JP2001029938A - 水処理状態監視装置 - Google Patents
水処理状態監視装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】被処理水の水面のディジタルカラー画像に基づ
き水処理状態の異常を迅速に検知する水処理監視装置を
提供する。 【解決手段】浮遊物質２を含む被処理水１の水面Ｈのデ
ィジタルカラー画像Ihを画像作成装置５で作成し、水面
Ｈにおける浮遊物質２以外の部分の色彩を基準色Csとし
て抽出して基準色記憶手段６に記憶する。カラー画像Ih
の各画素ｉ（１≦ｉ≦ｎ）の色彩Ciを基準色Csと比較し
て基準色Csと異なる色彩の画素ｉの数ｍを求め、カラー
画像Ihの総画素数ｎに対する基準色Csと異なる色彩の画
素数ｍの比率ｒ（＝ｍ／ｎ）により被処理水１の処理状
態を判定する。解析手段７により比率ｒが所定比率α以
上（ｒ≧α）のときに被処理水１の処理状態を異常と判
定し、異常判定時に処理異常信号を信号出力装置20から
出力する。
き水処理状態の異常を迅速に検知する水処理監視装置を
提供する。 【解決手段】浮遊物質２を含む被処理水１の水面Ｈのデ
ィジタルカラー画像Ihを画像作成装置５で作成し、水面
Ｈにおける浮遊物質２以外の部分の色彩を基準色Csとし
て抽出して基準色記憶手段６に記憶する。カラー画像Ih
の各画素ｉ（１≦ｉ≦ｎ）の色彩Ciを基準色Csと比較し
て基準色Csと異なる色彩の画素ｉの数ｍを求め、カラー
画像Ihの総画素数ｎに対する基準色Csと異なる色彩の画
素数ｍの比率ｒ（＝ｍ／ｎ）により被処理水１の処理状
態を判定する。解析手段７により比率ｒが所定比率α以
上（ｒ≧α）のときに被処理水１の処理状態を異常と判
定し、異常判定時に処理異常信号を信号出力装置20から
出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は水処理状態監視装置
に関し、とくに浮遊物質を含む被処理水の水面のディジ
タルカラー画像に基づいて被処理水の処理状態を監視す
る水処理状態監視装置に関する。
に関し、とくに浮遊物質を含む被処理水の水面のディジ
タルカラー画像に基づいて被処理水の処理状態を監視す
る水処理状態監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８は、下水処理場、浄化槽、各種排水
処理プラント等の水処理施設における従来の水処理方法
の一例である活性汚泥処理の構成を示す。活性汚泥処理
は、原理的には、原水中の粗大固形物をスクリーン30で
除去し、更に原水中の粗大な浮遊物質（Suspended Soli
ds。以下、SSということがある。）を最初沈殿池31で沈
殿除去したのち、原水を活性汚泥と混合して曝気槽33ヘ
送り曝気することにより原水中の汚濁物質を酸化分解
し、最終沈殿池34において汚泥と分離した上澄液を処理
水として放流するものである。変動する原水量に対して
曝気槽33へ流入する水量・濃度・成分組成等を均一化す
るため、最初沈殿池31と曝気槽33との間に調整槽32を設
けている。
処理プラント等の水処理施設における従来の水処理方法
の一例である活性汚泥処理の構成を示す。活性汚泥処理
は、原理的には、原水中の粗大固形物をスクリーン30で
除去し、更に原水中の粗大な浮遊物質（Suspended Soli
ds。以下、SSということがある。）を最初沈殿池31で沈
殿除去したのち、原水を活性汚泥と混合して曝気槽33ヘ
送り曝気することにより原水中の汚濁物質を酸化分解
し、最終沈殿池34において汚泥と分離した上澄液を処理
水として放流するものである。変動する原水量に対して
曝気槽33へ流入する水量・濃度・成分組成等を均一化す
るため、最初沈殿池31と曝気槽33との間に調整槽32を設
けている。
【０００３】活性汚泥処理では、曝気槽33における良好
な処理を行なうため、微生物群が生息しやすいように、
曝気槽33へ流入する原水の流量・濃度の定常化、pH条
件、溶存酸素濃度（Dissolved Oxygen。以下、DOという
ことがある。）等の処理条件を整えてやることが必要で
ある。活性汚泥処理以外の水処理方法においても、良好
な処理を継続するため、各種の条件を整える必要であ
る。従来の水処理施設では、これら条件の適正管理及び
管理の省力化を目的として、流量計、水位計、pH計、DO
計、濃度計等の各種センサーを利用した電気計装による
自動制御、自動運転が行なわれている。
な処理を行なうため、微生物群が生息しやすいように、
曝気槽33へ流入する原水の流量・濃度の定常化、pH条
件、溶存酸素濃度（Dissolved Oxygen。以下、DOという
ことがある。）等の処理条件を整えてやることが必要で
ある。活性汚泥処理以外の水処理方法においても、良好
な処理を継続するため、各種の条件を整える必要であ
る。従来の水処理施設では、これら条件の適正管理及び
管理の省力化を目的として、流量計、水位計、pH計、DO
計、濃度計等の各種センサーを利用した電気計装による
自動制御、自動運転が行なわれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の水処理
には前記各種センサーでは把握できない管理項目があ
る。これらの項目の管理は、管理担当者の目視、サンプ
リング、手分析などでしなければならず、管理コストが
