JP2001076268A

JP2001076268A - 異常検出装置

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Publication number: JP2001076268A
Application number: JP25218499A
Authority: JP
Inventors: Kyuji Shinohara; 久二篠原; Kiyoshi Yada; 潔矢田; Naoya Fujimaru; 直也藤丸; Kuniyoshi Okamoto; 邦良岡本; Masazumi Tsukano; 正純塚野; Takashi Mori; 隆史森
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1999-09-06
Filing date: 1999-09-06
Publication date: 2001-03-23

Abstract

(57)【要約】【課題】広大な工場などにおける異常の検出のための
構成を、効率よく実現する。【解決手段】複数ｊの可視光撮像手段Ｃｊを、１台の
画像信号だけを表示手段７に与えて画像表示を行い、残
余の複数の撮像手段からの画像信号を異常検出のための
処理手段５に与えて自動的な異常検出を行い、この処理
手段５によって異常検出を行う前記残余の複数の撮像手
段を順次的に切換える。こうして撮像手段Ｃｊを、画像
表示と自動的な異常検出のためとに共用化して、構成を
効率よく実現する。撮像手段Ｃｊを、鉛直軸線１１，１
３まわりに時間Ｗ２毎に順次的に角変位し、複数の被監
視場所Ｒを順次的に撮像する。処理手段５は、撮像手段
Ｃから得られる画像信号の演算処理を行い、異常を検出
する。この異常というのは、たとえば液化天然ガス（Ｌ
ＮＧ）の漏洩による白煙の発生、火災による煙の発生、
人の侵入の発生などの状態である。撮像手段Ｃｊの順次
的な切換えの時間Ｗ２は、処理手段５による各被監視場
所毎の演算処理に要する時間Ｗ１を超える値に選ばれる
（Ｗ２＞Ｗ１）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば広大な工
場などの場所における異常の発生を検出するための装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ＬＮＧ（液化天然ガス）基地
では、事故発生の未然防止のために、警備員による定期
的な巡回監視を行い、安定操業、保安の確保を図ってい
る。したがって大きな労力を必要とする。

【０００３】この問題を解決するために、従来から、画
像処理を用いた異常検知装置は専用のカメラを用いて行
われている。ＬＮＧ基地のような広大な工場をすべて常
時監視するには多数の設置を必要とする。また、火災や
ＬＮＧの漏洩を精度よく検知するために、赤外線カメラ
が用いられており、特に防爆仕様のものは比較的高価で
ある。

【０００４】工場には一般に工業用テレビジョン（ＩＴ
Ｖ）カメラが多数設置されている。これは、作業監視も
しくは保安監視用に運転員が選択した時・場所のみの監
視を行うものであり、工場全体の自動的な異常監視を目
的としたものではない。このような構成において、工場
内の異常の発生を、画像処理によって自動的に監視する
ためには、専用の新たなＩＴＶカメラを設置することに
なり、効率が悪い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、たと
えばＬＮＧ基地などの工場およびそのほかの被監視場所
における異常の発生を、画像表示および異常検出のため
の各専用のＩＴＶカメラをそれぞれ設けるという無駄を
省き、できるだけ効率よく構成して、しかも正確に検出
することができるようにした異常検出装置を提供するこ
とである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、被監視場所を
撮像する複数の可視光撮像手段と、画像信号を表示する
表示手段と、画像信号を演算処理して被監視場所で発生
する異常を検出する処理手段と、前記複数の撮像手段の
うち、１または複数の撮像手段からの画像信号を表示手
段に与え、残余の撮像手段からの画像信号を処理手段に
与える表示／異常検出切換え手段とを含むことを特徴と
する異常検出装置である。

【０００７】本発明に従えば、可視光撮像手段によって
撮像した１または複数の被監視場所の画像信号を、２４
時間にわたり、常時、自動的に処理手段に与えて被監視
場所で発生する異常を検出することができる。またこの
撮像手段によって撮像した１または複数の被監視場所の
画像信号を表示手段に与え、作業者が必要とするときだ
け、作業監視などを目視して監視することができる。

【０００８】特に本発明に従えば、表示／異常検出切換
え手段は、複数の撮像手段のうち、その複数未満である
１または複数の撮像手段からの画像信号を選択的に表示
手段に与えて被監視場所の画像を表示させ、また残余の
１または複数の撮像手段からの画像信号を選択的に処理
手段に与えて被監視場所で発生する異常を検出させる。
こうして複数の撮像手段のうち、一部の撮像手段からの
画像信号は表示手段に与えられて画像が表示され、残余
の撮像手段からの画像信号は処理手段に与えられて、常
時異常検出が行われ、このような表示／異常検出切換え
手段の働きによって、画像表示のためと自動的な異常検
出のために、たとえばＩＴＶカメラなどの撮像手段を共
用化することができる。したがって前述の先行技術に関
連して述べたように画像表示専用のＩＴＶと自動的な異
常検出のために専用のＩＴＶカメラとをそれぞれ設ける
必要がなく、異常検出装置を効率よく構成することがで
きるようになる。

