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公開番号2024158776
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2023074294
出願日2023-04-28
発明の名称骨材抽出装置及び骨材抽出方法
出願人清水建設株式会社,国立大学法人北海道大学
代理人個人,個人,個人
主分類G06T 7/11 20170101AFI20241031BHJP(計算;計数)
要約【課題】骨材の形状や分布を正確に特定することが可能な骨材抽出装置及び骨材抽出方法を提供する。
【解決手段】骨材抽出装置Aは、X線CT装置が取得する骨材とセメントペースト母材とからなるモルタル・コンクリート試験体のX線CT画像に、k-means法に基づくクラスタリング処理、モルフォロジー変換処理、領域解放処理及び動的輪郭拡張処理を施すことにより骨材抽出画像を生成する画像処理部(記憶部2、操作部3及び演算部4)を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
骨材とセメントとを含むモルタル・コンクリート試験体のＸ線ＣＴ画像を取得する取得部と、
前記Ｘ線ＣＴ画像にk-means法に基づくクラスタリング処理、モルフォロジー変換処理、領域解放処理及び動的輪郭拡張処理を施すことにより骨材抽出画像を生成する画像処理部と
を備える骨材抽出装置。
続きを表示（約 420 文字）【請求項２】
前記画像処理部は、前記クラスタリング処理の前処理としてエントロピーフィルタ処理を前記Ｘ線ＣＴ画像に施す請求項１に記載の骨材抽出装置。
【請求項３】
前記モルフォロジー変換処理は、オープニング処理及びクロージング処理である請求項１又は２に記載の骨材抽出装置。
【請求項４】
骨材とセメントとを含むモルタル・コンクリート試験体のＸ線ＣＴ画像に、k-means法に基づくクラスタリング処理を施す第１工程と、
前記第１工程の処理結果にモルフォロジー変換処理を施す第２工程と、
前記第２工程の処理結果に領域解放処理を施す第３工程と、
前記第３工程の処理結果に動的輪郭拡張処理を施す第４工程と
を有する骨材抽出方法。
【請求項５】
前記クラスタリング処理の前処理としてエントロピーフィルタ処理を前記Ｘ線ＣＴ画像に施す請求項４に記載の骨材抽出方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、骨材抽出装置及び骨材抽出方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
コンクリートの圧縮強度とその破壊挙動は、コンクリート内部に存在する骨材の形状や寸法，骨材とセメントペーストの間に形成される脆弱部（遷移体）の影響を大きく受けることが報告されている。骨材の分布やその形状を把握することはコンクリート構造物の破壊挙動を予測する際に重要となるため，コンクリート構造物の内部を可視化することが期待されている。
【０００３】
物体の内部を非破壊で可視化する手法として、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography、コンピュータ断層撮影）法が知られている。Ｘ線ＣＴ法によれば、物体の内部を非破壊で可視化できるだけではなく、数値データであるＣＴ値（輝度値）を用いた定量的な解析が可能になる。Ｘ線ＣＴ法を用いることで物体の二次元の断面画像を得ることができる。
【０００４】
下記特許文献１には、供試体に中性子線を照射し、供試体を透過して可視化される透過画像を撮影し、撮影した透過画像から読み取れる供試体の含水状態を評価する非破壊検査方法について記載されている。また、下記特許文献２には、セメント質硬化体に対してＸ線ＣＴ法を適用することによりセメント質硬化体の内部における密度の分布を示す画像を取得し、この画像を分析することにより密度が相対的に大きい部分を、白華の発生の可能性が高い部分として評価する評価方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１９－１７４２５５号公報
特開２０２１－１６５７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、Ｘ線ＣＴ法によって得られるコンクリート構造物の断面画像のうち、骨材が表れる画像領域では、他の画像領域よりも輝度が相対的に高い。そこで、断面画像に対して閾値を設定し、その値を境界として二値化して骨材の領域を分離することが考えられる。そして、骨材の領域を表す断面画像を順次重ね合わせることで、骨材の領域を三次元的に観察することができる。
【０００７】
しかしながら、セメント側の領域における輝度値のばらつきや、アーティファクトと呼ばれるノイズのために、単に断面画像を二値化するだけでは、骨材の領域を他の領域から十分に分離できない場合がある。そのため、骨材の形状や分布が正確に特定されないという問題点がある。
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、骨材の形状や分布を正確に特定することが可能な骨材抽出装置及び骨材抽出方法の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明では、骨材抽出装置に係る第１の解決手段として、骨材とセメントとを含むモルタル・コンクリート試験体のＸ線ＣＴ画像を取得する取得部と、前記Ｘ線ＣＴ画像にk-means法に基づくクラスタリング処理、モルフォロジー変換処理、領域解放処理及び動的輪郭拡張処理を施すことにより骨材抽出画像を生成する画像処理部とを備える、という手段を採用する。
【００１０】
本発明では、骨材抽出装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記画像処理部は、前記クラスタリング処理の前処理としてエントロピーフィルタ処理を前記Ｘ線ＣＴ画像に施す、という手段を採用する。
（【００１１】以降は省略されています）

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