JP2001256475A - 黒煙検知システム - Google Patents
黒煙検知システムInfo
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- F23G5/50—Control or safety arrangements
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- F23G7/08—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases using flares, e.g. in stacks
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- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 煙突やフレア・スタックから排出される排出
煙の中から自動的に黒煙が存在する排出煙を検知するこ
とができる黒煙検知システムを提供する。 【解決手段】 煙突からの排出煙の時間的に連続した動
画像がＩＴＶカメラを用いて撮影される。撮影画像Ａは
画質調整部３１で画質調整された後、ベクトル計算部３
３によって、オプティカルフロー推定が計算される。さ
らに、ベクトル計算部３３では、オプティカルフロー推
定に基づいた速度ベクトルが計算され、当該速度ベクト
ルを座標配列した速度場ベクトルが求められる。次に、
排出煙領域決定部３４によって、速度場ベクトルの方向
に応じて速度場の存在する領域のみが抽出され、抽出さ
れる各領域に基づいた所定の領域が排出煙領域とされ
る。そして、黒煙判断部３５によって、排出煙領域内の
全画素の輝度ヒストグラムが計算され、当該排出煙領域
内の黒煙が存在の有無が判断される。
煙の中から自動的に黒煙が存在する排出煙を検知するこ
とができる黒煙検知システムを提供する。 【解決手段】 煙突からの排出煙の時間的に連続した動
画像がＩＴＶカメラを用いて撮影される。撮影画像Ａは
画質調整部３１で画質調整された後、ベクトル計算部３
３によって、オプティカルフロー推定が計算される。さ
らに、ベクトル計算部３３では、オプティカルフロー推
定に基づいた速度ベクトルが計算され、当該速度ベクト
ルを座標配列した速度場ベクトルが求められる。次に、
排出煙領域決定部３４によって、速度場ベクトルの方向
に応じて速度場の存在する領域のみが抽出され、抽出さ
れる各領域に基づいた所定の領域が排出煙領域とされ
る。そして、黒煙判断部３５によって、排出煙領域内の
全画素の輝度ヒストグラムが計算され、当該排出煙領域
内の黒煙が存在の有無が判断される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、工場等のフレア
・スタックおよび煙突から排出される黒煙の自動検知に
用いて好適な黒煙検知システムに関する。
・スタックおよび煙突から排出される黒煙の自動検知に
用いて好適な黒煙検知システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】化学プラント工場、火力発電所、塵燃焼
施設におけるフレア・スタックや煙突からは燃焼炎や煙
が大気中に排出される。これらの排出煙の状態によっ
て、被燃焼物等の燃焼状態を判断することができる。す
なわち、フレア・スタック等から突発的に黒煙が排出さ
れたときは、当該被燃焼物等が燃焼途中で不完全燃焼に
なったものと推測される。そこで、従来はフレアースタ
ックや煙突からの排煙状況を監視員が常時モニタによる
監視を行っていた。また、このような排出煙を検出する
ための方法として、排出煙と背景輝度との輝度差、ある
いは煙と背景の色調や色相の差によって画像処理によっ
て排出煙の検出を行う方法が知られている。
施設におけるフレア・スタックや煙突からは燃焼炎や煙
が大気中に排出される。これらの排出煙の状態によっ
て、被燃焼物等の燃焼状態を判断することができる。す
なわち、フレア・スタック等から突発的に黒煙が排出さ
れたときは、当該被燃焼物等が燃焼途中で不完全燃焼に
なったものと推測される。そこで、従来はフレアースタ
ックや煙突からの排煙状況を監視員が常時モニタによる
監視を行っていた。また、このような排出煙を検出する
ための方法として、排出煙と背景輝度との輝度差、ある
いは煙と背景の色調や色相の差によって画像処理によっ
て排出煙の検出を行う方法が知られている。
【０００３】例えば、ＩＴＶカメラ等の監視カメラによ
って煙突等の先端部の排出煙を撮影し、得られた画像の
輝度情報等を用いて排出煙監視を行う方法として、次に
示すような方法が知られている。例えば、特開平１０−
２３２１９８号に開示されている発明では、カラーカメ
ラから得られた色調情報から色差を求めることにより、
煙突から放出される煙の有無および可視性を表示する煙
監視装置を提案している。また、特開平８−３１５１１
３に開示されている発明では、排出煙の撮影画像を複数
のブロックに分割して、一定時間間隔ごとに求めた各ブ
ロックの平均輝度と参照領域の平均輝度の平均値との差
に基づいて発煙を検出している。
って煙突等の先端部の排出煙を撮影し、得られた画像の
輝度情報等を用いて排出煙監視を行う方法として、次に
示すような方法が知られている。例えば、特開平１０−
２３２１９８号に開示されている発明では、カラーカメ
ラから得られた色調情報から色差を求めることにより、
煙突から放出される煙の有無および可視性を表示する煙
監視装置を提案している。また、特開平８−３１５１１
３に開示されている発明では、排出煙の撮影画像を複数
のブロックに分割して、一定時間間隔ごとに求めた各ブ
ロックの平均輝度と参照領域の平均輝度の平均値との差
に基づいて発煙を検出している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、撮影さ
れた画像中の発煙自体や背景領域は、夜明けから日没ま
での時間的な日照の変化や雲、風雨等の気象条件の変化
によって輝度や色が大きく変化するので、黒煙の同定に
輝度情報や色情報だけで対応することは難しいという問
題がある。また、オプティカルフロー推定は剛体の移動
速度を推定することが主目的であるため、外縁が特定で
きない発煙等の検知においては輪郭等を特定することが
難しく、したがって、従来の手法をそのまま適用するこ
とは煙の移動を推定することができない、正しい動きベ
クトルが検出ができないという問題が生ずるので難しい
と考えられる。
れた画像中の発煙自体や背景領域は、夜明けから日没ま
での時間的な日照の変化や雲、風雨等の気象条件の変化
によって輝度や色が大きく変化するので、黒煙の同定に
輝度情報や色情報だけで対応することは難しいという問
題がある。また、オプティカルフロー推定は剛体の移動
速度を推定することが主目的であるため、外縁が特定で
きない発煙等の検知においては輪郭等を特定することが
難しく、したがって、従来の手法をそのまま適用するこ
とは煙の移動を推定することができない、正しい動きベ
クトルが検出ができないという問題が生ずるので難しい
と考えられる。
【０００５】この発明は、このような事情を考慮してな
されたものであり、煙突やフレア・スタックから排出さ
れる排出煙の中から黒煙が存在する排出煙を検知するこ
とができる黒煙検知システムを提供することを目的とす
る。
されたものであり、煙突やフレア・スタックから排出さ
れる排出煙の中から黒煙が存在する排出煙を検知するこ
とができる黒煙検知システムを提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、フレア・スタックおよび
煙突からの排出煙の状況を時間的に連続して撮影された
時系列２画像を用いて、両画像間で演算したオプティカ
ルフロー推定から前記排出煙の移動で生じた画像内局所
の速度ベクトルを求め、該速度ベクトルを座標配列した
速度場ベクトルを構成するベクトル計算手段と、前記速
度場ベクトルを構成する画像内局所である画素ごとの速
度ベクトルを方向ごとに分類して抽出された画像空間領
域に基づいて前記画像における移動する前記排出煙の存
在領域を決定する排出煙の実在領域決定手段と、前記排
出煙の存在領域内の画素であって所定の輝度値を有する
画素を選別しその画素数に基づいて黒煙の規模を判断す
る黒煙判断手段とを備えることを特徴とする
に、請求項１に記載の発明は、フレア・スタックおよび
煙突からの排出煙の状況を時間的に連続して撮影された
時系列２画像を用いて、両画像間で演算したオプティカ
ルフロー推定から前記排出煙の移動で生じた画像内局所
の速度ベクトルを求め、該速度ベクトルを座標配列した
速度場ベクトルを構成するベクトル計算手段と、前記速
度場ベクトルを構成する画像内局所である画素ごとの速
度ベクトルを方向ごとに分類して抽出された画像空間領
域に基づいて前記画像における移動する前記排出煙の存
在領域を決定する排出煙の実在領域決定手段と、前記排
出煙の存在領域内の画素であって所定の輝度値を有する
画素を選別しその画素数に基づいて黒煙の規模を判断す
る黒煙判断手段とを備えることを特徴とする
【０００７】この発明によれば、煙突やフレア・スタッ
クから排出される黒煙を含んだ排出煙の時間的に連続し
た動画像がＩＴＶカメラを用いて撮影される。そして、
ベクトル計算手段によって、撮影画像の中から時間的に
連続した時系列２画像を用いて、各画像のあらかじめ定
められた範囲内の各画素に対してオプティカルフロー推
定が計算される。さらに、ベクトル計算手段では、計算
されたオプティカルフロー推定に基づいた速度ベクトル
が計算され、当該速度ベクトルを座標配列した速度場ベ
クトルが求められる。次に、排出煙領域決定手段によっ
て、速度場ベクトルの方向に応じて速度場の存在する領
域のみが抽出され、抽出される各領域に基づいた所定の
領域が排出煙領域とされる。そして、黒煙判断手段によ
って、排出煙領域内の全画素の輝度ヒストグラムが計算
され、当該領域内に所定の輝度値よりも暗い輝度値を有
する画素が一定画素数以上存在する場合、当該排出煙領
域内に黒煙が存在すると判断される。したがって、煙突
やフレア・スタックから排出される排出煙の中から自動
的に黒煙が存在する排出煙を検知することが可能とな
る。
クから排出される黒煙を含んだ排出煙の時間的に連続し
た動画像がＩＴＶカメラを用いて撮影される。そして、
ベクトル計算手段によって、撮影画像の中から時間的に
連続した時系列２画像を用いて、各画像のあらかじめ定
められた範囲内の各画素に対してオプティカルフロー推
定が計算される。さらに、ベクトル計算手段では、計算
されたオプティカルフロー推定に基づいた速度ベクトル
が計算され、当該速度ベクトルを座標配列した速度場ベ
クトルが求められる。次に、排出煙領域決定手段によっ
て、速度場ベクトルの方向に応じて速度場の存在する領
域のみが抽出され、抽出される各領域に基づいた所定の
領域が排出煙領域とされる。そして、黒煙判断手段によ
って、排出煙領域内の全画素の輝度ヒストグラムが計算
され、当該領域内に所定の輝度値よりも暗い輝度値を有
する画素が一定画素数以上存在する場合、当該排出煙領
域内に黒煙が存在すると判断される。したがって、煙突
やフレア・スタックから排出される排出煙の中から自動
的に黒煙が存在する排出煙を検知することが可能とな
る。
【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記ベクトル計算手段が、前記オプテ
ィカルフロー推定演算で速度場の滑らかさを評価するパ
ラメータを所定範囲に限定して該オプティカルフローを
計算することを特徴とする。この発明によれば、オプテ
ィカルフロー推定の計算に用いられる速度場の滑らかさ
を評価するパラメータを完全剛体の場合に用いる数値の
半分以下の数値に限定することによって、外縁が明瞭で
ない排出煙が撮影された時系列２画像からオプティカル
フロー推定が計算される。したがって、外縁が明瞭でな
い排出煙に対してもオプティカルフロー推定を計算する
ことが可能となる。
の発明において、前記ベクトル計算手段が、前記オプテ
ィカルフロー推定演算で速度場の滑らかさを評価するパ
ラメータを所定範囲に限定して該オプティカルフローを
計算することを特徴とする。この発明によれば、オプテ
ィカルフロー推定の計算に用いられる速度場の滑らかさ
を評価するパラメータを完全剛体の場合に用いる数値の
半分以下の数値に限定することによって、外縁が明瞭で
ない排出煙が撮影された時系列２画像からオプティカル
フロー推定が計算される。したがって、外縁が明瞭でな
い排出煙に対してもオプティカルフロー推定を計算する
ことが可能となる。
【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発明において、前記オプティカルフロー推定
に基づいて計算された前記速度ベクトルの大きさが所定
範囲内の大きさであって、かつ、前記速度ベクトルの方
向が所定範囲内の角度である場合にのみ前記速度ベクト
ルを有効とする速度ベクトル選別手段をさらに備えるこ
とを特徴とする。
２に記載の発明において、前記オプティカルフロー推定
に基づいて計算された前記速度ベクトルの大きさが所定
範囲内の大きさであって、かつ、前記速度ベクトルの方
向が所定範囲内の角度である場合にのみ前記速度ベクト
ルを有効とする速度ベクトル選別手段をさらに備えるこ
とを特徴とする。
【００１０】この発明によれば、速度ベクトル選別手段
が、請求項１または２で計算されたオプティカルフロー
推定に基づいた速度ベクトルにおいて、その大きさがあ
らかじめ設定された上限値と下限値との間の範囲内にあ
る速度ベクトルであって、その方向があらかじめ設定さ
れた角度の範囲内にある速度ベクトルだけを有効な速度
ベクトルとし、残りの速度ベクトルは無効とする。した
がって、背景の雲の移動等で生じる微速度成分、煙突付
近を飛行する鳥の移動や動画像撮影用のＩＴＶカメラの
防雨用ワイパーの動きで生じる速度成分等の外乱ノイズ
を除去し、排出煙のオプティカルフロー推定だけを抽出
することが可能となる。
が、請求項１または２で計算されたオプティカルフロー
推定に基づいた速度ベクトルにおいて、その大きさがあ
らかじめ設定された上限値と下限値との間の範囲内にあ
る速度ベクトルであって、その方向があらかじめ設定さ
れた角度の範囲内にある速度ベクトルだけを有効な速度
ベクトルとし、残りの速度ベクトルは無効とする。した
がって、背景の雲の移動等で生じる微速度成分、煙突付
近を飛行する鳥の移動や動画像撮影用のＩＴＶカメラの
防雨用ワイパーの動きで生じる速度成分等の外乱ノイズ
を除去し、排出煙のオプティカルフロー推定だけを抽出
することが可能となる。
【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１から３
までのいずれかの項に記載の発明において、前記オプテ
ィカルフロー推定に基づいて計算された前記速度ベクト
ルを座標配列し、該速度ベクトルの終点から始点方向へ
の延長線がフレア・スタックの先端に設けた所定の領域
を通過するとき、前記速度ベクトルを有効な速度ベクト
ルとし、残りの速度ベクトルを無効とする速度ベクトル
選別手段をさらに備えることを特徴とする。
までのいずれかの項に記載の発明において、前記オプテ
ィカルフロー推定に基づいて計算された前記速度ベクト
ルを座標配列し、該速度ベクトルの終点から始点方向へ
の延長線がフレア・スタックの先端に設けた所定の領域
を通過するとき、前記速度ベクトルを有効な速度ベクト
ルとし、残りの速度ベクトルを無効とする速度ベクトル
選別手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１２】この発明によれば、オプティカルフロー推
定に基づいて計算された速度ベクトルを座標配列し、そ
の速度ベクトルの終点から始点への仮想延長線がフレア
・スタックの先端に設けられた所定の領域を通過するな
らば、当該速度ベクトルを有効な速度ベクトルとし、残
りの速度ベクトルを無効とする。したがって、黒煙検知
対象のフレア・スタックおよび煙突から排出された煙の
移動速度ベクトルのみ選別することができ、フレア・ス
タックおよび煙突の周辺にある他のフレア・スタックお
よび煙突から流れてくる排出煙の移動速度ベクトルを除
去することが可能となる。
定に基づいて計算された速度ベクトルを座標配列し、そ
の速度ベクトルの終点から始点への仮想延長線がフレア
・スタックの先端に設けられた所定の領域を通過するな
らば、当該速度ベクトルを有効な速度ベクトルとし、残
りの速度ベクトルを無効とする。したがって、黒煙検知
対象のフレア・スタックおよび煙突から排出された煙の
移動速度ベクトルのみ選別することができ、フレア・ス
タックおよび煙突の周辺にある他のフレア・スタックお
よび煙突から流れてくる排出煙の移動速度ベクトルを除
去することが可能となる。
【００１３】請求項５に記載の発明は、請求項１から４
までのいずれかの項に記載の発明において、前記黒煙判
断手段が、前記排出煙の領域の各走査列ごとに平均輝度
値を計算する手段と、前記平均輝度値に基づいて設定さ
れた値よりも小さい輝度の画素数を計算する手段と、前
記画素数に基づいて前記排出煙の領域内に黒煙が存在す
るか否かを判断する手段とを備えることを特徴とする。
までのいずれかの項に記載の発明において、前記黒煙判
断手段が、前記排出煙の領域の各走査列ごとに平均輝度
値を計算する手段と、前記平均輝度値に基づいて設定さ
れた値よりも小さい輝度の画素数を計算する手段と、前
記画素数に基づいて前記排出煙の領域内に黒煙が存在す
るか否かを判断する手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】この発明によれば、黒煙判断手段によっ
て、排出煙の領域内の縦・横方向の各走査列ごとの平均
輝度値を計算し、その平均輝度値に所定の定数を乗じた
値よりも小さい輝度値を有する画素数を計算し、その画
素数があらかじめ設定された評価値よりも大きい場合に
当該排出煙の領域内に黒煙が存在すると判断され、そう
でない場合は黒煙は存在しないと判断される。したがっ
て、特定の形状をしていない黒煙であっても、画素数に
基づいて黒煙が発生していると判断することが可能とな
る。
て、排出煙の領域内の縦・横方向の各走査列ごとの平均
輝度値を計算し、その平均輝度値に所定の定数を乗じた
値よりも小さい輝度値を有する画素数を計算し、その画
素数があらかじめ設定された評価値よりも大きい場合に
当該排出煙の領域内に黒煙が存在すると判断され、そう
でない場合は黒煙は存在しないと判断される。したがっ
て、特定の形状をしていない黒煙であっても、画素数に
基づいて黒煙が発生していると判断することが可能とな
る。
【００１５】請求項６に記載の発明は、請求項１から５
までのいずれかの項に記載の発明において、前記黒煙判
断手段が、前記排出煙の領域に黒煙が存在すると判断し
た場合に、警報を鳴らすための警報処理手段をさらに備
えることを特徴とする。この発明によれば、排出煙の中
に黒煙が含まれていると黒煙判断手段が判断したとき、
黒煙検知信号が黒煙判断手段から黒煙検知システムにさ
らに備えられた警報処理手段に送信され、この警報処理
手段は受信した黒煙検知信号に基づいて離隔した位置に
設置されている付属の警報機から警報音を鳴らす。した
がって、別の場所にいる監視員にも自動的に警報を鳴ら
すことによって黒煙発生を知らせることが可能となる。
までのいずれかの項に記載の発明において、前記黒煙判
断手段が、前記排出煙の領域に黒煙が存在すると判断し
た場合に、警報を鳴らすための警報処理手段をさらに備
えることを特徴とする。この発明によれば、排出煙の中
に黒煙が含まれていると黒煙判断手段が判断したとき、
黒煙検知信号が黒煙判断手段から黒煙検知システムにさ
らに備えられた警報処理手段に送信され、この警報処理
手段は受信した黒煙検知信号に基づいて離隔した位置に
設置されている付属の警報機から警報音を鳴らす。した
がって、別の場所にいる監視員にも自動的に警報を鳴ら
すことによって黒煙発生を知らせることが可能となる。
【００１６】請求項７に記載の発明は、請求項１から６
までのいずれかの項に記載の発明において、前記黒煙
は、可燃性ガスの不完全燃焼によって発生するものであ
って、消煙蒸気によってフレア・スタックから大気中に
放出された前記可燃性ガスを大気中に拡散し、該可燃性
ガスの濃度を下げて、空気との混合を良くして前記可燃
性ガスの燃焼状況を改善するために供給する前記黒煙の
抑制手段をさらに備え、前記黒煙判断手段が、前記排出
煙の領域に黒煙が存在すると判断した場合に、前記消煙
蒸気を前記可燃性ガスの燃焼部に噴射することを制御し
て前記可燃性ガスの燃焼状態を改善し、黒煙発生を抑制
することを特徴とする。
までのいずれかの項に記載の発明において、前記黒煙
は、可燃性ガスの不完全燃焼によって発生するものであ
って、消煙蒸気によってフレア・スタックから大気中に
放出された前記可燃性ガスを大気中に拡散し、該可燃性
ガスの濃度を下げて、空気との混合を良くして前記可燃
性ガスの燃焼状況を改善するために供給する前記黒煙の
抑制手段をさらに備え、前記黒煙判断手段が、前記排出
煙の領域に黒煙が存在すると判断した場合に、前記消煙
蒸気を前記可燃性ガスの燃焼部に噴射することを制御し
て前記可燃性ガスの燃焼状態を改善し、黒煙発生を抑制
することを特徴とする。
【００１７】この発明によれば、黒煙判断手段によっ
て、排出煙の領域に黒煙を含むと判断された場合、消煙
蒸気供給手段から消煙蒸気を供給させ、煙突口から黒煙
の発生源である燃焼炎に対して供給した燃焼状態を改善
する消煙蒸気を噴射させる。したがって、黒煙が検知さ
れた場合は、さらに自動的に黒煙の発生源である燃焼炎
の燃焼状態を改善するための消煙蒸気を自動的に供給
し、燃焼状態の改善を行うことが可能となる。
て、排出煙の領域に黒煙を含むと判断された場合、消煙
蒸気供給手段から消煙蒸気を供給させ、煙突口から黒煙
の発生源である燃焼炎に対して供給した燃焼状態を改善
する消煙蒸気を噴射させる。したがって、黒煙が検知さ
れた場合は、さらに自動的に黒煙の発生源である燃焼炎
の燃焼状態を改善するための消煙蒸気を自動的に供給
し、燃焼状態の改善を行うことが可能となる。
【００１８】請求項８に記載の発明は、フレア・スタッ
クおよび煙突からの排出煙が時間的に連続して撮影され
た時系列２画像を用いて、両画像間で演算したオプティ
カルフロー推定結果に基づいて速度ベクトルを計算し、
該速度ベクトルを座標配列した速度場ベクトルを構成す
る第１の過程と、前記速度場ベクトルを構成する各速度
ベクトルの方向ごとに分類して抽出された領域に基づい
て前記画像中に含まれる前記排出煙の領域を決定する第
２の過程と、前記排出煙の領域内の画素であって所定の
輝度値を有する画素を集計した画素数に基づいて黒煙の
存在を判断する第３の過程とを備えることを特徴とす
る。
クおよび煙突からの排出煙が時間的に連続して撮影され
た時系列２画像を用いて、両画像間で演算したオプティ
カルフロー推定結果に基づいて速度ベクトルを計算し、
該速度ベクトルを座標配列した速度場ベクトルを構成す
る第１の過程と、前記速度場ベクトルを構成する各速度
ベクトルの方向ごとに分類して抽出された領域に基づい
て前記画像中に含まれる前記排出煙の領域を決定する第
２の過程と、前記排出煙の領域内の画素であって所定の
輝度値を有する画素を集計した画素数に基づいて黒煙の
存在を判断する第３の過程とを備えることを特徴とす
る。
【００１９】この発明によれば、フレア・スタックおよ
び煙突から排出される黒煙を含んだ排出煙を撮影した時
間的に連続した時系列２画像を用いて、第１の過程によ
って、各画像のあらかじめ定められた範囲内の各画素に
対応したオプティカルフロー推定が計算される。さら
に、第１の過程では、計算されたオプティカルフロー推
定に基づいた速度ベクトルが計算され、当該速度ベクト
ルを座標配列した速度場ベクトルが求められる。次に、
第２の過程によって、速度場ベクトルの方向に応じて速
度場の存在する領域のみが抽出され、抽出される各領域
に基づいた所定の領域が排出煙領域とされる。そして、
第３の過程によって、排出煙領域内の全画素の輝度ヒス
トグラムが計算され、当該領域内に所定の輝度値よりも
暗い輝度値を有する画素が一定画素数以上あった場合、
当該排出煙領域内に黒煙が存在すると判断される。した
がって、請求項１と同様の効果が得られる。
び煙突から排出される黒煙を含んだ排出煙を撮影した時
間的に連続した時系列２画像を用いて、第１の過程によ
って、各画像のあらかじめ定められた範囲内の各画素に
対応したオプティカルフロー推定が計算される。さら
に、第１の過程では、計算されたオプティカルフロー推
定に基づいた速度ベクトルが計算され、当該速度ベクト
ルを座標配列した速度場ベクトルが求められる。次に、
第２の過程によって、速度場ベクトルの方向に応じて速
度場の存在する領域のみが抽出され、抽出される各領域
に基づいた所定の領域が排出煙領域とされる。そして、
第３の過程によって、排出煙領域内の全画素の輝度ヒス
トグラムが計算され、当該領域内に所定の輝度値よりも
暗い輝度値を有する画素が一定画素数以上あった場合、
当該排出煙領域内に黒煙が存在すると判断される。した
がって、請求項１と同様の効果が得られる。
【００２０】請求項９に記載の発明は、コンピュータ
に、フレア・スタックおよび煙突からの排出煙が時間的
に連続して撮影された時系列２画像を用いて、両画像間
で演算したオプティカルフロー推定結果に基づいて速度
ベクトルを計算し、該速度ベクトルを座標配列した速度
場ベクトルを構成する第１の機能と、前記速度場ベクト
ルを構成する各速度ベクトルの方向ごとに選別して抽出
された領域に基づいて前記画像中に含まれる前記排出煙
の領域を決定する第２の機能と、前記排出煙の領域内の
画素であって所定の輝度値を有する画素の画素数に基づ
いて黒煙の存在を判断する第３の機能とを実行させるた
めのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な
記録媒体であることを特徴とする。
に、フレア・スタックおよび煙突からの排出煙が時間的
に連続して撮影された時系列２画像を用いて、両画像間
で演算したオプティカルフロー推定結果に基づいて速度
ベクトルを計算し、該速度ベクトルを座標配列した速度
場ベクトルを構成する第１の機能と、前記速度場ベクト
ルを構成する各速度ベクトルの方向ごとに選別して抽出
された領域に基づいて前記画像中に含まれる前記排出煙
の領域を決定する第２の機能と、前記排出煙の領域内の
画素であって所定の輝度値を有する画素の画素数に基づ
いて黒煙の存在を判断する第３の機能とを実行させるた
めのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な
記録媒体であることを特徴とする。
【００２１】この発明によれば、フレア・スタックおよ
び煙突から排出される黒煙を含んだ排出煙を撮影した時
間的に連続した時系列２画像を用いて、第１の機能によ
って、各画像のあらかじめ定められた範囲内の各画素に
対応したオプティカルフロー推定が計算される。さら
に、第１の機能では、計算されたオプティカルフロー推
定に基づいた速度ベクトルが計算され、当該速度ベクト
ルを座標配列した速度場ベクトルが求められる。次に、
第２の機能によって、速度場ベクトルの方向に応じて速
度場の存在する領域のみが抽出され、抽出される各領域
に基づいた所定の領域が排出煙領域とされる。そして、
第３の機能によって、排出煙領域内の全画素の輝度ヒス
トグラムが計算され、当該領域内に所定の輝度値よりも
暗い輝度値を有する画素が一定画素数以上あった場合、
当該排出煙領域内に黒煙が存在すると判断される。した
がって、請求項１と同様の効果が得られる。
び煙突から排出される黒煙を含んだ排出煙を撮影した時
間的に連続した時系列２画像を用いて、第１の機能によ
って、各画像のあらかじめ定められた範囲内の各画素に
対応したオプティカルフロー推定が計算される。さら
に、第１の機能では、計算されたオプティカルフロー推
定に基づいた速度ベクトルが計算され、当該速度ベクト
ルを座標配列した速度場ベクトルが求められる。次に、
第２の機能によって、速度場ベクトルの方向に応じて速
度場の存在する領域のみが抽出され、抽出される各領域
に基づいた所定の領域が排出煙領域とされる。そして、
第３の機能によって、排出煙領域内の全画素の輝度ヒス
トグラムが計算され、当該領域内に所定の輝度値よりも
暗い輝度値を有する画素が一定画素数以上あった場合、
当該排出煙領域内に黒煙が存在すると判断される。した
がって、請求項１と同様の効果が得られる。
【００２２】請求項１０に記載の発明は、黒煙を検知す
るためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可
能な記録媒体において、フレア・スタックおよび煙突か
らの排出煙が時間的に連続して撮影された時系列２画像
を用いて、両画像間で演算したオプティカルフロー推定
結果に基づいて速度ベクトルを計算し、該速度ベクトル
を座標配列した速度場ベクトルを構成する第１のステッ
プと、前記速度場ベクトルを構成する各速度ベクトルの
方向ごとに選別して抽出された領域に基づいて前記画像
中に含まれる前記排出煙の領域を決定する第２のステッ
プと、前記排出煙の領域内の画素であって所定の輝度値
を有する画素の画素数に基づいて黒煙の存在を判断する
第３のステップとをコンピュータに実行させるためのプ
ログラムであることを特徴とする。
るためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可
能な記録媒体において、フレア・スタックおよび煙突か
らの排出煙が時間的に連続して撮影された時系列２画像
を用いて、両画像間で演算したオプティカルフロー推定
結果に基づいて速度ベクトルを計算し、該速度ベクトル
を座標配列した速度場ベクトルを構成する第１のステッ
プと、前記速度場ベクトルを構成する各速度ベクトルの
方向ごとに選別して抽出された領域に基づいて前記画像
中に含まれる前記排出煙の領域を決定する第２のステッ