【０００９】また本発明は、表示／異常検出切換え手段
は、複数の前記残余の撮像手段からの画像信号を順次的
に切換えて処理手段に与え、処理手段は、前記残余の各
撮像手段からの画像信号をそれぞれ演算処理することを
特徴とする。

【００１０】本発明に従えば、前記残余の撮像手段が複
数台であるとき、表示／異常検出切換え手段は、その残
余の複数の各撮像手段からの画像信号を順次的に選択的
に切換えて処理手段に与える。したがって処理手段は、
前記残余の複数の各撮像手段からの画像信号を受信し、
各撮像手段毎に撮像された被監視場所の異常検出を行
う。こうして処理手段は、前記残余の複数の撮像手段に
共用化して用いることができ、このことによってもま
た、効率よく構成することができるようになる。

【００１１】また本発明は、被監視場所を撮像する可視
光撮像手段と、撮像手段を変位して複数の被監視場所を
切換える被監視場所切換え手段と、撮像手段の出力に応
答し、撮像された各被監視場所の画像を演算処理して異
常を検出する処理手段とを含むことを特徴とする異常検
出装置である。

【００１２】本発明に従えば、可視光撮像手段、たとえ
ば可視光工業用テレビカメラなどによって被監視場所を
撮像し、被監視場所切換え手段によってこの可視光撮像
手段を角変位および／または直線状などの変位移動を切
換えて行い、こうして複数の監視場所を切換えて撮像す
る。各被監視場所の撮像手段によって撮像された画像
を、処理手段によって演算処理して画像処理し、これに
よって異常を検出する。異常というのは、たとえばＬＮ
Ｇなどの極低温流体の漏洩時による白煙、火災発生時の
煙および水蒸気の大気放散時の白煙などの発生状態であ
ってもよく、人の侵入などの発生状態であってもよく、
そのほかの異常であってもよい。

【００１３】また本発明は、被監視場所切換え手段は、
撮像手段を角変位して被監視場所を切換えることを特徴
とする。

【００１４】本発明に従えば、撮像手段を被監視場所切
換え手段によってたとえば鉛直軸線まわりに角変位し、
これによって撮像される被監視場所を選択的に切換える
ことができる。したがって広い範囲にわたり、異常状態
の発生の検出を行うことができる。

【００１５】また本発明は、被監視場所切換え手段は、
処理手段による各被監視場所の演算処理に要する時間Ｗ
１を超える時間Ｗ２だけ、あけて、撮像手段を切換える
ことを特徴とする。

【００１６】本発明に従えば、被監視場所切換え手段
は、複数の被監視場所を時間をずらして順次的に各被監
視場所の順次的な切換え時間Ｗ２は、処理手段の各被監
視場所の演算処理に要する時間Ｗ１、たとえば５秒を超
える値Ｗ２（Ｗ２＞Ｗ１）に選ぶ。したがって各被監視
場所毎に、異常の検出を順次的に行うことができる。

【００１７】また本発明は、被監視場所切換え手段は、
処理手段の出力に応答し、被監視場所の異常が検出され
たとき、切換え動作を停止する切換え制御手段を有し、
処理手段は、撮像手段によって順次的に撮像された各画
像を、演算処理することを特徴とする。

【００１８】本発明に従えば、被監視場所切換え手段に
よって被監視場所を切換えるために撮像手段を変位し、
異常が検出された被監視場所の撮像手段による撮像状態
を保ち、この異常が生じている被監視場所の撮像および
異常を検出するための演算処理を、繰返して行う。した
がって異常が生じている被監視場所の異常状態の変化
を、継続して監視することができる。

【００１９】また本発明は、撮像手段の出力に応答し、
被監視場所の画像を表示する表示手段を含むことを特徴
とする。

【００２０】本発明に従えば、撮像手段からの画像信号
は、表示手段、たとえば液晶または陰極線管などによっ
て実現されるモニタ装置などに目視表示することができ
る。これによって観察者は、各被監視場所の状況を把握
することができるとともに、上述のように異常の検出を
自動的に行うことができる。

