JP2006277608A - メータ認識システム、メータ認識方法、およびメータ認識プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】メータ種別等による種々の状況に対応した確実かつ効率的な指示値認識を可能とする。
【解決手段】撮影画像における認識領域と当該認識領域における撮影目盛が示す最小値および最大値との指定を入力インターフェイスより受け付ける領域設定部１１０と、比較用目盛を認識領域に重ねて表示すると共に撮影目盛における比較用目盛の各対応値の入力を受け付けて比較用目盛の値と撮影目盛の値との対応関係を特定する目盛差異特定部１１１と、撮影画像より認識されるメータ２００の目盛指示値が前記所定区間で占める割合を算定する割合算定部１１２と、所定区間での比較用目盛の値の変化量に割合を乗算処理し比較用目盛の最小値を合算することで変換指示値を算定し出力する変換指示値算定部１１３と、からシステム構成する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、メータ認識システム、メータ認識方法、およびメータ認識プログラムに関する。

例えば、工場等のエネルギー使用実態調査を行う際に、一般的には指示値の発信機能が付いていない指示計（メータ）が設置されているため、自動計測は困難であった。
そこで例えば、アナログメータの指示値を画像処理によって自動的に読み取る、或いはコンピュータ管理に適したデジタル信号を得るといった課題の下、アナログメータの画像について、指示針の回転中心と、前記指示針の可動範囲であって目盛盤が無地であり且つ前記回転中心を中心にした円弧状の針可動領域と、前記目盛盤の目盛情報を設定し、計測を開始する前のアナログメータの基準画像と前記指示針が回転した状態のアナログメータの計測画像から前記針可動領域の画像をそれぞれ抽出し、抽出した２つの画像を前記回転中心を基準に極座標変換して前記指示針の回転角を直線的に示す画像にそれぞれ変換し、前記極座標変換後の２つの画像に基づいて前記指示針の回転角を求め、求めた回転角を前記目盛情報に対応させて前記計測画像の指示針の指示値を求めることを特徴とするアナログメータの自動読み取り方法（特許文献１参照）などが提案されている。
特開２００４−１３３５６０号公報

しかしながら従来手法においては、指示値認識の基準パターンが固定的で、メータ種別や種々の状況変化に対応して確実に指示値認識を行うことが困難な状況が生じた。したがって、メータ目盛や指示針の形態（例：半円弧状に配置される目盛とそれに対応して回転する指示針、目盛間隔が一定ではないものなど）に対応して、的確に指示値を認識するといった処理が効率的になされてこなかった。

そこで本発明の目的は、メータ種別等による種々の状況に対応した確実かつ効率的な指示値認識を可能とする、メータ認識システム、メータ認識方法、およびメータ認識プログラムを提供することにある。

上記課題を解決する本発明のメータ認識システムは、針型または棒型のメータの目盛指示を認識するシステムであって、前記目盛指示の撮影画像を出力インターフェイスに表示して、当該撮影画像における認識領域と当該認識領域における撮影目盛が示す最小値および最大値との指定を入力インターフェイスより受け付ける、領域設定部と、前記最小・最大値を目盛両端とし当該最小・最大値間を所定間隔に区切る複数の比較用目盛を、前記認識領域に重ねて出力インターフェイスに表示すると共に、前記撮影目盛における前記複数の比較用目盛の各対応値の入力を、入力インターフェイスより受け付けて、前記所定間隔の区切りとなる各比較用目盛の値と前記撮影目盛の値との対応関係を特定する、目盛差異特定部と、前記撮影画像より認識されるメータの目盛指示値より、当該目盛指示値が含まれる前記所定区間での前記撮影目盛の最小値を減算処理し、この処理結果値を、前記目盛指示値が含まれる前記所定区間での前記撮影目盛の値の変化量で除して、前記目盛指示値が前記所定区間で占める割合を算定する、割合算定部と、前記所定区間での前記比較用目盛の値の変化量に前記割合を乗算処理し、この処理結果値に、前記所定区間での前記比較用目盛の最小値を合算することで、変換指示値を算定し、出力インターフェイスに出力する、変換指示値算定部と、を備える。

