(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物表面あるいは前記対象物表面と対象物サイズ・視点角度を示すマーカとを撮影して着脱可能に設けられた可搬型メモリにデジタルデータからなる画像データを記憶する小型で可搬性のある映像化装置と、前記対象物の前記画像データを処理する際に必要なデータが記憶されたデータベース部と、前記映像化装置から出力された画像データおよび前記データベース部のデータを入出力コントロール部を介してメモリ部に取り込み前記画像データに画像処理を施して前記対象物の表面形状データと輪郭形状データとを抽出する画像処理プロセッサと、前記映像化装置から取り外された前記可搬型メモリにデータを読み書きするための可搬型メモリ読書き装置と、前記画像データおよび前記画像処理プロセッサで抽出された前記表面形状データと前記輪郭形状データとを表示出力する表示部または印字出力するプリンタを有した出力部と、現場における表面検査の対象物への表面検査指令を前記画像処理プロセッサに入力するためのユーザインタフェース部とを備えたことを特徴とする点検データ画像記録装置。
【請求項２】
請求項１に記載の点検データ画像記録装置において、前記映像化装置は、前記対象物表面あるいは前記対象物表面と対象物サイズ・視点角度を示すマーカとを撮影して映像信号を出力するイメージセンサ撮像部と、前記イメージセンサ撮像部から出力された映像信号をディジタルデータからなる画像データに変換するＡ／Ｄ変換処理部と、前記Ａ／Ｄ変換処理部により変換された画像データあるいは前記入出力コントロール部から入力された前記表面形状データおよび前記輪郭形状データを前記可搬型メモリに読み書きするデータ読書き部と、前記可搬型メモリに記憶されたデータあるいは前記入出力コントロール部から入力されたデータを表示するためのデータ表示部と、前記イメージセンサ撮像部と前記Ａ／Ｄ変換処理部と前記データ読書き部と前記データ表示部とを制御する映像化装置コントロール部とを備えたことを特徴とする点検データ画像記録装置。
【請求項３】
請求項１に記載の点検データ画像記録装置において、前記画像処理プロセッサは、前記映像化装置から出力された画像データを展開して格納するフレームメモリ部と、前記画像データから前記対象物の輪郭領域および表面形状領域と前記マーカ領域とを抽出する論理・空間フィルタリング部と、前記対象物の表面形状領域と前記データベース部に格納した前記画像データの１画素あたりのサイズを示す画素分解能データとから前記対象物表面の形状の座標・寸法である表面形状データを算出するラベリング処理部と、前記対象物の輪郭領域から線・円成分を抽出する幾何形状抽出部と、前記幾何学形状抽出部から抽出した線・円成分と前記画素分解能データとから前記対象物の輪郭の座標・寸法である輪郭形状データを算出する輪郭計測部と、前記画像データと前記表面形状データと前記輪郭形状データとを３次元で移動・変形変換する３次元アフェイン変換処理部とを備えたことを特徴とする点検データ画像記録装置。
【請求項４】
請求項１に記載の点検データ画像記録装置において、前記メモリ部と前記画像処理プロセッサと前記入出力コントロール部とを、前記映像化装置コントロール部に組み込んだことを特徴とする点検データ画像記録装置。
【請求項５】
対象物表面を視差をつけて撮影して着脱可能に設けられた可搬型メモリにディジタルデータからなる複視差画像データを記憶する小型で可搬性のある３次元映像化装置と、前記３次元映像化装置の前記対象物表面側に取付けられ前記３次元映像化装置と前記対象物表面との焦点距離を固定する焦点固定部と、前記対象物の前記複視差画像データを処理する際に必要なデータが記憶されたデータベース部と、前記３次元映像化装置から出力された前記複視差画像データおよび前記データベース部のデータを入出力コントロール部を介してメモリ部に取り込み前記複視差画像データに画像処理を施して前記対象物表面の深さ方向の状態を加えた表面形状データと前記対象物の輪郭形状データとを抽出する画像処理プロセッサと、前記映像化装置から取り外された前記可搬型メモリにデータを読み書きするための可搬型メモリ読書き装置と、前記複視差画像データと前記表面形状データと前記輪郭形状データとを表示出力する表示部および印字出力するプリンタを有した出力部と、現場における表面検査の対象物への表面検査指令を前記画像処理プロセッサに入力するためのユーザインタフェース部とを備えたことを特徴とする点検データ画像記録装置。
【請求項６】
請求項５に記載の点検データ画像記録装置において、前記３次元映像化装置は、前記対象物表面を視差をつけて撮影して２つの映像信号を出力する複視差イメージセンサ撮像部と、前記複視差イメージセンサ撮像部から出力された２つの映像信号をディジタルデータからなる２つの映像に変換しどちらの視差かを判別する視差識別信号を付加するＡ／Ｄ変換複視差信号処理部と、前記Ａ／Ｄ変換複視差信号処理部により処理された複視差画像データあるいは前記入出力コントロール部から入力された前記表面形状データおよび前記輪郭形状データを前記可搬型メモリに読み書きするデータ読書き部と、前記可搬型メモリに記憶されたデータあるいは前記入出力コントロール部から入力されたデータを表示するためのデータ表示部と、前記複視差イメージセンサ撮像部と前記Ａ／Ｄ変換複視差信号処理部と前記データ読書き部と前記データ表示部とを制御する３次元映像化装置コントロール部とを備えたことを特徴とする点検データ画像記録装置。
【請求項７】
請求項５に記載の点検データ画像記録装置において、前記焦点固定部は、内部に形成され前記対象物表面に集光するように内壁の高さに応じて角度が変化している鏡面を有した空洞と、前記空洞内の前記３次元映像化装置側に設けられた照明光源と、前記空洞内の前記対象物表面側に設けられ前記内壁で集光した光を散乱させて前記対象物表面に一様な光をあてる面光源変換部とを備えたことを特徴とする点検データ画像記録装置。
【請求項８】
請求項５に記載の点検データ画像記録装置において、前記画像処理プロセッサは、前記３次元映像化装置から出力された複視差画像データを展開して格納するフレームメモリ部と、前記複視差画像データから視差画像間の対応点を求めその対応点の移動量の画素数から三角測量の原理により深さの画素数を算出し前記データベース部に格納した前記複視差画像データの１画素当たりのサイズを表す画素分解能データにより深さの寸法を求め前記対象物表面の深さ方向の状態を加えた表面形状データを求める画素間演算部と、前記複視差画像データの片方での画像から対象物の輪郭領域を抽出する論理・空間フィルタリング部と、前記対象物の輪郭領域から線・円成分を抽出する幾何形状抽出部と、前記幾何学形状抽出部から抽出した線・円成分と前記画素分解能データとから前記対象物の輪郭の座標・寸法である輪郭形状データを算出する輪郭計測部と、前記画像データと前記表面形状データと前記輪郭形状データとを３次元で移動・変形変換する３次元アフェイン変換処理部とを備えたことを特徴とする点検データ画像記録装置。
【請求項９】
請求項５に記載の点検データ画像記録装置において、前記メモリ部と前記画像処理プロセッサと前記入出力コントロール部とを、前記３次元映像化装置コントロール部に組み込んだことを特徴とする点検データ画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラントを構成する設備機器の現場点検において、点検対象物の表面検査データを記録分析して管理するための点検データ画像記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、プラントを構成する設備機器の現場点検における対象物の表面検査は、人間による目視で行われている。現場の作業員が対象物の表面を目視で確認し、欠陥がある場合は、その欠陥部分の長さと幅とをメジャーで計測し、深さ方向は手触りで計測している。そして、対象物の表面状態をメモ用紙にスケッチし、あるいは、メモ用紙を対象物の表面にあて鉛筆等でメモ用紙の上から擦り付けることにより欠陥部分を写して、事務所で報告書に清書している。
【０００３】
また、最近では、レーザ光や超音波を用いた表面検査も開発されており、共に対象物の表面にレーザ光や超音波を照射し、表面からの反射を計測することで表面状態を検査するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、人間の目視による表面検査の場合には、精度のバラツキがあり紙による記録であるため定量化できていない。また、現場でメモ書きした検査結果を事務所で清書する必要があるので、作業負担が大きく転写ミスなどヒューマンエラーを起こしやすい。さらには、現場での検査の時に専門家のスキルが必要であるなどの課題があった。
【０００５】
また、最新技術であるレーザ光や超音波を用いた表面検査の場合には、小型化が困難であり現場点検に不向きで高コストの課題があった。
【０００６】
