JP2009074968A

JP2009074968A - 水流の測定方法及び装置

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Publication number: JP2009074968A
Application number: JP2007244948A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Muraki; 広和村木; Tsuguo In; 亜男尹
Original assignee: IMAGE ONE CO Ltd
Current assignee: IMAGE ONE CO Ltd
Priority date: 2007-09-21
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2027-09-21
Also published as: JP4574657B2

Abstract

【課題】この発明は、設備コストを抑えつつ、海流の流速を測定可能な流速の測定方法及び装置を得ることを課題とするものである。
【解決手段】
この発明の方法は、水の流れや波によって水面に生じる水面の起伏模様を一定の時間間隔でビデオカメラ撮影し、一定の領域の起伏模様の移動量、移動方向を測定して水流の流速及び方向の何れか一方又は双方を測定するものである。ある時間間隔で撮影された２枚の画像（キャプチャー画像）から計測点を中心とする相関窓の画像を切り出し、その相関窓の画像間の平均画素色値の類似度が最大になるような相関窓の位置関係に基づき流れの速度、方向を測定する。
【選択図】図５

Description

この発明は、海流その他の水流の流速及び方向を測定するための方法及び装置に関するものである。

現在、海岸線に近い海面においてその流速や方向を把握する方法として、ドップラー効果を用いたレーダ装置を用いた手法が利用されている（図１参照）。これらの方法は、設備等が非常に高額であり、目的もそれ以外では利用できないものである。
ドップラー効果により表面流速は、Ｖ＝Ｃ／ｆｄ（２ｆ＋ｆｄ）／ｃｏｓθとなる。

Ｃ：電波若しくは超音波速
ｆ：送信波周波数
ｆd：ドップラー周波数
Ｖ：表面流速
θ：送受信波と水面の角度

前記ドップラー効果を用いた技術の他に、粒子画像流速測定法と呼ばれる技術が提案されている。
この技術は、流体の中に流体と同じ速度で運動する微粒子等を混入し、その粒子の速度を画像計測の手法で測定することにより流体自体の速度の分布を求めるものである。

例えば、特開平１１−１７３８８９号の発明は、水路を流れる水に温水滴を滴下し、温水滴が滴下された流体の表面の温度情報を赤外線カメラによって所定の時間間隔で撮影することにより流速を求めるものであり、特開平１１−１７３８８８号の発明は、流れる水に水滴を滴下して水面に攪乱を発生させ、それによって水面に生じる流れ方向のパターンをラインセンサカメラで撮影し、その信号を時間順に二次元に整列させた画像を生成し、その画像中の二次元パターン情報の傾き、もとづいて流速を求めるものである。
特開平１１−１７３８８９号特開平１１−１７３８８８号

上記ドップラー効果を利用した測定方法においては、海流の流速を測定することが可能であるが、海岸線にレーダ装置を設置する必要があり、設備が非常に高価である。そのために一部の海岸に設置されているのみで、普及が妨げられている。
上記粒子画像流速測定法においては、カメラが追いかける粒子などを測定する水域に混入する必要がある。そのために、橋から粒子などを落下させることが可能な水路の流速を測定することは可能であっても、海流の流速を測定することはできない。

この発明は、設備コストを抑えつつ、海流の流速を測定可能な流速の測定方法及び装置を得ることを課題とするものである。
より具体的には、以下の目標に基づいたものである。
(ア) 設備費のコストを抑えること。
(イ) 計測アルゴリズムが明確であること。
(ウ) システム運用が特に難しくないこと。
(エ) 保守維持管理費用が高額でないこと。
(オ) 障害対応において専門家で無くても対応可能なこと。

この発明の方法は、水の流れや波によって水面に生じる水面の起伏模様を一定の時間間隔でビデオカメラ撮影し、一定の領域の起伏模様の移動量、移動方向を測定して水流の流速及び方向の何れか一方又は双方を測定するものである。前記ビデオカメラは、一般に市販されているデジタルビデオカメラを使用することができる。
この発明の方法は、個々の水の粒子の追跡を行なうものではない。一定領域内（相関窓）の粒子の平均的な速度を求めるものである。ある時間間隔で撮影された２枚の画像（キャプチャー画像）から計測点を中心とする相関窓の画像を切り出し、その相関窓の画像間の平均画素色値の類似度が最大になるような相関窓の位置関係を、その位置での粒子の平均移動量(すなわち流れの速度)とする手法である。
画像間の類似度の評価は、以下の面積相関関数という統計量を用いることが好ましい。この計算方法は、前後左右隣接する1フレーム毎に類似している画像値を用いて、面積相関値を計算し、一番高い相関値を得たフレームどうしの中心位置の差を移動量として、流速・流速方位を算出する。
この面積相関値の計算に際しては、画像中の低周波成分をカットし、高周波成分を残した画像を使用して行う。

