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JP7559247B2 - Sewer pipe abnormality diagnosis support system, client machine, server machine for sewer pipe abnormality diagnosis support system, and related method - Google Patents
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Sewer pipe abnormality diagnosis support system, client machine, server machine for sewer pipe abnormality diagnosis support system, and related method Download PDF

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Description

特許法第30条第2項適用 令和2年7月27日 刊行物「第57回下水道研究発表会講演集」における公開Article 30, paragraph 2 of the Patent Act applied July 27, 2020 Disclosure in the publication "57th Sewerage Research Presentation Conference Lecture Collection"

本発明は、下水管内の異状(異常)診断を支援するためのシステム、当該システムに用いることができるクライアントマシン、サーバマシン、及び関連する方法に関する。 The present invention relates to a system for assisting in the diagnosis of abnormalities (malformations) in sewer pipes, a client machine, a server machine, and related methods that can be used in the system.

標準耐用年数を超える管きょ(管渠)が増加し、道路陥没等の発生リスクが高まる中、管きょの計画的な維持管理がこれまで以上に重要となっている。そのため、今後急増する老朽管の状態把握を進めていく上で、管内調査の日進量の向上に加え、管内の異状(異常)箇所の判定スピードの向上が必要不可欠となる。異状箇所の迅速な判定のためには、画像を用いた診断が有効と考えられる。 As the number of sewer pipes (culverts) exceeding their standard service life increases, and the risk of road collapses and other problems rises, planned maintenance of sewer pipes is more important than ever. Therefore, in order to understand the condition of aging pipes, which will rapidly increase in the future, it is essential to not only increase the daily progress of pipe inspections, but also to improve the speed at which abnormalities (faults) are identified within the pipes. Diagnosis using images is thought to be effective in quickly identifying abnormalities.

特許文献1においては、下水配管網の画像診断において、変形位置から求められる断面積を一方の診断指標に、先験的に定まる亀裂方向に直交する方向への濃淡勾配の画像統計量を他方の診断指標とし、予め対応付けられた診断指標の軸方向分布と実際の異常事象に基づき、下水配管網の異常を診断することを特徴とする画像診断システムが記載されている。しかしながら、特許文献1のシステムにおいては、システムによる画像診断結果に対してユーザから変更等のフィードバックを受け付けることが想定されておらず、システムの運用を続けることにより診断精度を向上させるための構成も与えられてはいないし、下水道管内の画像から管種、管の状態等を考慮して異状箇所を分析するための構成も与えられていない。 Patent Document 1 describes an image diagnostic system that uses a cross-sectional area determined from the deformation position as one diagnostic index and image statistics of a gray-scale gradient in a direction perpendicular to a priori determined crack direction as the other diagnostic index in an image diagnosis of a sewer piping network, diagnosing abnormalities in the sewer piping network based on the axial distribution of the diagnostic indexes that are associated in advance and actual abnormal events. However, the system in Patent Document 1 does not assume that the system will accept feedback such as changes from the user regarding the image diagnosis results obtained by the system, and does not provide a configuration for improving the diagnostic accuracy by continuing to operate the system, nor does it provide a configuration for analyzing abnormal locations from images inside the sewer pipe taking into account the pipe type, pipe condition, etc.

特開2017-194813号公報JP 2017-194813 A

以上に鑑み、本発明は、下水管内で撮影した動画又は静止画を用いて下水管の異状診断を支援するシステムとして、まずシステム側の判定結果を表示して、ユーザ等からの変更内容の登録を受け付けることができるシステム、当該システムに用いることができるクライアントマシン、サーバマシン、及び関連する方法を提供することを課題とする。In view of the above, the present invention aims to provide a system that assists in diagnosing abnormalities in sewer pipes by using video or still images taken inside the pipes, which can first display the system's judgment results and then accept registration of changes from users, etc., as well as a client machine, a server machine, and related methods that can be used for the system.

上記課題を解決するべく、本発明は、下水管内で撮影した動画又は静止画である撮影画像を用いて行われる下水管の異状診断を支援する、下水管内異状診断支援システムであって、下水管内の撮影画像を取り込む、撮影画像取込部と、撮影画像から下水管の内側の展開画像を生成する、展開画像生成部と、展開画像から下水管の内側における異状箇所を判定する、異状箇所判定部と、異状箇所判定部により異状であると判定された箇所を判定結果として表示する、判定結果表示部と、判定結果に対する変更内容の登録を受け付ける、変更登録受付部とを備えたシステムを提供する。In order to solve the above problems, the present invention provides a sewer pipe abnormality diagnosis support system that supports the diagnosis of abnormalities in a sewer pipe by using photographed images, which are videos or still images, taken inside the sewer pipe, and includes a photographed image capture unit that captures the photographed images inside the sewer pipe, an unfolded image generation unit that generates an unfolded image of the inside of the sewer pipe from the photographed images, an abnormality location determination unit that determines abnormal locations inside the sewer pipe from the unfolded image, a determination result display unit that displays locations determined to be abnormal by the abnormality location determination unit as determination results, and a change registration acceptance unit that accepts the registration of changes to the determination result.

異状箇所判定部は画像解析部を備えてよく、画像解析部は、管種、及び調査条件の入力を受け付ける、管種及び調査条件受付部と、管種、及び調査条件に応じて二値化パラメータを設定する、二値化パラメータ設定部と、二値化パラメータを用いて展開画像を二値画像に変換する、画像変換部と、二値画像を解析して異常箇所を判定する、二値画像解析部とを備えてよい。The abnormality determination unit may include an image analysis unit, which may include a pipe type and investigation condition receiving unit that receives input of the pipe type and investigation conditions, a binarization parameter setting unit that sets binarization parameters according to the pipe type and investigation conditions, an image conversion unit that converts the unfolded image into a binary image using the binarization parameters, and a binary image analysis unit that analyzes the binary image to determine abnormalities.

異状箇所判定部は診断モデル判定部を備えてよく、診断モデル判定部は、下水管の内側の展開画像と、展開画像中の異状箇所とを記憶する教師データ記憶部と、教師データ記憶部に記憶された展開画像と展開画像中の異状箇所とを教師データとして用い、入力を展開画像とし、出力を展開画像中の異状箇所とする診断モデルを機械学習により生成する診断モデル生成部と、診断モデル生成部により生成された診断モデルを用いて、展開画像生成部が生成した展開画像から下水管の内側における異状箇所を判定する、異状箇所モデル判定部と、を備えてよい。The abnormality location determination unit may include a diagnostic model determination unit, which may include a teacher data storage unit that stores an unfolded image of the inside of the sewer pipe and abnormal locations in the unfolded image, a diagnostic model generation unit that uses the unfolded image and the abnormal locations in the unfolded image stored in the teacher data storage unit as teacher data and generates a diagnostic model by machine learning, in which the unfolded image is used as input and the abnormal locations in the unfolded image are used as output, and an abnormality location model determination unit that uses the diagnostic model generated by the diagnostic model generation unit to determine abnormal locations inside the sewer pipe from the unfolded image generated by the unfolded image generation unit.

診断モデル判定部は、異状箇所モデル判定部による異状箇所の判定に先立って展開画像をクラスタリングにより分類する展開画像分類部を更に備えてよい。The diagnostic model determination unit may further include an unfolded image classification unit that classifies the unfolded images by clustering prior to the abnormality area model determination unit determining the abnormality area.

教師データ記憶部は、下水管の内側の展開画像に対応する管種を更に記憶してよく、上記システムは、教師データ記憶部に記憶された展開画像と展開画像に対応する管種とを教師データとして用い、入力を展開画像とし、出力を展開画像に対応する管種とする管種推定モデルを機械学習により生成する管種推定モデル生成部と、管種推定モデル生成部により生成された管種推定モデルを用いて、展開画像生成部が生成した展開画像に対応する管種を推定する、管種推定部とを更に備えてよい。The teacher data storage unit may further store the pipe type corresponding to the unfolded image of the inside of the sewer pipe, and the above system may further include a pipe type estimation model generation unit that uses the unfolded image stored in the teacher data storage unit and the pipe type corresponding to the unfolded image as teacher data to generate a pipe type estimation model by machine learning, with the unfolded image as input and the pipe type corresponding to the unfolded image as output, and a pipe type estimation unit that uses the pipe type estimation model generated by the pipe type estimation model generation unit to estimate the pipe type corresponding to the unfolded image generated by the unfolded image generation unit.

診断モデル生成部は、変更登録受付部が登録を受け付けた判定結果に対する変更内容に基づいて、機械学習により診断モデルを更新してよい。The diagnostic model generation unit may update the diagnostic model using machine learning based on the changes to the judgment results accepted for registration by the change registration acceptance unit.

撮影画像取込部と、展開画像生成部と、判定結果表示部と、変更登録受付部とは、クライアントマシンによって具現化されてよく、異状箇所判定部に含まれる診断モデル判定部のうち、教師データ記憶部と、診断モデル生成部とは、サーバマシンによって具現化されてよく、異状箇所モデル判定部はクライアントマシンによって具現化されてよい。The captured image acquisition unit, the unfolded image generation unit, the judgment result display unit, and the change registration acceptance unit may be embodied by a client machine, and of the diagnostic model judgment units included in the abnormality location judgment unit, the teacher data storage unit and the diagnostic model generation unit may be embodied by a server machine, and the abnormality location model judgment unit may be embodied by the client machine.

上記システムは、異状箇所判定部による判定結果、及び、変更登録受付部が登録を受け付けた判定結果に対する変更内容に基づき、下水管の異状診断結果を帳票として出力する帳票出力部を更に備えてよい。The above system may further include a report output unit that outputs the results of a sewer pipe abnormality diagnosis as a report based on the judgment results by the abnormality location judgment unit and the changes to the judgment results accepted for registration by the change registration acceptance unit.

また本発明は、下水管内で撮影した動画又は静止画である撮影画像を用いて行われる下水管の異状診断を支援する、下水管内異状診断支援システム用のクライアントマシンであって、下水管内の撮影画像を取り込む、撮影画像取込部と、撮影画像から下水管の内側の展開画像を生成する、展開画像生成部と、展開画像から下水管の内側における異状箇所を判定する、クライアント側異状箇所判定部と、クライアント側異状箇所判定部により異状であると判定された箇所を判定結果として表示する、判定結果表示部と、判定結果に対する変更内容の登録を受け付ける、変更登録受付部と、を備えたクライアントマシンを提供する。The present invention also provides a client machine for a sewer pipe abnormality diagnosis support system that supports the diagnosis of abnormalities in sewer pipes using photographed images, which are video or still images, taken inside the sewer pipe, the client machine including: a photographed image capture unit that captures the photographed image inside the sewer pipe; an unfolded image generation unit that generates an unfolded image of the inside of the sewer pipe from the photographed image; a client-side abnormality location determination unit that determines abnormal locations inside the sewer pipe from the unfolded image; a determination result display unit that displays locations determined to be abnormal by the client-side abnormality location determination unit as determination results; and a change registration acceptance unit that accepts the registration of changes to the determination result.

クライアント側異状箇所判定部は画像解析部を備えてよく、画像解析部は、管種、及び調査条件の入力を受け付ける、管種及び調査条件受付部と、管種、及び調査条件に応じて二値化パラメータを設定する、二値化パラメータ設定部と、二値化パラメータを用いて展開画像を二値画像に変換する、画像変換部と、二値画像を解析して異常箇所を判定する、二値画像解析部とを備えてよい。The client-side abnormality determination unit may include an image analysis unit, which may include a pipe type and investigation condition receiving unit that receives input of the pipe type and investigation conditions, a binarization parameter setting unit that sets binarization parameters according to the pipe type and investigation conditions, an image conversion unit that converts the unfolded image into a binary image using the binarization parameters, and a binary image analysis unit that analyzes the binary image to determine abnormalities.

クライアント側異状箇所判定部はクライアント側診断モデル判定部を備えてよく、クライアント側診断モデル判定部は、展開画像と展開画像中の異状箇所とを教師データとして用いて機械学習により生成された、入力を展開画像とし、出力を展開画像中の異状箇所とする診断モデルを受信する診断モデル受信部と、診断モデル受信部が受信した診断モデルを用いて、展開画像生成部が生成した展開画像から下水管の内側における異状箇所を判定する、異状箇所モデル判定部とを備えてよい。The client-side abnormality location determination unit may include a client-side diagnostic model determination unit, which may include a diagnostic model receiving unit that receives a diagnostic model that takes the unfolded image as input and the abnormal location in the unfolded image as output, the diagnostic model being generated by machine learning using the unfolded image and the abnormal location in the unfolded image as training data, and an abnormality location model determination unit that uses the diagnostic model received by the diagnostic model receiving unit to determine abnormal locations inside the sewer pipe from the unfolded image generated by the unfolded image generation unit.

また本発明は、下水管内で撮影した動画又は静止画である撮影画像を用いて行われる下水管の異状診断を支援する、下水管内異状診断支援システム用のサーバマシンであって、下水管の内側の展開画像と、展開画像中の異状箇所とを記憶する教師データ記憶部と、教師データ記憶部に記憶された展開画像と展開画像中の異状箇所とを教師データとして用い、入力を展開画像とし、出力を展開画像中の異状箇所とする診断モデルを機械学習により生成する診断モデル生成部と、診断モデル生成部により生成された診断モデルを送信する診断モデル送信部とを備える、サーバマシンを提供する。The present invention also provides a server machine for a sewer pipe abnormality diagnosis support system that supports the diagnosis of abnormalities in sewer pipes using photographed images, which are video or still images, captured inside the sewer pipes, the server machine comprising: a teacher data storage unit that stores an unfolded image of the inside of the sewer pipe and abnormal locations in the unfolded image; a diagnostic model generation unit that uses the unfolded image and the abnormal locations in the unfolded image stored in the teacher data storage unit as teacher data and generates a diagnostic model by machine learning, in which the unfolded image is used as input and the abnormal locations in the unfolded image are used as output; and a diagnostic model transmission unit that transmits the diagnostic model generated by the diagnostic model generation unit.

上記サーバマシンは、クラウドサーバとして具現化されてよい。 The above server machine may be embodied as a cloud server.

また本発明は、下水管内で撮影した動画又は静止画である撮影画像を用いて行われる下水管の異状診断を支援する、下水管内異状診断支援システムによる方法であって、撮影画像取込部が、下水管内の撮影画像を取り込むことと、展開画像生成部が、撮影画像から下水管の内側の展開画像を生成することと、異状箇所判定部が、展開画像から下水管の内側における異状箇所を判定することと、判定結果表示部が、異状箇所判定部により異状であると判定された箇所を判定結果として表示することと、変更登録受付部が、判定結果に対する変更内容の登録を受け付けることとを含む、方法を提供する。The present invention also provides a method for a system for supporting diagnosis of abnormalities in sewer pipes, which supports diagnosis of abnormalities in sewer pipes using photographed images, which are videos or still images, taken inside the sewer pipes, the method including a photographed image capture unit capturing a photographed image of the inside of the sewer pipe, an unfolded image generating unit generating an unfolded image of the inside of the sewer pipe from the photographed image, an abnormality location determination unit determining an abnormal location inside the sewer pipe from the unfolded image, a determination result display unit displaying the locations determined to be abnormal by the abnormality location determination unit as determination results, and a change registration receiving unit accepting registration of changes to the determination result.

また本発明は、下水管内で撮影した動画又は静止画である撮影画像を用いて行われる下水管の異状診断を支援する、下水管内異状診断支援システム用のクライアントマシンによる方法であって、撮影画像取込部が、下水管内の撮影画像を取り込むことと、展開画像生成部が、撮影画像から下水管の内側の展開画像を生成することと、クライアント側異状箇所判定部が、展開画像から下水管の内側における異状箇所を判定することと、判定結果表示部が、異状箇所判定部により異状であると判定された箇所を判定結果として表示することと、変更登録受付部が、判定結果に対する変更内容の登録を受け付けることと、を含む方法を提供する。The present invention also provides a method by a client machine for a sewer pipe abnormality diagnosis support system that supports the diagnosis of abnormalities in a sewer pipe by using photographed images, which are video or still images, taken inside the sewer pipe, the method including: a photographed image capture unit captures a photographed image of the inside of the sewer pipe; an unfolded image generation unit generates an unfolded image of the inside of the sewer pipe from the photographed image; a client-side abnormality location determination unit determines abnormal locations inside the sewer pipe from the unfolded image; a determination result display unit displays the locations determined to be abnormal by the abnormality location determination unit as determination results; and a change registration acceptance unit accepts registration of changes to the determination result.