本発明の目的は、点検精度が一定で検査結果を定量化でき小型でコンパクトな点検データ画像記録装置を得ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係わる点検データ画像記録装置は、対象物表面あるいは対象物表面と対象物サイズ・視点角度を示すマーカとを撮影して着脱可能に設けられた可搬型メモリにデジタルデータからなる画像データを記憶する小型で可搬性のある映像化装置と、対象物の画像データを処理する際に必要なデータが記憶されたデータベース部と、映像化装置から出力された画像データおよびデータベース部のデータを入出力コントロール部を介してメモリ部に取り込み画像データに画像処理を施して対象物の表面形状データと輪郭形状データとを抽出する画像処理プロセッサと、映像化装置から取り外された可搬型メモリにデータを読み書きするための可搬型メモリ読書き装置と、画像データおよび画像処理プロセッサで抽出された表面形状データと輪郭形状データとを表示出力する表示部または印字出力するプリンタを有した出力部と、現場における表面検査の対象物への表面検査指令を画像処理プロセッサに入力するためのユーザインタフェース部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項１の発明に係わる点検データ画像記録装置では、ユーザインタフェース部からユーザによる対象物への表面検査指令が入力されると、小型で可搬性のある映像化装置で、対象物表面あるいは対象物表面と対象物サイズ・視点角度を示すマーカとを撮影して、着脱可能に設けられた可搬型メモリにその画像データを記憶する。画像処理プロセッサは、映像化装置から出力された画像データおよびデータベース部のデータを入出力コントロール部を介してメモリ部に取り込み画像データに画像処理を施して対象物の表面形状データと輪郭形状データとを抽出する。そして、その結果を表示部に表示出力しプリンタに印字出力する。
【０００９】
請求項２の発明に係わる点検データ画像記録装置は、請求項１に記載の点検データ画像記録装置において、映像化装置は、対象物表面あるいは対象物表面と対象物サイズ・視点角度を示すマーカとを撮影して映像信号を出力するイメージセンサ撮像部と、イメージセンサ撮像部から出力された映像信号をディジタルデータからなる画像データに変換するＡ／Ｄ変換処理部と、Ａ／Ｄ変換処理部により変換された画像データあるいは入出力コントロール部から入力された表面形状データおよび輪郭形状データを可搬型メモリに読み書きするデータ読書き部と、可搬型メモリに記憶されたデータあるいは入出力コントロール部から入力されたデータを表示するためのデータ表示部と、イメージセンサ撮像部とＡ／Ｄ変換処理部とデータ読書き部とデータ表示部とを制御する映像化装置コントロール部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明に係わる点検データ画像記録装置では、請求項１に記載の点検データ画像記録装置の作用に加え、映像化装置は以下のように作用する。対象物表面あるいは対象物表面と対象物サイズ・視点角度を示すマーカとをイメージセンサ撮像部で撮影して、その映像信号をＡ／Ｄ変換処理部でディジタルデータからなる画像データに変換する。Ａ／Ｄ変換処理部により変換された画像データあるいは入出力コントロール部から入力された表面形状データおよび輪郭形状データはデータ読書き部により可搬型メモリに読み書きされる。また、データ表示部には、可搬型メモリに記憶されたデータあるいは入出力コントロール部から入力されたデータが表示される。
【００１１】
請求項３の発明に係わる点検データ画像記録装置は、請求項１に記載の点検データ画像記録装置において、画像処理プロセッサは、映像化装置から出力された画像データを展開して格納するフレームメモリ部と、画像データから対象物の輪郭領域および表面形状領域とマーカ領域とを抽出する論理・空間フィルタリング部と、対象物の表面形状領域とデータベース部に格納した画像データの１画素あたりのサイズを示す画素分解能データとから対象物表面の形状の座標・寸法である表面形状データを算出するラベリング処理部と、対象物の輪郭領域から線・円成分を抽出する幾何形状抽出部と、幾何学形状抽出部から抽出した線・円成分と画素分解能データとから対象物の輪郭の座標・寸法である輪郭形状データを算出する輪郭計測部と、画像データと表面形状データと輪郭形状データとを３次元で移動・変形変換する３次元アフェイン変換処理部とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明に係わる点検データ画像記録装置では、請求項１に記載の点検データ画像記録装置の作用に加え、画像処理プロセッサは以下のように作用する。映像化装置から出力された画像データをフレームメモリ部に展開して格納し、論理・空間フィルタリング部は、画像データから対象物の輪郭領域および表面形状領域とマーカ領域とを抽出する。また、ラベリング処理部は、対象物の表面形状領域とデータベース部に格納した画像データの１画素あたりのサイズを示す画素分解能データとから対象物表面の形状の座標・寸法である表面形状データを算出する。さらに、輪郭計測部は、幾何学形状抽出部から抽出した線・円成分と画素分解能データとから対象物の輪郭の座標・寸法である輪郭形状データを算出し、３次元アフェイン変換処理部により、画像データと表面形状データと輪郭形状データとを３次元で移動・変形変換する。
【００１３】
請求項４の発明に係わる点検データ画像記録装置は、請求項１に記載の点検データ画像記録装置において、メモリ部と画像処理プロセッサと入出力コントロール部とを、映像化装置コントロール部に組み込んだことを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明に係わる点検データ画像記録装置では、請求項１に記載の点検データ画像記録装置の作用に加え、現場において対象物表面を映像化装置で撮影し、同時に映像化装置内の画像処理プロセッサで画像処理を施し、小型で可搬性のある映像化装置のみで表面検査を行う。
【００１５】
請求項５の発明に係わる点検データ画像記録装置は、対象物表面を視差をつけて撮影して着脱可能に設けられた可搬型メモリにディジタルデータからなる複視差画像データを記憶する小型で可搬性のある３次元映像化装置と、３次元映像化装置の対象物表面側に取付けられ３次元映像化装置と対象物表面との焦点距離を固定する焦点固定部と、対象物の複視差画像データを処理する際に必要なデータが記憶されたデータベース部と、３次元映像化装置から出力された複視差画像データおよびデータベース部のデータを入出力コントロール部を介してメモリ部に取り込み複視差画像データに画像処理を施して対象物表面の深さ方向の状態を加えた表面形状データと対象物の輪郭形状データとを抽出する画像処理プロセッサと、映像化装置から取り外された可搬型メモリにデータを読み書きするための可搬型メモリ読書き装置と、複視差画像データと表面形状データと輪郭形状データとを表示出力する表示部および印字出力するプリンタを有した出力部と、現場における表面検査の対象物への表面検査指令を画像処理プロセッサに入力するためのユーザインタフェース部とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項５の発明に係わる点検データ画像記録装置では、ユーザインタフェース部からユーザによる対象物への表面検査指令が入力されると、小型で可搬性のある３次元映像化装置で、焦点距離が固定された焦点固定部を介して対象物表面に視差をつけて撮影し、着脱可能に設けられた可搬型メモリにディジタルデータからなる複視差画像データを記憶する。画像処理プロセッサは、３次元映像化装置から出力された複視差画像データおよびデータベース部のデータを入出力コントロール部を介してメモリ部に取り込み複視差画像データに画像処理を施して対象物表面の深さ方向の状態を加えた表面形状データと対象物の輪郭形状データとを抽出する。そして、そして、その結果を表示部に表示出力しプリンタに印字出力する。
【００１７】
請求項６の発明に係わる点検データ画像記録装置は、請求項５に記載の点検データ画像記録装置において、３次元映像化装置は、対象物表面を視差をつけて撮影して２つの映像信号を出力する複視差イメージセンサ撮像部と、複視差イメージセンサ撮像部から出力された２つの映像信号をディジタルデータからなる２つの映像に変換しどちらの視差かを判別する視差識別信号を付加するＡ／Ｄ変換複視差信号処理部と、Ａ／Ｄ変換複視差信号処理部により処理された複視差画像データあるいは入出力コントロール部から入力された表面形状データおよび輪郭形状データを可搬型メモリに読み書きするデータ読書き部と、可搬型メモリに記憶されたデータあるいは入出力コントロール部から入力されたデータを表示するためのデータ表示部と、複視差イメージセンサ撮像部とＡ／Ｄ変換複視差信号処理部とデータ読書き部とデータ表示部とを制御する３次元映像化装置コントロール部とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項６の発明に係わる点検データ画像記録装置では、請求項５に記載の点検データ画像記録装置の作用に加え、３次元映像化装置は以下のように作用する。複視差イメージセンサ撮像部により対象物表面を視差をつけて撮影した２つの映像信号を、Ａ／Ｄ変換複視差信号処理部でディジタルデータからなる２つの映像に変換すると共にどちらの視差かを判別する視差識別信号を付加する。Ａ／Ｄ変換複視差信号処理部により処理された複視差画像データあるいは入出力コントロール部から入力された表面形状データおよび輪郭形状データは、データ読書き部により可搬型メモリに読み書きされる。また、データ表示部には、可搬型メモリに記憶されたデータあるいは入出力コントロール部から入力されたデータが表示される。
【００１９】