【００２１】また本発明は、処理手段の出力に応答し、
異常が検出されたとき、報知を行う報知手段を含むこと
を特徴とする。

【００２２】本発明に従えば、処理手段によって異常が
検出されたとき、報知手段によって報知が行われ、これ
によって観察者は、被監視場所の異常の発生を確実に知
ることができる。この報知手段は、前記表示手段によっ
て実現されてもよいけれども、そのほかの実施の形態で
は、ブザーなどのように音響を発生する構成を有しても
よく、あるいはまたは音声合成によって音声による報知
を行う構成を有してもよく、そのほかの構成によって報
知を行うようにしてもよい。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態の
全体の構成を示すブロック図である。ＬＮＧ（液化天然
ガス）基地などの広大な工場において、複数ｊの可視光
撮像手段である工業用テレビカメラＣ１〜Ｃｊが設けら
れ、これらのテレビカメラＣ１〜Ｃｊは、切換え手段Ｄ
Ｒ１〜ＤＲｊによって変位して駆動される。参照符Ｃ１
〜Ｃｊ，ＤＲ１〜ＤＲｊなどは、添え字１〜ｊを省略し
て総括的に示すことがある。切換え手段ＤＲ１〜ＤＲｊ
は、制御装置１において、テレビカメラ制御装置２によ
って個別的に制御される。中央制御室３では、各テレビ
カメラＣからの画像の信号が信号処理回路４に与えら
れ、撮像された各画像は処理手段５において演算処理さ
れて異常が検出される。異常検出結果は、液晶または陰
極線管などによって実現される目視表示手段６において
表示される。この表示手段６ではまた、テレビカメラＣ
によって撮像された画像が表示される。さらにまた異常
の検出時に、その異常検出の報知が目視表示される。こ
の異常検出の報知信号はまた、制御装置１におけるテレ
ビカメラ制御装置２に接続された液晶または陰極線管な
どによって実現される表示手段であるモニタ７に与えら
れて報知が行われる。モニタ７では、工場内における作
業監視状態が優先して表示され、また上述のように異常
検出時の報知が目視表示される。特にこの実施の形態で
は、複数ｊのテレビカメラＣのうち、１または複数（た
とえば１）のテレビカメラＣ１からの画像信号は、表示
／異常検出切換えのために、切換え手段ＤＲ１を経て表
示手段であるモニタ７に与えられ、作業者は、テレビカ
メラＣ１によって撮像された被監視場所の画像を目視観
察することができる。このとき残余の１または複数（た
とえば複数）のテレビカメラＣ２〜Ｃｊからの画像信号
は、切換え手段ＤＲ２〜ＤＲｊによって表示／異常検出
のために選択的に中央制御室３の信号処理回路４から処
理手段５に与えられる。切換え手段ＤＲ２〜ＤＲｊは、
テレビカメラＣ２〜Ｃｊのうちの１つの画像信号を選択
してテレビカメラ制御装置２から上述のように信号処理
回路４に伝送する。信号処理回路４および処理手段５
が、前記残余のテレビカメラＣ２〜Ｃｊの数と等しい数
だけ設けられているとき、各テレビカメラＣ２〜Ｃｊか
らの画像信号を個別的に信号処理回路４および処理手段
５に与えることができるけれども、上述の実施の形態で
は、前記残余のテレビカメラＣ２〜Ｃｊに共用化されて
信号処理回路４および処理手段５が備えられているの
で、構成を効率よく実現することができる。

【００２４】次に作業者が画像表示のためにテレビカメ
ラＣ２を選択することによって、切換え手段ＤＲ２を介
してテレビカメラＣ２の画像信号は、テレビカメラ制御
装置２を経てモニタ７に与えられ、こうしてテレビカメ
ラＣ２で撮像された被監視場所の画像を作業者は、目視
観察することができる。このとき、テレビカメラＣ１〜
Ｃｊのうち、前述の画像表示が行われるテレビカメラＣ
２以外の残余のテレビカメラＣ１，Ｃ３，Ｃ４，…，Ｃ
ｊからの各画像信号は、切換え手段ＤＲ１，ＤＲ３，Ｄ
Ｒ４，…，ＤＲｊによって選択的に切換えられ、テレビ
カメラ制御装置２から信号処理回路４に与えられ、処理
手段５によって被監視場所の自動的な異常検出が行われ
る。図面では、参照符Ｃ３，Ｃ４，ＤＲ３，ＤＲ４は、
図面を簡略化するために、示されていない。

【００２５】このようにして複数ｊのテレビカメラＣ１
〜Ｃｊからの画像信号のうち、１または複数のテレビカ
メラ、たとえばＣ１からの画像信号をモニタ７によって
表示し、残余の１または複数のテレビカメラＣ２〜Ｃｊ
からの画像信号を処理手段５によって自動的な異常検出
のために用い、この自動的な異常検出のために前記残余
の複数のテレビカメラＣ２〜Ｃｊを順次的に１つずつ切
換えて処理手段５に与えて異常検出を順次的に行う。さ
らにこのようなモニタ７による画像表示と、処理手段５
による自動的な異常検出とのテレビカメラＣ１〜Ｃｊ
を、選択的に、たとえば順次的に切換える。このように
して複数のテレビカメラＣ１〜Ｃｊが、モニタ７による
画像表示のため、および処理手段５による自動的な異常
検出のために、共用化され、これによって本件装置を効
率よく構成することができる。

【００２６】処理手段５において、演算処理された画像
によって異常が検出されたとき、その異常の検出を表す
信号は、ライン１５を介してテレビカメラ制御装置２に
与えられ、その異常が検出された被監視場所Ｒを撮像し
ているテレビカメラＣが同一の被監視場所Ｒを撮像し続
けるように、切換え手段ＤＲによる切換え動作を禁止す
る。

