清水　裕介

カラー画像を用いた斜面監視システムの開発に関する研究

鳥居　邦夫

現在、各地で地すべりや土砂崩れといった斜面崩壊による事故が多く、斜面監視体制の強化が課題になってきている。そのため、現在では崩壊の前兆をとらえる手段としてさまざまな斜面監視システムが研究・開発されてきている。本研究室では、CCDカメラを用いた斜面監視システムが研究・開発されている。このシステムは標柱による移動量計測システムや伸縮計による地盤収縮変動量観測などの現行の斜面監視方法と比較して安価で、遠隔地での無人自動監視を可能にする等の長所を持つ。しかし、このシステムは計測の対象となる斜面にターゲットを設置し撮影して行うものであり、それらの設置と撤去には多大な負担と危険性を伴い、システムの機動性が高いとは言いにくい。
そこで、本研究では画像のカラーCCDカメラやデジタルカメラを用いて撮影される、情報量が多いカラー画像を用いることにより、これまでのモノクロ画像では難しかった斜面上にある自然物を従来のターゲットの代わりに用いることを可能にし、監視システムのターゲットレス化を図ることを目的としている。昨年度にはシステムの自動化や、日照の影響の改善について進展が見られたが、それでも日照の影響が大きい場合には対応できないという問題が残っていた。そこで本年度は、多変量解析における判別分析の処理方法を導入することによって、代替ターゲットと背景のRGB成分の違いからこの二つを分離することにより、更なる日照の影響の改善を図るとともに、システムの適用範囲を広げるため、これまでは代替ターゲットに自然石を使用していたところを、木の幹を用いて処理を行うことを考えた。
判別分析処理では、連続計測時に画像毎に判別関数を更新しながら代替ターゲットを抽出する。このような方法により、今まで日照の影響が大きい場合には抽出できなかったものでも抽出できるようになった。また、木の幹を代替ターゲットとして用いる方法では、従来では重心座標値の決め方が問題となっていたが、本年度は抽出された代替ターゲット領域で2値パターンマッチングを行うことにより、形状的に特長のある領域を選択し、その領域の重心座標を計算する方法をとった。これにより重心座標値の決定が可能となった。
結論として、判別分析処理により大きな日照の影響を受ける場合でも代替ターゲットを抽出することができるようになった。また、木の幹を代替ターゲットとして用いる場合の重心座標値の算出も可能となった。