請求項７の発明に係わる点検データ画像記録装置は、請求項５に記載の点検データ画像記録装置において、焦点固定部は、内部に形成され対象物表面に集光するように内壁の高さに応じて角度が変化している鏡面を有した空洞と、空洞内の３次元映像化装置側に設けられた照明光源と、空洞内の対象物表面側に設けられ内壁で集光した光を散乱させて対象物表面に一様な光をあてる面光源変換部とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
請求項７の発明に係わる点検データ画像記録装置では、請求項５に記載の点検データ画像記録装置の作用に加え、焦点固定部は以下のように作用する。証明光源からの光は空洞の内壁の鏡面により集光し、その集光した光は面光源変換部により散乱されて対象物表面に一様な光をあてる。
【００２１】
請求項８の発明に係わる点検データ画像記録装置は、請求項５に記載の点検データ画像記録装置において、画像処理プロセッサは、３次元映像化装置から出力された複視差画像データを展開して格納するフレームメモリ部と、複視差画像データから視差画像間の対応点を求めその対応点の移動量の画素数から三角測量の原理により深さの画素数を算出しデータベース部に格納した複視差画像データの１画素当たりのサイズを表す画素分解能データにより深さの寸法を求め対象物表面の深さ方向の状態を加えた表面形状データを求める画素間演算部と、複視差画像データの片方での画像から対象物の輪郭領域を抽出する論理・空間フィルタリング部と、対象物の輪郭領域から線・円成分を抽出する幾何形状抽出部と、幾何学形状抽出部から抽出した線・円成分と画素分解能データとから対象物の輪郭の座標・寸法である輪郭形状データを算出する輪郭計測部と、画像データと表面形状データと輪郭形状データとを３次元で移動・変形変換する３次元アフェイン変換処理部とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
請求項８の発明に係わる点検データ画像記録装置では、請求項５に記載の点検データ画像記録装置の作用に加え、画像処理プロセッサは以下のように作用する。３次元映像化装置から出力された複視差画像データをフレームメモリ部に展開して格納する。画素間演算部は、複視差画像データから視差画像間の対応点を求め、その対応点の移動量の画素数から三角測量の原理により深さの画素数を算出し、データベース部に格納した複視差画像データの１画素当たりのサイズを表す画素分解能データにより深さの寸法を求め、対象物表面の深さ方向の状態を加えた表面形状データを求める。また、論理・空間フィルタリング部は、複視差画像データの片方での画像から対象物の輪郭領域を抽出し、輪郭計測部は、幾何学形状抽出部から抽出した線・円成分と画素分解能データとから対象物の輪郭の座標・寸法である輪郭形状データを算出する。また、３次元アフェイン変換処理部により、画像データと表面形状データと輪郭形状データとを３次元で移動・変形変換する。
【００２３】
請求項９の発明に係わる点検データ画像記録装置は、請求項５に記載の点検データ画像記録装置において、メモリ部と画像処理プロセッサと入出力コントロール部とを、３次元映像化装置コントロール部に組み込んだことを特徴とする。
【００２４】
請求項９の発明に係わる点検データ画像記録装置では、請求項５に記載の点検データ画像記録装置の作用に加え、現場において対象表面を３次元映像化装置で撮影し、同時に３次元映像化装置内の画像処理プロセッサで画像処理を施し、小型で可搬性のある３次元映像化装置と焦点固定部のみで表面検査を行う。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係わる点検データ画像記録装置の構成図である。
【００２６】
図１に示すように、点検データ画像記録装置は、小型で可搬性のある映像化装置１を有している。この映像化装置１は、表面検査対象である対象物表面１２を撮影するものであり、その際に、対象物表面１２のみならず対象物サイズ・視点角度を示すマーカ１３を撮影して、その映像信号を３２ビットのデジタル信号（画像データ）に変換して記憶するものである。
【００２７】
すなわち、イメージセンサ撮像部１ａは、対象物表面１２および対象物表面１２と対象物対象物サイズ・視点角度を示すマーカ１３とを撮影して映像信号をＡ／Ｄ変換処理部１ｂに出力する。Ａ／Ｄ変換処理部１ｂでは、イメージセンサ撮像部１ａから出力された映像信号（アナログ信号）を標本および量子化して３２ビットのデジタル信号からなる画像データに変換する。Ａ／Ｄ変換処理部１ｂにより変換された画像データは、データ読書き部１ｃにより可搬型メモリ４に記憶される。可搬型メモリ４はデータ読書き部１ｃに着脱可能となっており、可搬型メモリ４は可搬型メモリ読書き装置８によってもデータが読み書きされるようになっている。
【００２８】
可搬型メモリ４に記憶されたデータは、データ表示部１ｄに表示されるようになっている。また、データ表示部１ｄには、可搬型メモリ４に格納されているデータのみならず、後述の入出力コントロール部９から映像化装置コントロール部１ｅを介して入力されたデータも表示できるようになっている。
【００２９】
映像化装置コントロール部１ｅは、入出力コントローラ部９からの指令により、イメージセンサ撮像部１ａおよびＡ／Ｄ変換処理部１ｂおよびデータ読書き部１ｃおよびデータ表示部１ｄを制御するものである。また、映像化装置インタフェース部１ｆは、ユーザからの命令（撮影、データ読書き、データ表示）を映像化装置コントロール部１ｅに伝えるものである。
【００３０】
次に、ユーザインタフェース部１１からユーザによる対象物への表面検査指令が入力されると、ＣＰＵ１０および入出力コントローラ部９を介して映像化装置１が起動され、対象物表面１２あるいは対象物表面１２と対象物サイズ・視点角度を示すマーカ１３とを撮影して、着脱可能に設けられた可搬型メモリ４にその画像データを記憶する。
【００３１】
データベース部２には、対象物の画像データを処理する際に必要なデータが記憶されており、画像処理プロセッサ５は映像化装置１から出力された画像データおよびデータベース部２のデータを入出力コントロール部９およびＣＰＵ１０を介してメモリ部３に取り込み、画像データに画像処理を施して対象物の表面形状データと輪郭形状データとを抽出する。そして、その結果を出力部の表示部６に表示出力し、またプリンタ７に印字出力する。
【００３２】
ここで、入出力コントロール部９には、可搬型メモリ読書き装置８が接続されており、映像化装置１から取り外された可搬型メモリ４に格納されたデータを読み書きできるようになっている。
【００３３】
すなわち、画像処理プロセッサ５は、映像化装置１から出力された画像データまたはメモリ部３および可搬型メモリ４に格納されている画像データ、およびデータベース部２に格納されているデータに基づいて、画像データに画像処理を施して対象物表面１２上の状態を示す表面の形状（表面形状データ）と輪郭の形状（輪郭形状データ）を抽出する。
【００３４】
映像化装置１で出力した画像データ、画像処理プロセッサ５で抽出した表面形状データおよび輪郭形状データは、データベース部２、メモリ部３、可搬型メモリ４にそれぞれ格納される。これらデータベース部２、メモリ部３および可搬型メモリ４に格納された画像データ、表面形状データおよび輪郭形状データは、出力部の表示部６に表示出力され、プリンタ７により紙に印字出力される。
【００３５】
また、入出力コントロール部９は、データベース部２および表示部６およびプリンタ７および可搬型メモリ読書き装置８を制御し、ＣＰＵ１０は、メモリ部３および画像処理プロセッサ５および入出力コントロール部９を制御する。
【００３６】
図２は、画像処理プロセッサ５のブロック構成図である。図２に示すように、画像処理プロセッサ５は、画像データを展開しフレームメモリ部５ａに格納する。論理・空間フィルタリング処理部５ｃは画像データから対象物表面１２の状態を示す表面形状と対象物の輪郭の領域と対象物サイズ・視点角度を示すマーカ１３の領域を抽出し２値化する。
【００３７】
論理・空間フィルタリング処理部５ｃで判定した表面形状の領域はラベリング処理部５ｄに入力される。データベース部２には、画像データの１画素当たりのサイズを表す画素分解能データが格納されており、ラベリング処理部５ｄでは論理・空間フィルタリング処理部５ｃで得られた表面形状の領域とデータベース２の画素分解能データとにより、表面形状の座標・寸法である表面形状データを算出する。
【００３８】
一方、幾何学形状抽出部５ｅは論理・空間フィルタリング処理部５ｃで判定した輪郭領域の線・円成分を抽出し、この幾何学形状抽出部５ｅで抽出した輪郭領域の線・円成分は輪郭計測部５ｆに入力される。輪郭計測部５ｆでは幾何学形状抽出部５ｅで得られた輪郭領域の線・円成分とデータベース部２の画素分解能データとにより、対象物の輪郭の座標・寸法である輪郭形状データを算出する。３次元アフェイン変換処理部５ｇは、画像データおよび表面形状データと輪郭形状データとを３次元で移動・変形変換するものである。
【００３９】
ここで、画像処理プロセッサ５のフレームメモリ部５ａ、論理・空間フィルタリング処理部５ｃ、ラベリング処理部５ｄ、幾何学形状抽出部５ｅ、および輪郭計測部５ｆの各々は、データ伝送用バス１４、１５を介して互いに接続されている。さらに、画像処理プロセッサ５のフレームメモリ部５ａ、論理・空間フィルタリング処理部５ｃ、ラベリング処理部５ｄ、幾何学形状抽出部５ｅ、および輪郭計測部５ｆの各々は、ＣＰＵ１０により制御され、展開してフレームメモリ部５ａに格納された画像データに対して、論理・空間フィルタリング処理部５ｃ、ラベリング処理部５ｄ、幾何学形状抽出部５ｅ、および輪郭計測部５ｆの各々により画像処理が施されるようになっている。
