JP2011252746A - Device, method and program for detecting cable position - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カメラで撮影された画像からケーブルの位置を検出する技術に関する。 The present invention relates to a technique for detecting the position of a cable from an image taken by a camera.
現在、街中の電柱には用途の異なる様々な種類のケーブル（非特許文献１参照）が張り巡らされている。そして、エンドユーザに対して安定的なサービスを提供するため、ケーブル品質検査が人手を介して定期的に行われている。 Currently, various types of cables having different uses (see Non-Patent Document 1) are stretched around utility poles in town. And in order to provide a stable service with respect to an end user, the cable quality test | inspection is regularly performed through manpower.
しかしながら、従来の検査方法は、ケーブルに無人走行器を取り付けて監視する手法や、特殊な車両を用いて目視による状態監視が主流であるため、ケーブルの正常・異常状態を広域で監視するには多くの人手や時間を要して非効率であった。 However, the conventional inspection methods are mainly used for monitoring by attaching an unmanned vehicle to the cable, and visual monitoring using a special vehicle, so it is necessary to monitor the normal / abnormal state of the cable over a wide area. It took a lot of manpower and time and was inefficient.
また、ケーブルをカメラで撮影して取得した画像からケーブルの状態を検査する方法（非特許文献２参照）もあるが、ケーブル表面における色変化のみを監視できる程度であるため、ケーブル状態の監視レベルは低いものであった。また、図４に示すように、電柱や建物等の背景を含む画像からケーブルのみを検出することは困難であり、画像編集ツール等を用いてケーブルの黒色を指定しても背景が同時に検出されてしまうという問題もあった。 There is also a method for inspecting the cable state from an image acquired by photographing the cable with a camera (see Non-Patent Document 2), but only the color change on the cable surface can be monitored. Was low. In addition, as shown in FIG. 4, it is difficult to detect only the cable from the image including the background of the utility pole, building, etc. Even if the black color of the cable is specified using an image editing tool or the like, the background is detected at the same time. There was also a problem of end up.
本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、カメラにより撮影された画像からケーブルを効率的に検出することを第１の課題とし、検出されたケーブルの劣化箇所を特定することを第２の課題とする。 The present invention has been made in view of the above, and a first object is to efficiently detect a cable from an image photographed by a camera, and a second is to identify a deteriorated portion of the detected cable. It is an issue.
請求項１に記載のケーブル位置検出装置は、異なる波長帯の電磁波の反射又は放射を観測する２種類のカメラによりそれぞれ撮影されたケーブルの第１画像及び第２画像を入力する画像入力手段と、入力された前記第１画像及び前記第２画像を記憶する画像記憶手段と、前記第１画像及び前記第２画像を前記画像記憶手段から読み出して、前記第１画像と前記第２画像との各画素の輝度の相違量に基づいて、前記ケーブルの位置を検出する位置検出手段と、を有することを特徴とする。 The cable position detection device according to claim 1, image input means for inputting a first image and a second image of a cable respectively photographed by two types of cameras that observe reflection or emission of electromagnetic waves of different wavelength bands; Image storage means for storing the input first image and the second image; reading out the first image and the second image from the image storage means; and each of the first image and the second image And a position detecting means for detecting the position of the cable based on the difference in luminance of the pixels.
本発明によれば、異なる波長帯の電磁波の反射又は放射を観測する２種類のカメラによりそれぞれ撮影されたケーブルの第１画像及び第２画像を入力し、第１画像と第２画像との各画素の輝度の相違量に基づいて、ケーブルの位置を検出するため、複雑な背景の影響を受けることなく、カメラにより撮影された画像からケーブルを高速かつ簡易に効率的に検出することができる。 According to the present invention, a first image and a second image of a cable respectively captured by two types of cameras that observe reflection or emission of electromagnetic waves in different wavelength bands are input, and each of the first image and the second image is input. Since the position of the cable is detected based on the amount of difference in luminance of the pixels, the cable can be detected efficiently at high speed and easily from an image taken by the camera without being affected by a complicated background.
請求項２に記載のケーブル位置検出装置は、請求項１に記載のケーブル位置検出装置において、前記位置検出手段は、前記第１画像と前記第２画像との各画素の輝度の差分を計算し、所定の閾値以上の画素を抽出することにより、前記ケーブルの位置を検出することを特徴とする。 The cable position detection device according to claim 2 is the cable position detection device according to claim 1, wherein the position detection unit calculates a difference in luminance of each pixel between the first image and the second image. The position of the cable is detected by extracting pixels having a predetermined threshold value or more.