【００２７】テレビカメラ制御装置２には、コンソール
８が接続される。観察者によるコンソール８の操作によ
って、テレビカメラＣの変位および選択を、手動によっ
ても切換え手段ＤＲ１〜ＤＲｊによって行うことができ
る。このようなコンソール８は、入力手段の働きをす
る。

【００２８】図２は、図１に示される本発明の実施の一
形態の一部の構成を簡略化して示す図である。テレビカ
メラＣ１は、ＬＮＧ基地などの工場における装置または
建物などの構造物９の上部に取付けられ、たとえば鉛直
の軸線１１まわりに角変位して、その撮像される被監視
場所Ｒ１，Ｒ２を切換えて撮像することができる。また
工場に立設された支柱１２には、テレビカメラＣ２がた
とえば鉛直の軸線１３まわりに切換え手段ＤＲ２によっ
て角変位駆動されて設けられる。したがって被監視場所
Ｒ３，Ｒ４を自動的に切換えて撮像することができる。
先行技術では、これらのテレビカメラＣの被監視場所
は、固定的であったけれども、本発明の実施の一形態で
は、切換え手段ＤＲによって各カメラＣの被監視場所Ｒ
を順次的に切換えて撮像することができ、これによって
できるだけ少ない台数のカメラＣを用いて、できるだけ
多くの広い場所にわたって監視することができるように
なる。

【００２９】図３は、図１および図２に示される本発明
の実施の一形態の全体の動作を説明するための図であ
る。ステップｉ１からステップｉ２に移り、テレビカメ
ラ制御装置２は、各テレビカメラＣによる被監視場所Ｒ
を、切換え手段ＤＲによって自動的に切換えて設定す
る。各カメラＣのうちの１つからの画像信号は、テレビ
カメラ制御装置２から信号処理回路４を経て処理手段５
に与えられ、ステップｉ３において画像の演算処理が行
われ、異常状態の発生の判断が行われる。ステップｉ４
において処理手段５は、異常を検出したとき、ステップ
ｉ５では、その異常の発生を報知する信号が、表示手段
６に与えられるとともに、テレビカメラ制御装置２に与
えられ、またモニタ７に与えられる。こうして表示手段
６およびモニタ７において、異常の発生が報知される。
この異常の発生は、テレビカメラＣによる監視場所Ｒに
関する情報もまた併せて表示される。こうして監視場所
Ｒでの異常が検出される期間中、ステップｉ３，ｉ４，
ｉ５が実行され、その異常状態が常時監視されることに
なる。表示手段６およびモニタ７にはまた、テレビカメ
ラＣによって撮像される被監視場所Ｒの可視光撮像画像
が表示される。

【００３０】ステップｉ４において処理手段５が異常を
検出しないとき、ステップｉ６に移る。前述のステップ
ｉ３における処理手段５の異常の検出のための演算処理
に要する時間Ｗ１は、たとえば５sec程度である。ステ
ップｉ６では、テレビカメラＣ１によって１つの被監視
場所Ｒの撮像を行った時点から、予め定める時間Ｗ２
（Ｗ２＞Ｗ１）経過するまで、切換え手段ＤＲによる被
監視場所Ｒの切換えを行わない。時間Ｗ２の経過後、ス
テップｉ６からステップｉ２に戻り、テレビカメラＣに
よる次の被監視場所Ｒの撮像動作が切換えられる。たと
えば或るテレビカメラＣ１の被監視場所Ｒ１，Ｒ２が切
換え手段ＤＲ１によって切換えられ、異常が検出されな
いとき、このような切換え動作が時間Ｗ２毎に順次的に
行われる。テレビカメラＣ１による被監視場所Ｒ１，Ｒ
２の切換え動作が完了した後、次のテレビカメラＣ２に
よって、切換え手段ＤＲ２は被監視場所Ｒ３，Ｒ４を、
異常が検出されないとき時間Ｗ２毎に順次的に切換え
る。このようにして各テレビカメラＣ毎に切換え手段Ｄ
Ｒによって順次的に被監視場所Ｒが切換えられて、共通
の処理手段５による異常の検出の有無が判断される。

【００３１】処理手段５による被監視場所Ｒの異常の検
出の動作を、次の図４〜図１２を参照して述べる。図４
に示される各画像Ａ，Ｂおよびａ１の撮像時刻および画
素毎の演算は、表１のとおりである。

【００３２】

【表１】

【００３３】図４は画像Ａ，Ｂから画像ａ１，ａ２を作
成する状態を示す図であり、画像Ａ，Ｂは予め定める時
間Δｔだけ時間がずれて１つのテレビカメラ、たとえば
Ｃ１によって同一の被監視場所、たとえばＲ１を撮像し
て得た画像である。これらの画像Ａ，Ｂが撮像される時
間中、切換え手段ＤＲ１は停止して、テレビカメラＣ１
の変位を行わず、停止したままに保つ。これらの各画像
Ａ，Ｂを構成する画素は、複数、たとえば２５６の輝
度、すなわち濃度の階調を表す信号を導出する。