【００４０】
次に、このような構成からなる本発明の第１の実施の形態の作用について説明する。図３は、本発明の第１の実施の形態に係わる点検データ画像記録装置の動作を示すフローチャートである。図３に示すように、ユーザインタフェース部１１からＣＰＵ１０を介して画像処理プロセッサ５に処理開始命令が与えられると、映像化装置１で撮影した画像データまたはデータベース部２に格納した画像データまたは可搬型メモリ４に格納した画像データをメモリ部３に書込み（ステップ１０１）、メモリ部３に書込んだ画像データを画像処理プロセッサ５のフレームメモリ部５ａに展開して格納する（ステップ１０２）。
【００４１】
次に、基準となる撮影の視点角度をユーザインタフェース部１１から視点角度および対象物指定（名称および識別番号と撮影日時）を入力し、その入力した基準視点データをデータベース部２およびメモリ部３に格納し（ステップ１０３）、フレームメモリ部５ａに格納した画像データの輝度値分布から対象物表面１２の状態を示す表面形状の領域と対象物の輪郭の領域を論理・空間フィルタリング処理部５ｃにより抽出して２階調の画像に変換し、フレームメモリ部５ａに展開して格納する（ステップ１０４）。そして、フレームメモリ部５ａに格納した２階調の輪郭の領域の円・線成分を幾何学形状抽出部５ｅにより抽出して、フレームメモリ部５ａに展開して格納し（ステップ１０５）、フレームメモリ部５ａに格納した画像データから対象物サイズ・視点角度を示すマーカ１３の領域を画像処理プロセッサ５の論理・空間フィルタリング処理部５ｃにより抽出してフレームメモリ部に展開して格納する（ステップ１０６）。
【００４２】
ここで、メモリ部３に書込んだ画像データにマーカ１３の領域があるかないかの判定を行う（ステップ１０７）。
【００４３】
メモリ部３に書込んだ画像データにマーカ１３の領域がない場合、輪郭設計データによる視点補正を行う（ステップ１０８）。すなわち、フレームメモリ部５ａに格納した輪郭の円・線成分を、３次元アフェイン変換処理部５ｇにより、データベース部２に格納した対象物の輪郭の重心の真上を基準視点とし、円・線成分の寸法と輪郭の重心を原点とする座標である輪郭設計データに合わせ、同量の変換を画像データと表面形状の領域に施して視点補正を行う。そして、視点補正した画像データと表面形状の領域と輪郭の円・線成分の領域をフレームメモリ部５ａ展開して格納し、変換量である撮影視点データをデータベース部２とメモリ部３に格納する（ステップ１０８）。
【００４４】
その後に、フレームメモリ部５ａに格納した視点補正の輪郭の円・線成分の画素数とデータベース部２に格納した輪郭設計データの円・線成分の寸法とから、１画素あたりのサイズを表す画素分解能データを算出してメモリ部３に格納する（ステップ１０９）。
【００４５】
一方、ステップ１０７の判定で、メモリ部３に書込んだ画像データにマーカ１３の領域がある場合、フレームメモリ部５ａに格納したマーカ１３の領域から、論理・空間フィルタリング処理部５ｃにより撮影視点を示す印を読取り、映像化装置１での撮影視点角度を算出して、その算出した撮影視点データをデータベース部２およびメモリ部３に格納する（ステップ１１０）。そして、データベース部２およびメモリ部３に格納した撮影視点データをデータベース部２およびメモリ部３に格納した基準視点データに合わせる変換量を、３次元アフェイン変換処理部５ｇにより算出し、その算出した変換量を画像データと表面形状の領域と輪郭の円・線成分領域とマーカ１３の領域に施し視点補正を行い、視点補正した画像データと表面形状の領域と輪郭の円・線成分領域とマーカ１３の領域をフレームメモリ部５ａに格納する（ステップ１１１）。
【００４６】
そして、フレームメモリ部５ａに格納した視点補正のマーカ１３領域の画素数をメモリ部３に書込み（ステップ１１２）、データベース部２に格納したマーカ寸法をメモリ部３に書込み（ステップ１１３）、メモリに書込んだマーカの画素数と寸法から１画素あたりのサイズを表す画素分解能データを算出してメモリ部３に格納する（ステップ１１４）。
【００４７】
次に、輪郭の座標・寸法を計測する（ステップ１１５）。すなわち、幾何学形状抽出部５ｅにより抽出し視点補正してフレームメモリ部５ａに格納した輪郭の円・線成分領域の画素数と、メモリ部３に格納した画素分解能データとから、輪郭計測部５ｆにより輪郭の寸法と輪郭の重心と輪郭の重心を原点とする座標を算出し、輪郭形状データとしてメモリ部３に格納する。
【００４８】
そして、表面形状の座標・寸法を計測する（ステップ１１６）。すなわち、フレームメモリ部５ａに格納した２階調の視点補正の表面形状の領域を、画素単位でラベル番号を付けグルーピングし、各々のグループの画素数とメモリ部３に格納した画素分解能データとから、表面形状の各グループの寸法と輪郭の重心を原点とする座標とを算出し、表面形状データとしてメモリ部３に格納する。
【００４９】
その後に、結果出力およびデータ保存を行う（ステップ１１７）。つまり、フレームメモリ部５ａに格納した視点補正の画像データおよびメモリ部３に格納した輪郭形状データおよび表面形状データを画像およびスケッチおよびグラフおよびテキストで表示部６およびプリンタ７により紙に出力し、データベース部２および可搬型メモリ読書き装置８により可搬型メモリ４に保存する。
【００５０】
ここで、表示部６およびプリンタ７により、紙に出力された処理結果に対して再処理の有無を表示部６およびユーザインタフェース部１１によりユーザに確認し（ステップ１１８）、ユーザが再処理が必要と判断した場合はユーザインタフェース部１１から再処理の命令を入力する。そうすると、ＣＰＵ１０を介して画像処理プロセッサ５に再処理命令が与えられ、ユーザインタフェース部１１で領域抽出のパラメータ変更命令を入力し（ステップ１１９）、表面形状と輪郭の領域抽出と２値化処理（ステップ１０４）から結果出力とデータ保存（ステップ１１７）まで再処理を実行し、ユーザが再処理の必要がないと判断するまで繰り返される。
【００５１】
一方、表示部６およびプリンタ７により紙に出力された処理結果に対して再処理の必要がないと判断した場合は、画像処理プロセッサ５による画像処理を終了する。
【００５２】
ここで、映像化装置１で撮影した画像データはデータ表示部１ｄに表示され、可搬型メモリ４に記憶される。
【００５３】
すなわち、映像化装置インタフェース部１ｆから映像化装置コントロール部１ｅに対象物表面１２とマーカ１３の撮影命令が与えられると、映像化装置コントロール部１ｅはイメージセンサ撮像部１ａで撮影した映像信号をＡ／Ｄ変換処理部１ｂで画像データに変換し、画像データをデータ表示部１ｄに表示するよう制御する。ユーザはデータ表示部１ｄで画像を確認し画像データの保存命令を映像化装置インタフェース部１ｆから映像化装置コントロール部１ｅに与え、映像化装置インタフェース部１ｆがデータ読書き部１ｃを制御して画像データを可搬型メモリ４に格納する。
【００５４】
また、可搬型メモリ４に記憶されたデータはデータ表示部１ｄに呼び出され表示できるようになっている。
【００５５】
すなわち、可搬型メモリ４をデータ読書き部１ｃにセットし、映像化装置インタフェース部１ｆから映像化装置コントロール部１ｅに可搬型メモリ４からのデータ読込み命令が与えられると、映像化装置コントロール部１ｅはデータ読書き部１ｃからデータ表示部１ｄに可搬型メモリ４に格納されたデータを表示するよう制御する。
【００５６】
さらに、映像化装置１のデータ表示部１ｄには、データベース部２、メモリ部３、可搬型メモリ読書き装置８にセットされた可搬型メモリ４のデータを表示できるようになっている。
【００５７】
すなわち、入出力コントロール部９と映像化装置コントロール部１ｅを接続し、映像化装置インタフェース１ｆから映像化装置コントロール部１ｅにデータベース部２およびメモリ部３および可搬型メモリ読書き装置８にセットした可搬型メモリ４からのデータ読込み命令が与えられると、映像化装置コントロール部１ｅは入出力コントロール部９を介してＣＰＵ１０にデータベース部２およびメモリ部３および可搬型メモリ読書き装置８にセットした可搬型メモリ４からデータを入出力コントロール部９を介して映像化装置コントロール部１ｅに読込んでデータ表示部１ｄにデータベース部２およびメモリ部３および可搬型メモリ読書き装置８にセットした可搬型メモリ４に格納されたデータを表示するよう制御する。
【００５８】
また、映像化装置１のデータ読書き部１ｃにセットされた可搬型メモリ４に、データベース部２、メモリ部３、可搬型メモリ読書き装置８にセットされた可搬型メモリ４のデータを記憶できるようになっている。
【００５９】
すなわち、入出力コントロール部９と映像化装置コントロール部１ｅを接続し、映像化装置インタフェース１ｆから映像化装置コントロール部１ｅにデータベース部２およびメモリ部３および可搬型メモリ読書き装置８にセットした可搬型メモリ４からのデータ読書き装置１ｃにセットされた可搬型メモリデータ読込み命令が与えられると、映像化装置コントロール部１ｅは入出力コントロール部９を介してＣＰＵ１０にデータベース部２およびメモリ部３および可搬型メモリ読書き装置８にセットした可搬型メモリ４からデータを入出力コントロール部９を介して映像化装置コントロール部１ｅに読込んで、データベース部２およびメモリ部３および可搬型メモリ読書き装置８にセットした可搬型メモリ４に格納されたデータを、データ読書き部１ｃにセットされた可搬型メモリ４に格納するよう制御する。
