JP2001197483A - 画像処理手段を用いた設備監視システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】画像処理手段により特徴量を表示すると共に、
その検出した情報を報知、操作制御することができる設
備監視システムを提供する。 【解決手段】対象画像中に情報として含まれる特徴量を
画像処理により検出するようにしたシステムにおいて、
検出した特徴量を表示、記録すると共にシステムを制御
する制御信号を出力するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理手段を用
いた設備監視システムに関するものであり、例えばプロ
セスプラントにおいてオイル等の漏出滴下した状態を画
像処理を施すことによって、周囲環境の変化に影響され
ることなく検出することができる画像処理手段を用いた
設備監視システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、種々のプロセスプラントにおい
て、現場パトロールを支援するための設備監視システム
が種々開発されてきている。特に、最近ビデオカメラ及
び画像処理技術の発達に伴い、設備の状態を特徴的に示
す対象物をビデオカメラで常時撮影し、撮影された画像
をデジタル処理して表示装置に表示することにより遠隔
にいながらにして設備の状態を常時監視する事が可能と
なっている。

【０００３】しかし、各種設備の中には、設備の異常状
態を特徴的に示す対象物の周囲の照度が低い場合又は特
定の環境下における場所では撮影された対象物がＣＲＴ
画面で目視で認識しにくいものがある。例えば、火力発
電プラントのボイラに使用されているバーナの重油漏れ
を監視する異常監視システムでは、照明条件が日時や気
象条件に応じて激しく変化したり、作業員が重油のオイ
ルパンと監視カメラの間を頻繁に行き来したり、また、
日射や配管等の影が差し込む等の色々な外乱のために、
オイルパン内に重油（オイル）が漏れていてもこれを的
確に検知することができないという不具合があった。

【０００４】このような不具合を解消するために、上述
のような外乱に影響されずに重油漏れ等を正確に検知す
ることができるコントラスト強調法を用いた画像処理シ
ステム（特願平１０−１０６０９４号公報）が同一出願
人から開示されている。

【０００５】このコントラスト強調法を用いた画像処理
システムは、図１１に示すように、測定対象物から発せ
られる光を監視カメラ等からなる画像入力部２０により
電気信号に変換された後に、ＡＤ変換器３１によりデジ
タル信号に変換され画像メモリ３２へ送られ記憶され
る。

【０００６】画像演算装置３３Ｂは画像メモリ３２に記
憶されている測定対象物の映像をコントラスト強調法に
基づくアルゴリズムで画像処理する。このコントラスト
強調法に基づくアルゴリズムは、取得した測定対象物の
平均輝度が一定値以上になるように積算し、この積算値
の２値化を行い、この２値化した画像に対してラベリン
グを行い、測定対象物を抽出するものである。

【０００７】このようなコントラスト強調法による画像
処理による検知は、測定対象物の周囲の照度の変動を受
け難く、又、時間的にランダムに発生するノイズの影響
も受け難いので、上述の外乱がある時でも測定対象物を
確実に検知することができる。従って、表示装置４１Ｂ
のＣＲＴ上に測定対象物を明確に表示することができる
のである。具体的には、図１２に示すように、表示装置
４１Ｂにおいて、コントラスト強調法を用いた画像処理
により、照度が低い場所に置かれたオイルパン（受皿）
１４の中のバーナ１２から漏れた重油（漏出滴下した液
体）１３がくっきり表示することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コント
ラスト強調法による画像処理システムの開発の第１の目
的は、照度の低い場所に置かれた測定対象物を検知する
ことにより異常状態の発生（例えば、火力発電プラント
のボイラに使用されているバーナの重油漏れ）を報知し
たり、オペレータに異常状態への対処方法を指示した
り、更には、操作端への制御信号を送り自動的に操作端
を制御したりすることにより設備の安全を確保する自動
化された設備異常監視システムの実現を指向している。

【０００９】また、コントラスト強調法による画像処理
システムのもう一つの目的は、上記設備異常監視システ
ムの他に、制御対象物が照度の低い場所にあるような設
備において、測定対象物を検知し、その結果により操作
端を制御することにより測定対象物の特徴量（量、面積
等）を目的値に自動的に維持するようにした設備制御シ
ステムを実現することである。

【００１０】上記特願平１０−１０６０９４号公報にお
いては、周囲の照度に影響されないコントラスト強調法
による画像処理システムについては詳細に開示されてい
るが、この画像処理システムを適用する設備異常監視シ
ステム又は設備制御システムについては言及されておら
ず又開示もされていない。

【００１１】従って、本発明は、画像処理手段により特
徴量を表示すると共に、その検出した情報を報知、操作
制御することができる設備監視システムを提供すること
に課題を有する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る画像処理手段を用いた設備監視システ
ムは、下記のような構成にすることである。 （１）対象画像中に情報として含まれる特徴量を画像処
理により検出するようにしたシステムにおいて、検出し
た特徴量を表示装置に表示するようにしたことを特徴と
する画像処理手段を用いた設備監視システム。

