裂纹线检测装置、裂纹线检测方法和记录介质制造方法及图纸

公开了裂纹线检测装置、裂纹线检测方法和记录介质。裂纹线检测装置包括：线段检测单元，被配置成将通过拍摄结构获取的图像分割成多个区域，并且针对多个区域中的各自包括多个裂纹点的多个目标区域，检测表示多个目标区域中的每一个中包括的多个裂纹点的代表线段作为多个目标区域中的每一个的基本线段；树结构生成单元，被配置成基于检测到的基本线段中的端点彼此靠近的基本线段生成以特定基本线段的端点作为根的树结构；笔划检测单元，被配置成在生成的树结构中的多个路径中检测与基本线段组对应的从树结构的顶部到底部的路径作为与裂纹线对应的笔划，在该基本线段组中指示基本线段之间的连接概率程度的值最高并且连接的基本线段的总长度最长。

【技术实现步骤摘要】
裂纹线检测装置、裂纹线检测方法和记录介质
本文中讨论的实施方式涉及裂纹线检测装置、裂纹线检测方法和记录介质。
技术介绍
为了检查诸如桥梁的结构的开裂状态，通过视觉检查和手写来执行在图上记录结构的表面中的裂纹的操作。操作者通过在参照例如照片的同时在图上手写来描述裂纹线。以笔划(stroke)的形式描述裂纹线，笔划是包括裂纹线的最长且连续的线。然而，该操作花费时间并且是繁重的工作。日本特开专利公报第63-228269号是相关技术的示例。为了减少时间和工作量，存在一种用于根据利用摄像装置捕获的图像自动检测裂纹线的技术。在该技术中，将图像分割成多个矩形区域，并且在每个矩形区域内旋转和投影该图像，以获取图像中的线段的特征，例如宽度、长度、方向和坐标位置。然后，当由相邻线段形成的角度接近180°、相邻线段的端点之间的距离短并且相邻线段的中点被布置成基本上水平对准时，或者当相邻线段彼此相交时，两个相邻线段被整合。在上述技术中，由于仅使用从矩形区域检测到的两个相邻线段之间的关联信息来对线段进行整合，因此存在未从裂纹线的候选之中获取最长且连续的裂纹线的可能性。此外，当对线段进行整合时，由于没有考虑裂纹点的连续性，因此存在实际上不连续的线段被整合的风险。本公开内容的一方面是检测与表示裂纹点的裂纹线的候选之中的一组最长且连续的裂纹线对应的笔划。
技术实现思路
根据实施方式的一方面，裂纹线检测装置包括：线段检测单元，其被配置成将通过拍摄结构获取的图像分割成多个区域，并且针对多个区域之中的各自包括多个裂纹点的多个目标区域，检测表示多个目标区域中的每一个目标区域中包括的多个裂纹点的代表线段，作为多个目标区域中的每一个目标区域的基本线段；树结构生成单元，其被配置成基于所检测到的基本线段之中的、端点彼此靠近的基本线段来生成以特定基本线段的端点作为根的树结构；以及笔划检测单元，其被配置成在所生成的树结构中的多个路径之中，检测与下述基本线段组对应的从树结构的顶部到底部的路径作为与裂纹线对应的笔划，在该基本线段组中，指示基本线段之间的连接概率程度的值最高并且所连接的基本线段的总长度最长。附图说明图1是示出了裂纹线检测装置的主要功能的示例的框图；图2A是例示区域和裂纹点的概念图；图2B是例示代表线段的概念图；图2C是例示通过分割区域获得的小区域的概念图；图2D是例示代表线段的概念图；图2E是例示端点移动线段的概念图；图3是说明对矩形区域边界上以及矩形区域边界附近的裂纹点的处理过程的概念图；图4A是说明端点移动线段的生成过程的概念图；图4B也是说明端点移动线段的生成过程的概念图；图5A是例示线段集中包括的代表线段和端点移动线段的概念图；图5B是示出树结构的示例的概念图；图6A是示出代表线段的示例的概念图；图6B是示出端点移动线段的示例的概念图；图7是说明倾角差程度的概念图；图8是说明连续程度的概念图；图9是示出裂纹线检测装置的硬件的示例的框图；图10是示出裂纹线检测过程流程的示例的流程图；图11是示出线段检测流程的示例的流程图；图12是示出端点移动过程流程的示例的流程图；图13是示出线段集检测过程流程的示例的流程图；图14是示出笔划检测过程流程的示例的流程图；图15是示出树结构生成过程流程的示例的流程图；图16A是示出在实施方式中检测到的笔划的示例的图；以及图16B是示出在相关技术中检测到的笔划的示例的图。