JPH01291382A - 画像読取方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、画像読取方法に関するものであり、特にコン
クリ−Ｉ〜構造物等の物体の表面に発生するひび割れを
写真撮影し、この写真画像を光電的に読み取り、画像処
理・解析Ｊ−ることによりひび割れの解析を行う場合の
、この写真画像を光電的に読み取る方法に関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来、建物、橋梁、道路、堤防等の土木・建築の構造物
及び建造物等の表面に生じるひび割れは、漏水の原因ど
なり鉄骨を腐食させてこれら構造物の老朽化を早める。

特に、最近コンクリート等の外装材等に生じたひび割れ
がそれらの脱落を生じて大ぎな事故を発生し、社会問題
となっている。

これまで、これら構造物表面のひび割れの検査・ＶＮ析
方法としてはもっばら目視に頼っていた１゜すなわち、
現場のひび割れ箇所にクラックスケールを当てがい、ひ
び割れ幅を読み取ると共に、スケッチによりひび割れ形
状を把握Ｊ−る。そして、これらデータを仮想的に設定
した単位面積毎に集計して解析することにより、以後の
ひび割れ進行状況等を予測して、補修時期等を決定して
いた。

あるいは、ひび割れの幅等の読み取りにおいでは、実際
の測定面上に、Ｘ、Ｙ両方向ども所定の等間隔のメッシ
コ線（直交格子状の網の目）を描き、目視にて、このメ
ッシコ線をひび割れが横切る点において、ひび割れの幅
等を測定していた。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、この目視によるひび割れの測定は、多大な手間
と労力を要し極めて非能率的であるばかりでなく、測定
者による個人差が現われて精度の点で難点があった。

本発明者等は、これら目視におｔづる欠点を解消するも
のとして、現場において構造物等の被検査対象面を一旦
写真撮影した後、この写真画像から光電変換された画像
信号を得て、画像処理解析装置により信号処理Ｊ−るこ
とにより、ひび割れ解析でさるひび割れ測定装置を考察
した。この装置では、写真の全視野を、光電変換素子の
受光面の大き゛さまたは画像処理解析装置の処理能力に
Ｊ、−）で制約される所定面積の微小領域ｆｉコに順次
読み取り走査して、繰返し解析を行っている。。

前記微小領域は例えば０５ｍｍ　Ｘ　０．５　ｍｍの正
方形に設定Ｊ−ることができ、この場合、被検査面を撮
影した例えば両面寸法５０ｍ（Ｂ　ｘ　５０ｍｍのプロ
ーニ」プイズフィルムで【よ全視野が１０４個の微小領
域に分割されて読み取られる。

処で、一般的な画像処理解析装置では、前記微小領域の
解析にも比較的長い時間を要するため、フィルム全視野
では多大な肋間が費される。

本発明の目的は、上記事情に鑑みて行われたもので、写
真画像から画像処理解析を行う装置において写真読み取
り・解析時間の！１．ｉ７縮を図れる画像読取方法を提
供することにある。

［課題を解決ＣＪ−るための手段］ 本発明の上記目的は、物体のひび割れを写した写真画像
を相数の領域に分割し、該領域ｆσの画像を光電的に読
み取って情報化し、この情報を解析してひび割れに関す
るデータを得、得られたデータを合成して該写真画像全
体の、あるいは所定部分のひび割れに関するデータを作
成するひび割れ写真画像の解析プロセスの画像読取方法
において、該ひび割れ写真画像内にメツシュ線を仮想的
に設り、該ひび割れ写真画像を該領域毎にかつ該メツシ
ュ線に沿って順次読み取ることにより達成され、特に光
学的拡大投影または電子的ディスプレイにより該ひび割
れ写真画像を該メツシュ線に重畳して表示し、この表示
に基づいて該ひび割れ写真画像を光電的に読み取ること
により達成される。