また本発明は、下水管内で撮影した動画又は静止画である撮影画像を用いて行われる下水管の異状診断を支援する、下水管内異状診断支援システム用のサーバマシンによる方法であって、教師データ記憶部が、下水管の内側の展開画像と、展開画像中の異状箇所とを記憶することと、診断モデル生成部が、教師データ記憶部に記憶された展開画像と展開画像中の異状箇所とを教師データとして用い、入力を展開画像とし、出力を展開画像中の異状箇所とする診断モデルを機械学習により生成することと、診断モデル送信部が、診断モデル生成部により生成された診断モデルを送信することと、を含む方法を提供する。The present invention also provides a method by a server machine for a sewer pipe abnormality diagnosis support system that supports the diagnosis of abnormalities in sewer pipes using captured images, which are video or still images, captured inside the sewer pipes, the method including: a teacher data storage unit storing an unfolded image of the inside of the sewer pipe and abnormal locations in the unfolded image; a diagnostic model generation unit using the unfolded image and the abnormal locations in the unfolded image stored in the teacher data storage unit as teacher data to generate a diagnostic model by machine learning, in which the unfolded image is the input and the abnormal locations in the unfolded image are the output; and a diagnostic model transmission unit transmitting the diagnostic model generated by the diagnostic model generation unit.

本発明によれば、下水道管内を撮影した動画又は静止画である撮影画像より生成した展開図から異状箇所の有無を判定し、判定結果に対する変更内容の登録を受け付けることにより、診断精度の向上を図ることが可能となる。一例においては、下水道管内を撮影した撮影画像より生成した展開図から管種、管の状態等を判定し、判定された管種、管の状態の情報を考慮して、より良い精度で異状箇所の有無を判定することが可能となる。また一例においては、展開図及び展開図に対応する管種、管の状態等の判定結果及び異状箇所の解析結果を記憶装置に集積し、その関連性を繰り返し学習させることで解析精度を向上させることも可能となる。 According to the present invention, the presence or absence of abnormalities is determined from an unfolded view generated from still or moving images captured inside a sewer pipe, and changes to the determination results are registered, thereby improving diagnostic accuracy. In one example, the pipe type, pipe condition, etc. are determined from an unfolded view generated from still images captured inside a sewer pipe, and the presence or absence of abnormalities can be determined with greater accuracy by taking into account the determined pipe type and pipe condition information. In another example, the unfolded view and the determination results of the pipe type, pipe condition, etc. corresponding to the unfolded view and the analysis results of the abnormalities are accumulated in a storage device, and the correlations are repeatedly learned, thereby improving analysis accuracy.

本発明の一実施形態における下水管内異状診断支援システムの構成を示す概念図。1 is a conceptual diagram showing the configuration of a sewer pipe abnormality diagnosis support system according to an embodiment of the present invention; 下水道管路の一例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an example of a sewer pipeline. 下水管内異状診断支援システムに含まれるクライアントマシンの構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a client machine included in the sewer pipe abnormality diagnosis support system. クライアントマシンの画像解析部の構成を示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of an image analysis unit of a client machine. クライアント側診断モデル判定部の構成を示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a client-side diagnostic model determining unit. クライアント側管種推定部の構成を示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a client-side pipe type estimation unit. 下水管内異状診断支援システムに含まれるクラウドサーバ等、サーバマシンの構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a server machine, such as a cloud server, included in the sewer pipe abnormality diagnosis support system. 下水管内異状診断支援システムの動作フローを示すフローチャート。4 is a flowchart showing the operation flow of the sewer pipe abnormality diagnosis support system. 図8のフロー中、展開図作成の原理を説明する図(フレーム単位画像データの生成)。FIG. 9 is a diagram for explaining the principle of creating a development view in the flow of FIG. 8 (generation of frame-by-frame image data). 図8のフロー中、展開図作成の原理を説明する図(距離の算出)。FIG. 9 is a diagram for explaining the principle of creating a development view in the flow of FIG. 8 (calculation of distance). 図8のフロー中、展開図作成の原理を説明する図(距離メータの例)。FIG. 9 is a diagram for explaining the principle of creating a development view in the flow of FIG. 8 (an example of a distance meter). 図8のフロー中、展開図作成の原理を説明する図(切り取り角度の算出)。FIG. 9 is a diagram for explaining the principle of creating a development view in the flow of FIG. 8 (calculation of the cutting angle). 図8のフロー中、展開図作成の原理を説明する図(切り取り角度に基づく画像の切り取り)。FIG. 9 is a diagram for explaining the principle of creating a development view in the flow of FIG. 8 (cutting out an image based on a cut-out angle). 図8のフロー中、展開図作成の原理を説明する図(正像変換の原理)。FIG. 9 is a diagram for explaining the principle of creating a development view in the flow of FIG. 8 (principle of normal image conversion). 図8のフロー中、展開図作成の原理を説明する図(正像変換による展開図の作成)。FIG. 9 is a diagram for explaining the principle of creating a development in the flow of FIG. 8 (creation of a development by normal image transformation). 図8のフロー中、展開図作成の原理を説明する図(展開画像の輝度平準化)。FIG. 9 is a diagram for explaining the principle of creating a developed image in the flow of FIG. 8 (leveling the brightness of the developed image). 図8のフロー中、展開図作成の原理を説明する図(展開図の接合処理)。FIG. 9 is a diagram for explaining the principle of development drawing generation in the flow of FIG. 8 (development drawing joining process). 展開図作成により得られる展開図の一例を模式的に示す図。FIG. 13 is a diagram showing an example of a development obtained by creating a development. 図8のフロー中、画像解析の動作フローを示すフローチャート。9 is a flowchart showing the operation flow of image analysis in the flow of FIG. 8 . 図8のフロー中、診断モデルによる解析の動作フローを示すフローチャート。9 is a flowchart showing the operational flow of analysis using a diagnostic model in the flow of FIG. 8 . 図8のフロー中、診断モデル生成の動作フローを示すフローチャート。9 is a flowchart showing an operational flow of generating a diagnostic model in the flow of FIG. 8 . 学習アルゴリズムの一例として、ランダムフォレストの概念(学習段階)を説明する図。A diagram explaining the concept (learning stage) of random forest as an example of a learning algorithm. 学習アルゴリズムの一例として、ランダムフォレストの概念(運用段階)を説明する図。A diagram explaining the concept of random forest (operational stage) as an example of a learning algorithm. 学習アルゴリズムの一例として、ニューラルネットワークの概念を説明する図。FIG. 1 is a diagram for explaining the concept of a neural network as an example of a learning algorithm. 図8のフロー中、異状箇所出力における異状診断結果の閲覧画面の例を示す図。FIG. 9 is a diagram showing an example of a viewing screen for an abnormality diagnosis result in outputting an abnormality location in the flow of FIG. 8 . 図8のフロー中、帳票出力における帳票の一例(本管用調査記録表)を示す図。FIG. 9 is a diagram showing an example of a report (main management investigation record sheet) in the report output in the flow of FIG. 8 . 図26の本管用調査記録表の一部を拡大した図。An enlarged view of a portion of the main investigation record sheet in Figure 26. 図26の本管用調査記録表の一部を拡大した図。An enlarged view of a portion of the main investigation record sheet in Figure 26. 図26の本管用調査記録表の一部を拡大した図(別シートの展開画像)。An enlarged view of a portion of the main investigation record sheet in Figure 26 (an expanded image of a separate sheet). 図26の本管用調査記録表の一部を拡大した図(別シートの展開画像)。An enlarged view of a portion of the main investigation record sheet in Figure 26 (an expanded image of a separate sheet). 図26の本管用調査記録表の一部を拡大した図(別シートの展開画像)。An enlarged view of a portion of the main investigation record sheet in Figure 26 (an expanded image of a separate sheet). 図26の本管用調査記録表の一部を拡大した図(別シートの展開画像)。An enlarged view of a portion of the main investigation record sheet in Figure 26 (an expanded image of a separate sheet). 下水管内異状診断支援システムの実施例における検証対象データの表。1 is a table of verification target data in an embodiment of a sewer pipe abnormality diagnosis support system. 実施例における画像解析の原理を説明する図。5A to 5C are diagrams for explaining the principle of image analysis in the embodiment. 画像解析の検証結果を示す表。1 is a table showing the verification results of image analysis. 実施例における検証対象の異状箇所例(機械学習)。13 shows examples of abnormal locations to be verified in the embodiment (machine learning). 実施例における診断モデル生成フローを示す図。FIG. 4 is a diagram showing a diagnostic model generation flow in the embodiment. 機械学習による異常(異状)箇所判定結果を示すグラフ。13 is a graph showing the results of determining abnormal (anomaly) locations using machine learning. 機械学習による異常(異状)箇所判定結果を示す表。13 is a table showing the results of determining abnormal (anomaly) locations using machine learning.

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限られるわけではなく、請求の範囲の記載によって定められることに留意する。例えば、本発明の下水管内異状診断支援システムは、サーバ・クライアント型のシステムに限らず単独のコンピュータ等によって構成されてもよいし、クライアントマシンの有する機能、(クラウド)サーバマシンの有する機能を、1以上の任意の数のコンピュータ等に分散させてもよい。以下の実施形態で説明する全ての機能を、本発明の下水管内異状診断支援システム、クライアントマシン、サーバが備える必要もない。例えば管種や清掃の有無等の調査条件を機械学習モデルで判定することは必須ではなく、ユーザ等が直接システムに入力してもよい。機械学習モデルを生成するための機械学習アルゴリズムも、後述のランダムフォレスト(random forest)、ニューラルネットワーク(neural network)に限らず任意のアルゴリズムであってよい。例えば管種や清掃条件の有無等の調査条件の推定、異状箇所の推定においてはディープラーニングによる画像診断モデルを用いることができる。後述の各々の機能部は、単独のハードウェアによって実現されてもよいし、2以上のハードウェアにより実現されてもよいし、後述のとおり複数の機能部が1つのハードウェアにより実現されてもよい。なお、本明細書中、「水」とは純水であってもよいし、汚水等の下水、或いは雨水等、任意の不純物等を任意に含む水であってもよい。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, please note that the scope of the present invention is not limited to the following embodiment, but is defined by the description of the claims. For example, the sewer pipe abnormality diagnosis support system of the present invention is not limited to a server-client type system and may be configured by a single computer, or the functions of the client machine and the (cloud) server machine may be distributed to one or more arbitrary number of computers. It is not necessary for the sewer pipe abnormality diagnosis support system, client machine, and server of the present invention to have all of the functions described in the following embodiments. For example, it is not necessary to determine the investigation conditions such as the pipe type and the presence or absence of cleaning using a machine learning model, and the user may directly input them into the system. The machine learning algorithm for generating the machine learning model may be any algorithm, not limited to the random forest and neural network described below. For example, an image diagnosis model using deep learning can be used to estimate the investigation conditions such as the pipe type and the presence or absence of cleaning conditions, and to estimate the abnormality location. Each of the functional units described below may be realized by a single piece of hardware, or may be realized by two or more pieces of hardware, or a plurality of functional units may be realized by a single piece of hardware as described below. Note that in this specification, "water" may refer to pure water, or may refer to sewage such as polluted water, rainwater, or other water containing any impurities.

図1は、本発明の一実施形態における下水管内異状診断支援システムの構成を示す概念図であり、図2は、下水道管路の一例を示す図である。本発明の一実施形態においては、図2に示す下水道管1000内でカメラを搭載した無人航空機(ドローン)に撮影飛行をさせることにより、或いはテレビカメラ等の動画カメラ、又は静止画カメラを搭載したカメラ車に撮影走行をさせること等により得られた下水道管1000内の撮影画像(動画であっても静止画であってもよい)をクライアントマシンに取り込み、以下の流れで異状箇所診断が行われる。
(1)撮影画像から展開図を作成する。
(2)管種等解析モデルを用いて展開図(展開画像)から管種等を解析する。また解析結果に対するクライアント側からの変更等の確定登録の結果を用いて管種等解析モデルを再トレーニングする。
(3)異状箇所解析モデルを用いて展開図(展開画像)から破損、クラック等の異状箇所を解析する。
(4)異状箇所の解析結果に対して、クライアント側から変更を含む異状箇所の確定結果を登録し、確定結果を用いて異状箇所解析モデルを再トレーニングする。
(5)診断結果を帳票(印刷物、或いは電子ファイル等、任意の形式)として出力する。
Fig. 1 is a conceptual diagram showing the configuration of a sewer pipe abnormality diagnosis support system according to one embodiment of the present invention, and Fig. 2 is a diagram showing an example of a sewer pipe. In one embodiment of the present invention, images (which may be videos or still images) of the inside of the sewer pipe 1000 shown in Fig. 2 are obtained by flying an unmanned aerial vehicle (drone) equipped with a camera to take pictures inside the sewer pipe 1000 shown in Fig. 2, or by driving a camera vehicle equipped with a video camera such as a television camera or a still image camera to take pictures, and the images are imported into a client machine, and abnormality location diagnosis is performed according to the following flow.
(1) Create an unfolded view from the captured image.
(2) Analyze pipe types, etc. from the development drawing (development image) using a pipe type, etc. analysis model. Also, retrain the pipe type, etc. analysis model using the result of final registration of changes, etc., made by the client to the analysis result.
(3) Using an abnormality analysis model, abnormalities such as damage and cracks are analyzed from the development diagram (developed image).
(4) The client registers the confirmed results of the abnormality location, including any changes, in response to the analysis results of the abnormality location, and retrains the abnormality location analysis model using the confirmed results.
(5) The diagnostic results are output as a report (in any format, such as a printed document or an electronic file).

クライアントマシンの構成
図3は、下水管内異状診断支援システムに含まれるクライアントマシンの構成を示すブロック図であり、図4は、クライアントマシンの画像解析部の構成を示すブロック図であり、図5は、クライアント側診断モデル判定部の構成を示すブロック図であり、図6は、クライアント側管種推定部の構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a client machine included in the sewer pipe abnormality diagnosis support system, FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of an image analysis unit of the client machine, FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a client-side diagnostic model determination unit, and FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a client-side pipe type estimation unit.

