に対して、所定長さ以上の線分を抽出する長さ抽出工程を備える。
【００３９】
上記実施形態によれば、重複工程により、不連続に写ったひび割れが、ひび割れの延在方向に重なるので連続に修正される。したがって、合成画像から所定長さ以上の線分を抽出することにより、ひび割れを容易かつ精度良く抽出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】原画像と合成画像に含まれるｙ方向のひび割れを模式的に示した図である。
【図２】原画像と合成画像に含まれるｘ方向のひび割れを模式的に示した図である。
【図３】原画像と合成画像に含まれ、ｙ方向に対して４５°をなすひび割れを模式的に示した図である。
【図４】原画像と複製画像に含まれ、ｙ方向に対して−４５°をなすひび割れを模式的に示した図である。
【図５】ｘ方向に対して角度θをなすひび割れが、原画像と複製画像とで幅方向に連なる様子を模式的に示した図である。
【図６Ａ】延在方向において幅の異なる部分を有するひび割れを示す模式図である。
【図６Ｂ】原画像の図６Ａに対して第１複製画像を重ね合せた第１合成画像を示す模式図である。
【図６Ｃ】第１合成画像の図６Ｂに対して第２複製画像を重ね合せた第２合成画像を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００４２】
構造物としての道路の舗装に関し、舗装の健全度を判断する指標として、ひび割れ率が用いられている。ひび割れ率は、次のようにして求められる。まず、舗装の対象領域の表面をデジタルスチルカメラやラインスキャナで撮影し、撮影画像を縦横５０ｃｍおきに区切り、一辺が５０ｃｍの正方形のブロックに分ける。各ブロックに存在するひび割れの本数を数え、このひび割れの本数が１本の場合は、ブロックの面積の６０％を破損面積とする。一方、ひび割れの本数が２本以上の場合は、ブロックの面積の１００％を破損面積とする。ひび割れは、幅が１ｍｍ以上のものを、計数の対象とする。これらの破損面積を合計し、合計した破損面積が、対象領域の面積に対して占める割合を求めることにより、ひび割れ率が算出される。
【００４３】
ひび割れの本数を数えるために、本発明の実施形態のひび割れ検出方法を行う。まず、撮影画像を原画像とし、この原画像に、前処理としてノイズ除去を行う。前処理を行った原画像を複製し、２つの複製画像を作成する。これらの２つの複製画像を、原画像に対して互いに直交するｘ方向とｙ方向へ、それぞれ対応距離として１ｍｍずつ移動させて重ね合せ、合成画像を作成する。この合成画像では、原画像において１ｍｍ以上の幅を有するひび割れが、２ｍｍ以上の幅となって強調される。
【００４４】
図１は、原画像と合成画像に含まれるｙ方向のひび割れを模式的に示した図である。図１（ａ）は、原画像に含まれるひび割れのうち、１ｍｍ以上の幅を有するひび割れ１１である。図１（ｂ）は、合成画像を示す図であり、図１（ａ）の原画像のひび割れ１１と、ｘ方向へ１ｍｍ移動した複製画像のひび割れ２１とが重なり合い、２ｍｍ以上の幅となって一体に表れる。一方、幅が１ｍｍ未満のひび割れ１２は、合成画像を示す図１（ｃ）のように、ｘ方向へ１ｍｍ移動した複製画像のひび割れ２２と重ならず、２本のひび割れ１２，２２が分離して表れる。このように、検出すべき１ｍｍ以上の幅を有するひび割れ１１は、図１（ｂ）のように、複製画像を対応距離の１ｍｍだけ移動することにより、合成画像で２ｍｍ以上の幅となって強調される。したがって、合成画像を用いて、１ｍｍ以上の幅を有するひび割れ１１を容易に検出することができる。
【００４５】
図２は、原画像と合成画像に含まれるｘ方向のひび割れを模式的に示した図である。図２（ａ）は、原画像に含まれるひび割れのうち、１ｍｍ以上の幅を有するひび割れ３１である。図２（ｂ）は、合成画像を示す図であり、図２（ａ）の原画像のひび割れ３１と、ｙ方向へ１ｍｍ移動した複製画像のひび割れ４１とが重なり合い、２ｍｍ以上の幅となって一体に表れる。一方、幅が１ｍｍ未満のひび割れ３２は、合成画像を示す図２（ｃ）のように、ｙ方向へ１ｍｍ移動した複製画像のひび割れ４２と重ならず、２本のひび割れ３２，４２が分離して表れる。このように、検出すべき１ｍｍ以上の幅を有するひび割れ３１は、図２（ｂ）のように、複製画像を対応距離の１ｍｍだけ移動することにより、合成画像で２ｍｍ以上の幅となって強調される。したがって、合成画像を用いて、１ｍｍ以上の幅を有するひび割れ３１を容易に検出することができる。