【００３４】画像Ａには、像２１が含まれ、時間Δｔ１
だけずれた画像Ｂには、像２１と同一の像２２が含まれ
る。画像Ｂには、画像Ａには含まれていない像２３が含
まれている。したがってこれらの画像Ａ，Ｂの各画素毎
の輝度差を前述のように演算することによって、画像ａ
１が得られる。この画像ａ１には、２つの画像Ａ，Ｂの
うち、いずれか一方の画像、たとえばＢにのみ含まれて
いる像２３が存在し、両画像Ａ，Ｂに共通に含まれる像
２１，２２は除去される。しきい値Ｌ１，Ｌ２を用い
て、画像ａ１の各画素を２値化することによって、２値
画像ａ２を得ることができる。画像ａ１における像２３
は、２値化されて、２値画像ａ２において像２４として
得られる。２値画像ａ２には、参照符２６，２７によっ
て画素が示されている。黒い画素２６は、一方の論理
値、たとえば論理「１」であり、白い画素２７は、いず
れか他方の論理値、たとえば論理「０」である。

【００３５】この際、論理「１」のエリアを変化が発生
した画素であり、その最小外接四角形を変化発生領域３
３として認識する。なお、複数の連続した画像を利用
し、その差分画像をＯＲ演算を行うことにより、より信
頼性の高い変化発生領域を求めることが可能である（図
８参照）。

【００３６】図５は、処理手段５の動作を説明するため
のフローチャートである。ステップｊ１からステップｊ
２に移り、前述の画像Ａのデータをメモリ１７にストア
して保存する。ステップｊ３では、画像Ａ，Ｂのメモリ
１７にストアされたデータを用いて、画像ａ１の時系列
差分の演算を行い、すなわち各画素毎の輝度差を演算す
る。こうして画像ａ１は、各画素毎に、それらの基にな
った画像Ａ，Ｂの各画素毎の輝度差を表すデータがスト
アされることになる。画像ａ１は、図４（３）に示さ
れ、この各画像ａ１の各画素毎のデータは、輝度差の絶
対値であってもよいけれども、正または負の値であって
もよい。

【００３７】図５のステップｊ４では、輝度差によって
表される画像ａ１の各画素を、しきい値Ｌ１，Ｌ２に従
って２値化する。こうして画像ａ１を２値化して得た２
値画像を、参照符号ａ２で表す。

【００３８】図６は、処理手段５の２値化演算の動作を
説明するための図である。この２値化演算動作は、図５
のステップｊ４において実行される。処理手段５はま
ず、図６のステップｋ１からｋ２に移り、輝度差によっ
て表される画像ａ１の輝度差と画素数とのヒストグラム
を作成する。

【００３９】図７は、画像ａ１のヒストグラムを示す図
である。図７の横軸は、輝度差であって、輝度差０〜２
５５が、等間隔で設定される。図７の縦軸は、画素数
を、等間隔で表される。煙状物体が画像Ａ，Ｂにおいて
撮像され、したがって輝度差によって表される画像ａ１
の図９におけるヒストグラムでは、画素数が３つの各グ
ループＧＰ１，ＧＰ２，ＧＰ３に分けられる。グループ
ＧＰ１が得られる状態では、画像Ａ，Ｂにおいて被撮像
物体は移動しない物体、たとえば景色、道路、家屋など
の像によって得られる。グループＧＰ２は、煙状物体が
撮像されたときの状態を示す。グループＧＰ３は、動く
人が撮像されたときの状態を示す。

【００４０】煙状物体が撮像されないとき、図７のヒス
トグラムでは、グループＧＰ２は得られず、参照符１８
の特性が得られる。また動く人が撮像されないとき、グ
ループＧＰ３は得られず、特性１９が得られる。本件発
明者は、このように煙状物体および人の検出を行うにあ
たり、図７に示されるヒストグラムにおいて、グループ
ＧＰ２，ＧＰ３を検出することが重要であることを発見
した。このようなヒストグラムによって、輝度差によっ
て表される画像ａ１を、しきい値Ｌ１，Ｌ２でレベル弁
別し、グループＧＰ２の画素だけによる２値画像ａ２を
得る。

【００４１】このような２値画像ａ２を得るために、図
６のステップｋ３では、まず第１しきい値Ｌ１を演算し
て求める。この第１しきい値Ｌ１は、図７において輝度
差が小さい範囲における画素数の極小値２９付近の輝度
差の値に選ばれる。輝度差が小さい範囲というのは、輝
度差が小さい方から大きい方にたどるときにおける１番
目の極小値２９を含む範囲であり、またノイズによる誤
検出を防ぐことができ、煙状物体の像のみによるグルー
プＧＰを識別するための値の範囲である。

【００４２】こうして第１しきい値Ｌ１が設定される
と、次に、この第１しきい値Ｌ１から予め定める値αだ
け大きい輝度差の値を、第２しきい値Ｌ２として設定す
る。第２しきい値Ｌ２は、図６のステップｋ４で演算し
て求められる。Ｌ２＝Ｌ１＋α …（１）

