画像処理を用いた鋼材表面の劣化度評価システム

発明者： , , ,
出願人/特許権者： ,
公報種別：公開公報
出願番号（国際出願番号）：特願2000-283826
公開番号（公開出願番号）：特開2002-090308
出願日： 2000年09月19日
公開日（公表日）： 2002年03月27日
要約：

【要約】【課題】鋼材の腐食状態や、溶融亜鉛メッキを施した鋼材の表面劣化状態を画像処理による色のクラスタリング結果で定量的に評価するために、鋼材表面を撮影したディジタル画像データから、c-means法に従ったクラスタリングを行う際、最適なクラスタ数とクラスタの初期ベクトルを効率よく与える方法を提供する。【解決手段】鋼材の表面劣化度を複数のクラスタリングされた色で評価するために、鋼材の表面状態を細かい画素の集合であるディジタル画像データで表し、それぞれの画素についてR(赤)、G(緑)、B(青)から輝度信号(Y)と色差信号(C1,C2)に変換して2次元的に表したデータ(以下、画素データと呼称)を用いて、c-means法でクラスタリングするに際し、図1に示す手法により最適なクラスタ数とクラスタの初期ベクトルを求めて計算することを特徴とする鋼材表面の劣化度評価システム。

請求項（抜粋）：

鋼材の表面劣化度を複数のクラスタリングされた色で評価するために、鋼材の表面状態を細かい画素の集合であるディジタル画像データで表し、それぞれの画素についてR(赤)、G(緑)、B(青)から輝度信号(Y)と色差信号(C1,C2)に変換して2次元的に表したデータ(以下、画素データと呼称)を用いて、c-means法でクラスタリングするに際し、?@〜?Gの手法により最適なクラスタ数とクラスタの初期ベクトルを求めて計算することを特徴とする鋼材表面の劣化度評価システム。?@ 鋼材表面の色を輝度信号(Y)と色差信号(C1,C2)に変換して2次元平面(C1-C2平面)に表わした画素データの分布から、クラスタの対象となる画素データの平均ベクトル、および標準偏差を求める。ただし、1度目はクラスタ数を1とする。?A 画素データの分布範囲を、分割幅n×n(nは整数)の正方形のメッシュに分割し、メッシュごとに含まれる画素データ数を求める。ただし、分割数が多ければ多いほど精度が上がる反面、計算時間がかかるため、n=5程度が望ましい。?B 画素データ数が最も多いメッシュを選び、その中心点を1番目の核座標とする。?C メッシュに含まれる画素データ数の多いものから順にそのメッシュの中心を核として抽出していく。?D 抽出された核は、以下の条件で判定し、条件を満たしている場合は新しい2〜i番目の核座標とする。条件1:メッシュに含まれる画素データ数が、目視で写真の色の判断できる画素数以上である。条件2:抽出された核と、今までに抽出されていた1〜i-1番目までの核との距離が、クラスタ内の画素データの標準偏差以上離れている。ただし、標準偏差値が小さい場合は、基準値を設ける。?E 抽出する核がなくなるまで、?C,?Dを繰り返す。?F ?Eの作業が終了した時点の核の数をクラスタ数に、核をクラスタの初期ベクトルとし、以下に示すc-means法により画素データをクラスタリング(分類)する。c-means法の手順:手順1.各メッシュに含まれた画素データXと、クラスタ数c(2≦c≦n)のc×n行列Uが「数式1」を満たしたc分割である場合、「数式2」よりクラスタの平均ベクトルを、vを求める。【数式1】【数式2】手順2.与えられた収束判定εに値に対して「数式3」を満たせば終了。そうでなければ、l=l+1して「数式2」に戻る。【数式3】?G ?Fで抽出された全てのクラスタについて、再び?@〜?Eの処理を行い、抽出された核数が2つ以上に分類しないことを確認する。ただし、ある核が2つ以上に分類された場合には、分類された全ての核について、さらに?Fの処理を行い、抽出された核数が2つ以上に分類しなくなるまで、作業を繰り返す。

IPC (4件)：

G01N 21/892 , G01J 3/46 , G06T 7/00 100 , G06T 7/00 250

FI (4件)：

G01N 21/892 B , G01J 3/46 Z , G06T 7/00 100 Z , G06T 7/00 250

Fターム (26件)：

2G020AA08 , 2G020DA02 , 2G020DA03 , 2G020DA04 , 2G020DA05 , 2G020DA24 , 2G020DA34 , 2G020DA52 , 2G051AA37 , 2G051AB07 , 2G051AC21 , 2G051CA04 , 2G051CA20 , 2G051CB01 , 2G051EA14 , 2G051EA17 , 2G051EC03 , 5L096AA02 , 5L096BA03 , 5L096BA18 , 5L096CA02 , 5L096FA32 , 5L096FA33 , 5L096GA38 , 5L096GA40 , 5L096MA07

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