［作　　用］ 上記した手段によれば、画像情報の読み取りは撮影され
た写真の全領域について行われるのではなく、仮想メツ
シュ線に沿って指定された読み取り微小視野について行
われるので、読み取り領域が限定され画像読取時間を大
幅に短縮できる一Ｌに、画像処理・解析時間をも大幅に
短縮することかできる。

従ってひび割れ写真画像の全領域を読み取り、解析した
どぎのひび割れに関するデータに比較して精度は低下り
るが、写真画像内のひび割れに関する概要のデータを早
く智たい場合に効果的な画像読み取り方法である。

［実　施　例］ 以下、本発明を図面により詳細に説明する。

第１図は、本発明の画像読取方法に基づい（構成された
ひび割れ測定装置を説明づるブロック図である。

前記ひび割れ測定装置は、大別して１１丁ニット１と写
真画像の読取・解析・出カニニット１０とから構成され
ている。

前記撮影」−ニット１は、例えば高解像力の複写用黒白
へ［１ゲン化銀感光月お１や高解像力のカラー写真用ハ
ロゲン化銀感光材料等の銀塩フィルムと、それを用いる
光学カメラからなり、構造物、建造物等のひび割れ検査
対象面を写真撮影する。

なお、ひび割れを投影り−る写真フィルムは如何なる寸
法のもので６よいが、一般的で口つ使用し易いものとし
て例えばブロー二ナイズフィルム（画面寸法５０ｍｍｘ
　５０ｍｍ　）があり、これを用いて１　ｍ　ｘ　１７
１１の検査対象面を撮影することができる。

前記読取・解析・出力二ノ、ニット１０＋土、更に写真
画像読取装置１１、画像処］！１１・解析装置１２、Ｃ
Ｐ　ＬＪ（中央演算装置）１３及び表示・出力裂開１１
ｊ＋＋ら成っており、各装置はｃ　ｐ　Ｕ　１３により
制御される、。

第２図は、本発明の主要要素である前記写真画像読取装
置１１を例示している。

この写真画像読取装置１１は、踊影された写真を載置づ
るステージ１００ど、前記ステージ１ｏｏをＸ軸、Ｙ軸
方向に移動するＸ軸り一夕１０３及びＹ軸上−タ１０４
と、前記ステージ上の写真を観察する顕微鏡１０５及び
写真をｌｒｄ像し″（光電変換づ゛るエリア・イメージ
しンザを含む−「Ｖカメラ１０Ｇと、写真を写真用引伸
装置１０１の位置ど顕微鏡１０　！ｉの位置どの間を移
動さｌるＸ軸筒２し−９１０８とから概略構成されてい
る。

４丁お、ト記写真画像読取装置１１は、写真用引伸装置
１０１とＸＹデジタイザ１０２をも備えており、ステー
ジ１００上の写真を引伸装置１０１により、ＸＹデジタ
イザ１０２上に拡大投影することもできるＪ：うになっ
ている。

第３図は、拡大投影されたひび割れ写真の投影画像の一
例を示り−ものであり、投影画像２１０上にはひび割れ
画像Δが不規則に分布していることが示されている。こ
こで投影画像２１０には、説明の便宜上、この投影画像
に仮想メツシュ線ｐを重畳して図示しである。仮想メツ
シュ線Ｉは、写真２１０上に実際に線引きするものでは
なく、仮想メツシュ線を表示する線あるいは映像が写真
２１０上に重畳され、あたかも線が引かれているかのよ
うに目視できる形態であってよい。

仮想メッシュ線力を写真画像に重・胃する方法としては
、例えば写真引伸装置１０１ににるＸＹデジタイザ１０
２トへの写真の光学的拡大投影像に透明プラスデックシ
ート（図示せず）十に直交格子から成るメツシュ線を描
いたものを重畳する方法がある。また他の方法どしては
、ＣＲＴ　（図示せず）に表示した直交格子から成る仮
想メツシュ線像を写真の光学的拡大投影像上に光学的に
重畳投影したり、あるいは写真画像全視野を撮像素子（
図示せず）で読み込んで１ｑたモニター映像上に仮想メ
ツシュ線像を電子的に重畳して表示刀る方法がある。仮
想メツシュ線βは、ひび割れ△の読み取りデータを整理
づ−る場合の仮想的な区画割り（形状は一般的には正方
形であるが、長方形その伯の形にも設定できる）を行う
ものであり、その間隔は測定対象面の実寸で例えば、１
０．３０．５０．１００　ｍｍ及びその他の間隔とする
。