【００６０】
また、映像化装置１で撮影した画像データやデータ読書き部１ｃにセットした可搬型メモリ４のデータは、メモリ部３に記憶されるようになっている。
【００６１】
すなわち、入出力コントロール部９と映像化装置コントロール部１ｅを接続し、ユーザインタフェース部１１からＣＰＵ１０と入出力コントロール部９を介して映像化装置コントロール部１ｅにイメージセンサ撮像部１ａで撮影しＡ／Ｄ変換処理部１ｂで変換した画像データおよびデータ読書き部１ｃにセットした可搬型メモリ４に格納されたデータをメモリ部３に書込む。
【００６２】
さらに、映像化装置１で撮影した画像データやデータ読書き部１ｃにセットした可搬型メモリ４のデータは、出力部の表示部６やプリンタ７に出力されるようになっている。
【００６３】
すなわち、メモリ部３に格納したデータを表示部６およびプリンタ７により紙に出力する命令が与えられると、映像化装置コントロール部１ｅはイメージセンサ撮像部１ａで撮影しＡ／Ｄ変換処理部１ｂで変換した画像データおよびデータ読書き部１ｃにセットした可搬型メモリ４に格納されたデータを入出力コントロール部９を介してメモリ部３にデータを格納し表示部６およびプリンタ７により紙に出力するようＣＰＵ１０に制御させる。
【００６４】
この第１の実施の形態において、画像処理プロセッサ５および画像処理プロセッサ５を構成するフレームメモリ部５ａ、論理・空間フィルタリング処理部５ｃ、ラベリング処理部５ｄ、幾何学形状抽出部５ｅおよび輪郭計測部５ｆは、いずれも処理ボードまたは演算ユニット等としてハードウェア的に実現することができる。また、プログラムモジュールとしてソフトウェア的に実現することもできる。
【００６５】
また、メモリ部３、画像処理プロセッサ５、入出力コントロール部９およびＣＰＵ１０を、映像化装置コントロール部１ｅに組込むようにしても良い。これにより、現場において対象物表面１２を映像化装置１で撮影し、同時に映像化装置１内の画像処理プロセッサ５で画像処理を施し、小型で可搬性のある映像化装置１のみで表面検査を行うことが可能となる。さらに、データベース部２、表示部６、プリンタ７、可搬型メモリ読書き装置８およびユーザインタフェース部１１を、映像化装置コントロール部１ｅに組み込んだ入出力コントロール部９に接続することで、大容量のデータ、大画面による表示、紙への出力、複数枚の可搬型メモリ４の読み書きおよびキーボードとマウス入力に対応することができる。
【００６６】
次に、映像化装置１の撮影範囲より大きい対象物を撮影可能とするために、映像化装置１で対象物表面１２あるいは対象物表面１２とマーカ１３とを撮影する際に位置を変えて連続撮影し、連続撮影した各画像データ間の輝度値の差の総和が最小となる境界部分の各画像データ間で、対応する位置を算出し、各画像データを画素単位で合成するようにしても良い。これにより、映像化装置１の撮影範囲より大きい対象物を分割撮影した場合の表面検査が可能となる。
【００６７】
また、対象物の表面形状の変化傾向を得るために、ユーザインタフェース部１１で傾向比較したい撮影視点の補正を行った各画像を選択して位置を合わせ、各表面形状データを画素単位で比較する。そして、その比較結果を傾向グラフのデータ（傾向グラフデータ）としてメモリ部３に格納する。また、表面形状の比較を画像上で色分け・模様分けした傾向比較の画像のデータ（傾向比較画像データ）としてメモリ部３に格納する。この場合、メモリ部３に格納した傾向グラフのデータと傾向比較画像のデータとを表示部６やプリンタ７に出力することにより、傾向グラフと傾向比較画像が得られるので、傾向管理を行うことが可能となる。
【００６８】
この場合、さらにデータベース部２に管理目標値を格納しておく。そして、ユーザインタフェース部１１で傾向比較したい撮影視点の補正を行った各画像を選択し、同時に関連する管理目標値をデータベース部２から参照する。すなわち、表示部６に選択した各画像の表面形状データの傾向グラフと傾向比較画像上で傾向比較したデータとが管理目標値を超えるかを判定し、管理目標値を超えるとメッセージとアラームを出力する。また、傾向グラフと傾向比較画像上の目標管理値を超えた箇所をデータベース部２に格納し、強調表示してユーザに知らせる。これにより、対象物の表面検査が精度良く行える。
【００６９】
次に、ユーザの指定した視点角度で対象物の画像データを正確に得るために以下のようにする。すなわち、映像化装置インタフェース部１ｆおよびユーザインタフェース部１１から特定の視点角度および合わせたい対象物の指定（名称、識別番号）を入力し、映像化装置１で撮影した画像データから画像処理プロセッサ５により算出した輪郭形状データを、画像処理プロセッサ５内の３次元アフェイン変換処理部５ｇにより、データベース部２に格納した指定対象物の輪郭の円・線成分の寸法、輪郭の重心を原点とする座標である輪郭設計データおよびデータベース部２に格納した指定対象物の同種か撮影した日時の異なる同一の輪郭形状データに合わせる。そして、データベース部２に格納した画素分解能データから映像化装置１と対象物表面１２との焦点距離を算出してメモリ部３に焦点距離データとして格納し、メモリ部３に格納した焦点距離データと３次元アフェイン変換量とから映像化装置１で撮影する時の撮影視点である視点角度を算出してメモリ部３に格納する。メモリ部３に格納した視点角度データと補正すべき視点角度とを映像化装置１のデータ表示部１ｄに補正する視点角度の方向の矢印とアラームで表示し、ユーザに知らせユーザの指定した視点角度および対象物に合わせて撮影する。
【００７０】
また、対象物の画像データを得る場合に、照明の影響を補正するために以下のようにする。すなわち、対象物表面１２および対象物表面１２とマーカ１３を視点角度を変えて複数回撮影し、３次元アフェイン変換処理部５ｇでデータベース部２に格納した対象物の輪郭設計データに合わせるか、あるいは、論理・空間フィルタリング処理部５ｃでマーカ１３の撮影視点を示す印を読み取る。
【００７１】
これにより、撮影視点データを算出してデータベース部２およびメモリ部３に格納し、各視点の画像間の対応する位置をデータベース部２およびメモリ部３に格納した撮影視点データにより算出し、対象物表面１２上で照明の影響により撮影状態の悪い部分を視点を変えて撮影した画像間の対応する位置の輝度値で補正する。
【００７２】
さらに、対象物の画像データを得る場合に、照明装置を用いない自然光のみで得られるようにするために、映像化装置１により撮影した画像データ（データベース部２、メモリ部３および可搬型メモリ４に格納した画像データも含む）の輝度値分布に合わせて、論理・空間フィルタリング処理部５ｃの領域抽出パラメータを調整する。これにより、特殊な照明装置を使用せず通常の室内照明あるいは自然光のみで対象物の表面検査を行うことができる。
【００７３】
また、対象物の画像データから背景を除去するために、映像化装置１により撮影した画像データ（データベース部２、メモリ部３および可搬型メモリ４に格納した画像データも含む）において、対象物表面１２の背景の状態を示す輝度値分布から論理・空間フィルタリング処理部５ｃにより対象物表面１２の背景を取り除くことで、多種多様な背景に対応した対象物の表面検査を行うことができる。
【００７４】
また、現場での検査結果から自動的に報告書を作成できるようにするために、検査した日付時間、対象物の名称、識別番号および検査者の氏名を指定し、データベース部２に格納した画像データ、輪郭形状データおよび表面形状データと、メモリ部３に格納した傾向グラフデータおよび傾向比較画像データとから、これら検査した日付時間、対象物の名称、識別番号および検査者の氏名に対応する必要な項目を取り出し、報告書の形式に自動的に整理して表示部６とプリンタ７により紙に出力する。
【００７５】
すなわち、ユーザインタフェース部１１および映像化装置インタフェース部１ｆを介して、検査した日付時間、対象物の名称、識別番号および検査者の氏名を入力するか、あるいはデータベース部２に格納した映像化装置１で撮影データの検査した日付時間、対象物の名称、識別番号および検査者の氏名を指定するかして、画像処理プロセッサ５により画像処理を施してデータベース部２に格納した画像データ、輪郭形状データおよび表面形状データとメモリ部３に格納した傾向グラフデータおよび傾向比較画像データとから必要な項目を、ユーザインタフェース部１１により選択命令を入力し、データベース部２に格納した報告書の形式に自動的に整理して、表示部６に表示出力しまたはプリンタ７に印字出力する。
【００７６】
また、表示部６へのデータの表示や消去を円滑に行えるようにするために、その操作のための表示ボタンと消去ボタンとを表示部６上に表示するようにする。
【００７７】
すなわち、画像データ、輪郭形状データ、表面形状データ、傾向グラフデータおよび傾向比較画像データの格納先アドレス情報と各データの識別名とを持ち、ユーザインタフェース部１１で表示の起動がかけられると、表示ボタンおよび消去ボタンが表示部６に表示される。表示ボタンは格納先アドレスのデータをメモリ部３にコピーし表示部６に表示するものである。消去ボタンは、表示部６に表示したデータを表示部６とメモリ部３とから消去するものである。
【００７８】