かかるだけでなく緊急時の対応が遅れやすい問題点があ
る。
には前記各種センサーでは把握できない管理項目があ
る。これらの項目の管理は、管理担当者の目視、サンプ
リング、手分析などでしなければならず、管理コストが
かかるだけでなく緊急時の対応が遅れやすい問題点があ
る。
【０００５】例えば活性汚泥処理では、曝気槽33におい
て、図５に示す正常な被処理水の水面に対し、図６に示
すように水面の泡立ちが異常に多くなることがある。こ
のような異常発泡の発生は、活性汚泥中の微生物の活性
の変動や原水中への洗剤の混入など様々な原因が考えら
れるが、泡の飛散や処理水の水質低下を招くので、消泡
剤の投入等の消泡策を必要とする。また最終沈殿池34に
おいて、図７に示すように水面に浮かぶスカムの量が異
常に多くなることがあり、スカム除去が必要となる。従
来は、曝気槽33における泡立ち量、最終沈殿池34におけ
るスカム量等を検出する適当な装置がないため、担当者
が定期的に目視で管理しており、対応が遅れるおそれが
あった。これら目視で管理している部分についても、異
常を早期に検出して迅速な対応を可能とする技術の開発
が望まれている。
て、図５に示す正常な被処理水の水面に対し、図６に示
すように水面の泡立ちが異常に多くなることがある。こ
のような異常発泡の発生は、活性汚泥中の微生物の活性
の変動や原水中への洗剤の混入など様々な原因が考えら
れるが、泡の飛散や処理水の水質低下を招くので、消泡
剤の投入等の消泡策を必要とする。また最終沈殿池34に
おいて、図７に示すように水面に浮かぶスカムの量が異
常に多くなることがあり、スカム除去が必要となる。従
来は、曝気槽33における泡立ち量、最終沈殿池34におけ
るスカム量等を検出する適当な装置がないため、担当者
が定期的に目視で管理しており、対応が遅れるおそれが
あった。これら目視で管理している部分についても、異
常を早期に検出して迅速な対応を可能とする技術の開発
が望まれている。
【０００６】そこで本発明の目的は、被処理水の水面の
ディジタルカラー画像に基づき水処理状態の異常を迅速
に検知する水処理監視装置を提供するにある。
ディジタルカラー画像に基づき水処理状態の異常を迅速
に検知する水処理監視装置を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】図１の実施例を参照する
に、本発明の水処理監視装置は、浮遊物質２を含む被処
理水１の水面Ｈのディジタルカラー画像Ihを作成する画
像作成装置５、水面Ｈにおける浮遊物質２以外の部分の
色彩を基準色Csとして抽出して記憶した基準色記憶手段
６、及びカラー画像Ihの各画素ｉ（ピクセルｉ、１≦ｉ
≦ｎ）の色彩Ciを基準色Csと比較して基準色Csと異なる
色彩の画素ｉの数ｍを求め且つカラー画像Ihの総画素数
ｎに対する基準色Csと異なる色彩の画素数ｍの比率ｒ
（＝ｍ／ｎ）により被処理水１の処理状態を判定する画
像解析手段７を備えてなるものである。
に、本発明の水処理監視装置は、浮遊物質２を含む被処
理水１の水面Ｈのディジタルカラー画像Ihを作成する画
像作成装置５、水面Ｈにおける浮遊物質２以外の部分の
色彩を基準色Csとして抽出して記憶した基準色記憶手段
６、及びカラー画像Ihの各画素ｉ（ピクセルｉ、１≦ｉ
≦ｎ）の色彩Ciを基準色Csと比較して基準色Csと異なる
色彩の画素ｉの数ｍを求め且つカラー画像Ihの総画素数
ｎに対する基準色Csと異なる色彩の画素数ｍの比率ｒ
（＝ｍ／ｎ）により被処理水１の処理状態を判定する画
像解析手段７を備えてなるものである。
【０００８】好ましくは、解析手段７に、カラー画像Ih
を複数の所定画素数Piの小区画Kiに分割する画像分割手
段８、小区画Ki毎に当該区画Ki内の画素ｉの色彩Ciの平
均色Ckiを算出する平均色算出手段９、各小区画Kiの平
均色Ckiを基準色Csと比較して基準色Csと異なる平均色
の小区画Ki（Cki≠Cs）を求める色彩比較手段10、及び
カラー画像の画素数ｎに対する基準色Csと異なる平均色
の小区画Ki（Cki≠Cs）内の画素数Piの合計ΣPi（Cki≠
Cs）の比率ｒ（＝ΣPi（Cki≠Cs）／ｎ）により被処理
水１の処理状態を判定する判定手段11を設ける。ここで
記号Ki（Cki≠Cs）は、平均色Ckiが基準色Csの範囲から
外れた小区画Kiを意味する。また記号ΣPi（Cki≠Cs）
は、平均色Ckiが基準色Csの範囲から外れた小区画Kiの
画素数Piの合計を意味する。
を複数の所定画素数Piの小区画Kiに分割する画像分割手
段８、小区画Ki毎に当該区画Ki内の画素ｉの色彩Ciの平
均色Ckiを算出する平均色算出手段９、各小区画Kiの平
均色Ckiを基準色Csと比較して基準色Csと異なる平均色
の小区画Ki（Cki≠Cs）を求める色彩比較手段10、及び
カラー画像の画素数ｎに対する基準色Csと異なる平均色
の小区画Ki（Cki≠Cs）内の画素数Piの合計ΣPi（Cki≠
Cs）の比率ｒ（＝ΣPi（Cki≠Cs）／ｎ）により被処理
水１の処理状態を判定する判定手段11を設ける。ここで
記号Ki（Cki≠Cs）は、平均色Ckiが基準色Csの範囲から
外れた小区画Kiを意味する。また記号ΣPi（Cki≠Cs）
は、平均色Ckiが基準色Csの範囲から外れた小区画Kiの
画素数Piの合計を意味する。
【０００９】更に好ましくは、解析手段７により比率ｒ