オペレータは、例えばメッシュ線が施された透明プラス
デックシー１へをひび割れ写真画像に重畳して、その重
畳パターンを見ながら、ひび割れ△の形状・数量等を勘
案して上記仮想メツシュ線ρの間隔及び写真画像どの相
対位置を設定したり、また、オペレータが、＠岩パター
ンを作成しないで、適宜仮想メツシュ線ρの間隔及び相
対位置を決定し、これらを予めプログラムされたメニュ
ー画面にて選択あるいはキーボードにより入力（ダイレ
クトイン）して、それらを設定することもでき、あるい
（ｊオペレータが仮想メツシュ線ρの間隔及び写真画像
との相対位置を決めることなく、予め決定された値どし
てそれらをプロゲラｌ＼化しておいてもよい。

ひび割れΔの読み取りにあたっては、読み取り微小視野
（読取微小領域）のうち、第３図の円形拡大部分に示さ
れているごとく仮想メツシュ線、Ｑの位置情報に沿った
微小視野Ｂのみを読み取るにうに組んだプログラムに従
って写真画像が読み取られる。

読み取り微小視野Ｂの中心は、Ｘ−Ｙ方向とも仮想メツ
シュ線上にあり、それぞれの読み取り微小視野Ｂが図示
の如く互いに隣接するＪ：うに設定される。この設定作
業は、予め組み込んだプログラムに従い、ＣＰＵ１３に
より行われる。

ＸＹデジタイザ１０２（ま、上記仮想メッシュ線９を透
明プラスブックシート上に描いたものを、光学的拡大投
影写真画像上に重畳したときの相対位置をカーソルで指
定し−ｃ、ｃｐｕに読み込み・登録するＩｃめに用いら
れる。オペレータは、投影写真画像に重畳した仮想メッ
シュ線シー１へを相対的にずらし、位置決めを行ってか
ら、シー１へ上の所＝　１０− 定位間にてカーソルのボタンを押り−０すなわち、本実
施例ににれば、読み取り領域が仮想メツシュ線βの間隔
に応じて決定されることになり、写真２１０の全面読み
取りを行う場合に比較して読み取り時間を大幅に削減覆
ることができる。

ＣＰ　Ｕ　１３はこの仮想メツシュ線（の間隔及び写真
画像との相対位置情報に基づいて前記Ｘ軸モータ１０３
　、Ｙ軸モータ１０４を制御してスデージｉｏ。

を移動し、メツシュ線の位置座標に対応した写真上の微
小領域を顕微鏡１０５の観察位置及びＴＶカメラ１０６
の撮像位置に配置する。

また、ＸＹデジタイリ“１０２を用いて仮想メツシュ線
ρの相対位置を入力した場合には、ＣＰ　Ｕ　１３はＸ
軸箱２モータ１０８の回転量を制御して、Ｘ軸モータ１
０３　、Ｙ軸モータ１０４と共働して、写真画像の所定
位置が顕微鏡１０５の光軸上に来るように自動補正する
。

顕微鏡１０５の対物レンズ１０７下に配置された前記微
小領域は顕微鏡により観察されると共に、前記ＴＶカメ
ラ１０６にＪ、り光電変換され、画像ディスプレイ（図
示せず）に表示される。

なお、前記微小領域とは、エリア・イメージセンサの大
きさあるいは画像処理解析装置の処理能力によって制約
されるしので、例えば２５万画素相当で０．５ｇ　Ｘ　
０．５１ｇｍの正方形に設定される。