【００４３】こうして得られた第１および第２しきい値
Ｌ１〜Ｌ２間の抽出範囲４０内で、輝度差によって表さ
れる画像ａ１をレベル弁別し煙状物体に起因したグルー
プＧＰ２の像だけに基づく２値画像ａ２を、前述のよう
に得る。

【００４４】しきい値Ｌ１を図７のグループＧＰ１，Ｇ
Ｐ２から演算する手法を説明する。グループＧＰ１，Ｇ
Ｐ２の番号をｋ、これらのグループＧＰ１，ＧＰ２内の
ｈ番目の画素の輝度をｘｋｈとし、グループＧＰｋ（こ
の場合、ｋ＝１，２）の輝度の平均値をｘ１ｋとし、グ
ループＧＰｋの画素数をｎｋとするとき、分散σ²ａは
次のとおりである。

【００４５】全画素の輝度の平均をｘ１とするとき、グ
ループＧＰ１，ＧＰ２間のばらつきは、クラス間分散σ
²ｂを指標として評価することができる。

【００４６】σ²ａとσ²ｂとの比である分散比Ｆ０は次
式で定義される。Ｆ０＝ σ²ｂ／σ²ａ …（４）

【００４７】この分散比Ｆ０が最大になるようにしきい
値Ｌ１を選択する。後述の実施の他の形態において、し
きい値Ｌ２をグループＧＰ２，ＧＰ３によって求めると
きも、同様な手法で行うことができる。

【００４８】図９は、煙状物体３６と人３７との判別を
行うための原理を説明するための図である。図９（１）
に示されるように煙状物体３６と人３７とが撮像された
場合を想定する。煙状物体３６の像は、輝度の濃淡の分
布が存在し、これに対して人３７の像は、輝度の濃淡が
比較的一様である。煙状物体３６および人３７は、いず
れも時間経過に応じて移動する。

【００４９】図９（２）は、煙状物体３６および人３７
に対応して前述のように行い、これによって得られた画
像ａ２を示す。領域３３ａは、煙状物体３６に対応する
変化発生領域であり、領域３３ｂは、人３７に対応する
変化発生領域である。煙状物体３６の変化発生領域３３
ａは、この煙状物体３６の像に対応する比較的近接して
分離した領域３８を有する。この実施の形態では、煙状
物体３６に対応する分離した領域３８は、合計６個存在
する。これに対して人３７の像３９に基づいて変化発生
領域３３ｂを求めることができる。この変化発生領域３
３ｂにおいて人３７に対応する像３９は、分離しておら
ず、単一個である。したがってこれらの各変化発生領域
３３ａ，３３ｂ毎の分離した領域３８の数ｎを計数し、
その計数値ｎに基づいて、煙状物体３６であるかまたは
人３７であるかに判別を行うことができることが、理解
される。

【００５０】図１０は、各変化発生領域３３ａ，３３ｂ
における分離された領域３８，３９の数ｎを計数する動
作を説明するためのフローチャートである。ステップｒ
１からステップｒ２に移り、変化発生領域３３ａ，３３
ｂを決定する。次のステップｒ３では、各変化発生領域
３３ａ，３３ｂ内における領域３８，３９を決定する。
そこでステップｒ４では、各分離した領域３８の重心を
演算する。また変化発生領域３３ｂ内の単一の領域３９
の重心も演算される。ステップｒ５では、こうして得ら
れた各領域３８，３９の各変化発生領域３３ａ，３３ｂ
内における重心の数ｎを計数する。こうしてステップｒ
６では一連の動作を終了する。

【００５１】図１１は、処理手段５による煙状物体およ
び人の判別を行う動作を説明するためのフローチャート
である。前述の図１０のステップｒ５において、計数さ
れた重心の数ｎが、予め定める値ｎ０以上であるか（ｎ
≧ｎ０）が、ステップｕ２において判断される。重心の
数ｎである計数値が、予め定める値ｎ０以上であれば、
ステップｕ３において煙状物体が検出されたものと判別
される。ｎ＜ｎ０であれば、ステップｕ２からステップ
ｕ４に移り、人が検出されたものと判別される。こうし
てステップｕ５では一連の動作を終了する。ｎ０は、２
〜５のうちの１つの値であり、好ましくは２または３で
ある。

【００５２】本発明の実施の他の形態では、重心を求め
てその計数を行う代りに、分離した領域の数を直接に計
数するようにしてもよい。

【００５３】本発明の実施のさらに他の形態では、図７
における２値化のための第１および第２しきい値Ｌ１，
Ｌ２は、作成されたヒストグラムにおける画素数の２つ
の極小値２９，４１間の範囲を、輝度差の抽出範囲４０
としてもよい。このようにして抽出範囲４０内の輝度差
を有する画素を一方の論理値とし、抽出範囲４０外の輝
度差を有する画素を他方の論理値として、レベル弁別を
行う。

【００５４】本発明の実施の他の形態では、図１１のス
テップｕ３，ｕ４において、さらに次に述べる他の手法
を併せて用いて煙状物体および人の判別をもっと正確に
行うようにしてもよい。