通常は、表示部６に表示ボタンが表示され、ユーザは表示ボタン上のデータ識別名で各表示ボタンが意味するデータを識別し、ユーザが必要なデータの表示ボタンのみを操作することで表示部６上でデータを表示する。一方、消去ボタンは、ユーザが表示の必要がなくなったデータを消去するもので、消去ボタンのみを操作することで表示部６上でデータと消去ボタンとが消去される。これにより、表示部６上での高速表示とメモリ部３の使用量を縮小し最適化することができる。
【００７９】
また、本発明の第１の実施の形態によれば、映像化装置１で撮影した画像データを輝度値分布により圧縮率を可変にしてデータベース部２に格納することでデータベース部２の容量を縮小し最適化することができる。
【００８０】
このように第１の実施の形態によれば、小型で可搬性のある映像化装置１で対象物表面１２とマーカ１３とを撮影して得られた画像データの輝度値分布から、画像処理プロセッサ５により対象物表面１２上の状態を示す表面形状と対象物の輪郭の形状を抽出して寸法・座標を算出し、この抽出された表面形状と輪郭形状を画像およびスケッチおよびグラフおよびテキストで表示部６およびプリンタ７に出力することができる。
【００８１】
従って、プラントを構成する設備機器の現場点検において、小型で可搬性のある映像化装置１で対象物表面１２を撮影し、ユーザインタフェース部１１から画像処理プロセッサ５に命令するだけで表面検査が可能となり、検査結果を表示部６とプリンタ７での出力結果により確認でき、このため誰でも検査ができ信頼性が高くコストの低いの現場点検を実現することができる。
【００８２】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態に係わる点検データ画像記録装置の構成図である。この第２の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、映像化装置１に代えて３次元映像化装置１６および焦点固定部を１７を設けたものであり、３次元映像化装置１６は、焦点固定部１７により３次元映像化装置１６と対象物表面１２との固定された焦点距離で、対象物表面１２に視差をつけて撮影して可搬型メモリ４にディジタルデータからなる複視差画像データを記憶するようにしたものである。そして、画像処理プロセッサ５は、３次元映像化装置１６から出力された複視差画像データに画像処理を施して対象物表面１２の深さ方向の状態を加えた表面形状データと対象物の輪郭形状データとを抽出する。
【００８３】
図４に示すように、点検データ画像記録装置は、小型で可搬性のある３次元映像化装置１６を有している。３次元映像化装置１６は、焦点固定部１７を介して、表面検査対象である対象物表面１２を視差をつけて撮影し、２つの３２ビットのデジタル信号（複視差画像データ）に変換して記憶するものである。
【００８４】
すなわち、複視差イメージセンサ撮像部１６ａは、対象物表面１２を視差をつけて撮影して２つの映像信号をＡ／Ｄ変換複視差信号処理部１６ｂに出力する。Ａ／Ｄ変換複視差信号処理部１６ｂでは、複視差イメージセンサ撮像部１６ａから出力された２つの映像信号（アナログ信号）を標本および量子化して３２ビットのデジタル信号に変換し、どちらの視差かを判別するための信号（視差識別信号）を付加する。
【００８５】
Ａ／Ｄ変換複視差信号処理部１６ｂにより処理したディジタル信号（複視差画像データ）は、データ読書き部１６ｃにより可搬型メモリ４に記憶される。可搬型メモリ４はデータ読書き部１６ｃに着脱可能となっており、可搬型メモリ４は可搬型メモリ読書き装置８によってもデータが読み書きされるようになっている。
【００８６】
可搬型メモリ４に記憶されたデータは、データ表示部１６ｄに表示されるようになっている。また、データ表示部１６ｄには、可搬型メモリ４に格納されているデータのみならず、後述の入出力コントロール部９から３次元映像化装置コントロール部１６ｅを介して入力されたデータも表示できるようになっている。
【００８７】
３次元映像化装置コントロール部１６ｅは、入出力コントローラ部９からの指令により、複視差イメージセンサ撮像部１６ａおよびＡ／Ｄ変換複視差信号処理部１６ｂおよびデータ読書き部１６ｃおよびデータ表示部１６ｄを制御するものである。また、３次元映像化装置インタフェース部１６ｆは、ユーザからの命令（撮影、データ読書き、データ表示）を３次元映像化装置コントロール部１６ｅに伝えるものである。
【００８８】
次に、ユーザインタフェース部１１からユーザによる対象物への表面検査指令が入力されると、ＣＰＵ１０および入出力コントローラ部９を介して３次元映像化装置１６が起動され、焦点固定部１７を介して対象物表面１２を視差をつけて撮影し、２つの３２ビットのデジタル信号（複視差画像データ）を着脱可能に設けられた可搬型メモリ４に記憶する。
【００８９】
データベース部２には、対象物の複視差画像データを処理する際に必要なデータが記憶されており、画像処理プロセッサ５は３次元映像化装置１６から出力された複視差画像データおよびデータベース部２のデータを入出力コントロール部９およびＣＰＵ１０を介してメモリ部３に取り込み、複視差画像データに画像処理を施して、対象物表面１２の深さ方向の状態を加えた表面形状データと、対象物の輪郭形状データとを抽出する。そして、その結果を出力部の表示部６に表示出力し、またプリンタ７に印字出力する。
【００９０】
ここで、入出力コントロール部９には、可搬型メモリ読書き装置８が接続されており、３次元映像化装置１６から取り外された可搬型メモリ４に格納されたデータを読み書きできるようになっている。
【００９１】
すなわち、画像処理プロセッサ５は、３次元映像化装置１６から出力された複視差画像データまたはメモリ部３および可搬型メモリ４に格納されている複視差画像データ、およびデータベース部２に格納されているデータに基づいて、複視差画像データに画像処理を施して対象物表面１２上の深さ方向の状態を示す表面の形状（表面形状データ）と対象物の輪郭の形状（輪郭形状データ）を抽出する。
【００９２】
３次元映像化装置１６で出力した画像データ、画像処理プロセッサ５で抽出した表面形状データおよび輪郭形状データは、データベース部２、メモリ部３、可搬型メモリ４にそれぞれ格納される。これらデータベース部２、メモリ部３および可搬型メモリ４に格納された画像データ、表面形状データおよび輪郭形状データは、出力部の表示部６に表示出力され、プリンタ７により紙に印字出力される。
【００９３】
また、入出力コントロール部９は、データベース部２および表示部６およびプリンタ７および可搬型メモリ読書き装置８を制御し、ＣＰＵ１０は、メモリ部３および画像処理プロセッサ５および入出力コントロール部９を制御する。
【００９４】
ここで、焦点固定部１７は、図５に示すように、空洞で内壁が鏡面になっており、対象物表面１２に集光するよう内壁の高さで鏡面の角度を変えてある。さらに、焦点固定部１７の内部には、上部に照明光源部１８と、下部に焦点固定部１７の内壁で集光した光を散乱し、対象物表面１２に一様な光をあてる面光源変換部１９とを有する。
【００９５】
図６は、画像処理プロセッサ５のブロック構成図である。図６に示すように、画像処理プロセッサ５は、複視差画像データを展開しフレームメモリ部５ａに格納する。画素間演算部５ｂは、複視差画像データから視差画像間の対応点を求め、視差画像間の対応点の移動量の画素数から三角測量の原理により深さの画素数を算出する。そして、データベース部２に格納した複視差画像データの１画素当たりのサイズを表す画素分解能データにより深さの寸法を求め、対象物表面１２上の状態を示す深さ方向を加えた表面形状データを求める。
【００９６】
論理・空間フィルタリング処理部５ｃは、複視差画像データの片方の視差画像データから対象物の輪郭の領域を抽出し２値化し、幾何学形状抽出部５ｃでは論理・空間フィルタリング処理部５ｃで判定された対象物の輪郭領域の線・円成分を抽出する。そして、輪郭計測部５ｆでは、幾何学形状抽出部５ｅで抽出した輪郭領域の線・円成分と、データベース部２に格納した画素分解能データとにより、輪郭の座標・寸法である輪郭形状データを算出する。３次元アフェイン変換処理部５ｇでは、表面形状データと輪郭形状データとの座標値を３次元で移動・変形変換する。
【００９７】
ここで、複視差画像データの１画素当たりのサイズを表す画素分解能データは複視差イメージセンサ１６ａで決まる定数であり、３次元映像化装置１６と対象物表面１２との焦点距離データ（固定値）から複視差画像データの画像サイズを求め、複視差画像データの画像サイズと画素数とにより算出し、データベース部２に格納される。
【００９８】
また、画像処理プロセッサ５のフレームメモリ部５ａ、画素間演算部５ｂ、論理・空間フィルタリング処理部５ｃ、幾何学形状抽出部５ｅ、および輪郭計測部５ｆの各々は、データ伝送用バス１４、１５を介して互いに接続されている。さらに、画像処理プロセッサ５のフレームメモリ部５ａ、画素間演算部５ｂ、論理・空間フィルタリング処理部５ｃ、幾何学形状抽出部５ｅ、および輪郭計測部５ｆの各々は、ＣＰＵ１０により制御され、展開してフレームメモリ部５ａに格納された複視差画像データに対して画素間演算部５ｂ、論理・空間フィルタリング処理部５ｃ、幾何学形状抽出部５ｅおよび輪郭計測部５ｆの各々により画像処理が施されるようになっている。
【００９９】