が所定比率α以上（ｒ≧α）のときに被処理水１の処理
状態を異常と判定し、異常判定時に処理異常信号を出力
する信号出力装置20を設ける。
が所定比率α以上（ｒ≧α）のときに被処理水１の処理
状態を異常と判定し、異常判定時に処理異常信号を出力
する信号出力装置20を設ける。
【００１０】
【発明の実施の形態】画像作成装置５は例えばディジタ
ルカメラ、ＣＣＤカメラ、または被処理水１の水面Ｈの
写真、スライドフィルム等のアナログ画像をディジタル
画像に変換するイメージスキャナ、フィルムスキャナー
等の変換装置とすることができる。ＣＣＤカメラの画像
を管理センター26へ伝送することにより、現場へ足を運
ばずとも被処理水１の水面の状態を監視することが可能
である。
ルカメラ、ＣＣＤカメラ、または被処理水１の水面Ｈの
写真、スライドフィルム等のアナログ画像をディジタル
画像に変換するイメージスキャナ、フィルムスキャナー
等の変換装置とすることができる。ＣＣＤカメラの画像
を管理センター26へ伝送することにより、現場へ足を運
ばずとも被処理水１の水面の状態を監視することが可能
である。
【００１１】例えば図２に示すように、被処理水１の水
面Ｈの状態を最も代表すると考えられる処理槽の単独又
は複数の部位にＣＣＤカメラ等の画像作成装置５を設置
し、画像作成装置５で作成した水面のディジタルカラー
画像（以下、単にカラー画像ということがある。）Ihを
管理センター26へ伝送して被処理水１の処理状態を監視
することができる。以下、同図を参照して曝気槽33及び
沈殿池34に画像作成装置５を設けて処理状態を監視する
場合について説明するが、本発明は曝気槽33及び沈殿池
34の被処理水１ヘの適用に限定されるものではない。
面Ｈの状態を最も代表すると考えられる処理槽の単独又
は複数の部位にＣＣＤカメラ等の画像作成装置５を設置
し、画像作成装置５で作成した水面のディジタルカラー
画像（以下、単にカラー画像ということがある。）Ihを
管理センター26へ伝送して被処理水１の処理状態を監視
することができる。以下、同図を参照して曝気槽33及び
沈殿池34に画像作成装置５を設けて処理状態を監視する
場合について説明するが、本発明は曝気槽33及び沈殿池
34の被処理水１ヘの適用に限定されるものではない。
【００１２】本発明ではカラー画像Ihにおける発泡やス
カムとそれ以外の部分を識別するため、例えば図１に示
すように、被処理水１の処理開始前の水面Ｈのカラー画
像Ihから浮遊物質２以外の部分の色彩を基準色Csとして
抽出し、基準色記憶手段６に記憶する。基準色Csは、発
泡やスカムを取り除いた、いわば正常時の被処理水１の
水面Ｈの色彩と考えることができる。被処理水１の水面
Ｈの色彩は水処理施設の特性、原水の状態などに応じて
変化し得るので、一定期間基準色Csの抽出を継続して行
うことにより基準色記憶手段６にCsデータベースを作成
し、そのCsデータベースに基づき被処理水１の正常時の
色彩範囲を決定することが望ましい。また運用中にも基
準色Csの抽出を継続してCsデータベースを更新し、被処
理水１の正常時の色彩範囲を適宜修正することができ
る。
カムとそれ以外の部分を識別するため、例えば図１に示
すように、被処理水１の処理開始前の水面Ｈのカラー画
像Ihから浮遊物質２以外の部分の色彩を基準色Csとして
抽出し、基準色記憶手段６に記憶する。基準色Csは、発
泡やスカムを取り除いた、いわば正常時の被処理水１の
水面Ｈの色彩と考えることができる。被処理水１の水面
Ｈの色彩は水処理施設の特性、原水の状態などに応じて
変化し得るので、一定期間基準色Csの抽出を継続して行
うことにより基準色記憶手段６にCsデータベースを作成
し、そのCsデータベースに基づき被処理水１の正常時の
色彩範囲を決定することが望ましい。また運用中にも基
準色Csの抽出を継続してCsデータベースを更新し、被処
理水１の正常時の色彩範囲を適宜修正することができ
る。
【００１３】また、経験等に基づき定めた基準色Csを入
力手段18から基準色記憶手段６へ入力して記憶し、また
は入力手段18から記憶手段６の基準色Csを適当に修正す
ることができる。基準色Csは、例えばL*a*b*表色系の色
彩範囲として記憶することができる。L*a*b*表色系で
は、ＣＲＴ等の画像表示装置19上にL*軸、a*軸、b*軸の
三次元座のグラフを表示し、該グラフ上で色彩範囲を指
定し又は修正することも可能である。
力手段18から基準色記憶手段６へ入力して記憶し、また
は入力手段18から記憶手段６の基準色Csを適当に修正す
ることができる。基準色Csは、例えばL*a*b*表色系の色
彩範囲として記憶することができる。L*a*b*表色系で
は、ＣＲＴ等の画像表示装置19上にL*軸、a*軸、b*軸の
三次元座のグラフを表示し、該グラフ上で色彩範囲を指
定し又は修正することも可能である。
【００１４】図３は本発明による被処理水１の処理状態
監視の流れ図の一例を示す。先ずステップ301におい
て、画像作成装置５により被処理水１の水面Ｈのカラー
画像Ihを作成し、画像解析手段７へ入力する。画像作成
装置５によるカラー画像Ihの表色系が基準色Csの表色系
と異なる場合は、図１に示すように解析手段７の前段に
表色系変換手段13を設け、カラー画像Ihの表色系を基準
色Csの表色系に変換することができる。例えばRGB方式
で作成されたカラー画像IhをL*a*b*表色系に変換する。
