JP7471178B2 - Image region classification model creation device, concrete evaluation device, and concrete evaluation program - Google Patents
Image region classification model creation device, concrete evaluation device, and concrete evaluation program Download PDFInfo
- Publication number
- JP7471178B2 JP7471178B2 JP2020146188A JP2020146188A JP7471178B2 JP 7471178 B2 JP7471178 B2 JP 7471178B2 JP 2020146188 A JP2020146188 A JP 2020146188A JP 2020146188 A JP2020146188 A JP 2020146188A JP 7471178 B2 JP7471178 B2 JP 7471178B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- slump flow
- classification model
- concrete
- information
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000013145 classification model Methods 0.000 title claims description 103
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 title claims description 64
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 118
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 79
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 46
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 44
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 44
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 37
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 claims description 13
- 238000009795 derivation Methods 0.000 claims description 12
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 6
- 238000012549 training Methods 0.000 claims description 5
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 61
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 43
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 30
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 24
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 22
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 13
- 238000012854 evaluation process Methods 0.000 description 12
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 10
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 2
- 238000005206 flow analysis Methods 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000007637 random forest analysis Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Description
本発明は、画像領域分類モデル作成装置、コンクリート評価装置及びコンクリート評価プログラムに関する。 The present invention relates to an image region classification model creation device, a concrete evaluation device, and a concrete evaluation program.
2019年の「JIS A5308 レディーミクストコンクリート」の改正により、普通コンクリートにスランプフローで管理する高流動コンクリートが追加された。高流動コンクリートの材料分離抵抗性の試験方法では、スランプフロー試験後、粗骨材の偏在の有無を目視により確認することとし、客観的な判断方法が確立されていないのが実情である。 In 2019, the revision of "JIS A5308 Ready Mixed Concrete" added high-fluidity concrete, which is controlled by slump flow, to ordinary concrete. The test method for the material separation resistance of high-fluidity concrete requires visual confirmation of the presence or absence of uneven distribution of coarse aggregate after the slump flow test, and the reality is that no objective method of judgment has been established.
従来、高流動コンクリートの材料分離抵抗性を評価するために適用することのできる技術として以下の技術があった。 Conventionally, the following techniques have been applicable to evaluate the material separation resistance of highly fluid concrete:
特許文献1には、高流動コンクリートのフレッシュ時における材料分離抵抗性を評価するための試験方法が開示されている。この試験方法では、スランプフロー試験用の台板及びスランプコーンを用意し、前記台板上に形成されるスランプフローのコンクリート試料に挿し込むことによって当該スランプフローのコンクリート試料を複数の領域に分断するための、互いに直径の異なる円環形状の複数の試料分断部材を用意する。また、この試験方法では、前記台板上に前記スランプコーンを載置して当該スランプコーンにコンクリート試料を充填し、前記スランプコーンを引き上げて除去することで、前記台板上に前記コンクリート試料のスランプフローを形成する。また、この試験方法では、前記複数の試料分断部材を前記台板上の前記スランプフローの中心に対して略々同心的な位置関係となるようにして当該スランプフローのコンクリート試料に挿し込むことによって、当該スランプフローのコンクリート試料を略々同心的な複数の領域に分断する。そして、この試験方法では、前記複数の領域の各々から夫々にコンクリート試料を採取し、それら複数の採取試料の各々についてコンクリートの材料分離抵抗性を評価する。 Patent Document 1 discloses a test method for evaluating the material separation resistance of high-flow concrete when it is fresh. In this test method, a base plate and a slump cone for a slump flow test are prepared, and a plurality of annular sample dividing members with different diameters are prepared for dividing the slump flow concrete sample formed on the base plate into a plurality of regions by inserting them into the slump flow concrete sample. In this test method, the slump cone is placed on the base plate, a concrete sample is filled in the slump cone, and the slump cone is pulled up and removed to form a slump flow of the concrete sample on the base plate. In this test method, the plurality of sample dividing members are inserted into the slump flow concrete sample so as to be approximately concentric with the center of the slump flow on the base plate, thereby dividing the slump flow concrete sample into a plurality of approximately concentric regions. In this test method, concrete samples are taken from each of the plurality of regions, and the material separation resistance of the concrete is evaluated for each of the plurality of taken samples.
また、特許文献2には、高流動コンクリートの材料分離評価方法が開示されている。この材料分離評価方法では、高性能減水剤を配合した高流動コンクリートを作製するに際し、所定のモールド内に該コンクリートを装填し、このモールド内コンクリートの上面全体に所定の吸水性シートを接触させる。そして、この材料分離評価方法では、この接触状態に一定時間静置したあと該吸水性シートを剥がし、この試験前後の該シートの重量差から該シートへの吸着量を求め,この吸着量を該コンクリートの材料分離の指標とする。 Patent Document 2 also discloses a method for evaluating material separation in high-fluidity concrete. In this method, when preparing high-fluidity concrete containing a high-performance water-reducing agent, the concrete is loaded into a specified mold, and a specified water-absorbent sheet is placed in contact with the entire top surface of the concrete in the mold. In this method, the concrete is left in this contact state for a certain period of time, after which the water-absorbent sheet is peeled off, and the amount of material adsorbed onto the sheet is calculated from the difference in weight of the sheet before and after the test, and this amount of adsorption is used as an index of material separation in the concrete.
更に、特許文献3には、高流動コンクリートを構造物に対して充填する際に用いるコンクリート評価方法が開示されている。このコンクリート評価方法では、流下速度測定装置を用いて、配合を変化させたときの高流動コンクリートの流下時間および最大せん断ひずみ速度を測定する。また、このコンクリート評価方法では、前記最大せん断ひずみ速度をコンクリートの材料分離を示す分離限界点と仮定し、前記流下時間と前記最大せん断ひずみ速度との関係を示すコンクリート分離限界特性を求める第1工程を有する。また、このコンクリート評価方法では、前記構造物に実際に充填する実施高流動コンクリートの性状、および前記構造物の形状に基づいて数値計算や流動解析を行い、実施最大せん断ひずみ速度を算出する第2工程を有する。また、このコンクリート評価方法では、前記流下速度測定装置によって前記構造物に実際に充填する前記実施高流動コンクリートの実施流下時間を求める第3工程を有する。そして、このコンクリート評価方法では、該第3工程で求めた前記実施流下時間における前記第2工程で求めた前記実施最大せん断ひずみ速度の分布と、前記第1工程で得られた前記コンクリート分離限界特性と、を比較し、予め設定されている判定基準に基づいて前記実施最大せん断ひずみ速度の分布から前記実施高流動コンクリートにおける材料分離の危険度、および前記構造物に対する閉塞の危険度を判定する第4工程を有する。 Furthermore, Patent Document 3 discloses a concrete evaluation method used when filling a structure with high-fluidity concrete. In this concrete evaluation method, a flow rate measuring device is used to measure the flow time and maximum shear strain rate of high-fluidity concrete when the mix ratio is changed. In addition, this concrete evaluation method has a first step of determining the concrete separation limit characteristic that indicates the relationship between the flow time and the maximum shear strain rate, assuming that the maximum shear strain rate is the separation limit point that indicates the material separation of concrete. In addition, this concrete evaluation method has a second step of performing numerical calculations and flow analysis based on the properties of the actual high-fluidity concrete that is actually filled in the structure and the shape of the structure, and calculating the actual maximum shear strain rate. In addition, this concrete evaluation method has a third step of determining the actual flow time of the actual high-fluidity concrete that is actually filled in the structure using the flow rate measuring device. This concrete evaluation method also includes a fourth step of comparing the distribution of the practical maximum shear strain rate determined in the second step during the practical flow time determined in the third step with the concrete separation limit characteristics obtained in the first step, and determining the risk of material separation in the practical high-flow concrete and the risk of blockage to the structure from the distribution of the practical maximum shear strain rate based on a preset judgment criterion.
しかしながら、特許文献1~特許文献2に記載の技術は、何れも、特殊な試験装置が必要であり、著しく手間がかかる、という問題点があった。また、特許文献3に記載の技術は、流動解析の実施が必要であり、この技術においても、著しく手間がかかる、という問題点があった。なお、この問題点は、高流動コンクリートのみに関するものではなく、コンクリート全般に関するものである。 However, the techniques described in Patent Documents 1 and 2 all require special testing equipment, which is problematic in that it is extremely time-consuming. The technique described in Patent Document 3 also requires flow analysis, which is problematic in that it is extremely time-consuming. Note that this problem does not only apply to high-flow concrete, but to concrete in general.
本開示は、以上の事情を鑑みて成されたものであり、特殊な試験等を行う場合に比較して、より簡易にコンクリートの材料分離抵抗性を評価することのできる画像領域分類モデル作成装置、コンクリート評価装置、及びコンクリート評価プログラムを提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in consideration of the above circumstances, and aims to provide an image region classification model creation device, a concrete evaluation device, and a concrete evaluation program that can evaluate the material separation resistance of concrete more easily than when special tests are performed.
請求項1に記載の本発明に係る画像領域分類モデル作成装置は、コンクリートのスランプフローを撮影した画像であるスランプフロー画像、及び当該スランプフロー画像における粗骨材の領域とモルタルの領域とが識別可能とされた識別情報を取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記スランプフロー画像に対して、前記粗骨材の領域と前記モルタルの領域との特徴を強調するものとして予め定められた画像処理を行う画像処理部と、前記画像処理部によって画像処理が行われた前記スランプフロー画像、及び当該スランプフロー画像に対応する前記識別情報を学習用データとして、前記スランプフロー画像を入力情報とし、当該スランプフロー画像における前記粗骨材の領域と前記モルタルの領域とを分類する情報を出力情報としたセグメンテーションモデルを学習させることで画像領域分類モデルを作成する作成部と、を備える。 The image region classification model creation device according to the present invention described in claim 1 includes an acquisition unit that acquires a slump flow image, which is an image of a slump flow of concrete, and identification information that enables identification of coarse aggregate regions and mortar regions in the slump flow image; an image processing unit that performs predetermined image processing on the slump flow image acquired by the acquisition unit to emphasize the characteristics of the coarse aggregate regions and the mortar regions; and a creation unit that creates an image region classification model by training a segmentation model in which the slump flow image image-processed by the image processing unit and the identification information corresponding to the slump flow image are used as learning data, the slump flow image is used as input information, and information classifying the coarse aggregate regions and the mortar regions in the slump flow image is used as output information.
請求項1に記載の本発明に係る画像領域分類モデル作成装置によれば、スランプフロー画像、及び当該スランプフロー画像における粗骨材の領域とモルタルの領域とが識別可能とされた識別情報を取得し、取得したスランプフロー画像に対して、粗骨材の領域とモルタルの領域との特徴を強調するものとして予め定められた画像処理を行い、画像処理を行ったスランプフロー画像、及び当該スランプフロー画像に対応する識別情報を学習用データとして、スランプフロー画像を入力情報とし、当該スランプフロー画像における粗骨材の領域とモルタルの領域とを分類する情報を出力情報としたセグメンテーションモデルを学習させることで画像領域分類モデルを作成することで、当該画像領域分類モデルを用いることにより、特殊な試験等を行う場合に比較して、より簡易にコンクリートの材料分離抵抗性を評価することができる。 According to the image region classification model creation device of the present invention described in claim 1, a slump flow image and identification information that enables identification of coarse aggregate regions and mortar regions in the slump flow image are acquired, and the acquired slump flow image is subjected to predetermined image processing that emphasizes the characteristics of the coarse aggregate regions and mortar regions. The image region classification model is created by training a segmentation model in which the image-processed slump flow image and identification information corresponding to the slump flow image are used as learning data, the slump flow image is used as input information, and information classifying the coarse aggregate regions and mortar regions in the slump flow image is used as output information. By using the image region classification model, it is possible to evaluate the material separation resistance of concrete more easily compared to the case of performing special tests, etc.