低周波成分とは、大まかな色面を表すもので、ベタに近いほど周波数が低い画像と言える。図２の画像は、低周波成分が多い画像と呼ばれている。つまり、エッジが少ないベタな画像のことを言う。人工物が多い、町の中は低周波成分の多い画像と言える。
高周波成分とは、画像中の細かい図形や輪郭線が多く写っているものが高周波成分の多い画像と呼ばれている（図３参照）。一般的な写真では、枯れた木等を撮影した場合、非常に高周波成分が多い画像と言える。以下の画像は、前記の画像と比較して高周波成分の多い画像である。

海流計測における探査方法は以下の計算により行う。
ｆ画像（図４参照）は、t秒のキャプチャー画像であり、ｇ画像（図５参照）は、t秒+1/30秒のキャプチャー画像である。また、以下の計算式において、
f(x,y)：ｆ画像の横方向ｘ、縦方向ｙの場所の画素の色値
g(x,y)：ｇ画像の横方向ｘ、縦方向ｙの場所の画素の色値
である。

ｆｍ：f画像の相関窓における平均画素色値（式1（数１）を参照）
gm：g画像の相関窓における平均画素色値（式2（数２）を参照）
δf：f画像の相関窓に対する標準偏差（式3（数３）を参照）
δg：g画像の相関窓に対する標準偏差（式4（数４）を参照）
δfg：f画像、g画像の相関窓に対する共分散値（式5（数５）を参照）
ρ：面積相関値（式6（数６）を参照）
正規化された相関係数ρは、-1から＋1の値となり、画像パッチが完全に一致する場合には＋1の相関値となり、全く相関の無い場合は0となる。ρ=-1は、同一画像内においてネガ・ポジの関係のような逆相関を表す場合である。（式6を参照）

実際の計算は以下の方法で行なう。
１．F画像上の画像パッチを固定し、g画像上の画像パッチ（Ｎ×Ｎ）を、探査幅Ｄ分1ステップずつ上下左右に移動させ、上記計算式により４Ｄ^２個分の面積相関値を計算し、最も相関値の高い画像パッチを選定する。前記ｆ画像における固定された画像パッチが前記選定された画像パッチの位置に移動したものと判定し、両画像パッチの真ん中同士を比較して移動量を求める。
２．撮像された画像上において計測したい任意の一又は複数の点を指定し、指定された場所毎に、上記手法で流速移動量を求める。

この発明の装置は、水面の起伏模様を撮影するためのビデオカメラと、ビデオカメラで撮影された画像から低周波成分をカットし、高周波成分を残す処理を行う画像処理プログラムと、画像間の類似度（面積相関値）を計算し、類似度の高い画像間の移動距離、移動方向を算出する演算プログラムとで構成する。
前記ビデオカメラは通常沿岸に設置され、斜め下向きに位置するレンズで水面を撮影することとなるので、斜めに撮影された画像データを垂直方向からの画像データに変換するプログラムを備えることが望ましい。
また、海面は潮の干満により高さが変動するので、常時同じ条件で撮影するためにレンズの傾きが自動制御されるようにし、加えて水面の撮影スケールを一定に保つためにズームレンズを使用することが好ましい。

この発明は、水面の起伏模様をビデオカメラで撮影し、その画像を処理して水流の流速及び方向のいずれか一方又は双方を測定するものであるから、トップラー効果を利用した手法のようにレーダ装置のような高価な機材を用意する必要がなく、低コストで流速及び流れの方向を測定することができる。また、測定水域に微小粒子や水滴を混入する必要がないので、海流の流速及び方向の測定も可能である。

以下この発明の方法並びに装置について具体的に説明する。

（画像撮影）
測定対象となる水域の水面に向けてビデオカメラを固定し、水面の起伏模様を撮影する。撮影時間に限定はない。極論すれば１秒間の撮影でも流速の測定は可能であるが、海流を測定する場合、海流は１日の中で経時的に流速、方向が変化するので、常時撮影を継続することが好ましい。
ビデオカメラは家庭用に市販されている２００万画素程度のものを使用することができる。出願人は実験に際して毎秒３０コマで撮影されるデジタルビデオカメラを用い、ファイル形式ＤＶフォーマットで記録した。
次いで、ＤＶフォーマットのビデオから、コマ毎の画像に変換するために、ビデオソフトを用いてコマ毎の画像抽出を行ない、図６，図７の画像（キャプチャー画像）を得る。図７の画像は図６の画像の１/３０秒後の水面であり、同様に各コマの画像を抽出する。

（画像処理）
次いで、各コマの画像をフーリエ変換（FFT）し、FFTした画像の上に、高周波成分フィルタを設定することにより、低周波成分をカットし、高周波成分を残す。その手法は以下のとおりである。
撮影された映像から1/30秒毎に切り出したキャプチャー画像の全画素を対象に、R,G,Bごとの色値（0〜255）が何画素あるか分布を作成し、R,G,Bごとに、最も多い色値を求める。これをヒストグラムと言う。このヒストグラムのMAX_R値、MAX_G値、MAX_B値において、以下の条件で閾値を設定し、低周波情報をカットする。

（閾値の設定条件）
各画像（t秒及びt+1秒）における、水面（海面）以外のものが写っていない範囲において、その範囲における色値のヒストグラム（各画素のR,G,B値で、最も多いR,G,Bの分布のこと）を作成する。このヒストグラムを元に以下の処理を行なう。
なお、R,G,Bの何れかのヒストグラムにおいて色値255が最大の画素数を占める場合は、その画像で処理は行なわない。ある画像全体で最も多い色値が255の場合は、全く情報が無い箇所が多いと言う事を表しているからである。
上記以外の場合は以下の処理を行う。
１）R-G,G-Bを計算する。
２）R+G+B/3で、最も多いR,G,Bの色値の平均値（S）を求める。
３）上記１）で求めたR-GとG-Bの絶対値の大きいほうを（L)とする。
４）L/S×100でパーセントを出す。このパーセントがR,G,Bの広がり（色値方向の分布）となる。
上記４）の結果が１０％以内であれば以下の処理を行い、１０％以上であれば処理を行わない。
R-GとG-Bの絶対値の平均値が10以下（色値）であれば32ピクセル、10以上（色値）は64ピクセル分の低周波情報をカットする。

（画像処理の背景技術）
前記フーリエ変換は、具体的には「離散的コサイン変換（DCT : Discrete Cosine Transform）」を使用する。離散的コサイン変換によって、８×８ドットに分割したブロック内の画像を計64個のコサインカーブに分解し、「高周波成分と低周波成分がどのくらいの割合で含まれているのか」というデータに置き換える。ここで言う「離散的」とは「連続でない」すなわちデジタルのことである。図３のように、白と黒とが交互に、存在すれば「明度」が変動している画像で、これは波の性質そのもので、画像に対しても波という概念を適用することができる。この波の持つ周波数を「空間周波数」という。
空間周波数は、画像の周期構造の細かさを表す数値で、図２の画像は、白と黒とが広い間隔で分布しており、「空間周波数が低い」ということになる。図３の画像は、逆に白と黒とが細かく交互に現れており、「空間周波数が高い」といえる。また、画像全体が一様な色だった場合は、周期が無限大、すなわち空間周波数は0ということになる。図２は空間周波数の低い画像、図３が空間周波数の高い画像である。実際には、画像は２次元に広がっているので、グラフはX軸、Y軸に空間座標、Z軸にシグナル強度を取った３次元のグラフとなる。

次いで、低周波成分がカットされた画像データを逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）した後、２値化する。この処理により、水面の起伏模様の輪廓が強調された画像が得られる（図８，図９）

（相関窓の設定）
次いで、流速及び方向を測定する基礎となる１枚の画像（キャプチャー画像）において、次画像以降において類似度（面積相関値）の高い領域を検索するための一定の領域を設定する。以下この領域を「相関窓」という。相関窓の設定に際しては、撮像した画像中に存在する雑音量を信号対雑音比（S/N比）から推定し、最適な相関窓の大きさを設定する。
２枚目の画像における対比すべき面積相関値の高い領域を検索するときの探索幅は、以下の計算式を目安として設定する。
（カラム数 - 面積相関窓サイズ） / 2 < カラム数 / 3
（ライン数 - 面積相関窓サイズ） / 2 < ライン数 / 3
面積相関窓サイズ：2^ｎであるが海面における相関窓サイズは、n=5〜7程度が最適と考えられる（32×32、64×64、128×128が最適なサイズと言える）基本的に128×128を基本とする。