プと、前記排出煙の領域内の画素であって所定の輝度値
を有する画素の画素数に基づいて黒煙の存在を判断する
第３のステップとをコンピュータに実行させるためのプ
ログラムであることを特徴とする。
【００２３】この発明によれば、フレア・スタックおよ
び煙突から排出される黒煙を含んだ排出煙を撮影した時
間的に連続した時系列２画像を用いて、第１のステップ
によって、各画像のあらかじめ定められた範囲内の各画
素に対応したオプティカルフロー推定が計算される。さ
らに、第１のステップでは、計算されたオプティカルフ
ロー推定に基づいた速度ベクトルが計算され、当該速度
ベクトルを座標配列した速度場ベクトルが求められる。
次に、第２のステップによって、速度場ベクトルの方向
に応じて速度場の存在する領域のみが抽出され、抽出さ
れる各領域に基づいた所定の領域が排出煙領域とされ
る。そして、第３のステップによって、排出煙領域内の
全画素の輝度ヒストグラムが計算され、当該領域内に所
定の輝度値よりも暗い輝度値を有する画素が一定画素数
以上あった場合、当該排出煙領域内に黒煙が存在すると
判断される。したがって、請求項１と同様の効果が得ら
れる。
び煙突から排出される黒煙を含んだ排出煙を撮影した時
間的に連続した時系列２画像を用いて、第１のステップ
によって、各画像のあらかじめ定められた範囲内の各画
素に対応したオプティカルフロー推定が計算される。さ
らに、第１のステップでは、計算されたオプティカルフ
ロー推定に基づいた速度ベクトルが計算され、当該速度
ベクトルを座標配列した速度場ベクトルが求められる。
次に、第２のステップによって、速度場ベクトルの方向
に応じて速度場の存在する領域のみが抽出され、抽出さ
れる各領域に基づいた所定の領域が排出煙領域とされ
る。そして、第３のステップによって、排出煙領域内の
全画素の輝度ヒストグラムが計算され、当該領域内に所
定の輝度値よりも暗い輝度値を有する画素が一定画素数
以上あった場合、当該排出煙領域内に黒煙が存在すると
判断される。したがって、請求項１と同様の効果が得ら
れる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の一実施形態について説明する。図１は、この発明の一
実施形態による黒煙検知システムを説明するための概要
図である。図１において、黒煙検知システムは、屋外に
設置されるＩＴＶカメラ１と、屋内に設置される装置群
とから構成される。ＩＴＶカメラ１は、屋外防水型のカ
メラケースに格納され、半固定雲台に取り付けられてい
るので、レンズのズームによる撮影対象の拡大縮小の他
に撮影方向を変化することができる。また、防雨用ワイ
パーが取り付けられている場合がある。
の一実施形態について説明する。図１は、この発明の一
実施形態による黒煙検知システムを説明するための概要
図である。図１において、黒煙検知システムは、屋外に
設置されるＩＴＶカメラ１と、屋内に設置される装置群
とから構成される。ＩＴＶカメラ１は、屋外防水型のカ
メラケースに格納され、半固定雲台に取り付けられてい
るので、レンズのズームによる撮影対象の拡大縮小の他
に撮影方向を変化することができる。また、防雨用ワイ
パーが取り付けられている場合がある。
【００２５】また、屋内には、ＩＴＶカメラ１のズーム
や撮影方向を制御するためのカメラコントロール装置
２、ＩＴＶカメラ１で撮影した画像を監視員やカメラコ
ントロール装置２の操作員等が撮影状態をモニタするた
めの映像モニタ３が設置されている。さらに、屋内に
は、ＩＴＶカメラ１で撮影した動画像から黒煙を自動的
に検知する処理装置４と、処理装置４における処理に必
要な各種パラメータの設定等を行うための操作・表示装
置５が設置される。さらにまた、処理装置４には、離隔
した場所等にいる監視員等に対して黒煙発生時に警告音
を鳴らすための警報器６が接続されている。
や撮影方向を制御するためのカメラコントロール装置
２、ＩＴＶカメラ１で撮影した画像を監視員やカメラコ
ントロール装置２の操作員等が撮影状態をモニタするた
めの映像モニタ３が設置されている。さらに、屋内に
は、ＩＴＶカメラ１で撮影した動画像から黒煙を自動的
に検知する処理装置４と、処理装置４における処理に必
要な各種パラメータの設定等を行うための操作・表示装
置５が設置される。さらにまた、処理装置４には、離隔
した場所等にいる監視員等に対して黒煙発生時に警告音
を鳴らすための警報器６が接続されている。
【００２６】図２は、本実施形態におけるＩＴＶカメラ
１の撮影状況を説明するための図である。図２におい
て、ＩＴＶカメラ１はフレアースタック７の先端方向に
向けられ、例えば、フレア・スタック７の先端と排出さ
れる燃焼炎と燃焼状態によって発生する排出煙２１、２
２とを撮影する。次に、処理装置４の構成について詳細
に説明する。図３は、撮影画像Ａを用いて黒煙を自動的
に検知する処理を行う処理装置４の細部構成を説明する
ためのブロック図である。図３において、処理装置４
は、ＩＴＶカメラ１で撮影された撮影画像Ａの輝度、コ
ントラスト等の画質を調整する画質調整部３１と、撮影
画像Ａを一時的に記憶する撮影画像記憶部３２と、連続
する時系列２画像から排出煙の動きベクトルであるオプ
ティカルフロー推定を求めるベクトル計算部３３と、動
きベクトルの方向に応じて画像中における排出煙の領域
を決定する排出煙領域決定部３４と、排出煙の領域から
黒煙の存在の有無を判断する黒煙判断部３５とから構成
される。
１の撮影状況を説明するための図である。図２におい
て、ＩＴＶカメラ１はフレアースタック７の先端方向に
向けられ、例えば、フレア・スタック７の先端と排出さ
れる燃焼炎と燃焼状態によって発生する排出煙２１、２
２とを撮影する。次に、処理装置４の構成について詳細
に説明する。図３は、撮影画像Ａを用いて黒煙を自動的
に検知する処理を行う処理装置４の細部構成を説明する
ためのブロック図である。図３において、処理装置４
は、ＩＴＶカメラ１で撮影された撮影画像Ａの輝度、コ
ントラスト等の画質を調整する画質調整部３１と、撮影
画像Ａを一時的に記憶する撮影画像記憶部３２と、連続
する時系列２画像から排出煙の動きベクトルであるオプ
ティカルフロー推定を求めるベクトル計算部３３と、動
きベクトルの方向に応じて画像中における排出煙の領域
を決定する排出煙領域決定部３４と、排出煙の領域から
黒煙の存在の有無を判断する黒煙判断部３５とから構成
される。
【００２７】さらに、処理装置４は、発生した黒煙に関
する情報を記憶する黒煙情報記憶部３６と、黒煙を含ん
だ撮影画像Ａを記憶する検知画像記憶部３７と、黒煙の
発生を検知したときに警報器６に警報を鳴らすための信
号を発生させる警報発生部３８と、フレア・スタック７
に取り付けられた燃焼状態を改善するための消煙蒸気制
御部３９とを備える。
する情報を記憶する黒煙情報記憶部３６と、黒煙を含ん
だ撮影画像Ａを記憶する検知画像記憶部３７と、黒煙の
発生を検知したときに警報器６に警報を鳴らすための信
号を発生させる警報発生部３８と、フレア・スタック７
に取り付けられた燃焼状態を改善するための消煙蒸気制
御部３９とを備える。
【００２８】次に、図面を参照して、上述した実施形態
の動作について詳細に説明する。まず、本実施形態によ
る黒煙検知システムの利用者は黒煙を検知するためのフ
レア・スタック７の先端から排出される排出煙を撮影す
るために、ＩＴＶカメラ１の向き、ズームの度合いを映
像モニタ３を見ながら調整する。そして、映像モニタ３
に映し出されるフレアースタック７と排出煙２２等が適
切な大きさで撮影できるようにカメラコントロール装置
２を操作して固定する。
の動作について詳細に説明する。まず、本実施形態によ
る黒煙検知システムの利用者は黒煙を検知するためのフ
レア・スタック７の先端から排出される排出煙を撮影す
るために、ＩＴＶカメラ１の向き、ズームの度合いを映
像モニタ３を見ながら調整する。そして、映像モニタ３
に映し出されるフレアースタック７と排出煙２２等が適
切な大きさで撮影できるようにカメラコントロール装置
２を操作して固定する。
【００２９】図４は、上述した実施形態においてＩＴＶ
カメラ１で撮影された撮影画像Ａの一例を示す図であ
る。本実施形態における撮影画像Ａの大きさは、横方向
が６４０画素、縦方向が４８０画素から構成される８ビ
ット（２５６階調）のＲＧＢ画像である。図４に示すよ
うに、本実施形態ではフレアースタック７の先端と燃焼
炎および排出煙が同一画像に含まれるように画像を撮影
できるように、ＩＴＶカメラ１の向きとズームを調節す
る。また、一度調節されたＩＴＶカメラの向きやズーム
の度合い等は原則として以下の処理では変化させる必要
はない。
カメラ１で撮影された撮影画像Ａの一例を示す図であ
る。本実施形態における撮影画像Ａの大きさは、横方向
が６４０画素、縦方向が４８０画素から構成される８ビ
ット（２５６階調）のＲＧＢ画像である。図４に示すよ
うに、本実施形態ではフレアースタック７の先端と燃焼
炎および排出煙が同一画像に含まれるように画像を撮影
できるように、ＩＴＶカメラ１の向きとズームを調節す
る。また、一度調節されたＩＴＶカメラの向きやズーム
の度合い等は原則として以下の処理では変化させる必要
はない。
【００３０】図５は、上述した実施形態による黒煙検知
システムの動作を説明するためのフローチャートであ
る。すなわち、まず最初に上述したシーンの動画像が撮
影される（ステップＳ１）。このようにしてＩＴＶカメ
ラ１で撮影された撮影画像Ａは、一画素が赤成分、青成
分、緑成分の３の情報を有するＲＧＢ画像である。この
ＲＧＢ画像は、次に画質調整部３１で色座標変換されて
輝度情報だけからなる画像（以下、「Ｙ画像」と称
す。）が作成される。Ｙ画像は、赤成分を３０パーセン
ト、青成分を１１パーセント、緑成分を５９パーセント
の割合で混合することによって得ることができる。
システムの動作を説明するためのフローチャートであ
る。すなわち、まず最初に上述したシーンの動画像が撮
影される（ステップＳ１）。このようにしてＩＴＶカメ
ラ１で撮影された撮影画像Ａは、一画素が赤成分、青成
分、緑成分の３の情報を有するＲＧＢ画像である。この
ＲＧＢ画像は、次に画質調整部３１で色座標変換されて
輝度情報だけからなる画像（以下、「Ｙ画像」と称
す。）が作成される。Ｙ画像は、赤成分を３０パーセン
ト、青成分を１１パーセント、緑成分を５９パーセント
の割合で混合することによって得ることができる。
【００３１】さらに、撮影画像Ａにおけるあらかじめ定
められた範囲である測定領域Ｂにおいて平均輝度とコン
トラストの幅等を求め、あらかじめ定められた標準画像
と比較することによって、常に同一の画質を持つ画像に
変換する（ステップＳ２）。この測定範囲Ｂは本黒煙検
知システムを運用する前に利用者が操作・表示装置５を
用いてあらかじめ位置と大きさを設定しておくか、処理
装置４に記憶させる処理プログラムに記憶させておく。
このようにして、夜明けから日没まで等の日照条件や雨
の日や晴れの日等の気象条件に関係がない画質を同一に
したＹ画像を使用することで、黒煙検出のための処理を
同一条件で行うことができる。
められた範囲である測定領域Ｂにおいて平均輝度とコン
トラストの幅等を求め、あらかじめ定められた標準画像
と比較することによって、常に同一の画質を持つ画像に
変換する（ステップＳ２）。この測定範囲Ｂは本黒煙検
知システムを運用する前に利用者が操作・表示装置５を
用いてあらかじめ位置と大きさを設定しておくか、処理
装置４に記憶させる処理プログラムに記憶させておく。
このようにして、夜明けから日没まで等の日照条件や雨
の日や晴れの日等の気象条件に関係がない画質を同一に
したＹ画像を使用することで、黒煙検出のための処理を
同一条件で行うことができる。
【００３２】上述した手順で画質が調整されたＹ画像は
撮影画像記録部３２に一時的に保存される。そして、連
続する２枚のＹ画像を用いてベクトル計算部３３で煙の
発生を検知するために、動きベクトルであるオプティカ
ルフロー推定が求められる（ステップＳ３）。一般に、
フレア・スタック７等からの排出煙は、無風状態では上
昇気流によって必ず上空に立ち上がり、その他の状態で
は排出口付近の風向や風力に従った流れになる。すなわ
ち、排出煙の流れには必ず速度場が存在し停滞状態はな
い。ベクトル計算部３３では、このような速度場を求め
るためのオプティカルフロー推定演算を使用して、排出
煙の推定速度を画素単位で抽出する。すなわち、画素単
位で抽出された推定速度の集合体が燃焼炎と煙であり、
燃焼炎が風向風力になびく方向が煙の流れる方向といえ
る。
撮影画像記録部３２に一時的に保存される。そして、連
続する２枚のＹ画像を用いてベクトル計算部３３で煙の
発生を検知するために、動きベクトルであるオプティカ
ルフロー推定が求められる（ステップＳ３）。一般に、
フレア・スタック７等からの排出煙は、無風状態では上
昇気流によって必ず上空に立ち上がり、その他の状態で
は排出口付近の風向や風力に従った流れになる。すなわ
ち、排出煙の流れには必ず速度場が存在し停滞状態はな
い。ベクトル計算部３３では、このような速度場を求め
るためのオプティカルフロー推定演算を使用して、排出
煙の推定速度を画素単位で抽出する。すなわち、画素単
位で抽出された推定速度の集合体が燃焼炎と煙であり、
燃焼炎が風向風力になびく方向が煙の流れる方向といえ
る。
【００３３】オプティカルフロー推定とは、観測者が感
じる画面上にある物質の見かけ速度分布をさし、それを
決定する基本式は２つの仮定から導出される。１つ目は
「対象となる物理点の持つ輝度値が運動に際して一定に
保たれる」ということである。時刻ｔにおける画面上に
ある点（ｘ，ｙ）の輝度値をＰ（ｘ，ｙ，ｔ）とし、微
小時間Δｔ後に当該物理点が点（ｘ＋Δｘ，ｙ＋Δｙ）
まで移動し、その輝度値をＰ（ｘ＋Δｘ，ｙ＋Δｙ，ｔ
＋Δｔ）とする。このとき次式が成り立つ。
じる画面上にある物質の見かけ速度分布をさし、それを
決定する基本式は２つの仮定から導出される。１つ目は
「対象となる物理点の持つ輝度値が運動に際して一定に
保たれる」ということである。時刻ｔにおける画面上に
ある点（ｘ，ｙ）の輝度値をＰ（ｘ，ｙ，ｔ）とし、微
小時間Δｔ後に当該物理点が点（ｘ＋Δｘ，ｙ＋Δｙ）
まで移動し、その輝度値をＰ（ｘ＋Δｘ，ｙ＋Δｙ，ｔ
＋Δｔ）とする。このとき次式が成り立つ。
【数１】 この式（１）をテイラー展開し、Δｔを０に限りなく近
づけると次式が得られる。
づけると次式が得られる。
【数２】 ここで、（ｕ，ｖ）は見かけ速度ベクトルであり、
Ｐx，Ｐy，Ｐtはそれぞれｘ，ｙ，ｔに対する偏微分で
ある。
Ｐx，Ｐy，Ｐtはそれぞれｘ，ｙ，ｔに対する偏微分で
ある。
【００３４】もう一つの仮定は、「見かけ速度は滑らか
に変化する」ことである。速度の滑らかさは、速度ベク
トルのラプラシアンの和で評価され、次式のように表す
ことができる。
に変化する」ことである。速度の滑らかさは、速度ベク
トルのラプラシアンの和で評価され、次式のように表す
ことができる。
【数３】 しかし、実際の計算においては、（２）式のＰx，Ｐy，
Ｐtは有限差分で近似するため誤差が発生する。また、
（３）式も離散化する必要があるので、実際の計算にお
いては、速度の滑らかさを次式で表す。
Ｐtは有限差分で近似するため誤差が発生する。また、
（３）式も離散化する必要があるので、実際の計算にお
いては、速度の滑らかさを次式で表す。
【数４】 ここで、ｕ，ｖは、近傍速度の平均値であり、次式で表
すことができる。
すことができる。
【数５】
【００３５】さらに、滑らかさの重み係数α2を導入し
て、（４）式と（５）式を用いて次式のような誤差評価
式が得られる。
て、（４）式と（５）式を用いて次式のような誤差評価
式が得られる。
【数６】 （８）式を用いることによって、誤差Ｅが最小値を取る
条件で速度分布の計算式が得られる。そして、次式を反
復して収束することによって速度分布を求める。
条件で速度分布の計算式が得られる。そして、次式を反
復して収束することによって速度分布を求める。
【数７】 但し、ｋは反復回数とする。
【００３６】本実施形態においては、フレア・スタック
７から排出される燃焼炎と黒煙の動きを求めるためのオ
プティカルフロー演算の演算条件として、滑らかさの重
み係数αの値は３０から５０の値を用いる。この値は検
出対象が剛体の場合は、通常１００以上の値を用いる
が、本実施形態では対象が燃焼炎や黒煙といった空間輝
度勾配が低い移動ではあまり大きな値を用いることはで
きない。しかし、実証実験で求めた５０以下の値を用い
ることによって、見かけ速度ベクトル（ｕ，ｖ）を十分
に求めることができる。反復係数ｋについても同様の理
由で本実施形態では５０に設定した。すなわち、ベクト
ル計算部３３では、このような方法で連続する２枚のＹ
画像内の測定領域内の全画素（ｘ，ｙ）についての動き
ベクトル（ｕ，ｖ）を求める。
７から排出される燃焼炎と黒煙の動きを求めるためのオ
プティカルフロー演算の演算条件として、滑らかさの重
み係数αの値は３０から５０の値を用いる。この値は検
出対象が剛体の場合は、通常１００以上の値を用いる
が、本実施形態では対象が燃焼炎や黒煙といった空間輝
度勾配が低い移動ではあまり大きな値を用いることはで
きない。しかし、実証実験で求めた５０以下の値を用い
ることによって、見かけ速度ベクトル（ｕ，ｖ）を十分
に求めることができる。反復係数ｋについても同様の理
由で本実施形態では５０に設定した。すなわち、ベクト
ル計算部３３では、このような方法で連続する２枚のＹ
画像内の測定領域内の全画素（ｘ，ｙ）についての動き
ベクトル（ｕ，ｖ）を求める。
【００３７】次に、排出煙領域決定部３４では、ベクト
ル計算部３３で抽出した全速度ベクトルに対して、当該
ベクトルの大きさがあらかじめ設定した下限値以下の場
合に除去する処理をする。これによって、外乱ノイズの
除去や背景の雲の移動で生じる微速度成分を除外すると
いう効果が得られる。次に、ベクトル計算部３３で抽出
した全速度ベクトルに対して、当該ベクトルの大きさが
あらかじめ設定した上限値以上の場合に除去する処理を
する。これによって、外乱ノイズの除去やフレア・スタ
ック付近を飛ぶ鳥や飛行機、防雨用ワイパーの動き成分
等を除去することができるという効果が得られる。さら
に、明らかに矛盾する速度ベクトルを除去する。
ル計算部３３で抽出した全速度ベクトルに対して、当該
ベクトルの大きさがあらかじめ設定した下限値以下の場
合に除去する処理をする。これによって、外乱ノイズの
除去や背景の雲の移動で生じる微速度成分を除外すると
いう効果が得られる。次に、ベクトル計算部３３で抽出
した全速度ベクトルに対して、当該ベクトルの大きさが
あらかじめ設定した上限値以上の場合に除去する処理を
する。これによって、外乱ノイズの除去やフレア・スタ
ック付近を飛ぶ鳥や飛行機、防雨用ワイパーの動き成分
等を除去することができるという効果が得られる。さら
に、明らかに矛盾する速度ベクトルを除去する。
【００３８】図６は、明らかに矛盾する速度ベクトルを
除去するための角度フィルタを説明するための図であ
る。図６に示すように、本システムではあらかじめ操作
・表示装置５を用いて画像の垂直真下方向から左右に一
定の角度ｍ1およびｍ2を設定しておく。そして、速度ベ
クトルの方向があらかじめ設定された角度ｍ1およびｍ2
よりも下方に向いている場合は、明らかに矛盾する速度
ベクトルとして当該速度ベクトルを除去する。そして、
角度ｍ1およびｍ2よりも上方に向いている速度ベクトル
だけを有効なものとする。
除去するための角度フィルタを説明するための図であ
る。図６に示すように、本システムではあらかじめ操作
・表示装置５を用いて画像の垂直真下方向から左右に一
定の角度ｍ1およびｍ2を設定しておく。そして、速度ベ
クトルの方向があらかじめ設定された角度ｍ1およびｍ2
よりも下方に向いている場合は、明らかに矛盾する速度
ベクトルとして当該速度ベクトルを除去する。そして、
角度ｍ1およびｍ2よりも上方に向いている速度ベクトル
だけを有効なものとする。
【００３９】そして、このようにして選別された速度ベ
クトルに対して、特願２０００−２５７９３５に記載し
た速度場ラベリング処理を行う（ステップＳ４）。すな
わち、計算された動きベクトルを座標配列して速度場ベ
クトルを求める。この速度場ベクトルは、概略同じ方向
を向いているが、中には反射光量の変化やノイズ等によ
って異なる方向を向いているものがある。そこで、この
ベクトルを方向性に応じて所定の範囲内で同一と認めら
れるベクトルごとに領域分割する速度場ラベリングを行
う。そして、各ラベル領域について移動方向ごとに分類
し、その分類結果から同一方向のラベルの外接四辺形を
決定する（ステップＳ５）。本実施形態では、この外接
四辺形に存在する速度ベクトルの画素集団を排出煙の領
域とし、排出煙領域決定部３４で行う処理とする。
クトルに対して、特願２０００−２５７９３５に記載し
た速度場ラベリング処理を行う（ステップＳ４）。すな
わち、計算された動きベクトルを座標配列して速度場ベ
クトルを求める。この速度場ベクトルは、概略同じ方向
を向いているが、中には反射光量の変化やノイズ等によ
って異なる方向を向いているものがある。そこで、この
ベクトルを方向性に応じて所定の範囲内で同一と認めら
れるベクトルごとに領域分割する速度場ラベリングを行
う。そして、各ラベル領域について移動方向ごとに分類
し、その分類結果から同一方向のラベルの外接四辺形を
決定する（ステップＳ５）。本実施形態では、この外接
四辺形に存在する速度ベクトルの画素集団を排出煙の領
域とし、排出煙領域決定部３４で行う処理とする。
【００４０】図７は、上述した実施形態において求めら
れた外接四辺形を説明するための図である。図７におけ
る処理は、撮影画像Ａに対してではなくＹ画像Ｃに対す
る処理となる。上述した手順によって、排出煙２１に対
しては外接四辺形７１が作成され、排出煙２２に対して
は外接四辺形７２が作成される。
れた外接四辺形を説明するための図である。図７におけ
る処理は、撮影画像Ａに対してではなくＹ画像Ｃに対す
る処理となる。上述した手順によって、排出煙２１に対
しては外接四辺形７１が作成され、排出煙２２に対して
は外接四辺形７２が作成される。
【００４１】排出煙領域決定部３４で排出煙の領域を外
接四辺形に囲まれた領域として抽出した後、黒煙判断部
３５で各外接四辺形の領域に対して黒煙の有無を判定す
る。黒煙判断部３５は、上述した手順で作成された各外
接四辺形ごとに黒煙の存在の判断が行われる。すなわ
ち、図７においては外接四辺形７１、７２に対してそれ
ぞれ黒煙の存在の判断が行われる。外接四辺形７１、７
２に対して、画像のｘ方向（横方向）とｙ方向（縦方
向）の各列ごと走査することによって各列の平均輝度値
Ｐxi(ave)、Ｐyi(ave)を計算する。
接四辺形に囲まれた領域として抽出した後、黒煙判断部
３５で各外接四辺形の領域に対して黒煙の有無を判定す
る。黒煙判断部３５は、上述した手順で作成された各外
接四辺形ごとに黒煙の存在の判断が行われる。すなわ
ち、図７においては外接四辺形７１、７２に対してそれ
ぞれ黒煙の存在の判断が行われる。外接四辺形７１、７
２に対して、画像のｘ方向（横方向）とｙ方向（縦方
向）の各列ごと走査することによって各列の平均輝度値
Ｐxi(ave)、Ｐyi(ave)を計算する。
【００４２】次に、ｘ方向とｙ方向のそれぞれの方向の
平均輝度値Ｐxi(ave)、Ｐyi(ave)に係数ｗを乗算した値
を判定値とする。例えば、係数ｗの値として０．７から
０．９までの値を与えることができる。そして、ｘ方向
とｙ方向のそれぞれの方向の速度ベクトルの存在する画
素の輝度値Ｐxi、Ｐyiと判定値との比較を行う。その結
果、各画素の輝度値が平均輝度値Ｐxi(ave)、Ｐyi(ave)
に係数ｗを乗算した判定値よりも小さい場合の画素数を
各走査列ごとに計算する。
平均輝度値Ｐxi(ave)、Ｐyi(ave)に係数ｗを乗算した値
を判定値とする。例えば、係数ｗの値として０．７から
０．９までの値を与えることができる。そして、ｘ方向
とｙ方向のそれぞれの方向の速度ベクトルの存在する画
素の輝度値Ｐxi、Ｐyiと判定値との比較を行う。その結
果、各画素の輝度値が平均輝度値Ｐxi(ave)、Ｐyi(ave)
に係数ｗを乗算した判定値よりも小さい場合の画素数を
各走査列ごとに計算する。
【００４３】そして、当該外接四辺形内で速度ベクトル
が存在する画素について適用し、上述した条件を満たす
画素数をＤとする。この画素数Ｄがあらかじめ設定され
た黒煙判定面積よりも大きい場合は、当該外接四辺形内
に黒煙が存在するものと判断する（ステップＳ６）。す
なわち、黒煙の存在を判断するための所定の速度ベクト
ルの存在と所定の輝度値を有する画素の画素数とは、平
均輝度値Ｐxi(ave)、Ｐyi(ave)に係数ｗを乗算した判定
値よりも小さい輝度値を持つ画素の画素数である。な
お、この黒煙判定面積である画素数は、利用者がシステ
ムの利用に先立って操作・表示装置５から入力するか、
あらかじめプログラムされているものである。
が存在する画素について適用し、上述した条件を満たす
画素数をＤとする。この画素数Ｄがあらかじめ設定され
た黒煙判定面積よりも大きい場合は、当該外接四辺形内
に黒煙が存在するものと判断する（ステップＳ６）。す
なわち、黒煙の存在を判断するための所定の速度ベクト
ルの存在と所定の輝度値を有する画素の画素数とは、平
均輝度値Ｐxi(ave)、Ｐyi(ave)に係数ｗを乗算した判定
値よりも小さい輝度値を持つ画素の画素数である。な
お、この黒煙判定面積である画素数は、利用者がシステ
ムの利用に先立って操作・表示装置５から入力するか、
あらかじめプログラムされているものである。
【００４４】そして、黒煙が発生された場合は、発生し
た黒煙に関して発生時刻、黒煙面積（画素数）、黒煙の
平均輝度値、画像中の位置情報等を黒煙情報記憶部３６
へ保存する。さらに、当該黒煙が発生したとされた元の
ＲＧＢ画像を発生時刻と対応させて検知画像記憶部３７
へ保存する。なお、上述した手順ではｘｙ方向への輝度
情報を投影した方法について説明したが、８近傍画素の
空間フィルタ処理を施して黒煙の濃さを評価してもよ
い。また、フレア・スタック、煙突の先端の排出口付近
の風向や風力の推定を燃焼炎および煙の流れ方向および
拡散方向で生じる速度場の平均で推定し、自然環境の変
化を観測することもできる。
た黒煙に関して発生時刻、黒煙面積（画素数）、黒煙の
平均輝度値、画像中の位置情報等を黒煙情報記憶部３６
へ保存する。さらに、当該黒煙が発生したとされた元の
ＲＧＢ画像を発生時刻と対応させて検知画像記憶部３７
へ保存する。なお、上述した手順ではｘｙ方向への輝度
情報を投影した方法について説明したが、８近傍画素の
空間フィルタ処理を施して黒煙の濃さを評価してもよ
い。また、フレア・スタック、煙突の先端の排出口付近
の風向や風力の推定を燃焼炎および煙の流れ方向および
拡散方向で生じる速度場の平均で推定し、自然環境の変
化を観測することもできる。
【００４５】次に、黒煙判判断３５で黒煙が発生したと
判断されたときは、黒煙検知信号が警報発生部３８に送
信される。警報発生部３８では、処理装置４に接続さ
れ、監視員が監視する監視場所や作業員等の待機場所に
設置された警報器６を鳴らすための指示信号を送信す
る。これによって、黒煙が発生したときには自動的に警
報音が発生する。また、警報発生部３８は電話回線に接
続することによって，上述したように警報音を発生させ
ると同時に電話回線を介してあらかじめ指定された監視
員等が所持する携帯電話やＰＨＳに自動的に警報音や警
報発生情報を通報することができる。さらに、音声情報
だけでなく同時に黒煙画像等の画像情報を送信すること
もできる。
判断されたときは、黒煙検知信号が警報発生部３８に送
信される。警報発生部３８では、処理装置４に接続さ
れ、監視員が監視する監視場所や作業員等の待機場所に
設置された警報器６を鳴らすための指示信号を送信す
る。これによって、黒煙が発生したときには自動的に警
報音が発生する。また、警報発生部３８は電話回線に接
続することによって，上述したように警報音を発生させ
ると同時に電話回線を介してあらかじめ指定された監視
員等が所持する携帯電話やＰＨＳに自動的に警報音や警
報発生情報を通報することができる。さらに、音声情報
だけでなく同時に黒煙画像等の画像情報を送信すること
もできる。
【００４６】次に、上述した黒煙を検知する機能に加え
て、発生した黒煙および燃焼炎を自動的におよび遠隔地
より手動的に燃焼状態を改善する機能を備えた実施形態
について説明する。図８は、黒煙を検知した場合に自動
的に消煙蒸気の量を制御して燃焼状態を改善する機能を
備えた実施形態について説明するための図である。図８
において、フレア・スタック７の先端には消煙蒸気の噴
射装置が付属された高温である消煙蒸気パイプ８４が設
置されている。この消煙蒸気パイプ８４は、フレア・ス
タック７から離隔した位置まで延長され、消煙蒸気供給
部８１に接続している。消煙蒸気供給部８１は、制御バ
ルブ部８２を開放している間、消煙蒸気を供給すること
ができる。
て、発生した黒煙および燃焼炎を自動的におよび遠隔地
より手動的に燃焼状態を改善する機能を備えた実施形態
について説明する。図８は、黒煙を検知した場合に自動
的に消煙蒸気の量を制御して燃焼状態を改善する機能を
備えた実施形態について説明するための図である。図８
において、フレア・スタック７の先端には消煙蒸気の噴
射装置が付属された高温である消煙蒸気パイプ８４が設
置されている。この消煙蒸気パイプ８４は、フレア・ス
タック７から離隔した位置まで延長され、消煙蒸気供給
部８１に接続している。消煙蒸気供給部８１は、制御バ
ルブ部８２を開放している間、消煙蒸気を供給すること
ができる。
【００４７】そこで、黒煙判断部３５が黒煙が存在する
と判断した場合は、黒煙検知信号が消煙蒸気制御部３９
に送信される。消煙蒸気制御部３９は、黒煙検知信号を
受信したことを条件としてバルブ制御部８３を制御して
制御バルブ部８２の開度を増加させる。これによって、
消煙蒸気量が増加し、消煙蒸気パイプ８４を介して、フ
レア・スタック７の先端の消煙蒸気量が自動的に制御さ
れる。これによって、燃焼状態を改善し黒煙を除去する
ことができる。また、上述した携帯電話機やＰＨＳ（登
録商標）のあらかじめ割り当てられたボタンを押すこと
により、消煙蒸気制御部３９に黒煙検知信号を送信し、
バルブ制御部８３を遠隔地より手動で制御して、燃焼状
態を改善し、黒煙を除去することもできる。
と判断した場合は、黒煙検知信号が消煙蒸気制御部３９
に送信される。消煙蒸気制御部３９は、黒煙検知信号を
受信したことを条件としてバルブ制御部８３を制御して
制御バルブ部８２の開度を増加させる。これによって、
消煙蒸気量が増加し、消煙蒸気パイプ８４を介して、フ
レア・スタック７の先端の消煙蒸気量が自動的に制御さ
れる。これによって、燃焼状態を改善し黒煙を除去する
ことができる。また、上述した携帯電話機やＰＨＳ（登
録商標）のあらかじめ割り当てられたボタンを押すこと
により、消煙蒸気制御部３９に黒煙検知信号を送信し、
バルブ制御部８３を遠隔地より手動で制御して、燃焼状
態を改善し、黒煙を除去することもできる。
【００４８】なお、図１における処理装置の機能を実現
するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記
録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラ
ムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行すること
により黒煙検知を行ってもよい。なお、ここでいう「コ
ンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハード
ウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステ
ム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、
ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むもの
とする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒
体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、Ｒ
ＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステ
ムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをい
う。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」と
は、インターネット等のネットワークや電話回線等の通
信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバや
クライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性
メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持
しているものも含むものとする。
するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記
録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラ
ムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行すること
により黒煙検知を行ってもよい。なお、ここでいう「コ
ンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハード
ウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステ
ム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、
ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むもの
とする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒
体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、Ｒ
ＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステ
ムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをい
う。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」と
は、インターネット等のネットワークや電話回線等の通
信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバや
クライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性
メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持
しているものも含むものとする。
【００４９】また、上記プログラムは、このプログラム
を記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝
送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により
他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここ
で、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネ
ット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回
線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体
のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能
の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、
前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録され
ているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、い
わゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良
い。
を記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝
送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により
他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここ
で、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネ
ット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回
線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体
のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能
の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、
前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録され
ているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、い
わゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良
い。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、煙突やフレア・スタックから排出される排出煙
の中から自動的に黒煙が存在する排出煙を検知すること
ができる。請求項２の発明によれば、外縁が明瞭でない
排出煙に対してオプティカルフロー推定を計算すること
ができる。請求項３の発明によれば、背景の雲の移動等
で生じる微速度成分、煙突付近を飛行する鳥や飛行機の
移動や動画像撮影用のＩＴＶカメラの防雨用ワイパーの
動きで生じる速度成分等の外乱ノイズを除去し、排出煙
のオプティカルフローだけを抽出することができる。
よれば、煙突やフレア・スタックから排出される排出煙
の中から自動的に黒煙が存在する排出煙を検知すること
ができる。請求項２の発明によれば、外縁が明瞭でない
排出煙に対してオプティカルフロー推定を計算すること
ができる。請求項３の発明によれば、背景の雲の移動等
で生じる微速度成分、煙突付近を飛行する鳥や飛行機の
移動や動画像撮影用のＩＴＶカメラの防雨用ワイパーの
動きで生じる速度成分等の外乱ノイズを除去し、排出煙
のオプティカルフローだけを抽出することができる。
【００５１】請求項４の発明によれば、黒煙検知対象の
フレア・スタックおよび煙突から排出された煙の移動速
度ベクトルのみ選別することができ、フレア・スタック
および煙突の周辺にある他のフレア・スタックおよび煙
突から流れてくる排出煙の移動速度ベクトルを除去する
ことができる。請求項５の発明によれば、特定の形状を
していない黒煙であっても、画素数に基づいて黒煙が発
生していると判断することができる。請求項６の発明に
よれば、別の場所にいる監視員にも自動的に警報を鳴ら
すことによって黒煙発生を知らせることができる。請求
項７の発明によれば、黒煙が検知された場合は、さらに