請求項2に記載の本発明に係る画像領域分類モデル作成装置は、請求項1に記載の画像領域分類モデル作成装置であって、前記画像処理が、不均一照度を低減させる処理、ノイズ除去処理、及びコントラスト調整処理の少なくとも1つの処理であるものである。 The image region classification model creation device according to the present invention described in claim 2 is the image region classification model creation device described in claim 1, in which the image processing is at least one of a process for reducing non-uniform illuminance, a noise removal process, and a contrast adjustment process.
請求項2に記載の本発明に係る画像領域分類モデル作成装置によれば、画像処理を、不均一照度を低減させる処理、ノイズ除去処理、及びコントラスト調整処理の少なくとも1つの処理とすることで、不均一照度、ノイズ、及びコントラストの少なくとも1つの影響による画像領域分類モデルの性能の低下を抑制することができる。 According to the image region classification model creation device of the present invention described in claim 2, by performing image processing by at least one of a process for reducing non-uniform illuminance, a noise removal process, and a contrast adjustment process, it is possible to suppress a decrease in the performance of the image region classification model caused by at least one of the effects of non-uniform illuminance, noise, and contrast.
請求項3に記載の本発明に係る画像領域分類モデル作成装置は、請求項1又は請求項2に記載の画像領域分類モデル作成装置であって、前記スランプフロー画像が、グレイスケールの画像であるものである。 The image region classification model creation device according to the present invention described in claim 3 is the image region classification model creation device described in claim 1 or claim 2, in which the slump flow image is a grayscale image.
請求項3に記載の本発明に係る画像領域分類モデル作成装置によれば、スランプフロー画像を、グレイスケールの画像とすることで、スランプフロー画像をカラー画像とする場合に比較して、より簡易に画像領域分類モデルを作成することができ、スランプフロー画像を2値のモノクロ画像とする場合に比較して、より高精度に画像領域分類モデルを作成することができる。 According to the image region classification model creation device of the present invention described in claim 3, by making the slump flow image a grayscale image, an image region classification model can be created more easily compared to when the slump flow image is a color image, and an image region classification model can be created with higher accuracy compared to when the slump flow image is a binary monochrome image.
請求項4に記載の本発明に係る画像領域分類モデル作成装置は、請求項1~請求項3の何れか1項に記載の画像領域分類モデル作成装置であって、前記識別情報が、前記画像処理部によって画像処理が行われた前記スランプフロー画像を用いて作成された情報であるものである。 The image region classification model creation device according to the present invention described in claim 4 is the image region classification model creation device described in any one of claims 1 to 3, in which the identification information is information created using the slump flow image that has been image-processed by the image processing unit.
請求項4に記載の本発明に係る画像領域分類モデル作成装置によれば、識別情報を、画像処理部によって画像処理が行われたスランプフロー画像を用いて作成された情報とすることで、識別情報を作成し易くすることができる。 According to the image region classification model creation device of the present invention described in claim 4, the identification information can be easily created by using a slump flow image that has been image-processed by an image processing unit.
請求項5に記載の本発明に係るコンクリート評価装置は、評価対象とするコンクリートのスランプフローを撮影した画像であるスランプフロー画像に対して、粗骨材の領域とモルタルの領域との特徴を強調するものとして予め定められた画像処理を行う画像処理部と、請求項1~請求項4の何れか1項に記載の画像領域分類モデル作成装置によって作成された画像領域分類モデルに対して、前記画像処理部によって画像処理が行われた前記スランプフロー画像を入力する入力部と、前記入力部による前記スランプフロー画像の入力によって前記画像領域分類モデルから出力された出力情報を用いて、当該スランプフロー画像における粗骨材の分布状態を示す分布状態情報を導出する導出部と、前記導出部によって導出された分布状態情報を用いて、前記評価対象とするコンクリートの材料分離抵抗性を評価する評価部と、を備える。 The concrete evaluation device according to the present invention described in claim 5 includes an image processing unit that performs predetermined image processing on a slump flow image, which is an image of a slump flow of concrete to be evaluated, to emphasize the characteristics of coarse aggregate regions and mortar regions; an input unit that inputs the slump flow image that has been image-processed by the image processing unit to an image region classification model created by an image region classification model creation device described in any one of claims 1 to 4; a derivation unit that derives distribution state information showing the distribution state of coarse aggregate in the slump flow image using output information output from the image region classification model in response to the input of the slump flow image by the input unit; and an evaluation unit that evaluates the material separation resistance of the concrete to be evaluated using the distribution state information derived by the derivation unit.
請求項5に記載の本発明に係るコンクリート評価装置によれば、スランプフロー画像に対して、粗骨材の領域とモルタルの領域との特徴を強調するものとして予め定められた画像処理を行い、本発明の画像領域分類モデル作成装置によって作成された画像領域分類モデルに対して、画像処理が行われたスランプフロー画像を入力し、当該スランプフロー画像の入力によって画像領域分類モデルから出力された出力情報を用いて、当該スランプフロー画像における粗骨材の分布状態を示す分布状態情報を導出し、導出した分布状態情報を用いて、評価対象とするコンクリートの材料分離抵抗性を評価することで、特殊な試験等を行う場合に比較して、より簡易にコンクリートの材料分離抵抗性を評価することができる。 According to the concrete evaluation device of the present invention described in claim 5, a slump flow image is subjected to predetermined image processing to emphasize the characteristics of the coarse aggregate area and the mortar area, the image-processed slump flow image is input to the image domain classification model created by the image domain classification model creation device of the present invention, and distribution state information showing the distribution state of the coarse aggregate in the slump flow image is derived using output information output from the image domain classification model by inputting the slump flow image, and the derived distribution state information is used to evaluate the material separation resistance of the concrete to be evaluated, making it possible to evaluate the material separation resistance of the concrete more easily than when special tests, etc. are performed.
請求項6に記載の本発明に係るコンクリート評価装置は、請求項5に記載のコンクリート評価装置であって、前記画像処理が、不均一照度を低減させる処理、ノイズ除去処理、及びコントラスト調整処理の少なくとも1つの処理であるものである。 The concrete evaluation device according to the present invention described in claim 6 is the concrete evaluation device described in claim 5, in which the image processing is at least one of a process for reducing non-uniform illuminance, a noise removal process, and a contrast adjustment process.
請求項6に記載の本発明に係るコンクリート評価装置によれば、画像処理を、不均一照度を低減させる処理、ノイズ除去処理、及びコントラスト調整処理の少なくとも1つの処理とすることで、適用した処理に応じた好適なスランプフロー画像を画像領域分類モデルに入力することができる結果、より高精度に、コンクリートの材料分離抵抗性を評価することができる。 According to the concrete evaluation device of the present invention described in claim 6, by performing image processing using at least one of a process for reducing non-uniform illuminance, a noise removal process, and a contrast adjustment process, it is possible to input an appropriate slump flow image according to the applied process into the image region classification model, and as a result, it is possible to evaluate the material separation resistance of concrete with higher accuracy.
請求項7に記載の本発明に係るコンクリート評価装置は、請求項5又は請求項6に記載のコンクリート評価装置であって、前記スランプフロー画像が、グレイスケールの画像であるものである。 The concrete evaluation device according to the present invention described in claim 7 is the concrete evaluation device described in claim 5 or claim 6, in which the slump flow image is a grayscale image.
請求項7に記載の本発明に係るコンクリート評価装置によれば、スランプフロー画像を、グレイスケールの画像とすることで、スランプフロー画像をカラー画像とする場合に比較して、より簡易にコンクリートの材料分離抵抗性を評価することができ、スランプフロー画像を2値のモノクロ画像とする場合に比較して、より高精度にコンクリートの材料分離抵抗性を評価することができる。 According to the concrete evaluation device of the present invention described in claim 7, by making the slump flow image a grayscale image, it is possible to evaluate the material separation resistance of concrete more easily compared to when the slump flow image is a color image, and it is possible to evaluate the material separation resistance of concrete with higher accuracy compared to when the slump flow image is a binary monochrome image.
請求項8に記載の本発明に係るコンクリート評価プログラムは、評価対象とするコンクリートのスランプフローを撮影した画像であるスランプフロー画像に対して、粗骨材の領域とモルタルの領域との特徴を強調するものとして予め定められた画像処理を行い、請求項1~請求項4の何れか1項に記載の画像領域分類モデル作成装置によって作成された画像領域分類モデルに対して、前記画像処理が行われた前記スランプフロー画像を入力し、前記スランプフロー画像の入力によって前記画像領域分類モデルから出力された出力情報を用いて、当該スランプフロー画像における粗骨材の分布状態を示す分布状態情報を導出し、導出した分布状態情報を用いて、前記評価対象とするコンクリートの材料分離抵抗性を評価する、処理をコンピュータに実行させる。 The concrete evaluation program according to the present invention described in claim 8 performs predetermined image processing on a slump flow image, which is an image of the slump flow of the concrete to be evaluated, to emphasize the characteristics of the coarse aggregate area and the mortar area, inputs the slump flow image that has been subjected to the image processing to an image domain classification model created by an image domain classification model creation device described in any one of claims 1 to 4, derives distribution state information showing the distribution state of the coarse aggregate in the slump flow image using output information output from the image domain classification model in response to the input of the slump flow image, and evaluates the material separation resistance of the concrete to be evaluated using the derived distribution state information.
請求項8に記載の本発明に係るコンクリート評価プログラムによれば、スランプフロー画像に対して、粗骨材の領域とモルタルの領域との特徴を強調するものとして予め定められた画像処理を行い、本発明の画像領域分類モデル作成装置によって作成された画像領域分類モデルに対して、画像処理が行われたスランプフロー画像を入力し、当該スランプフロー画像の入力によって画像領域分類モデルから出力された出力情報を用いて、当該スランプフロー画像における粗骨材の分布状態を示す分布状態情報を導出し、導出した分布状態情報を用いて、評価対象とするコンクリートの材料分離抵抗性を評価することで、特殊な試験等を行う場合に比較して、より簡易にコンクリートの材料分離抵抗性を評価することができる。 According to the concrete evaluation program of the present invention described in claim 8, a slump flow image is subjected to predetermined image processing to emphasize the characteristics of the coarse aggregate area and the mortar area, the image-processed slump flow image is input to the image domain classification model created by the image domain classification model creation device of the present invention, and distribution state information showing the distribution state of the coarse aggregate in the slump flow image is derived using output information output from the image domain classification model by inputting the slump flow image, and the derived distribution state information is used to evaluate the material separation resistance of the concrete to be evaluated, making it possible to evaluate the material separation resistance of the concrete more easily than when special tests, etc. are performed.
以上説明したように、本発明によれば、特殊な試験等を行う場合に比較して、より簡易にコンクリートの材料分離抵抗性を評価することができる。 As explained above, the present invention makes it possible to evaluate the material separation resistance of concrete more easily than by conducting special tests, etc.
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態例を詳細に説明する。なお、本実施形態では、本発明の画像領域分類モデル作成装置及びコンクリート評価装置として情報処理装置を適用した場合について説明する。 Hereinafter, an example embodiment for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that in this embodiment, a case where an information processing device is applied as the image region classification model creation device and concrete evaluation device of the present invention will be described.
まず、図1を参照して、本実施形態に係る情報処理システム1の構成を説明する。図1は、本実施形態に係る情報処理システム1の構成の一例を示すブロック図である。 First, the configuration of the information processing system 1 according to this embodiment will be described with reference to FIG. 1. FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the information processing system 1 according to this embodiment.