また、ＸＹデジタイリ゛上への写真画像拡大は１コマ全
両面を分割し−Ｃ拡大投影することもて・・さ、分割数
は数通りあり、適宜選択できる。

従って、分割拡大投影＋＋、′、の各分割領域のフィル
ム位置に３４応じた副フレッ］〜母は座標ｔｌ算ににっ
てＣＰ　Ｕ　１３にて自動補正され、Ｘ軸方向の長距離
移動のためのＸ軸箱２モータ１０８の回転量を制御し、
Ｘ軸モータ１０３及びＹ軸モータ１０４ど共働ざけて、
写真フィルムの所定部位が顕微鏡１０５の光軸上に自動
的に来るにうに１６゜ また、実際の読み取りに際しで、写真フィルム・ホルダ
（図示しない）が顕微鏡対物レンズ手に搬送されて来た
とぎ、別のフィルノ＼・ホルダが引伸装置の所定位置に
来るように設（）ることができる。そして、この別のフ
ィルム・ｊ１＼ルダには解析対象写真の複製を装着して
おぎ、顕微鏡拡大読取部位に対応した領域及びその周辺
領域を、必要に応じて、引伸装置にて拡大投影し目視観
察によるモニタリングができるように構成りることがで
きる。このような構成の場合、オリジナル画像と複製画
像とのレジストレーション合わせはオペレータにより行
われる。このレジストレーション合わせにおいては回転
のみが重大でＸ方向及びＸ方向の位置ずれは、引伸装置
の拡大投影像の観察部位をそれぞれＸ方向及びＸ方向に
移動させることにより救済できる。

本発明は、ひび割れ写真画像上に仮想メツシュ線〃を形
成し、該仮想メツシュ線〃に沿って読み取り微小視野Ｂ
を設定し、ひび割れＡの読み取り部を限定することにに
す、写真２１０の全領域を読み取って解析する場合に比
較し、トータル解析時間の大幅な短縮がはかれるもので
ある。

従って、第１図に戻って、仮想メツシュ線に沿う微小領
域が前記読取装置１１によって、前記微小＝　１３− 領域毎に読み取られ、１つ読み取られる度毎に解析装置
により解析されてひび割れの幅、角度等のひび割れデー
タが得られ、これをｎ回繰返し、ＣＰＵ１３により集泪
されて表示・出力装置１４からひび割れの全解析結果が
出力される。

ただし、ｎは、微小領域毎に仮想メッシコ線に沿って写
真を読み取る全微小領域数（全微小視野数）である。ｎ
は、仮想メツシュ線が細かいはど多く、逆に粗いほど少
４丁い。

なお、出力表示は、ひび割れ幅分布ヒストダラム、ひび
割れ図、ひび割れ角度分布ヒス１〜グラム等である。

第４図は、前記ひび割れ測定装置のＣＰＵにＪ：るシー
ケンス・］ン１〜１コールを示づ一フロー・チャ＝１〜
である。

まず、ブロック２００によりオペレータが読取モードを
指定する。この読取モードとは、本発明では仮想メツシ
ュ線βを形成し、仮想メツシュ線Ｑに沿って読み取り領
域を順次指定するものであるが、仮想メッシコ線（の間
隔及び写真画像との相対位置を表示するべく予めプログ
ラムされたメニコー両面上での選択、所望の間隔及び相
対位置を指定する数値のダイレフ１〜インも含まれる。

もう一つの読取モードは、仮想メツシュ線を設定せず、
無条件に、写真全域を微小領域毎に、読み取るものであ
る。

従ってＣＰＵ１３は、入力された読み取りモードを判別
し、それが仮想メッシコ線モードであれば、そのモード
に基づいて仮想メック」線ρの間隔及び相対位置を決定
し、仮想メツシュ線に沿う読み取り微小視野Ｂの読み取
りをブロック２０１に示す如く読取装置に指令号る。

なお、このひび割れ測定装置は、写真の全領域を微小領
域毎に読み取ることも可能な訳で、その場合にはブロッ
ク２０２１こより無条件全域読み取りが読取装置に指令
される。次にブロック２０３において指定領域内の微小
領域毎の画像情報の取り込みを指示Ｊ−る。ブロック２
０４において、取り込まれた画像情報の処理・解析の開
始を画像処理解析装置に指示する。