具体实施方式在下文中，将参照附图详细描述实施方式的示例。图1中例示的裂纹线检测装置10包括裂纹点输入单元11、区域分割单元12、线段检测单元13、端点移动单元14、线段集检测单元15、树结构生成单元16和笔划检测单元17。例如，裂纹点输入单元11接收通过拍摄诸如桥梁的结构的表面获得的包括裂纹点的图像，其中通过使裂纹点经受诸如减色处理和颜色强调处理的现有预处理，裂纹点清楚地显现。裂纹点是表示裂纹的点，并且在许多情况下被包括在裂纹线中，但是可以独立存在。区域分割单元12将图像分割成具有预定大小的多个区域。例如，每个区域可以是100像素×100像素的矩形区域。图2A描述了示出了图像被分割成区域R11和R12以及裂纹点由圆圈标记表示的状态的示例。线段检测单元13从区域R11和R12中的每一个检测一个代表线段。代表线段是表示区域中包括的裂纹点的线段，并且是延伸到区域之间的边界的直线。代表线段可以是例如通过使用每个裂纹点的坐标信息获取的回归线。回归线是表示裂纹点的分布趋势的直线，并且通过最小二乘法根据每个裂纹点的坐标信息来计算。由此，即使在以跳跃形式检测裂纹点并且裂纹点包含噪声的情况下，也可以适当地获取表示裂纹点的代表线段。当代表线段与裂纹点之间的距离的平均值大于预定阈值时，线段检测单元13将区域进一步分割成与小区域对应的多个区域并且从分割成的每个小区域中检测一个代表线段。重复对区域的分割和对代表线段的检测，直到代表线段与裂纹点之间的距离的平均值变得等于或小于预定阈值。这是因为，当代表线段与裂纹点之间的距离的平均值大于预定阈值时，该区域中的裂纹点有较高可能性由两个或更多个线段来表示。预定阈值例如可以是五个像素。代替代表线段与裂纹点之间的距离的平均值，例如，可以使用代表线段与裂纹点之间的距离的最大值，或者可以使用代表线段与裂纹点之间的距离的方差值。图2B示出了表示区域R11中包括的多个裂纹点的代表线段LS11和表示区域R12中包括的多个裂纹点的代表线段LS12的示例。线段检测单元13针对每个区域确定从各个裂纹点到代表线段的距离的平均值是否大于预定阈值。下面将描述以下情况：如图2B中所例示的，在区域R11中，从裂纹点到代表线段LS11的距离的平均值等于或小于预定阈值，而在区域R12中，从裂纹点到代表线段LS12的距离的平均值大于预定阈值。距离的平均值大于预定阈值的区域R12被进一步分割成与小区域对应的多个区域。图2C示出了区域R12被分割成四个小区域R21、R22、R23和R24的示例。线段检测单元13从每个小区域检测一个代表线段。图2D示出了表示区域R21中的裂纹点的线段LS21和表示区域R23中的裂纹点的线段LS23的示例。由于在小区域R22和R24中不存在裂纹点，因此没有检测到代表线段。当在矩形区域边界上存在代表线段时，通过上述方法可能无法检测到代表线段。这样，在矩形区域边界上或附近存在预定数量或更多的裂纹点的情况下，当矩形区域边界在纵向方向上延伸时，检测沿矩形区域边界在纵向方向上延伸的线段，并且当矩形区域边界在横向方向上延伸时，检测沿矩形区域边界在横向方向上延伸的线段。当所检测到的纵向方向上的线段或所检测到的横向方向上的线段附近已经存在表示矩形区域中的裂纹点的代表线段时，去除所检测到的纵向方向上的线段或所检测到的横向方向上的线段。在图3中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种裂纹线检测装置，包括：/n线段检测单元，其被配置成将通过拍摄结构获取的图像分割成多个区域，并且针对所述多个区域之中的各自包括多个裂纹点的多个目标区域，检测表示所述多个目标区域中的每一个目标区域中包括的多个裂纹点的代表线段，作为所述多个目标区域中的每一个目标区域的基本线段；/n树结构生成单元，其被配置成基于所检测到的基本线段之中的、端点彼此靠近的基本线段来生成以特定基本线段的端点作为根的树结构；以及/n笔划检测单元，其被配置成：在所生成的树结构中的多个路径之中，检测与下述基本线段组对应的从所述树结构的顶部到底部的路径作为与裂纹线对应的笔划，在所述基本线段组中，指示基本线段之间的连接概率程度的值最高并且所连接的基本线段的总长度最长。/n