図1に示すように、本実施形態に係る情報処理システム1は、本システムの中心的な役割を担う情報処理装置10と、情報蓄積装置90と、を含む。本実施形態に係る情報処理装置10は、後述する画像領域分類モデルの学習、及び当該画像領域分類モデルを用いたコンクリートの評価を行う。また、本実施形態に係る情報蓄積装置90は、情報処理装置10で取り扱う各種情報を蓄積するものである。 As shown in FIG. 1, the information processing system 1 according to this embodiment includes an information processing device 10, which plays a central role in this system, and an information storage device 90. The information processing device 10 according to this embodiment learns an image region classification model, which will be described later, and evaluates concrete using the image region classification model. The information storage device 90 according to this embodiment stores various information handled by the information processing device 10.
本実施形態に係る情報蓄積装置90は不揮発性の記憶部92を備えている。記憶部92はHDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、フラッシュメモリ等によって実現される。記憶媒体としての記憶部92には、学習用画像情報データベース92A及びラベリング情報データベース92Bが記憶されている。学習用画像情報データベース92A及びラベリング情報データベース92Bについては、詳細を後述する。 The information storage device 90 according to this embodiment includes a non-volatile memory unit 92. The memory unit 92 is realized by a hard disk drive (HDD), a solid state drive (SSD), a flash memory, or the like. The memory unit 92, which serves as a storage medium, stores a learning image information database 92A and a labeling information database 92B. The learning image information database 92A and the labeling information database 92B will be described in detail later.
情報処理装置10と、情報蓄積装置90とは、ネットワークNを介して接続されており、情報処理装置10は、情報蓄積装置90とネットワークNを介して相互に通信可能とされている。なお、本実施形態では、ネットワークNとしてLAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)等の企業内の通信回線を適用しているが、この形態に限定されるものではない。ネットワークNとして、例えば、インターネット、電話回線等の公共の通信回線を適用してもよく、これらの企業内の通信回線及び公共の通信回線を組み合わせて適用してもよい。また、本実施形態では、ネットワークNとして有線の通信回線を適用しているが、この形態に限定されるものではなく、無線の通信回線を適用してもよく、有線及び無線の各通信回線を組み合わせて適用してもよい。 The information processing device 10 and the information storage device 90 are connected via a network N, and the information processing device 10 can communicate with the information storage device 90 via the network N. In this embodiment, the network N is an in-company communication line such as a LAN (Local Area Network) or a WAN (Wide Area Network), but is not limited to this form. The network N may be a public communication line such as the Internet or a telephone line, or a combination of these in-company and public communication lines may be applied. In this embodiment, the network N is a wired communication line, but is not limited to this form. A wireless communication line may be applied, or a combination of wired and wireless communication lines may be applied.
次に、図2を参照して、本実施形態に係る情報処理装置10のハードウェア構成を説明する。図2は、本実施形態に係る情報処理装置10のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。なお、情報処理装置10の例としては、パーソナルコンピュータ及びサーバコンピュータ等の各種コンピュータが挙げられる。 Next, the hardware configuration of the information processing device 10 according to this embodiment will be described with reference to FIG. 2. FIG. 2 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the information processing device 10 according to this embodiment. Examples of the information processing device 10 include various computers such as a personal computer and a server computer.
本実施形態に係る情報処理装置10は、CPU(Central Processing Unit)11、一時記憶領域としてのメモリ12、不揮発性の記憶部13、キーボードとマウス等の入力部14、液晶ディスプレイ等の表示部15、媒体読み書き装置(R/W)16及び通信インタフェース(I/F)部18を備えている。CPU11、メモリ12、記憶部13、入力部14、表示部15、媒体読み書き装置16及び通信I/F部18はバスBを介して互いに接続されている。媒体読み書き装置16は、記録媒体17に書き込まれている情報の読み出し及び記録媒体17への情報の書き込みを行う。 The information processing device 10 according to this embodiment includes a CPU (Central Processing Unit) 11, a memory 12 as a temporary storage area, a non-volatile storage unit 13, an input unit 14 such as a keyboard and mouse, a display unit 15 such as a liquid crystal display, a media read/write device (R/W) 16, and a communication interface (I/F) unit 18. The CPU 11, memory 12, storage unit 13, input unit 14, display unit 15, media read/write device 16, and communication interface (I/F) unit 18 are connected to each other via a bus B. The media read/write device 16 reads information written to a recording medium 17 and writes information to the recording medium 17.
記憶部13はHDD、SSD、フラッシュメモリ等によって実現される。記憶媒体としての記憶部13には、ラベリング情報作成プログラム13A、画像領域分類モデル作成プログラム13B、及びコンクリート評価プログラム13Cが記憶されている。ラベリング情報作成プログラム13Aは、ラベリング情報作成プログラム13Aが書き込まれた記録媒体17が媒体読み書き装置16にセットされ、媒体読み書き装置16が記録媒体17からのラベリング情報作成プログラム13Aの読み出しを行うことで、記憶部13へ記憶される。また、画像領域分類モデル作成プログラム13Bは、画像領域分類モデル作成プログラム13Bが書き込まれた記録媒体17が媒体読み書き装置16にセットされ、媒体読み書き装置16が記録媒体17からの画像領域分類モデル作成プログラム13Bの読み出しを行うことで、記憶部13へ記憶される。更に、コンクリート評価プログラム13Cは、コンクリート評価プログラム13Cが書き込まれた記録媒体17が媒体読み書き装置16にセットされ、媒体読み書き装置16が記録媒体17からのコンクリート評価プログラム13Cの読み出しを行うことで、記憶部13へ記憶される。CPU11は、ラベリング情報作成プログラム13A、画像領域分類モデル作成プログラム13B、及びコンクリート評価プログラム13Cを各々記憶部13から読み出してメモリ12に展開し、各プログラムが有するプロセスを順次実行する。 The storage unit 13 is realized by a HDD, SSD, flash memory, etc. The storage unit 13 as a storage medium stores a labeling information creation program 13A, an image area classification model creation program 13B, and a concrete evaluation program 13C. The labeling information creation program 13A is stored in the storage unit 13 by setting the recording medium 17 in which the labeling information creation program 13A is written to the medium reading and writing device 16, and the medium reading and writing device 16 reading the labeling information creation program 13A from the recording medium 17. The image area classification model creation program 13B is stored in the storage unit 13 by setting the recording medium 17 in which the image area classification model creation program 13B is written to the medium reading and writing device 16, and the medium reading and writing device 16 reading the image area classification model creation program 13B from the recording medium 17. Furthermore, the concrete evaluation program 13C is stored in the storage unit 13 by setting the recording medium 17 on which the concrete evaluation program 13C is written in the medium reading and writing device 16, and the medium reading and writing device 16 reading the concrete evaluation program 13C from the recording medium 17. The CPU 11 reads the labeling information creation program 13A, the image area classification model creation program 13B, and the concrete evaluation program 13C from the storage unit 13, expands them in the memory 12, and sequentially executes the processes of each program.
また、記憶部13には、画像領域分類モデル13Dが記憶される。本実施形態に係る画像領域分類モデル13Dは、コンクリートのスランプフローを撮影した画像であるスランプフロー画像を入力情報とし、当該スランプフロー画像における粗骨材の領域とモルタルの領域とを分類する情報を出力情報としたセグメンテーションモデルとして構成されている。 The storage unit 13 also stores an image region classification model 13D. The image region classification model 13D according to this embodiment is configured as a segmentation model in which a slump flow image, which is an image obtained by photographing the slump flow of concrete, is used as input information, and information classifying the coarse aggregate region and the mortar region in the slump flow image is used as output information.
なお、本実施形態では、上記セグメンテーションモデルとして、ファストランダムフォレスト(Fast Random Forest)をベースとしたモデルを適用しているが、これに限定されるものではない。セマンティック・セグメンテーション(Semantic Segmentation)モデル、インスタンス・セグメンテーション(Instance-aware Segmentation)モデル等の他のセグメンテーションモデルを画像領域分類モデル13Dとして適用する形態としてもよい。 In this embodiment, a model based on Fast Random Forest is applied as the segmentation model, but this is not limited to this. Other segmentation models such as a Semantic Segmentation model and an Instance-aware Segmentation model may also be applied as the image region classification model 13D.
また、通信I/F部18には、ネットワークNが接続されると共に、スランプフロー画像を撮影する撮影装置80が接続されており、情報処理装置10は、撮影装置80からスランプフロー画像を入力することができる。本実施形態に係る撮影装置80は、カラーの静止画像を撮影するものとされているが、これに限定されるものではない。グレイスケールの静止画像を撮影する撮影装置を撮影装置80として適用する形態としてもよいし、2値のモノクロの静止画像を撮影する撮影装置を撮影装置80として適用する形態としてもよい。また、撮影装置80として、動画像を撮影する撮影装置を適用する形態としてもよい。 The communication I/F unit 18 is also connected to a network N and to an imaging device 80 that captures slump flow images, and the information processing device 10 can input slump flow images from the imaging device 80. The imaging device 80 according to this embodiment captures color still images, but is not limited to this. An imaging device that captures grayscale still images may be used as the imaging device 80, or an imaging device that captures binary monochrome still images may be used as the imaging device 80. Also, an imaging device that captures moving images may be used as the imaging device 80.
次に、図3及び図4を参照して、本実施形態に係る情報処理装置10の画像領域分類モデル13Dの学習時における機能的な構成について説明する。図3は、本実施形態に係る情報処理装置10の画像領域分類モデル13Dの学習時における機能的な構成の一例を示すブロック図である。また、図4は、本実施形態に係る情報処理装置10による画像領域分類モデル13Dの学習方法の説明に供する図である。 Next, the functional configuration of the information processing device 10 according to this embodiment when learning the image region classification model 13D will be described with reference to Figures 3 and 4. Figure 3 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the information processing device 10 according to this embodiment when learning the image region classification model 13D. Also, Figure 4 is a diagram provided for explaining the learning method of the image region classification model 13D by the information processing device 10 according to this embodiment.
図3に示すように、画像領域分類モデル13Dの学習時における情報処理装置10は、取得部11A、画像処理部11B、及び作成部11Cを含む。情報処理装置10のCPU11が画像領域分類モデル作成プログラム13Bを実行することで、取得部11、画像処理部11B、及び作成部11Cとして機能する。 As shown in FIG. 3, the information processing device 10 during learning of the image region classification model 13D includes an acquisition unit 11A, an image processing unit 11B, and a creation unit 11C. The CPU 11 of the information processing device 10 executes the image region classification model creation program 13B to function as the acquisition unit 11, the image processing unit 11B, and the creation unit 11C.
本実施形態に係る取得部11Aは、スランプフロー画像(以下、「学習用画像」という。)、及び当該学習用画像における粗骨材の領域とモルタルの領域とが識別可能とされた識別情報(本実施形態では、後述するラベリング情報であり、以下、「ラベリング情報」という。)を取得する。なお、本実施形態では、学習用画像として、グレイスケールの画像を適用している。従って、学習用画像として撮影装置80による撮影によって得られたスランプフロー画像を用いる場合は、当該画像はカラー画像であるため、情報処理装置10は、当該カラー画像をグレイスケールの画像に変換する必要がある。但し、学習用画像は必ずしもグレイスケールの画像に限定されるものではなく、例えば、カラー画像や、2値のモノクロ画像を、学習用画像として適用する形態としてもよい。 The acquisition unit 11A according to this embodiment acquires a slump flow image (hereinafter referred to as a "learning image") and identification information (in this embodiment, this is labeling information described later, hereinafter referred to as "labeling information") that enables identification of coarse aggregate areas and mortar areas in the learning image. In this embodiment, a grayscale image is applied as the learning image. Therefore, when using a slump flow image obtained by photographing with the photographing device 80 as the learning image, since the image is a color image, the information processing device 10 needs to convert the color image into a grayscale image. However, the learning image is not necessarily limited to a grayscale image, and for example, a color image or a binary monochrome image may be applied as the learning image.