次に、このような構成からなる本発明の第２の実施の形態の作用について説明する。図７は、本発明の第２の実施の形態に係わる点検データ画像記録装置の動作を示すフローチャートである。図７に示すように、ユーザインタフェース部１１からＣＰＵ１０を介して画像処理プロセッサ５に処理開始命令が与えられると、３次元映像化装置１６で撮影した複視差画像データ（データベース部２に格納した複視差画像データおよび可搬型メモリ４に格納した複視差画像データを含む）をメモリ部３に書込み（ステップ２０１）、メモリ部３に書込んだ複視差画像データを画像処理プロセッサ５のフレームメモリ部５ａに展開して格納する（ステップ２０２）。
【０１００】
次に、データベース部２に格納した画素分解能データをメモリ部３に書込み（ステップ２０３）、フレームメモリ部５ａに格納した複視差画像データの輝度値分布から対象物の輪郭の領域を論理・空間フィルタリング処理部５ｃにより抽出して、２階調の画像に変換してフレームメモリ部５ａに格納する（ステップ２０４）。そして、フレームメモリ部５ａに格納した２階調の輪郭の領域の円・線成分を幾何学形状抽出部５ｅにより抽出し（ステップ２０５）、幾何学形状抽出部５ｅにより抽出した輪郭の円・線成分の画素数とメモリ部３に格納した画素分解能データとから、輪郭計測部５ｆにより輪郭の寸法と輪郭の重心と輪郭の重心を原点とする座標を算出し、輪郭形状データとしてメモリ部３に格納する（ステップ２０６）。
【０１０１】
次に、フレームメモリ部５ａに格納した複視差画像データの視差画像間の輝度値の対応する点（対応点）を画素間演算部５ｂにより算出し（ステップ２０７）、対応点の移動量の画素数から三角測量の原理で深さの画素数を求め、メモリ部３に格納した画素分解能データから深さの寸法を算出し、輪郭の重心を原点とした対応点の位置と深さの座標である対象物表面１２の状態を示す表面形状データを求めメモリ部３に格納する（ステップ２０８）。
【０１０２】
そして、メモリ部３に格納した複視差画像データおよび輪郭形状データおよび表面形状データを、画像およびスケッチおよびグラフおよびテキストで表示部６およびプリンタ７に出力し、データベース部２および可搬型メモリ読書き装置により可搬型メモリ４に保存する（ステップ２０９）。
【０１０３】
ここで、表示部６およびプリンタ７により出力された処理結果に対して、再処理の有無を表示部６およびユーザインタフェース部１１によりユーザに確認し（ステップ２１０）、ユーザが再処理が必要と判断した場合はユーザインタフェース部１１から再処理の命令を入力する。この再処理命令は、ＣＰＵ１０を介して画像処理プロセッサ５に与えられる。すなわち、ユーザインタフェース部１１で対応点決定と輪郭領域抽出のパラメータ変更命令を入力し（ステップ２１１）、輪郭の領域抽出と２値化処理（ステップ２０４）から結果出力とデータ保存（ステップ２０９）まで再処理を実行し、ユーザが再処理の必要がないと判断するまで繰り返される。
【０１０４】
一方、表示部６およびプリンタ７に出力された処理結果に対して、再処理の必要がないと判断した場合は、画像処理プロセッサ５による画像処理を終了する。
【０１０５】
ここで、３次元映像化装置１６で撮影した複視差画像データはデータ表示部１６ｄに表示され、可搬型メモリ４に記憶される。
【０１０６】
すなわち、３次元映像化装置インタフェース部１６ｆから３次元映像化装置コントロール部１６ｅに対象物表面１２の撮影命令が与えられると、３次元映像化装置コントロール部１６ｅは複視差イメージセンサ撮像部１６ａで撮影した映像信号をＡ／Ｄ変換複視差信号処理部１６ｂで複視差画像データに処理し、複視差画像データをデータ表示部１６ｄに表示するよう制御する。ユーザはデータ表示部１６ｄで画像を確認し複視差画像データの保存命令を３次元映像化装置インタフェース部１６ｆから３次元映像化装置コントロール部１６ｅに与え、３次元映像化装置インタフェース部１６ｆがデータ読書き部１６ｃを制御して複視差画像データを可搬型メモリ４に格納する。
【０１０７】
また、可搬型メモリ４に記憶されたデータはデータ表示部１６ｄに呼び出され表示できるようになっている。
【０１０８】
すなわち、可搬型メモリ４をデータ読書き部１６ｃにセットし、３次元映像化装置インタフェース部１６ｆから３次元映像化装置コントロール部１６ｅに可搬型メモリ４からのデータ読込み命令が与えられると、３次元映像化装置コントロール部１６ｅはデータ読書き部１６ｃからデータ表示部１６ｄに可搬型メモリ４に格納されたデータを表示するよう制御する。
【０１０９】
さらに、３次元映像化装置１６のデータ表示部１ｄには、データベース部２、メモリ部３、可搬型メモリ読書き装置８にセットされた可搬型メモリ４のデータを表示できるようになっている。
【０１１０】
すなわち、３次元映像化装置１６は、入出力コントロール部９と３次元映像化装置コントロール部１６ｅを接続し、３次元映像化装置インタフェース１６ｆから３次元映像化装置コントロール部１６ｅにデータベース部２およびメモリ部３および可搬型メモリ読書き装置８にセットした可搬型メモリ４からのデータ読込み命令が与えられると、３次元映像化装置コントロール部１６ｅは入出力コントロール部９を介してＣＰＵ１０にデータベース部２およびメモリ部３および可搬型メモリ読書き装置８にセットした可搬型メモリ４から、データを入出力コントロール部９を介して３次元映像化装置コントロール部１６ｅに読込んで、データベース部２およびメモリ部３および可搬型メモリ読書き装置８にセットした可搬型メモリ４に格納されたデータを表示するよう制御する。
【０１１１】
さらに、３次元映像化装置１６のデータ読書き部１６ｃにセットされた可搬型メモリ４に、データベース部２、メモリ部３、可搬型メモリ読書き装置８にセットされた可搬型メモリ４のデータを記憶できるようになっている。
【０１１２】
すなわち、入出力コントロール部９と３次元映像化装置コントロール部１６ｅを接続し、３次元映像化装置インタフェース１６ｆから３次元映像化装置コントロール部１６ｅにデータベース部２およびメモリ部３および可搬型メモリ読書き装置８にセットした可搬型メモリ４からのデータ読書き装置１６ｃにセットされた可搬型メモリデータ読込み命令が与えられると、３次元映像化装置コントロール部１６ｅは入出力コントロール部９を介してＣＰＵ１０にデータベース部２およびメモリ部３および可搬型メモリ読書き装置８にセットした可搬型メモリ４から、データを入出力コントロール部９を介して３次元映像化装置コントロール部１６ｅに読込んでデータ表示部１６ｄにデータベース部２およびメモリ部３および可搬型メモリ読書き装置８にセットした可搬型メモリ４に格納されたデータをデータ読書き部１６ｃにセットされた可搬型メモリ４に格納するよう制御する。
【０１１３】
また、３次元映像化装置１６で撮影した画像データやデータ読書き部１６ｃにセットした可搬型メモリ４のデータは、メモリ部３に記憶されるようになっている。
【０１１４】
すなわち、入出力コントロール部９と３次元映像化装置コントロール部１６ｅを接続し、ユーザインタフェース部１１からＣＰＵ１０と入出力コントロール部９を介して３次元映像化装置コントロール部１６ｅに、複視差イメージセンサ撮像部１６ａで撮影しＡ／Ｄ変換複視差信号処理部１６ｂで変換した複視差画像データおよびデータ読書き部１６ｃにセットした可搬型メモリ４に格納されたデータをメモリ部３に書込む。
【０１１５】
さらに、３次元映像化装置１６で撮影した画像データやデータ読書き部１６ｃにセットした可搬型メモリ４のデータは、出力部の表示部６やプリンタ７に出力されるようになっている。
【０１１６】
すなわち、メモリ部３に格納したデータを表示部６およびプリンタ７に出力する命令が与えられると、３次元映像化装置コントロール部１６ｅは複視差イメージセンサ撮像部１６ａで撮影しＡ／Ｄ変換複視差信号処理部１６ｂで変換した複視差画像データおよびデータ読書き部１６ｃにセットした可搬型メモリ４に格納されたデータを入出力コントロール部９を介してメモリ部３にデータを格納し、表示部６およびプリンタ７に出力するようＣＰＵ１０に制御させる。
【０１１７】
ここで、表示部６では、画像処理プロセッサ５により算出した表面形状データの座標値から、座標点を線でつないだワイヤーフレーム表示、一つの光源を置いた時の視点と座標値から対象物表面１２上の輝度値を算出し凹凸がわかるようにしたサーフェイスモデル表示、複視差画像データの片方の画像の輝度値を座標値に合わせて対象物表面１２上に貼り付けたテクスチャマッピング表示することができ、さらに、各々の表示で視点（遠近、回転）を変えて表示することができ、ユーザインタフェース部１１から操作する。
【０１１８】
第２の実施の形態において、画像処理プロセッサ５を構成するフレームメモリ部５ａ、画素間演算部５ｂ、論理・空間フィルタリング処理部５ｃ、幾何学形状抽出部５ｅ、および輪郭計測部５ｆは、いずれも処理ボードまたは演算ユニット等としてハードウェア的に実現することができる。また、プログラムモジュールとしてソフトウェア的に実現することもできる。
【０１１９】
また、メモリ部３、画像処理プロセッサ５、入出力コントロール部９およびＣＰＵ１０を、３次元映像化装置コントロール部１６ｅに組込むようにしても良い。これにより、現場において対象物表面１２を３次元映像化装置１６で撮影し、同時に３次元映像化装置１６内の画像処理プロセッサ５で画像処理を施し、小型で可搬性のある３次元映像化装置１６と焦点固定部１７のみで表面検査を行うことができる。さらに、データベース部２、表示部６、プリンタ７、可搬型メモリ読書き装置８およびユーザインタフェース部１１を、３次元映像化装置コントロール部１６ｅに組込んだ入出力コントロール部９に接続することで、大容量のデータ、大画面による表示、紙への出力、複数枚の可搬型メモリ４の読書きおよびキーボードとマウス入力に対応することができる。