本発明によれば、第１画像と第２画像との各画素の輝度の差分を計算し、所定の閾値以上の画素を抽出することにより、ケーブルの位置を検出するため、複雑な背景の影響を受けることなく、カメラにより撮影された画像からケーブルを高速かつ簡易に効率的に検出することができる。 According to the present invention, the difference in luminance of each pixel between the first image and the second image is calculated, and a pixel having a predetermined threshold value or more is extracted to detect the position of the cable. The cable can be detected efficiently at high speed from the image taken by the camera without receiving the image.
請求項３に記載のケーブル位置検出装置は、請求項１又は２に記載のケーブル位置検出装置において、前記第１画像は、可視カメラにより撮影された可視画像であり、前記第２画像は、赤外線カメラにより撮影された赤外線画像であることを特徴とする。 The cable position detection device according to claim 3 is the cable position detection device according to claim 1 or 2, wherein the first image is a visible image taken by a visible camera, and the second image is an infrared ray. It is an infrared image photographed by a camera.
請求項４に記載のケーブル位置検出装置は、請求項３に記載のケーブル位置検出装置において、前記赤外線画像の輝度値を水平方向又は垂直方向に積分して前記検出されたケーブル位置でのヒストグラム分布曲線を生成し、前記ヒストグラム分布曲線において所定の閾値以上で変化のある位置をケーブル欠損領域として検出する欠損領域検出手段を更に有することを特徴とする。 The cable position detection device according to claim 4 is the cable position detection device according to claim 3, wherein a luminance distribution of the infrared image is integrated in a horizontal direction or a vertical direction, and a histogram distribution at the detected cable position is obtained. Further, the present invention is characterized by further comprising a defect area detecting means for generating a curve and detecting, as a cable defect area, a position where the curve distribution curve changes at a predetermined threshold value or more.
本発明によれば、赤外線画像の輝度値を水平方向又は垂直方向に積分して検出されたケーブル位置でのヒストグラム分布曲線を生成し、ヒストグラム分布曲線において所定の閾値以上で変化のある位置をケーブル欠損領域として検出するため、検出されたケーブルの劣化箇所を特定することができる。 According to the present invention, a histogram distribution curve at the detected cable position is generated by integrating the luminance value of the infrared image in the horizontal direction or the vertical direction, and the position where the histogram distribution curve changes at a predetermined threshold value or more is determined by the cable. Since it detects as a defect | deletion area | region, the degradation location of the detected cable can be specified.
請求項５に記載のケーブル位置検出方法は、コンピュータにより、異なる波長帯の電磁波の反射又は放射を観測する２種類のカメラによりそれぞれ撮影されたケーブルの第１画像及び第２画像を入力する第１のステップと、入力された前記第１画像及び前記第２画像を画像記憶手段に記憶する第２のステップと、前記第１画像及び前記第２画像を前記画像記憶手段から読み出して、前記第１画像と前記第２画像との各画素の輝度の相違量に基づいて、前記ケーブルの位置を検出する第３のステップと、を有することを特徴とする。 The cable position detection method according to claim 5 is a first method in which a computer inputs a first image and a second image of a cable respectively captured by two types of cameras that observe reflection or emission of electromagnetic waves of different wavelength bands. The second step of storing the input first image and the second image in the image storage means; reading out the first image and the second image from the image storage means; And a third step of detecting the position of the cable based on an amount of difference in luminance of each pixel between the image and the second image.
本発明によれば、異なる波長帯の電磁波の反射又は放射を観測する２種類のカメラによりそれぞれ撮影されたケーブルの第１画像及び第２画像を入力し、第１画像と第２画像との各画素の輝度の相違量に基づいて、ケーブルの位置を検出するため、複雑な背景の影響を受けることなく、カメラにより撮影された画像からケーブルを高速かつ簡易に効率的に検出することができる。 According to the present invention, a first image and a second image of a cable respectively captured by two types of cameras that observe reflection or emission of electromagnetic waves in different wavelength bands are input, and each of the first image and the second image is input. Since the position of the cable is detected based on the amount of difference in luminance of the pixels, the cable can be detected efficiently at high speed and easily from an image taken by the camera without being affected by a complicated background.
請求項６に記載のケーブル位置検出方法は、請求項５に記載のケーブル位置検出方法において、前記第３のステップは、前記第１画像と前記第２画像との各画素の輝度の差分を計算し、所定の閾値以上の画素を抽出することにより、前記ケーブルの位置を検出することを特徴とする。 The cable position detection method according to claim 6 is the cable position detection method according to claim 5, wherein the third step calculates a luminance difference of each pixel between the first image and the second image. The position of the cable is detected by extracting pixels having a predetermined threshold value or more.
本発明によれば、第１画像と第２画像との各画素の輝度の差分を計算し、所定の閾値以上の画素を抽出することにより、ケーブルの位置を検出するため、複雑な背景の影響を受けることなく、カメラにより撮影された画像からケーブルを高速かつ簡易に効率的に検出することができる。 According to the present invention, the difference in luminance of each pixel between the first image and the second image is calculated, and a pixel having a predetermined threshold value or more is extracted to detect the position of the cable. The cable can be detected efficiently at high speed from the image taken by the camera without receiving the image.
請求項７に記載のケーブル位置検出方法は、請求項５又は６に記載のケーブル位置検出方法において、前記第１画像は、可視カメラにより撮影された可視画像であり、前記第２画像は、赤外線カメラにより撮影された赤外線画像であることを特徴とする。 The cable position detection method according to claim 7 is the cable position detection method according to claim 5 or 6, wherein the first image is a visible image taken by a visible camera, and the second image is an infrared ray. It is an infrared image photographed by a camera.
請求項８に記載のケーブル位置検出方法は、請求項７に記載のケーブル位置検出方法において、前記赤外線画像の輝度値を水平方向又は垂直方向に積分して前記検出されたケーブル位置でのヒストグラム分布曲線を生成し、前記ヒストグラム分布曲線において所定の閾値以上で変化のある位置をケーブル欠損領域として検出する欠損領域検出手段を更に有することを特徴とする。 The cable position detection method according to claim 8 is the cable position detection method according to claim 7, wherein a luminance distribution of the infrared image is integrated in a horizontal direction or a vertical direction and a histogram distribution at the detected cable position is obtained. Further, the present invention is characterized by further comprising a defect area detecting means for generating a curve and detecting, as a cable defect area, a position where the curve distribution curve changes at a predetermined threshold value or more.
本発明によれば、赤外線画像の輝度値を水平方向又は垂直方向に積分して検出されたケーブル位置でのヒストグラム分布曲線を生成し、ヒストグラム分布曲線において所定の閾値以上で変化のある位置をケーブル欠損領域として検出するため、検出されたケーブルの劣化箇所を特定することができる。 According to the present invention, a histogram distribution curve at the detected cable position is generated by integrating the luminance value of the infrared image in the horizontal direction or the vertical direction, and the position where the histogram distribution curve changes at a predetermined threshold value or more is determined by the cable. Since it detects as a defect | deletion area | region, the degradation location of the detected cable can be specified.
請求項９に記載のケーブル位置検出プログラムは、請求項５乃至８のいずれか１項に記載のケーブル位置検出方法における各ステップをコンピュータによって実行させることを特徴とする。 A cable position detection program according to a ninth aspect causes a computer to execute each step in the cable position detection method according to any one of the fifth to eighth aspects.
本発明によれば、カメラにより撮影された画像からケーブルを効率的に検出することができる。 According to the present invention, a cable can be efficiently detected from an image taken by a camera.
以下、本発明を実施する一実施の形態について図面を用いて説明する。但し、本発明は多くの異なる様態で実施することが可能であり、本実施の形態の記載内容に限定して解釈すべきではない。 Hereinafter, an embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention can be implemented in many different modes and should not be construed as being limited to the description of the present embodiment.
図１は、本実施の形態に係るケーブル位置検出装置の機能ブロック構成を示す図である。このケーブル位置検出装置１は、画像入力部１１と、データ蓄積部１２と、ノイズ緩和部１３と、位置検出部１４と、連続性判断部１５と、欠損領域検出部１６と、検出結果表示部１７とで構成されている。 FIG. 1 is a diagram illustrating a functional block configuration of the cable position detection device according to the present embodiment. The cable position detection device 1 includes an image input unit 11, a data storage unit 12, a noise reduction unit 13, a position detection unit 14, a continuity determination unit 15, a missing region detection unit 16, and a detection result display unit. 17.
画像入力部１１は、可視カメラと赤外線カメラとにより日中の太陽光下で略同一時刻に略同一方向から略同一撮影範囲となるようにそれぞれ撮影されたケーブルの可視画像と赤外線画像との入力を受け付けて、ケーブル位置検出装置１の内部に入力する機能を有している。なお、光軸の設定が不要となるため、可視・赤外一体型カメラを利用して各画像を撮影することが好ましい。但し、被写体であるケーブルまでの撮影距離が遠い場合には誤差の範囲内とみなすことが可能であるため、各画像をそれぞれ撮影する２台のカメラを利用してもよい。 The image input unit 11 inputs a visible image and an infrared image of a cable that are captured by the visible camera and the infrared camera so as to be in approximately the same shooting range from approximately the same direction at approximately the same time in daylight. Is received and input to the inside of the cable position detecting device 1. In addition, since setting of an optical axis becomes unnecessary, it is preferable to photograph each image using a visible / infrared integrated camera. However, if the shooting distance to the cable that is the subject is long, it can be regarded as within the error range, and therefore two cameras for shooting each image may be used.
データ蓄積部１２は、画像入力部１１によって受付・入力された可視画像及び赤外線画像を読み出し可能に記憶する機能を有している。 The data storage unit 12 has a function of storing a visible image and an infrared image received / input by the image input unit 11 in a readable manner.
ノイズ緩和部１３は、データ蓄積部１２から可視画像及び赤外線画像を取得し、それら各画像に含まれる環境外乱等のノイズ成分を取り除く機能を有している。例えば、想定されるノイズ成分に相当する輝度の閾値を予め設定しておき、その閾値よりも輝度値の低い画素（又は高い画素）については輝度レベルを強制的に下げる（又は上げる）ようにする。 The noise reduction unit 13 has a function of acquiring a visible image and an infrared image from the data storage unit 12 and removing noise components such as environmental disturbances included in each image. For example, a threshold value of luminance corresponding to an assumed noise component is set in advance, and the luminance level is forcibly lowered (or raised) for pixels (or pixels) having a luminance value lower than the threshold value. .
位置検出部１４は、ノイズ緩和部１３によってノイズ成分が除去された後の可視画像と赤外線画像との各画素の輝度の相違量に基づいて、画像内におけるケーブルの位置を検出する機能を有している。撮影環境によってはノイズ成分量が微少であることも容易に想定されるため、データ蓄積部１２に蓄積されているノイズ成分除去前の画像を利用してもよい。位置検出部１４の処理については後述にて詳細を説明する。 The position detection unit 14 has a function of detecting the position of the cable in the image based on the difference in luminance of each pixel between the visible image and the infrared image after the noise component is removed by the noise reduction unit 13. ing. Since it is easily assumed that the amount of noise component is very small depending on the shooting environment, the image before removing the noise component stored in the data storage unit 12 may be used. Details of the processing of the position detection unit 14 will be described later.
連続性判断部１５は、赤外線画像の輝度値を水平方向及び／又は垂直方向に積分し、位置検出部１４により検出されたケーブル位置でのヒストグラム分布曲線を生成し、所定の閾値を基準にして、ヒストグラム分布曲線の連続性・不連続性を判断する機能を有している。連続性判断部１５の処理についても詳細を後述する。 The continuity determination unit 15 integrates the luminance value of the infrared image in the horizontal direction and / or the vertical direction, generates a histogram distribution curve at the cable position detected by the position detection unit 14, and uses a predetermined threshold as a reference. And has a function of judging continuity and discontinuity of the histogram distribution curve. Details of the processing of the continuity determination unit 15 will be described later.
欠損領域検出部１６は、連続性判断部１５によって不連続と判断された位置をケーブル欠損領域又はケーブル欠損候補領域として検出する機能を有している。なお、連続性判断部１５の処理結果に基づいて欠損領域を検出するため、技術的関係性の強い連続性判断部１５と欠損領域検出部１６とを１つの機能部とすることも当然に可能である。欠損領域検出部１６の処理についても詳細を後述する。 The missing area detection unit 16 has a function of detecting a position determined to be discontinuous by the continuity determination unit 15 as a cable loss area or a cable loss candidate area. It should be noted that since the defect region is detected based on the processing result of the continuity determination unit 15, the continuity determination unit 15 and the defect region detection unit 16, which have a strong technical relationship, can naturally be combined into one functional unit. It is. Details of the processing of the defect region detection unit 16 will be described later.