監視の流れ図の一例を示す。先ずステップ301におい
て、画像作成装置５により被処理水１の水面Ｈのカラー
画像Ihを作成し、画像解析手段７へ入力する。画像作成
装置５によるカラー画像Ihの表色系が基準色Csの表色系
と異なる場合は、図１に示すように解析手段７の前段に
表色系変換手段13を設け、カラー画像Ihの表色系を基準
色Csの表色系に変換することができる。例えばRGB方式
で作成されたカラー画像IhをL*a*b*表色系に変換する。
【００１５】ステップ302において、解析手段７の画像
分割手段８によりカラー画像Ihを複数の所定画素数Piの
小区画Kiに分割し、更に平均色算出手段９により小区画
Ki毎に当該区画Ki内の画素ｉの色彩Ciの平均色Ckiを算
出する。ステップ303では、色彩比較手段10により各小
区画Kiの平均色Ckiを記憶手段６の基準色Csと比較す
る。カラー画像Ihを小区画Kiに分割して基準色Csと比較
することにより、ごみ等の影響による画素毎のばらつき
（ノイズ）を平均化し、監視処理の安定化を図ることが
できる。ただし、カラー画像Ihの小区画Kiへの分割は本
発明に必須ではなく、カラー画像Ihの各画素ｉの色彩Ci
をそれぞれ基準色Csと直接比較してもよい。
分割手段８によりカラー画像Ihを複数の所定画素数Piの
小区画Kiに分割し、更に平均色算出手段９により小区画
Ki毎に当該区画Ki内の画素ｉの色彩Ciの平均色Ckiを算
出する。ステップ303では、色彩比較手段10により各小
区画Kiの平均色Ckiを記憶手段６の基準色Csと比較す
る。カラー画像Ihを小区画Kiに分割して基準色Csと比較
することにより、ごみ等の影響による画素毎のばらつき
（ノイズ）を平均化し、監視処理の安定化を図ることが
できる。ただし、カラー画像Ihの小区画Kiへの分割は本
発明に必須ではなく、カラー画像Ihの各画素ｉの色彩Ci
をそれぞれ基準色Csと直接比較してもよい。
【００１６】図４（Ａ）は、ステップ302において20の
小区画Kiに分割されたカラー画像Ihを示す。同図（Ｂ）
に示すように、例えばステップ303において小区画Kiの
平均色Ckiが基準色Csの色彩範囲内にある場合は当該小
区画Kiの水面は正常と判断して当該小区画Kiの処理状態
を０と設定し、平均色Ckiが基準色Csの色彩範囲から外
れている場合は当該小区画Kiの水面を異常と判断して当
該小区画Kiの処理状態を１と設定する。図３のステップ
304では、処理状態が１と設定された小区画Kiの全ての
画素数Piの合計ΣPi（Cki≠Cs）を算出し、カラー画像I
hの総画素数ｎに対する画素数合計ΣPi（Cki≠Cs）の比
率ｒ（＝ΣPi（Cki≠Cs）／ｎ）を求める。またカラー
画像Ihの各画素ｉの色彩Ciをそれぞれ基準色Csと比較す
る場合は、ステップ304において基準色Csから外れた色
彩の画素ｉの数ｍを求め、カラー画像Ihの総画素数ｎに
対する画素数ｍの比率ｒ（＝ｍ／ｎ）を算出する。
小区画Kiに分割されたカラー画像Ihを示す。同図（Ｂ）
に示すように、例えばステップ303において小区画Kiの
平均色Ckiが基準色Csの色彩範囲内にある場合は当該小
区画Kiの水面は正常と判断して当該小区画Kiの処理状態
を０と設定し、平均色Ckiが基準色Csの色彩範囲から外
れている場合は当該小区画Kiの水面を異常と判断して当
該小区画Kiの処理状態を１と設定する。図３のステップ
304では、処理状態が１と設定された小区画Kiの全ての
画素数Piの合計ΣPi（Cki≠Cs）を算出し、カラー画像I
hの総画素数ｎに対する画素数合計ΣPi（Cki≠Cs）の比
率ｒ（＝ΣPi（Cki≠Cs）／ｎ）を求める。またカラー
画像Ihの各画素ｉの色彩Ciをそれぞれ基準色Csと比較す
る場合は、ステップ304において基準色Csから外れた色
彩の画素ｉの数ｍを求め、カラー画像Ihの総画素数ｎに
対する画素数ｍの比率ｒ（＝ｍ／ｎ）を算出する。
【００１７】前記比率ｒは、いわば被処理水１の監視対
象水面Ｈにおける異常色の割合、例えば曝気槽33の水面
Ｈにおける発泡で覆われた面積又は沈殿池34の水面Ｈに
おいてスカムで覆われた面積の割合と考えることができ
る。曝気槽33において水面Ｈを覆うものは主に発泡であ
り、沈殿池34で水面Ｈを覆うものは主にスカムだからで
ある。従ってステップ304に示すように、比率ｒを異常
発生判別値である所定比率αと比較することにより、判
定手段11において、曝気槽33又は沈殿池34における発泡
又はスカムの異常発生を判定することができる。所定比
率αは、例えば初期値として曝気槽33の発泡の場合は80
％、沈殿池34のスカムの場合は30％程度に設定できる
が、各水処理施設の特性に応じて適宜変更することが可
能である。なお画像解析手段７、又は画像分割手段８、
平均色算出手段９、色彩比較手段10、判定手段11の一例
は、図１及び２に示すように、画像処理プログラムを内
蔵したコンピュータ16である。
象水面Ｈにおける異常色の割合、例えば曝気槽33の水面
Ｈにおける発泡で覆われた面積又は沈殿池34の水面Ｈに
おいてスカムで覆われた面積の割合と考えることができ
る。曝気槽33において水面Ｈを覆うものは主に発泡であ
り、沈殿池34で水面Ｈを覆うものは主にスカムだからで
ある。従ってステップ304に示すように、比率ｒを異常
発生判別値である所定比率αと比較することにより、判
