(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物のひび割れ箇所の長さを算出する構造物維持管理業務システムであって，
前記構造物を撮影した画像情報の入力を受け付ける撮影画像情報入力受付処理部と，
前記入力を受け付けた画像情報に基づいて正置画像情報を生成する正置画像情報生成処理部と，
前記生成した正置画像情報におけるひび割れ箇所の長さを検出し，前記画像情報の縮尺に基づいて乗算することで実際のひび割れ箇所の長さを算出する長さ算出処理部と，を有しており，
前記画像情報は，パノラマ撮影されたパノラマ画像情報であり，
前記正置画像情報生成処理部は，
前記パノラマ画像情報において２点の消失点を特定する消失点特定処理部と，
前記特定した消失点に基づいて前記パノラマ画像情報の各画素の座標情報を，正置画像情報の座標情報に変換することで正置画像情報を生成する座標変換処理部と，を有する，
ことを特徴とする構造物維持管理業務システム。
【請求項２】
構造物のひび割れ箇所の長さを算出する構造物維持管理業務システムであって，
前記構造物を撮影した画像情報の入力を受け付ける撮影画像情報入力受付処理部と，
前記入力を受け付けた画像情報に基づいて正置画像情報を生成する正置画像情報生成処理部と，
前記生成した正置画像情報におけるひび割れ箇所の長さを検出し，前記画像情報の縮尺に基づいて乗算することで実際のひび割れ箇所の長さを算出する長さ算出処理部と，を有しており，
前記画像情報は，複数の長方形または略長方形部分を有する構造物を撮影し，前記長方形または略長方形部分が四角形として写っている斜め撮影画像情報であり，
前記正置画像情報生成処理部は，
前記斜め撮影画像情報を表示する撮影画像情報表示処理部と，
前記斜め撮影画像情報に写っている四角形を，正置画像情報である長方形または略長方形に変形処理する長方形特定処理部と，を有しており，
前記長方形特定処理部は，
前記表示した斜め撮影画像情報に写っている四角形の角４点の指定の入力を受け付け，
前記指定を受け付けた４点を角とする四角形を底面とする四角錐を生成し，
前記四角形の辺の長さの比率に基づいて，前記四角錐の頂点と各角との距離の比率を算出し，
前記算出した比率に基づいて，前記長方形または略長方形の４つの角の位置の初期値を決定し，
前記４つの角の角度が直角または略直角になるまで４つの角の位置を変化させ，
前記４つの角の角度が直角または略直角になった４つの角の位置に基づいて，斜め撮影画像情報に写っている四角形の各画素の座標情報を，前記４つの角で構成される長方形または略長方形の座標情報に変換することで，正置画像情報を生成する，
ことを特徴とする構造物維持管理業務システム。
【請求項３】
パノラマ画像情報を変形する正置画像情報処理システムであって，
処理対象となるパノラマ画像情報において２点の消失点を特定する消失点特定処理部と，
前記特定した消失点に基づいて前記パノラマ画像情報の各画素の座標情報を，正置画像情報の座標情報に変換することで正置画像情報を生成する座標変換処理部と，
を有することを特徴とする正置画像情報処理システム。
【請求項４】
前記消失点特定処理部は，
前記特定した消失点のｙ座標が所定以上相違する場合には，前記パノラマ画像情報の中心点を中心にして，各消失点のｙ座標が一致または略一致するまで回転させる，
ことを特徴とする請求項３に記載の正置画像情報処理システム。
【請求項５】
前記正置画像情報処理システムは，
前記特定した消失点を基点としてグリッド線を前記パノラマ画像情報に重畳表示させるグリッド線表示処理部，
を有することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の正置画像情報処理システム。
【請求項６】
前記正置画像情報処理システムは，
前記座標変換処理部で生成した正置画像情報に，矩形からなるマトリックスを重畳表示させる変換確認表示処理部，
を有することを特徴とする請求項３から請求項５のいずれかに記載の正置画像情報処理システム。
【請求項７】
長方形または略長方形が歪んで写っている斜め撮影画像情報を変形する正置画像情報処理システムであって，
処理対象となる斜め撮影画像情報を表示する撮影画像情報表示処理部と，
前記斜め撮影画像情報に写っている四角形を，正置画像情報である長方形または略長方形に変形処理する長方形特定処理部と，を有しており，
前記長方形特定処理部は，
前記表示した斜め撮影画像情報に写っている四角形の角４点の指定の入力を受け付け，
前記指定を受け付けた４点を角とする四角形を底面とする四角錐を生成し，
前記四角形の辺の長さの比率に基づいて，前記四角錐の頂点と各角との距離の比率を算出し，
前記算出した比率に基づいて，前記長方形または略長方形の４つの角の位置の初期値を決定し，
前記４つの角の角度が直角または略直角になるまで４つの角の位置を変化させ，
前記４つの角の角度が直角または略直角になった４つの角の位置に基づいて，斜め撮影画像情報に写っている四角形の各画素の座標情報を，前記４つの角で構成される長方形または略長方形の座標情報に変換することで，正置画像情報を生成する，
ことを特徴とする正置画像情報処理システム。
【請求項８】
前記長方形特定処理部は，さらに，
処理対象となる各斜め撮影画像情報から生成した正置画像情報の前後または左右方向に並んでいる各長方形の縦，横の長さの平均値を算出し，各正置画像情報の長方形をアフィン変換により再変形させる，
ことを特徴とする請求項７に記載の正置画像情報処理システム。
【請求項９】
コンピュータを，
構造物を撮影した画像情報の入力を受け付ける撮影画像情報入力受付処理部，
前記入力を受け付けた画像情報に基づいて正置画像情報を生成する正置画像情報生成処理部，
前記生成した正置画像情報におけるひび割れ箇所の長さを検出し，前記画像情報の縮尺に基づいて乗算することで実際のひび割れ箇所の長さを算出する長さ算出処理部，として機能させる構造物維持管理業務プログラムであって，
前記画像情報は，パノラマ撮影されたパノラマ画像情報であり，
前記正置画像情報生成処理部は，前記コンピュータを，
前記パノラマ画像情報において２点の消失点を特定する消失点特定処理部，
前記特定した消失点に基づいて前記パノラマ画像情報の各画素の座標情報を，正置画像情報の座標情報に変換することで正置画像情報を生成する座標変換処理部，として機能させることを特徴とする構造物維持管理業務プログラム。
【請求項１０】
コンピュータを，
構造物を撮影した画像情報の入力を受け付ける撮影画像情報入力受付処理部，
前記入力を受け付けた画像情報に基づいて正置画像情報を生成する正置画像情報生成処理部，
前記生成した正置画像情報におけるひび割れ箇所の長さを検出し，前記画像情報の縮尺に基づいて乗算することで実際のひび割れ箇所の長さを算出する長さ算出処理部，として機能させる構造物維持管理業務プログラムであって，
前記画像情報は，複数の長方形または略長方形部分を有する構造物を撮影し，前記長方形または略長方形部分が四角形として写っている斜め撮影画像情報であり，
前記正置画像情報生成処理部は，前記コンピュータを，
前記斜め撮影画像情報を表示する撮影画像情報表示処理部，
前記斜め撮影画像情報に写っている四角形を，正置画像情報である長方形または略長方形に変形処理する長方形特定処理部，として機能させ，
前記長方形特定処理部は，
前記表示した斜め撮影画像情報に写っている四角形の角４点の指定の入力を受け付け，
前記指定を受け付けた４点を角とする四角形を底面とする四角錐を生成し，
前記四角形の辺の長さの比率に基づいて，前記四角錐の頂点と各角との距離の比率を算出し，