検出結果表示部１７は、位置検出部１４によって検出された画像内のケーブルの位置や、欠損領域検出部１６によって検出されたケーブルの欠損領域を、検出結果として画面に表示する機能を有している。 The detection result display unit 17 has a function of displaying the position of the cable in the image detected by the position detection unit 14 and the defective region of the cable detected by the defective region detection unit 16 on the screen as a detection result. Yes.
次に、位置検出部１４の処理について説明する。位置検出部１４は、前述したように、可視カメラによって撮影された可視画像や、赤外線カメラによって撮影された赤外線画像といった、同一被写体を略同一時刻で撮影した場合に輝度特性が異なる２枚の画像を利用してケーブルの位置を検出する。 Next, processing of the position detection unit 14 will be described. As described above, the position detection unit 14 includes two images having different luminance characteristics when the same subject is captured at approximately the same time, such as a visible image captured by a visible camera or an infrared image captured by an infrared camera. The position of the cable is detected using.
ここで、両カメラの特性について説明する。赤外線カメラは、被写体の温度分布を計測するには適しているが、輝度の高い被写体の周辺には被写体から輻射熱の影響が出るため、その輪郭がぼやけてしまう（図２の赤外線画像参照）。一方、可視カメラは、被写体の見た目の状態を把握するには適しているが、環境外乱等のノイズの影響を受けやすく、被写体の輪郭が途切れてしまう（図２の可視画像参照）。 Here, the characteristics of both cameras will be described. Although the infrared camera is suitable for measuring the temperature distribution of the subject, the outline of the subject is blurred because the subject is affected by radiant heat around the subject with high brightness (see the infrared image in FIG. 2). On the other hand, the visible camera is suitable for grasping the appearance of the subject, but is easily affected by noise such as environmental disturbances, and the contour of the subject is interrupted (see the visible image in FIG. 2).
そこで、位置検出部１４は、双方のカメラの利点を利用して被写体であるケーブルの輪郭を検出する。太陽光の影響により、ケーブル自体が熱を有している。そのため、物体が発生する熱（赤外光）に対応する電磁波の放射が観測された赤外線画像を利用することができる。しかし、街中にはケーブルが複数本隣接している場合が多く、この画像のみからではケーブルの特定が難しい。そこで、可視画像を併用する。可視画像は視認できる可視光に対応する電磁波の反射を観測可能な画像であって、可視画像内には、頭上の太陽光により、ケーブル上部の照り返しや、ケーブル下部の陰影が写し出されている。 Therefore, the position detection unit 14 detects the outline of the cable that is the subject by using the advantages of both cameras. The cable itself has heat due to the influence of sunlight. For this reason, it is possible to use an infrared image in which radiation of electromagnetic waves corresponding to heat (infrared light) generated by an object is observed. However, there are many cases where a plurality of cables are adjacent to each other in the city, and it is difficult to identify the cables only from this image. Therefore, a visible image is used together. The visible image is an image in which the reflection of electromagnetic waves corresponding to visible light that can be visually observed can be observed. In the visible image, the reflection of the upper part of the cable and the shadow of the lower part of the cable are projected due to the sunlight above the head.
そして、可視画像と赤外線画像との各画素の輝度の差分の絶対値を計算して差分画像（図２の差分画像参照）を生成し、過去の計測結果に基づいて予め定めた閾値以上の画素を抽出する。これによりケーブルの輪郭が抽出され、街中の背景の影響を受けることなくケーブルの位置を検出することができる。 Then, the absolute value of the luminance difference of each pixel between the visible image and the infrared image is calculated to generate a difference image (see the difference image in FIG. 2), and pixels that are equal to or greater than a predetermined threshold based on past measurement results. To extract. As a result, the outline of the cable is extracted, and the position of the cable can be detected without being affected by the background in the city.
その他、各画像の各画素の輝度を１次微分してエッジ画像を生成し、生成された２枚のエッジ画像をそれぞれ２値化した後に差分画像を生成して、ケーブルの輪郭を抽出するようにしてもよい。 In addition, the edge differentiation is generated by firstly differentiating the luminance of each pixel of each image to generate an edge image, and binarizing each of the two generated edge images to extract the outline of the cable. It may be.
また、２枚の画像の特徴量（輝度値）の相違に基づいてケーブルの位置を検出するため、相違量の把握が可能であれば、輝度の差分計算に代えて、加算計算、乗算計算、除算計算、各種演算の組み合わせを利用するようにしてもよい。 In addition, since the position of the cable is detected based on the difference between the feature values (luminance values) of the two images, if it is possible to grasp the difference amount, instead of calculating the difference in luminance, addition calculation, multiplication calculation, A combination of division calculation and various operations may be used.