クライアントマシン1は、制御部2と、記憶部3と、入出力部4と、通信部5とを備える。制御部2は、CPU(Central Processing Unit:中央処理装置)等のプロセッサ6と、RAM(Random Access Memory:ランダム アクセス メモリ)等の一時メモリ7とを備える。プロセッサ6が、記憶部3に記憶された展開画像生成プログラム17を実行することにより、制御部2(のプロセッサ6。以下においても同様)は展開画像生成部8として機能する。プロセッサ6が、記憶部3に記憶された画像解析プログラム18を実行することにより、制御部2は画像解析部10として機能する。プロセッサ6が、記憶部3に記憶された機械学習関連プログラム19を実行することにより、制御部2はクライアント側診断モデル判定部11、クライアント側管種推定部12として機能する。具体的には、プロセッサ6が診断モデル受信プログラムを実行することにより制御部2は通信部5を用いる診断モデル受信部32として機能し、プロセッサ6が異状箇所モデル判定プログラムを実行することにより制御部2は展開画像分類部33、異状箇所モデル判定部34として機能し、プロセッサ6が管種推定モデル受信プログラムを実行することにより制御部2は通信部5を用いる管種推定モデル受信部35として機能し、プロセッサ6が管種推定プログラムを実行することにより制御部2は管種モデル推定部36として機能する。プロセッサ6が、記憶部3に記憶された帳票出力プログラム22を実行することにより、制御部2は帳票出力部15として機能する。その他、プロセッサ6が各種制御、表示プログラム等23(オペレーティングシステムや、各種アプリケーションソフトウェア、各種デバイスのドライバソフトウェア等を含む)を実行することにより、制御部2は判定結果表示部13、変更登録受付部14、各種制御、表示部16として機能する。記憶部3にはその他に任意のプログラムが記憶されていてよく、制御部2のプロセッサ6が任意のプログラムを実行することにより制御部2は任意の機能部として機能することができる。The client machine 1 includes a control unit 2, a storage unit 3, an input/output unit 4, and a communication unit 5. The control unit 2 includes a processor 6 such as a CPU (Central Processing Unit) and a temporary memory 7 such as a RAM (Random Access Memory). The processor 6 executes an unfolded image generation program 17 stored in the storage unit 3, causing the control unit 2 (the processor 6 of the control unit 2; the same applies below) to function as an unfolded image generation unit 8. The processor 6 executes an image analysis program 18 stored in the storage unit 3, causing the control unit 2 to function as an image analysis unit 10. The processor 6 executes a machine learning-related program 19 stored in the storage unit 3, causing the control unit 2 to function as a client-side diagnostic model determination unit 11 and a client-side pipe type estimation unit 12. Specifically, the processor 6 executes the diagnostic model receiving program, so that the control unit 2 functions as a diagnostic model receiving unit 32 using the communication unit 5; the processor 6 executes the abnormal part model determining program, so that the control unit 2 functions as an unfolded image classifying unit 33 and an abnormal part model determining unit 34; the processor 6 executes the pipe type estimation model receiving program, so that the control unit 2 functions as a pipe type estimation model receiving unit 35 using the communication unit 5; and the processor 6 executes the pipe type estimation program, so that the control unit 2 functions as a pipe type model estimating unit 36. The processor 6 executes the report output program 22 stored in the storage unit 3, so that the control unit 2 functions as a report output unit 15. In addition, the processor 6 executes various control and display programs, etc. 23 (including an operating system, various application software, driver software for various devices, etc.), so that the control unit 2 functions as a determination result display unit 13, a change registration accepting unit 14, and various control and display units 16. Any other program may be stored in the storage unit 3, and the control unit 2 can function as any functional unit by the processor 6 of the control unit 2 executing any program.

展開画像生成部8は、入出力部4のデータ入出力部(Universal Serial Bus(USB)ポート等)を介する等して外部から入力された下水管内部の撮影画像(撮影画像データ24として記憶部3に記憶される。)から、一例においては後述の図9~図18に示す原理で展開画像を生成する機能部である。展開画像生成部8は、生成した展開画像のデータを展開画像データ25として記憶部3に記憶させる。The unfolded image generating unit 8 is a functional unit that generates an unfolded image, for example according to the principle shown in Figures 9 to 18 described below, from photographed images of the inside of a sewer pipe (stored in the memory unit 3 as photographed image data 24) input from outside, for example via a data input/output unit of the input/output unit 4 (such as a Universal Serial Bus (USB) port). The unfolded image generating unit 8 stores the data of the generated unfolded image in the memory unit 3 as unfolded image data 25.

画像解析部10は、管種及び調査条件受付部28、二値化パラメータ設定部29、画像変換部30、二値画像解析部31を含み、展開画像を解析することにより、破損、クラック等の異状箇所を特定する機能部である。画像解析部10は、解析により特定された異状箇所を示すデータ(異常箇所の位置、種類を示すデータであってもよいし、或いは特定された異状箇所周辺の展開画像部分のデータであってもよい。)を、異状箇所、管種データ26として記憶部3に記憶させる。The image analysis unit 10 includes a pipe type and investigation condition reception unit 28, a binarization parameter setting unit 29, an image conversion unit 30, and a binary image analysis unit 31, and is a functional unit that identifies abnormal locations such as breakage and cracks by analyzing the unfolded image. The image analysis unit 10 stores data indicating the abnormal locations identified by the analysis (which may be data indicating the position or type of the abnormal location, or may be data of the unfolded image portion around the identified abnormal location) in the memory unit 3 as abnormal location and pipe type data 26.

クライアント側診断モデル判定部11は、診断モデル受信部32、展開画像分類部33、異状箇所モデル判定部34の各機能部を含む機能部であり、診断モデル受信部32が後述のサーバマシン37(図7参照)から機械学習済み診断モデルを受信して記憶部3に機械学習済み診断モデル20として記憶させ、展開画像分類部33が必要に応じて展開画像を分類し、異状箇所モデル判定部34が、機械学習済み診断モデル(機械学習アルゴリズムは任意のアルゴリズムであってよく、ディープラーニングによる画像認識を用いてもよいし、或いは展開画像から特定の特徴量を抽出して後述のランダムフォレスト、ニューラルネットワークによってモデルを構築してもよい。)を用いて展開画像を解析することにより、破損、クラック等の異状箇所を特定する。クライアント側診断モデル判定部11は、解析により特定された異状箇所を示すデータ(異常箇所の位置、種類を示すデータであってもよいし、或いは特定された異状箇所周辺の展開画像部分のデータであってもよい。)を、異状箇所、管種データ26として記憶部3に記憶させる。The client-side diagnostic model determination unit 11 is a functional unit including the functional units of the diagnostic model receiving unit 32, the unfolded image classification unit 33, and the abnormality location model determination unit 34. The diagnostic model receiving unit 32 receives the machine-learned diagnostic model from the server machine 37 (see FIG. 7) described later and stores it in the storage unit 3 as the machine-learned diagnostic model 20. The unfolded image classification unit 33 classifies the unfolded image as necessary. The abnormality location model determination unit 34 analyzes the unfolded image using the machine-learned diagnostic model (the machine-learning algorithm may be any algorithm, and image recognition by deep learning may be used, or specific features may be extracted from the unfolded image and a model may be constructed by a random forest or neural network described later). The client-side diagnostic model determination unit 11 stores data indicating the abnormality location identified by the analysis (which may be data indicating the position and type of the abnormality location, or may be data of the unfolded image portion around the identified abnormality location) in the storage unit 3 as the abnormality location and pipe type data 26.

クライアント側管種推定部12は、管種推定モデル受信部35、管種モデル推定部36の各機能部を含む機能部であり、管種推定モデル受信部35がサーバマシン37から機械学習済み管種推定モデルを受信して記憶部3に機械学習済み管種推定モデル21として記憶させ、管種モデル推定部36が機械学習済み管種推定モデル(機械学習アルゴリズムは任意のアルゴリズムであってよく、ディープラーニングによる画像認識を用いてもよいし、或いは展開画像から特定の特徴量を抽出して後述のランダムフォレスト、ニューラルネットワークによってモデルを構築してもよい。)を用いて展開画像を解析することにより、展開画像から管種を推定する。クライアント側管種推定部12は、解析により特定された管種(及び、必要に応じて清掃の有無等の調査条件)を示すデータを、異状箇所、管種データ26として記憶部3に記憶させる。The client-side pipe type estimation unit 12 is a functional unit including the functional units of the pipe type estimation model receiving unit 35 and the pipe type model estimating unit 36. The pipe type estimation model receiving unit 35 receives the machine-learned pipe type estimation model from the server machine 37 and stores it in the memory unit 3 as the machine-learned pipe type estimation model 21. The pipe type model estimating unit 36 analyzes the unfolded image using the machine-learned pipe type estimation model (the machine learning algorithm may be any algorithm, and image recognition by deep learning may be used, or specific features may be extracted from the unfolded image and a model may be constructed by a random forest or neural network described later), thereby estimating the pipe type from the unfolded image. The client-side pipe type estimating unit 12 stores data indicating the pipe type identified by the analysis (and, if necessary, investigation conditions such as whether or not cleaning is performed) in the memory unit 3 as the abnormality location and pipe type data 26.

判定結果表示部13は、クライアント側異状箇所判定部により異状であると判定された箇所を判定結果として表示する機能部である。一例においては、後述の図25に示すレイアウトの診断結果閲覧画面を入出力部4のディスプレイ装置に表示する。The judgment result display unit 13 is a functional unit that displays the parts judged to be abnormal by the client-side abnormal part judgment unit as the judgment result. In one example, a diagnosis result viewing screen with the layout shown in Figure 25 described later is displayed on the display device of the input/output unit 4.

変更登録受付部14は、入出力部4のキーボードやマウスを介して、クライアント側異状箇所判定部9による異状箇所判定結果に対する変更内容の登録を受け付ける機能部である。クライアントマシン1のユーザは、一例においては図25のような診断結果閲覧画面を確認しつつ、キーボードやマウスを操作することにより、クライアント側異状箇所判定部9による異状箇所判定結果に対する確定登録、変更登録等の入力を行うことができ、変更登録受付部14は、登録内容を変更登録データ27として記憶部3に記憶させる(変更の登録内容のみを記憶してもよいし、クライアント側異状箇所判定部による異状箇所判定結果を承認して「確定した」ことも記憶してもよい。)。The change registration reception unit 14 is a functional unit that accepts the registration of changes to the abnormality location determination result by the client-side abnormality location determination unit 9 via the keyboard and mouse of the input/output unit 4. The user of the client machine 1 can input confirmation registration, change registration, etc. of the abnormality location determination result by the client-side abnormality location determination unit 9 by operating the keyboard and mouse while checking the diagnosis result viewing screen as shown in FIG. 25, for example, and the change registration reception unit 14 stores the registration contents in the storage unit 3 as change registration data 27 (it may store only the change registration contents, or it may also store the abnormality location determination result by the client-side abnormality location determination unit as being "confirmed").

帳票出力部15は、クライアント側異状箇所判定部による判定結果、及び、変更登録受付部14が登録を受け付けた判定結果に対する変更内容に基づき、下水管の異状診断結果を帳票として出力する機能部である。帳票の例は後述の図26~図32に示される。The report output unit 15 is a functional unit that outputs the results of the abnormality diagnosis of the sewer pipe as a report based on the judgment result by the client-side abnormality location judgment unit and the changes to the judgment result accepted for registration by the change registration acceptance unit 14. Examples of the report are shown in Figures 26 to 32 described below.

記憶部3は、ハードディスクドライブ、SSD(Solid State Drive)等を備えた記憶(記録)装置であり、上述のとおり制御部2をさまざまな機能部として機能させるためにプロセッサ6によって実行されるプログラムとして、展開画像生成プログラム17、画像解析プログラム18、機械学習関連プログラム19(診断モデル受信プログラム、管種推定モデル受信プログラム、異状箇所モデル判定プログラム、管種推定プログラムを含む)、帳票出力プログラム22、各種制御、表示プログラム等23を記憶する。また記憶部3は、サーバマシン37の診断モデル生成部44により生成される機械学習済みモデルとして、展開画像から画像認識等により異状箇所を判定する機械学習済み診断モデル20を記憶する。さらに記憶部3は、サーバマシン37の管種推定モデル生成部46により生成される機械学習済みモデルとして、展開画像から管種を推定する機械学習済み管種推定モデル21を記憶する。また記憶部3は、図3に示すとおり撮影画像データ24、展開画像データ25、異状箇所、管種データ26、変更登録データ27も記憶する。The storage unit 3 is a storage (recording) device equipped with a hard disk drive, SSD (Solid State Drive), etc., and stores the unfolded image generation program 17, the image analysis program 18, the machine learning related program 19 (including the diagnostic model receiving program, the pipe type estimation model receiving program, the abnormality location model determination program, and the pipe type estimation program), the report output program 22, and various control and display programs 23 as programs executed by the processor 6 to make the control unit 2 function as various functional units as described above. The storage unit 3 also stores a machine-learned diagnostic model 20 that determines an abnormality location from an unfolded image by image recognition, etc., as a machine-learned model generated by the diagnostic model generation unit 44 of the server machine 37. The storage unit 3 also stores a machine-learned pipe type estimation model 21 that estimates a pipe type from an unfolded image as a machine-learned model generated by the pipe type estimation model generation unit 46 of the server machine 37. The storage unit 3 also stores photographed image data 24, developed image data 25, abnormal location, pipe type data 26, and change registration data 27, as shown in FIG.

サーバマシンの構成
図7は、下水管内異状診断支援システムに含まれるクラウドサーバ等、サーバマシンの構成を示すブロック図である。サーバマシン37は、制御部38と、記憶部39と、入出力部40と、通信部41とを備える。制御部38は、CPU等のプロセッサ42と、RAM等の一時メモリ43とを備える。プロセッサ42が、記憶部39に記憶された機械学習関連プログラム51中、診断モデル生成プログラムを実行することにより、制御部38(のプロセッサ42。以下においても同様)は診断モデル生成部44として機能し、プロセッサ42が診断モデル送信プログラムを実行することにより、制御部38は通信部41を用いる診断モデル送信部45として機能し、プロセッサ42が管種推定モデル生成プログラムを実行することにより、制御部38は管種推定モデル生成部46として機能し、プロセッサ42が管種推定モデル送信プログラムを実行することにより、制御部38は通信部41を用いる管種推定モデル送信部47として機能し、プロセッサ42が診断モデル評価プログラムを実行することにより、制御部38は診断モデル評価部48として機能し、プロセッサ42が管種推定モデル評価プログラムを実行することにより、制御部38は管種推定モデル評価部49として機能する。その他、プロセッサ42が各種制御、表示プログラム等54(オペレーティングシステムや、各種アプリケーションソフトウェア、各種デバイスのドライバソフトウェア等を含む)を実行することにより、制御部38は各種制御、表示部50として機能する。記憶部39にはその他に任意のプログラムが記憶されていてよく、制御部38のプロセッサ42が任意のプログラムを実行することにより制御部38は任意の機能部として機能することができる。
7 is a block diagram showing the configuration of a server machine, such as a cloud server, included in the sewer pipe abnormality diagnosis support system. The server machine 37 includes a control unit 38, a storage unit 39, an input/output unit 40, and a communication unit 41. The control unit 38 includes a processor 42, such as a CPU, and a temporary memory 43, such as a RAM. When the processor 42 executes a diagnostic model generation program from among the machine learning related programs 51 stored in the storage unit 39, the control unit 38 (the processor 42 of the control unit 38; the same applies below) functions as a diagnostic model generation unit 44, when the processor 42 executes a diagnostic model transmission program, the control unit 38 functions as a diagnostic model transmission unit 45 using the communication unit 41, when the processor 42 executes a pipe type estimation model generation program, the control unit 38 functions as a pipe type estimation model generation unit 46, when the processor 42 executes a pipe type estimation model transmission program, the control unit 38 functions as a pipe type estimation model transmission unit 47 using the communication unit 41, when the processor 42 executes a diagnostic model evaluation program, the control unit 38 functions as a diagnostic model evaluation unit 48, and when the processor 42 executes a pipe type estimation model evaluation program, the control unit 38 functions as a pipe type estimation model evaluation unit 49. In addition, when the processor 42 executes various control and display programs, etc. 54 (including an operating system, various application software, driver software for various devices, etc.), the control unit 38 functions as various control and display units 50. The memory unit 39 may store any other program, and the processor 42 of the control unit 38 executes the program, allowing the control unit 38 to function as any functional unit.