【００４６】
図３は、原画像と合成画像に含まれ、ｙ方向に対して４５°をなすひび割れを模式的に示した図である。図３（ａ）は、原画像に含まれるひび割れのうち、幅ｗ０が１ｍｍ以上のひび割れ５１である。図３（ｂ）は、原画像に、複製画像をｘ方向へ１ｍｍ移動して重ねた合成画像である。図３（ｂ）に示すように、ｙ方向に対して４５°をなすひび割れ５１を含む原画像に対して、複製画像をｘ方向の切断線Ｌｘに沿って１ｍｍの対応距離Δｘだけ移動すると、ひび割れの幅方向の移動距離Δｗ１は約０．７１ｍｍとなる。したがって、原画像のひび割れ５１と複製画像のひび割れ６１は幅方向の一部が重複し、この原画像のひび割れ５１の幅ｗ０と、複製画像のひび割れ６１の移動距離Δｗ１との合計の１．７１ｍｍの幅となる。図３（ｃ）は、原画像に対して複製画像をｘ方向へ移動して重ねた後、複製画像をｙ方向へ１ｍｍ移動して重ねた場合の合成画像である。図３（ｃ）に示すように、ｙ方向に対して４５°をなすひび割れ５１を含む原画像に対して、複製画像をｙ方向の切断線Ｌｙに沿って１ｍｍの対応距離Δｙだけ移動すると、ひび割れの幅方向の移動距離Δｗ２は約０．７１ｍｍとなる。したがって、原画像のひび割れ５１と複製画像のひび割れ７１は幅方向の一部が重複する。これにより、原画像のひび割れ５１と、２つの複製画像のひび割れ６１，７１が重複してなる幅は、原画像のひび割れ５１の幅ｗ０と、複製画像のひび割れ６１，７１の移動距離Δｗ１Δｗ２との合計の２．４２ｍｍの幅となる。以上より、ｙ方向に対して４５°をなすひび割れ５１は、１個の複製画像をｘ方向へ移動する場合は、１．７１ｍｍの幅に強調される一方、２個の複製画像をｘ方向とｙ方向へ移動する場合は、２．４２ｍｍの幅に強調される。なお、１個の複製画像をｙ方向へ移動する場合もまた、ｘ方向へ移動する場合と同様に、１．７１ｍｍの幅に強調される。したがって、合成画像を用いて、１個の複製画像をｘ方向又はｙ方向へ移動した場合は１．７１ｍｍ以上の幅を有する線分を抽出することにより、１ｍｍ以上の幅を有するひび割れ５１を検出することができる。また、２個の複製画像をｘ方向とｙ方向へ移動した場合は２．４２ｍｍ以上の幅を有する線分を抽出することにより、１ｍｍ以上の幅を有するひび割れ５１を検出することができる。
【００４７】
図４は、原画像と複製画像に含まれ、ｙ方向に対して−４５°をなすひび割れを模式的に示した図である。図４は、原画像に、複製画像をｘ方向へ１ｍｍ移動して重ねた合成画像を示している。図４に示すように、ｙ方向に対して−４５°をなすひび割れ８１を含む原画像に対して、複製画像をｘ方向の切断線Ｌｘに沿って１ｍｍの対応距離Δｘだけ移動すると、ひび割れの幅方向の移動距離Δｗ３は約０．７１ｍｍとなる。したがって、原画像のひび割れ８１と複製画像のひび割れ９１は、幅方向の一部が重複する。これにより、原画像のひび割れ８１と複製画像のひび割れ９１が重複してなる幅は、原画像のひび割れ８１の幅ｗ０と、複製画像のひび割れ９１の移動距離Δｗ３との合計の１．７１ｍｍの幅となる。このｙ方向に対して−４５°をなすひび割れ８１は、原画像をｙ方向へ移動した場合も、幅方向における移動方向はｙ方向へ移動した場合と同じである。したがって、ｙ方向へ移動した複製画像のひび割れは、ｘ方向へ移動した複製画像のひび割れ９１と一致する。したがって、ｙ方向に対して−４５°をなすひび割れ８１は、原画像に、ｘ方向へ移動した複製画像と、ｙ方向へ移動した複製画像とのいずれか一方又は両方を重ねた場合、いずれも１．７１ｍｍの幅となる。したがって、合成画像を用いて、１個の複製画像をｘ方向又はｙ方向へ移動した場合と、２個の複製画像をｘ方向及びｙ方向へ移動した場合のいずれも、１．７１ｍｍ以上の幅を有する線分を抽出することにより、１ｍｍ以上の幅を有するひび割れ８１を検出することができる。