前記算出した比率に基づいて，前記長方形または略長方形の４つの角の位置の初期値を決定し，
前記４つの角の角度が直角または略直角になるまで４つの角の位置を変化させ，
前記４つの角の角度が直角または略直角になった４つの角の位置に基づいて，斜め撮影画像情報に写っている四角形の各画素の座標情報を，前記４つの角で構成される長方形または略長方形の座標情報に変換することで，正置画像情報を生成する，
ことを特徴とする構造物維持管理業務プログラム。
【請求項１１】
コンピュータを，
処理対象となるパノラマ画像情報において２点の消失点を特定する消失点特定処理部，
前記特定した消失点に基づいて前記パノラマ画像情報の各画素の座標情報を，正置画像情報の座標情報に変換することで正置画像情報を生成する座標変換処理部，
として機能させることを特徴とする正置画像情報処理プログラム。
【請求項１２】
コンピュータを，
長方形または略長方形が歪んで写っている斜め撮影画像情報を表示する撮影画像情報表示処理部，
前記斜め撮影画像情報に写っている四角形を，正置画像情報である長方形または略長方形に変形処理する長方形特定処理部，として機能させる正置画像情報処理プログラムであって，
前記長方形特定処理部は，
前記表示した斜め撮影画像情報に写っている四角形の角４点の指定の入力を受け付け，
前記指定を受け付けた４点を角とする四角形を底面とする四角錐を生成し，
前記四角形の辺の長さの比率に基づいて，前記四角錐の頂点と各角との距離の比率を算出し，
前記算出した比率に基づいて，前記長方形または略長方形の４つの角の位置の初期値を決定し，
前記４つの角の角度が直角または略直角になるまで４つの角の位置を変化させ，
前記４つの角の角度が直角または略直角になった４つの角の位置に基づいて，斜め撮影画像情報に写っている四角形の各画素の座標情報を，前記４つの角で構成される長方形または略長方形の座標情報に変換することで，正置画像情報を生成する，
ことを特徴とする正置画像情報処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，パノラマ撮影，斜めからの撮影などで歪んだ画像情報を，正面から十分な距離をおいて撮影したかのような画像情報（以下，「正置画像情報」という）に変形させる正置画像処理システムおよびそのシステムを備えた構造物維持管理業務システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート構造物などの構造物の維持管理業務では，壁面に生じたひび割れ箇所を補修するにあたり，補修費の見積もり算出のため，事前に補修対象となるひび割れ箇所の長さの総延長を算出することが必要となる。
【０００３】
そのため，従来ではひび割れ箇所の検出のため，下記特許文献１，特許文献２に示す装置を用い，ひび割れ箇所を検出した上でひび割れの長さを算出している。また，別の方法としては，現場で補修すべきひび割れ箇所を決め，当該箇所にチョークで印を付け，それを元に図面上にスケッチを行い，スケッチと撮影した写真を持ち帰ってＣＡＤ上で作図を行い，ＣＡＤの機能を利用して長さの総延長を計測するという方法も行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３１０９２０号公報
【特許文献２】特開２０１４−６２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，特許文献２の装置を用いたとしても，ひび割れ箇所を自動的に検出するのみで，長さの総延長を算出することはできず，長さの総延長の算出のためには別の処理システムを用いなければならない。また，ＣＡＤの機能を用いる方法の場合でも，スケッチやＣＡＤ上での作図などの作業を行わなければならず，作業の負担が大きい問題点がある。
【０００６】
そこで，以下の処理方法が考えられる。まず，コンクリートなどの構造物におけるひび割れ箇所に，チョークなどでマーキングした上でその構造物を撮影する。そして撮影した画像情報をコンピュータに読み込み，マーキングしたひび割れ箇所を抽出して，マーキング部分の画像上の長さの総延長を算出する。そして，算出した画像上の長さを，撮影した画像情報の縮尺に基づいて，実際の長さに換算することで，その撮影画像に写っている範囲の実際のひび割れ箇所の長さを算出する。最後に，各撮影画像に写っている範囲の実際のひび割れ箇所の長さを合計し，補修対象となるひび割れ箇所の長さの総延長を算出して推定する，という処理方法である。
【０００７】
しかしこの方法の場合，ひび割れ箇所を正面から撮影しなければならない。そのため，ひび割れ箇所のすべてについて，正面から撮影する作業を行う必要があるが，ひび割れ箇所が多いと，撮影作業が多くなり作業負担が重くなる。
【０００８】
現在，多くの携帯電話，ＰＨＳ，タブレット型コンピュータなどの可搬型通信端末に搭載されている撮像装置では，パノラマ撮影（パノラマ撮影とは，カメラの向いている方向を撮影者が左から右に，下から上になど，連続的に変化させながら撮影し，その間にカメラが内部的に連写して，写真群の中から中央部分のみを切り出して左右または上下がつながるように画像合成して生成する広角の撮影方法をいう）を行うことができる。そこで撮影対象物を複数の写真で撮影してそれらを合成して全体画像を得るよりも，撮影対象となる構造物をパノラマ撮影すれば，構造物の全体を撮影することができ，撮影作業の負担軽減を図ることができる。
【０００９】
しかし，パノラマ撮影では，撮影対象が歪んだ形状で記録されるので，パノラマ撮影した画像情報（以下，「パノラマ画像情報」）に基づいて，そのままマーキング部分を抽出して画像上の長さを算出してしまうと，実際のマーキング部分の長さと大きく異なった結果となってしまう問題点がある。そのため，パノラマ画像情報を，撮影対象物を正面から撮影した正置画像情報に変換した上で，マーキング部分を抽出する処理を実行しなければならない。しかし，パノラマ画像情報を正置画像情報に変換する処理は，現在のところ，知られていないため，パノラマ画像情報を用いることはできない。
【００１０】
また，構造物が橋梁であって，その床版の下にあるひび割れなどの損傷を撮影する場合には，橋梁の床版の真下まで移動し，上向きに床版下部にある損傷を撮影することが，従来行われていた。しかし，低い橋桁の場合など，撮影対象との距離が十分とれない場合には，橋梁の床版の全体を１枚の写真で写すことができない。また，高精度を求めるなどの理由から撮像装置を動かして撮影するパノラマ撮影ではなく，静止画で撮影したいとの要望がある。
【００１１】
撮影対象となる橋梁の床版下部は全体が一つの長方形または略長方形（以下，まとめて「長方形」という）であって，型枠や部材の切れ目，あるいは桁などによって，さらに複数の長方形（以下，「床版部材」という）に区切られていることが通例である。図２７に橋梁の床版下部の一例を示す。図２７（ａ）が床版下部の桁が外部から見えず，床版部材の型枠や部材の切れ目によって全体が長方形に区切られているタイプを示すものである。図２７（ｂ）は床版下部の桁が外部に露出しており，それによって全体が床版部材の長方形に区切られているタイプを示すものである。
【００１２】
この場合，橋梁の床版下部にある一つ一つの区切られた床版部材の真下に移動して撮影をし，撮影した各床版部材の長方形の画像情報を一つの画像情報に組み合わせることで，床版下部の全体の画像情報を構成することができる（図２８）。
【００１３】
しかし，その場合には，床版下部の区切りとなる一つ一つの床版部材の長方形の真下まで移動をして撮影をするという行為を繰り返さなければならず，移動距離が長くなり，また撮影回数も多くなってしまい，撮影作業の負担も重い。図２９（ａ）に従来の撮影者の移動距離を模式的に示す。
【００１４】
そこで，図２９（ｂ）に示すように，複数の床版部材をまとめて撮影できれば移動距離も減らせて作業負担の軽減が図れる。図２９（ｃ）は撮影した床版部材の画像情報とそれに基づいて床版全体の画像情報に合成することを示す図である。
【００１５】
しかし図２９（ｂ）のように撮影をした場合，床版のそれぞれの区切りとなる床版部材の長方形の真下から撮影していないので，区切りとなる床版部材の長方形を斜めから撮影している状態となってしまい，それをそのまま合成したのでは正確なひび割れの長さを算出することができない。そのため斜めに撮影した画像情報（以下，「斜め撮影画像情報」という）から歪んでいる四角形（撮影対象物上では長方形）を切り出し，それを正置画像情報に変換した上で，それぞれの長方形を合成することが求められる。これを模式的に示すのが図３０である。
【００１６】
しかし斜め撮影画像情報から，そこに写っている歪んだ四角形を，もとの長方形（正置画像情報）になるように変換する処理も知られていない。したがって，かかる場合に，処理を行うことは従来は困難であった。
【００１７】
そこで，パノラマ画像情報や斜め撮影画像情報から，正置画像情報を生成する処理システムが求められている。また，生成した正置画像情報を用いて構造物の維持管理業務に用いることで，構造物のひび割れなどの維持管理業務を支援する処理システムが求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明者は上記課題に鑑み，パノラマ撮影や斜めから撮影した画像情報から，正置画像情報を生成する正置画像処理システムおよびそれを用いた構造物維持管理業務システムを発明した。
【００１９】
第１の発明は，構造物のひび割れ箇所の長さを算出する構造物維持管理業務システムであって，前記構造物を撮影した画像情報の入力を受け付ける撮影画像情報入力受付処理部と，前記入力を受け付けた画像情報に基づいて正置画像情報を生成する正置画像情報生成処理部と，前記生成した正置画像情報におけるひび割れ箇所の長さを検出し，前記画像情報の縮尺に基づいて乗算することで実際のひび割れ箇所の長さを算出する長さ算出処理部と，を有しており，前記画像情報は，パノラマ撮影されたパノラマ画像情報であり，前記正置画像情報生成処理部は，前記パノラマ画像情報において２点の消失点を特定する消失点特定処理部と，前記特定した消失点に基づいて前記パノラマ画像情報の各画素の座標情報を，正置画像情報の座標情報に変換することで正置画像情報を生成する座標変換処理部と，を有する，構造物維持管理業務システムである。
【００２０】
本発明のように構成することで，撮影した撮影画像情報に基づいて，実際のひび割れ箇所の長さを算出することができる。なお，実際のひび割れ箇所の長さと正確に一致はしないが，見積もり算出のためであれば１，２割程度の誤差は許容されるので，その範囲でひび割れ箇所の長さを算出できれば本発明の目的を達成できるので十分である。
【００２２】
近年の撮像装置ではパノラマ撮影機能が搭載されていることが多い。パノラマ撮影ができれば，一度の撮影で広範囲を撮影できるので，撮影回数を減らすことができ，撮影負担を軽減できる。しかしパノラマ撮影では歪みが生じるのでひび割れ箇所の長さずれが大きくなってしまう。そこで，本発明のように構成することで，実際のひび割れ箇所の長さと許容範囲内の誤差内のひび割れ箇所の長さを算出することができる。
【００２３】
第２の発明は，構造物のひび割れ箇所の長さを算出する構造物維持管理業務システムであって，前記構造物を撮影した画像情報の入力を受け付ける撮影画像情報入力受付処理部と，前記入力を受け付けた画像情報に基づいて正置画像情報を生成する正置画像情報生成処理部と，前記生成した正置画像情報におけるひび割れ箇所の長さを検出し，前記画像情報の縮尺に基づいて乗算することで実際のひび割れ箇所の長さを算出する長さ算出処理部と，を有しており，前記画像情報は，複数の長方形または略長方形部分を有する構造物を撮影し，前記長方形または略長方形部分が四角形として写っている斜め撮影画像情報であり，前記正置画像情報生成処理部は，前記斜め撮影画像情報を表示する撮影画像情報表示処理部と，前記斜め撮影画像情報に写っている四角形を，正置画像情報である長方形または略長方形に変形処理する長方形特定処理部と，を有しており，前記長方形特定処理部は，前記表示した斜め撮影画像情報に写っている四角形の角４点の指定の入力を受け付け，前記指定を受け付けた４点を角とする四角形を底面とする四角錐を生成し，前記四角形の辺の長さの比率に基づいて，前記四角錐の頂点と各角との距離の比率を算出し，前記算出した比率に基づいて，前記長方形または略長方形の４つの角の位置の初期値を決定し，前記４つの角の角度が直角または略直角になるまで４つの角の位置を変化させ，前記４つの角の角度が直角または略直角になった４つの角の位置に基づいて，斜め撮影画像情報に写っている四角形の各画素の座標情報を，前記４つの角で構成される長方形または略長方形の座標情報に変換することで，正置画像情報を生成する，構造物維持管理業務システムである。
【００２４】
本発明のように構成することで，撮影した撮影画像情報に基づいて，実際のひび割れ箇所の長さを算出することができる。なお，実際のひび割れ箇所の長さと正確に一致はしないが，見積もり算出のためであれば１，２割程度の誤差は許容されるので，その範囲でひび割れ箇所の長さを算出できれば本発明の目的を達成できるので十分である。
橋梁の床版下部などのひび割れ箇所の長さを算出するには，複数の床版部材の写真を組み合わせることで床版下部全体のひび割れ箇所の長さを算出する方法が採られる。その場合，撮影回数を減らすため，複数の床版部材の長方形または略長方形部分を含む範囲の撮影が行われることがある。そうすると，床版部材の長方形または略長方形が歪んでしまい，ひび割れ箇所の長さのずれが大きくなってしまう。そこで，本発明のように構成することで，実際のひび割れ箇所の長さと許容範囲内の誤差内のひび割れ箇所の長さを算出することができる。
【００２５】
第３の発明は，パノラマ画像情報を変形する正置画像情報処理システムであって，処理対象となるパノラマ画像情報において２点の消失点を特定する消失点特定処理部と，前記特定した消失点に基づいて前記パノラマ画像情報の各画素の座標情報を，正置画像情報の座標情報に変換することで正置画像情報を生成する座標変換処理部と，を有する正置画像情報処理システムである。
【００２６】
本発明のように構成することで，パノラマ撮影したパノラマ画像情報から正置画像情報を生成することができる。これによって，従来は，縦長または横長などの撮影対象を撮影する場合，複数の写真を撮影し，それを組み合わせることで全体の画像情報を得ていたが，一回，パノラマ撮影を行えば，撮影対象を正面から撮影した全体の画像情報を得ることができる。
【００２７】
上述の発明において，前記消失点特定処理部は，前記特定した消失点のｙ座標が所定以上相違する場合には，前記パノラマ画像情報の中心点を中心にして，各消失点のｙ座標が一致または略一致するまで回転させる，正置画像情報処理システムのように構成することができる。
【００２８】
消失点の特定はずれが発生する場合もある。そのため，それを揃えた上で処理をすることが好ましい。
【００２９】
上述の発明において，前記正置画像情報処理システムは，前記特定した消失点を基点としてグリッド線を前記パノラマ画像情報に重畳表示させるグリッド線表示処理部，を有する正置画像情報処理システムのように構成することができる。
【００３０】