また、本発明のメータ認識方法は、針型または棒型のメータの目盛指示を認識する方法であって、前記目盛指示の撮影画像を出力インターフェイスに表示して、当該撮影画像における認識領域と当該認識領域における撮影目盛が示す最小値および最大値との指定を入力インターフェイスより受け付け、前記最小・最大値を目盛両端とし当該最小・最大値間を所定間隔に区切る複数の比較用目盛を、前記認識領域に重ねて出力インターフェイスに表示すると共に、前記撮影目盛における前記複数の比較用目盛の各対応値の入力を、入力インターフェイスより受け付けて、前記所定間隔の区切りとなる各比較用目盛の値と前記撮影目盛の値との対応関係を特定し、前記撮影画像より認識されるメータの目盛指示値より、当該目盛指示値が含まれる前記所定区間での前記撮影目盛の最小値を減算処理し、この処理結果値を、前記目盛指示値が含まれる前記所定区間での前記撮影目盛の値の変化量で除して、前記目盛指示値が前記所定区間で占める割合を算定し、前記所定区間での前記比較用目盛の値の変化量に前記割合を乗算処理し、この処理結果値に、前記所定区間での前記比較用目盛の最小値を合算することで、変換指示値を算定し、出力インターフェイスに出力する、ことを特徴とする。

また、本発明のメータ認識プログラムは、針型または棒型のメータの目盛指示を認識する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記目盛指示の撮影画像を出力インターフェイスに表示して、当該撮影画像における認識領域と当該認識領域における撮影目盛が示す最小値および最大値との指定を入力インターフェイスより受け付けるステップと、前記最小・最大値を目盛両端とし当該最小・最大値間を所定間隔に区切る複数の比較用目盛を、前記認識領域に重ねて出力インターフェイスに表示すると共に、前記撮影目盛における前記複数の比較用目盛の各対応値の入力を、入力インターフェイスより受け付けて、前記所定間隔の区切りとなる各比較用目盛の値と前記撮影目盛の値との対応関係を特定するステップと、前記撮影画像より認識されるメータの目盛指示値より、当該目盛指示値が含まれる前記所定区間での前記撮影目盛の最小値を減算処理し、この処理結果値を、前記目盛指示値が含まれる前記所定区間での前記撮影目盛の値の変化量で除して、前記目盛指示値が前記所定区間で占める割合を算定するステップと、前記所定区間での前記比較用目盛の値の変化量に前記割合を乗算処理し、この処理結果値に、前記所定区間での前記比較用目盛の最小値を合算することで、変換指示値を算定し、出力インターフェイスに出力するステップと、を備える。

その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明の実施の形態の欄、及び図面により明らかにされる。

本発明によれば、メータ種別等による種々の状況に対応した確実かつ効率的な指示値認識が可能となる。

以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は本実施形態におけるメータ認識システム１００を含む全体構成図である。本実施形態においては、例えば需要家の施設に設置された針型または棒型の電力積算計（メータ２００）の指示値をデジタルカメラなどの撮影手段１５０で撮影し、この撮影画像に基づき指示値を認識する状況を想定する。しかし本発明の適用はこの実施形態に限定されるものではなく、ガス、水道など各種測定対象に関する各種メータに対する指示値の認識を行ういずれの状況にも適用可能である。

本発明のメータ認識システム１００（以下、システム１００）は、本発明のメータ認識方法を実行する機能を実現すべく書き換え可能メモリなどのプログラムデータベース１０１に格納されたプログラム１０２をメモリ１０３に読み出し、演算装置たるＣＰＵ１０４により実行する。