【００４８】
このように、１ｍｍの幅を有してｙ方向に対して４５°をなすひび割れ５１は、１個の複製画像をｘ方向へ移動する場合、合成画像において１．７１ｍｍの幅に強調される。また、１ｍｍの幅を有してｙ方向に対して−４５°をなすひび割れ８１は、１個の複製画像をｘ方向へ移動する場合、及び／又は、１個の複製画像をｙ方向へ移動する場合、合成画像において１．７１ｍｍの幅に強調される。したがって、合成画像において１．７１ｍｍ以上の幅の線分を抽出すれば、２ｍｍの幅に強調されたｙ方向のひび割れ１１と、２ｍｍの幅に強調されたｘ方向のひび割れ３１と、１．７１ｍｍ又は２．４２ｍｍの幅に強調されたｙ方向に対して４５°をなすひび割れ５１と、１．７１ｍｍの幅に強調されたｙ方向に対して−４５°をなすひび割れ８１とのいずれも検出されるので、種々の方向を向いて幅が１ｍｍ以上のひび割れを、容易かつ精度良く検出することができる。このように、複製画像を対応距離の１ｍｍだけ移動させて原画像に重ねた合成画像において、検出幅として１．７１ｍｍ以上の線分を検出することにより、１ｍｍ以上の幅のひび割れを精度良く検出することができる。
【００４９】
図３及び図４に示すように、ｙ方向に対して４５°をなすひび割れ５１と、ｙ方向に対して−４５°をなすひび割れ８１は、ｘ方向又はｙ方向へ１ｍｍの対応距離Δｘ，Δｙだけ移動しても、幅方向への移動距離は０．７１ｍｍとなり、互いに０．２９ｍｍの幅の重複が生じる。したがって、複製画像をｘ方向又はｙ方向へ１ｍｍ移動する場合、原画像のひび割れ５１の幅が１ｍｍ以下でも、合成画像においてひび割れが幅方向に連なって、強調される場合がある。このように合成画像でひび割れが強調される幅の最小値は、ひび割れの傾斜方向に応じて変化する。図５は、ｘ方向に対して角度θをなして傾斜し、幅ｗｃを有する原画像のひび割れ１０１について、複製画像をｙ方向へ１ｍｍの対応距離Δｙだけ移動した場合に、複製画像のひび割れ１０２と幅方向に連なる様子を示した図である。このように、幅が重複せずに幅方向に連なる最小の幅ｗｃは、ひび割れ１０１の角度θに応じて定まる。この幅ｗｃは、対応距離Δｙの１に、ｃｏｓθを乗じた値であり、次の表１に示す値である。
【表１】
0005754720.tif 000002
【００５０】
表１に示すように、複製画像をｙ方向へ１ｍｍの対応距離Δｙだけ移動した場合に、ひび割れの角度θが４５°の場合は、０．７１ｍｍ以上の幅であれば、原画像のひび割れと連なって幅が強調される。したがって、原画像において、角度θが４５°のひび割れは、０．７１ｍｍ以上の幅であれば抽出されることになる。例えば、舗装のひび割れ率を求める場合、原画像に、２つの複製画像をｘ方向及びｙ方向へ１ｍｍの対応距離Δｘ，Δｙだけ移動して重ねると、ｘ方向及びｙ方向と平行をなすひび割れの部分は、１ｍｍ以上の幅であれば強調される一方、ｘ方向に対して４５°をなすひび割れの部分は、０．７１ｍｍ以上の幅であれば強調される。すなわち、合成画像において強調されたひび割れを抽出すれば、対応距離の１ｍｍよりも小さい０．７１ｍｍの幅のひび割れも抽出されることになる。ここで、幅が０．７１ｍｍ以上のひび割れを抽出すると、ひび割れ率が増大して安全側の結果となる。しかし、ひび割れの進展方向はランダムに存在し、表１に示すように、０°から４５°までの間に延びるひび割れは、Δｙ方向に１ｍｍ移動させたときに重複する限界の幅の平均が、０．９０ｍである。すなわち、ランダムに延びる複数のひび割れを、所定の方向に１ｍｍ移動させたとき、概ね０．９０ｍｍ以上の幅のひび割れが強調されるので、実用上、この方法を利用できる。したがって、原画像に、２つの複製画像をｘ方向及びｙ方向へ１ｍｍの対応距離Δｘ，Δｙだけ移動してなる合成画像を用いて、強調されたひび割れを抽出することにより、容易かつ比較的高精度に、ひび割れを検出することができる。こうして検出したひび割れの本数に基づいて、舗装のひび割れ率を、容易かつ比較的高精度に算出することができる。
【００５１】