【００１３】（２）前記設備監視システムに更に記録手
段を設け、検出した特徴量及び日時に関するデータを記
録するようにしたことを特徴とする（１）記載の画像処
理手段を用いた設備監視システム。 （３）前記設備監視システムに更に制御信号を出力する
機能を設け、検出した特徴量の値に基づいて制御信号を
変化させ、システム外に付加された操作端を制御するよ
うにしたことを特徴とする（１）記載の画像処理手段を
用いた設備監視システム。

【００１４】（４）対象画像中の異常の有無を画像処理
により検知するようにした画像処理手段を用いた設備監
視システムにおいて、処理結果が異常ありの場合には、
その異常状態を表示装置に表示及び／又は報知する異常
表示／報知手段と、該異常表示及び／又は報知された内
容に対して所定の確認操作をすることにより異常表示及
び／又は報知を消去する確認操作手段とからなることを
特徴とする画像処理手段を用いた設備監視システム。

【００１５】（５）前記設備監視システムは、プロセス
プラントにおいて漏出滴下する液体を貯留することがで
きる受皿と、該受皿の表面を撮影する撮影手段と、該撮
影して得られた映像信号を画像処理して前記液体の漏れ
状態が異常か否かを検出するシステムを含むことを特徴
とする（４）に記載の画像処理手段を用いた設備監視シ
ステム。 （６）前記液体はオイルであり、前記受皿はオイルパン
であることを特徴とする（５）に記載の画像処理手段を
用いた設備監視システム。

【００１６】（７）前記異常表示／検知手段は、更に異
常と判断した特徴量と判定基準を前記表示装置に表示す
るようにしたことを特徴とする（４）に記載の画像処理
手段を用いた設備監視システム。 （８）前記特徴量の表示は、逐次行うようにしたことを
特徴とする（７）に記載の画像処理手段を用いた設備監
視システム。

【００１７】（９）前記設備監視システムには、更に記
録手段を設け、該記録手段は少なくとも異常と判断した
特徴量、異常と判断した日時、異常と判断した時の画像
データ、異常と判断した部分の配置位置に関するデータ
を記録するようにしたことを特徴とする（４）に記載の
画像処理手段を用いた設備監視システム。

【００１８】（１０）前記異常表示／検知手段における
報知は、ブザー鳴動及び／又はランプ点灯であることを
特徴とする（４）に記載の画像処理手段を用いた設備監
視システム。 （１１）前記異常表示／報知手段は、更に検出した異常
状態に対する操作ガイドライン情報を前記表示装置に表
示及び／又は報知するようにしたことを特徴とする
（４）に記載の画像処理手段を用いた設備監視システ
ム。

【００１９】（１２）前記異常表示／報知手段は、前記
異常ありと判断したときに異常発生信号を発生させ、該
異常発生信号に基づいて自動的に所定の操作ができるよ
うにしたことを特徴とする（４）に記載の画像処理手段
を用いた設備監視システム。 （１３）前記画像処理は、前記映像信号の平均輝度が一
定値以上になるように積算して積算画像を求める共に該
積算画像に基づいてしきい値を求め、該しきい値に基づ
いた前記積算画像の２値化画像を生成し、該生成された
２値化画像に対してラベリングを行って異常データを抽
出することを特徴とする（４）に記載の画像処理手段を
用いた設備監視システム。

【００２０】（１４）前記ラベリングした領域を対象に
して行う漏出滴下した液体部分の検出は、複数のラベリ
ングした各領域の特徴量を抽出して判定することを特徴
とする（１３）に記載の画像処理手段を用いた設備監視
システム。 （１５）前記特徴量には、ラベリングされた領域の面積
が所定範囲にあり且つ該領域の形状を示すパラメータの
複雑度が一定値以下であることを一条件とすることを特
徴とする（１４）に記載の画像処理手段を用いた設備監
視システム。

【００２１】（１６）前記画像処理を行う前後におい
て、対象領域の位置ずれ補正を行うことを特徴とする請
求項１３に記載の画像処理手段を用いた設備監視システ
ム。 （１７）前記対象領域の位置ずれ補正は、予め登録され
ている２次元の輝度パターンと、現在の取得したパター
ンとのマッチングを行って、その相関量の最も高い領域
を求め、該相関量が所定の設定値よりも高い場合に、そ
の領域と予め設定されている領域の位置とのずれを求
め、該ずれ量に基づき予め設定されている領域の位置ず
れを補正するようにしたことを特徴とする（１６）に記
載の画像処理手段を用いた設備監視システム。

【００２２】（１８）前記２値化画像は、高輝度又は低
輝度の部分を対象とすることを特徴とする（１３）に記
載の画像処理手段を用いた設備監視システム。 （１９）前記しきい値は、積算回数１回当たりの平均輝
度から求めたしきい値又は取得画像のうちの一こまの画
像の平均輝度から求めたしきい値であることを特徴とす
る（１３）に記載の画像処理手段を用いた設備監視シス
テム。 （２０）前記しきい値は、下記の式で算出することを特
徴とする（１３）に記載の画像処理手段を用いた設備監
視システム。しきい値＝α×（積算１回当たりの平均輝
度）＋βα；係数、β；定数