また、本実施形態に係る画像処理部11Bは、取得部11Aによって取得された学習用画像に対して、粗骨材の領域とモルタルの領域との特徴を強調するものとして予め定められた画像処理を行う。なお、本実施形態では、上記画像処理として、不均一照度を低減させる処理、ノイズ除去処理、及びコントラスト調整処理の全ての処理を適用しているが、これに限定されるものではない。これらの処理の1つ、又は2つの組み合わせを画像処理として適用する形態としてもよい。また、本実施形態では、不均一照度を低減させる処理として、トップハットフィルタによる処理を適用し、ノイズ除去処理として、ガウシアンぼかし処理を適用し、コントラスト調整処理としてヒストグラム均等化処理及びヒストグラムマッチング処理を適用しているが、この形態に限定されるものでないことは言うまでもない。 The image processing unit 11B according to this embodiment performs predetermined image processing on the learning image acquired by the acquisition unit 11A to emphasize the characteristics of the coarse aggregate area and the mortar area. Note that, in this embodiment, all of the processes of reducing non-uniform illuminance, noise removal, and contrast adjustment are applied as the image processing, but this is not limited to this. A form in which one or a combination of two of these processes is applied as the image processing may also be used. Also, in this embodiment, a top hat filter process is applied as the process of reducing non-uniform illuminance, a Gaussian blur process is applied as the noise removal process, and a histogram equalization process and a histogram matching process are applied as the contrast adjustment process, but it goes without saying that this is not limited to this form.
そして、本実施形態に係る作成部11Cは、画像処理部11Bによって画像処理が行われた学習用画像、及び当該学習用画像に対応するラベリング情報を学習用データとして、スランプフロー画像を入力情報とし、当該スランプフロー画像における粗骨材の領域とモルタルの領域とを分類する情報を出力情報としたセグメンテーションモデルを学習させることで画像領域分類モデル13Dを作成する。 The creation unit 11C according to this embodiment creates an image region classification model 13D by training a segmentation model in which the learning images that have been image-processed by the image processing unit 11B and the labeling information corresponding to the learning images are used as learning data, the slump flow image is used as input information, and information classifying the coarse aggregate regions and mortar regions in the slump flow image is used as output information.
また、本実施形態では、ラベリング情報を、画像処理部11Bによって画像処理が行われた学習用画像を用いて作成された情報としている。本実施形態では、画像処理部11Bによる画像処理後の学習用画像を表示部15に表示させる。そして、本実施形態では、この状態で情報処理装置10のユーザに対し、入力部14を用いて、粗骨材の領域と、モルタルの領域との各々を異なる値でラベリングさせることで、ラベリング情報を作成する。これにより、情報処理装置10のユーザは、粗骨材の領域とモルタルの領域との特徴が強調された学習用画像を参照しながらラベリングすることができる結果、より高精度かつ容易にラベリング情報を作成することができる。 In addition, in this embodiment, the labeling information is information created using a learning image that has been image-processed by the image processing unit 11B. In this embodiment, the learning image after image processing by the image processing unit 11B is displayed on the display unit 15. In this state, the user of the information processing device 10 uses the input unit 14 to label the coarse aggregate area and the mortar area with different values, thereby creating the labeling information. This allows the user of the information processing device 10 to label while referring to the learning image in which the characteristics of the coarse aggregate area and the mortar area are emphasized, and as a result, the labeling information can be created more accurately and easily.
即ち、一例として図4に示すように、学習用画像50Aに対して画像処理部11Bによって上述した画像処理が行われることで複数の特徴50Bが抽出される。また、上述したように、画像処理部11Bによって画像処理が行われた学習用画像50Aが用いられて、学習用画像50Aに対応するラベリング情報50Cが得られる。そして、作成部11Cにより、画像処理後の学習用画像50A及びラベリング情報50Cが学習用データとして用いられて上述したセグメンテーションモデルを学習させることで、画像領域分類モデル13Dが作成される。 That is, as an example, as shown in FIG. 4, the image processing unit 11B performs the above-mentioned image processing on the learning image 50A, thereby extracting a plurality of features 50B. Also, as described above, the learning image 50A that has been image-processed by the image processing unit 11B is used to obtain labeling information 50C corresponding to the learning image 50A. Then, the creation unit 11C uses the learning image 50A and the labeling information 50C after the image processing as learning data to train the above-mentioned segmentation model, thereby creating the image region classification model 13D.
次に、図5を参照して、本実施形態に係る情報処理装置10の画像領域分類モデル13Dの運用時における機能的な構成について説明する。図5は、本実施形態に係る情報処理装置10の画像領域分類モデル13Dの運用時における機能的な構成の一例を示すブロック図である。 Next, referring to FIG. 5, the functional configuration of the image region classification model 13D of the information processing device 10 according to this embodiment when in operation will be described. FIG. 5 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the image region classification model 13D of the information processing device 10 according to this embodiment when in operation.
図5に示すように、画像領域分類モデル13Dの運用時における情報処理装置10は、画像処理部11D、入力部11E、導出部11F、及び評価部11Gを含む。情報処理装置10のCPU11がコンクリート評価プログラム13Cを実行することで、画像処理部11D、入力部11E、導出部11F、及び評価部11Gとして機能する。 As shown in FIG. 5, when the image region classification model 13D is in operation, the information processing device 10 includes an image processing unit 11D, an input unit 11E, a derivation unit 11F, and an evaluation unit 11G. The CPU 11 of the information processing device 10 executes the concrete evaluation program 13C to function as the image processing unit 11D, the input unit 11E, the derivation unit 11F, and the evaluation unit 11G.
本実施形態に係る画像処理部11Dは、評価対象とするコンクリートのスランプフローを撮影した画像であるスランプフロー画像(本実施形態では、撮影装置80による撮影によって得られたスランプフロー画像であり、以下、「評価対象画像」という。)に対して、粗骨材の領域とモルタルの領域との特徴を強調するものとして予め定められた画像処理を行う。なお、本実施形態では、上記画像処理として、画像処理部11Bによる画像処理と同様に、不均一照度を低減させる処理、ノイズ除去処理、及びコントラスト調整処理の全ての処理を適用しているが、これに限定されるものではない。これらの処理の1つ、又は2つの組み合わせを画像処理として適用する形態としてもよいことは、画像処理部11Bの画像処理と同様である。また、本実施形態では、評価対象画像としても、学習用画像と同様に、グレイスケールの画像を適用しているが、これに限定されるものではない。評価対象画像としても、学習用画像と同様に、例えば、カラー画像や、2値のモノクロ画像を適用する形態としてもよい。 The image processing unit 11D according to this embodiment performs predetermined image processing for emphasizing the characteristics of the coarse aggregate area and the mortar area on a slump flow image (in this embodiment, a slump flow image obtained by photographing with the photographing device 80, hereinafter referred to as the "evaluation target image"), which is an image of the slump flow of the concrete to be evaluated. Note that in this embodiment, as the above-mentioned image processing, all of the processing for reducing non-uniform illuminance, the noise removal processing, and the contrast adjustment processing are applied as in the image processing by the image processing unit 11B, but this is not limited thereto. As in the image processing by the image processing unit 11B, one or a combination of two of these processing may be applied as the image processing. In this embodiment, as in the learning image, a grayscale image is applied as the evaluation target image, but this is not limited thereto. As in the learning image, for example, a color image or a binary monochrome image may be applied as the evaluation target image.
また、本実施形態に係る入力部11Eは、画像領域分類モデル13Dに対して、画像処理部11Dによって画像処理が行われた評価対象画像を入力する。この画像処理後の評価対象画像の入力により、画像領域分類モデル13Dから、当該評価対象画像における粗骨材の領域とモルタルの領域とを分類する情報が出力される。 The input unit 11E according to this embodiment inputs the evaluation target image that has been subjected to image processing by the image processing unit 11D to the image region classification model 13D. By inputting the evaluation target image after this image processing, information for classifying the evaluation target image into coarse aggregate regions and mortar regions is output from the image region classification model 13D.
そこで、本実施形態に係る導出部11Fは、画像領域分類モデル13Dから出力された情報を用いて、当該評価対象画像における粗骨材の分布状態を示す分布状態情報を導出する。そして、本実施形態に係る評価部11Gは、導出部11Fによって導出された分布状態情報を用いて、評価対象とするコンクリートの材料分離抵抗性を評価する。 Therefore, the derivation unit 11F according to this embodiment uses the information output from the image region classification model 13D to derive distribution state information indicating the distribution state of the coarse aggregate in the image to be evaluated. Then, the evaluation unit 11G according to this embodiment uses the distribution state information derived by the derivation unit 11F to evaluate the material separation resistance of the concrete to be evaluated.
次に、図6を参照して、本実施形態に係る学習用画像情報データベース92Aについて説明する。図6に示すように、本実施形態に係る学習用画像情報データベース92Aは、画像ID(Identification)、及び画像情報が関連付けられて記憶されている。 Next, the learning image information database 92A according to this embodiment will be described with reference to FIG. 6. As shown in FIG. 6, the learning image information database 92A according to this embodiment stores image IDs (identifications) and image information in association with each other.
上記画像IDは、学習用画像50Aを個別に識別するために、学習用画像50Aの各々毎に異なる情報として予め割り振られた情報である。また、上記画像情報は、対応する学習用画像50Aそのものを示す画像情報である。なお、本実施形態では、学習用画像50Aとして、学習用のスランプフローを撮影装置80によって撮影して得られた画像を適用しているが、撮影装置80以外の撮影装置を用いて得られた画像を学習用画像50Aとして適用する形態としてもよい。 The image ID is information that is assigned in advance as different information for each learning image 50A in order to individually identify the learning image 50A. The image information is image information that indicates the corresponding learning image 50A itself. Note that in this embodiment, an image obtained by photographing a learning slump flow by the photographing device 80 is used as the learning image 50A, but an image obtained by using a photographing device other than the photographing device 80 may also be used as the learning image 50A.
次に、図7を参照して、本実施形態に係るラベリング情報データベース92Bについて説明する。図7に示すように、本実施形態に係るラベリング情報データベース92Bは、画像ID、及びラベリング情報が関連付けられて記憶されている。 Next, the labeling information database 92B according to this embodiment will be described with reference to FIG. 7. As shown in FIG. 7, the labeling information database 92B according to this embodiment stores image IDs and labeling information in association with each other.
上記画像IDは、学習用画像情報データベース92Aの画像IDと同一の情報であり、上記ラベリング情報は、上述したラベリング情報50Cと同一の情報である。即ち、ラベリング情報データベース92Bには、学習用画像情報データベース92Aに登録されている学習用画像50Aの各々に対応するラベリング情報50Cが、一対一で対応付けられて記憶される。 The image ID is the same as the image ID in the learning image information database 92A, and the labeling information is the same as the labeling information 50C described above. That is, the labeling information database 92B stores labeling information 50C corresponding to each of the learning images 50A registered in the learning image information database 92A in a one-to-one correspondence.
次に、図8~図13を参照して、本実施形態に係る情報処理装置10の作用を説明する。 Next, the operation of the information processing device 10 according to this embodiment will be described with reference to Figures 8 to 13.
まず、図8~図9を参照して、ラベリング情報作成処理を実行する際の情報処理装置10の作用を説明する。図8は、本実施形態に係るラベリング情報作成処理の一例を示すフローチャートである。また、図9は、本実施形態に係るラベリング用画面の構成の一例を示す正面図である。 First, the operation of the information processing device 10 when executing the labeling information creation process will be described with reference to Figs. 8 and 9. Fig. 8 is a flowchart showing an example of the labeling information creation process according to this embodiment. Also, Fig. 9 is a front view showing an example of the configuration of the labeling screen according to this embodiment.
