(57)【要約】【課題】従来と比較して亀裂の検出の信頼度を向上することができる亀裂検出装置を提供すること。【解決手段】亀裂検出装置１１０は、亀裂が生じた対象物の画像情報の明度に基づいて亀裂の像を含む所定の粗さの像の情報を画像情報から抽出する第１の像情報抽出手段１２３と、画像情報の明度を平滑化して平滑化画像情報を生成する明度平滑化手段１２５と、第１の像情報抽出手段１２３によって抽出された像より粗く亀裂の像を含む像の情報を平滑化画像情報の明度に基づいて平滑化画像情報から抽出する第２の像情報抽出手段１２７と、第１の像情報抽出手段１２３及び第２の像情報抽出手段１２７によって抽出された像の情報において重複する像の情報を亀裂の像の情報として検出する亀裂検出手段１２９とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
亀裂が生じた対象物の画像情報の明度に基づいて前記亀裂の像を含む所定の粗さの像の情報を前記画像情報から抽出する第１の像情報抽出手段と、前記画像情報の明度を平滑化して平滑化画像情報を生成する明度平滑化手段と、前記第１の像情報抽出手段によって抽出された前記像より粗く前記亀裂の像を含む像の情報を前記平滑化画像情報の明度に基づいて前記平滑化画像情報から抽出する第２の像情報抽出手段と、前記第１の像情報抽出手段及び前記第２の像情報抽出手段によって抽出された前記像の情報において重複する像の情報を前記亀裂の像の情報として検出する亀裂検出手段とを備えたことを特徴とする亀裂検出装置。
【請求項２】
前記明度平滑化手段は、前記画像情報の明度を複数の度合で平滑化して複数の前記平滑化画像情報を生成し、
前記第２の像情報抽出手段は、前記複数の平滑化画像情報毎に前記亀裂の像を含む像の情報を抽出することを特徴とする請求項１に記載の亀裂検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建造物に生じた亀裂を検出する亀裂検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建造物に生じた亀裂を検出する亀裂検出装置として、トンネルの内壁に生じた亀裂を検出する亀裂検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
従来の亀裂検出装置は、鉄道レール上を自走する台車と、台車の進行方向と平行な回転軸により回転することで放射状にレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、レーザ光照射手段と共に回転してトンネルの内壁によって反射されたレーザ光を受光する受光手段と、受光手段に対して常にレーザ光が垂直に入射するように受光手段を台車上で移動させ受光手段の移動距離を測定する移動距離測定手段とを備えている。
【０００４】
そして、亀裂検出装置は、移動距離測定手段の測定結果に基づいてトンネルの内壁に生じた亀裂等の凹みを検出する。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１６８６１７号公報（第３―４頁、第２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の亀裂検出装置は、複数の部材が継ぎ合わされることによって内壁が形成されている場合に部材の継ぎ目が凹んでいるとき、亀裂だけでなく部材の継ぎ目も検出するという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、従来と比較して亀裂の検出の信頼度を向上することができる亀裂検出装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の亀裂検出装置は、亀裂が生じた対象物の画像情報の明度に基づいて前記亀裂の像を含む所定の粗さの像の情報を前記画像情報から抽出する第１の像情報抽出手段と、前記画像情報の明度を平滑化して平滑化画像情報を生成する明度平滑化手段と、前記第１の像情報抽出手段によって抽出された前記像より粗く前記亀裂の像を含む像の情報を前記平滑化画像情報の明度に基づいて前記平滑化画像情報から抽出する第２の像情報抽出手段と、前記第１の像情報抽出手段及び前記第２の像情報抽出手段によって抽出された前記像の情報において重複する像の情報を前記亀裂の像の情報として検出する亀裂検出手段とを備えた構成を有している。
【０００９】