【００２３】（２１）前記ラベリングされた領域におい
て、前記漏出滴下した液体又はノイズでもないと判断し
た場合には、前記画像処理を再試行することを特徴とす
る（１３）に記載の画像処理手段を用いた設備監視シス
テム。 （２２） 前記２値化画像を生成した後に、ノイズの除
去を行うことを特徴とする（１３）に記載の画像処理手
段を用いた設備監視システム。 （２３） 前記画像処理は、連続した画像の平均画像を
一つの入力画像として用い且つ該入力画像のノイズ除去
を行うようにしたことを特徴とする（１３）に記載の画
像処理手段を用いた設備監視システム。

【００２４】このような構成にしたことにより、設備の
状態を示す測定対象物の照度変化やノイズに影響される
ことなく的確に検知して、その状態を視認及び的確な操
作をすることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る第１の実施の
形態の画像処理手段を用いた設備監視システムについて
図面を参照して説明する。本実施例は、プロセスプラン
トにおいて、重油漏れが異常状態を意味するような設備
において、漏れた重油を監視対象物とする設備監視シス
テムである。

【００２６】第１の実施の形態の画像処理手段を用いた
設備監視システムは、図１及び図２に示すように、ボイ
ラ壁１０を貫通させてボイラ内部１１に配置してあるバ
ーナ１２と、このバーナ１２から漏出滴下する液体１
３、即ち、重油（オイル）を受ける受皿１４、即ち、オ
イルパンと、漏出滴下する液体１３を含んだ受皿１４の
表面側全体を撮影することができる撮像手段であるビデ
オカメラからなる画像入力部２０と、画像入力部２０で
得られた映像データをコントラスト強調法による画像処
理をして液体１３の漏出状態が異常か否かを検出する異
常検出手段を備えた画像制御部３０と、画像制御部３０
で得られた映像データに基づいて、液体１３の漏出状態
が異常の場合には異常状態を表示及び／又は報知する異
常表示／報知手段と、異常表示及び／又は報知された内
容に対して所定の確認操作をすることにより異常表示及
び／又は報知を消去する確認操作手段とを備えた表示制
御部４０とから構成されている。

【００２７】画像制御部３０は、図２に示すように、ビ
デオカメラからなる画像入力部２０から出力される画像
信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器３１と、ＡＤ
変換器３１から出力されるデジタル画像信号を画像デー
タとして格納する画像メモリ３２と、画像メモリ３２に
格納された画像データを用いてコントラスト強調法に基
づくアルゴリズムに従ってデータ処理を行う画像処理手
段を備えた画像演算装置３３とから構成されている。

【００２８】表示制御部４０は、画像演算装置３３から
の各種表示データを通常のＣＲＴ画面に表示する表示装
置４１と、画像演算装置３３からの警報信号によってブ
ザーを鳴らしランプを点灯する警報装置４２と、画像演
算装置３３の指示により異常発生時の各種情報を記憶す
る記憶装置４３と、画像演算装置３３からの異常発生信
号を受けた時、予め定められた手順で例えば重油供給弁
からなる操作端５０を動作させる操作端制御装置４４と
から構成されている。

【００２９】次に、上記説明した構成からなる画像処理
手段を用いた設備監視システムの全体動作について、図
３に示すフローチャートを参照して説明する。

【００３０】先ず、受皿１４であるオイルパンの全体像
は画像入力部２０のビデオカメラにより撮影され、ＡＤ
変換器３１によりデジタルデータに変換され画像メモリ
３２に記憶される。画像演算装置３３は、画像メモリ３
に記憶された画像データについて、後述するコントラス
ト強調法に基づく画像処理手段に基づいて所定時間毎に
データ処理を行う。即ち、画像演算装置３３は、先ず、
画像データをコントラスト強調法による画像処理アルゴ
リズムにより画像処理し、処理した画像を表示装置４１
に表示させる（ステップＳＴ１）。このコントラスト強
調法に基づく画像処理手段のアルゴリズムについては、
詳細に後述する。

【００３１】次に、ステップＳＴ２において、コントラ
スト強調法に基づく画像処理手段において対象物（漏出
滴下した液体；漏れた重油）が検知されたか否かを調
べ、対象物が検知されなかった場合は異常無しと認識し
てその画像処理を終了する（ステップＳＴ３）。

【００３２】対象物が検知されたものと判断された場合
は、図４に示すように、表示装置４１の主画面４５に対
象物４６を表示させると共に、下記のステップＳＴ４〜
ＳＴ８を並行的に実行する。