ひび割れの幅、長さ、位置、方向等の解析結果は、ブロ
ック２０５において画像処理解析装置から吸い上げられ
た後、ブＬ１ツク２０Ｇにおいて全読取領域の解析結果
がＣＰＵにＪミリ指定領域内の未読取領域の有無が判別
される。未読取領域が存在Ｊる場合にはブロック２０３
に戻って前記制御／）（繰返される。すべての読取領域
の解析が終了すると、ブロック２０７において合成・整
理され、ブロック２０８　、２０’３において解析結果
をプリントアウトあるいはディスプレイ上に表示させる
。

［発明の効果］ 以上に記載したとおり、本発明の画像読取方法によれば
、ひび割れを撮影した写真画像上に例えばＣＰＵ　（中
央演綽装置）にて、所望の間隔と相対位置にて仮想的に
メツシュ線を形成し、この仮想メツシュ線に沿って微小
視野毎に順次写真読み取りを行うものであるから、該指
定された微小視野、すなわち限定された読み取り領域に
ついてのみ画像解析が行われ、写真の全領域につい【画
像解析する場合に比較し、解析時間を大幅に短縮１るこ
とができる。従ってひび割れ写真画像の全領域を読み取
り、解析したとぎのひび割れに関づるデータに比較して
精度は低下Ｊ−るが、写真画像内のひび割れに関する概
要のデータを早く得たい場合には、本発明の方法は効果
的である。

また、仮想メツシュ線をひび割れ写真ｉ１！ｉ像に重畳
して投影もしくはモニター表示することにより、写真画
像のどのような部分を読むのかをオペレータが知ること
ができ、従来方法での測定結果どの対比もし易い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像読取方法に基づいて構成されたひ
び割れ測定装置を例示づる７１１７９図、第２図はその
装置における写真画像読取装置の構成図、第３図はひび
割れ写真画像と仮想メツシコ線の重畳パターン図、第４
図は５衰画像読取・解析・出力ユニッ１−におけるＣＰ
Ｕのシーケンス・コン１〜ロールを示すフロー・チャー
トである。 〔図中の符号〕 １：撮影ユニツ１− １０：読取・解析・出力ユニツ１〜 １１：写真画像読取装置 １２：画像処理・解析装置 １３：ＣＰＵ　　　　　　　１４：表示・出力装置１０
０・ステージ　　　　　１ｏ１．写真用引伸装置１０２
・ＸＹデジタイザ　　１０３１ＸすＮｌ＋モータ１０４
：Ｙ軸モータ　　　　１０５・顕微鏡１０６：ＴＶカメ
ラ　　　　１０７．対物レンズ１０８：Ｘ軸箱２モータ ２１０°ひび割れ写真画像と仮想メツシュ線の重畳パタ
ーン図 Ａ：ひび割れ　　　　　Ｂ：読み取り微小視野ｆＪ：仮
想メツシュ線 代　理　人　　弁理士　（８１０７）佐々木　清　隆（
ばか３名） ＝　１８−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）物体のひび割れを写した写真画像を複数の領域に
   分割し、該領域毎の画像を光電的に読み取って情報化し
   、この情報を解析してひび割れに関するデータを得、得
   られたデータを合成して該写真画像全体の、あるいは所
   定部分のひび割れに関するデータを作成するひび割れ写
   真画像の解析プロセスの画像読取方法において、該ひび
   割れ写真画像内にメッシュ線を仮想的に設け、該ひび割
   れ写真画像を該領域毎にかつ該メッシュ線に沿って順次
   読み取ることを特徴とする画像読取方法。
2. （２）光学的拡大投影または電子的ディスプレイにより
   該ひび割れ写真画像を該メッシュ線に重畳して表示し、
   この表示に基づいて該ひび割れ写真画像を光電的に読み
   取ることを特徴とする請求項１に記載の画像読取方法。