診断モデル生成部44は、展開画像から異状箇所を推定するための診断モデルを機械学習により生成する機能部である。機械学習のアルゴリズムとしては任意のアルゴリズムを用いてよいが、一例においては、展開画像データを入力とし、当該展開画像データ中の異状箇所の情報(位置、タイプ、及び異状箇所周辺の画像データ等)を出力とするディープラーニングによる画像認識の学習アルゴリズムを用いることができる。ディープラーニングを用いた機械学習においては、教師データ(学習データ)として、展開画像データ(入力)と、当該展開画像中の異状箇所の情報(位置、タイプ、及び異状箇所周辺の画像データ等。出力)の組のデータを多数用意し、これらの教師データ(一例においては、異状箇所の情報でラベル付けされた多数の展開画像データとして学習データを用意する。)により画像認識モデルに機械学習をさせることでモデルの判定精度を向上させることができる。ディープラーニングによる画像認識は広く知られており、ここではこれ以上詳しく説明しない。なお、管種、及び清掃状態等の調査条件に応じて分類された教師データを準備し、管種、及び清掃状態等の調査条件に応じて別個の診断モデルを生成することにより、展開画像データを管種、及び清掃状態等の調査条件で分類してから対応する診断モデルを用いて異状箇所診断を行うことが可能となり、これにより判定精度が向上すると考えられる。診断モデル生成部44は、生成した診断モデルを機械学習済み診断モデル52として記憶部39に記憶させる。診断モデル送信部45は、診断モデル生成部44が生成した機械学習済み診断モデルを、通信部41を用いてクライアントマシン1に送信する。診断モデル評価部48は、テストデータ56として展開画像データと異状箇所データを用いて機械学習済み診断モデル52の判定精度を評価したり、機械学習済み診断モデル52の診断結果を、変更登録データ57によって示されるクライアント側での変更内容と比較して機械学習済み診断モデル52の判定精度を評価したりする。The diagnostic model generating unit 44 is a functional unit that generates a diagnostic model for estimating an abnormality from an unfolded image by machine learning. Any algorithm may be used as the machine learning algorithm, but in one example, a learning algorithm for image recognition by deep learning can be used in which the unfolded image data is input and information on the abnormality in the unfolded image data (position, type, and image data around the abnormality, etc.) is output. In machine learning using deep learning, a large number of sets of data of unfolded image data (input) and information on the abnormality in the unfolded image (position, type, and image data around the abnormality, etc. output) are prepared as teacher data (learning data), and the accuracy of the judgment of the model can be improved by having the image recognition model perform machine learning using this teacher data (in one example, the learning data is prepared as a large number of unfolded image data labeled with information on the abnormality). Image recognition by deep learning is widely known, and will not be described in further detail here. In addition, by preparing teacher data classified according to the investigation conditions such as pipe type and cleaning state, and generating separate diagnostic models according to the investigation conditions such as pipe type and cleaning state, it is possible to classify the unfolded image data by the investigation conditions such as pipe type and cleaning state, and then diagnose the abnormal part using the corresponding diagnostic model, which is considered to improve the judgment accuracy. The diagnostic model generation unit 44 stores the generated diagnostic model in the storage unit 39 as the machine-learned diagnostic model 52. The diagnostic model transmission unit 45 transmits the machine-learned diagnostic model generated by the diagnostic model generation unit 44 to the client machine 1 using the communication unit 41. The diagnostic model evaluation unit 48 evaluates the judgment accuracy of the machine-learned diagnostic model 52 using the unfolded image data and the abnormal part data as the test data 56, and evaluates the judgment accuracy of the machine-learned diagnostic model 52 by comparing the diagnosis result of the machine-learned diagnostic model 52 with the change contents on the client side indicated by the change registration data 57.

管種推定モデル生成部46は、展開画像から管種を推定するための管種推定モデルを機械学習により生成する機能部である。機械学習のアルゴリズムとしては任意のアルゴリズムを用いてよいが、一例においては、展開画像データを入力とし、当該展開画像によって表される下水管の管種(ヒューム管、陶管、塩ビ管、等)を出力とするディープラーニングによる画像認識の学習アルゴリズムを用いることができる。ディープラーニングを用いた機械学習においては、教師データ(学習データ)として、展開画像データ(入力)と、当該展開画像によって表される下水管の管種(ヒューム管、陶管、塩ビ管、等。出力)の組のデータを多数用意し、これらの教師データ(一例においては、管種の情報でラベル付けされた多数の展開画像データとして学習データを用意する。)により画像認識モデルに機械学習をさせることでモデルの判定精度を向上させることができる。また管種だけでなく、清掃の有無等も推定するモデルとして管種推定モデルを構築することもできる。この場合は、教師データ(学習データ)として、展開画像データ(入力)と、当該展開画像によって表される「下水管の管種(ヒューム管、陶管、塩ビ管、等)及び清掃状態等の調査条件」(出力)の組のデータを多数用意し、これらの教師データ(一例においては、管種及び清掃状態等の調査条件の情報(「ヒューム管、清掃済み」等)でラベル付けされた多数の展開画像データとして学習データを用意する。)により画像認識モデルに機械学習をさせることでモデルの判定精度を向上させることができる。管種推定モデル生成部46は、生成した管種推定モデルを機械学習済み管種推定モデル53として記憶部39に記憶させる。管種推定モデル送信部47は、管種推定モデル生成部46が生成した機械学習済み管種推定モデルを、通信部41を用いてクライアントマシン1に送信する。管種推定モデル評価部49は、テストデータ56として展開画像データと管種データ(清掃状態等の調査条件の情報を含んでもよい。)を用いて機械学習済み管種推定モデル53の判定精度を評価したり、機械学習済み管種推定モデル53の診断結果を、変更登録データ57によって示されるクライアント側での変更内容と比較して機械学習済み管種推定モデル53の判定精度を評価したりする。The pipe type estimation model generating unit 46 is a functional unit that generates a pipe type estimation model for estimating the pipe type from the unfolded image by machine learning. Any algorithm may be used as the machine learning algorithm, but in one example, a learning algorithm for image recognition by deep learning can be used in which the unfolded image data is input and the pipe type of the sewer pipe represented by the unfolded image (Hume pipe, ceramic pipe, PVC pipe, etc.) is output. In machine learning using deep learning, a large number of sets of data of unfolded image data (input) and the pipe type of the sewer pipe represented by the unfolded image (Hume pipe, ceramic pipe, PVC pipe, etc. output) are prepared as teacher data (learning data), and the image recognition model is made to perform machine learning using this teacher data (in one example, the learning data is prepared as a large number of unfolded image data labeled with information on the pipe type.) The accuracy of the model's judgment can be improved by having the image recognition model perform machine learning. In addition, a pipe type estimation model can be constructed as a model that estimates not only the pipe type but also the presence or absence of cleaning, etc. In this case, a large number of sets of data, each consisting of unfolded image data (input) and "sewer pipe type (Hume pipe, ceramic pipe, PVC pipe, etc.) and inspection conditions such as cleaning status" (output) represented by the unfolded image, are prepared as teacher data (learning data), and machine learning is performed on the image recognition model using this teacher data (in one example, learning data is prepared as a large number of unfolded image data labeled with information on inspection conditions such as pipe type and cleaning status (e.g., "Hume pipe, cleaned").) to improve the judgment accuracy of the model. The pipe type estimation model generation unit 46 stores the generated pipe type estimation model in the storage unit 39 as the machine-learned pipe type estimation model 53. The pipe type estimation model transmission unit 47 transmits the machine-learned pipe type estimation model generated by the pipe type estimation model generation unit 46 to the client machine 1 using the communication unit 41. The pipe type estimation model evaluation unit 49 evaluates the determination accuracy of the machine-learned pipe type estimation model 53 using the unfolded image data and pipe type data (which may include information on inspection conditions such as cleaning status) as test data 56, and evaluates the determination accuracy of the machine-learned pipe type estimation model 53 by comparing the diagnosis results of the machine-learned pipe type estimation model 53 with the changes on the client side indicated by the change registration data 57.

記憶部39は、ハードディスクドライブ、SSD等を備えた記憶(記録)装置であり、上述のとおり制御部38をさまざまな機能部として機能させるためにプロセッサ42によって実行されるプログラムとして、機械学習関連プログラム51(診断モデル生成プログラム、管種推定モデル生成プログラム、診断モデル送信生成プログラム、管種推定モデル送信プログラム、診断モデル評価プログラム、管種推定モデル評価プログラム)、各種制御、表示プログラム等54を記憶する。また記憶部39は、サーバマシン37の診断モデル生成部44により生成される機械学習済みモデルとして、展開画像から画像認識等により異状箇所を判定する機械学習済み診断モデル52を記憶する。さらに記憶部39は、サーバマシン37の管種推定モデル生成部46により生成される機械学習済みモデルとして、展開画像から管種を推定する機械学習済み管種推定モデル53を記憶する。また記憶部39は、図7に示すとおり教師データ55、テストデータ56、変更登録データ57も記憶する。The storage unit 39 is a storage (recording) device equipped with a hard disk drive, SSD, etc., and stores various control and display programs 54, etc., as programs executed by the processor 42 to make the control unit 38 function as various functional units as described above. The storage unit 39 also stores a machine-learned diagnostic model 52 that determines an abnormality from an unfolded image by image recognition, etc., as a machine-learned model generated by the diagnostic model generation unit 44 of the server machine 37. The storage unit 39 also stores a machine-learned pipe type estimation model 53 that estimates a pipe type from an unfolded image as a machine-learned model generated by the pipe type estimation model generation unit 46 of the server machine 37. The storage unit 39 also stores teacher data 55, test data 56, and change registration data 57, as shown in FIG. 7.

下水管内異状診断支援システムの動作
以下、図8~図32も参照しつつ、下水管内異状診断支援システムの動作を説明する。図8は、下水管内異状診断支援システムの動作フローを示すフローチャートである。なお、以下の例においては撮影画像が動画であるとして説明するが、静止画としての撮影画像(例えば静止画カメラを搭載したカメラ車が下水道管路内部で走行しつつ静止画を断続的に撮影することにより、動画と同様の画像情報を得ることができる)を用いても、同様の原理で下水管内異状診断支援システムを動作させることができる。
Operation of the Sewer Pipe Abnormality Diagnosis Support System The operation of the sewer pipe abnormality diagnosis support system will be described below with reference to Figs. 8 to 32. Fig. 8 is a flowchart showing the operation flow of the sewer pipe abnormality diagnosis support system. Note that in the following example, the captured images will be described as moving images, but the sewer pipe abnormality diagnosis support system can be operated on the same principle even if still images are used (for example, image information similar to moving images can be obtained by intermittently capturing still images while a camera vehicle equipped with a still image camera drives inside a sewer pipe).

下水管内の動画は、既に説明したとおりカメラを搭載した無人航空機に管内を撮影飛行させるなどして予め撮影済みであるとし、またクライアントマシン1の記憶部3に撮影動画(撮影画像)データ24として記憶されているとする。クライアントマシン1のユーザは、各種制御、表示部16(図25に示すような閲覧画面表示、ユーザからの変更登録等を受け付けるインタフェース等の処理も行う。)により入出力部4のディスプレイ装置に表示される画面を参照しつつ、撮影動画データのリストから、入出力部4のキーボード、マウス等を介して(ユーザからのその他の入出力においても同様)読み込むべき撮影動画を選択する。各種制御、表示部16は、撮影データ24に含まれる撮影動画データ1~N(Nは1以上の整数)のうち、選択された撮影動画データを読み込んで入出力部4のディスプレイ装置に表示する(ステップS101)。As already explained, it is assumed that video of the inside of the sewer pipe has been captured in advance by flying an unmanned aerial vehicle equipped with a camera inside the pipe to capture the video, and that the video (captured image) data 24 has been stored in the memory unit 3 of the client machine 1. The user of the client machine 1 selects the captured video to be read from the list of captured video data via the keyboard, mouse, etc. of the input/output unit 4 (the same applies to other inputs and outputs from the user) while referring to the screen displayed on the display device of the input/output unit 4 by the various control and display unit 16 (which also processes the browsing screen display as shown in FIG. 25 and the interface that accepts changes and registrations from the user). The various control and display unit 16 reads the selected captured video data from the captured video data 1 to N (N is an integer equal to or greater than 1) included in the capture data 24 and displays it on the display device of the input/output unit 4 (step S101).

次にクライアントマシン1のユーザは、各種制御、表示部16により入出力部4のディスプレイ装置に表示される画面を参照しつつ、展開図作成の指示を入力し、展開画像作成部8は選択された撮影動画データを用いて展開図(展開画像)を作成する(ステップS102)。Next, the user of the client machine 1 inputs instructions to create an unfolded diagram while referring to the screen displayed on the display device of the input/output unit 4 by the various control and display units 16, and the unfolded image creation unit 8 creates an unfolded diagram (unfolded image) using the selected captured video data (step S102).

図9~図17は、図8のフロー中、展開図作成の原理を説明する図である。ただし本実施形態における展開図作成は、図9~図17に示すものに限らず任意の手法を用いてよい。 Figures 9 to 17 are diagrams explaining the principle of creating a development view in the flow of Figure 8. However, the creation of the development view in this embodiment is not limited to the one shown in Figures 9 to 17, and any method may be used.

1.展開画像作成部8は、まずOpenCV(オープンソースのコンピュータビジョン向けライブラリ)の機能(展開画像生成プログラム17に含まれる)を用いて、動画をフレーム単位に画面キャプチャし、フレーム単位の画像データを生成する(図9)。 1. The unfolded image creation unit 8 first uses the functions of OpenCV (an open source library for computer vision) (included in the unfolded image generation program 17) to capture the video frame by frame and generate image data for each frame (Figure 9).

2.次に展開画像生成部8は、連続した2枚の画像から進んだ距離(dist)を算出する(図10)。ここにおいて、撮影動画は図11に示すとおり距離メータ表示(単位はmとする)を含み、ある画像中の距離メータ表示をAとし、次の画像の距離メータ表示をBとすると、進んだ距離(dist)は、

Figure 0007559247000001
となる。画像中の左上の距離メータは、画像認識(パターンマッチング)で読み取る。また距離メータがない場合、下記「4.」以降の処理は、切り取り角度wdeg=181.0として行う。 2. Next, the developed image generating unit 8 calculates the distance traveled (dist) from two consecutive images (FIG. 10). Here, the captured video includes a distance meter display (unit: m) as shown in FIG. 11. If the distance meter display in one image is A and the distance meter display in the next image is B, the distance traveled (dist) is calculated as follows:
Figure 0007559247000001
The distance meter in the upper left of the image is read by image recognition (pattern matching). If there is no distance meter, the processing from "4." below onwards will be carried out with a cut angle wdeg = 181.0.

3.次に展開画像生成部8は、求めた距離(dist)からA画像の切り取り角度(wdeg)を以下の手順で算出する(図12)。
(1)rlの円周と、実際の管径(入力パラメータ)から求めた円周よりrl地点の1画素当たりの距離を算出

Figure 0007559247000002
ただし「*」は乗算を表す。

(2)rlをrs方向に縮めて行き、距離の合計が入力距離となるrsを算出
Figure 0007559247000003

(3)上記で求めたrsから切り取り角度(wdeg)を算出
Figure 0007559247000004
3. Next, the exfoliated picture generating unit 8 calculates the cutout angle (wdeg) of image A from the obtained distance (dist) in the following procedure (FIG. 12).
(1) Calculate the distance per pixel at point rl from the circumference of rl and the circumference calculated from the actual pipe diameter (input parameter).
Figure 0007559247000002
Here, "*" represents multiplication.

(2) Calculate rs whose total distance is the input distance by shrinking rl in the rs direction.
Figure 0007559247000003

(3) Calculate the cut angle (wdeg) from the rs obtained above.
Figure 0007559247000004

4.次に展開画像生成部8は、以下の手順で切り取り角度を基に画像の切り取りを行う(図13~図15)。
(1)切り取り角度wdegよりrsを再度算出
(2)展開図高さはrlの円周画素+1とする
(3)展開図幅は以下の式で算出

Figure 0007559247000005

(4)rlの円周角度単位に正像変換で展開画像を作成。
Figure 0007559247000006
※param…可変パラメータ。別途チューニングして設定
上記角度パラメータより展開パラメータを計算する。
Figure 0007559247000007

展開図幅単位に参照画素を求める。
Figure 0007559247000008

Figure 0007559247000009
Figure 0007559247000010
Figure 0007559247000011
Figure 0007559247000012
Figure 0007559247000013
4. Next, the developed picture generating unit 8 cuts out the image based on the cut angle in the following procedure (FIGS. 13 to 15).
(1) Recalculate rs from the cut angle wdeg. (2) The height of the development is the circumference pixel of rl + 1. (3) Calculate the width of the development using the following formula.
Figure 0007559247000005

(4) Create an expanded image by normal transformation in units of the rl circular angle.
Figure 0007559247000006
※param...variable parameter. Set by tuning separately. Calculate the expansion parameters from the above angle parameters.
Figure 0007559247000007

Find the reference pixel per development width unit.
Figure 0007559247000008

Figure 0007559247000009
Figure 0007559247000010
Figure 0007559247000011
Figure 0007559247000012
Figure 0007559247000013

5.次に展開画像生成部8は、以下の手順で展開画像の輝度を平準化する(図16。光の辺り具合にばらつきがある場合があるので、平準化する)。
・天井部分の平均輝度(lY)を求める。
・対象行の平均輝度(rY)と調べる画素輝度(Y)の差がZZ(閾値)以下であれば輝度を補正する。

Figure 0007559247000014
5. Next, the exfoliated image generating unit 8 averages the luminance of the exfoliated image in the following procedure (FIG. 16. Since there may be variations in the way the light hits the image, the luminance is averaged).
・Calculate the average luminance (lY) of the ceiling area.
If the difference between the average luminance (rY) of the target row and the luminance (Y) of the pixel being examined is equal to or less than ZZ (threshold value), the luminance is corrected.
Figure 0007559247000014

6.最後に展開画像生成部8は、展開図の接合処理を行う(図17)。 6. Finally, the unfolded image generation unit 8 performs the joining process of the unfolded images (Figure 17).