【００３３】ステップＳＴ４では、表示装置４１の副画
面４６に異常の内容をメッセージとして表示させると共
に、表示装置４１の副画面４６にオペレータが異常を確
認するための確認ボタン４７を表示させる。このメッセ
ージの内容には、異常が発生したこと、異常と判断され
た特徴量の値、判断基準値、異常の箇所、判断日時など
が含まれ、更に操作ガイドライン情報４８が表示され
る。

【００３４】確認ボタン４７が表示されると、確認処理
ルーチンが実行される（ステップＳＴ５）。この確認処
理ルーチンは、主プログラムとは独立して実行され、オ
ペレータにより確認ボタン４７が押された時、副画面４
６のメッセージと副画面４６に表示されている確認ボタ
ン４７を消去する。

【００３５】異常が検知された時のステップＳＴ６で
は、画像演算装置３３は警報装置４２へ異常発生信号を
送り、ブザーを鳴動させ、ランプを点灯させる。

【００３６】異常が検知された時のステップＳＴ７で
は、画像演算装置３３は操作端制御装置４４へ異常発生
信号を送る。操作端制御装置４４は予め定められた手順
で操作端５０を動作させる。例えば、重油漏れ検知の場
合は、対応する重油供給弁を閉じる操作を行うように制
御する。

【００３７】異常が検知された時のステップＳＴ８で
は、画像演算装置３３は記憶装置４３に対して異常発生
時の情報を送り記憶させる。送られる情報内容として
は、異常と判断した特徴量（例えば面積や複雑度）の
値、判断基準値、異常発生の場所、異常と判断した日
時、検出された画像データなどが含まれる。

【００３８】このようにしてコントラスト強調法に基づ
く画像処理手段において異常が検知されると、その状態
を表示し、報知し且つ操作制御するようにして、対象物
（重油漏れ）を監視し、異常発生の場合は迅速に必要な
処置を行う。

【００３９】次に、上記説明した異常を検知するため
の、コントラスト強調法による画像処理手段について、
図５のフローチャートを参照して説明する。

【００４０】先ず、カメラで撮影した画像のうち一定周
期毎の複数枚の画像を取り込み、取り込む毎に画像メモ
リ３２に格納すると共に、この取り込んだ画像のコント
ラスト（輝度）を積算処理する（ステップＳ１０、ＳＴ
１１）。

【００４１】積算処理されたコントラストから平均輝度
を計算し、この平均輝度がある値Ｌ以下の場合には、ス
テップＳＴ１０に戻り画像を取得して積算、平均輝度の
計算を行う（ステップＳＴ１２、ＳＴ１３）。

【００４２】次に、ステップＳＴ１３において、平均輝
度が所定値Ｌ以上の場合には、計算した平均輝度を積算
回数で割り、積算１回当たりの平均輝度を求める（ステ
ップＳＴ１４）。

【００４３】その積算１回当たりの平均輝度からしきい
値を計算する（ステップＳＴ１５）。このしきい値は積
算１回当たりの平均輝度とは次の関係式、［しきい値＝
α×（積算１回当たりの平均輝度）＋β（α；係数、
β；定数）］で求めることができる（ステップＳＴ１
５）。尚、漏出滴下する液体（実施例の場合重油）１３
とこの液体１３を受ける受皿（実施例の場合オイルパ
ン）１４内の領域とを区別するために実験的に求めたし
きい値は、図６に示すように、［しきい値＝０．０５３
８×（積算１回当たりの平均輝度）＋１１９．３７］で
ある。

【００４４】このしきい値で積算画像を２値化処理する
と共に、２値化された画像のノイズをメディアン・フィ
ルタ（Ｍｅｄｉａｎ Ｆｉｌｔｅｒ）又は収縮・膨張等
により除去する（ステップＳＴ１６、ＳＴ１７）。メデ
ィアン・フィルタは、空間領域での平均化処理において
局所領域内の画素の濃度値にどのように重み付けをして
該当画素の濃度値を得るかの一手法であり、平均化処理
に伴うボケの発生を少なくするための代表的なものであ
り、局所領域内での濃度値のメディアン（中央値）を出
力するような非線形のフィルタである。即ち、局所領域
として３×３画素近傍を考えた場合には、各画素の濃度
値を大きい方から順に並べた時の５番目の濃度値を出力
する。

【００４５】次に、ラベリングを行い、その後のラベリ
ングされた領域のピクセル数を数え、重油漏れの面積を
計算する（ステップＳＴ１８、ＳＴ１９）。ラベリング
は、２値画像から特徴を強調したり抽出したりするため
に、２値画像を操作（変形・変換）する種々のアルゴリ
ズムの代表的なものであり、２値画素中の各連結成分に
別々のラベルを割り当てる、いわゆる各画素にラベルを
付けるアルゴリズムである。

【００４６】このような計算により求めた面積が所定の
面積（Ａ）以上である場合は、対象物があると判定し、
そうでない場合は対象物がないものとして、その結果を
表示装置４１に出力する（ステップＳＴ２０、ＳＴ２
１、ＳＴ２２、ＳＴ２３）。