【００５５】図１２は、本発明の他の実施の形態におけ
る煙状物体および人の判別を行う手法を説明するための
図である。図１２に示される輝度に対応した画素数のヒ
ストグラムは、前述の画像Ｂにおける変化発生領域３３
内の輝度と画素数を示すヒストグラムである。前述の２
値化演算などによって、変化発生領域３３を定める。こ
の変化発生領域３３内に含まれる画像Ｂの複数階調を有
する各画素毎の輝度と、その輝度に対応する画素数と
が、図１２のようにして得られる。煙状物体の像が検出
されたとき、図１２（１）の特性が得られ、人が検出さ
れたとき図１２（２）の特性が得られる。各特性におけ
る輝度の小さい側の頂部ｑ１，ｑ２から輝度の大きい側
における画素数の傾斜した傾き（Ｙ１／Ｘ１），（Ｙ２
／Ｘ２）を演算して求める。こうして得られた各傾き
（Ｙ１／Ｘ１），（Ｙ２／Ｘ２）を予め定める値に与え
てレベル弁別することによって、煙状物体であるかまた
は人であるかを判別することができる。こうして前述の
ステップｕ３においてステップｕ２に判断結果において
さらに煙状物体が検出されたとき、煙状物体の検出の正
確さが向上されることになる。またステップｕ２によっ
て、ステップｕ４では、人が判断され、さらに図１２
（２）に示されるようにさらに人が判別されることによ
って、人の検出がさらに一層正確に行われることにな
る。

【００５６】

【発明の効果】請求項１の本発明によれば、可視光撮像
手段によって１または複数の被監視場所を常時撮像し
て、たとえば２４時間にわたり異常監視を行うことがで
き、また作業者が必要時にのみ、撮像手段の画像信号に
よる表示手段の表示画面を目視し、作業監視を作業者に
よって行うことができる。

【００５７】特に本発明によれば、複数の撮像手段のう
ち、その複数未満である１または複数の撮像手段からの
画像信号を表示手段に与えて被監視場所の画像を表示さ
せるとともに、残余の１または複数の撮像手段からの画
像信号を処理手段に与えて被監視場所で発生する異常を
検出させ、このようにして撮像手段の画像信号を、表示
／異常検出切換え手段を介して表示手段と処理手段とに
切換えて与えるようにしたので、各撮像手段を、画像表
示のためおよび自動的な異常検出のために共用化するこ
とができ、これによって画像表示専用の撮像手段および
自動的な異常検出のための専用の撮像手段をそれぞれ設
ける必要がなく、本件異常検出装置を効率よく構成する
ことが可能になる。

【００５８】請求項２の本発明によれば、処理手段に画
像信号をそれぞれ与えるべき前記残余の撮像手段が複数
台存在するとき、これらの残余の各撮像手段の画像信号
を、表示／異常検出切換え手段によって順次的に切換え
て処理手段に与え、処理手段は、前記残余の各撮像手段
からの画像信号を順次的にそれぞれ演算処理して、異常
を検出することができ、このようにして前記残余の複数
の撮像手段に共用して処理手段を用いることができ、こ
のことによってもまた、本件異常検出装置を効率よく構
成することができる。

【００５９】請求項３の本発明によれば、可視光撮像手
段を被監視場所切換え手段によって切換えて複数の被監
視場所を順次的に撮像し、各被監視場所の画像を処理手
段によって演算処理して異常を検出するので、簡単な構
成で広範囲にわたる異常の検出を行うことが自動的に可
能になる。撮像手段は、可視光を検出する工業用テレビ
カメラなどによって実現することができ、本発明の実施
が容易であるとともに、その被監視場所を表示手段によ
って表示して観察することもまた容易に可能である。

【００６０】請求項４の本発明によれば、被監視場所切
換え手段によって撮像手段を変位し、複数の各被監視場
所の画像信号を処理手段によって演算処理し、異常監視
を行うことができる。

【００６１】請求項５の本発明によれば、被監視場所切
換え手段は、撮像手段を、たとえば鉛直軸線まわりに、
角変位し、こうして複数の被監視場所を切換えて、順次
的に得た画像に基づいて異常を検出することができる。
これによって広範囲にわたる被監視場所の異常検出を容
易に行うことができる。

【００６２】請求項６の本発明によれば、被監視場所切
換え手段による撮像手段の切換え時間Ｗ２は、処理手段
による演算処理に要する時間Ｗ１を超える値に選ばれ、
したがって各被監視場所の異常検出動作が終了する度
に、次の被監視場所の撮像が行われ、こうして順次的な
各被監視場所の異常の有無の状態を把握することが確実
である。

【００６３】請求項７の本発明によれば、処理手段によ
る演算処理の結果、異常が検出されたとき、切換え制御
手段は、撮像手段の変位を行わず、その異常が検出され
た被監視場所を撮像したままとし、処理手段は、この異
常が生じている被監視場所の状態を常に演算処理して異
常の変化を知ることができるようになる。