【技术特征摘要】
20190111 JP 2019-0035641.一种裂纹线检测装置，包括：
线段检测单元，其被配置成将通过拍摄结构获取的图像分割成多个区域，并且针对所述多个区域之中的各自包括多个裂纹点的多个目标区域，检测表示所述多个目标区域中的每一个目标区域中包括的多个裂纹点的代表线段，作为所述多个目标区域中的每一个目标区域的基本线段；
树结构生成单元，其被配置成基于所检测到的基本线段之中的、端点彼此靠近的基本线段来生成以特定基本线段的端点作为根的树结构；以及
笔划检测单元，其被配置成：在所生成的树结构中的多个路径之中，检测与下述基本线段组对应的从所述树结构的顶部到底部的路径作为与裂纹线对应的笔划，在所述基本线段组中，指示基本线段之间的连接概率程度的值最高并且所连接的基本线段的总长度最长。


2.根据权利要求1所述的裂纹线检测装置，其中，
所述笔划检测单元在从所述树结构中去除与所述笔划对应的路径之后剩余的路径之中，检测与下述线段组对应的从所述树结构的顶部到底部的路径作为与所述裂纹线对应的笔划，在所述线段组中，指示基本线段之间的连接概率程度的值高并且所连接的基本线段的总长度最长。


3.根据权利要求1或2所述的裂纹线检测装置，其中，
基于相邻基本线段之间的距离、由基本线段形成的角度、以及相邻区域中包括的基本线段所共有的边界上的端点与最靠近该端点的裂纹点之间的距离中的至少一者，来确定连接概率程度。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的裂纹线检测装置，其中，
所述线段检测单元还将所述目标区域之中的、多个裂纹点与所检测到的代表线段之间的距离的平均值大于阈值的目标区域分割成多个小区域，并且
所述线段检测单元将所述多个小区域之中的包括多个裂纹点的小区域作为新的目标区域，并且检测代表线段。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的裂纹线检测装置，还包括：
端点移动单元，其被配置成：通过在保持表示所述裂纹点的状态的同时以使得连接概率程度变高的方式移动所述代表线段的两个端点来生成端点移动线段，并且将所生成的端点移动线段添加到所述基本线段。


6.一种用于使计算机执行裂纹线检测过程的裂纹线检测方法，所述过程包括：
将通过拍摄结构获取的图像分割成多个区域；
针对所述多个区域之中的各自包括多个裂纹点的多个目标区域，检测表示所述多个目标区域中的每一个目标区域中包括的多个裂纹点的代表线段，作为所述多个目标区域中的每一个目标区域的基本线段；
基于所检测到的基本线段之中的、端点彼此靠近的基本线段来生成以特定基本线段的端点作为根的树结构；以及
在所生成的树结构中的多个路径之中，检测与下述基本线段组对应的从所述树结构的顶部到底部的路径作为与裂纹线对应的笔划，在所述基本线段组中，指示基本线段之间的连接概率程度的值最高并且所连接的基本线段的总长度最长。


7.根据权利要求6所述的用于使计算机执行裂纹线检测过程的裂纹线检测方法，所述过程还包括：
在从所述树结构中去除与所述笔划对应的路径之后剩余的路径之中，检测与下述线段组对应的从所述树结构的顶部到底部的路径作为与所述裂纹线对应的笔划，在所述线段组中，指示基本线段之间的连接概率程度的值高并且所连接的基本线段的总长度最长。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：胜山裕，濑川英吾，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP