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METHOD FOR AUTOMATICALLY DRAWING NOTICE PORTION BY IMAGE PROCESSING, DEVICE THEREFOR AND RECORDING MEDIUM RECORDING PROGRAM meetings achieved

Patent code P07P004604
File No. 191
Posted date Apr 27, 2007
Application number P2005-291071
Publication number P2007-102458A
Patent number P4581090
Date of filing Oct 4, 2005
Date of publication of application Apr 19, 2007
Date of registration Sep 10, 2010
Inventor
  • (In Japanese)河村 圭
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人山口大学
Title METHOD FOR AUTOMATICALLY DRAWING NOTICE PORTION BY IMAGE PROCESSING, DEVICE THEREFOR AND RECORDING MEDIUM RECORDING PROGRAM meetings achieved
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To dispense with work for removing an image element except a notice portion from an image including a noise element except the notice portion photographed so as to inspect an abnormal state such as a crack of a concrete structure to visually confirm the abnormal state of the notice portion.
SOLUTION: In this method, an objective image wherein the image element except the notice portion is deleted from a known original image is created. Data on an individual as an optimized image processing flow imparting an image most approximate to the objective image obtained by applying evolutionary algorithm to the original image, and image characteristic data showing a characteristic of the known original image are stored as data corresponding to the known image about each of a plurality of original images to form a database. The original image most approximate to an unknown original image in the database is selected by performing comparison with image characteristic data of the unknown original image, and image processing to the unknown image is performed by the image processing flow shown by the optimized individual about the selected original image to obtain an image wherein the notice portion is drawn.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


画像中の注目部分を描出する手法を適用する実際的な例として、例えばコンクリート構造物におけるひび割れ等の変状を検出することがあげられる。コンクリート構造物は建造物、交通・輸送の設備等、社会的、経済的発展の基幹となるものであり、耐腐食性があり、耐久性に優れていると言えるが、経年劣化、地震や衝突等による損傷によりその性能が失われることもある。そのため、コンクリート構造物は定期的な検査、詳細調査が行われ、その結果に基づいて劣化診断、対策が行われる。点検に際して、目視と打診により変状を確認、記録するという方法が用いられているが、このような目視、打診による点検作業は専門的知識、熟練を要するものであり、そのような専門技術者の確保が次第に困難になり、対象とされる構造物の増加、大規模化とともに、点検作業の量、処理データ量も膨大になるという問題が生じている。



このような目視、打診による点検作業に対して、画像処理の手法によりコンクリート構造物のひび割れを検出することについての提案がなされている。



画像処理によりひび割れの検査を行うために、画像データを処理し、コンクリートのひび割れのような変状と汚れや傷とを識別し、変状を抽出するという手法が用いられ、その例としてオペレータが画像上にひび割れをトレースする機能を用いるものがある。これはオペレータが変状部分を強調し、画像中に顕在する変状部分をトレーススケッチすることによってトレースした部分の長さや面積等を計測できるようにすることにより、目視点検、スケッチによる手法に比較して省力化を行うものである。オペレータが画像中に変状を顕在化させるためのトレースの作業、変状の長さや面積の測定における作業等が依然として残る。また、パターン認識の手法を用いる例があるが、パターン認識を行うまでの作業がやはり残存し、十分な省力化がなされるとは言えない。このような背景技術については、次のような文献に開示されている。
【非特許文献1】
「PC架橋施工法2002年版」Vol.47,No.1,Jan.2005(社団法人プレストレスコンクリート技術協会発行、第81~85頁)
【特許文献1】
特開2000-155011号公報
【特許文献2】
特開2004-239870号公報 非特許文献1には、デジタルカメラによるコンクリート構造物の画像に対し、エッジ強調処理等を用いて、ひび割れ等の損傷部の特徴を描出し、ひび割れ幅を計測することの可能性について一般的に示されているが、実際にどのように実施し得るか、どの程度の成果が得られるかについては特に示されていない。



特許文献1には、位置決めのためにプリント板に設けられたアライメントマークのような対象となるマーキングの位置計測に際し、設定されたテンプレートと探索領域を用いて、フィルタ処理の種類と順番、間引き率のパラメータをサンプル画像に適応し、遺伝的アルゴリズムを用いてパラメータの最適化することが示されているが、コンクリート構造物の検査におけるひび割れ等の不規則な形状を示す変状を描出する際の画像処理に適用することは意図されていない。



特許文献2には、液晶表示画面のシミのような画面欠陥の検査において、画面欠陥の状態に合わせてフィルタ構成数値を遺伝的アルゴリズムを用いて自動計算させることにより空間フィルタを作成して用いることが示されている。この場合画面欠陥を含む画像の画像処理を行う空間フィルタを遺伝的アルゴリズムを用いて作成するのであるが、散在する画像欠陥の位置、大きさ、個数等を評価することを意図しており、このような手法をコンクリート構造物の検査におけるひび割れ等の不規則な形状を示す変状を描出する際の画像処理に適用することはできない。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、画像処理による画像中の注目部分を自動的に描出する方法及び装置に関し、より詳細には、進化的アルゴリズム(遺伝的アルゴリズム、免疫アルゴリズム)を適用したデジタル画像処理の手法による注目部分の描出、検出の方法及び装置に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
各々が画像処理フローを表す複数の個体を初期設定することと、
該複数の個体に対して各個体の表す画像処理フローにより与えられた画像の画像処理をした際の優劣性を示す適応度をあらかじめ設定した評価関数を用いて求めることと、
前記複数の個体に対し前記評価関数に基づいて適応度がより高くなるように新たな複数の個体を生成する過程を反復して適応度が最も高くなる複数の個体を得るように最適化処理を行うことと、
からなる遺伝的アルゴリズムを適用して得られた複数の個体を用いた画像処理フローにより画像中の注目部分以外の画像要素を削除し注目部分を自動描出する方法であって、
既知の原画像に対して注目部分以外の画像要素を削除した目的画像を作成しておき、該原画像に対して遺伝的アルゴリズムを適用して得られた目的画像に最も近似した画像を与える最適化された画像処理フローを表す複数の個体を生成するとともに、該既知の原画像の特徴を示す画像特徴データを生成し、該複数の個体のデータ及び該画像特徴データを前記複数の既知の画像に対応するデータとして蓄積することを複数の原画像について行いデータベースを形成することと、
注目部分を描出すべき未知の原画像に対してその画像特徴データを前記データベースに蓄積された複数の原画像の特徴データと比較して前記データベースにおける最も近似した原画像を選択することと、
該選択された原画像についての最適化された個体の表す画像処理フローにより前記未知の画像に対する画像処理を行って注目部分を描出した画像を得ることと、
からなることを特徴とする注目部分を自動描出する方法。

【請求項2】
 
各々が画像処理フローを表す複数の抗体を初期設定することと、
該複数の抗体に対して各個体の表す画像処理フローにより与えられた画像の画像処理した際の優劣性を示す親和度をあらかじめ設定した評価関数を用いて求めることと、
前記複数の抗体に対し前記評価関数に基づいて親和度がより高くなるように新たな複数の抗体を生成する過程を反復して親和度が最も高くなる複数の抗体を得るように最適化処理を行うことと、
からなる免疫アルゴリズムを適用して得られた複数の抗体を用いた画像処理フローにより画像中の注目部分以外の画像要素を削除し注目部分を自動描出する方法であって、
既知の原画像に対して注目部分以外の画像要素を削除した目的画像を作成しておき、該原画像に対して免疫アルゴリズムを適用して得られた目的画像に最も近似した画像を与える最適化された画像処理フローを表す複数の抗体を生成するとともに、該既知の原画像の特徴を示す画像特徴データを生成し、該複数の抗体のデータ及び該画像特徴データを前記複数の既知の画像に対応するデータとして蓄積することを複数の原画像について行いデータベースを形成することと、
注目部分を描出すべき未知の原画像に対してその画像特徴データを前記データベースに蓄積された複数の原画像の特徴データと比較して前記データベースにおける最も近似した原画像を選択することと、
該選択された原画像についての最適化された抗体の表す画像処理フローにより前記未知の画像に対する画像処理を行って注目部分を描出した画像を得ることと、
からなることを特徴とする注目部分を自動描出する方法。