【００４７】このようにして撮像した画像のコントラス
トを所定周期毎に積算処理して対象物を検出するように
すると、先ず、漏出滴下する液体１３である重油の存在
のありなしの区別がし易くなる。その理由は、コントラ
スト（輝度）を積算することによって、各ピクセルの輝
度が高くなる。即ち、明るいところでは増加分が大きく
なり、より輝度が高くなる。暗いところでは増加分が小
さく明るいところに比べて高くなりにくい。これによ
り、重油の存在している所と存在していない所では輝度
の差が大きくなり区別し易くなる。又、時間的にランダ
ムに発生するノイズに対して影響が受けにくい。これも
平均輝度を採用したことと同様の効果、即ち、ノイズの
輝度が高い場合は画像を積算することで積算した後の各
ノイズの輝度は低くなり、ノイズの輝度が低い場合は積
算した後の各ノイズの輝度は高くなるからである。

【００４８】時間的にランダムなノイズとは、例えば、
図７に示すように、受皿（オイルパン）１４に漏出滴下
する液体（重油）１３が存在する場合において、画像取
得時（ｔ＝ｔ０）には”ａ”の場所にノイズが発生し
（図７（Ａ）参照）、次の画像取得時（ｔ＝ｔ１）に
は”ａ”の場所のノイズは消滅していて”ａ”の場所と
は関係ない”ｂ”の場所にノイズが発生し（図７（Ｂ）
参照）、その次の画像取得時（ｔ＝ｔ２）には”ｂ”の
場所のノイズが存在したまま”ｂ”の場所とは異なっ
た”ｃ”の場所にノイズが発生しているような場合（図
７（Ｃ）参照）のことである。このように時間的に推移
する画像状態を積算すると、図７（Ｄ）に示すように、
漏出滴下する液体（重油）１３の部分のみが全ての取り
込んだ画像の中に含まれているため、その部分のコント
ラストが強調され、時間的な推移に基づいて存在消滅す
る”ａ〜ｃ”のノイズはコントラストが低くなり、結果
として漏出滴下する液体（重油）１３の部分のみを判別
することができるのである。

【００４９】このようなノイズが存在する場合と平均輝
度と同様の効果とは、ノイズの輝度が高い場合は画像を
積算することで積算した後の各ノイズの輝度が低くな
り、ノイズの輝度が低い場合は積算した後の各ノイズの
輝度は高くなるような場合である。

【００５０】次に、本発明に係る第２の実施の形態の画
像処理手段を用いた設備監視システムについて図を参照
して説明する。この実施の形態における設備監視システ
ムは、対象物の特徴量を知ることを目的として、例え
ば、浄水場のフロック測定による注入薬液の制御を行う
ことを特徴としたものである。尚、実施例においては第
１の実施の形態と同様にボイラからの重油漏れを検出す
るシステムで説明する。

【００５１】第２の実施の形態の画像処理手段を用いた
設備監視システムは、図１及び図８に示すように、ボイ
ラ壁１０を貫通させてボイラ内部１１に配置してあるバ
ーナ１２と、このバーナ１２から漏出滴下する液体１
３、即ち、重油を受ける受皿１４、即ち、オイルパン
と、漏出滴下する液体１３を含んだ受皿１４の表面側全
体を撮影することができるビデオカメラからなる画像入
力部２０と、画像入力部２０で得られた映像データをコ
ントラスト強調法により画像処理して特徴量を算出する
画像処理手段を備えた画像制御部３０Ａと、画像制御部
３０Ａで得られた特徴量に基づいて、その映像状態を表
示或いは操作の制御をする表示制御部４０Ａとから構成
されている。

【００５２】画像制御部３０Ａは、図８に示すように、
ビデオカメラからなる画像入力部２０から出力される画
像信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器３１と、Ａ
Ｄ変換器３１から出力されるデジタル画像信号を画像デ
ータとして格納する画像メモリ３２と、画像メモリ３２
に格納された画像データを用いてコントラスト強調法に
基づくアルゴリズムに従って特徴量を算出する画像処理
手段を備えた画像演算装置３３Ａとから構成されてい
る。

【００５３】表示制御部４０Ａは、画像演算装置３３Ａ
からの各種表示データを通常のＣＲＴ画面に表示する表
示装置４１と、画像演算装置３３Ａの指示により異常発
生時の各種情報を記憶する記憶装置４２と、画像演算装
置３３Ａからの異常発生信号を受けた時、予め定められ
た手順で例えば重油供給弁からなる操作端５０を動作さ
せる操作端制御装置４４とから構成されている。

【００５４】このような構成からなる画像処理手段を用
いた設備監視システムの全体の動作について、図９のフ
ローチャートを参照して説明する。

【００５５】先ず、漏出滴下した液体１３及び、この液
体１３を受ける受皿１４に撮像するビデオカメラからな
る画像入力部２０で撮像した映像データを格納してある
画像メモリ３２から読み出して、コントラスト強調法に
基づく画像処理手段によりその特徴量を算出するアルゴ
リズムによる画像処理を施す（ステップＳＴ３０）。画
像処理の結果として出力されるのは、対象物の特徴量で
ある。例えば、フロック測定においてはフロックの大き
さ及び形状である。この対象物の特徴量を算出する点に
ついては詳細に後述する。