グリッド線はパノラマ撮影が水平線からどれだけずれているか，またパノラマ画像情報ないの実際の消失点の位置がコンピュータが算出した消失点とどれだけずれているかを示す目安となる。そこで，グリッド線を重畳表示させることで，消失点の特定の適切性などを判断できるとともに，もしずれている場合に，それを調整することができる。
【００３１】
上述の発明において，前記正置画像情報処理システムは，前記座標変換処理部で生成した正置画像情報に，矩形からなるマトリックスを重畳表示させる変換確認表示処理部，を有する正置画像情報処理システムのように構成することができる。
【００３２】
マトリックスを正置画像情報に重畳表示させることで，正置画像情報の精度を確認することができる。
【００３３】
第７の発明は，長方形または略長方形が歪んで写っている斜め撮影画像情報を変形する正置画像情報処理システムであって，処理対象となる斜め撮影画像情報を表示する撮影画像情報表示処理部と，前記斜め撮影画像情報に写っている四角形を，正置画像情報である長方形または略長方形に変形処理する長方形特定処理部と，を有しており，前記長方形特定処理部は，前記表示した斜め撮影画像情報に写っている四角形の角４点の指定の入力を受け付け，前記指定を受け付けた４点を角とする四角形を底面とする四角錐を生成し，前記四角形の辺の長さの比率に基づいて，前記四角錐の頂点と各角との距離の比率を算出し，前記算出した比率に基づいて，前記長方形または略長方形の４つの角の位置の初期値を決定し，前記４つの角の角度が直角または略直角になるまで４つの角の位置を変化させ，前記４つの角の角度が直角または略直角になった４つの角の位置に基づいて，斜め撮影画像情報に写っている四角形の各画素の座標情報を，前記４つの角で構成される長方形または略長方形の座標情報に変換することで，正置画像情報を生成する，正置画像情報処理システムである。
【００３４】
本発明のように構成することで，床版部材の形状が長方形や略長方形が歪んだ四角形として映り込んでいたとしても，そこから床版部材の形状が長方形や略長方形に戻した正置画像情報を得ることができる。
【００３５】
上述の発明において，前記長方形特定処理部は，さらに，処理対象となる各斜め撮影画像情報から生成した正置画像情報の前後または左右方向に並んでいる各長方形の縦，横の長さの平均値を算出し，各正置画像情報の長方形をアフィン変換により再変形させる，正置画像情報処理システムのように構成することができる。
【００３６】
上述の発明を実施する場合には斜め撮影画像情報に写っている四角形の４点を指定する必要があるが，その指定位置がずれてしまう可能性がある。そうなると複数の斜め撮影画像情報から長方形または略長方形部分の正置画像情報を生成して組み合わせる場合，縦，横の長さが変わってしまう可能性がある。そこで，本発明の処理を実行することで，縦，横の長さを揃えることが可能となる。
【００３７】
第１の発明は，本発明のプログラムをコンピュータに読み込ませることで実現できる。すなわち，コンピュータを，構造物を撮影した画像情報の入力を受け付ける撮影画像情報入力受付処理部，前記入力を受け付けた画像情報に基づいて正置画像情報を生成する正置画像情報生成処理部，前記生成した正置画像情報におけるひび割れ箇所の長さを検出し，前記画像情報の縮尺に基づいて乗算することで実際のひび割れ箇所の長さを算出する長さ算出処理部，として機能させる構造物維持管理業務プログラムであって，前記画像情報は，パノラマ撮影されたパノラマ画像情報であり，前記正置画像情報生成処理部は，前記コンピュータを，前記パノラマ画像情報において２点の消失点を特定する消失点特定処理部，前記特定した消失点に基づいて前記パノラマ画像情報の各画素の座標情報を，正置画像情報の座標情報に変換することで正置画像情報を生成する座標変換処理部，として機能させる構造物維持管理業務プログラムである。
第２の発明は，本発明のプログラムをコンピュータに読み込ませることで実現できる。すなわち，コンピュータを，構造物を撮影した画像情報の入力を受け付ける撮影画像情報入力受付処理部，前記入力を受け付けた画像情報に基づいて正置画像情報を生成する正置画像情報生成処理部，前記生成した正置画像情報におけるひび割れ箇所の長さを検出し，前記画像情報の縮尺に基づいて乗算することで実際のひび割れ箇所の長さを算出する長さ算出処理部，として機能させる構造物維持管理業務プログラムであって，前記画像情報は，複数の長方形または略長方形部分を有する構造物を撮影し，前記長方形または略長方形部分が四角形として写っている斜め撮影画像情報であり，前記正置画像情報生成処理部は，前記コンピュータを，前記斜め撮影画像情報を表示する撮影画像情報表示処理部，前記斜め撮影画像情報に写っている四角形を，正置画像情報である長方形または略長方形に変形処理する長方形特定処理部，として機能させ，前記長方形特定処理部は，前記表示した斜め撮影画像情報に写っている四角形の角４点の指定の入力を受け付け，前記指定を受け付けた４点を角とする四角形を底面とする四角錐を生成し，前記四角形の辺の長さの比率に基づいて，前記四角錐の頂点と各角との距離の比率を算出し，前記算出した比率に基づいて，前記長方形または略長方形の４つの角の位置の初期値を決定し，前記４つの角の角度が直角または略直角になるまで４つの角の位置を変化させ，前記４つの角の角度が直角または略直角になった４つの角の位置に基づいて，斜め撮影画像情報に写っている四角形の各画素の座標情報を，前記４つの角で構成される長方形または略長方形の座標情報に変換することで，正置画像情報を生成する，構造物維持管理業務プログラムである。
【００３８】
第３の発明は，本発明のプログラムをコンピュータに読み込ませることで実現できる。すなわち，コンピュータを，処理対象となるパノラマ画像情報において２点の消失点を特定する消失点特定処理部，前記特定した消失点に基づいて前記パノラマ画像情報の各画素の座標情報を，正置画像情報の座標情報に変換することで正置画像情報を生成する座標変換処理部，として機能させる正置画像情報処理プログラムである。
【００３９】
第７の発明は，本発明のプログラムをコンピュータに読み込ませることで実現できる。すなわち，コンピュータを，長方形または略長方形が歪んで写っている斜め撮影画像情報を表示する撮影画像情報表示処理部，前記斜め撮影画像情報に写っている四角形を，正置画像情報である長方形または略長方形に変形処理する長方形特定処理部，として機能させる正置画像情報処理プログラムであって，前記長方形特定処理部は，前記表示した斜め撮影画像情報に写っている四角形の角４点の指定の入力を受け付け，前記指定を受け付けた４点を角とする四角形を底面とする四角錐を生成し，前記四角形の辺の長さの比率に基づいて，前記四角錐の頂点と各角との距離の比率を算出し，前記算出した比率に基づいて，前記長方形または略長方形の４つの角の位置の初期値を決定し，前記４つの角の角度が直角または略直角になるまで４つの角の位置を変化させ，前記４つの角の角度が直角または略直角になった４つの角の位置に基づいて，斜め撮影画像情報に写っている四角形の各画素の座標情報を，前記４つの角で構成される長方形または略長方形の座標情報に変換することで，正置画像情報を生成する，正置画像情報処理プログラムである。
【発明の効果】
【００４０】
本発明の正置画像処理システムを用いることによって，パノラマ撮影や斜めから撮影した画像情報から，正置画像情報を生成することが可能となる。また，正置画像情報が生成可能となることで，構造物をパノラマ撮影や斜めから撮影したとしても，構造物におけるひび割れ箇所の長さの総延長の推定処理を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の構造物維持管理業務システムの全体の概念の一例を模式的に示す概念図である。
【図２】本発明の正置画像情報処理システムの全体の概念の一例を模式的に示す概念図である。
【図３】本発明の正置画像情報処理システムの別の例の概念の一例を模式的に示す概念図である。
【図４】コンピュータのハードウェア構成の一例を模式的に示す図である。
【図５】正置画像情報処理システムを用いて，構造物のひび割れの長さの総延長を算出する処理プロセスの一例を示すフローチャートである。
【図６】正置画像情報生成処理の一例を模式的に示すフローチャートである。
【図７】正置画像情報生成処理の別の一例を模式的に示すフローチャートである。
【図８】図７の処理における長方形特定処理の一例を模式的に示すフローチャートである。
【図９】ひび割れ箇所の入力を受け付ける場合の一例を模式的に示す図である。
【図１０】正置画像情報における基準長の指定の入力と，当該箇所の実際の長さの指定の入力を受け付ける場合の一例を模式的に示す図である。
【図１１】延長距離算出ボタンの一例を模式的に示す図である。
【図１２】撮像装置でパノラマ撮影を行う場合の画面の一例を模式的に示す図である。
【図１３】パノラマ撮影を行う方法の一例を模式的に示す図である。
【図１４】パノラマ画像情報の一例を模式的に示す図である。
【図１５】読み込んだパノラマ画像情報を表示した画面の一例を模式的に示す図である。
【図１６】消失点特定処理を行う場合の画面の一例を模式的に示す図である。
【図１７】パノラマ画像情報にグリッド線を重畳表示した画面の一例を模式的に示す図である。
【図１８】パノラマ画像情報の各画素の座標情報を，正置画像情報の座標情報に変換する処理を模式的に示す図である。
【図１９】パノラマ画像情報に座標変換処理を行い生成した正置画像情報を表示した場合の画面の一例を模式的に示す図である。
【図２０】正置画像情報に矩形のマトリックスを重畳表示した場合の画面の一例を模式的に示す図である。
【図２１】撮影した斜め撮影画像情報の一例を模式的に示す図である。
【図２２】斜め撮影画像情報に，四角形を構成する４点の指定の入力を受け付けた状態の斜め撮影画像情報の一例を模式的に示す図である。
【図２３】正置画像情報と斜め撮影画像情報の関係を模式的に示す図である。
【図２４】斜め撮影画像情報における四角形ａｂｃｄの正置画像情報を求める処理を模式的に示す図である。
【図２５】写真面上の四角形ａｂｃｄの各辺の長さの比率と，カメラとの距離の比率の一例を模式的に示す図である。
【図２６】斜め撮影画像情報における四角形ａｂｃｄを正置画像情報である長方形ｅｆｇｈに変換後，頂点の指定等による誤差を吸収し，各正置画像情報である長方形の縦横比率を補正する処理の一例を模式的に示す図である。
【図２７】橋梁の床版下部の一例を示す図である。
【図２８】一つ一つの区切られた長方形の真下に移動して撮影をし，撮影した長方形の画像情報を合成することで，全体の床版下部の画像情報を構成することを模式的に示す図である。
【図２９】複数の床版の区切りをまとめて撮影し，撮影した長方形の画像情報を合成することで，全体の床版下部の画像情報を構成することを模式的に示す図である。
【図３０】斜めに撮影した画像情報から歪んでいる長方形を切り出し，それを正置画像情報に変換した上で，それぞれの長方形を合成することを模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
本発明の構造物維持管理業務システム１は，正置画像情報処理システム２で生成した正置画像情報を用いてその処理を実行する。そのため，正置画像情報処理システム２における処理の説明は，構造物維持管理業務システム１における処理と合わせて説明を行うが，正置画像情報処理システム２は，単独で，またはほかのシステムと組み合わせて機能させることが可能である。さらに正置画像情報処理システム２，２’は，土木や建築以外の分野にも適用でき，その適用分野に限定はない。
【００４３】
本発明の構造物維持管理業務システム１の全体の概念図の一例を図１に示す。また正置画像情報処理システム２の全体の概念図の一例を図２および図３に示す。図２および図３の正置画像情報処理システム２は，それぞれ異なる画像情報に対して正置画像情報を生成するための処理システムであり，図２の正置画像情報処理システム２ではパノラマ画像情報を正置画像情報に，図３の正置画像情報処理システム２では斜め撮影画像情報を正置画像情報にする正置画像情報処理システム２である。
【００４４】
構造物維持管理業務システム１，正置画像情報処理システム２は，サーバやパーソナルコンピュータ，可搬型通信端末などの各種のコンピュータにより実現される。図４にコンピュータのハードウェア構成の一例を示す。コンピュータには，プログラムの演算処理を実行するＣＰＵなどの演算装置７０と，情報を記憶するＲＡＭやハードディスクなどの記憶装置７１と，ディスプレイなどの表示装置７２と，キーボードやポインティングデバイス（マウスやテンキーなど）などの入力装置７３と，演算装置７０の処理結果や記憶装置７１に記憶する情報をインターネットやＬＡＮなどのネットワークを介して送受信する通信装置７４の一部または全部が備えられている。
【００４５】
図１乃至図３では構造物維持管理業務システム１，正置画像情報処理システム２が一台のコンピュータで実現される場合を示したが，複数台のコンピュータにその機能が分散配置され，実現されても良い。
【００４６】
本発明における各手段は，その機能が論理的に区別されているのみであって，物理上あるいは事実上は同一の領域を為していても良い。
【００４７】
また，本発明における各機能を用いた処理を，図５乃至図８のフローチャートに示す。
【００４８】
構造物維持管理業務システム１は，撮影画像情報入力受付処理部１０と，正置画像情報生成処理部１１および／または正置画像情報生成処理部１１’と，ひび割れ処理部１２と，長さ算出処理部１３と，を有する。
【００４９】
撮影画像情報入力受付処理部１０は，撮像装置で撮像した撮影画像情報の入力を受け付ける。
【００５０】
正置画像情報生成処理部１１，１１’は正置画像情報処理システム２，２’であって，撮影画像情報入力受付処理部１０で入力を受け付けた撮影画像情報を正置画像情報に変換し，正置画像情報を生成する処理を実行する。正置画像情報生成処理部１１，１１’における処理には少なくとも２つの処理方法があり，パノラマ画像情報を正置画像情報に変換する処理（正置画像情報生成処理部１１）を実施例１に，長方形を含む撮影対象を斜めに撮影した斜め撮影画像情報を正置画像情報に変換する処理（正置画像情報生成処理部１１’）を実施例２に示す。
【００５１】
なお，正置画像情報生成処理部１１，１１’が単独として正置画像情報処理システム２，２’として機能する場合には，パノラマ画像情報，斜めに撮影した画像情報をそれぞれ正置画像情報に変換する場合の処理を実行する。
【００５２】
ひび割れ処理部１２は，正置画像情報生成処理部１１，１１’（正置画像情報処理システム２，２’）で生成した正置画像情報に基づいて，ひび割れ箇所を特定する。正置画像情報からひび割れ箇所を特定するためには，第１の方法として，正置画像情報をコンピュータの表示装置７２で表示をし，そこにタッチペンなどにより，ひび割れ箇所をトレースし，その入力を受け付ける方法がある（これを模式的に示すのが図９である）。第２の方法として，ひび割れ箇所を自動的に特定するなどの処理がある。第２の方法におけるひび割れ箇所の自動特定処理では撮影前に撮影対象にチョークでひび割れ箇所をマーキングし，それを撮影後，変換された正置画像情報からマーキングを検出して，ひび割れ箇所として特定してもよいし，マーキングせずに，自動的にひび割れ箇所を特定してもよい。ひび割れ箇所の自動検出にはさまざまな画像処理によるひび割れ検出の公知技術を用いることができる。
【００５３】
長さ算出処理部１３は，ひび割れ処理部１２で特定したひび割れ箇所の長さを算出し，撮影時の画像情報の縮尺に基づいて，算出したひび割れ箇所の長さを乗算する。これによって，当該画像情報に写っている範囲での実際のひび割れ箇所の長さを算出することができる。そして各画像情報における実際のひび割れ箇所の長さを合計することで，ひび割れ箇所の長さの総延長を算出する。
【００５４】
たとえばひび割れ処理部１２が特定した正置画像情報におけるひび割れ箇所が図９であったとすると，長さ算出処理部１３は，図１０に示すように，正置画像情報における所定箇所の長さ（基準長）の指定の入力と，当該箇所の実際の長さの指定の入力を受け付ける。図１０では所定箇所として正置画像情報における壁の高さの指定の入力を受け付け，そこの実際の長さとして３０００ｍｍであることの入力を受け付けている。また，図１１に示すように，延長距離算出のボタンの押下を受け付けると，正置画像情報に写っている範囲での実際のひび割れの長さの算出処理を実行する。
【００５５】
すなわち，延長距離算出のボタンの押下を受け付けると，長さ算出処理部１３は，正置画像情報における基準長となる壁の長さと，実際の壁の高さとの比率が特定できるので，縮尺を算出する。そして，この縮尺に基づいて，ひび割れ箇所の長さの乗算をすることで，画像情報に写っている範囲での実際のひび割れの長さを算出する。そして各画像情報における実際のひび割れ箇所の長さを合計することで，ひび割れ箇所の長さの総延長を算出する。
【実施例１】
【００５６】
まずパノラマ撮影を行う場合の処理を図１および図２の概念図，図５および図６のフローチャートを用いて説明する。
【００５７】
本実施例における正置画像情報生成処理部１１は，パノラマ画像情報表示処理部２０と消失点特定処理部２１とグリッド線表示処理部２２と座標変換処理部２３と変換確認表示処理部２４とを有する。
【００５８】
パノラマ画像情報表示処理部２０は，コンピュータで入力を受け付けたパノラマ画像情報を表示装置７２で表示する。
【００５９】
消失点特定処理部２１は，表示したパノラマ画像情報に対する消失点を特定する。たとえば左右方向のパノラマ画像情報であれば左右方向にそれぞれ消失点があり，上下方向のパノラマ画像情報であれば上下方向にそれぞれ消失点がある。そのため，それぞれの方向の消失点を特定する処理を実行する。
【００６０】
グリッド線表示処理部２２は，左右方向または上下方向の各消失点を基点として結ばれるグリッド線を，パノラマ画像情報表示処理部２０が表示しているパノラマ画像情報に重畳して表示させる。グリッド線は，実空間での水平線がパノラマ画像情報（パノラマ写真）でどのように歪んで写っているかを示している。
【００６１】
座標変換処理部２３は，特定した消失点に基づいて，パノラマ画像情報の各画素の座標情報を，正置画像情報の座標情報に変換することで，正置画像情報を生成する処理を実行する。
【００６２】
変換確認表示処理部２４は，座標変換処理部２３で生成した正置画像情報に，矩形からなるマトリックスを重畳して表示させることで，正置画像情報が適切に生成されているかを確認させる。
【００６３】
つぎに本実施例における処理プロセスの一例を説明する。
【００６４】
図１２に示すように，撮影者は，撮像装置においてパノラマ撮影が行えるように撮影モードを調整し，撮影対象となる構造物を撮像装置でパノラマ撮影する（Ｓ１００）。パノラマ撮影を行う場合，撮影者は動かず同じ場所でカメラを回転させながら撮影し，カメラの回転軸は撮影する面に平行となるようにパノラマ撮影を行う。これを模式的に示すのが図１３である。代表的な例として，垂直に立ち上がる面を上下に撮影する場合（図１３（ａ）），横に広がる垂直面を左右に撮影する場合（図１３（ｂ）），自らが立っている床面を撮影する場合（図１３（ｃ））がある。
【００６５】
このようにしてパノラマ撮影を撮像装置で行うことによって，図１４に示すパノラマ画像情報を撮像装置で得られるので，パノラマ画像情報を構造物維持管理業務システム１が機能するコンピュータに読み込ませる。そしてパノラマ撮影画像情報は，構造物維持管理業務システム１の撮影画像情報入力受付処理部１０で入力を受け付ける（Ｓ１１０）。
【００６６】
撮影画像情報入力受付処理部１０でパノラマ画像情報の入力を受け付けると，正置画像情報生成処理部１１は，パノラマ画像情報に対して正置画像情報生成処理を実行することで，正置画像情報を生成する（Ｓ１２０）。
【００６７】
パノラマ画像情報に対する正置画像情報生成処理は，まずコンピュータの表示装置７２において，Ｓ１１０で入力を受け付けたパノラマ画像情報を，パノラマ画像情報表示処理部２０が表示する（Ｓ２００）。これを模式的に示すのが図１５である。
【００６８】
そして図１６に示すように，表示したパノラマ画像情報に対して，消失点特定処理部２１は，四本の直線の描画を受け付けることで２つの消失点を特定する処理を実行する（Ｓ２１０）。パノラマ撮影の場合，ある一点を中心に，撮像装置を回転させて撮影を行っているため，パノラマ画像情報は，左右または上下方向で，それぞれ一点に収束する。この収束点を消失点という。消失点はパノラマ画像情報上になくてもよく，また実際に表示を行わずに座標を特定してもよい。
【００６９】
消失点の特定処理は，表示したパノラマ画像情報において，任意の一点の指定の入力を受け付け，その点からパノラマ画像情報上の奥まった部分に向かって，実空間上の水平線をなぞって線を描画する（線１）。同様に，線２乃至線４を描画する。線が描画できれば，２線ずつ交点があり，その交点が消失点となるので，各線の交点を算出することで，消失点の座標を特定することができる。なお，消失点の特定処理としては、上述のように線を描画して交点を求める方法以外に任意の方法を用いることもでき，パノラマ画像情報から自動的に特定してもよい。
【００７０】
つぎに消失点特定処理部２１は，２つの消失点のｙ座標が所定程度以上，相違する場合には，パノラマ撮影画像情報の中心点を中心にして，ｙ座標が一致または略一致（所定値の範囲内での一致）するように回転させる。
【００７１】
以上のようにして２つの消失点のｙ座標が一致または略一致すると，グリッド線表示処理部２２が，消失点の指定が適切かどうかを確認するためのグリッド線（曲線群）を消失点を基点として，パノラマ画像情報に重畳して表示する（Ｓ２２０）。これを示すのが図１７である。
【００７２】
グリッド線は，たとえば数１を用いて描画できる。
【数１】
0006467612.tif 000002
【００７３】
ここでａは一定のステップで変化させる変数であり，ａの増減によって描画されるグリッド線の高さが変わる。またｂはａに比べ十分小さい値であり，カメラ内部でのパノラマ画像情報生成のための画像処理や，撮影時の回転軸とカメラの間の距離，回転軸と対象との距離などで定まる，コサインカーブからの歪みを近似する係数である。ｂは，消失点２点と頂点の位置を変えずにカーブの形状を角張らせたり湾曲させたりして補正できる値であればよく，経験的に定めてもよいし（たとえばｂ＝１／４０），グリッド線とパノラマ画像情報とのフィットの度合いが高まるように，毎回，ユーザインターフェイスを介して入力を行い，調整してもよい。
【００７４】
グリッド線をパノラマ画像情報に重畳表示することで，水平な撮影対象がどれだけグリッド線にフィットしているかを確認し，正置化の精度を予見することができる。
【００７５】