図18は、展開図作成により得られる展開図の一例を模式的に示す図である。一例においては円筒状の下水管の内側表面が、図18に示すとおり長方形状の平面図として表される。後述の画像解析、診断モデルによる判定により、下水管内壁58中の異状箇所60が自動検出され、また検出結果はクライアント側で変更登録することができる。展開画像生成部8が生成した展開画像は、入出力部4のディスプレイ装置に表示される。 Figure 18 is a schematic diagram showing an example of an unfolded view obtained by creating an unfolded view. In one example, the inner surface of a cylindrical sewer pipe is represented as a rectangular plan view as shown in Figure 18. Abnormal points 60 in the sewer pipe inner wall 58 are automatically detected by image analysis and judgment using a diagnostic model, which will be described later, and the detection results can be changed and registered on the client side. The unfolded image generated by the unfolded image generation unit 8 is displayed on the display device of the input/output unit 4.

次にクライアントマシン1のユーザは、表示された展開画像に対する異状解析方法として、(A)画像解析、及び(B)診断モデルによる解析のどちらかを選択する(ステップS103)。Next, the user of client machine 1 selects either (A) image analysis or (B) analysis using a diagnostic model as the method of abnormality analysis for the displayed unfolded image (step S103).

(A)画像解析が選択された場合、画像解析部10は、ステップS102で生成された展開画像を用いて図19に示す手順で異状箇所の画像解析を行う(ステップS104)。(A) If image analysis is selected, the image analysis unit 10 performs image analysis of the abnormal area using the unfolded image generated in step S102 in the procedure shown in Figure 19 (step S104).

図19は、図8のフロー中、画像解析の動作フローを示すフローチャートである。画像解析は、展開画像の生成と同様にOpenCVの機能(画像解析プログラム18に含まれる)を用いて実装することができる。まずユーザは、展開画像の管種を手動設定して入出力部4から入力し、管種及び調査条件受付部28が入力を受け付ける(ステップS201)。一例においてユーザはヒューム管、陶管、塩ビ管のうちから設定して入力する。次にユーザは、展開画像の調査条件を手動設定して入出力部4から入力し、管種及び調査条件受付部28が入力を受け付ける(ステップS202)。一例においては清掃の有無を設定して入力する。次に二値化パラメータ設定部29は、管種、調査条件より、画像変換(二値化)のパラメータを生成する(ステップS203)。具体的に、二値化パラメータ設定部29は、管種、調査条件ごとにあらかじめ決められた二値化の閾値を設定する(OpenCVのthresholdパラメータを設定)。引き続き画像変換部30は、「パラメータ生成」により生成されたパラメータをもとに二値化を行い、展開画像を白黒画像(二値画像)に変換し(ステップS204)、二値画像解析部31は、「画像変換」により二値化した画像をピクセル単位に分割する(ステップS205)。次に二値画像解析部31は、二値画像に対してピクセル単位で走査を行い、黒色が含まれる部分を黒色でマークし、黒色の塊(特徴点)として抽出し(ステップS206)、抽出された特徴点を分析して異常箇所を判定する(ステップS207)。具体的に、二値画像解析部31は、各異常箇所(破損、クラック…etc)の特徴を判定するアルゴリズムにより、異常箇所であるかの判定および異常箇所であった場合、異常種別を判定する。ここにおけるアルゴリズムとしては、OpenCV等により公知の物体認識アルゴリズム等、任意のアルゴリズムを用いることができ、異常種類ごとにあらかじめ決められた黒色箇所の繋がり、広がり、割合の情報(パラメータ)を用いて異常箇所の判定を行う。具体的な判定基準としては、例えば黒色のピクセル数が所定の閾値を超えた時に異常であると判定し、黒色箇所の形状に応じて破損、クラック等に分類する等、ノウハウ(パターン)の蓄積により判定条件を設定してプログラム化することができる。 Figure 19 is a flowchart showing the operation flow of image analysis in the flow of Figure 8. Image analysis can be implemented using the OpenCV function (included in the image analysis program 18) in the same way as the generation of the unfolded image. First, the user manually sets the pipe type of the unfolded image and inputs it from the input/output unit 4, and the pipe type and investigation condition receiving unit 28 accepts the input (step S201). In one example, the user sets and inputs it from among a hume pipe, a ceramic pipe, and a PVC pipe. Next, the user manually sets the investigation conditions of the unfolded image and inputs it from the input/output unit 4, and the pipe type and investigation condition receiving unit 28 accepts the input (step S202). In one example, the user sets and inputs whether or not cleaning is performed. Next, the binarization parameter setting unit 29 generates parameters for image conversion (binarization) from the pipe type and investigation conditions (step S203). Specifically, the binarization parameter setting unit 29 sets a binarization threshold value that is predetermined for each pipe type and investigation condition (sets the threshold parameter of OpenCV). Next, the image conversion unit 30 performs binarization based on the parameters generated by "parameter generation" to convert the developed image into a black and white image (binary image) (step S204), and the binary image analysis unit 31 divides the image binarized by "image conversion" into pixel units (step S205). Next, the binary image analysis unit 31 scans the binary image pixel by pixel, marks parts containing black in black, and extracts them as black lumps (feature points) (step S206), and analyzes the extracted feature points to determine abnormal areas (step S207). Specifically, the binary image analysis unit 31 determines whether an abnormal area is an abnormal area using an algorithm that determines the characteristics of each abnormal area (breakage, cracks, etc.), and if an abnormal area is an abnormal area, determines the type of abnormality. As the algorithm here, any algorithm such as a publicly known object recognition algorithm by OpenCV or the like can be used, and the abnormal area is determined using information (parameters) on the connection, spread, and ratio of black areas that are predetermined for each type of abnormality. As a specific judgment criterion, for example, an abnormality is judged when the number of black pixels exceeds a predetermined threshold, and the black areas are classified as damaged, cracked, etc. depending on the shape of the black areas. Judgment conditions can be set and programmed based on the accumulation of know-how (patterns).

ステップS103で(B)診断モデルによる解析が選択された場合、クライアント側診断モデル判定部11は、ステップS102で生成された展開画像を用いて図20,図21に示す手順で異状箇所の画像解析を行う(ステップS105)。 If analysis using diagnostic model (B) is selected in step S103, the client-side diagnostic model determination unit 11 performs image analysis of the abnormal area using the unfolded image generated in step S102 in the steps shown in Figures 20 and 21 (step S105).

まず診断モデル受信部32は、最新の診断モデルをクラウドサーバ37からダウンロードし、機械学習済み診断モデル20として記憶部3に記憶する(ステップS301)。引き続き、異状箇所モデル判定部34は、ダウンロードした機械学習済み診断モデル20を用いて異状箇所の判定を行う(ステップS302)。上述のとおり機械学習済み診断モデルは、一例において、展開画像データを入力とし、当該展開画像データ中の異状箇所の情報(位置、タイプ、及び異状箇所周辺の画像データ等)を出力とするディープラーニングによる画像認識の学習アルゴリズムを用いて機械学習を行った診断モデルである。異状箇所モデル判定部34は、機械学習済み診断モデル20に対する入力として展開画像データを用い、出力として異状箇所の情報(位置、タイプ、及び異状箇所周辺の画像データ等)を得ることにより異状箇所の判定を行う。First, the diagnostic model receiving unit 32 downloads the latest diagnostic model from the cloud server 37 and stores it in the storage unit 3 as the machine-learned diagnostic model 20 (step S301). Subsequently, the abnormality part model determining unit 34 uses the downloaded machine-learned diagnostic model 20 to determine the abnormality part (step S302). As described above, in one example, the machine-learned diagnostic model is a diagnostic model that has been machine-learned using a learning algorithm for image recognition by deep learning, in which the unfolded image data is input and information on the abnormality part in the unfolded image data (position, type, image data around the abnormality part, etc.) is output. The abnormality part model determining unit 34 uses the unfolded image data as input to the machine-learned diagnostic model 20 and determines the abnormality part by obtaining information on the abnormality part (position, type, image data around the abnormality part, etc.) as output.

なお、後述の実施例でも説明するとおり、予めk-means法(k平均法)等の手法により展開画像データをクラスタリングした上で異状箇所のモデル判定を行うことにより判定精度の向上が期待できる。この場合は、展開画像分類部33が異状箇所モデル判定プログラムを実行することにより展開画像データを分類し、その後に異常箇所モデル判定部34が任意のアルゴリズムによる機械学習済みの診断モデル20を用いて異状箇所の判定を行う。一例においては、まず展開画像分類部33がk-means法により展開画像データをクラスタリングし、その後に異常箇所モデル判定部34が、クラスタリング結果に応じて定められる特徴量抽出方法に従って展開画像データから複数のパラメータ(背景色、最大明度差、背景とみなす範囲等)から特徴量を抽出し、抽出した特徴量を入力として、ランダムフォレスト、ニューラルネットワーク等の機械学習アルゴリズムにより機械学習された診断モデルに入力して診断を行い、異状箇所の情報(位置、タイプ、及び異状箇所周辺の画像データ等)を出力として得ることができる。As will be described in the following examples, the accuracy of the determination can be improved by clustering the unfolded image data using a method such as the k-means method beforehand and then performing a model determination of the abnormal area. In this case, the unfolded image classification unit 33 executes an abnormal area model determination program to classify the unfolded image data, and then the abnormal area model determination unit 34 determines the abnormal area using a diagnostic model 20 that has been machine-learned using an arbitrary algorithm. In one example, the unfolded image classification unit 33 first clusters the unfolded image data using the k-means method, and then the abnormal area model determination unit 34 extracts features from multiple parameters (background color, maximum brightness difference, range considered as background, etc.) from the unfolded image data according to a feature extraction method determined according to the clustering result, and inputs the extracted features as input to a diagnostic model machine-learned by a machine learning algorithm such as a random forest or neural network to perform a diagnosis, and information on the abnormal area (position, type, image data around the abnormal area, etc.) can be obtained as an output.

なお、ステップS105においては、クライアント側管種推定部12による管種、及び清掃状態等の調査条件の推定と併せて異状箇所の判定を行ってもよい。この場合、ステップS301においては、上述の処理に加えて管種推定モデル受信部35が最新の管種推定モデルをクラウドサーバ37からダウンロードし、機械学習済み管種推定モデル21として記憶部3に記憶する。引き続き、ステップS302においては、管種モデル推定部36は、ダウンロードした機械学習済み管種推定モデル21を用いて管種、及び清掃状態等の調査条件の推定を行い、異状箇所モデル判定部34は、管種モデル推定部36の推定結果に応じた機械学習済み診断モデル20を用いて(ステップS301において、診断モデル受信部32はさまざまな管種、及び清掃状態等の調査条件に応じた機械学習済み診断モデル20を受信して記憶部3に記憶しているとする。)異状箇所の判定を行う。In step S105, the abnormality location may be determined in conjunction with the estimation of the investigation conditions such as the pipe type and cleaning state by the client-side pipe type estimation unit 12. In this case, in step S301, in addition to the above-mentioned processing, the pipe type estimation model receiving unit 35 downloads the latest pipe type estimation model from the cloud server 37 and stores it in the storage unit 3 as the machine-learned pipe type estimation model 21. Subsequently, in step S302, the pipe type model estimation unit 36 estimates the investigation conditions such as the pipe type and cleaning state using the downloaded machine-learned pipe type estimation model 21, and the abnormality location model determination unit 34 uses the machine-learned diagnostic model 20 corresponding to the estimation result of the pipe type model estimation unit 36 (in step S301, it is assumed that the diagnostic model receiving unit 32 receives the machine-learned diagnostic model 20 corresponding to the investigation conditions such as various pipe types and cleaning states and stores it in the storage unit 3).

ステップS106において、判定結果表示部13は、ステップS104又はS105において判定された異状箇所の情報(診断結果)を入出力部4のディスプレイ装置にシステム画面として出力する。一例においては、図25に示す診断結果閲覧画面が判定結果表示部13によって入出力部4のディスプレイ装置に表示される。図25の閲覧画面中、左上には撮影動画データファイルのリストが表示され、ユーザは任意の撮影動画を選択して、上述の展開図生成及び異状箇所診断を閲覧画面内のボタン押下により指示する。また閲覧画面の下部には展開画像が表示され、特に画像解析又は診断モデルによる解析で異状であると判定された箇所を囲むよう色付きの枠(本件図面ではグレースケール表示となっている。)が表示されている。また接続部分(継手部分)に重なるよう色付きの線(本件図面ではグレースケール表示となっている。)が表示されている(画像解析アルゴリズム、或いは機械学習により異状箇所の判定モデルを生成する際に、出力として異状箇所の情報だけでなく接続部分(継手部分)の位置等も出力するよう構成できる。例えば診断モデルにディープラーニングとしての機械学習をさせる場合は、教師データとして、異状箇所の情報に加えて継手部分の情報とセットにした展開画像データを与えてモデルに機械学習をさせることができるし、或いは画像解析アルゴリズムとして、二値画像において下水管を切断するような線状部分を検出した時に接続部分(継手部分)と判断するようアルゴリズムを構築することができる。)。In step S106, the judgment result display unit 13 outputs information on the abnormal location judged in step S104 or S105 (diagnosis result) as a system screen to the display device of the input/output unit 4. In one example, the diagnosis result viewing screen shown in FIG. 25 is displayed on the display device of the input/output unit 4 by the judgment result display unit 13. In the viewing screen of FIG. 25, a list of captured video data files is displayed in the upper left, and the user selects any captured video and instructs the above-mentioned development diagram generation and abnormal location diagnosis by pressing a button in the viewing screen. In addition, the development image is displayed at the bottom of the viewing screen, and in particular, a colored frame (displayed in grayscale in this drawing) is displayed to surround the location judged to be abnormal by image analysis or analysis using a diagnostic model. In addition, colored lines (shown in grayscale in the drawings) are displayed so as to overlap the connection parts (joint parts). (When generating a model for determining abnormal parts using an image analysis algorithm or machine learning, it can be configured to output not only information about the abnormal parts but also the positions of the connection parts (joint parts), etc. For example, when performing machine learning as deep learning on a diagnostic model, it is possible to provide the model with unfolded image data that is a set of information about the abnormal parts as well as information about the joint parts as training data to perform machine learning on the model, or an algorithm can be constructed as an image analysis algorithm so that when a linear part that looks like it is cutting a sewer pipe is detected in a binary image, it is determined to be a connection part (joint part).).

またステップS106で表示される診断結果閲覧画面において、ユーザは、異状箇所の判定結果に対する変更登録(編集)を行うことができる。一例において、図25の閲覧画面を見たユーザが、上記色付きの枠で囲まれていない部分において異状箇所を発見した時は、当該発見した異状箇所を入出力部4のマウス操作(ドラッグ・アンド・ドロップ等)により選択し、画面案内に沿って異状の種類(破損・クラック等)等の情報を選択することにより、異状箇所の判定結果を編集することができる。またここにおいてユーザは、管種、清掃状態等の調査条件も同様に編集することができることとしてよい。 In addition, on the diagnosis result viewing screen displayed in step S106, the user can register (edit) changes to the abnormality determination results. In one example, when a user looking at the viewing screen of FIG. 25 finds an abnormality in a part not surrounded by the colored frame, the user can select the found abnormality by operating the mouse (drag-and-drop, etc.) on the input/output unit 4, and edit the abnormality determination results by selecting information such as the type of abnormality (breakage, cracks, etc.) according to the screen guidance. The user may also be able to edit the investigation conditions such as pipe type and cleaning state.