次に、連続性判断部１５及び欠損領域検出部１６の処理について説明する。これら各機能部は、赤外線画像の利点を利用してケーブルの欠損箇所を検出する。赤外線画像は被写体の温度分布を示すため、破損のない正常なケーブルであれば、その温度分布は連続的となる。しかし、図３に示すように、ケーブルに欠損箇所がある場合には、その温度分布に不連続な部位が表れる。 Next, processing of the continuity determination unit 15 and the missing area detection unit 16 will be described. Each of these functional units detects the missing portion of the cable using the advantage of the infrared image. Since the infrared image indicates the temperature distribution of the subject, the temperature distribution is continuous if the cable is a normal cable that is not damaged. However, as shown in FIG. 3, when there is a missing portion in the cable, a discontinuous portion appears in the temperature distribution.
そこで、検出ケーブル画像の四方に、赤外線画像の輝度値を上方向・下方向・左方向・右方向の各方向にそれぞれ積分してヒストグラム分布曲線を生成し、生成された各ヒストグラム分布曲線から、予め設定された閾値未満で変化のある位置と閾値以上で変化のある位置とを把握し、前者を連続な位置と判断し、後者を不連続な位置と判断する。なお、ここで利用される閾値は、過去の計測結果に基づいて、生成されたヒストグラム分布において急峻に変動する輝度積分値から予め設定されている。 Therefore, in the four directions of the detection cable image, the brightness value of the infrared image is integrated in each of the upward, downward, leftward, and rightward directions to generate a histogram distribution curve, and from each generated histogram distribution curve, A position where there is a change below a preset threshold and a position where there is a change above the threshold are grasped, the former is determined as a continuous position, and the latter is determined as a discontinuous position. Note that the threshold used here is set in advance from a luminance integral value that varies steeply in the generated histogram distribution based on past measurement results.
その後、不連続と判断された位置をケーブル欠損領域として検出する。なお、ヒストグラム分布曲線は４つ生成してもよいが、単に欠損箇所の位置のみを把握したい場合には、１つ又は２つ（右方向及び上方向等）のヒストグラム分布曲線のみを利用してもよい。欠損箇所の把握レベルに応じて生成されるヒストグラム分布曲線数を変更することが望ましい。また、輝度積分値については、１次空間微分を利用するようにしてもよいし、閾値については、例えば１０〜２０を用いてもよい。 Thereafter, the position determined to be discontinuous is detected as a cable loss region. Four histogram distribution curves may be generated. However, when only the position of the missing portion is to be grasped, only one or two histogram distribution curves (right direction and upward direction) are used. Also good. It is desirable to change the number of histogram distribution curves generated according to the grasp level of the missing part. Moreover, you may make it utilize a primary spatial differentiation about a luminance integral value, and may use 10-20, for example about a threshold value.
次に、ケーブル位置検出装置の動作について説明する。最初に、画像入力部１１により、可視カメラで撮影された可視画像と赤外線カメラで撮影された赤外線画像とが入力され、データ蓄積部１２に蓄積される（Ｓ１）。 Next, the operation of the cable position detection device will be described. First, a visible image captured by a visible camera and an infrared image captured by an infrared camera are input by the image input unit 11 and stored in the data storage unit 12 (S1).
次いで、ノイズ緩和部１３により、データ蓄積部１２から可視画像及び赤外線画像が取得され、各画像内に含まれるノイズ成分が取り除かれる（Ｓ２）。 Next, a visible image and an infrared image are acquired from the data storage unit 12 by the noise reduction unit 13, and noise components included in each image are removed (S2).
次いで、位置検出部１４により、ノイズ成分除去後の可視画像と赤外線画像との各画素の輝度の差分の絶対値が計算され、所定の閾値以上の画像が抽出されることにより、画像内のケーブルの位置が検出される（Ｓ３）。 Next, the absolute value of the luminance difference of each pixel between the visible image after removing the noise component and the infrared image is calculated by the position detection unit 14, and an image having a predetermined threshold value or more is extracted. Is detected (S3).