【００５６】次に、画像演算装置３３Ａで演算処理され
た特徴量は、表示装置４１に入力され表示画面に表示さ
れると共に、確認ボタンも表示される（ステップＳＴ３
１）。

【００５７】又、画像演算装置３３Ａで演算処理された
特徴量は、記憶装置４２に入力され、特徴量の値、処理
日時、画像データ等が記憶される（ステップＳＴ３
２）。

【００５８】更に、画像演算装置３３Ａから出力された
特徴量は、操作端制御装置４４に送信され、この送信さ
れた特徴量から予め定められた手順で操作端５０の操作
量を求めて、得られた操作量だけ操作端５０を操作する
（ステップＳＴ３３）。例えば、フロック測定の場合に
は注入薬液量を制御する弁開度を操作する。

【００５９】このようにして画像データから得られた特
徴量に基づいて、表示及び操作を制御することによっ
て、漏出滴下する液体（重油）１３の存在を極めて明確
に把握することができるようになるのである。

【００６０】次に、このような画像データから特徴量を
抽出する手法について、図１０のフローチャートを参照
して説明する。

【００６１】先ず、画像入力部２０のビデオカメラで撮
影した画像データを取得する（ステップＳＴ４０）。取
得した画像データについて、画像の位置ずれ補正を行う
ため、登録されている２次元の輝度パターンと取得した
パターンとのマッチングを行って相関量を求め、最も高
い相関量の領域を求める（ステップＳＴ４１）。

【００６２】この求めた領域の相関量が予め設定してあ
る設定値Ｌよりも大きい場合には、登録されている領域
の位置と相関量が高い領域の位置とのずれから位置ずれ
補正量を求める。最も高い相関量が設定値よりも少ない
場合には、ステップＳＴ４０に戻り新たな画像を取得し
て、上述の処理を行う（ステップＳＴ４２、ＳＴ４
３）。

【００６３】位置ずれ補正を行った後に、画像の取得を
行い、輝度画像を作成してその平均画像を求める（ステ
ップＳＴ４４）。例えば、４枚連続で取り込んだ全体の
平均画像を求めるとビデオ信号のランダムノイズや通過
する人の姿は漏出滴下した液体（重油）１３に比べて薄
くなり、容易に重油漏出漏れとの区別ができることにな
る。

【００６４】次に、処理領域を決定する（ステップＳＴ
４５）。この処理領域は予めユーザが設定してある領域
である、撮影できる範囲の受皿(オイルパン）１４の表
面側を選択する。

【００６５】領域が決定されると、次に、保存されてい
る平均画像の積算を行う（ステップＳＴ４６）。積算処
理は選択された領域内の平均輝度を計算し、その平均輝
度が一定の値になるまで繰り返し行う。

【００６６】繰り返し平均輝度の積算処理が行って得ら
れた積算画像の処理領域の平均輝度値を積算回数で割
り、積算一回当たりの平均輝度を求め、その平均輝度か
らしきい値を計算する（ステップＳＴ４７）。

【００６７】この求めたしきい値に基づいて積算画像を
２値化し、第１の実施の形態で説明したメデイアンフイ
ルタ処理によりノイズを除去して、ラベリングを行う
（ステップＳＴ４８、ＳＴ４９、ＳＴ５０）。

【００６８】このようにしてノイズ等が除去された状態
において各領域の特徴量、例えば、面積や複雑度を抽出
して、次に示す３個の領域に区別して特徴量を抽出する
（ステップＳＴ５１）。この特徴量を用いた３個の領域
は、漏出滴下した液体（重油）１３に相当する領域、
ノイズ領域、新たな領域である。ここで、複雑度と
は領域の形状を示すパラメータであって、輝度値が”
１”の場合は真円であり、複雑度が大きくなるに従い円
の形状がよりずれてくる。このような複雑度は、選択さ
れた領域の周囲長（ｐ）と面積（Ａ）から計算され、次
の式で計算することができる。 （複雑度）＝ｐ²／（４πＡ）

【００６９】このようにして複雑度と面積により計算さ
れた特徴量により区別された各領域について、の場合
は、対象領域に重油ありとして次の処理を行い、の場
合は、重油なしとして次の処理を行い、の場合は、そ
の領域を処理領域としてこれまでの処理である、例え
ば、画像の積算、しきい値計算、２値化、ノイズ除去、
ラベリングして特徴量の抽出、ラベリングした領域の判
定を行う。

【００７０】以上、２つの実施の形態について説明した
が、本発明に係る画像処理手段を用いた設備監視システ
ムは、上記実施例に限らず、照度が低い場所に対象物が
ある設備や、対象物の周囲の照度が変動するような設備
において、対象物を監視し制御する目的に広く適用可能
であることは勿論である。

【００７１】

【発明の効果】上記説明したように、本発明に係る画像
処理手段を用いた設備監視システムは下記の効果を奏す
る。 （１） 画像処理手段により特徴量を表示すると共に、
その検出した情報を報知、操作制御することができる （２）所謂コントラスト強調法による画像処理を用いた
ことにより環境条件を変化しても漏出滴下する液体（オ
イル）の漏出状態を適確に検出して、異常内容と確認ボ
タンを表示することにより、オペレータに異常発生の内
容を通知すると共に確認ボタンを押すまで表示が消去さ
れないので、通知を確実にすることができるという効果
がある。 （３）警報装置により異常を知らせることにより、オペ
レータはより確実に異常発生を認識することができると
いう効果がある。 （４）記憶装置に画像処理結果の情報を記録することに
より、画像処理結果の内容や運転状態、異常発生原因等
の解析を行うことができる。 （５）異常発生により自動的に操作端を操作し安全を確
保できる。 （６）画像処理の結果によりプラントの運転を制御で
き、運転の自動化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施の形態の画像処理手段
を用いた設備監視システムを略示的に示した構成図であ
る。

【図２】同ブロック図である。

【図３】同フローチャートである。

【図４】同漏出滴下する液体（重油）と受皿（オイルパ
ン）とを撮像して表示した様子を示した説明図である。

【図５】同平均輝度から対象物の検出を行う画像処理手
段の一形態を示すフローチャートである。

【図６】同積算１回当たりの平均輝度としきい値をグラ
フに表した説明図である。

【図７】同画像積算による時間的ランダムノイズを除去
できる様子を示した説明図である。

【図８】第２の実施の形態の画像処理手段を用いた設備
監視システムを略示的に示したブロック図である。

【図９】同フローチャートである。

【図１０】同積算した平均輝度から選択された領域の特
徴量を算出するためのフローチャートである。

【図１１】従来技術における設備監視システムを構成す
る略示的な構成図である。

【図１２】従来技術における漏出滴下する液体（オイ
ル）及びオイルパンを表示した表示装置を略示的に示し
た説明図である。

【符号の説明】

１０ ボイラ壁 １１ ボイラ内部 １２ バーナ １３ 漏出滴下する液体（オイル、重油） ２０ 画像入力部 ３０ 画像制御部 ３０Ａ 画像制御部 ３１ Ａ／Ｄ変換器 ３２ 画像メモリ ３３ 画像演算装置 ４０ 表示制御部 ４０Ａ 表示制御部 ４１ 表示装置 ４２ 警報装置 ４３ 記憶装置 ４４ 操作端制御装置 ４５ 主画面 ４６ 副画面 ４７ 確認ボタン ４８ 操作ラインガイド情報 ５０ 操作端

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿久津 実 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河 電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5B057 AA19 BA30 CE02 DA02 DA07 DA15 DA16 DB02 DB08 DC04 DC14 DC33 5C054 AA01 FC05 FE28 GB05 GB11 HA01 5C087 AA02 AA03 AA04 AA05 AA09 AA10 AA11 AA22 AA23 AA24 AA32 AA42 CC51 DD08 DD21 EE05 EE06 FF01 FF04 GG02 GG03 GG18 GG21 GG23 GG30 GG31 GG37 GG51 GG57 GG66