この構成により、本発明の亀裂検出装置は、亀裂に起因する劣化によって対象物に生じた所定の粗さの凹凸に基づいて像の情報を第１の像情報抽出手段が抽出し、劣化による所定の粗さの凹凸を抽出しない程度に大まかな像の情報を第２の像情報抽出手段が抽出し、第１の像情報抽出手段及び第２の像情報抽出手段によって抽出された像の情報において重複する像の情報を亀裂の像の情報として亀裂検出手段が検出するので、従来と比較して亀裂の検出の信頼度を向上することができる。
【００１０】
また、本発明の亀裂検出装置は、前記明度平滑化手段は、前記画像情報の明度を複数の度合で平滑化して複数の前記平滑化画像情報を生成し、前記第２の像情報抽出手段は、前記複数の平滑化画像情報毎に前記亀裂の像を含む像の情報を抽出する構成を有している。
【００１１】
この構成により、複数の度合で平滑化された平滑化画像情報から亀裂の像を含む情報が抽出されるので、予め人間が平滑化する際に最適と思われる度合に調整する必要がなく、自動的に従来と比較して亀裂の検出の信頼度を向上することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
まず、第１の実施の形態に係る亀裂検出装置を備えた亀裂検出システムの構成について説明する。
【００１４】
図１に示すように、亀裂検出システム１００は、亀裂が生じた建造物等の対象物を撮像し、撮像された対象物の画像情報を生成する画像情報生成装置１０１と、画像情報生成装置１０１によって生成された画像情報から亀裂の像の情報を検出する本実施の形態に係る亀裂検出装置１１０と、亀裂検出装置１１０によって検出された亀裂の像の情報に基づいて亀裂の像を表示する検出結果表示装置１４０とを備えている。
【００１５】
画像情報生成装置１０１は、カメラで構成され、生成した画像情報を亀裂検出装置１１０に出力するようになっている。なお、画像情報生成装置１０１は、画像情報を外部に出力する装置であれば、例えばビデオ再生装置等、カメラ以外の装置で構成されていても良い。
【００１６】
亀裂検出装置１１０は、画像情報生成装置１０１によって出力された画像情報が入力される画像情報入力手段１２１と、画像情報入力手段１２１に入力された画像情報を記憶する画像情報記憶手段１２２とを備えている。
【００１７】
また、亀裂検出装置１１０は、画像情報記憶手段１２２に記憶された画像情報を横軸画素数ｎ及び縦軸画素数ｍの画素の集まりである複数の領域に分割し、分割された各領域における画素の明度の平均値、即ち明度平均値Ｍを数１に基づいて算出し、各領域における横軸値ｘ及び縦軸値ｙに位置する画素の明度Ｐ（ｘ，ｙ）と算出された明度平均値Ｍとの差の絶対値を数２に基づいて積算することで各領域の分散値Ｄを算出し、算出された分散値Ｄが所定の閾値を超える領域の集まりを亀裂の像を含む所定の粗さの像の情報として抽出する第１の像情報抽出手段１２３と、第１の像情報抽出手段１２３によって抽出された像の情報を記憶する第１の像情報記憶手段１２４とを備えている。
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【００１８】
また、亀裂検出装置１１０は、画像情報記憶手段１２２に記憶された画像情報の明度を平滑化し、画像として表示した際に画像全体がぼやけるような平滑化画像情報を生成する明度平滑化手段１２５と、明度平滑化手段１２５によって生成された平滑化画像情報を記憶する平滑化画像情報記憶手段１２６とを備えている。
【００１９】
また、亀裂検出装置１１０は、平滑化画像情報記憶手段１２６によって記憶された平滑化画像情報において任意の画素からこの画素より明度が所定の度合以上低い画素へ向かう図２（ａ）に示すようなベクトル図となる画像を形成するベクトル情報を生成し、生成されたベクトル情報におけるベクトルの終点又は始点が集まる図２（ｂ）に示す領域２０１及び領域２０２の情報を第１の像情報抽出手段１２３によって抽出された像より粗く亀裂の像を含む像の情報として抽出する第２の像情報抽出手段１２７と、第２の像情報抽出手段１２７によって抽出された像の情報を記憶する第２の像情報記憶手段１２８とを備えている。
【００２０】
なお、対象物のうちの亀裂が生じた部分の表面は、亀裂に起因する劣化によって、亀裂が生じていない部分の表面と比較して、所定の粗さの凹凸が多く生じている。そして、第１の像情報抽出手段１２３は、亀裂に起因する劣化によって対象物に生じた所定の粗さの凹凸に基づいて像の情報を抽出するように設定されており、第２の像情報抽出手段１２７は、劣化による所定の粗さの凹凸を抽出しない程度に大まかな像の情報を抽出するように設定されている。