【請求項3】
 
前記画像中の注目部分がコンクリート構造物の変状としてのひび割れであることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の変状を自動描出する方法。

【請求項4】
 
請求項1または2のいずれかに記載の注目部分を自動描出する方法をコンピュータ上で実行するためのプログラムを記録した記録媒体。

【請求項5】
 
画像を取り込み画像特徴データを抽出する手段と、
各々が画像処理フローを表す複数の個体に対して各個体の表す画像処理フローにより与えられた画像の画像処理した際の優劣性を示す適応度をあらかじめ設定した評価関数を用いて求め、前記複数の個体に対し前記評価関数に基づいて適応度がより高くなるように新たな複数の個体を生成する過程を反復して適応度が最も高くなる複数の個体を得るように最適化処理を行う遺伝的アルゴリズムを実行する手段と、
既知の原画像に対して注目部分以外の画像要素を削除した目的画像を作成しておき、該原画像に対して遺伝的アルゴリズムを適用して得られた目的画像に最も近似した画像を与える最適化された画像処理フローを表す複数の個体を生成するとともに、該既知の原画像の特徴を示す画像特徴データを生成し、該複数の個体のデータ及び該画像特徴データを前記複数の既知の画像に対応するデータとして蓄積することを複数の原画像について行うことにより形成されたデータベースと、
注目部分を描出すべき未知の原画像に対してその画像特徴データを前記データベースに蓄積された複数の原画像の特徴データと比較して前記データベースにおける最も近似した原画像を選択する手段と、
該選択された原画像についての最適化された個体の表す画像処理フローにより前記未知の画像に対する画像処理を行って注目部分を描出した画像を得る手段と、
からなることを特徴とする注目部分を自動描出する装置。

【請求項6】
 
画像を取り込み画像特徴データを抽出する手段と、
各々が画像処理フローを表す複数の抗体に対して各抗体の表す画像処理フローにより与えられた画像の画像処理した際の優劣性を示す親和度をあらかじめ設定した評価関数を用いて求め、前記複数の個体に対し前記評価関数に基づいて親和度がより高くなるように新たな複数の抗体を生成する過程を反復して親和度が最も高くなる複数の抗体を得るように最適化処理を行う免疫アルゴリズムを実行する手段と、
既知の原画像に対して注目部分以外の画像要素を削除した目的画像を作成しておき、該原画像に対して免疫アルゴリズムを適用して得られた目的画像に最も近似した画像を与える最適化された画像処理フローを表す複数の抗体を生成するとともに、該既知の原画像の特徴を示す画像特徴データを生成し、該複数の抗体のデータ及び該画像特徴データを前記複数の既知の画像に対応するデータとして蓄積することを複数の原画像について行うことにより形成されたデータベースと、
注目部分を描出すべき未知の原画像に対してその画像特徴データを前記データベースに蓄積された複数の原画像の特徴データと比較して前記データベースにおける最も近似した原画像を選択する手段と、
該選択された原画像についての最適化された抗体の表す画像処理フローにより前記未知の画像に対する画像処理を行って注目部分を描出した画像を得る手段と、
からなることを特徴とする注目部分を自動描出する装置。

【請求項7】
 
前記画像中の注目部分がコンクリート構造物の変状としてのひび割れであることを特徴とする請求項5または6のいずれかに記載の注目部分を自動描出する装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2005291071thum.jpg
State of application right Registered
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