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対象画像中に情報として含まれる特徴量を
   画像処理により検出するようにしたシステムにおいて、
   検出した特徴量を表示装置に表示するようにしたことを
   特徴とする画像処理手段を用いた設備監視システム。
2. 【請求項２】前記設備監視システムに更に記録手段を設
   け、検出した特徴量及び日時に関するデータを記録する
   ようにしたことを特徴とする請求項１記載の画像処理手
   段を用いた設備監視システム。
3. 【請求項３】前記設備監視システムに更に制御信号を出
   力する機能を設け、検出した特徴量の値に基づいて制御
   信号を変化させ、システム外に付加された操作端を制御
   するようにしたことを特徴とする請求項１記載の画像処
   理手段を用いた設備監視システム。
4. 【請求項４】対象画像中の異常の有無を画像処理により
   検知するようにした画像処理手段を用いた設備監視シス
   テムにおいて、処理結果が異常ありの場合には、その異
   常状態を表示装置に表示及び／又は報知する異常表示／
   報知手段と、該異常表示及び／又は報知された内容に対
   して所定の確認操作をすることにより異常表示及び／又
   は報知を消去する確認操作手段とからなることを特徴と
   する画像処理手段を用いた設備監視システム。
5. 【請求項５】前記設備監視システムは、プロセスプラン
   トにおいて漏出滴下する液体を貯留することができる受
   皿と、該受皿の表面を撮影する撮影手段と、該撮影して
   得られた映像信号を画像処理して前記液体の漏れ状態が
   異常か否かを検出するシステムを含むことを特徴とする
   請求項４に記載の画像処理手段を用いた設備監視システ
   ム。
6. 【請求項６】前記液体はオイルであり、前記受皿はオイ
   ルパンであることを特徴とする請求項５に記載の画像処
   理手段を用いた設備監視システム。
7. 【請求項７】前記異常表示／検知手段は、更に異常と判
   断した特徴量と判定基準を前記表示装置に表示するよう
   にしたことを特徴とする請求項４に記載の画像処理手段
   を用いた設備監視システム。
8. 【請求項８】前記特徴量の表示は、逐次行うようにした
   ことを特徴とする請求項７に記載の画像処理手段を用い
   た設備監視システム。
9. 【請求項９】前記設備監視システムには、更に記録手段
   を設け、該記録手段は少なくとも異常と判断した特徴
   量、異常と判断した日時、異常と判断した時の画像デー
   タ、異常と判断した部分の配置位置に関するデータを記
   録するようにしたことを特徴とする請求項４に記載の画
   像処理手段を用いた設備監視システム。
10. 【請求項１０】前記異常表示／検知手段における報知
    は、ブザー鳴動及び／又はランプ点灯であることを特徴
    とする請求項４に記載の画像処理手段を用いた設備監視
    システム。
11. 【請求項１１】前記異常表示／報知手段は、更に検出し
    た異常状態に対する操作ガイドライン情報を前記表示装
    置に表示及び／又は報知するようにしたことを特徴とす
    る請求項４に記載の画像処理手段を用いた設備監視シス
    テム。
12. 【請求項１２】前記異常表示／報知手段は、前記異常あ
    りと判断したときに異常発生信号を発生させ、該異常発
    生信号に基づいて自動的に所定の操作ができるようにし
    たことを特徴とする請求項４に記載の画像処理手段を用
    いた設備監視システム。
13. 【請求項１３】前記画像処理は、前記映像信号の平均輝
    度が一定値以上になるように積算して積算画像を求める
    共に該積算画像に基づいてしきい値を求め、該しきい値
    に基づいた前記積算画像の２値化画像を生成し、該生成
    された２値化画像に対してラベリングを行って異常デー
    タを抽出することを特徴とする請求項４に記載の画像処
    理手段を用いた設備監視システム。
14. 【請求項１４】前記ラベリングした領域を対象にして行
    う漏出滴下した液体部分の検出は、複数のラベリングし
    た各領域の特徴量を抽出して判定することを特徴とする
    請求項１３に記載の画像処理手段を用いた設備監視シス
    テム。
15. 【請求項１５】前記特徴量には、ラベリングされた領域
    の面積が所定範囲にあり且つ該領域の形状を示すパラメ
    ータの複雑度が一定値以下であることを一条件とするこ
    とを特徴とする請求項１４に記載の画像処理手段を用い
    た設備監視システム。
16. 【請求項１６】前記画像処理を行う前後において、対象
    領域の位置ずれ補正を行うことを特徴とする請求項１３
    に記載の画像処理手段を用いた設備監視システム。
17. 【請求項１７】前記対象領域の位置ずれ補正は、予め登
    録されている２次元の輝度パターンと、現在の取得した
    パターンとのマッチングを行って、その相関量の最も高
    い領域を求め、該相関量が所定の設定値よりも高い場合
    に、その領域と予め設定されている領域の位置とのずれ
    を求め、該ずれ量に基づき予め設定されている領域の位
    置ずれを補正するようにしたことを特徴とする請求項１
    ６に記載の画像処理手段を用いた設備監視システム。
18. 【請求項１８】前記２値化画像は、高輝度又は低輝度の
    部分を対象とすることを特徴とする請求項１３に記載の
    画像処理手段を用いた設備監視システム。
19. 【請求項１９】前記しきい値は、積算回数１回当たりの
    平均輝度から求めたしきい値又は取得画像のうちの一こ
    まの画像の平均輝度から求めたしきい値であることを特
    徴とする請求項１３に記載の画像処理手段を用いた設備
    監視システム。
20. 【請求項２０】前記しきい値は、下記の式で算出するこ
    とを特徴とする請求項１３に記載の画像処理手段を用い
    た設備監視システム。 しきい値＝α×（積算１回当たりの平均輝度）＋β α；係数、β；定数
21. 【請求項２１】前記ラベリングされた領域において、前
    記漏出滴下した液体又はノイズでもないと判断した場合
    には、前記画像処理を再試行することを特徴とする請求
    項１３に記載の画像処理手段を用いた設備監視システ
    ム。
22. 【請求項２２】前記２値化画像を生成した後に、ノイズ
    の除去を行うことを特徴とする請求項１３に記載の画像
    処理手段を用いた設備監視システム。
23. 【請求項２３】前記画像処理は、連続した画像の平均画
    像を一つの入力画像として用い且つ該入力画像のノイズ
    除去を行うようにしたことを特徴とする請求項１３に記
    載の画像処理手段を用いた設備監視システム。