定手段11において、曝気槽33又は沈殿池34における発泡
又はスカムの異常発生を判定することができる。所定比
率αは、例えば初期値として曝気槽33の発泡の場合は80
％、沈殿池34のスカムの場合は30％程度に設定できる
が、各水処理施設の特性に応じて適宜変更することが可
能である。なお画像解析手段７、又は画像分割手段８、
平均色算出手段９、色彩比較手段10、判定手段11の一例
は、図１及び２に示すように、画像処理プログラムを内
蔵したコンピュータ16である。
【００１８】本発明によれば、画像作成装置５で被処理
水１の水面Ｈのカラー画像Ihを作成して適宜に解析手段
７へ入力することにより、被処理水１の処理状態を自動
的に監視し、処理状態の異常を迅速に検知することがで
きる。また図１に示すように比率ｒが所定比率α以上
（ｒ≧α）のときに処理異常信号を出力する信号出力装
置20を設け、図２に示すように曝気槽33に処理異常信号
に応答して起動される消泡装置35を設け、沈殿池34に処
理異常信号に応答して起動されるスカム除去装置36を設
けることにより、水処理異常に対して迅速な対策が可能
となり、従来人手で行なわれていた消泡制御、スカム除
去制御の自動化を図ることができる。図３のステップ30
5は、ステップ304で異常検知時に起動される警報出力処
理、消泡装置35及びスカム除去装置36の自動制御、水面
Ｈの録画処理などの異常時対応処理を示す。
水１の水面Ｈのカラー画像Ihを作成して適宜に解析手段
７へ入力することにより、被処理水１の処理状態を自動
的に監視し、処理状態の異常を迅速に検知することがで
きる。また図１に示すように比率ｒが所定比率α以上
（ｒ≧α）のときに処理異常信号を出力する信号出力装
置20を設け、図２に示すように曝気槽33に処理異常信号
に応答して起動される消泡装置35を設け、沈殿池34に処
理異常信号に応答して起動されるスカム除去装置36を設
けることにより、水処理異常に対して迅速な対策が可能
となり、従来人手で行なわれていた消泡制御、スカム除
去制御の自動化を図ることができる。図３のステップ30
5は、ステップ304で異常検知時に起動される警報出力処
理、消泡装置35及びスカム除去装置36の自動制御、水面
Ｈの録画処理などの異常時対応処理を示す。
【００１９】こうして本発明の目的である「被処理水の
水面のディジタルカラー画像に基づき水処理状態の異常
を迅速に検知する水処理監視装置」の提供が達成でき
る。
水面のディジタルカラー画像に基づき水処理状態の異常
を迅速に検知する水処理監視装置」の提供が達成でき
る。
【００２０】
【実施例】図１の実施例では、異なる光源下でのカラー
画像に対して同一の基準色Csによる監視を可能とするた
め、画像作成装置５と画像解析手段７との間にカラー画
像Ihの色彩を調節する色彩調節手段14を設けている。画
像作成装置５でカラー画像Ihを作成する場合は、被処理
水１の水面Ｈにおける光条件が画像Ihに影響を及ぼす。
例えば晴天下で撮影する場合と曇天下で撮影する場合と
では、同じ水面Ｈであっても色合いが異なる画像Ihとな
る。図１の実施例では、被処理水１の水面Ｈ近傍に所定
色彩の色板24を設置し、カラー画像中の色板24の像の色
彩を色彩調節手段14により所定色彩と一致させる。所定
色彩は例えば色彩調節手段14に所定表色系で記憶する。
なお図１では、表色系変換手段13と色彩調節手段14とを
２つの機能を有する一体のものとして表している。
画像に対して同一の基準色Csによる監視を可能とするた
め、画像作成装置５と画像解析手段７との間にカラー画
像Ihの色彩を調節する色彩調節手段14を設けている。画
像作成装置５でカラー画像Ihを作成する場合は、被処理
水１の水面Ｈにおける光条件が画像Ihに影響を及ぼす。
例えば晴天下で撮影する場合と曇天下で撮影する場合と
では、同じ水面Ｈであっても色合いが異なる画像Ihとな
る。図１の実施例では、被処理水１の水面Ｈ近傍に所定
色彩の色板24を設置し、カラー画像中の色板24の像の色
彩を色彩調節手段14により所定色彩と一致させる。所定
色彩は例えば色彩調節手段14に所定表色系で記憶する。
なお図１では、表色系変換手段13と色彩調節手段14とを
２つの機能を有する一体のものとして表している。
【００２１】但し、色板24を利用した色彩補正には限界
がある。色彩補正を避けるため、例えば曝気槽33や沈殿
池34が密閉型である場合は、画像作成装置５に一定の演
色性の撮影用照明装置（図示せず）を含め、その照明装
置で水面Ｈを照明し、カラー画像Ihを一定の光条件下で
作成することができる。撮影用照明装置の一例は、被処
理水１の水面Ｈに対向させる開口とカメラ等の画像作成
装置５が取り付け可能な撮影口とを有し且つ前記開口及
び撮影口以外からの光の侵入を遮断する周囲壁、及び該
周囲壁の内部に設けた自然光に近い演色性の良い蛍光灯
を有するものである。密閉型の曝気槽33や沈殿池34にお
いて前記撮影用照明装置を用いれば、周囲環境、場所、
時間等に基づく光条件の相違に拘わらず、同一の光条件
下でカラー画像Ihを作成し、画像Ihの色彩補正を省略で
きる。
がある。色彩補正を避けるため、例えば曝気槽33や沈殿
池34が密閉型である場合は、画像作成装置５に一定の演
色性の撮影用照明装置（図示せず）を含め、その照明装
置で水面Ｈを照明し、カラー画像Ihを一定の光条件下で
作成することができる。撮影用照明装置の一例は、被処