ユーザによってラベリング情報作成プログラム13Aの実行を開始する指示入力が入力部14を介して行われた場合に、情報処理装置10のCPU11がラベリング情報作成プログラム13Aを実行することにより、図8に示すラベリング情報作成処理が実行される。なお、ここでは、錯綜を回避するために、学習用画像情報データベース92Aが構築済みである場合について説明する。 When a user inputs an instruction to start execution of the labeling information creation program 13A via the input unit 14, the CPU 11 of the information processing device 10 executes the labeling information creation program 13A, thereby executing the labeling information creation process shown in FIG. 8. Note that, in order to avoid confusion, a case will be described here where the learning image information database 92A has already been constructed.
図8のステップ200で、CPU11は、学習用画像情報データベース92Aから何れか1組の画像ID及び画像情報(以下、「ラベリング時学習用画像」という。)を読み出す。ステップ202で、CPU11は、読み出したラベリング時学習用画像に対して、上述した画像処理部11Bによる画像処理を実行する。 In step 200 of FIG. 8, the CPU 11 reads out one set of image ID and image information (hereinafter referred to as the "learning image for labeling") from the learning image information database 92A. In step 202, the CPU 11 executes image processing by the image processing unit 11B described above on the read learning image for labeling.
ステップ204で、CPU11は、以上の処理を経たラベリング時学習用画像を用いて、予め定められた構成とされたラベリング用画面を表示するように表示部15を制御し、ステップ206で、CPU11は、所定情報が入力されるまで待機する。 In step 204, the CPU 11 controls the display unit 15 to display a labeling screen having a predetermined configuration using the labeling learning image that has undergone the above processing, and in step 206, the CPU 11 waits until the specified information is input.
図9には、本実施形態に係るラベリング用画面の一例が示されている。図9に示すように、本実施形態に係るラベリング用画面では、粗骨材とモルタルのラベリングを促すメッセージが表示されると共に、上記画像処理が行われたラベリング時学習用画像が表示される。 Figure 9 shows an example of a labeling screen according to this embodiment. As shown in Figure 9, the labeling screen according to this embodiment displays a message encouraging the user to label the coarse aggregate and mortar, and also displays a learning image for labeling that has undergone the above-mentioned image processing.
一例として図9に示すラベリング用画面が表示部15に表示されると、情報処理装置10のユーザは、表示されているラベリング時学習用画像に対して、粗骨材の領域と、モルタルの領域とで異なる値を入力する。 When the labeling screen shown in FIG. 9 is displayed on the display unit 15 as an example, the user of the information processing device 10 inputs different values for the coarse aggregate area and the mortar area for the displayed learning image for labeling.
なお、本実施形態では、上記異なる値として、粗骨材の領域に対して「1」を入力し、モルタルの領域に対して「0」を入力する形態としているが、これに限定されるものではない。例えば、これとは逆に、粗骨材の領域に対して「0」を入力し、モルタルの領域に対して「1」を入力する形態としてもよい。また、例えば、粗骨材の領域に対して「A」を入力し、モルタルの領域に対して「B」を入力する形態としてもよい。要は、粗骨材の領域とモルタルの領域とで異なる情報を入力する形態であれば、如何なる形態も適用することができる。 In this embodiment, the different values are input as "1" for the coarse aggregate area and "0" for the mortar area, but this is not limited to this. For example, the opposite may be true, where "0" is input for the coarse aggregate area and "1" is input for the mortar area. Also, for example, "A" may be input for the coarse aggregate area and "B" for the mortar area. In short, any form may be applied as long as different information is input for the coarse aggregate area and the mortar area.
また、本実施形態では、粗骨材の領域と、モルタルの領域とのラベリングを、ラベリング時学習用画像における画素単位で行っているが、これに限定されるものではない。例えば、ラベリング時学習用画像における予め定められた画素群毎にラベリングを行う形態としてもよい。 In addition, in this embodiment, labeling of coarse aggregate regions and mortar regions is performed on a pixel-by-pixel basis in the learning image during labeling, but this is not limited to this. For example, labeling may be performed for each predetermined pixel group in the learning image during labeling.
情報処理装置10のユーザは、ラベリング時学習用画像における粗骨材の領域及びモルタルの領域の各領域のラベリングが終了すると、終了ボタン15Aを、入力部14を介して指定する。これに応じて、ステップ206が肯定判定となってステップ208に移行する。 When the user of the information processing device 10 finishes labeling the coarse aggregate region and the mortar region in the learning image during labeling, the user designates the end button 15A via the input unit 14. In response to this, step 206 becomes a positive judgment, and the process proceeds to step 208.
ステップ208で、CPU11は、以上の処理によって得られたラベリング時学習用画像に対するラベリング結果を示す情報を、当該ラベリング時学習用画像のラベリング情報として、対応する画像IDと共にラベリング情報データベース92Bに記憶する。 In step 208, the CPU 11 stores information indicating the labeling results for the labeling-time learning image obtained by the above processing in the labeling information database 92B together with the corresponding image ID as labeling information for the labeling-time learning image.
ステップ210で、CPU11は、学習用画像情報データベース92Aに記憶されている全ての学習用画像50Aについて以上の処理が終了したか否かを判定し、否定判定となった場合はステップ200に戻る一方、肯定判定となった時点で本ラベリング情報作成処理を終了する。なお、ステップ200~ステップ210の処理を繰り返し実行する際に、CPU11は、それまでに処理対象としなかった学習用画像50Aをラベリング時学習用画像として適用する。 In step 210, the CPU 11 determines whether the above processing has been completed for all learning images 50A stored in the learning image information database 92A. If the determination is negative, the process returns to step 200, whereas if the determination is positive, the labeling information creation process ends. When repeatedly executing the processing of steps 200 to 210, the CPU 11 applies the learning images 50A that have not been processed up to that point as learning images during labeling.
以上のラベリング情報作成処理により、一例として図7に示すラベリング情報データベース92Bが構築されることになる。 The above labeling information creation process results in the construction of a labeling information database 92B, as shown in FIG. 7 as an example.
次に、図10を参照して、画像領域分類モデル作成処理を実行する際の情報処理装置10の作用を説明する。図10は、本実施形態に係る画像領域分類モデル作成処理の一例を示すフローチャートである。 Next, the operation of the information processing device 10 when executing the image region classification model creation process will be described with reference to FIG. 10. FIG. 10 is a flowchart showing an example of the image region classification model creation process according to this embodiment.
ユーザによって画像領域分類モデル作成プログラム13Bの実行を開始する指示入力が入力部14を介して行われた場合に、情報処理装置10のCPU11が画像領域分類モデル作成プログラム13Bを実行することにより、図10に示す画像領域分類モデル作成処理が実行される。なお、ここでは、錯綜を回避するために、学習用画像情報データベース92A及びラベリング情報データベース92Bが構築済みである場合について説明する。 When a user inputs an instruction to start execution of the image region classification model creation program 13B via the input unit 14, the CPU 11 of the information processing device 10 executes the image region classification model creation program 13B, thereby executing the image region classification model creation process shown in FIG. 10. Note that, in order to avoid confusion, a case will be described here where the learning image information database 92A and the labeling information database 92B have already been constructed.
図10のステップ300で、CPU11は、学習用画像情報データベース92A及びラベリング情報データベース92Bから、画像IDが共通する何れか1組の画像情報(以下、「学習時学習用画像」という。)及びラベリング情報を読み出す。ステップ302で、CPU11は、読み出した学習時学習用画像から、スランプフロー画像のみを円形状に抽出する処理(以下、「関心領域抽出処理」という。)を行った後、抽出後の円形状の学習時学習用画像に対して上述した画像処理部11Bによる画像処理を実行する。なお、本実施形態では、上記関心領域抽出処理として、学習時学習用画像を、当該学習時学習用画像における略円形状のスランプフローの領域の外周部に内接する円で区分し、当該円の内部のみを抽出する処理を適用しているが、これに限定されるものではない。例えば、学習時学習用画像におけるスランプフローの領域のみが含まれ、かつ、最大径となる円を予め用意しておき、当該円を上記内接する円に代えて適用する形態としてもよい。 10, the CPU 11 reads out a set of image information (hereinafter referred to as "learning image") and labeling information having a common image ID from the learning image information database 92A and the labeling information database 92B. In step 302, the CPU 11 performs a process of extracting only the slump flow image in a circular shape from the read learning image (hereinafter referred to as "region of interest extraction process"), and then performs image processing by the image processing unit 11B described above on the extracted circular learning image. Note that in this embodiment, as the region of interest extraction process, the learning image is divided into a circle inscribed in the outer periphery of the approximately circular slump flow region in the learning image, and only the inside of the circle is extracted, but this is not limited to this. For example, a circle that includes only the slump flow region in the learning image and has the largest diameter may be prepared in advance, and the circle may be used instead of the inscribed circle.
ステップ304で、CPU11は、以上の処理を経た学習時学習用画像を入力情報とし、読み出したラベリング情報を出力情報として、画像領域分類モデル13Dの学習を行う。 In step 304, the CPU 11 uses the learning image that has undergone the above processing as input information and the read labeling information as output information to train the image region classification model 13D.
ステップ306で、CPU11は、学習用画像情報データベース92Aに記憶されている全ての学習用画像50Aについて以上の処理が終了したか否かを判定し、否定判定となった場合はステップ300に戻る一方、肯定判定となった時点で本画像領域分類モデル作成処理を終了する。なお、ステップ300~ステップ306の処理を繰り返し実行する際に、CPU11は、それまでに処理対象としなかった学習用画像50Aを学習時学習用画像として適用する。 In step 306, the CPU 11 determines whether the above processing has been completed for all learning images 50A stored in the learning image information database 92A. If the determination is negative, the process returns to step 300, whereas if the determination is positive, the image region classification model creation process ends. When repeatedly executing the processing from step 300 to step 306, the CPU 11 applies the learning images 50A that have not been processed up to that point as learning images during learning.
次に、図11~図13を参照して、コンクリート評価処理を実行する際の情報処理装置10の作用を説明する。図11は、本実施形態に係るコンクリート評価処理の一例を示すフローチャートである。また、図12は、本実施形態に係るコンクリート評価処理の説明に供する図であり、各段階における具体的な画像、及び粗骨材分布グラフの一例を示す図である。更に、図13は、本実施形態に係る評価結果画面の構成の一例を示す正面図である。 Next, the operation of the information processing device 10 when performing the concrete evaluation process will be described with reference to Figs. 11 to 13. Fig. 11 is a flowchart showing an example of the concrete evaluation process according to this embodiment. Fig. 12 is a diagram for explaining the concrete evaluation process according to this embodiment, showing specific images at each stage and an example of a coarse aggregate distribution graph. Furthermore, Fig. 13 is a front view showing an example of the configuration of the evaluation result screen according to this embodiment.
ユーザによってコンクリート評価プログラム13Cの実行を開始する指示入力が入力部14を介して行われた場合に、情報処理装置10のCPU11がコンクリート評価プログラム13Cを実行することにより、図11に示すコンクリート評価処理が実行される。なお、ここでは、錯綜を回避するために、撮影装置80による撮影によって得られた、評価対象とし、かつ、グレイスケールに変換されたスランプフロー画像を示す評価対象画像が記憶部13に記憶されている場合について説明する。また、ここでは、錯綜を回避するために、学習された画像領域分類モデル13Dが作成済みである場合について説明する。 When a user inputs an instruction to start execution of the concrete evaluation program 13C via the input unit 14, the CPU 11 of the information processing device 10 executes the concrete evaluation program 13C, thereby executing the concrete evaluation process shown in FIG. 11. Note that, in order to avoid confusion, a case will be described here in which an evaluation target image showing a slump flow image that is the evaluation target and that has been converted to grayscale and obtained by photographing with the photographing device 80 is stored in the storage unit 13. Also, in order to avoid confusion, a case will be described here in which a learned image region classification model 13D has already been created.