また、前記システム１００は、コンピュータ装置が一般に備えている各種キーボードやボタン類、ディスプレイなどの入出力インターフェイス１０５、ならびに、撮影手段１５０などとの間のデータ授受を担う通信手段１０６などを有している。

前記システム１００は、前記通信手段１０６により、前記撮影手段１５０らと例えばインターネットやＬＡＮ、シリアル・インターフェース通信線などのネットワーク１４０を介して接続し、データ授受を実行する。もちろん、ネットワーク１４０を経由してのデータ授受のみならず、撮影手段１５０が備える可搬型の記憶媒体をシステム１００側で読み取るといった処理によりデータ授受を行うとしてもよい。システム１００の各種機能部と通信手段１０６との間ではＩ／Ｏ部１０７がデータのバッファリングや各種仲介処理を実行している。

続いて、前記システム１００が、例えばプログラム１０２に基づき構成・保持する機能部につき説明を行う。システム１００は、例えば前記撮影手段１５０より、メータ２００の目盛指示の撮影画像を入手し、これを出力インターフェイスに表示して、当該撮影画像における認識領域と当該認識領域における撮影目盛が示す最小値および最大値との指定を入力インターフェイスより受け付ける、領域設定部１１０を備える。

また、システム１００は、前記最小・最大値を目盛両端とし当該最小・最大値間を所定間隔に区切る複数の比較用目盛を、前記認識領域に重ねて出力インターフェイスに表示すると共に、前記撮影目盛における前記複数の比較用目盛の各対応値の入力を、入力インターフェイスより受け付けて、前記所定間隔の区切りとなる各比較用目盛の値と前記撮影目盛の値との対応関係を特定する、目盛差異特定部１１１を備える。

また、システム１００は、前記撮影画像より認識されるメータ２００の目盛指示値より、当該目盛指示値が含まれる前記所定区間での前記撮影目盛の最小値を減算処理し、この処理結果値を、前記目盛指示値が含まれる前記所定区間での前記撮影目盛の値の変化量で除して、前記目盛指示値が前記所定区間で占める割合を算定する、割合算定部１１２を備える。

また、システム１００は、前記所定区間での前記比較用目盛の値の変化量に前記割合を乗算処理し、この処理結果値に、前記所定区間での前記比較用目盛の最小値を合算することで、変換指示値を算定し、出力インターフェイスに出力する、変換指示値算定部１１３を備える。

なお、これまで示した メータ認識システム１００における各機能部１１０〜１１３は、ハードウェアとして実現してもよいし、メモリやＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などの適宜な記憶装置に格納したプログラムとして実現するとしてもよい。この場合、前記ＣＰＵ１０４がプログラム実行に合わせて記憶装置より該当プログラムをメモリ１０３に読み出して、これを実行することとなる。

また、前記ネットワーク１４０に関しては、インターネット、ＬＡＮの他、ＡＴＭ回線や専用回線、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、電灯線ネットワーク、無線ネットワーク、公衆回線網、携帯電話網、シリアル・インターフェース通信線など様々なネットワークを採用することも出来る。また、ＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）など仮想専用ネットワーク技術を用いれば、インターネットを採用した際にセキュリティ性を高めた通信が確立され好適である。なお、前記シリアル・インターフェイスは、単一の信号線を用いて１ビットずつ順次データを送るシリアル伝送で、外部機器と接続するためのインターフェースを指し、通信方式としてはＲＳ−２３２Ｃ、ＲＳ−４２２、ＩｒＤＡ、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、ファイバ・チャネルなどが想定できる。

また、本実施形態における撮影手段１５０は、前記メータ２００の指示部に向けて設置される固定式のカメラ、或いは点検員が撮影用に携行するカメラが想定できる。このカメラとしては例えばデジタルカメラとすることができる。また、デジタルカメラのカメラセンサーとしては、ＣＣＤやＣＭＯＳなどが想定できるが、いずれのカメラセンサーを備えるデジタルカメラであってもよい。