図６Ａは、延在方向において幅の異なる部分を有するひび割れを示す模式図である。このひび割れ１１０Ａは、幅が０．３ｍｍの細幅部１１１ａと、幅が１．３ｍｍの中幅部１１２ａと、幅が２．６ｍｍの太幅部１１３ａとが連なって形成されている。このひび割れ１１０Ａを示す図６Ａを原画像とし、この原画像を複製してなる第１複製画像を、原画像に対して、ｙ方向に対応距離の１ｍｍだけ移動し、重ね合せて、図６Ｂに示すような第１合成画像を作成した。また、図６Ｂの第１合成画像に対して、図６Ａの原画像を複製してなる第２複製画像を、ｘ方向に対応距離の１ｍｍだけ移動し、重ね合せて、図６Ｃに示すような第２合成画像を作成した。第２複製画像を移動させる前の原点は、原画像の原点と同じである。図６Ｂ及び６Ｃにおいて、後に重ねた画像の内容ほど表面に現れるように記載している。図６Ｂの第１合成画像において、第１複製画像のひび割れ１１０Ｂのうち、細幅部１１１ｂは、原画像のひび割れ１１０Ａの細幅部１１１ａに対して分離する。一方、中幅部１１２ｂ及び太幅部１１３ｂは、原画像のひび割れ１１０Ａの中幅部１１２ａ及び太幅部１１３ａと重なり合って幅が太くなり、強調される。また、図６Ｃの第２合成画像において、第２複製画像のひび割れ１１０Ｃのうち、細幅部１１１ｃは、原画像のひび割れ１１０Ａの細幅部１１１ａと、第１複製画像のひび割れ１１０Ｂの細幅部１１１ｂに対して分離する。一方、第２複製画像のひび割れ１１０Ｃのうち、中幅部１１２ｃ及び太幅部１１３ｃは、原画像及び第１複製画像のひび割れ１１０Ａ，１１０Ｂの中幅部１１２ａ，１１２ｂ及び太幅部１１３ａ，１１３ｂと重なり合って幅が増大し、強調される。このように、ひび割れの幅が表１の平均値の０．９０ｍｍよりも細い細幅部１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃは、分離して強調されない一方、ひび割れの幅が表１の平均値の０．９０ｍｍよりも太い中幅部１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ及び太幅部１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃは、幅が増大して強調されることが確認された。
【００５２】
舗装の表面を撮影した撮影画像には、撮影環境や撮影装置の状態等に起因して、ひび割れが途切れて不連続に写る場合がある。ここで、本実施形態によれば、原画像に対して、複製画像を対応距離だけ移動させて重ねるので、ひび割れの途切れた部分を移動させて連続した部分と重ねることができる。したがって、不連続に写ったひび割れを、連続に修正することができる。その結果、ひび割れの検出を容易に行うことができる。
【００５３】
上記実施形態において、原画像を複製した２つの複製画像を、原画像に対して互いに直交するｘ方向とｙ方向に、対応距離の１ｍｍだけ夫々移動して重ねて合成画像を作成し、これにより強調されたひび割れを抽出したが、ひび割れを抽出する際に、幅が２ｍｍ以上のひび割れを抽出してもよい。これにより、ｘ方向に対して４５°の方向に延在するひび割れや、ｙ方向に対して４５°の方向に延在するひび割れについて、幅が１ｍｍ以下のひび割れも抽出してしまう不都合を防止できる。この場合、ｘ方向に対して４５°の方向に延在するひび割れや、ｙ方向に対して４５°の方向に延在するひび割れは、原画像において１．２９ｍｍ以上の幅を有しなければ抽出されないが、これらのひび割れが、ｘ方向又はｙ方向に延在する部分に連なっていれば、このｘ方向又はｙ方向に延在する部分の幅が２ｍｍ以上に強調されるので、この部分に基づいてひび割れを抽出できる。すなわち、ひび割れの一部が強調されれば、この一部を抽出することにより、この一部に連なる他の部分も検出できる。
【００５４】
また、上記実施形態において、原画像を更に複製して第３の複製画像を作成し、この第３の複製画像を、ｘ方向又はｙ方向に対して４５°をなす方向へ、対応距離だけ移動してもよい。すなわち、第３の複製画像を、ｘ方向又はｙ方向に対して４５°をなす方向へ移動してもよい。これにより、ｘ方向又はｙ方向に対して４５°の方向と直交方向に延在するひび割れを、ｘ方向及びｙ方向と直交方向に延在するひび割れと同様に強調できる。また、ひび割れを構成する種々の方向の線分を、略均一に強調できる。
【００５５】
また、上記実施形態において、原画像に対して、２つの複製画像を互いに直交するｘ方向とｙ方向に移動して重ねたが、複製画像は１つでもよく、また、移動する方向はｘ方向とｙ方向のいずれでもよい。また、複製画像を移動する方向は、適宜設定することができる。例えば、原画像に含まれる複数のひび割れのうち、最も多くのひび割れが延在する方向に対して直交する方向に、複製画像を移動することができる。これにより、対応距離以上の幅を有するひび割れを、効果的に強調することができる。また、２つ以上の複製画像を作成し、ひび割れを構成する線分のうち、向く方向の多い順に、その方向と直交する方向に複製画像を移動させてもよい。これにより、多くのひび割れを、略均一に強調することができる。
【００５６】
上記実施形態において、原画像を複製して複製画像を作成し、複製画像を原画像に重ね合せて合成画像を作成する工程は、作業者が複写機やプリンターを用いて各画像を紙や透明シートに印刷し、手作業で行ってもよい。また、コンピュータにひび割れ検出プログラムをインストールし、ＣＰＵで上記ひび割れ検出プログラムを実行することにより、上記コンピュータに、ひび割れを含む原画像を複製して複製画像を作成する複製工程と、この複製画像を、検出すべきひび割れの幅に対応する対応距離だけ移動させて上記原画像に重ねる重複工程とを実行させてもよい。
【００５７】
また、上記実施形態において、合成画像からひび割れを検出する作業は、作業者が、紙に印刷された画像やディスプレイに表示された画像を視認して手作業で行ってもよく、或いは、コンピュータで画像認識ソフトウェアを実行して行ってもよい。
【００５８】
また、上記実施形態において、原画像に対する前処理としてノイズ除去を行ったが、前処理として、色変換、解像度変換及び二値化等を行ってもよい。
【００５９】
上記実施形態では、本発明を道路の舗装に適用した場合を説明したが、本発明は、道路の舗装以外の種々の構造物について適用できる。例えば、アスファルト舗装や、橋梁のコンクリート床版や、橋梁のコンクリート橋脚、ビルディングの壁や柱等、土木構造物や建築物等の種々の構造物について、表面に生じたひび割れを検出するために本発明を適用できる。また、上記実施形態では、舗装のひび割れ率を算出するために本発明を適用したが、ひび割れ率の算出以外の目的のために、本発明は広く適用できる。
【符号の説明】
【００６０】
１１，１２，２１，２２，３１，３２，４１，４２，５１，６１，７１，８１，９１，１０１，１０２，１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ  ひび割れ
１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ  ひび割れの細幅部
１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ  ひび割れの中幅部
１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ  ひび割れの太幅部
【要約】
【課題】所定幅以上のひび割れを、少ない手間により精度良く検出できるひび割れ検出方法及びひび割れ検出プログラムを提供する。
【解決手段】舗装の表面を撮影して撮影画像を作成し、この撮影画像の原画像を複製して複製画像を作成する。原画像に、複製画像をｘ方向に対応距離だけ移動して重ねる。原画像に含まれ、対応距離と同じ幅を有してｙ方向に延在するひび割れ１１は、複製画像のひび割れ２１と幅方向に連なって幅が増大し、強調される。原画像に含まれ、対応距離よりも小さい幅を有してｙ方向に延在するひび割れ１２は、複製画像のひび割れ２２との間に隙間が生じるので、強調されない。所定の大きさ以上の幅を有するひび割れ１１を、効果的に強調できるので、容易に抽出できる。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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