図10のステップ400で、CPU11は、評価対象画像を記憶部13から読み出す。ステップ402で、CPU11は、読み出した評価対象画像に対して、上述した関心領域抽出処理を行った後、上述した画像処理部11Dによる画像処理を実行する。この関心領域抽出処理及び画像処理により、読み出した評価対象画像が一例として図12に示す評価対象画像60Aである場合、一例として図12に示す画像処理後の評価対象画像60Bが得られる。 In step 400 in FIG. 10, the CPU 11 reads out the evaluation target image from the storage unit 13. In step 402, the CPU 11 performs the above-described region of interest extraction process on the read out evaluation target image, and then executes image processing by the image processing unit 11D described above. By this region of interest extraction process and image processing, if the read out evaluation target image is evaluation target image 60A shown in FIG. 12 as an example, then evaluation target image 60B after image processing as shown in FIG. 12 as an example is obtained.
ステップ404で、CPU11は、以上の処理を経た評価対象画像を画像領域分類モデル13Dに入力する。この評価対象画像の入力によって画像領域分類モデル13Dから、一例として図12に示す、粗骨材の領域とモルタルの領域とがラベリングされた情報(以下、「画像領域分類情報」という。)60Cが出力される。 In step 404, the CPU 11 inputs the evaluation target image that has undergone the above processing to the image region classification model 13D. By inputting this evaluation target image, information in which the coarse aggregate region and the mortar region are labeled (hereinafter referred to as "image region classification information") 60C, as shown in FIG. 12 as an example, is output from the image region classification model 13D.
そこで、ステップ406で、CPU11は、画像領域分類モデル13Dから出力された画像領域分類情報を取得する。ステップ408で、CPU11は、取得した画像領域分類情報を用いて、評価対象画像における粗骨材の分布状態を示す分布状態情報を導出する。本実施形態では、当該分布状態情報を以下のように導出する。 Therefore, in step 406, the CPU 11 acquires the image region classification information output from the image region classification model 13D. In step 408, the CPU 11 uses the acquired image region classification information to derive distribution state information indicating the distribution state of the coarse aggregate in the image to be evaluated. In this embodiment, the distribution state information is derived as follows.
まず、CPU11は、一例として図12に示すように、関心領域抽出処理によって円形状とされた評価対象画像に対して、中心点を中心とした複数(図12に示す例では、3つ)の同心円60Dを想定する。次いで、CPU11は、想定した各同心円60Dで区分される複数の区分領域毎に、粗骨材の領域の面積の、当該区分領域の総面積に対する割合(以下、「相対面積割合」という。)を算出する。そして、CPU11は、算出した区分領域毎の相対面積割合を用いて、一例として図12に示すグラフ(以下、「粗骨材分布グラフ」という。)60Eを上記分布状態情報として作成する。 First, as shown in FIG. 12 as an example, the CPU 11 assumes multiple concentric circles 60D (three in the example shown in FIG. 12) centered on a central point for the evaluation target image that has been made circular by the region of interest extraction process. Next, the CPU 11 calculates the ratio of the area of the coarse aggregate area to the total area of the divided area (hereinafter referred to as the "relative area ratio") for each of the multiple divided areas divided by each of the assumed concentric circles 60D. Then, the CPU 11 uses the calculated relative area ratio for each divided area to create a graph 60E shown in FIG. 12 as an example (hereinafter referred to as the "coarse aggregate distribution graph") as the distribution state information.
ステップ410で、CPU11は、ステップ408の処理によって得られた分布状態情報を用いて、評価対象画像に対応するコンクリートの材料分離抵抗性を評価する。なお、本実施形態では、当該コンクリートの材料分離抵抗性の評価として、当該コンクリートの材料分離抵抗性の高さが、予め定められた段階数(本実施形態では、10段階)における、何段階目に位置しているのかを示す情報(以下、「材料分離抵抗レベル値」という。)を導出する処理を適用している。但し、この形態に限定されるものではなく、例えば、材料分離抵抗レベル値に代えて、材料分離抵抗のレベルをグラフィカルに示した画像を導出する処理を適用する形態としてもよい。 In step 410, the CPU 11 uses the distribution state information obtained by the process of step 408 to evaluate the material separation resistance of the concrete corresponding to the evaluation target image. In this embodiment, the evaluation of the material separation resistance of the concrete is performed by a process that derives information indicating which level of the material separation resistance of the concrete is located in a predetermined number of levels (10 levels in this embodiment) (hereinafter referred to as a "material separation resistance level value"). However, this is not limited to this form, and for example, instead of the material separation resistance level value, a process that derives an image that graphically shows the level of material separation resistance may be applied.
ステップ412で、CPU11は、以上の処理によって得られた粗骨材分布グラフ60E及び材料分離抵抗レベル値を用いて、予め定められた構成とされた評価結果画面を表示するように表示部15を制御する。ステップ414で、CPU11は、所定情報が入力されるまで待機する。 In step 412, the CPU 11 controls the display unit 15 to display a predetermined evaluation result screen using the coarse aggregate distribution graph 60E and the material separation resistance level value obtained by the above processing. In step 414, the CPU 11 waits until the specified information is input.
図13には、本実施形態に係る評価結果画面の一例が示されている。図13に示すように、本実施形態に係る評価結果画面では、粗骨材分布グラフ60E及び材料分離抵抗レベル値が表示される。従って、情報処理装置10のユーザは、評価結果画面を参照することで、評価対象とするコンクリートの材料分離抵抗性能を容易に把握することができる。 Figure 13 shows an example of an evaluation result screen according to this embodiment. As shown in Figure 13, the evaluation result screen according to this embodiment displays a coarse aggregate distribution graph 60E and a material separation resistance level value. Therefore, by referring to the evaluation result screen, a user of the information processing device 10 can easily understand the material separation resistance performance of the concrete being evaluated.
一例として図13に示す評価結果画面が表示部15に表示されると、情報処理装置10のユーザは、表示されている粗骨材分布グラフ60E及び材料分離抵抗レベル値を参照した後、終了ボタン15Aを、入力部14を介して指定する。これに応じて、ステップ414が肯定判定となって本コンクリート評価処理を終了する。 When the evaluation result screen shown in FIG. 13 is displayed on the display unit 15 as an example, the user of the information processing device 10 refers to the displayed coarse aggregate distribution graph 60E and material separation resistance level value, and then selects the end button 15A via the input unit 14. In response to this, step 414 becomes a positive judgment, and this concrete evaluation process is terminated.
実際の高流動コンクリートのフレッシュ試験を実施し、正常なスランプフローと、材料が分離したスランプフローに対して、本実施形態に係るコンクリート評価処理によって材料分離抵抗性に関するテストを実施した。なお、ここでは、正常なスランプフローに対するテストをテストT1と表し、材料が分離したスランプフローに対するテストをテストT2と表す。 Actual fresh tests were conducted on high-flow concrete, and tests on material separation resistance were conducted using the concrete evaluation process according to this embodiment for normal slump flow and slump flow with material separation. Note that here, the test for normal slump flow is referred to as test T1, and the test for slump flow with material separation is referred to as test T2.
テストT1及びテストT2の各テストに用いたスランプフローの調合条件を表1に示す。なお、表1において、Wは水量を表し、Cはセメント量を表し、s/aは細骨材率を表す。 The mixing conditions for the slump flow used in Test T1 and Test T2 are shown in Table 1. In Table 1, W represents the amount of water, C represents the amount of cement, and s/a represents the fine aggregate ratio.
図14は、本実施形態に係るコンクリート評価処理の効果の説明に供する図であり、画像処理前後のスランプフロー画像、画像領域分類モデルからの出力結果、及び粗骨材分布グラフの一例を示す図である。 Figure 14 is a diagram used to explain the effect of the concrete evaluation process according to this embodiment, showing an example of slump flow images before and after image processing, output results from an image region classification model, and a coarse aggregate distribution graph.
図14に示すように、本テストにおいて適用した画像領域分類モデルは学習回数が2回のみであったにも関わらず、テストT1及びテストT2の双方について粗骨材の領域とモルタルの領域とを良好に区分することができた。また、粗骨材分布グラフにおいても、テストT1については粗骨材の分布状況が略均一(略平坦)となっている一方、テストT2についてはスランプフローの中心部から端部にかけて、粗骨材の分布状況に大きく偏りがある状態となっていることを容易に把握することができる。画像領域分類モデルの学習回数を増加させることで、より正確に材料分離抵抗性が判断できるようになると考えられる。 As shown in Figure 14, even though the image region classification model applied in this test was only trained twice, it was able to effectively distinguish between the coarse aggregate region and the mortar region for both Test T1 and Test T2. In addition, it can be easily seen from the coarse aggregate distribution graph that the distribution of coarse aggregate is approximately uniform (approximately flat) for Test T1, whereas the distribution of coarse aggregate is significantly biased from the center to the edge of the slump flow for Test T2. It is believed that by increasing the number of times the image region classification model is trained, it will be possible to more accurately determine material separation resistance.
一方、図15Aは、従来のエッジ抽出処理による粗骨材の領域の抽出結果の一例を示す図であり、左図が画像処理前のスランプフロー画像の一例を示す図であり、右図が粗骨材の抽出結果の一例を示す図である。図15Aに示すように、この場合、粗骨材の領域以外に水跡も抽出されてしまい、良好な結果を得ることができなかった。 On the other hand, FIG. 15A is a diagram showing an example of the extraction result of the coarse aggregate area using conventional edge extraction processing, where the left diagram shows an example of a slump flow image before image processing, and the right diagram shows an example of the coarse aggregate extraction result. As shown in FIG. 15A, in this case, water marks were also extracted in addition to the coarse aggregate area, and good results could not be obtained.
また、図15Bは、従来の分水嶺セグメンテーション法による粗骨材の領域の抽出結果の一例を示す図であり、左図が画像処理前のスランプフロー画像の一例を示す図であり、右図が粗骨材の抽出結果の一例を示す図である。図15Bに示すように、この場合、一部の粗骨材の領域のみしか抽出されず、この場合も良好な結果を得ることができなかった。 Figure 15B shows an example of the results of extracting coarse aggregate regions using the conventional watershed segmentation method, with the left figure showing an example of a slump flow image before image processing, and the right figure showing an example of the results of extracting coarse aggregate. As shown in Figure 15B, in this case, only a portion of the coarse aggregate region was extracted, and good results could not be obtained in this case either.
そこで、本実施形態では、画像領域分類モデル13Dに入力させるスランプフロー画像に実施する画像処理として、不均一照度を低減させる処理、ノイズ除去処理、及びコントラスト調整処理の全てを適用している。以下、その効果について、図16及び図17を参照して説明する。図16は、本実施形態に係るコンクリート評価処理の効果の説明に供する図であり、左図が画像領域分類モデルの学習に用いた学習用画像の一例を示す図であり、右図が実際の評価に用いた評価対象画像の一例を示す図である。また、図17は、本実施形態に係るコンクリート評価処理の効果の説明に供する図であり、図16に示した評価対象画像を画像領域分類モデルの入力画像とした場合における、各種画像処理を選択的に実施した場合の具体的な画像の一例を示す図である。 In this embodiment, therefore, all of the processes for reducing non-uniform illuminance, noise removal, and contrast adjustment are applied as image processing to the slump flow image to be input to the image region classification model 13D. The effects of these processes will be described below with reference to Figs. 16 and 17. Fig. 16 is a diagram for explaining the effects of the concrete evaluation process according to this embodiment, in which the left diagram shows an example of a learning image used to learn the image region classification model, and the right diagram shows an example of an evaluation target image used in the actual evaluation. Fig. 17 is a diagram for explaining the effects of the concrete evaluation process according to this embodiment, showing an example of a specific image when various image processes are selectively performed when the evaluation target image shown in Fig. 16 is used as an input image for the image region classification model.