もし十分にフィットしていなければＳ２１０における消失点の特定をやり直すか，あるいはパノラマ画像情報に対して平行移動，拡大，回転させるなどの入力操作を受け付けることで，グリッド線にフィットするように修正処理を行わせる消失点の位置の微調整処理を行ってもよい。
【００７６】
このようにして消失点を特定すると，座標変換処理部２３が，パノラマ画像情報の各画素の座標情報（ｘ，ｙ）を，正置画像情報の座標情報（ｘ１，ｙ１）に変換することで，正置画像情報を生成する（Ｓ２３０）。この処理の一例を図１８に模式的に示す。
【００７７】
ｄを撮影対象の平面とカメラの垂直距離，ｆを焦点距離とすると，撮影倍率はｄ：ｆである。また，レンズの光軸からの偏位角をｔとする。
【００７８】
そうすると，正置画像情報に変換するための式，すなわちＢの各点がＡのどの点に対応するかを求めるための式は数２となる。
【数２】
0006467612.tif 000003
【００７９】
ここで，ａ＝ｄ／ｆ，ｔ＝ｘ／ｆである。ｄは撮影対象の平面とカメラの垂直距離，ｆは焦点距離である。また，ｂは数１と同じ係数である。
【００８０】
しかし，上述のように，カメラ内部でのパノラマ画像情報生成のための画像処理や，撮影時の回転軸とカメラの間の距離，回転軸と対象との距離などによる補正を行う必要があるため，数２に補正項を加え，数３を得る。
【数３】
0006467612.tif 000004
【００８１】
このようにして得た数３を用いて，座標変換処理部２３は座標変換処理を行い，正置画像情報を生成する。座標変換処理部２３における座標変換処理を行った正置画像情報の一例が図１９である。そして座標変換処理部２３で生成した正置画像情報に対して，正置化の精度を確認するため，変換確認表示処理部２４は，図２０に示すように，矩形のマトリックスを重畳表示する（Ｓ２４０）。
【００８２】
以上のようにして正置画像情報生成処理部１１（正置画像情報処理システム２）は，正置画像情報を生成することができる。
【００８３】
このようにして生成した正置画像情報に対して，ひび割れ処理部１２が，ひび割れ箇所の特定処理を実行する（Ｓ１３０）。そして，長さ算出処理部１３が，特定したひび割れ箇所の長さを算出する（Ｓ１４０）。
【００８４】
具体的には，図９に示すように，生成した正置画像情報に対して，マウスやデジタルペンなどの入力装置７３を用いて，ひび割れ箇所をスケッチしていき，ひび割れ処理部１２でその入力を受け付ける。つぎに，図１０に示すように，正置画像情報における基準となる長さ，たとえば壁面の高さの指定の入力を長さ算出処理部１３で入力を受け付ける。また基準となる長さの実際の長さの入力を受け付ける。これによって，撮影時の画像情報の縮尺を算出し，算出した縮尺に基づいて，ひび割れ箇所の長さを乗算する。これによって，撮影したパノラマ画像情報に写っている実際のひび割れの長さを算出することができる。そして各パノラマ画像情報に基づく正置画像情報における実際のひび割れの長さを合計することで，補修対象となるひび割れ箇所の長さの総延長を算出する。
【００８５】
以上のような処理を実行することで，パノラマ撮影をしたとしてもそれを正置画像情報に変換し，ひび割れの長さを算出することが可能となる。
【実施例２】
【００８６】
つぎに，撮影対象を斜めに撮影した場合の処理を図１および図３の概念図，図５，図７，図８のフローチャートを用いて説明する。
【００８７】
本実施例における正置画像情報生成処理部１１’（正置画像情報処理システム２’）は，撮影画像情報表示処理部３０と長方形特定処理部３１とを有する。
【００８８】
撮影画像情報表示処理部３０は，コンピュータで入力を受け付けた斜め撮影画像情報を表示装置７２で表示する。
【００８９】
長方形特定処理部３１は，斜め撮影画像情報に写っている四角形を，長方形に変換する正置画像処理を実行する。斜め撮影画像情報に写っている四角形を長方形に変換する正置画像処理は後述する。
【００９０】
撮影者は撮影対象となる構造物，たとえば橋梁の床版下部を，図２９（ａ）に示した位置からそれぞれ撮像装置で撮影する（Ｓ１００）。その結果，図２９（ｂ）の上部に示した斜め撮影画像情報が得られる。そして，橋梁の床版下部は，上述のように複数の床版部材の長方形により区切られているので，撮影した斜め撮影画像情報には，図２１に示すように，床版部材の長方形が歪んだ四角形として写っている。撮影した斜め撮影画像情報は，構造物維持管理業務システム１が機能するコンピュータに読み込ませる。そして斜め撮影画像情報は，構造物維持管理業務システム１の撮影画像情報入力受付処理部１０で入力を受け付ける（Ｓ１１０）。
【００９１】
撮影画像情報入力受付処理部１０で斜め撮影画像情報の入力を受け付けると，正置画像情報生成処理部１１’は，斜め撮影画像情報に対して正置画像情報生成処理を実行することで，正置画像情報を生成する（Ｓ１２０）。
【００９２】
斜め撮影画像情報に対する正置画像情報生成処理は，まずコンピュータの表示装置７２において，Ｓ１１０で入力を受け付けた斜め撮影画像情報を，撮影画像情報表示処理部３０が表示させる（Ｓ３００）（図２１）。そして，読み込んだ斜め撮影画像情報に対して，長方形特定処理部３１が正置画像処理を実行する（Ｓ３１０）。
【００９３】
まず，図２２に示すように，表示した斜め撮影画像情報に対して，長方形特定処理部３１は，四角形の角ａ，ｂ，ｃ，ｄの指定の入力を受け付ける（Ｓ４００）。
【００９４】
このように指定を受け付けることで処理対象となる歪んだ四角形ａｂｃｄが特定できる。そしてａ，ｂ，ｃ，ｄの４点の座標が与えられたとき，元の長方形を正面から見たときの縦横の長さの比ｍ：ｎを求めることができれば正置画像Ｘを得ることができる。この処理を模式的に示すが図２３である。
【００９５】
図２３（ａ）では，撮影対象となる四角形ｅｆｇｈをカメラで撮影をしたときに，四角形ａｂｃｄが撮影されることを示している。光の方向をこれの逆にして，写真内の四角形ａｂｃｄをプロジェクタで投影し，四角形ｅｆｇｈを写した状態が図２３（ｂ）である。四角形ａｂｃｄがある面を「写真面」，長方形ｅｆｇｈがある面を「スクリーン面」とよぶこととする。撮影対象となる四角形ｅｆｇｈが長方形であれば，四角形ｅｆｇｈを正面から撮影すると，写真面上の四角形ａｂｃｄは四角形ｅｆｇｈと同一の形（長方形）となる（すなわち正置化している）。一方，撮影対象となるスクリーン面が左右に回転していたり，前傾，後傾していると，スクリーン面上の長方形である四角形ｅｆｇｈは，写真面上で四角形ａｂｃｄとして長方形から変形した四角形となる。そうすると，写真面上に四角形ａｂｃｄが存在している状態で，スクリーン面上の四角形ｅｆｇｈが長方形となる４点を特定できればよいこととなる。つまり，四角形ａｂｃｄの座標が与えられていれば，４点ｅｆｇｈを変更しながら探索することで，四角形ａｂｃｄの正置画像情報（四角形（長方形）ｅｆｇｈ）を得ることが可能となる。
【００９６】
図２４に示すように，長方形特定処理部３１において四角形の角ａ，ｂ，ｃ，ｄの指定の入力を受け付けると，写真面の中心を通る垂線上に頂点Ｖをもち，写真面上の四角形ａｂｃｄを底面とする仮想的な四角錐を三次元空間上に生成する（Ｓ４１０）。図２４は写真面を模式的に示したものであり，四角形ａｂｃｄと写真面の中心ＶＰ，辺ａｄの長さをＡ，辺ａｂの長さをＢ，辺ｂｃの長さをＣ，辺ｃｄの長さをＤとすることを示している。また，生成した四角錐Ｖａｂｃｄと，スクリーン面上に生成される四角形ｅｆｇｈの関係を示している。
【００９７】
Ｖと写真面の位置関係である四角錐の底面に対し頂点Ｖをどれだけ離すかは，カメラの焦点距離の入力を長方形特定処理部３１で受け付け，焦点距離によって決定する。これによって，直線Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈが定められる。