（流速の計算方法）
デジタルビデオカメラで得られた1/30秒毎に撮像された各フレームファイル上において、1フレーム目（ｔ秒）と2フレーム目（ｔ+1秒）の画像上の同じ場所に、相関窓を設定し、ｔ秒画像上のカラム，ライン(x1,y1)に設定した相関窓に対する、ｔ+1秒後の画像上の同じ(x1,y1)位置を中心に相関窓を設定する（図４，図５参照）。これら選定した相関窓の大きさ、探査幅ともに、上下左右に1画素ずつ移動させ、各位置におけるｔ秒画像と、ｔ+1秒画像の相関窓における面積相関値を算出し（式１による）、最も相関値が大きい相関窓の中心カラム、ライン（x2，y2）と、前記ｔ秒画像上のカラム、ライン（x1，y1）との差が流速方向と長さとなる。この長さを1/30秒で割れば、毎秒の流速となる。
前記流速の計算においては、コンピュータ上の移動距離はピクセル単位で算出し、撮影条件を勘案してピクセル数をメートル単位に換算する。次には、t+1秒における相関窓を基準としてt+2秒の相関窓を検索し、順次同様に処理を行う。

（方向の測定）
この処理を、画像毎に複数（例えば60）の相関窓を設定して複数枚の画像で行い、その結果を重ねて表示し、相関窓の中心を結ぶと図10の画像が得られる。相関窓の中心を結ぶベクトルが、流れの方向を表示することとなる。
前記における最大探索幅は、撮影した1画素の水面上での分解能と観測すべき最大流速と最低流速から設定する。

（ビデオカメラの設置、キャリブレーション）
この発明において、相関窓の面積相関値を正確に計算するためには、水面を垂直位置から撮影したデータが必要である。川などの水路であればビデオカメラのレンズを水面に対して垂直な位置に設置することも可能であるが、海では極めて困難であり、通常は沿岸にビデオカメラを設置せざるを得ない。したがって、カメラレンズは水面（海面）に対して斜めの位置となる。そこで、斜め位置から撮影された画像を垂直位置の画像となるように計算処理する必要がある。
また、海面の高さは潮の干満により変化するので、その変化への対応も必要である。
また、一台のカメラで広域の水面を測定するためには、カメラレンズを垂直方向、水平方向に回動させる必要がある。
そこで、海流を測定する場合にはビデオカメラの設置条件などに基づいたキャリブレーションが必要となる。

この発明において、求めるべき流速と、カメラの諸元、センサー分解能、センサーサイズ、撮影距離、カメラの焦点距離、Along、Cross方向角度との関係において、最も注意すべきことは、Along方向の角度である（図11参照）。この角度によっては、求めるべき精度の流速が得られないと言える。実際の現場において適用する場合は、精密な地上測量を行いカメラ位置を観測する必要がある。特に、海面までの距離は、撮像時間から海面の潮汐データを用いて精度良く求める必要がある。このデータがZとして海面のデジタルオルソ作成にもちいられる。
前記Along角度は、90°〜65°が望ましい。

デジタルビデオカメラと海面Ｐとの位置関係（図12参照）を、求めるために、地上測量を行い、カメラレンズの中心位置と方向を求める。その方法は以下の通りである。
１．設置したデジタルビデオカメラの空間での位置（特に高さ）を地上測量により正確に計測する。（日本測地系）
２．設置したデジタルビデオカメラのレンズ中心位置（Ｘ_０，Ｙ_０，Ｚ_０）において、（Ｘ_０，Ｙ_０）を0と設定し、海面からの高さＺ_０に関しては、地上測量によって高さを求め与える。
３．デジタルビデオカメラが回転雲台により方向を変えられる場合、初期位置から水平方向の回転角φと鉛直方向の回転角ωをエンコーダから取得しカウントする。雲台の高さ方向は変化無しとする。ビデオカメラを設置した雲台の前記回転角度をパソコンで取得できるようにする必要がある。
なお、結像面（ポジ面）とレンズ中心と実空間との関係を射影変換の関係で考察するので、レンズ中心がカメラ座標系の中で原点となり、高さ方向の変化は考慮する必要がない。
４．海面において特定の位置（Ｘ、Ｙ）は、前記、回転角を反映させた角度を用いた3次元の回転変換で求める。高さ方向に関しては、その時の干満を反映させ高さ方向の差を

値として、Ｚ_０に補正する。
５．固定焦点距離のレンズを用いる場合は、その焦点距離に応じたレンズのラジアルディストーション補正を行なう。これは、既存の正確な座標値をもったフィールドを撮影して求める。或いは、ズームレンズの場合は、最大焦点と最小焦点の係数を求め適用する。そして、焦点距離の変化を記録する可能とする。

Ｘ,Ｙ,Ｚ：水面上における実空間座標値（Ｚ値は、実際の海面高）
Ｘ_０，Ｙ_０，Ｚ_０：カメラレンズの実空間座標値で、今回はここを実空間の原点座標系とする。
ｘ、ｙ：撮像画像上での点Ｐの値（カラム、ライン）
ｃ：カメラレンズ焦点距離
ａ_１１〜ａ_３３:κ、φ、ωを用いた３行×３行の回転行列
回転行列に関しては、式９（数９）にて詳細を記述する。

式7（数７）は、空間座標X,Y,Zと画像上の座標ｘ,ｙとの関係を3次元的に記述した共線条件式である。この式は、航空写真測量における共線条件を元に構築されたものであり、航空写真測量などでは広く一般的に用いられている。今回の海流調査において、カメラを設置する場所は、その殆どが斜め方向から撮影するものであり、直下視で撮影出来るものは殆ど無いと言える。斜め方向から撮影された画像の画素間隔は、遠方ほど酷く、分解能が悪い、当然手前ほど細かくなる。そこで、式7において、Ｘ_０，Ｙ_０，Ｚ_０をカメラ原点として、Ｘ_０，Ｙ_０=0を設定する。Ｚ_０は、カメラレンズ中心から海面までの高さとする。ａ_１１〜ａ_３３の傾きは、Along方向を考慮する場合と、3方向を考慮する場合に分かれる。3方向の場合は、カメラ雲台の回転角度をエンコーダで計測しPCに取り込む（図13を参照）。この傾き要素と四隅のｘ，ｙから、これに対応するＸ，Ｙを求める。この四隅のＸ，Ｙから最大値、最小値のＸ，Ｙを求め任意のＸＹ面を構成する。次に、ＸＹ面における海面のデジタル正射投影画像を作成する。

デジタルビデオカメラで得られた画像は、レンズを用いた中心投影による、3次元空間を2次元空間に写像した射影変換画像である。海水面を撮影した画像において、波に伴う高低差は存在するが、不連続に垂直隆起した（都市部のビルのような垂直な物）波は少なく、連続した面で海水面が構成されているとする。撮像ポジションにもよるが、波の隆起に伴う隠蔽部分が発生しても、その影響は画像を点ではなく、面として考えれば統計的に少ないと言える。不連続な画像としては、殆ど考慮する必要が無いと考えられる。そこで、海水面の移動量を特定するには、斜めに撮影された画像から、海面のデジタル正射投影図を作成する。

以下、この発明の装置について説明する。
水面の起伏模様を一定の時間間隔で撮影するためのビデオカメラを有するビデオカメラ部１と、ビデオカメラで撮影された画像を処理し解析するビデオ処理部２と、サイトサーバー４，管理サーバー５で構成する（図１４）。

（サイトサーバ）
サイトサーバ４はこの発明のシステム中枢であり、以下の機能を有するものである（図１５）。
１）管理サーバ５、ユーザー端末とのインターフェース機能。
２）データの格納機能
ビデオ処理部において生成された各種データ、カメラ制御部から入力されるカメラ位置情報などを記録する。
３）ビデオ処理部の制御機能
ビデオ処理部２のビデオ処理サブシステム２１に、カメラ位置情報、ＲＯＩの選択信号、計算設定信号を出力し、ビデオ処理サブシステム２１から出力される計算ステータス、計算結果、映像ファイル、全静止画像ファイル、ライブ映像を記録する。
４）カメラ制御部の制御機能
ビデオカメラ部１のカメラ制御サブシステム２１にカメラ制御信号を出力し、カメラ制御サブシステム２１から出力されるカメラ位置情報を記録する。
このカメラ制御信号は、段落番号００２４以下に記載された条件に従い制御を行うものである。