理水１の水面Ｈに対向させる開口とカメラ等の画像作成
装置５が取り付け可能な撮影口とを有し且つ前記開口及
び撮影口以外からの光の侵入を遮断する周囲壁、及び該
周囲壁の内部に設けた自然光に近い演色性の良い蛍光灯
を有するものである。密閉型の曝気槽33や沈殿池34にお
いて前記撮影用照明装置を用いれば、周囲環境、場所、
時間等に基づく光条件の相違に拘わらず、同一の光条件
下でカラー画像Ihを作成し、画像Ihの色彩補正を省略で
きる。
【００２２】また開放型の曝気槽33や沈殿池34では、記
憶手段６に天気及び時間帯に応じた基準色Csの表を記憶
し、カラー画像Ihの作成時の天気及び時間帯に応じて前
記表から検索した基準色Csを用いてカラー画像Ihの画素
の色彩と比較することにより、画像Ihの色彩補正を省略
することも可能である。
憶手段６に天気及び時間帯に応じた基準色Csの表を記憶
し、カラー画像Ihの作成時の天気及び時間帯に応じて前
記表から検索した基準色Csを用いてカラー画像Ihの画素
の色彩と比較することにより、画像Ihの色彩補正を省略
することも可能である。
【００２３】また図１及び２の実施例では、ネットワー
ク22に接続された通信手段21を設けている。画像作成装
置５によるカラー画像Ih及び／又は図４（Ｂ）に示すよ
うな解析手段７の判定結果を遠方の集中管理センター27
のコンピュータ17へ伝送することにより、集中管理セン
ター27において水処理状態の監視を可能としている。
ク22に接続された通信手段21を設けている。画像作成装
置５によるカラー画像Ih及び／又は図４（Ｂ）に示すよ
うな解析手段７の判定結果を遠方の集中管理センター27
のコンピュータ17へ伝送することにより、集中管理セン
ター27において水処理状態の監視を可能としている。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の水処理状
態監視装置は、浮遊物質を含む被処理水の水面のディジ
タルカラー画像を入力し、カラー画像の各画素の色彩を
前記水面における前記浮遊物質以外の部分の色彩である
基準色と比較して前記基準色と異なる色彩の画素数を求
め、カラー画像の総画素数に対する前記基準色と異なる
色彩の画素数の比率により前記被処理水の処理状態を判
定するので、次の顕著な効果を奏する。
態監視装置は、浮遊物質を含む被処理水の水面のディジ
タルカラー画像を入力し、カラー画像の各画素の色彩を
前記水面における前記浮遊物質以外の部分の色彩である
基準色と比較して前記基準色と異なる色彩の画素数を求
め、カラー画像の総画素数に対する前記基準色と異なる
色彩の画素数の比率により前記被処理水の処理状態を判
定するので、次の顕著な効果を奏する。
【００２５】（イ）被処理水の水面の画像を作成すれば
処理状態を推定できるので、曝気槽の異常発泡や沈殿池
のスカム浮上など従来目視で管理してきた部分の水処理
状態監視作業の容易化を図ることができる。 （ロ）現場に行かなくても管理センターのコンピュータ
画面上で被処理水の状態監視ができるので、監視作業の
省力化を図ることができる。 （ハ）画像作成処理の自動化との組み合わせにより処理
状態管理を実時間で行うことも可能であり、処理異常の
早期検出に寄与できる。 （ニ）処理異常信号に応答して起動される消泡装置やス
カム除去装置を曝気槽や沈殿池に設ければ、水処理異常
に対する迅速な対策が可能となり、消泡制御及びスカム
除去制御等の自動制御も期待できる。 （ホ）インターネット等のネットワークと組み合わせる
ことにより、遠方の集中管理センターにおいて現場状況
の連続的監視が可能となる。
処理状態を推定できるので、曝気槽の異常発泡や沈殿池
のスカム浮上など従来目視で管理してきた部分の水処理
状態監視作業の容易化を図ることができる。 （ロ）現場に行かなくても管理センターのコンピュータ
画面上で被処理水の状態監視ができるので、監視作業の
省力化を図ることができる。 （ハ）画像作成処理の自動化との組み合わせにより処理
状態管理を実時間で行うことも可能であり、処理異常の
早期検出に寄与できる。 （ニ）処理異常信号に応答して起動される消泡装置やス
カム除去装置を曝気槽や沈殿池に設ければ、水処理異常
に対する迅速な対策が可能となり、消泡制御及びスカム
除去制御等の自動制御も期待できる。 （ホ）インターネット等のネットワークと組み合わせる
ことにより、遠方の集中管理センターにおいて現場状況
の連続的監視が可能となる。
【図１】は、本発明の一実施例の説明図である
【図２】は、本発明の他の実施例の説明図である。
【図３】は、被処理水の処理状態判定処理の流れ図の一
例である。
例である。
【図４】は、被処理水の処理状態判定処理の説明図であ
る。
る。
【図５】は、曝気槽の正常な被処理水の水面を表す図で
ある。
ある。
【図６】は、曝気槽の被処理水の水面における異常発泡
を表す図である。
を表す図である。
【図７】は、沈殿池のスカムが浮上した被処理水の水面
を表す図である。
を表す図である。
【図８】は、活性汚泥処理の説明図である。