自動的に黒煙の発生源である燃焼炎の燃焼状態を改善す
るための消煙蒸気量を自動的に制御する。
フレア・スタックおよび煙突から排出された煙の移動速
度ベクトルのみ選別することができ、フレア・スタック
および煙突の周辺にある他のフレア・スタックおよび煙
突から流れてくる排出煙の移動速度ベクトルを除去する
ことができる。請求項５の発明によれば、特定の形状を
していない黒煙であっても、画素数に基づいて黒煙が発
生していると判断することができる。請求項６の発明に
よれば、別の場所にいる監視員にも自動的に警報を鳴ら
すことによって黒煙発生を知らせることができる。請求
項７の発明によれば、黒煙が検知された場合は、さらに
自動的に黒煙の発生源である燃焼炎の燃焼状態を改善す
るための消煙蒸気量を自動的に制御する。
【図１】 この発明の一実施形態による黒煙検知システ
ムを説明するための概要図である。
ムを説明するための概要図である。
【図２】 本実施形態におけるＩＴＶカメラ１の撮影状
況を説明するための図である。
況を説明するための図である。
【図３】 撮影画像Ａを用いて黒煙を自動的に検知する
処理を行う処理装置４の細部構成を説明するためのブロ
ック図である。
処理を行う処理装置４の細部構成を説明するためのブロ
ック図である。
【図４】 上述した実施形態においてＩＴＶカメラ１で
撮影された撮影画像Ａの一例を示す図である。
撮影された撮影画像Ａの一例を示す図である。
【図５】 上述した実施形態による黒煙検知システムの
動作を説明するためのフローチャートである。
動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】 明らかに矛盾する速度ベクトルを除去するた
めの角度フィルタを説明するための図である。
めの角度フィルタを説明するための図である。
【図７】 上述した実施形態において求められた外接四
辺形を説明するための図である。
辺形を説明するための図である。
【図８】 黒煙を検知した場合に自動的に消煙蒸気を供
給して燃焼状態を改善する機能を備えた実施形態につい
て説明するための図である。
給して燃焼状態を改善する機能を備えた実施形態につい
て説明するための図である。
１ ＩＴＶカメラ ２ カメラコントロール装置 ３ 映像モニタ ４ 処理装置 ５ 操作・表示装置 ６ 警報器 ７ フレア・スタック ２１、２２ 排出煙 ３３ ベクトル計算部 ３４ 排出煙領域決定部 ３５ 黒煙判断部 ３８ 警報発生部 ３９ 消煙蒸気制御部 ８１ 消煙蒸気供給部 ８２ 制御バルブ部 ８３ バルブ制御部 ８４ 消煙蒸気パイプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高垣 仁 千葉県市原市千種海岸３番地 三井化学株 式会社内 (72)発明者 中川 浩雄 千葉県市原市千種海岸３番地 三井化学株 式会社内
Claims (10)
- 【請求項１】 フレア・スタックおよび煙突からの排出
煙の状況を時間的に連続して撮影された時系列２画像を
用いて、両画像間で演算したオプティカルフロー推定か
ら前記排出煙の移動で生じた画像内局所の速度ベクトル
を求め、該速度ベクトルを座標配列した速度場ベクトル
を構成するベクトル計算手段と、 前記速度場ベクトルを構成する画像内局所である画素ご
との速度ベクトルを方向ごとに分類して抽出された画像
空間領域に基づいて前記画像における移動する前記排出
煙の存在領域を決定する排出煙の実在領域決定手段と、 前記排出煙の存在領域内の画素であって所定の輝度値を
有する画素を選別しその画素数に基づいて黒煙の規模を
判断する黒煙判断手段とを備えることを特徴とする黒煙
検知システム。 - 【請求項２】 前記ベクトル計算手段が、 前記オプティカルフロー推定演算で速度場の滑らかさを
評価するパラメータを所定範囲に限定して該オプティカ
ルフローを計算することを特徴とする請求項１に記載の
黒煙検知システム。 - 【請求項３】 前記オプティカルフロー推定に基づいて
計算された前記速度ベクトルの大きさが所定範囲内の大
きさであって、かつ、前記速度ベクトルの方向が所定範
囲内の角度である場合にのみ前記速度ベクトルを有効と
する速度ベクトル選別手段をさらに備えることを特徴と
する請求項１または２に記載の黒煙検知システム。 - 【請求項４】 前記オプティカルフロー推定に基づいて
計算された前記速度ベクトルを座標配列し、該速度ベク
トルの終点から始点方向への延長線がフレア・スタック
の先端に設けた所定の領域を通過するとき、前記速度ベ
クトルを有効な速度ベクトルとし、残りの速度ベクトル
を無効とする速度ベクトル選別手段をさらに備えること
を特徴とする請求項１から３までのいずれかの項に記載
の黒煙検知システム。 - 【請求項５】 前記黒煙判断手段が、 前記排出煙の領域の各走査列ごとに平均輝度値を計算す
る手段と、 前記平均輝度値に基づいて設定された値よりも小さい輝
度の画素数を計算する手段と、 前記画素数に基づいて前記排出煙の領域内に黒煙が存在
するか否かを判断する手段とを備えることを特徴とする
請求項１から４までのいずれかの項に記載の黒煙検知シ
ステム。 - 【請求項６】 前記黒煙判断手段が、前記排出煙の領域
に黒煙が存在すると判断した場合に、警報を鳴らすため
の警報処理手段をさらに備えることを特徴とする請求項
１から５までのいずれかの項に記載の黒煙検知システ
ム。 - 【請求項７】 前記黒煙は、可燃性ガスの不完全燃焼に
よって発生するものであって、 消煙蒸気によってフレア・スタックから大気中に放出さ
れた前記可燃性ガスを大気中に拡散し、該可燃性ガスの
濃度を下げて、空気との混合を良くして前記可燃性ガス
の燃焼状況を改善するために供給する前記黒煙の抑制手
段をさらに備え、 前記黒煙判断手段が、前記排出煙の領域に黒煙が存在す
ると判断した場合に、前記消煙蒸気を前記可燃性ガスの
燃焼部に噴射することを制御して前記可燃性ガスの燃焼
状態を改善し、黒煙発生を抑制することを特徴とする請
求項１から６までのいずれかの項に記載の黒煙検知シス
テム。 - 【請求項８】 フレア・スタックおよび煙突からの排出
煙が時間的に連続して撮影された時系列２画像を用い
て、両画像間で演算したオプティカルフロー推定結果に
基づいて速度ベクトルを計算し、該速度ベクトルを座標
配列した速度場ベクトルを構成する第１の過程と、 前記速度場ベクトルを構成する各速度ベクトルの方向ご
とに分類して抽出された領域に基づいて前記画像中に含
まれる前記排出煙の領域を決定する第２の過程と、 前記排出煙の領域内の画素であって所定の輝度値を有す
る画素を集計した画素数に基づいて黒煙の存在を判断す
る第３の過程とを備えることを特徴とする黒煙検知方
法。 - 【請求項９】 コンピュータに、フレア・スタックおよ
び煙突からの排出煙が時間的に連続して撮影された時系
列２画像を用いて、両画像間で演算したオプティカルフ
ロー推定結果に基づいて速度ベクトルを計算し、該速度
ベクトルを座標配列した速度場ベクトルを構成する第１
の機能と、 前記速度場ベクトルを構成する各速度ベクトルの方向ご
とに選別して抽出された領域に基づいて前記画像中に含
まれる前記排出煙の領域を決定する第２の機能と、 前記排出煙の領域内の画素であって所定の輝度値を有す
る画素の画素数に基づいて黒煙の存在を判断する第３の
機能とを実行させるための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１０】 黒煙を検知するためのプログラムを記
録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体において、 フレア・スタックおよび煙突からの排出煙が時間的に連
続して撮影された時系列２画像を用いて、両画像間で演
算したオプティカルフロー推定結果に基づいて速度ベク
トルを計算し、該速度ベクトルを座標配列した速度場ベ
クトルを構成する第１のステップと、 前記速度場ベクトルを構成する各速度ベクトルの方向ご
とに選別して抽出された領域に基づいて前記画像中に含
まれる前記排出煙の領域を決定する第２のステップと、 前記排出煙の領域内の画素であって所定の輝度値を有す
る画素の画素数に基づいて黒煙の存在を判断する第３の
ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001132522A JP4266535B2 (ja) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | 黒煙検知システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001132522A JP4266535B2 (ja) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | 黒煙検知システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001256475A true JP2001256475A (ja) | 2001-09-21 |
| JP4266535B2 JP4266535B2 (ja) | 2009-05-20 |
Family
ID=18980524
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001132522A Expired - Fee Related JP4266535B2 (ja) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | 黒煙検知システム |
Country Status (1)
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|---|---|
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Cited By (16)
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