編集が終わり、ユーザによる異状箇所の確認、変更が終了すると、ユーザが閲覧画面で完了ボタンを押下することにより、変更内容が変更登録データ27として記憶部3に記憶されて異状箇所の確定処理が行われる(ステップS107)。また変更がない場合も、ユーザ操作により出力された異常箇所の確認を行い、異常箇所の確定を行う。引き続き、異状箇所の画像データ、及びユーザによる変更後の異状箇所のデータ(管種、清掃状態等の調査条件の変更後のデータも含んでよい。)がクライアントマシン1の通信部5からサーバマシン37へと送信され(異常箇所データアップロード)、サーバマシン37の通信部41がこれを受信して、記憶部39が変更登録データ57として変更後の異状箇所のデータを異状箇所の画像データとともに記憶する(ステップS108)。サーバマシン37の診断モデル生成部44、管種推定モデル生成部46は、受信したユーザによる変更後の異状箇所データ、管種、清掃状態等の調査条件の変更後のデータと、対応する展開画像データ(クライアントマシン1から受信するとする。)を教師データとして異状箇所診断モデル、管種推定モデルをそれぞれ再度機械学習させて機械学習済みモデルを生成することにより、異状箇所診断モデル、管種推定モデルの判定精度を向上させることができる(ステップS109)。引き続き、診断モデル評価部48、管種推定モデル評価部49は、生成した機械学習済みの異状箇所診断モデル、管種推定モデルの精度を、テストデータ56を用いる等して検証し(ステップS110)、診断モデル送信部45、管種推定モデル送信部47からクライアントマシン1へと送信し、クライアントマシン1は次回の診断モデルによる解析においては判定精度が向上した異状箇所診断モデル、管種推定モデルを利用することができる。このように、ステップS105、S106、S107、S108、S109、S110、S105のサイクルを繰り返すことで、異常箇所の教師データが蓄積され、機械学習により生成される診断モデル、管種推定モデルの異常解析、管種推定精度が向上する。When editing is finished and the user has confirmed and changed the abnormality, the user presses the Complete button on the viewing screen, and the changes are stored in the memory unit 3 as change registration data 27, and the abnormality is confirmed (step S107). Even if there are no changes, the abnormality output by the user's operation is confirmed and the abnormality is confirmed. Next, the image data of the abnormality and the data of the abnormality after the user has changed it (which may include data after the investigation conditions such as pipe type and cleaning state have been changed) are sent from the communication unit 5 of the client machine 1 to the server machine 37 (abnormality data upload), and the communication unit 41 of the server machine 37 receives it, and the memory unit 39 stores the data of the abnormality after the change as change registration data 57 together with the image data of the abnormality (step S108). The diagnostic model generating unit 44 and the pipe type estimation model generating unit 46 of the server machine 37 use the received abnormality location data after the change by the user, the data after the change of the investigation conditions such as the pipe type and cleaning state, and the corresponding expanded image data (assumed to be received from the client machine 1) as teacher data to perform machine learning on the abnormality location diagnosis model and the pipe type estimation model again to generate machine-learned models, thereby improving the judgment accuracy of the abnormality location diagnosis model and the pipe type estimation model (step S109). Subsequently, the diagnostic model evaluating unit 48 and the pipe type estimation model evaluating unit 49 verify the accuracy of the generated machine-learned abnormality location diagnosis model and the pipe type estimation model by using the test data 56 or the like (step S110) and transmit them from the diagnostic model transmitting unit 45 and the pipe type estimation model transmitting unit 47 to the client machine 1, and the client machine 1 can use the abnormality location diagnosis model and the pipe type estimation model with improved judgment accuracy in the next analysis using the diagnostic model. In this way, by repeating the cycle of steps S105, S106, S107, S108, S109, S110, and S105, training data on abnormal locations is accumulated, and the diagnostic model generated by machine learning and the abnormality analysis and pipe type estimation accuracy of the pipe type estimation model are improved.

なお、既に述べたとおり、異状箇所診断モデル、管種推定モデルはディープラーニングによる機械学習済みの異状箇所診断モデル、管種推定モデルであってよいが、これに限らず、ランダムフォレスト、ニューラルネットワーク等、任意の機械学習アルゴリズムにより異状箇所診断モデル、管種推定モデルを構築してよい。診断モデル生成の動作フローの一例を図21に示す。As already mentioned, the abnormality location diagnosis model and the pipe type estimation model may be machine-learned abnormality location diagnosis model and pipe type estimation model by deep learning, but are not limited to this and may be constructed by any machine learning algorithm such as random forest or neural network. An example of the operation flow for generating a diagnostic model is shown in FIG. 21.

ステップS401において、診断モデル生成部44は、クラスタリングにより異状箇所の画像を分類する。一例において、診断モデル生成部44は、k-means法によりクラスタリングを行う。この際、分類の数は任意の値Nを設定し、N種類に分類する。ステップS402において、診断モデル生成部44は、分類された画像ごとに、以下のとおり分類器作成のパラメータを生成する。
[パラメータ生成手法]
分類種別ごとに決められたOpen CVのパラメータ(内容は以下)を設定する
<ベクトルファイル作成パラメータ>
-inv -randinv…色の反転をする場合に指定
-bgcolor …背景色
-bgthresh…背景とみなす範囲
-maxidev…最大明度差
-maxxangle
-maxyangle ...最大回転角度rad
-maxzangle
-w…ベクトルの横幅
-h…ベクトルの高さ
<分類器作成パラメータ>
-featureType …特徴量の見つけ方
HAAR:画像の明暗差により特徴を捉える手法
LBP:輝度の分布(ヒストグラム)により特徴を捉える手法
HOG:輝度の勾配方向の分布により特徴を捉える手法
-bt …boost分類器のタイプ
DAB:Discrete AdaBoost
RAB :Real AdaBoost
LB:LogitBoost
GAB:Gentle AdaBoost
-minHitRate…最小ヒット率
-maxFalseAlarmRate…最大false alarm率
-weightTrimRate…値によりトリミングを行うか指定する
-maxDepth…弱検出器の最大の深さ
-maxWeakCount…maxFalseAlarmRate達成に必要とされる弱分類器の最大数
In step S401, the diagnostic model generation unit 44 classifies images of abnormal areas by clustering. In one example, the diagnostic model generation unit 44 performs clustering by the k-means method. At this time, an arbitrary value N is set for the number of classifications, and the images are classified into N types. In step S402, the diagnostic model generation unit 44 generates parameters for creating a classifier for each classified image as follows:
[Parameter generation method]
Set the Open CV parameters (details below) determined for each classification type. <Vector file creation parameters>
-inv -randinv...Specify when inverting colors -bgcolor...Background color -bgthresh...Range to be considered as background -maxidev...Maximum brightness difference -maxxangle
-maxyangle... Maximum rotation angle rad
-maxangle
-w...vector width -h...vector height <classifier creation parameters>
- featureType ... feature finding method HAAR: A method to capture features from the brightness difference of an image LBP: A method to capture features from the brightness distribution (histogram) HOG: A method to capture features from the brightness gradient direction distribution - bt ... boost classifier type DAB: Discrete AdaBoost
RAB: Real AdaBoost
LB:LogitBoost
GAB:Gentle AdaBoost
-minHitRate: minimum hit rate -maxFalseAlarmRate: maximum false alarm rate -weightTrimRate: specifies whether trimming is performed by value -maxDepth: maximum depth of weak detector -maxWeakCount: maximum number of weak classifiers required to achieve maxFalseAlarmRate

ステップS403において、診断モデル生成部44は、ステップS402の「分類器生成パラメータ生成」により生成されたパラメータをもとに分類器の作成を行う。ここにおける分類器とは、ランダムフォレスト、ニューラルネットワーク等、任意の機械学習アルゴリズムによる分類器であってよい。In step S403, the diagnostic model generation unit 44 creates a classifier based on the parameters generated in the "classifier generation parameter generation" in step S402. The classifier here may be a classifier based on any machine learning algorithm, such as a random forest or a neural network.

図22は、学習アルゴリズムの一例として、ランダムフォレストの概念(学習段階)を説明する図であり、図23はランダムフォレストの概念(運用段階)を説明する図である。ランダムフォレストの概要を次に説明する。ランダムフォレストにより機械学習された最終的なモデルは、運用段階においては、決定木と呼ばれるモデルを複数用いて、各々の決定木による予測(推定)結果の多数決(分類)、平均(回帰)をとることにより最終的な出力を得る。ランダムフォレストの学習段階においては、多数の説明変数をブートストラップ法と呼ばれる手法のランダムな復元抽出によって複数のサブサンプルに分類し、各々のサブサンプルにおける大量の教師データを各々の決定木に与えることにより各々の決定木が別個に独立した学習を行って、複数のモデル(決定木)での学習がなされる。ランダムフォレストの機械学習アルゴリズムにより生成される最終的な機械学習モデルは、複数の決定木の集合体と解釈することができる。 Figure 22 is a diagram explaining the concept of random forest (learning stage) as an example of a learning algorithm, and Figure 23 is a diagram explaining the concept of random forest (operation stage). An overview of random forest will be explained below. In the operation stage, the final model machine-learned by random forest uses multiple models called decision trees, and the final output is obtained by taking the majority vote (classification) and average (regression) of the prediction (estimation) results by each decision tree. In the learning stage of random forest, a large number of explanatory variables are classified into multiple subsamples by random restoration extraction using a method called bootstrap method, and a large amount of teacher data in each subsample is given to each decision tree, so that each decision tree learns separately and independently, and learning is performed with multiple models (decision trees). The final machine learning model generated by the machine learning algorithm of random forest can be interpreted as a collection of multiple decision trees.

図24は、学習アルゴリズムの一例として、ニューラルネットワークの概念を説明する図である。ニューラルネットワークの概要を次に説明する。ニューラルネットワークにおいては、入力層と出力層との間に1以上の隠れ層(中間層)が存在し、入力層中のノード値が隠れ層中のノード値へと変換され、隠れ層中のノード値が出力層のノード値へと変換されることにより、入力データ(説明変数データ)から出力データ(目的変数データ、分類結果)が得られる。或る層から次の層へのノード値の変換は、線形変換や、活性化関数を用いた非線形変換によって行われる。入力層と隠れ層との間にあるノード間の結合、そして隠れ層と出力層との間にあるノード間の結合は、1つ1つが別個に重みの値を有しており、説明変数と目的変数の教師データを与えて学習させることにより、それぞれの重みの値が更新されていく。学習時に各層の重さは、誤差逆伝播法によって重みを更新している。要求出力と実際の出力の差が小さくなるように計算して、各層に反映する。中間層の層数や、個々の中間層に属するノード数等のハイパーパラーメータを調整することによりモデルを任意に構築することができる。ランダムフォレストやニューラルネットワークは周知の機械学習アルゴリズムであるから、ここではこれ以上詳しく説明しない。 Figure 24 is a diagram explaining the concept of a neural network as an example of a learning algorithm. The overview of a neural network will be explained below. In a neural network, one or more hidden layers (intermediate layers) exist between the input layer and the output layer, and the node values in the input layer are converted to node values in the hidden layer, and the node values in the hidden layer are converted to node values in the output layer, thereby obtaining output data (objective variable data, classification results) from input data (explanatory variable data). The conversion of node values from one layer to the next layer is performed by linear conversion or nonlinear conversion using an activation function. The connections between the nodes between the input layer and the hidden layer, and the connections between the nodes between the hidden layer and the output layer each have a separate weight value, and the weight values are updated by providing teacher data of the explanatory variables and the objective variables and learning. During learning, the weights of each layer are updated by the backpropagation method. The difference between the required output and the actual output is calculated to be small, and reflected in each layer. A model can be constructed arbitrarily by adjusting hyperparameters such as the number of intermediate layers and the number of nodes belonging to each intermediate layer. Random forests and neural networks are well-known machine learning algorithms and will not be described in further detail here.

ステップS404において、診断モデル生成部44は、異常分類ごとに作成された分類器をもとに診断モデルを生成する。In step S404, the diagnostic model generation unit 44 generates a diagnostic model based on the classifiers created for each abnormality classification.

またステップS107で異状箇所が確定されると、帳票出力部15による帳票出力が行われる(ステップS111)。帳票出力は、クライアントマシン1に接続されたプリンタにより紙媒体に出力することにより行われてもよいし、EXCEL(登録商標)ファイル等、電子ファイルの形式で出力することにより行われてもよい。図26に、帳票出力における帳票の一例(本管用調査記録表)を、図27~図32に、図26の本管用調査記録表の一部を拡大した図を、それぞれ示す(図29~図32は別シートの展開画像)。ただし、実際の異常箇所を表しているわけではなく例としてシステムで入力したものであることに留意する。 Once the abnormality has been identified in step S107, the report output unit 15 outputs the report (step S111). The report may be output on paper using a printer connected to the client machine 1, or in the form of an electronic file such as an EXCEL (registered trademark) file. Figure 26 shows an example of a report (main investigation record sheet) in the report output, and Figures 27 to 32 show enlarged views of a portion of the main investigation record sheet in Figure 26 (Figures 29 to 32 are expanded images of separate sheets). Note, however, that these do not represent actual abnormalities but are input into the system as examples.

図27,図28に示す帳票の各項目中、調査番号61、調査名62、上流人孔番号63、下流人孔番号64、(上流)人孔種別、人孔深、土被り65、管種、管径、路線延長66、(下流)人孔種別、人孔深、土被り67、異常箇所イメージ68、管本数、取付管数、管不良数、布設年度69、距離70、異常(破損)箇所の内容、距離71、異常(クラック)箇所の内容、距離72、異常個所ごとの、各異常内容の数73は、システム側から出力される項目であり、システムにて登録した値およびそれらを集計した値が出力される。それ以外の箇所は、テンプレートとしてあらかじめ用意された項目である。特に異常箇所イメージ68は、システムで登録した異常箇所のイメージ(画像解析、或いは診断モデル解析により判定され、必要に応じてユーザ側で変更された異状箇所のイメージ)を出力し、異常箇所の内容、距離71,72は、システムで登録した異常箇所の情報(異常種別、ランク、左端からの距離)を出力する。図29~図32は、別シートで展開画像を表示したものであり、これらにおいても、路線番号、上流人孔番号、下流人孔番号、調査方向、管本数、延長、管径、管種、管長74、破損個所75、路線番号、上流人孔番号、下流人孔番号、調査方向、管本数、延長、管径、管種、管長76、クラック個所77のように、登録した情報に基づき帳票出力が行われる。 Of the items on the form shown in Figures 27 and 28, survey number 61, survey name 62, upstream manhole number 63, downstream manhole number 64, (upstream) manhole type, manhole depth, soil overburden 65, pipe type, pipe diameter, route length 66, (downstream) manhole type, manhole depth, soil overburden 67, image of abnormal area 68, number of pipes, number of installed pipes, number of defective pipes, year of installation 69, distance 70, details of abnormal (broken) areas, distance 71, details of abnormal (crack) areas, distance 72, and number of each abnormality for each abnormal area 73 are items output from the system, and values registered in the system and their aggregated values are output. The other items are items prepared in advance as templates. In particular, the abnormality location image 68 outputs an image of the abnormality location registered in the system (an image of the abnormality location determined by image analysis or diagnostic model analysis and changed by the user as necessary), and the abnormality location details and distances 71 and 72 output information on the abnormality location registered in the system (anomaly type, rank, distance from the left end). Figures 29 to 32 show development images displayed on separate sheets, and in these, too, report output is performed based on registered information, such as the route number, upstream manhole number, downstream manhole number, investigation direction, number of pipes, extension, pipe diameter, pipe type, pipe length 74, damaged location 75, route number, upstream manhole number, downstream manhole number, investigation direction, number of pipes, extension, pipe diameter, pipe type, pipe length 76, and crack location 77.