【００６４】請求項８の本発明によれば、撮像手段によ
って撮像された被監視場所の画像を表示手段によって表
示し、したがって異常の検出とともに、その被監視場所
の状態の把握を容易に行い、観察が可能になる。

【００６５】請求項９の本発明によれば、異常が検出さ
れたとき、報知手段によって自動的に報知を行うので、
異常の検出を観察者が容易に知ることができ、異常状態
に対する対策を早期に行うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の全体の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】図１に示される本発明の実施の一形態の一部の
構成を簡略化して示す図である。

【図３】図１および図２に示される本発明の実施の一形
態の全体の動作を説明するための図である。

【図４】画像Ａ，Ｂから画像ａ１，ａ２を作成する状態
を示す図である。

【図５】処理手段５の動作を説明するためのフローチャ
ートである。

【図６】処理手段５の２値化演算の動作を説明するため
の図である。

【図７】画像ａ１のヒストグラムを示す図である。

【図８】複数の画像からＯＲ演算により変化領域を求め
るイメージ図である。

【図９】煙状物体と人との判別を行うための原理を説明
するための図である。

【図１０】各変化発生領域３３ａ，３３ｂにおける分離
された領域３８，３９の数ｎを計数する動作を説明する
ためのフローチャートである。

【図１１】処理手段５による煙状物体および人の判別を
行う動作を説明するためのフローチャートである。

【図１２】本発明の他の実施の形態における煙状物体お
よび人の判別を行う手法を説明するための図である。

【符号の説明】

１制御装置２テレビカメラ制御装置３中央制御室４信号処理回路５処理手段６目視表示手段７モニタ３６煙状物体３７人３８，３９領域Ａ〜Ｆ時間がずれた階調画像ａ１輝度差によって表される画像ａ２２値画像Ｃ１〜Ｃｊ可視光テレビカメラＤＲ１〜ＤＲｊ切換え手段Ｒ１〜Ｒ４被監視場所

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者矢田潔大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者藤丸直也大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者岡本邦良大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者塚野正純長崎県長崎市飽の浦町１番１号三菱重工業株式会社長崎造船所内 (72)発明者森隆史長崎県長崎市飽の浦町１番１号三菱重工業株式会社長崎造船所内Ｆターム(参考） 5C054 CF06 CG06 CH08 CH09 FC05 FC15 FC16 FF02 HA18 5C087 AA02 AA03 AA24 AA25 CC51 DD04 DD05 DD07 DD08 DD27 EE07 EE16 FF01 FF04 GG02 GG07 GG13 GG23 GG30 GG31 GG42 GG57 GG66

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被監視場所を撮像する複数の可視光撮像
手段と、画像信号を表示する表示手段と、画像信号を演算処理して被監視場所で発生する異常を検
出する処理手段と、前記複数の撮像手段のうち、１または複数の撮像手段か
らの画像信号を表示手段に与え、残余の撮像手段からの
画像信号を処理手段に与える表示／異常検出切換え手段
とを含むことを特徴とする異常検出装置。
【請求項２】表示／異常検出切換え手段は、複数の前
記残余の撮像手段からの画像信号を順次的に切換えて処
理手段に与え、処理手段は、前記残余の各撮像手段からの画像信号をそ
れぞれ演算処理することを特徴とする請求項１記載の異
常検出装置。
【請求項３】被監視場所を撮像する可視光撮像手段
と、撮像手段を変位して複数の被監視場所を切換える被監視
場所切換え手段と、撮像手段の出力に応答し、撮像された各被監視場所の画
像を演算処理して被監視場所で発生する異常を検出する
処理手段とを含むことを特徴とする異常検出装置。
【請求項４】撮像手段を変位して複数の被監視場所を
切換える被監視場所切換え手段をさらに含み、処理手段は、撮像された被監視場所の画像を演算処理す
ることを特徴とする請求項１〜３のうちの１つに記載の
異常検出装置。
【請求項５】被監視場所切換え手段は、撮像手段を角
変位して被監視場所を切換えることを特徴とする請求項
３または４記載の異常検出装置。
【請求項６】被監視場所切換え手段は、処理手段によ
る各被監視場所の演算処理に要する時間Ｗ１を超える時
間Ｗ２だけ、あけて、撮像手段を切換えることを特徴と
する請求項３〜５のうちの１つに記載の異常検出装置。
【請求項７】被監視場所切換え手段は、処理手段の出力に応答し、被監視場所の異常が検出され
たとき、切換え動作を停止する切換え制御手段を有し、処理手段は、撮像手段によって順次的に撮像された各画
像を、演算処理することを特徴とする請求項３〜６のう
ちの１つに記載の異常検出装置。
【請求項８】撮像手段の出力に応答し、被監視場所の
画像を表示する表示手段を含むことを特徴とする請求項
３〜７のうちの１つに記載の異常検出装置。
【請求項９】処理手段の出力に応答し、異常が検出さ
れたとき、報知を行う報知手段を含むことを特徴とする
請求項１〜８のうちの１つに記載の異常検出装置。