図17(A)に示すように、スランプフロー画像のグレイスケール画像に対して何ら画像処理を実施しない場合は、同図の右端に示すように、粗骨材の領域の抽出が困難であった。また、図17(B)に示すように、スランプフロー画像のグレイスケール画像に対して、不均一な照度を低減させる処理(ここでは、トップハットフィルタによる処理)及びノイズ除去処理(ここでは、ガウシアンぼかしフィルタによる処理)を実施した場合においても、同図の右端に示すように、粗骨材の領域の抽出が困難であった。 As shown in FIG. 17(A), when no image processing was performed on the grayscale image of the slump flow image, it was difficult to extract the coarse aggregate area, as shown at the right end of the figure. Also, as shown in FIG. 17(B), even when a process for reducing non-uniform illuminance (here, processing using a top hat filter) and a process for removing noise (here, processing using a Gaussian blur filter) were performed on the grayscale image of the slump flow image, it was difficult to extract the coarse aggregate area, as shown at the right end of the figure.
これに対し、図17(C)に示すように、スランプフロー画像のグレイスケール画像に対して、不均一な照度を低減させる処理及びノイズ除去処理に加えて、コントラスト調整処理(ここでは、ヒストグラム均等化処理)を実施した場合、当該コントラスト調整処理を実施しない場合に比較して、より明確に、粗骨材の領域を抽出することができた。 In contrast, as shown in FIG. 17(C), when a contrast adjustment process (histogram equalization process in this case) was performed on the grayscale image of the slump flow image in addition to a process for reducing non-uniform illumination and a noise removal process, the coarse aggregate area could be extracted more clearly than when the contrast adjustment process was not performed.
更に、図17(D)に示すように、スランプフロー画像のグレイスケール画像に対して、不均一な照度を低減させる処理、ノイズ除去処理、及びヒストグラム均等化処理に加えて、コントラスト調整処理の一種であるヒストグラムマッチング処理を実施した場合、当該ヒストグラムマッチング処理を実施しない場合に比較して、更に明確に、粗骨材の領域を抽出することができた。 Furthermore, as shown in FIG. 17(D), when a histogram matching process, which is a type of contrast adjustment process, was performed on the grayscale image of the slump flow image in addition to a process for reducing non-uniform illumination, a noise removal process, and a histogram equalization process, the area of coarse aggregate could be extracted more clearly compared to the case where the histogram matching process was not performed.
以上説明したように、本実施形態によれば、コンクリートのスランプフローを撮影した画像であるスランプフロー画像、及び当該スランプフロー画像における粗骨材の領域とモルタルの領域とが識別可能とされた識別情報(本実施形態では、ラベリング情報)を取得する取得部11Aと、取得部11Aによって取得されたスランプフロー画像に対して、粗骨材の領域とモルタルの領域との特徴を強調するものとして予め定められた画像処理を行う画像処理部11Bと、画像処理部11Bによって画像処理が行われたスランプフロー画像、及び当該スランプフロー画像に対応する識別情報を学習用データとして、スランプフロー画像を入力情報とし、当該スランプフロー画像における粗骨材の領域とモルタルの領域とを分類する情報を出力情報としたセグメンテーションモデルを学習させることで画像領域分類モデルを作成する作成部11Cと、を備えている。従って、当該画像領域分類モデルを用いることにより、特殊な試験等を行う場合に比較して、より簡易にコンクリートの材料分離抵抗性を評価することができる。 As described above, according to this embodiment, the apparatus includes an acquisition unit 11A that acquires a slump flow image, which is an image of a slump flow of concrete, and identification information (in this embodiment, labeling information) that enables identification of coarse aggregate regions and mortar regions in the slump flow image, an image processing unit 11B that performs predetermined image processing on the slump flow image acquired by the acquisition unit 11A to emphasize the characteristics of the coarse aggregate regions and the mortar regions, and a creation unit 11C that creates an image region classification model by training a segmentation model in which the slump flow image processed by the image processing unit 11B and the identification information corresponding to the slump flow image are used as learning data, the slump flow image is used as input information, and information that classifies the coarse aggregate regions and mortar regions in the slump flow image is used as output information. Therefore, by using the image region classification model, it is possible to evaluate the material separation resistance of concrete more easily than when special tests are performed.
また、本実施形態によれば、画像処理部11Bにより行われる画像処理を、不均一照度を低減させる処理、ノイズ除去処理、及びコントラスト調整処理の全ての処理としている。従って、不均一照度、ノイズ、及びコントラストの各々の影響による画像領域分類モデルの性能の低下を抑制することができる。 In addition, according to this embodiment, the image processing performed by the image processing unit 11B includes all of the processes of reducing non-uniform illuminance, noise removal, and contrast adjustment. Therefore, it is possible to suppress the degradation of the performance of the image region classification model due to the influence of each of non-uniform illuminance, noise, and contrast.
また、本実施形態によれば、画像領域分類モデルの学習のために用いるスランプフロー画像として、グレイスケールの画像を適用している。従って、スランプフロー画像をカラー画像とする場合に比較して、より簡易に画像領域分類モデルを作成することができ、スランプフロー画像を2値のモノクロ画像とする場合に比較して、より高精度に画像領域分類モデルを作成することができる。 In addition, according to this embodiment, a grayscale image is used as the slump flow image used to train the image region classification model. Therefore, compared to when the slump flow image is a color image, an image region classification model can be created more easily, and compared to when the slump flow image is a binary monochrome image, an image region classification model can be created with higher accuracy.
また、本実施形態によれば、識別情報を、画像処理部11Bによって画像処理が行われたスランプフロー画像を用いて作成された情報としている。従って、識別情報を作成し易くすることができる。 In addition, according to this embodiment, the identification information is information created using a slump flow image that has been image-processed by the image processing unit 11B. This makes it easier to create the identification information.
また、本実施形態によれば、評価対象とするコンクリートのスランプフローを撮影した画像であるスランプフロー画像に対して、粗骨材の領域とモルタルの領域との特徴を強調するものとして予め定められた画像処理を行う画像処理部11Dと、作成した画像領域分類モデルに対して、画像処理部11Dによって画像処理が行われたスランプフロー画像を入力する入力部11Eと、入力部11Eによるスランプフロー画像の入力によって画像領域分類モデルから出力された出力情報を用いて、当該スランプフロー画像における粗骨材の分布状態を示す分布状態情報を導出する導出部11Fと、導出部11Fによって導出された分布状態情報を用いて、評価対象とするコンクリートの材料分離抵抗性を評価する評価部11Gと、を備えている。従って、特殊な試験等を行う場合に比較して、より簡易にコンクリートの材料分離抵抗性を評価することができる。 According to this embodiment, the apparatus includes an image processing unit 11D that performs predetermined image processing for emphasizing the characteristics of the coarse aggregate area and the mortar area on a slump flow image, which is an image of the slump flow of the concrete to be evaluated, an input unit 11E that inputs the slump flow image that has been image-processed by the image processing unit 11D to the created image area classification model, a derivation unit 11F that uses output information output from the image area classification model by inputting the slump flow image by the input unit 11E to derive distribution state information showing the distribution state of the coarse aggregate in the slump flow image, and an evaluation unit 11G that evaluates the material separation resistance of the concrete to be evaluated using the distribution state information derived by the derivation unit 11F. Therefore, the material separation resistance of the concrete can be evaluated more easily compared to the case of performing special tests, etc.
また、本実施形態によれば、画像処理部11Dにより行われる画像処理を、不均一照度を低減させる処理、ノイズ除去処理、及びコントラスト調整処理の全ての処理としている。従って、これらの処理に応じた好適なスランプフロー画像を画像領域分類モデルに入力することができる結果、より高精度に、コンクリートの材料分離抵抗性を評価することができる。 In addition, according to this embodiment, the image processing performed by the image processing unit 11D includes all of the processes of reducing non-uniform illuminance, noise removal, and contrast adjustment. Therefore, suitable slump flow images corresponding to these processes can be input to the image region classification model, and the material separation resistance of concrete can be evaluated with higher accuracy.
更に、本実施形態によれば、コンクリートの評価に用いるスランプフロー画像として、グレイスケールの画像を適用している。従って、スランプフロー画像をカラー画像とする場合に比較して、より簡易にコンクリートの材料分離抵抗性を評価することができ、スランプフロー画像を2値のモノクロ画像とする場合に比較して、より高精度にコンクリートの材料分離抵抗性を評価することができる。 Furthermore, according to this embodiment, a grayscale image is used as the slump flow image used to evaluate the concrete. Therefore, compared to when the slump flow image is a color image, the material separation resistance of the concrete can be evaluated more easily, and compared to when the slump flow image is a binary monochrome image, the material separation resistance of the concrete can be evaluated with higher accuracy.
なお、上記実施形態において、例えば、取得部11A、画像処理部11B、作成部11C、画像処理部11D、入力部11E、導出部11F、及び評価部11Gの各処理を実行する処理部(processing unit)のハードウェア的な構造としては、次に示す各種のプロセッサ(processor)を用いることができる。上記各種のプロセッサには、前述したように、ソフトウェア(プログラム)を実行して処理部として機能する汎用的なプロセッサであるCPUに加えて、FPGA(Field-Programmable Gate Array)等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス(Programmable Logic Device:PLD)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。 In the above embodiment, for example, the hardware structure of the processing unit that executes each process of the acquisition unit 11A, image processing unit 11B, creation unit 11C, image processing unit 11D, input unit 11E, derivation unit 11F, and evaluation unit 11G can be the various processors shown below. As described above, the various processors include a CPU, which is a general-purpose processor that executes software (programs) and functions as a processing unit, as well as a programmable logic device (PLD), which is a processor whose circuit configuration can be changed after manufacture, such as an FPGA (Field-Programmable Gate Array), and a dedicated electrical circuit, such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), which is a processor with a circuit configuration designed specifically to execute a specific process.
処理部は、これらの各種のプロセッサのうちの1つで構成されてもよいし、同種又は異種の2つ以上のプロセッサの組み合わせ(例えば、複数のFPGAの組み合わせや、CPUとFPGAとの組み合わせ)で構成されてもよい。また、処理部を1つのプロセッサで構成してもよい。 The processing unit may be configured with one of these various processors, or may be configured with a combination of two or more processors of the same or different types (e.g., a combination of multiple FPGAs, or a combination of a CPU and an FPGA). The processing unit may also be configured with a single processor.
処理部を1つのプロセッサで構成する例としては、第1に、クライアント及びサーバ等のコンピュータに代表されるように、1つ以上のCPUとソフトウェアの組み合わせで1つのプロセッサを構成し、このプロセッサが処理部として機能する形態がある。第2に、システムオンチップ(System On Chip:SoC)等に代表されるように、処理部を含むシステム全体の機能を1つのIC(Integrated Circuit)チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサの1つ以上を用いて構成される。 As an example of configuring the processing unit as a single processor, first, there is a form in which one processor is configured as a combination of one or more CPUs and software, as typified by computers such as client and server, and this processor functions as the processing unit. Secondly, there is a form in which a processor is used that realizes the functions of the entire system, including the processing unit, on a single IC (Integrated Circuit) chip, as typified by systems on chips (SoCs). In this way, the processing unit is configured as a hardware structure using one or more of the various processors mentioned above.
更に、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造としては、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路(circuitry)を用いることができる。 More specifically, the hardware structure of these various processors can be an electrical circuit that combines circuit elements such as semiconductor elements.