【００２１】
また、亀裂検出装置１１０は、第１の像情報抽出手段１２３によって抽出されて第１の像情報記憶手段１２４に記憶された像の情報と、第２の像情報抽出手段１２７によって抽出されて第２の像情報記憶手段１２８に記憶された像の情報とを重ね合わせ、重複する像の情報を亀裂の像の情報として検出する亀裂検出手段１２９と、亀裂検出手段１２９によって検出された亀裂の像の情報を検出結果として検出結果表示装置１４０に出力する検出結果出力手段１３０とを備えている。
【００２２】
次に、本実施の形態に係る亀裂検出装置１１０を備えた亀裂検出システム１００の動作について説明する。
【００２３】
まず、図３（ａ）に示すように部材３０２を複数枚継ぎ合わせることで構成されて亀裂３０１が生じた対象物が画像情報生成装置１０１によって撮像され、図３（ｂ）に示すような画像情報が生成され、生成された画像情報は、画像情報生成装置１０１によって亀裂検出装置１１０に出力される。
【００２４】
なお、図３（ｂ）において、線３１０は、図３（ａ）における亀裂３０１の像であり、線３１１ａ、線３１１ｂ及び線３１１ｃは、それぞれ図３（ａ）における継ぎ目３０３、継ぎ目３０４及び継ぎ目３０５の像である。
【００２５】
次に、亀裂検出装置１１０の画像情報入力手段１２１に画像情報が入力され、入力された画像情報は、画像情報記憶手段１２２によって記憶される。
【００２６】
続いて、第１の像情報抽出手段１２３によって画像情報記憶手段１２２から画像情報が取得され、取得された画像情報に基づいて、図４に示すような亀裂の像を含む像の情報が第１の像情報抽出手段１２３によって抽出され、抽出された像の情報は第１の像情報記憶手段１２４によって記憶される。
【００２７】
また、明度平滑化手段１２５によって画像情報記憶手段１２２から画像情報が取得され、取得された画像情報の明度が明度平滑化手段１２５によって所定の度合で平滑化されることで、図５（ａ）に示すような画像を形成する平滑化画像情報が明度平滑化手段１２５によって生成され、生成された平滑化画像情報は平滑化画像情報記憶手段１２６によって記憶される。
【００２８】
次いで、第２の像情報抽出手段１２７によって平滑化画像情報記憶手段１２６から平滑化画像情報が取得され、取得された平滑化画像情報に基づいて、図５（ｂ）に示すような亀裂の像を含む像の情報が第２の像情報抽出手段１２７によって抽出され、抽出された像の情報は第２の像情報記憶手段１２８によって記憶される。
【００２９】
次いで、第１の像情報抽出手段１２３によって抽出された像の情報及び第２の像情報抽出手段１２７によって抽出された像の情報が第１の像情報記憶手段１２４及び第２の像情報記憶手段１２８から亀裂検出手段１２９によって取得され、取得された２つの像の情報が亀裂検出手段１２９によって重ね合わされ、重複する像の情報が亀裂の像の情報として亀裂検出手段１２９によって検出される。
【００３０】
次に、亀裂検出手段１２９によって検出された亀裂の像の情報が検出結果として検出結果出力手段１３０を介して検出結果表示装置１４０に出力される。
【００３１】
そして、検出結果として検出結果表示装置１４０に出力された亀裂の像の情報に基づいて検出結果表示装置１４０によって図６に示すような亀裂の画像が表示される。
【００３２】
以上に説明したように、亀裂検出装置１１０は、亀裂に起因する劣化によって対象物に生じた所定の粗さの凹凸に基づいて像の情報を第１の像情報抽出手段１２３が抽出し、劣化による所定の粗さの凹凸を抽出しない程度に大まかな像の情報を第２の像情報抽出手段１２７が抽出し、第１の像情報抽出手段１２３及び第２の像情報抽出手段１２７によって抽出された２つの像の情報において重複する像の情報を亀裂の像の情報として亀裂検出手段１２９が検出するので、例えば継ぎ目３０３、継ぎ目３０４及び継ぎ目３０５を検出することを防止することができ、従来と比較して亀裂の検出の信頼度を向上することができる。また、従来用いられていたレーザ光照射装置及び受光装置と比較して安価なカメラである画像情報生成装置１０１によって撮像された画像情報から亀裂を検出するので、従来と比較して安価に亀裂を検出することができる。
【００３３】