次いで、連続性判断部１５により、赤外線画像の輝度値が上方向・下方向・左方向・右方向の各方向にそれぞれ積分されてヒストグラム分布曲線が生成され、各ヒストグラム分布曲線から所定の閾値以上で変化のある位置が不連続な位置と判断される（Ｓ４）。 Next, the continuity determination unit 15 integrates the brightness value of the infrared image in each of the upward, downward, leftward, and rightward directions to generate a histogram distribution curve, and a predetermined threshold value or more is generated from each histogram distribution curve. In step S4, the position where the change occurs is determined as a discontinuous position.
次いで、欠損領域検出部１６により、Ｓ４で不連続と判断された位置がケーブル欠損領域として検出される（Ｓ５）。 Next, the position determined to be discontinuous in S4 is detected as a cable defect area by the defect area detection unit 16 (S5).
最後に、検出結果表示部１７により、Ｓ３で検出された画像内のケーブルの位置と、Ｓ５で検出されたケーブル欠損領域とが画面に表示される（Ｓ６）。 Finally, the detection result display unit 17 displays the position of the cable in the image detected in S3 and the cable loss area detected in S5 on the screen (S6).
なお、本実施の形態では、可視カメラにより撮影された可視画像と赤外線カメラにより撮影された赤外線画像とを利用したが、被写体の輝度特性が異なる２枚の画像を利用してケーブルの位置を検出することを特徴としているため、異なる波長帯の電磁波の反射又は放射を観測する２種類のカメラによりそれぞれ撮影された２枚の画像を利用することも可能である。 In this embodiment, the visible image taken by the visible camera and the infrared image taken by the infrared camera are used. However, the position of the cable is detected by using two images having different luminance characteristics of the subject. Therefore, it is also possible to use two images respectively captured by two types of cameras that observe reflection or emission of electromagnetic waves in different wavelength bands.
また、本実施の形態で説明したケーブル位置検出装置１は、通信分野、非破壊検査分野、設備診断分野、実環境におけるモニタリングや画像センシング，映像製作等に関する産業分野に適用することが可能である。 Further, the cable position detection device 1 described in the present embodiment can be applied to the communication field, the non-destructive inspection field, the equipment diagnosis field, the industrial field related to monitoring, image sensing, video production, etc. in a real environment. .
また、本実施の形態で説明したケーブル位置検出装置１は、コンピュータで構成される。すなわち、データ蓄積部１２は、メモリ等の記憶手段で実現される。また、画像入力部１１と、ノイズ緩和部１３と、位置検出部１４と、連続性判断部１５と、欠損領域検出部１６と、検出結果表示部１７とは、ＣＰＵ等の演算手段で実現され、プログラムで実行される。 Moreover, the cable position detection apparatus 1 demonstrated in this Embodiment is comprised with a computer. That is, the data storage unit 12 is realized by a storage unit such as a memory. In addition, the image input unit 11, the noise reduction unit 13, the position detection unit 14, the continuity determination unit 15, the missing region detection unit 16, and the detection result display unit 17 are realized by a calculation unit such as a CPU. Executed by the program.
また、本実施の形態で説明したケーブル位置検出装置１をプログラムとして光記憶装置や磁気記憶装置等の記録媒体に読出可能に記録し、この記録媒体をコンピュータに組み込んだり、若しくは記録媒体に記録されたプログラムを、任意の通信回線を介してコンピュータにダウンロードしたり、又は記録媒体からインストールし、該プログラムでコンピュータを動作させることにより、上述した各処理動作をケーブル位置検出装置１として機能させることができるのは勿論である。 In addition, the cable position detection device 1 described in the present embodiment is recorded as a program in a recording medium such as an optical storage device or a magnetic storage device so as to be readable, and this recording medium is incorporated in a computer or recorded on a recording medium. Can be downloaded to a computer via an arbitrary communication line or installed from a recording medium, and the computer is operated by the program, thereby causing each processing operation described above to function as the cable position detection device 1. Of course you can.
本実施の形態によれば、可視カメラ及び赤外線カメラによりそれぞれ撮影されたケーブルの可視画像及び赤外線画像を入力し、可視画像と赤外線画像との各画素の輝度の相違量に基づいて、ケーブルの位置を検出するので、複雑な背景の影響を受けることなく、カメラにより撮影された画像からケーブルを高速かつ簡易に効率的に検出することができる。 According to the present embodiment, a visible image and an infrared image of a cable photographed by a visible camera and an infrared camera are input, and the position of the cable is determined based on the difference in luminance of each pixel between the visible image and the infrared image. Therefore, the cable can be detected efficiently at high speed and easily from the image taken by the camera without being influenced by a complicated background.