１…被処理水 ２…浮遊物質 ４…水処理状態監視装置 ５…画像作成装置 ６…基準色記憶手段 ７…画像解析手段 ８…画像分割手段 ９…平均色算出手段 10…色彩比較手段 11…判定手段 13…表色系変換手段 14…色彩調節手段 16…コンピュータ 17…コンピュータ 18…入力手段 19…画像表示装置 20…信号出力手段 21…通信手段 22…ネットワーク 24…色板 26…管理センター 27…集中管理センター 30…スクリーン 31…最初沈殿池 32…調整槽 33…曝気槽 34…最終沈殿池 35…消泡装置 36…スカム除去装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 魚住 敏和 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 樫村 勉 東京都江東区東陽六丁目３番２号 カジマ アクアテック株式会社内 Ｆターム(参考） 2G020 AA08 DA02 DA03 DA04 DA05 DA34 DA35 DA62 5B057 AA19 CH07 DA03 DB02 DB06 DC04 DC25
Claims (11)
- 【請求項１】浮遊物質を含む被処理水の水面のディジタ
ルカラー画像を作成する画像作成装置、前記水面におけ
る前記浮遊物質以外の部分の色彩を基準色として抽出し
て記憶した基準色記憶手段、及び前記カラー画像の各画
素の色彩を前記基準色と比較して前記基準色と異なる色
彩の画素数を求め且つ前記カラー画像の総画素数に対す
る前記基準色と異なる色彩の画素数の比率により前記被
処理水の処理状態を判定する画像解析手段を備えてなる
水処理状態監視装置。 - 【請求項２】請求項１の装置において、前記基準色記憶
手段により前記被処理水の処理開始前における水面のデ
ィジタルカラー画像から前記基準色を抽出して記憶して
なる水処理状態監視装置。 - 【請求項３】請求項１又は２の装置において、前記解析
手段に、前記カラー画像を複数の所定画素数の小区画に
分割する画像分割手段、前記小区画毎に当該区画内の画
素の色彩の平均色を算出する平均色算出手段、前記各小
区画の平均色を前記基準色と比較して前記基準色と異な
る平均色の小区画を検出する色彩比較手段、及び前記カ
ラー画像の総画素数に対する前記基準色と異なる平均色
の小区画内の画素数の合計の比率により前記被処理水の
処理状態を判定する判定手段を設けてなる水処理状態監
視装置。 - 【請求項４】請求項１から３の何れかの装置において、
前記解析手段により前記比率が所定比率以上のときに前
記処理状態を異常と判定し、前記異常判定時に処理異常
信号を出力する信号出力装置を設けてなる水処理状態監
視装置。 - 【請求項５】請求項４の装置において、前記被処理水を
活性汚泥処理の曝気槽の被処理水とし、前記処理異常信
号に応答して起動される消泡装置を前記曝気槽に設けて
なる水処理状態監視装置。 - 【請求項６】請求項４の装置において、前記被処理水を
活性汚泥処理の最終沈殿池の被処理水とし、前記処理異
常信号に応答して起動されるスカム除去装置を前記沈殿
池に設けてなる水処理状態監視装置。 - 【請求項７】請求項１〜６の何れかの装置において、前
記被処理水の水面近傍に設置される所定色彩の色板、及
び前記カラー画像中の色板の像の色彩を前記所定色彩と
一致させる色彩調節手段を設けてなる水処理状態監視装
置。 - 【請求項８】請求項１〜６の何れかの装置において、前
記水面を一定の演色性の撮影用照明装置で照明し、前記
ディジタルカラー画像を一定の光条件下で作成してなる
水処理状態監視装置。 - 【請求項９】請求項１〜６の何れかの装置において、前
記基準色記憶手段に天気及び時間帯に応じた前記基準色
の表を記憶し、前記解析手段により前記カラー画像の作
成時の天気及び時間帯に応じ前記表から検索した基準色
を前記カラー画像の画素の色彩と比較してなる水処理状
態監視装置。 - 【請求項１０】浮遊物質を含む被処理水の水面のディジ
タルカラー画像を入力し、前記カラー画像の各画素の色
彩を前記水面における前記浮遊物質以外の部分の色彩で
ある基準色と比較して前記基準色と異なる色彩の画素数
を求め、前記カラー画像の総画素数に対する前記基準色
と異なる色彩の画素数の比率により前記被処理水の処理
状態を判定する水処理状態監視プログラムを記録したコ
ンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 【請求項１１】請求項１０の記録媒体において、前記カ
ラー画像を複数の所定画素数の小区画に分割し、前記小
区画毎に当該区画内の画素の色彩の平均色を算出し、前
記各小区画の平均色を前記基準色と比較して前記基準色
と異なる平均色の小区画を検出し、前記カラー画像の総
画素数に対する前記基準色と異なる平均色の小区画内の
画素数の合計の比率により前記被処理水の処理状態を判
定する水処理状態監視プログラムを記録したコンピュー
タ読み取り可能な記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20610999A JP3323157B2 (ja) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | 水処理状態監視装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20610999A JP3323157B2 (ja) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | 水処理状態監視装置 |