（ビデオ処理部）
ビデオ処理部は以下の機能を有するものである。
ビデオカメラ部１のビデオ信号転送部から出力される画像データを入力し、静止画像に切り出し、画像から低周波成分をカットして高周波成分を残す処理を行い、第一の画像に一定の領域を特定してその第一の特定領域の平均画素色値を計算し、第二の画像において前記特定された領域の近傍の複数地域における平均画素色値を計算し、前記第一の画像の特定された領域における平均画素色値と第二の画像における複数の平均画素色値との面積相関値を計算し、第二の画像中前記面積相関値が最大となる領域を第二の特定領域として特定する比較領域を特定手段し、第一ないし第ｎの特定領域の位置データに基づき水流の方向、速度を演算する。そして、映像データ、計算結果等をサイトサーバ４へ出力する。

（カメラ制御部）
カメラ制御部は以下の機能を有するものである。
１）サイトサーバからの指示に基づきカメラ制御信号をビデオ信号転送部へ出力する。
２）ビデオ信号転送部から入力されたカメラ位置情報をサイトサーバへ出力する。

（ビデオカメラ部）
ビデオカメラ部１は、ビデオカメラと、遠隔制御可能でかつ角度情報を出力可能な雲台と、ビデオ信号転送部とのデータ交換装置とで構成する。
ビデオカメラが回転雲台により方向を変えられる場合、初期位置から水平方向の回転角φと鉛直方向の回転角ωをエンコーダから取得しカウントし、ビデオカメラを設置した雲台の前記回転角度をパソコンで取得できるようにする必要がある。
具体的には、段落００２４に記載した処理を行うプログラムに連動させることによる。

この発明は、従来測定が困難であった海流の方向、流速を簡易な装置により測定可能とするものであって、産業上の利用可能性を有するものである。

ドップラー効果の説明図低周波の画像と波長の説明図高周波の画像と波長の説明図面積相関法の説明図同じくｔ＋１／３０秒後における検索範囲を示す説明図１フレーム目のビデオ画像２フレーム目（ｔ＋１／３０秒後）のビデオ画像逆FET処理された画像逆FETの後、２値化された画像流速と流れ方向の計測結果を示す図カメラと撮影分解能の関係を示す図カメラレンズ中心とポジ写真面と実空間との関係を示す図カメラの３次元空間での傾きを示す図この発明の装置の構成を示すブロック図ビデオ処理部、カメラ制御部とサイトサーバの関係を示すブロク図

符号の説明

１ビデオカメラ部
２ビデオ処理部
３カメラ制御部
４サイトサーバ
５管理サーバ
２１ビデオ処理サブシステム
３１カメラ制御サブシステム

Claims

水面の起伏模様を一定の時間間隔でビデオカメラ撮影し、
撮影された画像中の低周波成分をカットし、高周波成分を残す処理を行い、
第一の画像に一定の領域を特定してその第一の特定領域の平均画素色値を計算し、
第二の画像において前記特定された領域の近傍の複数地域における平均画素色値を計算し、
前記第一の画像の特定された領域における平均画素色値と第二の画像における複数の平均画素色値との面積相関値を計算し、
第二の画像中前記面積相関値が最大となる領域を第二の特定領域とし、
これを繰り返して第一ないし第ｎの特定領域を追跡することにより水流の方向及び／又は速度を検出することを特徴とする、
水流の測定方法
水面の起伏模様を一定の時間間隔で撮影するためのビデオカメラと、
ビデオカメラで撮影された画像から低周波成分をカットし、高周波成分を残す処理を行う画像処理手段と、
第一の画像に一定の領域を特定してその第一の特定領域の平均画素色値を計算し、第二の画像において前記特定された領域の近傍の複数地域における平均画素色値を計算し、前記第一の画像の特定された領域における平均画素色値と第二の画像における複数の平均画素色値との面積相関値を計算し、第二の画像中前記面積相関値が最大となる領域を第二の特定領域として特定する比較領域特定手段と、
第一ないし第ｎの特定領域の位置データに基づき水流の方向及び／又は速度を演算する水流演算手段
とを備えた、水流の測定装置
ビデオカメラは、水面高さの変化に従ってカメラレンズの傾斜角度を制御する角度制御装置を備えた雲台に取り付けられた、
請求項２記載の水流の測定装置