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Development, upgrading, and promotion of novel image diagnosis system for earthquake damaged timber dwellings using deep learning

基于深度学习的新型震损木结构房屋图像诊断系统的开发、升级和推广

基本信息

批准号：
20J20169
负责人：
千田紘之
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

最終年度である本年度は，前年度までに実施した解析・実験において得られたデータの分析を進め，適切な損傷領域の検知結果が得られるモデルの構築条件および撮影条件の抽出ならびにこれらの診断精度に与える影響を評価し，これらを撮影マニュアルの策定に資する情報としてまとめた。はじめに画素分解能・照度に着目し，これらを考慮した学習用画像データベースの構築，検証用画像の取得ならびに画像診断精度の算定を実施した。その結果，目視計測と同等以上の精度で診断結果を得るためには，学習用画像データベースの画素分解能と検証用画像の画素分解能が同程度となる場合を必要条件に高精度の検知結果が得られることを示した。加えて，照度50lx～90,000lxにおいて，適切な検知結果が得られる露出設定（ISO感度とシャッタースピード）の組み合わせを定量的に示した。また，スマートフォンに内蔵されるオート露出機能により適切な露出設定が自動的に選択されることを示した。これらの必要条件を満足する撮影条件下で，外観のひび割れ水平長さ計測および内観のひび割れ長さ計測には画素分解能が0.3mm/px以下，内観のひび割れ幅計測には，画素分解能が0.1mm/px以下となることが条件となることを示した。また，仕上げ材に生じた損傷状況から躯体の経験最大変形角を推定するにあたり，上記の撮影条件を満たした上で，内装仕上げ材の画像診断結果（ひび割れ長さとひび割れ幅の計測結果）を活用することで，最大経験変形が1/60rad.を超えるか否かの簡易的判断に活用可能なことを示した。令和2年度～4年度の研究実績を統括して，最終的にこれまでの被害程度を大別する（全壊かその他）画像分類手法とは異なる定量的損傷評価が可能な画像診断手法を確立することができた。

The final year is the current year, and the previous year is the current year. The analysis of the relevant damage area is carried out. The construction conditions and the extraction conditions of the relevant damage area are evaluated. The information of the relevant damage area is extracted. In addition, the pixel decomposition energy and illumination are considered to construct the image for learning, and the image for verification is obtained and the accuracy of image diagnosis is determined. As a result, the visual measurement and the diagnosis result with the same accuracy or higher can be obtained. In the case where the pixel decomposition ability of the image for learning and the pixel decomposition ability of the image for identification are the same, the necessary condition for the detection result with high accuracy can be obtained. Increase the illumination from 50lx to 90,000 lx, and the appropriate detection results will be displayed in the exposure setting (ISO sensitivity) and combination setting. For example, if you want to set up a new account, you can set up a new account. Under the necessary conditions, the pixel resolution energy of the horizontal length measurement of the outer layer and the horizontal length measurement of the inner layer is less than 0.3mm/px, and the pixel resolution energy of the inner layer is less than 0.1mm/px. In addition, the maximum angle of the body is estimated according to the above imaging conditions, and the results of the image diagnosis of the upper material (measurement results of the length and width of the cut) are used. The maximum angle of the body is 1/60 rad. The results of the study in 2002 - 2004 were summarized, and the final results of the study were determined by the methods of image classification and quantitative evaluation.