なお、亀裂検出装置１１０は、本実施の形態において、画像情報生成装置１０１及び検出結果表示装置１４０が外部に接続された構成であったが、本発明によれば、亀裂の像の情報を検出するための画像情報を生成する手段と、亀裂検出手段１２９によって検出された亀裂の像を表示する手段とを内部に含む構成であっても良い。
【００３４】
また、第１の像情報抽出手段１２３は、本実施の形態において、所定の粗さの像の情報を抽出するために数１及び数２によって分散値を算出する方法を用いるようになっていたが、所定の粗さの像の情報を抽出することができる方法であれば、数１及び数２によって分散値を算出する方法以外の分散値を算出する方法を用いるようになっていても良いし、分散値を算出する方法以外の方法を用いるようになっていても良い。
【００３５】
同様に、第２の像情報抽出手段１２７は、本実施の形態において、第１の像情報抽出手段１２３によって抽出された像より粗い像の情報を抽出するのにベクトル情報を生成する方法を用いるようになっていたが、第１の像情報抽出手段１２３によって抽出された像より粗い像の情報を抽出することができる方法であれば、ベクトル情報を生成する方法以外の方法を用いるようになっていても良い。
【００３６】
（第２の実施の形態）
まず、第２の実施の形態に係る亀裂検出装置によって構成された亀裂検出システムの構成について説明する。
【００３７】
なお、本実施の形態に係る亀裂検出システムのうち、第１の実施の形態に係る亀裂検出システムの構成と同様である構成については、第１の実施の形態に係る亀裂検出システムの構成と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３８】
図７に示すように、本実施の形態に係る亀裂検出システム７００の構成は、亀裂検出システム１００（図１参照）が亀裂検出装置１１０（図１参照）に代えて亀裂検出装置７１０を備えた構成と同様である。
【００３９】
亀裂検出装置７１０の構成は、画像情報の明度を平滑化する度合を表す平滑量を指示する平滑量指示手段７４１と、画像情報記憶手段１２２によって記憶された画像情報における明度を平滑量指示手段７４１によって指示された平滑量に応じた度合で平滑化し、画像として表示した際に画像全体がぼやけるような平滑化画像情報を生成する明度平滑化手段７２５と、複数の平滑量に応じた度合で明度を平滑化された複数の平滑化画像情報から抽出された複数の像の情報を記憶する第２の像情報記憶手段７２８と、複数の平滑量に応じた度合で明度を平滑化された複数の平滑化画像情報から抽出された複数の像の情報に共通する像の情報を抽出する共通像情報抽出手段７４２と、共通像情報抽出手段７４２によって抽出された像の情報を記憶する共通像情報記憶手段７４３とを有し、共通像情報記憶手段７４３に記憶された像の情報と第１の像情報記憶手段１２４によって記憶された像の情報とを重ね合わせ、重複する像の情報を亀裂の像の情報として検出する亀裂検出手段７２９とを、明度平滑化手段１２５（図１参照）、第２の像情報記憶手段１２８（図１参照）及び亀裂検出手段１２９（図１参照）に代えて亀裂検出装置１１０が有した構成と同様である。
【００４０】
次に、本実施の形態の亀裂検出装置７１０を備えた亀裂検出システム７００の動作について説明する。
【００４１】
まず、第１の実施の形態と同様に、図３（ａ）に示すような対象物が画像情報生成装置１０１によって撮像され、図３（ｂ）に示すような画像情報が生成され、生成された画像情報は、画像情報生成装置１０１によって亀裂検出装置７１０に出力される。
【００４２】
次に、亀裂検出装置７１０の画像情報入力手段１２１に画像情報が入力され、入力された画像情報は、画像情報記憶手段１２２によって記憶される。
【００４３】
続いて、第１の像情報抽出手段１２３によって画像情報記憶手段１２２から画像情報が取得され、取得された画像情報に基づいて、図４に示すような画像を形成する亀裂の像を含む所定の粗さの像の情報が第１の像情報抽出手段１２３によって抽出され、抽出された像の情報は第１の像情報記憶手段１２４によって記憶される。
【００４４】
また、平滑量指示手段７４１によって所定の平滑量が明度平滑化手段７２５に対して指示される。
【００４５】
続いて、明度平滑化手段７２５によって画像情報記憶手段１２２から画像情報が取得され、取得された画像情報の明度が平滑量指示手段７４１によって指示された平滑量に応じた度合で平滑化されることで、平滑化画像情報が明度平滑化手段７２５によって生成され、生成された平滑化画像情報は、平滑化画像情報記憶手段１２６によって記憶される。
【００４６】