10 情報処理装置
11 CPU
11A 取得部
11B 画像処理部
11C 作成部
11D 画像処理部
11E 入力部
11F 導出部
11G 評価部
12 メモリ
13 記憶部
13A ラベリング情報作成プログラム
13B 画像領域分類モデル作成プログラム
13C コンクリート評価プログラム
13D 画像領域分類モデル
14 入力部
15 表示部
15A 終了ボタン
16 媒体読み書き装置
17 記録媒体
18 通信I/F部
50A 学習用画像
50B 特徴
50C ラベリング情報
60A 評価対象画像
60B 評価対象画像
60C 画像領域分類情報
60D 同心円
60E 粗骨材分布グラフ
80 撮影装置
90 情報蓄積装置
92 記憶部
92A 学習用画像情報データベース
92B ラベリング情報データベース
10 Information processing device 11 CPU
Description of the Reference Signs 11A Acquisition unit 11B Image processing unit 11C Creation unit 11D Image processing unit 11E Input unit 11F Derivation unit 11G Evaluation unit 12 Memory 13 Storage unit 13A Labeling information creation program 13B Image area classification model creation program 13C Concrete evaluation program 13D Image area classification model 14 Input unit 15 Display unit 15A End button 16 Medium reading and writing device 17 Recording medium 18 Communication I/F unit 50A Learning image 50B Features 50C Labeling information 60A Evaluation target image 60B Evaluation target image 60C Image area classification information 60D Concentric circle 60E Coarse aggregate distribution graph 80 Photography device 90 Information storage device 92 Storage unit 92A Learning image information database 92B Labeling information database
Claims (8)
前記取得部によって取得された前記スランプフロー画像に対して、前記粗骨材の領域と前記モルタルの領域との特徴を強調するものとして予め定められた画像処理を行う画像処理部と、
前記画像処理部によって画像処理が行われた前記スランプフロー画像、及び当該スランプフロー画像に対応する前記識別情報を学習用データとして、前記スランプフロー画像を入力情報とし、当該スランプフロー画像における前記粗骨材の領域と前記モルタルの領域とを分類する情報を出力情報としたセグメンテーションモデルを学習させることで画像領域分類モデルを作成する作成部と、
を備えた画像領域分類モデル作成装置。 an acquisition unit that acquires a slump flow image, which is an image obtained by capturing a slump flow of concrete, and identification information that enables identification of a coarse aggregate region and a mortar region in the slump flow image;
an image processing unit that performs predetermined image processing on the slump flow image acquired by the acquisition unit to emphasize characteristics of the coarse aggregate region and the mortar region;
a creating unit that creates an image region classification model by training a segmentation model using the slump flow image that has been image-processed by the image processing unit and the identification information corresponding to the slump flow image as learning data, the slump flow image as input information, and information classifying the coarse aggregate region and the mortar region in the slump flow image as output information;
An image region classification model creation device comprising:
請求項1に記載の画像領域分類モデル作成装置。 The image processing is at least one of a process for reducing non-uniform illuminance, a noise removal process, and a contrast adjustment process.
The image region classification model generating device according to claim 1 .
請求項1又は請求項2に記載の画像領域分類モデル作成装置。 The slump flow image is a grayscale image.
3. The image region classification model creating device according to claim 1.
請求項1~請求項3の何れか1項に記載の画像領域分類モデル作成装置。 The identification information is information created using the slump flow image that has been image-processed by the image processing unit.
The image region classification model creating device according to any one of claims 1 to 3.
請求項1~請求項4の何れか1項に記載の画像領域分類モデル作成装置によって作成された画像領域分類モデルに対して、前記画像処理部によって画像処理が行われた前記スランプフロー画像を入力する入力部と、
前記入力部による前記スランプフロー画像の入力によって前記画像領域分類モデルから出力された出力情報を用いて、当該スランプフロー画像における粗骨材の分布状態を示す分布状態情報を導出する導出部と、
前記導出部によって導出された分布状態情報を用いて、前記評価対象とするコンクリートの材料分離抵抗性を評価する評価部と、
を備えたコンクリート評価装置。 an image processing unit that performs predetermined image processing on a slump flow image, which is an image obtained by photographing the slump flow of concrete to be evaluated, to emphasize characteristics of a coarse aggregate region and a mortar region;
an input unit for inputting the slump flow image that has been subjected to image processing by the image processing unit to an image region classification model created by the image region classification model creation device according to any one of claims 1 to 4;
a derivation unit that derives distribution state information indicating a distribution state of coarse aggregate in the slump flow image by using output information output from the image region classification model in response to an input of the slump flow image by the input unit;
An evaluation unit that evaluates the material separation resistance of the concrete to be evaluated using the distribution state information derived by the derivation unit;
A concrete evaluation device equipped with:
請求項5に記載のコンクリート評価装置。 The image processing is at least one of a process for reducing non-uniform illuminance, a noise removal process, and a contrast adjustment process.
The concrete evaluation device according to claim 5.
請求項5又は請求項6に記載のコンクリート評価装置。 The slump flow image is a grayscale image.
The concrete evaluation device according to claim 5 or 6.
請求項1~請求項4の何れか1項に記載の画像領域分類モデル作成装置によって作成された画像領域分類モデルに対して、前記画像処理が行われた前記スランプフロー画像を入力し、
前記スランプフロー画像の入力によって前記画像領域分類モデルから出力された出力情報を用いて、当該スランプフロー画像における粗骨材の分布状態を示す分布状態情報を導出し、
導出した分布状態情報を用いて、前記評価対象とするコンクリートの材料分離抵抗性を評価する、
処理をコンピュータに実行させるためのコンクリート評価プログラム。 A slump flow image is an image of the slump flow of the concrete to be evaluated, and predetermined image processing is performed to emphasize the characteristics of the coarse aggregate area and the mortar area.
The slump flow image that has been subjected to the image processing is input to an image region classification model created by the image region classification model creation device according to any one of claims 1 to 4,
deriving distribution state information indicating a distribution state of coarse aggregate in the slump flow image using output information output from the image region classification model in response to the input of the slump flow image;
Using the derived distribution state information, the material separation resistance of the concrete to be evaluated is evaluated.
A concrete evaluation program for running processing on a computer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020146188A JP7471178B2 (en) | 2020-08-31 | 2020-08-31 | Image region classification model creation device, concrete evaluation device, and concrete evaluation program |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020146188A JP7471178B2 (en) | 2020-08-31 | 2020-08-31 | Image region classification model creation device, concrete evaluation device, and concrete evaluation program |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022041142A JP2022041142A (en) | 2022-03-11 |
| JP7471178B2 true JP7471178B2 (en) | 2024-04-19 |
Family
ID=80499709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020146188A Active JP7471178B2 (en) | 2020-08-31 | 2020-08-31 | Image region classification model creation device, concrete evaluation device, and concrete evaluation program |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7471178B2 (en) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4495881A4 (en) | 2022-03-16 | 2026-03-18 | Nec Solution Innovators Ltd | DEVICE FOR DETECTING A MOVING BODY, METHOD FOR DETECTING A MOVING BODY AND COMPUTER-READY RECORDING MEDIUM |
| JP2024000817A (en) * | 2022-06-21 | 2024-01-09 | 株式会社熊谷組 | Concrete coarse aggregate area ratio estimation system, coarse aggregate area ratio estimation program, and coarse aggregate area ratio estimation method |
| KR102708850B1 (en) * | 2022-09-21 | 2024-09-23 | 현대건설(주) | Apparatus for determining separation of ready-mixed concrete materials using image analysis and sound analysis, and a method for determining separation of ready-mixed concrete materials using the apparatus |
| CN115546717A (en) * | 2022-09-26 | 2022-12-30 | 三一汽车制造有限公司 | Concrete pumpability type identification method and device and electronic equipment |
| CN115908271A (en) * | 2022-10-26 | 2023-04-04 | 北京建筑材料科学研究总院有限公司 | A method, device and equipment for on-line monitoring of pumped concrete slump |
| JP7561175B2 (en) * | 2022-12-19 | 2024-10-03 | Lineヤフー株式会社 | Information processing device, information processing method, and information processing program |
| CN118365722A (en) * | 2024-03-29 | 2024-07-19 | 华中科技大学 | Aggregate particle image generation method and system based on diffusion model |
| CN118769385A (en) * | 2024-06-19 | 2024-10-15 | 上海隧港建筑材料有限公司 | A building concrete preparation system |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008111724A1 (en) | 2007-03-14 | 2008-09-18 | Daewoo Engineering & Construction Co., Ltd. | Automatic test system and test method for slump flow of concrete using computing device |
| JP2015081907A (en) | 2013-10-24 | 2015-04-27 | 太平洋セメント株式会社 | Workability evaluation method of fresh concrete |
| JP2016142532A (en) | 2015-01-29 | 2016-08-08 | 前田建設工業株式会社 | Workability evaluation program, workability evaluation method, and workability evaluation device |
| JP2019211247A (en) | 2018-05-31 | 2019-12-12 | 株式会社竹中工務店 | Concrete evaluation control device and concrete evaluation control program |
-
2020
- 2020-08-31 JP JP2020146188A patent/JP7471178B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008111724A1 (en) | 2007-03-14 | 2008-09-18 | Daewoo Engineering & Construction Co., Ltd. | Automatic test system and test method for slump flow of concrete using computing device |
| JP2015081907A (en) | 2013-10-24 | 2015-04-27 | 太平洋セメント株式会社 | Workability evaluation method of fresh concrete |
| JP2016142532A (en) | 2015-01-29 | 2016-08-08 | 前田建設工業株式会社 | Workability evaluation program, workability evaluation method, and workability evaluation device |
| JP2019211247A (en) | 2018-05-31 | 2019-12-12 | 株式会社竹中工務店 | Concrete evaluation control device and concrete evaluation control program |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022041142A (en) | 2022-03-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7471178B2 (en) | Image region classification model creation device, concrete evaluation device, and concrete evaluation program | |
| CN110910343A (en) | Method and device for detecting pavement cracks and computer equipment | |
| CN109977191B (en) | Problem map detection method, device, electronic equipment and medium | |
| CN109886928B (en) | A target cell labeling method, device, storage medium and terminal equipment | |
| CN114897806B (en) | Defect detection method, electronic device and computer readable storage medium | |
| CN109946303A (en) | Inspection device and method | |
| CN115273115B (en) | A document element annotation method, apparatus, electronic device, and storage medium | |
| CN111062919B (en) | Bearing ring appearance defect detection method | |
| CN113837255B (en) | Method, apparatus and medium for predicting cell-based antibody karyotype class | |
| CN110619619A (en) | Defect detection method and device and electronic equipment | |
| CN113592792A (en) | Rockfill image particle size identification method and device, electronic device and storage medium | |
| CN112070750A (en) | Leather product defect detection method and device | |
| JP5995756B2 (en) | Defect detection apparatus, defect detection method, and defect detection program | |
| CN114998290A (en) | Fabric flaw detection method, device, equipment and medium based on supervised mode | |
| CN110414492A (en) | A kind of crystal material image recognition method and device | |
| CN110443814B (en) | Loss assessment method, device, equipment and storage medium for vehicle | |
| CN117253070A (en) | Quality identification method and processor for potatoes | |
| JP7521588B2 (en) | Image Analysis Equipment | |
| CN114298952A (en) | Label image generation method, device, equipment and storage medium | |
| CN116740017B (en) | A method, apparatus, and device for detecting card slot defects based on deep learning | |
| JP3635762B2 (en) | Inspection method of semiconductor substrate surface defects | |
| CN117788444A (en) | SMT patch offset detection method, SMT patch offset detection device and SMT patch offset detection system | |
| US10235786B2 (en) | Context aware clipping mask | |
| CN116461098A (en) | A kind of SLM printer powder spread detection method | |
| CN104778117A (en) | Method and device for testing page switching smoothness of reading software |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230628 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240402 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240409 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7471178 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |