¿Qué es la segmentación de grietas?

Segmentación de grietas es una tarea de visión por computador que asigna a cada píxel de una imagen la etiqueta grieta o no grieta. El resultado es una máscara del mismo tamaño que la imagen. Los píxeles de grieta valen 1 y todos los demás valen 0.

En qué se diferencia de la clasificación y la detección

La clasificación da una sola etiqueta para toda la imagen. La detección dibuja recuadros. Un recuadro alrededor de una grieta fina y sinuosa tiene sobre todo fondo y no dice nada del ancho de la grieta ni de sus ramificaciones. Una máscara conserva la forma de la grieta.

Lo que da la máscara

Si se conoce el tamaño de un píxel en la superficie, la máscara da mediciones:

• Área: el número de píxeles de grieta multiplicado por el área de un píxel.
• Longitud: la longitud de la línea central de un píxel de cada grieta, obtenida adelgazando la máscara.
• Ancho: la distancia desde la línea central hasta el borde de la grieta, multiplicada por dos.

Un píxel de mayor tamaño hace que las grietas capilares queden por debajo de un píxel y se pierdan. El tamaño del píxel en la superficie depende de la cámara y de la distancia al pavimento.

Modelos y datos

La mayoría de los modelos de grietas son redes codificador-decodificador. La U-Net es el punto de partida habitual. Tiene una vía de contracción que capta el contexto y una vía de expansión que restaura la posición. Se entrena con pocas imágenes (artículo sobre U-Net ).

Los conjuntos públicos de entrenamiento son pequeños y muestran sobre todo carreteras o pavimentos de campus. DeepCrack tiene 537 imágenes anotadas de asfalto y hormigón. CrackForest tiene 118 imágenes anotadas de carreteras, y CRACK500 tiene 500 imágenes de pavimento tomadas con teléfonos. CrackSeg9k combina varios de estos conjuntos. Un modelo entrenado con ellos no ha visto nunca una pista con ranuras, así que hay que comprobarlo con imágenes de aeródromos antes de fiarse de sus resultados.

Lo que hace y no hace en un aeródromo

La guía de EASA enumera tres signos de daño del pavimento que buscar durante una inspección. Son el agrietamiento y el desconchado del hormigón, el estado del sellado de las juntas y el agrietamiento del asfalto. También señala que el pavimento agrietado y desconchado puede desprender trozos que se convierten en objetos extraños (FOD).

Una máscara es un insumo de medición, no una calificación. En el método PAVER, la severidad de una grieta longitudinal o transversal en asfalto depende del desconchado y del estado del sellador. En una grieta sin sellar, un ancho medio superior a 6 mm también la eleva a severidad media. La longitud se registra en pies lineales o en metros por nivel de severidad.

Dos elementos de los aeródromos necesitan un tratamiento aparte:

• Ranuras: las ranuras cortadas con sierra son transversales, de 6 mm de ancho, 6 mm de profundidad y separadas 38 mm en una pista. Un modelo tiene que distinguir estas líneas regulares de las grietas.
• Juntas: las losas de hormigón tienen juntas a una separación fija, entre 3,8 m y 6,1 m según el espesor de la losa. Las juntas son elementos diseñados y no son grietas, aunque se inspecciona el estado de su sellado.