−−−処理フロー例−−−
以下、本実施形態におけるメータ認識方法の実際手順について、図に基づき説明する。なお、以下で説明するメータ認識方法に対応する各種動作は、前記メータ認識システム１００が、メモリ１０３に読み出して実行するプログラム１０２によって実現される。そして、このプログラム１０２は、以下に説明される各種の動作を行うためのコードから構成されている。

ここでシステム１００は、前記メータ２００の指示部を撮影した撮影手段１５０より、前記メータ２００における目盛指示の撮影画像を予め取得しているものとする（ｓ１０００）。この時、システム１００は、前記撮影画像をディスプレイ等の適宜な出力インターフェイスに表示する（ｓ１００１）。この時の表示画面の例を、図３（ａ）および（ｂ）に示す。図３（ａ）の示す画面１０００では、一例としてメータ指示値が棒型となる水銀柱温度計などのメータを想定した状況を示している。また、図３（ｂ）の示す画面１０１０では、一例としてメータ指示値が針型となる温度計などのメータを想定した状況を示している。

このような画面表示を行ったシステム１００は、次に、前記撮影画像における認識領域と当該認識領域における撮影目盛が示す最小値および最大値との指定を入力インターフェイスより受け付けることとなる（ｓ１００２）。前記画面１０００においては、一例として少なくとも“−３０℃〜５０℃”までの温度範囲に対応した目盛表示がメータ２００に設定されていることが見て取れる。そこで、この画面１０００に対応した前記認識領域１００１は、例えば、“−３０℃〜５０℃”の目盛表示を含む画像範囲（例：画像上の座標値によるもの）に関して、システム１００のマウス等（入力インターフェイス）によるドラッグ指定を受付ける。

また、前記画面１０００に対応した前記認識領域１００１における撮影目盛が示す最小値および最大値の指定は、例えば、上述の“−３０℃〜５０℃”の目盛表示に対応して、システム１００のキーボード等（入力インターフェイス）によるキーイン処理により、“−３０℃〜５０℃”として指定を受付ける。

或いは、前記画面１０１０に示すように、円弧上に目盛表示が配置されるようなメータ２００については、前記認識領域１００１は、例えば、“−３０℃〜５０℃”の目盛表示を含む画像範囲に関して、システム１００のマウス等（入力インターフェイス）による円弧端にあたる目盛表示（−３０℃および５０℃の各目盛表示）上のクリック指定と、指針の回転中心上のクリック指定と、円弧の厚み（例：目盛線の長さ）のクリック指定とを、受付ける。これにより、ある中心線を軸に展開し、厚みを有した円弧帯を前記認識領域１００１として指定できる。なお、前記認識領域１００１における撮影目盛が示す最小値および最大値の指定は、上記画面１０００の場合と同様で、例えば上述の“−３０℃〜５０℃”の目盛表示に対応して、システム１００のキーボード等（入力インターフェイス）によるキーイン処理により、“−３０℃〜５０℃”として指定を受付ける。

続いてシステム１００は、前記最小・最大値を目盛両端とし当該最小・最大値間を所定間隔に区切る複数の比較用目盛１００２を、前記認識領域１００１に重ねて表示する（ｓ１００３）。例えばこの表示を閲覧した処理担当者は、前記撮影目盛における前記複数の比較用目盛１００２の各対応値の入力を行うこととなる。図３（ａ）の例では、前記認識領域となっている“−３０℃〜５０℃”に対して、比較用目盛１００２が、−３０℃から５０℃まで、等間隔で９本配置されている。しかし、この比較用目盛１００２と撮影画像における目盛とはその示す数値が必ずしも整合していない。そこで、例えば図３（ｃ）に示す画面１０２０において、各比較用目盛１００２が各撮影画像における目盛でどの値を示すかの入力を受付（ｓ１００４）、システム１００は両者の対応関係を特定するのである。つまり、システム１００は、前記所定間隔の区切りとなる各比較用目盛１００２の値と前記撮影目盛の値との対応関係を特定する（ｓ１００５）。

次にシステム１００は、前記撮影画像より認識されるメータ２００の目盛指示値より、当該目盛指示値が含まれる前記所定区間での前記撮影目盛の最小値を減算処理し（ｓ１００６）、この処理結果値を、前記目盛指示値が含まれる前記所定区間での前記撮影目盛の値の変化量で除して、前記目盛指示値が前記所定区間で占める割合を算定する（ｓ１００７）。

例えば、特に前記対応関係に配慮せずに認識されるメータ２００の目盛指示値が“１７”だったとする。この場合、前記所定区間は、“１０〜２０”となる。また、この時、前記対応関係において、比較用目盛１００２の値“１０：最小値”に対する撮影画像における目盛の値“１２”、比較用目盛１００２の値“２０：最大値”に対する比較用目盛１００２の撮影画像における目盛の値“２２”であったとする。また、目盛表示は等間隔であったとする。この時、前記“割合”は、（１７−１０）／（２０−１０）＝０．７、となる。

また、システム１００は、前記所定区間での前記比較用目盛１００２の値の変化量に前記割合を乗算処理し、この処理結果値に、前記所定区間での前記比較用目盛１００２の最小値を合算することで、変換指示値を算定する（ｓ１００８）。上記例の場合の“変換指示値”は、（２２−１２）×０．７＋１２＝１９、となる。

システム１００は、前記変換指示値の算定処理を、前記認識領域に含まれる目盛表示の各指示値について行い、これらを出力インターフェイスにおいて例えば図４の画面１６１０のごとく出力し（ｓ１００９）、処理を終了する。画面１６１０では、図３で示した認識領域の画像（元画像）や、これに比較用目盛１００２を重ねて表示した画像と共に、前記変換指示値（図中では“表示値”）が数値で表示される。

なお、他の実施例として、前記メータ２００の指針形状や棒状の目盛指示形態が所定基準より細い場合、前記目盛表示の画像を膨張させる処理を行って、目盛指示値の特定処理に際して目盛表示の画像が途切れることなどによる特定困難事象の発生を抑制するとしてもよい。また逆に、前記メータ２００の指針形状や棒状の目盛指示形態が所定基準より太い場合、前記目盛表示の画像を縮小させる処理を行って、目盛指示値の特定処理に際して目盛表示の画像が大きすぎて周囲の認識領域と重複することなどによる特定困難事象の発生を抑制するとしてもよい。

また、前記認識領域の指定を受付けるに際し、認識領域が水平または垂直からずれている角度情報についても受付けることで、認識領域に含まれる前記目盛表示の画像の水平化または垂直化を図って、目盛指示値の特定処理に際して目盛表示の画像がゆがむことなどによる特定困難事象の発生を抑制するとしてもよい。

本発明によれば、メータ種別等による種々の状況に対応した確実かつ効率的な指示値認識が可能となる。

以上、本発明の実施の形態について、その実施の形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

本実施形態におけるメータ認識システムを含む全体構成図である。 本実施形態におけるメータ認識方法の処理手順例１を示すフロー図である。 本実施形態における画面例１を示す図である。 本実施形態における画面例２を示す図である。

符号の説明

１００ メータ認識システム
１０１ プログラムデータベース
１０２ プログラム
１０３ メモリ
１０４ ＣＰＵ
１０５ 入出力インターフェイス
１０６ 通信手段
１０７ Ｉ／Ｏ部
１１０ 領域設定部
１１１ 目盛差異特定部
１１２ 割合算定部
１１３ 変換指示値算定部
１４０ ネットワーク
１５０ 撮影手段
２００ メータ

Claims (3)