本実施の形態によれば、赤外線画像の輝度値を上方向・下方向・左方向・下方向にそれぞれ積分して検出されたケーブル位置でのヒストグラム分布曲線を生成し、ヒストグラム分布曲線において所定の閾値以上で変化のある位置をケーブル欠損領域として検出するので、検出されたケーブルの劣化箇所を特定することができる。 According to the present embodiment, the histogram distribution curve at the detected cable position is generated by integrating the brightness value of the infrared image in the upward direction, the downward direction, the left direction, and the downward direction, respectively. Since a position where the change is greater than or equal to the threshold value is detected as the cable loss region, the deterioration portion of the detected cable can be specified.
１…ケーブル位置検出装置
１１…画像入力部（画像入力手段）
１２…データ蓄積部（画像記憶手段）
１３…ノイズ緩和部
１４…位置検出部（位置検出手段）
１５…連続性判断部（欠損領域検出手段）
１６…欠損領域検出部（欠損領域検出手段）
１７…検出結果表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cable position detection apparatus 11 ... Image input part (image input means)
12: Data storage unit (image storage means)
13 ... Noise reduction unit 14 ... Position detection unit (position detection means)
15: Continuity determination unit (missing area detection means)
16... Defect area detector (defect area detection means)
17 ... Detection result display part
Claims (9)
入力された前記第１画像及び前記第２画像を記憶する画像記憶手段と、
前記第１画像及び前記第２画像を前記画像記憶手段から読み出して、前記第１画像と前記第２画像との各画素の輝度の相違量に基づいて、前記ケーブルの位置を検出する位置検出手段と、
を有することを特徴とするケーブル位置検出装置。 Image input means for inputting a first image and a second image of a cable respectively photographed by two types of cameras observing reflection or radiation of electromagnetic waves of different wavelength bands;
Image storage means for storing the input first image and the second image;
Position detecting means for reading the first image and the second image from the image storage means and detecting the position of the cable based on the difference in luminance of each pixel between the first image and the second image. When,
A cable position detecting device comprising:
前記第１画像と前記第２画像との各画素の輝度の差分を計算し、所定の閾値以上の画素を抽出することにより、前記ケーブルの位置を検出することを特徴とする請求項１に記載のケーブル位置検出装置。 The position detecting means includes
The position of the cable is detected by calculating a difference in luminance of each pixel between the first image and the second image, and extracting pixels having a predetermined threshold value or more. Cable position detection device.
前記第２画像は、赤外線カメラにより撮影された赤外線画像であることを特徴とする請求項１又は２に記載のケーブル位置検出装置。 The first image is a visible image taken by a visible camera;
The cable position detection device according to claim 1, wherein the second image is an infrared image taken by an infrared camera.
異なる波長帯の電磁波の反射又は放射を観測する２種類のカメラによりそれぞれ撮影されたケーブルの第１画像及び第２画像を入力する第１のステップと、
入力された前記第１画像及び前記第２画像を画像記憶手段に記憶する第２のステップと、
前記第１画像及び前記第２画像を前記画像記憶手段から読み出して、前記第１画像と前記第２画像との各画素の輝度の相違量に基づいて、前記ケーブルの位置を検出する第３のステップと、
を有することを特徴とするケーブル位置検出方法。 By computer
A first step of inputting a first image and a second image of a cable respectively captured by two types of cameras that observe reflection or emission of electromagnetic waves of different wavelength bands;
A second step of storing the input first image and the second image in an image storage means;
The third image is obtained by reading the first image and the second image from the image storage means and detecting the position of the cable based on a difference in luminance of each pixel between the first image and the second image. Steps,
A cable position detection method comprising:
前記第１画像と前記第２画像との各画素の輝度の差分を計算し、所定の閾値以上の画素を抽出することにより、前記ケーブルの位置を検出することを特徴とする請求項５に記載のケーブル位置検出方法。 The third step includes
6. The position of the cable is detected by calculating a luminance difference of each pixel between the first image and the second image, and extracting pixels having a predetermined threshold value or more. Cable position detection method.
前記第２画像は、赤外線カメラにより撮影された赤外線画像であることを特徴とする請求項５又は６に記載のケーブル位置検出方法。 The first image is a visible image taken by a visible camera;
The cable position detection method according to claim 5, wherein the second image is an infrared image taken by an infrared camera.
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