下水管内異状診断支援システムの性能評価
以下、本発明の実施例として作成した下水管内異状診断支援システムの性能評価結果を説明する。
Performance Evaluation of the Sewer Pipe Abnormality Diagnosis Support System The results of a performance evaluation of the sewer pipe abnormality diagnosis support system created as an embodiment of the present invention will now be described.

(実施例のシステムの構成)
本実施例のシステムにおいては、TVカメラ車に搭載した以下の仕様:
・走行速度 21m/分
・適用管径 200~1200mm
・解像度 CMOSセンサ
・レンズ 超広角レンズ(画角185°)
・画素数 500万画素
・その他 リアルタイム確認可
のカメラで撮影した下水管渠(管きょ)の映像をパーソナルコンピュータ(クライアントマシン)に取り込み、展開図を作成する。作成した展開図に対して、画像解析及び機械学習によって生成された診断モデルを用いて異常箇所の判定を行い、機械的に異常箇所と判定された箇所を展開図上に表示する。調査担当者(ユーザ)は、その結果を基に不具合等の異常箇所の判定を行い、調査報告書を作成する。クラウド側の機能は、調査担当者が最終判断した結果とシステム判定結果(誤検出含む)を教師データとして管理し、機械学習モデル(診断モデル)を生成する。この診断モデルは、パーソナルコンピュータ側の機械学習モデルを最適化し、次回以降の異常箇所判定に適用される。この異常箇所判定から機械学習モデルの精度向上のサイクルを繰り返し行うことで、判定精度を向上させ、診断にかかる作業負担や調査時間の短縮を目指すことができる。
(System configuration of the embodiment)
In the system of this embodiment, the following specifications are installed in a TV camera vehicle:
・Traveling speed 21m/min ・Applicable pipe diameter 200-1200mm
Resolution: CMOS sensor Lens: Ultra-wide-angle lens (angle of view: 185°)
・Number of pixels: 5 million pixels・Other Images of sewer pipes taken with a camera that can be viewed in real time are imported into a personal computer (client machine) and an unfolded diagram is created. For the unfolded diagram, an abnormality is determined using a diagnostic model generated by image analysis and machine learning, and the parts mechanically determined to be abnormal are displayed on the unfolded diagram. The investigator (user) determines the abnormality such as a defect based on the results and creates an investigation report. The cloud-side function manages the investigator's final judgment result and the system judgment result (including false detection) as teacher data and generates a machine learning model (diagnostic model). This diagnostic model optimizes the machine learning model on the personal computer and is applied to the next and subsequent abnormality judgments. By repeating this cycle of determining abnormalities and improving the accuracy of the machine learning model, it is possible to improve the judgment accuracy and reduce the workload and investigation time required for diagnosis.

(検査対象)
本実施例のシステムの判定精度の検証は、管路調査結果報告書の異常箇所の情報(人による診断結果)を正解として、システムの判定結果との比較により精度評価を行う。検証対象とするデータは、3都市で実施したスクリーニング調査結果(管きょ延長11.7km)のうち、スパン単位の異常判定結果が主にクラックや破損によるランクA及びランクBの管きょ映像をサンプリングした(図33の表-1参照)。
(Subject to inspection)
The accuracy of the system's judgment in this embodiment is verified by comparing the information on abnormal locations in the pipeline inspection results report (human diagnosis results) with the system's judgment results as the correct answer. The data to be verified were the results of screening surveys (pipe length 11.7 km) conducted in three cities, and the images of pipes with span-by-span abnormality judgment results of ranks A and B, mainly due to cracks and breakage, were sampled (see Table 1 in Figure 33).

(画像解析による異常箇所判定)
画像解析による異常箇所判定は、異常箇所とその他の画像的な特徴の違いにより行う。処理フローと特徴的な処理イメージを図34に示す。スクリーニング調査結果を基に生成する展開図に対して、管種や清掃の有無等の調査条件を設定し、それぞれの管種、管内の状態に応じて輝度やノイズ除去の要否等の画像処理に係わるパラメータを設定する。このパラメータは管内調査の条件を基に特徴箇所の抽出を容易にする値となっている。次に解析処理では、変換画像をピクセル単位に分割し、このピクセル単位を黒色でマークする。マークされた黒の塊を特徴点として抽出し、その分布(繋がり、広がり方、割合等)から異常箇所の判定及び異常種別の判定を行う。
(Identifying abnormal areas through image analysis)
Abnormal locations are identified by image analysis based on the differences between the abnormal locations and other image features. The process flow and characteristic processing image are shown in Figure 34. For the development diagram generated based on the screening investigation results, investigation conditions such as pipe type and whether cleaning is performed or not are set, and image processing parameters such as brightness and the necessity for noise removal are set according to each pipe type and the state inside the pipe. These parameters are values that make it easy to extract characteristic locations based on the conditions of the pipe investigation. Next, in the analysis process, the converted image is divided into pixel units, and these pixel units are marked in black. The marked black masses are extracted as characteristic points, and the abnormal locations and type of abnormality are identified based on their distribution (connection, spread, ratio, etc.).

(検証結果)
検証対象データ(図33の表-1)に対して、画像解析による異常箇所判定を実施した。判定結果は、破損やクラックの異常箇所のうち、ランクa及びbは、異常ではない箇所を23%~35%判定したものの、異常箇所として全て特定することができた。その一方で、ランクcの小さな異常では、検知できない箇所が生じ、異常箇所特定率は96.7%であった(図35の表-2)。画像解析による判定は、調査条件等の調査映像に左右されるものの比較的大きな異常であれば、異常ではない箇所も含まれるが、漏れなく特定できると考えられる。
(Verification results)
Anomaly location determination was performed on the verification target data (Table 1 in FIG. 33) using image analysis. The determination results showed that, among the abnormal locations of damage and cracks, ranks a and b determined that 23% to 35% were not abnormal, but all were able to be identified as abnormal. On the other hand, for small abnormalities of rank c, some locations could not be detected, and the abnormal location identification rate was 96.7% (Table 2 in FIG. 35). Although the determination by image analysis depends on the survey images such as the survey conditions, it is believed that, if the abnormality is relatively large, it will be possible to identify all abnormalities, even if some locations are not abnormal.

(機械学習を用いた異常箇所判定精度の向上)
これまでの検証結果から、画像処理による異常箇所の判定においても一定の精度を確保することが確認できた。しかし、抽出できなかった異常が検出される場合は、パラメータの最適化や異常箇所判定手法の改良を行う必要があり、恒久的に精度向上を図っていくには課題が残る。そこで、恒久的な精度向上を目的として、機械学習による異常箇所の判定が有用と考え、本研究では、データ数は少ないものの診断結果を教師データとして機械学習モデルを生成し、その判定精度について検証を試みた。
(Improved accuracy in detecting abnormalities using machine learning)
From the results of the verification so far, it has been confirmed that a certain level of accuracy can be secured in determining abnormal locations through image processing. However, when abnormalities that could not be extracted are detected, it is necessary to optimize parameters and improve the method for determining abnormal locations, and there are still issues to be addressed in order to permanently improve accuracy. Therefore, in order to permanently improve accuracy, it is considered useful to determine abnormal locations through machine learning, and in this study, although the amount of data is small, a machine learning model was generated using the diagnosis results as training data, and the accuracy of the determination was attempted to be verified.

(機械学習による診断モデルの生成)
機械学習により生成されるモデルの異常箇所の判定精度は、学習を行うデータの量に依存する。そのため、今回の検証においては、教師データとなる診断結果の数が比較的多い破損とクラックを対象に、学習データ量の違いによる判定精度を比較する。生成する診断モデルは、異常箇所と異常箇所以外の比率(7:3)を同じにした状態で、学習データ量を変更させて複数生成する。それぞれの診断モデルにて学習データ以外の異常箇所判定を実施した。また、学習データが少ないため、機械的な判定が比較的容易なランクa程度の特徴的なもの(図36参照)を対象に検証する。診断モデルは、破損とクラックに対してそれぞれの分類器(クラスタリングを行って分類された画像ごとに学習(ディープラーニング)させた結果生成される機械学習モデル)を用いた生成フローとした(図37参照)。異常箇所の画像は、k-means法によるクラスタリングにより共通した特徴を持つ画像に分類する。その特徴を抽出するパラメータでの機械学習(ディープラーニング)により、異常を判定する診断モデルが生成される。
(Creating diagnostic models using machine learning)
The accuracy of determining an abnormality of a model generated by machine learning depends on the amount of data used for learning. Therefore, in this verification, the accuracy of determination due to differences in the amount of learning data is compared for damage and cracks, which have a relatively large number of diagnostic results as teacher data. A plurality of diagnostic models are generated by changing the amount of learning data while keeping the ratio of abnormality to non-abnormality (7:3) the same. Anomaly determination other than the learning data was performed with each diagnostic model. In addition, since the learning data is small, the verification is performed for characteristic items of rank a (see FIG. 36), which are relatively easy to mechanically determine. The diagnostic model was generated using a generation flow using classifiers for damage and cracks (machine learning models generated as a result of learning (deep learning) for each image classified by clustering) (see FIG. 37). Images of abnormality are classified into images with common features by clustering using the k-means method. A diagnostic model for determining anomalies is generated by machine learning (deep learning) with parameters that extract the features.

(機械学習を用いた異常箇所判定の検証結果)
機械学習モデルを用いた異常箇所判定結果は、学習データを増やすことで、破損では9割以上、クラックでは、約7割の判定結果となった(図38,図39)。これは、破損と比較してクラックの形状に特徴が少なかったためであると考えられる。本検証の結果から、少ないデータ量でも比較的特定しやすい異常であれば、一定の精度を確保できることと、今後、学習データを増やすことで、判定精度を向上できることを確認した。
(Verification results of abnormality detection using machine learning)
By increasing the amount of training data, the machine learning model was able to determine abnormalities in over 90% of cases, and about 70% of cases for cracks (Fig. 38, Fig. 39). This is thought to be because crack shapes have fewer characteristics than damage. From the results of this verification, we confirmed that a certain level of accuracy can be ensured for abnormalities that are relatively easy to identify even with a small amount of data, and that the accuracy of determination can be improved by increasing the amount of training data in the future.

本発明は、ヒューム管、陶管、塩ビ管等、さまざまな管種の下水管の異状診断のために用いることができる。 The present invention can be used to diagnose abnormalities in various types of sewer pipes, including hume pipes, ceramic pipes, and PVC pipes.

1 クライアントマシン
2 制御部
3 記憶部
4 入出力部
5 通信部
6 プロセッサ
7 一時メモリ
8 展開画像生成部
9 クライアント側異状箇所判定部
10 画像解析部
11 クライアント側診断モデル判定部
12 クライアント側管種推定部
13 判定結果表示部
14 変更登録受付部
15 帳票出力部
16 各種制御、表示部
17 展開画像生成プログラム
18 画像解析プログラム
19 機械学習関連プログラム
20 機械学習済み診断モデル
21 機械学習済み管種推定モデル
22 帳票出力プログラム
23 各種制御、表示プログラム等
24 撮影動画(画像)データ
25 展開画像データ
26 異状箇所、管種データ
27 変更登録データ
28 管種及び調査条件受付部
29 二値化パラメータ設定部
30 画像変換部
31 二値画像解析部
32 診断モデル受信部
33 展開画像分類部
34 異状箇所モデル判定部
35 管種推定モデル受信部
36 管種モデル推定部
37 (クラウド)サーバマシン
38 制御部
39 記憶部
40 入出力部
41 通信部
42 プロセッサ
43 一時メモリ
44 診断モデル生成部
45 診断モデル送信部
46 管種推定モデル生成部
47 管種推定モデル送信部
48 診断モデル評価部
49 管種推定モデル評価部
50 各種制御、表示部
51 機械学習関連プログラム
52 機械学習済み診断モデル
53 機械学習済み管種推定モデル
54 各種制御、表示プログラム等
55 教師データ
56 テストデータ
57 変更登録データ
58 下水管内壁
59 下水
60 異常(異状)箇所
61 調査番号
62 調査名
63 上流人孔番号
64 下流人孔番号
65 (上流)人孔種別、人孔深、土被り
66 管種、管径、路線延長
67 (下流)人孔種別、人孔深、土被り
68 異常箇所イメージ
69 管本数、取付管数、管不良数、布設年度
70 距離
71 異常(破損)箇所の内容、距離
72 異常(クラック)箇所の内容、距離
73 異常個所ごとの、各異常内容の数
74 路線番号、上流人孔番号、下流人孔番号、調査方向、管本数、延長、管径、管種、管長
75 破損個所
76 路線番号、上流人孔番号、下流人孔番号、調査方向、管本数、延長、管径、管種、管長
77 クラック個所
1000 下水道管
1001 地表
1002,1003 マンホール
1100 接続部(継手部分)
1200 管状空間
1 Client machine 2 Control unit 3 Memory unit 4 Input/output unit 5 Communication unit 6 Processor 7 Temporary memory 8 Exploded image generation unit 9 Client-side abnormal part determination unit 10 Image analysis unit 11 Client-side diagnostic model determination unit 12 Client-side pipe type estimation unit 13 Determination result display unit 14 Change registration reception unit 15 Report output unit 16 Various control and display units 17 Exploded image generation program 18 Image analysis program 19 Machine learning related program 20 Machine learning completed diagnostic model 21 Machine learning completed pipe type estimation model 22 Report output program 23 Various control and display programs, etc. 24 Photographed video (image) data 25 Exploded image data 26 Abnormal part, pipe type data 27 Change registration data 28 Pipe type and investigation condition reception unit 29 Binarization parameter setting unit 30 Image conversion unit 31 Binarized image analysis unit 32 Diagnostic model reception unit 33 Exploded image classification unit 34 Abnormal part model determination unit 35 Pipe type estimation model reception unit 36 Pipe type model estimation unit 37 (Cloud) server machine 38 Control unit 39 Storage unit 40 Input/output unit 41 Communication unit 42 Processor 43 Temporary memory 44 Diagnostic model generation unit 45 Diagnostic model transmission unit 46 Pipe type estimation model generation unit 47 Pipe type estimation model transmission unit 48 Diagnostic model evaluation unit 49 Pipe type estimation model evaluation unit 50 Various control and display units 51 Machine learning related programs 52 Machine learning completed diagnostic model 53 Machine learning completed pipe type estimation model 54 Various control and display programs, etc. 55 Teacher data 56 Test data 57 Change registration data 58 Sewer pipe inner wall 59 Sewer 60 Abnormal (unusual) location 61 Investigation number 62 Investigation name 63 Upstream manhole number 64 Downstream manhole number 65 (Upstream) manhole type, manhole depth, soil overburden 66 Pipe type, pipe diameter, route length 67 (Downstream) manhole type, manhole depth, soil overburden 68 Abnormal location image 69 Number of pipes, number of installed pipes, number of defective pipes, year of installation 70 Distance 71 Details of abnormal (damaged) location, distance 72 Details of abnormal (crack) location, distance 73 Number of each abnormality for each abnormal location 74 Route number, upstream manhole number, downstream manhole number, investigation direction, number of pipes, extension, pipe diameter, pipe type, pipe length 75 Damaged location 76 Route number, upstream manhole number, downstream manhole number, investigation direction, number of pipes, extension, pipe diameter, pipe type, pipe length 77 Crack location 1000 Sewer pipe 1001 Ground surface 1002, 1003 Manhole 1100 Connection (joint part)
1200 Tubular space

Claims (16)