1. 針型または棒型のメータの目盛指示を認識するシステムであって、
   前記目盛指示の撮影画像を出力インターフェイスに表示して、当該撮影画像における認識領域と当該認識領域における撮影目盛が示す最小値および最大値との指定を入力インターフェイスより受け付ける、領域設定部と、
   前記最小・最大値を目盛両端とし当該最小・最大値間を所定間隔に区切る複数の比較用目盛を、前記認識領域に重ねて出力インターフェイスに表示すると共に、前記撮影目盛における前記複数の比較用目盛の各対応値の入力を、入力インターフェイスより受け付けて、前記所定間隔の区切りとなる各比較用目盛の値と前記撮影目盛の値との対応関係を特定する、目盛差異特定部と、
   前記撮影画像より認識されるメータの目盛指示値より、当該目盛指示値が含まれる前記所定区間での前記撮影目盛の最小値を減算処理し、この処理結果値を、前記目盛指示値が含まれる前記所定区間での前記撮影目盛の値の変化量で除して、前記目盛指示値が前記所定区間で占める割合を算定する、割合算定部と、
   前記所定区間での前記比較用目盛の値の変化量に前記割合を乗算処理し、この処理結果値に、前記所定区間での前記比較用目盛の最小値を合算することで、変換指示値を算定し、出力インターフェイスに出力する、変換指示値算定部と、
   を備えることを特徴とするメータ認識システム。
2. 針型または棒型のメータの目盛指示を認識する方法であって、
   前記目盛指示の撮影画像を出力インターフェイスに表示して、当該撮影画像における認識領域と当該認識領域における撮影目盛が示す最小値および最大値との指定を入力インターフェイスより受け付け、
   前記最小・最大値を目盛両端とし当該最小・最大値間を所定間隔に区切る複数の比較用目盛を、前記認識領域に重ねて出力インターフェイスに表示すると共に、前記撮影目盛における前記複数の比較用目盛の各対応値の入力を、入力インターフェイスより受け付けて、前記所定間隔の区切りとなる各比較用目盛の値と前記撮影目盛の値との対応関係を特定し、
   前記撮影画像より認識されるメータの目盛指示値より、当該目盛指示値が含まれる前記所定区間での前記撮影目盛の最小値を減算処理し、この処理結果値を、前記目盛指示値が含まれる前記所定区間での前記撮影目盛の値の変化量で除して、前記目盛指示値が前記所定区間で占める割合を算定し、
   前記所定区間での前記比較用目盛の値の変化量に前記割合を乗算処理し、この処理結果値に、前記所定区間での前記比較用目盛の最小値を合算することで、変換指示値を算定し、出力インターフェイスに出力する、ことを特徴とするメータ認識方法。
3. 針型または棒型のメータの目盛指示を認識する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
   前記目盛指示の撮影画像を出力インターフェイスに表示して、当該撮影画像における認識領域と当該認識領域における撮影目盛が示す最小値および最大値との指定を入力インターフェイスより受け付けるステップと、
   前記最小・最大値を目盛両端とし当該最小・最大値間を所定間隔に区切る複数の比較用目盛を、前記認識領域に重ねて出力インターフェイスに表示すると共に、前記撮影目盛における前記複数の比較用目盛の各対応値の入力を、入力インターフェイスより受け付けて、前記所定間隔の区切りとなる各比較用目盛の値と前記撮影目盛の値との対応関係を特定するステップと、
   前記撮影画像より認識されるメータの目盛指示値より、当該目盛指示値が含まれる前記所定区間での前記撮影目盛の最小値を減算処理し、この処理結果値を、前記目盛指示値が含まれる前記所定区間での前記撮影目盛の値の変化量で除して、前記目盛指示値が前記所定区間で占める割合を算定するステップと、
   前記所定区間での前記比較用目盛の値の変化量に前記割合を乗算処理し、この処理結果値に、前記所定区間での前記比較用目盛の最小値を合算することで、変換指示値を算定し、出力インターフェイスに出力するステップと、
   を備えることを特徴とするメータ認識プログラム。