PRIN 2005 Metodi ed Algoritmi integrati per la diagnostica Non Distruttiva di Beni Architettonici Unità di Bari Tecniche di Feature extraction e classificazione di segnali per l'analisi di dati multidimensionali nella diagnostica Non Distruttiva di Beni Architettonici

Definire la procedura di misura Obiettivi Definire la procedura di misura Acquisizione dei termogrammi Filtraggio delle immagini termografiche Processing dei termogrammi Roma 23/04/2007

Procedura di misura Temp. Amb.: 27°C Umidità relativa: 70% dup ddown H D Parete Pavimento h Area Indagata HFOVV Harea VFOVV Termocamera stufa H=1,15m D=1,33m h=0,70m dup=0.96 ddown=0.90m Temp. Amb.: 27°C Umidità relativa: 70% Temp. Riflessa: 40°C intonaco : 0.92 Roma 23/04/2007

Acquisizione dei termogrammi Muro esenti da difetti Rilievo 1 Mattoni forati Rilievo 2 Tufi Muro con difetti Rilievo 3 I siti dove si sono condotte le misure sono il DEE e il DAU presso il Politecnico di Bari Roma 23/04/2007

Immagine acquisita e distribuzione delle temperature nei box indicati Immagine acquisita e distribuzione delle temperature nei box indicati. La distribuzione delle temperature è tipicamente gaussiana, evidenziando rumore ‘bianco’ nell’acquisizione Roma 23/04/2007

Filtraggio dei termogrammi del 2° rilievo 1/4 Filtro gaussiano con deviazione standard pari a 15 volte quella del rumore. Il rapporto tra le deviazioni standard nel range 12-15 consente di attenuare l’effetto pergamena senza perdere informazioni importanti. Tuttavia i risultati non sono ancora soddisfacenti. Bisogna applicare un altro filtro.... Roma 23/04/2007

Filtraggio dei termogrammi del 2° rilievo 2/4 Si è applicato un filtro mediano a valle di quello gaussiano di dimensioni 3 ÷ 5 pixel. Dal confronto delle figure prima e dopo l’applicazione dei 2 filtri, si nota una notevole attenuazione del rumore. La linea gialla indica la colonna 180 che analizzeremo nella successiva slide Roma 23/04/2007

Filtraggio dei termogrammi del 2° rilievo 3/4 Nelle figure in basso si riporta, a sinistra, il profilo termico della colonna 180 dell’immagine precedente, mentre a destra è rappresentato il profilo termico della stessa colonna (180) dell’immagine filtrata prima con filtra_gauss.m e poi con median_filter.m. Roma 23/04/2007

Termogramma filtrato del 2° rilievo 4/4 In prossimità dello strato di malta tra due mattoni adiacenti vi è un minimo locale del profilo termico Analisi del profilo termico del termogramma filtrato Roma 23/04/2007

3° rilievo 1/4 Risc. 30’ Compressione dovuta a martellate ripetute Di ciascuno dei tre difetti (SP08, SP01, SP04) consideriamo due punti adiacenti per analizzare i rispettivi comportamenti termici Difetto n. 2 Risc. 30’ Difetto n. 1 Difetto n. 3 Compressione dovuta a martellate ripetute Foro ricoperto da gesso per una profondità di circa 1 cm Distacco di intonaco Difetto di tipo 1 Difetto di tipo 2 Difetto di tipo 3 SPO7 (124,11) SP02 (100,150) SP05(140,145) SP08(154,11) Difetto SP01 (100,175) Difetto SP04(140,175) Difetto SP09(188,11) SP03 (100,200) SP06(140,205) Roma 23/04/2007

3° rilievo - Compressione 2/4 La curva rappresentativa del difetto ha una risposta più pronta rispetto alla stessa sollecitazione termica. Quindi un difetto di compressione lo si riscontra con un comportamento termico più veloce rispetto alle zone sane limitrofe Le discontinuità presenti sono dovute al circuito shutter interno alla termocamera per evitare fenomeni di deriva termica del sensore CCD Roma 23/04/2007

3° rilievo – Foro con gesso 3/4 Sia in fase di aumento che in fase di diminuzione della temperatura, la zona difettata (curva blu) ha un comportamento dinamico significativamente meno inerziale rispetto alle zone sane circostanti; non presenta forti discontinuità perché il gesso è abbastanza omogeneo. Roma 23/04/2007

3° rilievo – Distacco di intonaco 4/4 Il difetto non ha comportamento dissimile dalle zone sane vicine. Infatti, le tre curve sono quasi sovrapponibili. Presenta una sola discontinuità in riscaldamento. Pertanto l’analisi del profilo termico non aggiunge alcun contributo particolare all’analisi qualitativa che si può fare semplicemente osservando i termogrammi in falsi colori. Roma 23/04/2007

Analisi in frequenza del 3° rilievo 1/2 La PPT è utilizzata maggiormente nello studio di termogrammi relativi a zone difettate e questo perché l’immagine di fase è meno sensibile a disturbi come: riscaldamento non uniforme del campione; riflessioni ambientali; le variazioni di emissività della superficie; la geometria del campione; la profondità del difetto. Lo studio in frequenza è stato condotto mediante la Pulsed Phase Thermography (PPT) Le immagini di ampiezza e di fase sono ottenute applicando la Fast Fourier Trasformer (FFT) alla curva di decadimento termico di ogni pixel. Roma 23/04/2007

Analisi in frequenza del 3° rilievo 2/2 Maggior contrasto Roma 23/04/2007

Conclusioni I termogrammi sono affetti da rumore termico e di contrasto eliminabili con un filtro avente f = 15 n = 1,86°C e kernel 3 pixel L’analisi del profilo termico ha evidenziato minimi di temperatura in corrispondenza della malta pertanto se ne può ricostruire la trama L’immagine di fase ha permesso di definire meglio la geometria del difetto L’analisi dei profili termici dei difetti permette una loro classificazione. grazie Roma 23/04/2007