【０１２０】
次に、３次元映像化装置１６の撮影範囲より大きい対象物を撮影可能とするために、３次元映像化装置１６で対象物表面１２の位置を変えて連続撮影し、撮影した各複視差画像データ間の輝度値の差の総和が最小となる境界部分である各複視差画像データ間で対応する位置を算出し、各複視差画像データを画素単位で合成する。これにより、３次元映像化装置１６の撮影範囲より大きい対象物を分割撮影した場合の表面検査を行うことができる。
【０１２１】
また、対象物の表面形状の変化傾向を得るために、各視差画像を選択し輪郭形状データで位置合わせをして表面形状データを画素単位で比較し、比較結果を傾向グラフのデータ（傾向グラフデータ）としてメモリ部３に格納する。また、表面形状の比較をワイヤーフレーム表示、サーフェイスモデル表示およびテクスチャマッピング表示上で色分け・模様分けした傾向比較の画像のデータ（傾向比較画像データ）としてメモリ部３に格納する。この場合、メモリ部３に格納した傾向グラフデータと傾向比較画像データとを表示部６やプリンタ７に傾向グラフと傾向比較画像として出力し傾向管理を行うことができる。
【０１２２】
さらに、データベース部２に管理目標値を格納し、ユーザインタフェース部１１で傾向比較したい各視差画像を選択し、同時に関連する管理目標値をデータベース部２から参照し、表示部６に選択した各視差画像の表面形状データの傾向グラフと傾向比較画像上で傾向比較したデータが管理目標値とを超えるとメッセージとアラームを出力し、傾向グラフと傾向比較画像上の目標管理値とを超えた箇所をデータベース部２に格納し強調表示してユーザに知らせることができる。
【０１２３】
また、現場での検査結果から自動的に報告書を作成できるようにするために、検査した日付時間、対象物の名称、識別番号および検査者の氏名を指定し、データベース部２に格納した画像データ、輪郭形状データおよび表面形状データと、メモリ部３に格納した傾向グラフデータおよび傾向比較画像データとから、これら検査した日付時間、対象物の名称、識別番号および検査者の氏名に対応する必要な項目を取り出し、報告書の形式に自動的に整理して表示部６とプリンタ７により紙に出力する。
【０１２４】
すなわち、ユーザインタフェース部１１および３次元映像化装置インタフェース部１６ｆで入力、あるいはデータベース部２に格納した３次元映像化装置１６で撮影すなわち検査した日付時間、対象物の名称、識別番号および検査者の氏名と、画像処理プロセッサ５により画像処理を施しデータベース部２に格納した複視差画像データ、輪郭形状データおよび表面形状データと、メモリ部３に格納した傾向グラフデータおよび傾向比較画像データとから、必要な項目をユーザインタフェース部１１により選択命令を入力し、データベース部２に格納した報告書の形式に自動的に整理して表示部６とプリンタ７により紙に出力することができる。
【０１２５】
また、表示部６へのデータの表示や消去を円滑に行えるようにするために、その操作のための表示ボタンと消去ボタンとを表示部６上に表示するようにする。
【０１２６】
すなわち、複視差画像データ、輪郭形状データ、表面形状データ、傾向グラフデータおよび傾向比較画像データの格納先アドレス情報と各データの識別名とを持ち、ユーザインタフェース部１１で表示の起動がかけられると、表示ボタンおよび消去ボタンが表示部６に表示される。表示ボタンは格納先アドレスのデータをメモリ部３にコピーし表示部６に表示するものである。消去ボタンは、表示部６に表示したデータを表示部６とメモリ部３とから消去するものである。
【０１２７】
通常は、表示部６に表示ボタンが表示され、ユーザは表示ボタン上のデータ識別名で各表示ボタンが意味するデータを識別でき、ユーザが必要なデータの表示ボタンのみを操作することで表示部６上でデータが表示される。同時に表示部６に消去ボタンが付加されており、ユーザが表示の必要がなくなったデータの消去ボタンのみを操作することで、表示部６上でデータと消去ボタンが消去され、表示部６上での高速表示とメモリ部３の使用量を縮小し最適化することができる。
【０１２８】
また、３次元映像化装置１６で撮影した複視差画像データを輝度値分布により圧縮率を可変にしてデータベース部２に格納することでデータベース部２の容量を縮小し最適化することができる。
【０１２９】
このように第２の実施の形態によれば、小型で可搬性のある３次元映像化装置１６で対象物表面１２を撮影して得られた複視差画像データの輝度値分布と視差画像間の対応点とから、画像処理プロセッサ５により対象物表面１２上の状態を示す深さを加えた表面形状と対象物の輪郭形状の寸法・座標とを算出し、この抽出された表面形状と輪郭形状とをユーザが任意の視点から指定した画像（ワイヤーフレーム表示、サーフェイスモデル表示、テクスチャマッピング表示）およびスケッチおよびグラフおよびテキストで、表示部６やプリンタ７に出力する。
【０１３０】
従って、プラントを構成する設備機器の現場点検において、小型で可搬性のある３次元映像化装置１６で対象物表面１２を撮影し、ユーザインタフェース部１１から画像処理プロセッサ５に命令するだけで深さを加えた表面検査が可能となる。また、検査結果を表示部６やプリンタ７に出力して確認でき、このため誰でも検査ができ信頼性が高くコストの低いの現場点検を実現することができる。
【０１３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、小型で可搬性のある映像化装置で対象物表面の表面形状と対象物の輪郭の形状とを抽出して表面形状と輪郭形状とを表示部やプリンタに出力することができるので、プラントを構成する設備機器の現場点検において、小型で可搬性のある映像化装置で表面検査が可能となり、検査結果を容易に確認でき、誰でも検査ができ信頼性が高くコストの低いの現場点検を実現することができる。
【０１３２】
また、本発明によれば、小型で可搬性のある３次元映像化装置で対象物表面を撮影して得られた複視差画像データの輝度値分布と視差画像間の対応点から、対象物表面上の状態を示す深さを加えた表面形状と対象物の輪郭形状を、ユーザが任意の視点から指定して表示部やプリンタの出力部に出力できるので、プラントを構成する設備機器の現場点検において、対象物表面の深さを加えた表面検査が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる点検データ画像記録装置の構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係わる点検データ画像記録装置における画像処理プロセッサのブロック構成図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係わる点検データ画像記録装置の動作を示すフローチャート。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係わる点検データ画像記録装置の構成図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係わる点検データ画像記録装置における焦点固定部の説明図。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係わる点検データ画像記録装置における画像処理プロセッサのブロック構成図。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係わる点検データ画像記録装置の動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
１  映像化装置
１ａ  イメージセンサ撮像部
１ｂ  Ａ／Ｄ変換処理部
１ｃ  データ読書き部
１ｄ  データ表示部
１ｅ  映像化装置コントロール部
１ｆ  映像化装置インタフェース
２  データベース部
３  メモリ部
４  可搬型メモリ
５  画像処理プロセッサ
５ａ  フレームメモリ部
５ｂ  画素間演算部
５ｃ  論理・空間フィルタリング処理部
５ｄ  ラベリング処理部
５ｅ  幾何学形状抽出部
５ｆ  輪郭計測部
５ｇ  ３次元アフェイン変換処理部
６  表示部
７  プリンタ
８  可搬型メモリ読書き装置
９  入出力コントロール部
１０  ＣＰＵ
１１  ユーザインタフェース部
１２  対象物表面
１３  マーカ
１４  データ転送用バス
１５  データ転送用バス
１６  ３次元映像化装置
１６ａ  複視差イメージセンサ撮像部
１６ｂ  Ａ／Ｄ変換複視差信号処理部
１６ｃ  データ読書き部
１６ｄ  データ表示部
１６ｅ  ３次元映像化装置コントロール部
１６ｆ  ３次元映像化装置インタフェース
１７  焦点固定部
１８  照明光源部
１９  面光源変換部
【図１】
0003940493.tif 000002
【図２】
0003940493.tif 000003
【図３】
0003940493.tif 000004
【図４】
0003940493.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003940493.tif 000007
【図７】
0003940493.tif 000008