次いで、第２の像情報抽出手段１２７によって平滑化画像情報記憶手段１２６から平滑化画像情報が取得され、取得された平滑化画像情報に基づいて、図８に示すような亀裂の像を含む像８０１の情報が第２の像情報抽出手段１２７によって抽出され、抽出された像の情報は第２の像情報記憶手段７２８によって記憶される。
【００４７】
同様に、徐々に平滑量が下げられながら、図８に示すような像８０２、像８０３、像８０４、像８０５及び像８０６が第２の像情報抽出手段１２７によって抽出され、第２の像情報記憶手段７２８によって記憶される。
【００４８】
次に、共通像情報抽出手段７４２によって像８０１及び像８０２の情報が取得され、取得された像８０１の情報と像８０２の情報との論理積が共通像情報抽出手段７４２によって取られることにより、像８０１及び像８０２に共通する像８０７の情報が共通像情報抽出手段７４２によって抽出され、保持される。
【００４９】
次に、共通像情報抽出手段７４２によって像８０３の情報が取得され、取得された像８０３の情報と共通像情報抽出手段７４２によって保持された像８０７の情報との論理積が共通像情報抽出手段７４２によって取られることにより、像８０３及び像８０７に共通する像８０８の情報が共通像情報抽出手段７４２によって抽出され、保持される。
【００５０】
同様に、像８０９及び像８１０の情報が共通像情報抽出手段７４２によって抽出され、最終的に像８０１、像８０２、像８０３、像８０４、像８０５及び像８０６の全てに共通する像８１１の情報が共通像情報抽出手段７４２によって抽出される。更に、抽出された像８１１の情報は共通像情報記憶手段７４３によって記憶される。
【００５１】
次いで、第１の像情報抽出手段１２３によって抽出された像の情報及び像８１１の情報が第１の像情報記憶手段１２４及び共通像情報記憶手段７４３から亀裂検出手段７２９によって取得され、取得された２つの像の情報が亀裂検出手段７２９によって重ね合わされ、重複する像の情報が亀裂の像の情報として亀裂検出手段７２９によって検出される。
【００５２】
次に、亀裂検出手段７２９によって検出された亀裂の像の情報が検出結果として検出結果出力手段１３０を介して検出結果表示装置１４０に出力される。
【００５３】
そして、検出結果として検出結果表示装置１４０に出力された亀裂の像の情報に基づいて検出結果表示装置１４０によって図６に示すような亀裂の画像が表示される。
【００５４】
以上に説明したように、複数の度合で平滑化された平滑化画像情報から亀裂の像を含む情報が抽出されるので、予め人間が平滑化する際に最適と思われる度合に調整する必要がなく、自動的に従来と比較して亀裂の検出の信頼度を向上することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、従来と比較して亀裂の検出の信頼度を向上することができる亀裂検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る亀裂検出装置を備えた亀裂検出システムのブロック図
【図２】（ａ）画像情報における各画素間の明度の差によるベクトルにより構成されたベクトル図
（ｂ）ベクトルの終点又は始点が集まる領域を示す図
【図３】（ａ）部材を複数枚継ぎ合わせることで構成されて亀裂が生じた対象物の正面図
（ｂ）亀裂の像と壁材の継ぎ目の像とを含む画像を示す図
【図４】第１の像情報抽出手段によって抽出された像を示す図
【図５】（ａ）明度が平滑化された画像を示す図
（ｂ）第２の像情報抽出手段によって抽出された像を示す図
【図６】亀裂検出手段によって検出された亀裂の像を示す図
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る亀裂検出装置を備えた亀裂検出システムのブロック図
【図８】平滑量が異なる平滑化画像情報から抽出された複数の像の情報の全てに共通する像の情報を抽出する方法を説明する図
【符号の説明】
１００  亀裂検出システム
１１０  亀裂検出装置
１２３  第１の像情報抽出手段
１２５  明度平滑化手段
１２７  第２の像情報抽出手段
１２９  亀裂検出手段
７００  亀裂検出システム
７１０  亀裂検出装置
７２５  明度平滑化手段
７２９  亀裂検出手段
【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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