下水管内で撮影した動画又は静止画である撮影画像を用いて行われる該下水管の異状診断を支援する、下水管内異状診断支援システムであって、
前記下水管内の撮影画像を取り込む、撮影画像取込部と、
前記撮影画像から前記下水管の内側の展開画像を生成する、展開画像生成部と、
前記展開画像から前記下水管の内側における異状箇所を判定する、異状箇所判定部と、
前記異状箇所判定部により異状であると判定された箇所を判定結果としてユーザに対して画面表示する、判定結果表示部と、
前記異状箇所判定部により異状であると判定された箇所の判定結果としてのユーザに対する前記画面表示に基づく前記ユーザからの入力内容として、前記判定結果に対する変更内容の登録を受け付ける、変更登録受付部と
を備えたシステム。
A sewer pipe abnormality diagnosis support system that supports abnormality diagnosis in a sewer pipe using a captured image, which is a video or a still image, captured in the sewer pipe, comprising:
an image capturing unit that captures an image of the inside of the sewer pipe;
an unfolded image generating unit that generates an unfolded image of the inside of the sewer pipe from the captured image;
an abnormality location determination unit that determines an abnormality location inside the sewer pipe from the unfolded image;
a judgment result display unit that displays the portion that is judged to be abnormal by the abnormal portion judgment unit as a judgment result to a user on a screen;
and a change registration receiving unit that receives registration of changes to the judgment result as input from the user based on the screen display to the user as the judgment result of the part judged to be abnormal by the abnormal part judgment unit .
前記異状箇所判定部は画像解析部を備え、該画像解析部は、
管種、及び調査条件の入力を受け付ける、管種及び調査条件受付部と、
前記管種、及び調査条件に応じて二値化パラメータを設定する、二値化パラメータ設定部と、
前記二値化パラメータを用いて前記展開画像を二値画像に変換する、画像変換部と、
前記二値画像を解析して異常箇所を判定する、二値画像解析部と
を備える、請求項1に記載のシステム。
The abnormality location determination unit includes an image analysis unit,
a pipe type and inspection condition receiving unit that receives an input of a pipe type and inspection conditions;
a binarization parameter setting unit that sets binarization parameters according to the pipe type and the inspection conditions;
an image conversion unit that converts the exfoliated image into a binary image using the binarization parameters;
The system according to claim 1 , further comprising: a binary image analysis unit that analyzes the binary image to determine an abnormality.
前記異状箇所判定部は診断モデル判定部を備え、該診断モデル判定部は、
下水管の内側の展開画像と、該展開画像中の異状箇所とを記憶する教師データ記憶部と、
前記教師データ記憶部に記憶された展開画像と該展開画像中の異状箇所とを教師データとして用い、入力を展開画像とし、出力を該展開画像中の異状箇所とする診断モデルを機械学習により生成する診断モデル生成部と、
前記診断モデル生成部により生成された診断モデルを用いて、前記展開画像生成部が生成した展開画像から前記下水管の内側における異状箇所を判定する、異状箇所モデル判定部と
を備える、請求項1又は2に記載のシステム。
The abnormality location determination unit includes a diagnostic model determination unit,
a teacher data storage unit that stores an unfolded image of the inside of the sewer pipe and an abnormality location in the unfolded image;
a diagnostic model generating unit that uses the unfolded image stored in the training data storage unit and the abnormal portion in the unfolded image as training data to generate a diagnostic model by machine learning, the diagnostic model having the unfolded image as an input and the abnormal portion in the unfolded image as an output;
an abnormality location model determination unit that determines an abnormality location inside the sewer pipe from the unfolded image generated by the unfolded image generation unit by using the diagnostic model generated by the diagnostic model generation unit.
前記診断モデル判定部は、前記異状箇所モデル判定部による異状箇所の判定に先立って前記展開画像をクラスタリングにより分類する展開画像分類部を更に備える、請求項3に記載のシステム。 The system according to claim 3, wherein the diagnostic model determination unit further includes an unfolded image classification unit that classifies the unfolded images by clustering prior to the abnormality location determination unit determining the abnormality location. 前記教師データ記憶部は、前記下水管の内側の展開画像に対応する管種を更に記憶し、
前記教師データ記憶部に記憶された展開画像と該展開画像に対応する管種とを教師データとして用い、入力を展開画像とし、出力を該展開画像に対応する管種とする管種推定モデルを機械学習により生成する管種推定モデル生成部と、
前記管種推定モデル生成部により生成された管種推定モデルを用いて、前記展開画像生成部が生成した展開画像に対応する管種を推定する、管種推定部と
を更に備える、請求項3又は4に記載のシステム。
The teacher data storage unit further stores a pipe type corresponding to the developed image of the inside of the sewer pipe,
a pipe type estimation model generating unit that uses the unfolded image stored in the teacher data storage unit and the pipe type corresponding to the unfolded image as teacher data to generate a pipe type estimation model by machine learning, the pipe type estimation model having the unfolded image as an input and the pipe type corresponding to the unfolded image as an output;
a pipe type estimation unit that estimates a pipe type corresponding to the unfolded image generated by the unfolded image generation unit, by using the pipe type estimation model generated by the pipe type estimation model generation unit.
前記診断モデル生成部は、前記変更登録受付部が登録を受け付けた前記判定結果に対する変更内容に基づいて、機械学習により前記診断モデルを更新する、請求項3乃至5のいずれか一項に記載のシステム。 The system according to any one of claims 3 to 5, wherein the diagnostic model generation unit updates the diagnostic model by machine learning based on the changes to the judgment results that the change registration acceptance unit accepts to be registered. 前記撮影画像取込部と、前記展開画像生成部と、前記判定結果表示部と、前記変更登録受付部とは、クライアントマシンによって具現化され、
前記異状箇所判定部に含まれる前記診断モデル判定部のうち、前記教師データ記憶部と、前記診断モデル生成部とは、サーバマシンによって具現化され、前記異状箇所モデル判定部は前記クライアントマシンによって具現化される、
請求項3乃至6のいずれか一項に記載のシステム。
the captured image import unit, the developed image generation unit, the determination result display unit, and the change registration acceptance unit are embodied by a client machine;
Among the diagnostic model determination units included in the abnormality location determination unit, the teacher data storage unit and the diagnostic model generation unit are embodied by a server machine, and the abnormality location model determination unit is embodied by the client machine.
A system according to any one of claims 3 to 6.
前記異状箇所判定部による判定結果、及び、前記変更登録受付部が登録を受け付けた該判定結果に対する変更内容に基づき、前記下水管の異状診断結果を帳票として出力する帳票出力部を更に備えた、請求項1乃至7のいずれか一項に記載のシステム。 The system according to any one of claims 1 to 7, further comprising a report output unit that outputs the result of the abnormality diagnosis of the sewer pipe as a report based on the result of the abnormality determination unit and the changes to the determination result that have been accepted for registration by the change registration acceptance unit. 下水管内で撮影した動画又は静止画である撮影画像を用いて行われる該下水管の異状診断を支援する、下水管内異状診断支援システム用のクライアントマシンであって、
前記下水管内の撮影画像を取り込む、撮影画像取込部と、
前記撮影画像から前記下水管の内側の展開画像を生成する、展開画像生成部と、
前記展開画像から前記下水管の内側における異状箇所を判定する、クライアント側異状箇所判定部と、
前記クライアント側異状箇所判定部により異状であると判定された箇所を判定結果としてユーザに対して画面表示する、判定結果表示部と、
前記クライアント側異状箇所判定部により異状であると判定された箇所の判定結果としてのユーザに対する前記画面表示に基づく前記ユーザからの入力内容として、前記判定結果に対する変更内容の登録を受け付ける、変更登録受付部と
を備えたクライアントマシン。
A client machine for a sewer pipe abnormality diagnosis support system that supports abnormality diagnosis in a sewer pipe using a captured image, which is a video or still image, captured inside the sewer pipe, comprising:
an image capturing unit that captures an image of the inside of the sewer pipe;
an unfolded image generating unit that generates an unfolded image of the inside of the sewer pipe from the captured image;
a client-side abnormality determination unit that determines an abnormality in the inside of the sewer pipe from the unfolded image;
a determination result display unit that displays the portion determined to be abnormal by the client-side abnormal portion determination unit as a determination result to a user on a screen;
and a change registration receiving unit that receives registration of changes to the determination result as input content from the user based on the screen display to the user as a determination result of a part determined to be abnormal by the client-side abnormal part determination unit .
前記クライアント側異状箇所判定部は画像解析部を備え、該画像解析部は、
管種、及び調査条件の入力を受け付ける、管種及び調査条件受付部と、
前記管種、及び調査条件に応じて二値化パラメータを設定する、二値化パラメータ設定部と、
前記二値化パラメータを用いて前記展開画像を二値画像に変換する、画像変換部と、
前記二値画像を解析して異常箇所を判定する、二値画像解析部と
を備える、請求項9に記載のクライアントマシン。
The client-side abnormal portion determination unit includes an image analysis unit,
a pipe type and inspection condition receiving unit that receives an input of a pipe type and inspection conditions;
a binarization parameter setting unit that sets binarization parameters according to the pipe type and the inspection conditions;
an image conversion unit that converts the exfoliated image into a binary image using the binarization parameters;
The client machine according to claim 9 , further comprising: a binary image analysis unit that analyzes the binary image to determine an abnormal portion.
前記クライアント側異状箇所判定部はクライアント側診断モデル判定部を備え、該クライアント側診断モデル判定部は、
展開画像と該展開画像中の異状箇所とを教師データとして用いて機械学習により生成された、入力を展開画像とし、出力を該展開画像中の異状箇所とする診断モデルを受信する診断モデル受信部と、
前記診断モデル受信部が受信した診断モデルを用いて、前記展開画像生成部が生成した展開画像から前記下水管の内側における異状箇所を判定する、異状箇所モデル判定部と
を備える、請求項10に記載のクライアントマシン。
The client-side abnormality location determination unit includes a client-side diagnostic model determination unit,
a diagnostic model receiving unit that receives a diagnostic model that is generated by machine learning using the unfolded image and an abnormal portion in the unfolded image as training data, and that takes the unfolded image as input and the abnormal portion in the unfolded image as output;
an abnormality part model determining unit that determines an abnormality part inside the sewer pipe from the unfolded image generated by the unfolded image generating unit by using the diagnostic model received by the diagnostic model receiving unit.
下水管内で撮影した動画又は静止画である撮影画像を用いて行われる該下水管の異状診断を支援する、下水管内異状診断支援システム用のサーバマシンであって、
下水管の内側の展開画像と、該展開画像中の異状箇所とを記憶する教師データ記憶部と、
前記教師データ記憶部に記憶された展開画像と該展開画像中の異状箇所とを教師データとして用い、入力を展開画像とし、出力を該展開画像中の異状箇所とする診断モデルを機械学習により生成する診断モデル生成部と、
前記診断モデル生成部により生成された診断モデルを送信する診断モデル送信部と、
前記診断モデルを用いた異状箇所の判定結果の画面表示に基づく、ユーザからの入力内容としての、該判定結果に対する変更内容を受信する、変更内容受信部と
を備える、サーバマシン。
A server machine for a sewer pipe abnormality diagnosis support system that supports abnormality diagnosis in a sewer pipe by using a captured image, which is a video or still image, captured in the sewer pipe,
a teacher data storage unit that stores an unfolded image of the inside of the sewer pipe and an abnormality location in the unfolded image;
a diagnostic model generating unit that uses the unfolded image stored in the training data storage unit and the abnormal portion in the unfolded image as training data to generate a diagnostic model by machine learning, the diagnostic model having the unfolded image as an input and the abnormal portion in the unfolded image as an output;
a diagnostic model transmission unit that transmits the diagnostic model generated by the diagnostic model generation unit;
and a change receiving unit that receives changes to the judgment result as input from a user based on a screen display of the judgment result of the abnormal portion using the diagnostic model.
クラウドサーバとして具現化される、請求項12に記載のサーバマシン。 The server machine of claim 12, embodied as a cloud server. 下水管内で撮影した動画又は静止画である撮影画像を用いて行われる該下水管の異状診断を支援する、下水管内異状診断支援システムによる方法であって、
撮影画像取込部が、前記下水管内の撮影画像を取り込むことと、
展開画像生成部が、前記撮影画像から前記下水管の内側の展開画像を生成することと、
異状箇所判定部が、前記展開画像から前記下水管の内側における異状箇所を判定することと、
判定結果表示部が、前記異状箇所判定部により異状であると判定された箇所を判定結果としてユーザに対して画面表示することと、
前記異状箇所判定部により異状であると判定された箇所の判定結果としてのユーザに対する前記画面表示に基づく前記ユーザからの入力内容として、変更登録受付部が、前記判定結果に対する変更内容の登録を受け付けることと
を含む、方法。
A method for a sewer pipe abnormality diagnosis support system that supports abnormality diagnosis of a sewer pipe by using a captured image, which is a video or a still image, captured inside the sewer pipe, comprising:
A photographed image capturing unit captures a photographed image of the inside of the sewer pipe;
an unfolded image generating unit generates an unfolded image of the inside of the sewer pipe from the captured image;
an abnormality location determination unit determines an abnormality location inside the sewer pipe from the unfolded image;
a determination result display unit displays on a screen to a user the portion determined to be abnormal by the abnormal portion determination unit as a determination result;
and a change registration accepting unit accepting registration of changes to the judgment result as input from the user based on the screen display to the user as a judgment result of the area judged to be abnormal by the abnormal area judgment unit .
下水管内で撮影した動画又は静止画である撮影画像を用いて行われる該下水管の異状診断を支援する、下水管内異状診断支援システム用のクライアントマシンによる方法であって、
撮影画像取込部が、前記下水管内の撮影画像を取り込むことと、
展開画像生成部が、前記撮影画像から前記下水管の内側の展開画像を生成することと、
クライアント側異状箇所判定部が、前記展開画像から前記下水管の内側における異状箇所を判定することと、
判定結果表示部が、前記異状箇所判定部により異状であると判定された箇所を判定結果としてユーザに対して画面表示することと、
前記クライアント側異状箇所判定部により異状であると判定された箇所の判定結果としてのユーザに対する前記画面表示に基づく前記ユーザからの入力内容として、変更登録受付部が、前記判定結果に対する変更内容の登録を受け付けることと
を含む、方法。
A method for a sewer pipe abnormality diagnosis support system using a client machine for supporting abnormality diagnosis of a sewer pipe by using a captured image, which is a moving image or a still image, captured inside the sewer pipe, comprising:
A photographed image capturing unit captures a photographed image of the inside of the sewer pipe;
an unfolded image generating unit generates an unfolded image of the inside of the sewer pipe from the captured image;
a client-side abnormality determination unit determines an abnormality in the inside of the sewer pipe from the unfolded image;
a determination result display unit displays on a screen to a user the portion determined to be abnormal by the abnormal portion determination unit as a determination result;
and a change registration accepting unit accepting registration of changes to the determination result as input from the user based on the screen display to the user as a determination result of a part determined to be abnormal by the client-side abnormal part determination unit .
下水管内で撮影した動画又は静止画である撮影画像を用いて行われる該下水管の異状診断を支援する、下水管内異状診断支援システム用のサーバマシンによる方法であって、
教師データ記憶部が、下水管の内側の展開画像と、該展開画像中の異状箇所とを記憶することと、
診断モデル生成部が、前記教師データ記憶部に記憶された展開画像と該展開画像中の異状箇所とを教師データとして用い、入力を展開画像とし、出力を該展開画像中の異状箇所とする診断モデルを機械学習により生成することと、
診断モデル送信部が、前記診断モデル生成部により生成された診断モデルを送信することと、
変更内容受信部が、前記診断モデルを用いた異状箇所の判定結果の画面表示に基づく、ユーザからの入力内容としての、該判定結果に対する変更内容を受信することと
を含む、方法。
A method for a sewer pipe abnormality diagnosis support system, which supports abnormality diagnosis of a sewer pipe by using a captured image, which is a moving image or a still image, captured in the sewer pipe, comprising:
A teacher data storage unit stores an unfolded image of the inside of the sewer pipe and an abnormal portion in the unfolded image;
a diagnostic model generating unit uses the unfolded image stored in the training data storage unit and the abnormal portion in the unfolded image as training data, and generates a diagnostic model by machine learning, the diagnostic model having the unfolded image as an input and the abnormal portion in the unfolded image as an output;
a diagnostic model transmission unit transmitting the diagnostic model generated by the diagnostic model generation unit;
a change receiving unit receiving, as an input from a user, changes to the determination result based on a screen display of the determination result of the abnormality location using the diagnostic model.
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