【００９８】
つぎに写真面上の四角形ａｂｃｄの辺の長さＡとＣ，ＢとＤの比率から，カメラと各頂点との距離の比率Ｖｅ：Ｖｆ＝Ｖｈ：Ｖｇ，Ｖｅ：Ｖｈ＝Ｖｆ：Ｖｇを算出する（Ｓ４２０）。すなわち，向かい合っている辺の長さの比が図２５の場合，線分Ｖｆの長さは線分Ｖｅの長さの１．３倍，線分Ｖｇの長さは線分Ｖｈの長さの１．３倍，線分Ｖｈの長さは線分Ｖｅの長さの１．１倍，線分Ｖｇの長さは線分Ｖｆの長さの１．１倍となる。Ｖｅを１．０とすると，これらより，Ｖｈ＝１．１，Ｖｆ＝１．３，Ｖｇ＝１．４３となる。
【００９９】
そして上記算出した比率に基づいて，スクリーン面上の点ｅｆｇｈを初期値として設定する（Ｓ４３０）。なお，初期値は点ｅｆｇｈが同一平面上に存在するようあらかじめ値を調整しておく。
【０１００】
そして，スクリーン面上の点ｅｆｇｈで構成される四角形ｅｆｇｈの４つの角が直角となるまで（Ｓ４４０），４点ｅｆｇｈが同一平面上に存在するという制約条件のもとで，直線Ｅ上で点ｅを，直線Ｆ上で点ｆを，直線Ｇ上で点ｇを，直線Ｈ上で点ｈの座標をそれぞれ変更する（Ｓ４５０）。ここで４つの角が直角となるかを判定するための評価関数として，たとえば，数４を用いることができる。
【数４】
0006467612.tif 000005
【０１０１】
長方形特定処理部３１は，数４の評価関数が０に近くなる点ｅ，ｆ，ｇ，ｈの座標を特定する。ここで数４の評価関数が０の場合には４点がすべて直角の場合であり，０に近くなるほど直角に近いことを意味する。そのため，評価関数が０でなくてもあらかじめ設定した許容値の範囲内になるまで点ｅ，ｆ，ｇ，ｈを変更してもよい。
【０１０２】
この場合，スクリーン面をｘ軸，ｙ軸それぞれを回転軸として順に，たとえばまずｘ軸に沿って回転させて評価，つぎにｙ軸に沿って回転させて評価，とのように，回転量を次第に減らしながら，回転し評価することを繰り返すことで，点ｅ，ｆ，ｇ，ｈの座標を特定し得る。なお，ｘ，ｙ軸はスクリーン面上の座標軸であり，Ｖから写真面への垂線をｚ軸とする。
【０１０３】
評価関数が許容範囲内にある点ｅ，ｆ，ｇ，ｈの座標が特定できた場合，それを点ｅ，ｆ，ｇ，ｈの位置として決定する（Ｓ４６０）。
【０１０４】
以上のようにして点ｅ，ｆ，ｇ，ｈの位置が決定できると，四角形ｅｆｇｈは長方形または略長方形になっているので，斜め撮影画像情報の角がその座標情報（ｘ，ｙ）を，正置画像情報の座標情報（ｘ２，ｙ２）に変換することで，正置画像情報を生成する（Ｓ４７０）。
【０１０５】
以上のような処理を長方形特定処理部３１が実行することで，斜め撮影画像上の床版部材の形状である四角形ａｂｃｄを，実際の床版部材の形状である長方形ｅｆｇｈに変換し，一つの正置画像情報である長方形として画像を切り出すことができる。そしてこれを斜め撮影画像における各四角形ごとに実行することで，斜め撮影画像に写っている各四角形を長方形の正置画像情報にそれぞれ変換できる。このような処理を橋梁の床版の斜め撮影画像情報ごとに行い，変換された正置画像情報をそれぞれ一つの長方形に組み合わせることで，一つの橋梁の床版全体を正置画像情報にすることができる。
【０１０６】
なお，正置画像情報に変換した各長方形は多くの場合，隣り合っている矩形の縦，横の長さが同一またはほぼ同一となる。しかし，Ｓ４００の斜め撮影画像情報に写っている四角形の４点の指定においてずれがあると，正置画像情報に変換後，縦，横の長さにずれが生じる場合がある。そこで，正置画像情報に変形したあとの各長方形の縦，横の長さの平均値を算出し，それにあうように，各正置画像情報の長方形をアフィン変換で再変形させてもよい。これによって，頂点の指定等による誤差を吸収し，より正確な縦横比率に補正することができる。これを模式的に示すのが図２６である。
【０１０７】
一方，必ずしも橋梁の長さや幅を正確に等分した部材で組み立てられたり，正確に等分した型枠を使って建造されているわけではないので，端部の長方形の長さは，ほかと違っていることも多い。そのため，上記平均値の算出にあったっては，前後または左右に隣接する正置画像情報とすることが好ましい。そのため，処理対象となる各斜め撮影画像情報を正置画像情報に変形したあとの，前後または左右方向に並んでいる各長方形の縦，横の長さの平均値を算出し，それにあうように，各正置画像情報の長方形をアフィン変換で再変形させてもよい。これによって，より精度を高めて縦横比率の補正を行うことができる。
【０１０８】
以上のようにして長方形特定処理部３１において，撮影対象となった橋梁の床版下部の全体の長方形の正置画像情報の組み合わせが可能となる。そして，このようにして生成した正置画像情報となった床版部材の各長方形を組み合わせた画像情報に対して，ひび割れ処理部１２が，ひび割れ箇所の特定処理を実行し（Ｓ１３０），長さ算出処理部１３が，特定したひび割れ箇所の長さを算出する（Ｓ１４０）。
【０１０９】
具体的には，図９に示すように，生成した正置画像情報に対して，マウスやデジタルペンなどの入力装置７３を用いて，ひび割れ箇所をスケッチしていき，ひび割れ処理部１２でその入力を受け付ける。つぎに，図１０に示すように，正置画像情報における基準となる長さ，たとえば壁面の高さの指定の入力を長さ算出処理部１３で入力を受け付ける。また基準となる長さの実際の長さの入力を受け付ける。これによって，撮影時の画像情報の縮尺を算出し，算出した縮尺に基づいて，ひび割れ箇所の長さを乗算する。これによって，撮影した斜め画像情報に写っている実際のひび割れの長さを算出することができる。そして各斜め画像情報に基づく正置画像情報における実際のひび割れの長さを合計することで，補修対象となるひび割れ箇所の長さの総延長を算出する。
【０１１０】
以上のような処理を実行することで，斜めに撮影をしたとしてもそれを正置画像情報に変換し，ひび割れ箇所の長さを算出することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明の正置画像処理システムを用いることによって，パノラマ撮影や斜めから撮影した画像情報から，正置画像情報を生成することが可能となる。また，正置画像情報が生成可能となることで，構造物をパノラマ撮影や斜めから撮影したとしても，構造物におけるひび割れ箇所を含む変状等の状態の位置や大きさを高い精度で記録することが可能となる。
【０１１２】
構造物の維持管理業務の一環として，ひび割れのみならず，剥落，漏水等を含む構造物の変状一般を図面として記録する需要があり，構造物の現況を示すＣＡＤデータとしての正面図や立面図等の図面を，自動で生成，あるいはコンピュータの支援によって人がトレースするために，正面から十分な距離をおいて撮影したかのような画像情報（正置画像情報）を得ることは極めて有用である。
【符号の説明】
【０１１３】
１：構造物維持管理業務システム
２，２’：正置画像情報処理システム
１０：撮影画像情報入力受付処理部
１１，１１’：正置画像情報生成処理部
１２：ひび割れ処理部
１３：長さ算出処理部
２０：パノラマ画像情報表示処理部
２１：消失点特定処理部
２２：グリッド線表示処理部
２３：座標変換処理部
２４：変換確認表示処理部
３０：撮影画像情報表示処理部
３１：長方形特定処理部
７０：演算装置
７１：記憶装置
７２：表示装置
７３：入力装置
７４：通信装置
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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