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|---|---|
| JP2001029938A true JP2001029938A (ja) | 2001-02-06 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20610999A Expired - Fee Related JP3323157B2 (ja) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | 水処理状態監視装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2005309914A (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-04 | Omron Corp | カラー画像の処理方法および画像処理装置 |
| JP2010182330A (ja) * | 2010-04-05 | 2010-08-19 | Omron Corp | カラー画像の処理方法および画像処理装置 |
| JP2010186485A (ja) * | 2010-04-05 | 2010-08-26 | Omron Corp | カラー画像の処理方法および画像処理装置 |
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| CN104883546A (zh) * | 2015-06-11 | 2015-09-02 | 中科宇图天下科技有限公司 | 一种堆料覆盖率监测系统及其方法 |
| JP6684976B1 (ja) * | 2020-01-31 | 2020-04-22 | 三井Ｅ＆Ｓ環境エンジニアリング株式会社 | 有機性廃棄物処理の前処理設備に用いる夾雑物画像解析システム及び夾雑物画像解析システムを用いた前処理設備の運転システム |
| JP2021023852A (ja) * | 2019-07-31 | 2021-02-22 | 公益財団法人日本環境整備教育センター | 水処理管理装置、水処理管理システム及び水処理管理方法 |
| CN113466421A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-10-01 | 海南掌上天下网络技术有限公司 | 一种基于互联网的水质监测系统 |
| CN115536088A (zh) * | 2022-09-28 | 2022-12-30 | 南京晓庄学院 | 一种基于数据分析的污水生化处理流程优化管控系统 |
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-
1999
- 1999-07-21 JP JP20610999A patent/JP3323157B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP4670994B2 (ja) * | 2010-04-05 | 2011-04-13 | オムロン株式会社 | カラー画像の処理方法および画像処理装置 |
| JP2010186485A (ja) * | 2010-04-05 | 2010-08-26 | Omron Corp | カラー画像の処理方法および画像処理装置 |
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| JP2010182330A (ja) * | 2010-04-05 | 2010-08-19 | Omron Corp | カラー画像の処理方法および画像処理装置 |
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| CN104883546A (zh) * | 2015-06-11 | 2015-09-02 | 中科宇图天下科技有限公司 | 一种堆料覆盖率监测系统及其方法 |
| JP2021023852A (ja) * | 2019-07-31 | 2021-02-22 | 公益財団法人日本環境整備教育センター | 水処理管理装置、水処理管理システム及び水処理管理方法 |
| JP6684976B1 (ja) * | 2020-01-31 | 2020-04-22 | 三井Ｅ＆Ｓ環境エンジニアリング株式会社 | 有機性廃棄物処理の前処理設備に用いる夾雑物画像解析システム及び夾雑物画像解析システムを用いた前処理設備の運転システム |
| JP2021122752A (ja) * | 2020-01-31 | 2021-08-30 | Ｊｆｅ環境テクノロジー株式会社 | 有機性廃棄物処理の前処理設備に用いる夾雑物画像解析システム及び夾雑物画像解析システムを用いた前処理設備の運転システム |
| CN113466421A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-10-01 | 海南掌上天下网络技术有限公司 | 一种基于互联网的水质监测系统 |
| CN115536088A (zh) * | 2022-09-28 | 2022-12-30 | 南京晓庄学院 | 一种基于数据分析的污水生化处理流程优化管控系统 |
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