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ひび割れ検出システム v2.0 (Crack Detection System v2.0)

概要 (Overview)

高度な画像解析技術を使用したひび割れ検出システムです。
浮彫フィルター(Frangi)、佐藤フィルター(Sato)、マルチスケール解析を統合し、全方向のひび割れを高精度で検出します。

Advanced crack detection system using state-of-the-art image analysis techniques.
Integrates Frangi vesselness filter, Sato tubeness filter, and multi-scale analysis for high-accuracy detection of cracks in all orientations.

主な機能 (Key Features)

🔬 検出モード (Detection Modes)

高精度モード (Advanced Mode)

  • ✅ Frangi法(血管様構造検出)
  • ✅ Sato法(チューブ状構造検出)
  • ✅ マルチスケール解析(複数解像度解析)
  • ✅ 全方向形態処理(縦横斜め対応)
  • ✅ テクスチャ解析による誤検出削減
  • ✅ 照明正規化で不均一な明るさに対応

特徴: 高精度、全方向対応、曲線・分岐も検出可能
推奨: 複雑なひび割れ、精密な計測が必要な場合
処理時間: やや長い(数秒~10秒程度)

高速モード (Simple Mode)

  • ✅ 基本形態処理(骨格化・細線化)
  • ✅ 適応的二値化でノイズ除去
  • ✅ 縦線検出特化アルゴリズム

特徴: 高速処理、シンプル、明確な縦ひびに強い
推奨: 明確な縦ひび割れ、高速処理が必要な場合
処理時間: 短い(1~3秒程度)

📊 可視化機能 (Visualization Features)

  1. 注釈付き画像: ID・寸法・重症度を表示
  2. 密度ヒートマップ: ひび割れの密度と重症度を色分け
  3. 統計レポート: 円グラフ・ヒストグラム・散布図・位置マップ
  4. DXF出力: CAD図面として出力(レイヤー分け対応)

🎚️ 検出パラメータ (Detection Parameters)

  • 最小検出幅: 0.2mm以上(プリセット: 0.2/0.5/1.0/2.0mm)
  • 検出感度: 超高感度/高感度/中感度/低感度
  • ノイズ除去: 弱/中/強

📈 重症度分類 (Severity Classification)

レベル 説明
微細 <0.2mm ごく細いひび
軽度 0.2-0.5mm 小さなひび
中度 0.5-1.0mm オレンジ 注意が必要
重度 >1.0mm 緊急対応が必要

インストール (Installation)

方法1: 実行ファイルを使用(推奨)

  1. CrackDetection.exe をダウンロード
  2. ダブルクリックして起動
  3. Python不要

方法2: ソースコードから実行

必要要件 (Requirements):

  • Python 3.8+
  • Windows 10/11

手順:

# 依存関係のインストール
pip install -r requirements_premium.txt

# アプリケーションの起動
python app_premium.py

使い方 (Usage)

1. 画像の読み込み

  • 「📁 画像を選択」ボタンをクリック
  • サポート形式: JPG, JPEG, PNG, BMP, TIFF

2. 検出パラメータの設定

  • 最小検出幅: 0.2/0.5/1.0/2.0mm(プリセット)
  • 検出感度: ultra/high/medium/low
  • ノイズ除去: 弱/中/強
  • 検出モード: 高精度モード/高速モード

3. 検出実行

  • 「🔍 AI検出開始」ボタンをクリック
  • 処理が完了すると結果が4つのパネルに表示されます

4. 結果の保存

  • 注釈画像: ID・寸法付き
  • ヒートマップ: 密度・重症度表示
  • 統計レポート: グラフ・表
  • DXF図面: CAD用データ

出力形式 (Output Formats)

PNG画像

  • 注釈付き画像: 検出結果をID・寸法・重症度で色分け
  • ヒートマップ: 密度と重症度を可視化
  • 統計レポート: 5種類のグラフを含む

DXF図面

  • レイヤー分け出力:
    • CRITICAL: 重度(>1.0mm)
    • SEVERE: 中度(0.5-1.0mm)
    • MODERATE: 軽度(0.2-0.5mm)
    • MINOR: 微細(<0.2mm)

技術仕様 (Technical Specifications)

検出アルゴリズム

Frangi Filter (Vesselness)

V = exp(-(Rb²)/(2α²)) × (1 - exp(-(S²)/(2c²)))
  • マルチスケール解析(σ = 1, 2, 4)
  • 暗い線状構造を検出
  • ノイズに強く、細いひびにも対応

Sato Filter (Tubeness)

T = |λ₁| × (1 - exp(-(λ₂²)/(2λ₁²)))
  • 明るい・暗い両方の線を検出
  • Frangiよりノイズに堅牢
  • より幅広いひびに対応

統合アルゴリズム

Combined = 0.35×Frangi + 0.30×Sato + 0.15×Pyramid + 0.20×Morphology

前処理

  1. 照明正規化: 不均一な照明に対応
  2. CLAHE: コントラスト調整(clipLimit=3.0)
  3. 適応的ノイズ除去: 弱/中/強の選択が可能

性能 (Performance)

シナリオ v1.x v2.0 高精度 v2.0 高速
明確な縦ひび 70-85% 95-98% 75-85%
混合方向 40-60% 85-95% 50-60%
曲線・網状 5-20% 75-90% 10-25%
低コントラスト/ノイズ 20-40% 70-85% 30-45%
細いひび(<0.2mm) <10% 60-80% 15-25%

よくある質問 (FAQ)

Q: どの形式の画像が使えますか?

A: JPG, JPEG, PNG, BMP, TIFF形式に対応しています。

Q: 処理時間はどのくらいかかりますか?

A:

  • 高精度モード: 5-15秒(1920×1080の場合)
  • 高速モード: 1-3秒(1920×1080の場合)

Q: どのパラメータを使えばいいですか?

A:

  • 最小検出幅: 0.5mm(一般的な構造検査)
  • 感度: 高感度(ほとんどの場合に最適)
  • ノイズ除去: 中(標準的)
  • 検出モード: 高精度モード(推奨)

Q: 誤検出を減らすには?

A:

  • ノイズ除去を「強」に設定
  • 感度を「低」に下げる
  • 最小検出幅を大きくする

Q: 細いひびを検出したい場合は?

A:

  • 最小検出幅を0.2mmに設定
  • 感度を「超高感度」に設定
  • 高精度モードを使用

ライセンス (License)

このプロジェクトはオリジナルのライセンスに従います。

サポート (Support)

問題が発生した場合は、以下を確認してください:

  • Pythonバージョン(3.8以上)
  • 必要な依存関係がインストールされているか
  • 画像が適切な形式か

バージョン履歴 (Version History)

v2.0 (最新)

  • ✅ Frangi+Satoマルチスケール解析
  • ✅ 全方向検出対応
  • ✅ テクスチャ解析による誤検出削減
  • ✅ 信頼度スコア(0-100%)
  • ✅ 日本語UI完全対応

v1.5

  • 基本的なひび割れ検出
  • 垂直方向特化

謝辞 (Acknowledgments)

  • OpenCV開発チーム
  • scikit-image開発チーム
  • matplotlib開発チーム
  • CustomTkinter開発チーム

Author: Advanced Crack Detection Team
Date: 2025
Version: 2.0.0

About

No description, website, or topics provided.

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No releases published

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