JP2013257181A - Method and system for measuring tapping hole diameter of blast furnace, and computer program - Google Patents

Method and system for measuring tapping hole diameter of blast furnace, and computer program Download PDF

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PROBLEM TO BE SOLVED: To precisely measure a tapping hole diameter from thermal images of a molten iron tapping flow having a waving surface.SOLUTION: A method for measuring a tapping hole diameter of a blast furnace includes: binarizing a plurality of thermal images Org of a molten iron tapping flow, which have been imaged at a constant imaging interval, to generate binarized images Bin; obtaining absolute value differences between the temporally consecutive two images among the generated binarized images Bin to generate difference binarized images Dif; and using the difference binarized images Dif to derive a diameter D of the molten iron tapping flow as the taping hole diameter.

Description

本発明は、高炉出銑口径測定方法、高炉出銑口径測定システム、及びコンピュータプログラムに関し、特に、高炉の出銑口の口径(直径)を測定するために用いて好適なものである。   The present invention relates to a blast furnace outlet diameter measuring method, a blast furnace outlet diameter measuring system, and a computer program, and is particularly suitable for use in measuring the diameter (diameter) of a blast furnace outlet diameter.

高炉内部では、炉頂部から装入された原料(鉄鉱石やコークス)が高炉内で降下するのに伴い、高温還元反応によって溶銑と溶融スラグとが生成される。生成された溶銑と溶融スラグは、炉底に滴下して炉底に溜まり、油溜まりを形成する。この湯溜まりに向かって炉外から貫通孔を開けると、この貫通孔を通して溶銑・溶融スラグの混合物(以下の説明では必要に応じて「出銑流」と称する)が流出する。この貫通孔の炉外開口部分を出銑口という。出銑口となる領域には、耐火物のマッド材が充填されている。出銑を行う際に、このマッド材に対してドリル等で機械的に開孔することにより出銑口が形成される。   Inside the blast furnace, as raw materials (iron ore and coke) charged from the top of the furnace descend in the blast furnace, hot metal and molten slag are generated by a high temperature reduction reaction. The generated hot metal and molten slag are dropped on the bottom of the furnace and accumulated at the bottom of the furnace to form an oil reservoir. When a through hole is opened from the outside of the furnace toward the hot water pool, a mixture of molten iron / molten slag (hereinafter referred to as “steaming flow” in the following description) flows out through the through hole. The outside opening portion of the through hole is referred to as a tap hole. The area that becomes the spout is filled with a refractory mud material. When performing the tapping, a tapping opening is formed by mechanically opening the mud material with a drill or the like.

開孔直後の出銑口の口径はドリル径に等しいが、出銑の経過とともに耐火物が侵食され、次第に拡大する(以下の説明では、「出銑口の口径」を必要に応じて「出銑口径」と称する)。出銑開始時は、出銑流(溶銑・溶融スラグ)の流出量が炉内でのそれらの生成量よりも少ない。したがって、炉内の溶銑・溶融スラグの量は増加する。出銑を続けるとマッド材が出銑流で浸食されて出銑口径が拡大し、出銑流(溶銑・溶融スラグ)の流出量が増加し、炉内のそれらの量が低下に転じる。通常は、2〜4時間程度で、炉内の湯面レベルが出銑口付近まで低下するので、この時点でマッド材を出銑口に充填して出銑口を閉塞させる。炉内の湯面レベルは、溶銑と溶融スラグそれぞれの流出量を秤量して積算した値と、高炉へ装入した原料から計算される溶銑・溶融スラグの生成量との差から推定される。このような作業を繰り返しながら銑鉄が製造される。   The diameter of the spout immediately after opening is equal to the diameter of the drill, but the refractory erodes and gradually expands with the progress of the spout (in the following explanation, the caliber of the spout opening is This is referred to as “the caliber”). At the start of brewing, the outflow amount of the slag flow (hot metal / molten slag) is less than the amount of production in the furnace. Therefore, the amount of hot metal / molten slag in the furnace increases. If the brewing is continued, the mud material will be eroded by the brewing flow, the diameter of the brewing will increase, the flow rate of the brewing flow (hot metal / molten slag) will increase, and those in the furnace will turn down. Usually, in about 2 to 4 hours, the hot water level in the furnace decreases to the vicinity of the tap hole. At this time, the mud material is filled in the tap port and the tap port is closed. The level of molten metal in the furnace is estimated from the difference between the value obtained by weighing and integrating the outflow amounts of hot metal and molten slag and the amount of hot metal / molten slag generated from the raw material charged into the blast furnace. Pig iron is produced while repeating such operations.

出銑口が侵食される速さ、すなわち出銑口が拡大する速さは、マッド材の材質、溶銑・溶融スラグの成分比、出銑流の温度、出銑流の流速等に複雑に依存し、一定ではない。もし、出銑口径の拡大が遅く、炉内の溶銑・溶融スラグの量が増加を続けると、炉内の通気性が悪化する虞がある。そうすると、炉内の充填物の下降が不安定になったり、吹き抜けが生じたりするといった、銑鉄の品質悪化や生産性の低下に結び付くトラブルを引き起こす虞がある。
したがって、出銑作業中は出銑口径の状況を常に監視しておくことが高炉の安定操業を維持する上で重要である。
The speed at which the spout is eroded, that is, the speed at which the spout expands, depends in a complex manner on the material of the mud material, the component ratio of the hot metal / molten slag, the temperature of the spout, the flow speed of the spout And it is not constant. If the diameter of the tap opening is slow and the amount of molten iron / molten slag in the furnace continues to increase, the air permeability in the furnace may deteriorate. If it does so, there exists a possibility of causing the trouble which leads to the quality deterioration of pig iron, and the fall of productivity, such as the fall of the filling in a furnace becoming unstable, or a blow-through arises.
Therefore, it is important to constantly monitor the condition of the tap diameter during the taping operation in order to maintain stable operation of the blast furnace.

出銑口径をモニタリングする技術としては、監視カメラで撮像されている出銑口付近の映像をオペレータが目視する方法と、出銑口付近の画像を計測(自動計測)する方法とがある。前者は、高炉操業で広く一般的に行われている方法であり、出銑口を捉えた工業用監視カメラの映像を操作室のオペレータが目視する方法である。この方法では出銑口の拡大の様子をオペレータが感覚的に監視しているに過ぎず、定量的な管理は難しい。一方、後者についての従来の技術として、特許文献1、2に記載の技術がある。   As a technique for monitoring the diameter of the tap hole, there are a method in which an operator visually observes an image near the tap hole captured by a surveillance camera, and a method of measuring (automatically measuring) an image in the vicinity of the tap hole. The former is a method that is widely used in blast furnace operation, and is a method in which an operator in an operation room visually observes an image of an industrial surveillance camera that captures a tap. With this method, the operator merely monitors the state of expansion of the taphole, and quantitative management is difficult. On the other hand, there are techniques described in Patent Documents 1 and 2 as conventional techniques for the latter.

特許文献1に記載の技術は、出銑口を含む領域の熱画像(溶銑・溶融スラグの熱放射光)をカメラで撮像して画像処理で出銑口径を測定する技術である。カメラで撮像された出銑口を含む領域の熱画像内に、出銑口の中心を垂直に切断するラインを設定し、設定したライン上の輝度(ライン上で設定値以上の輝度が連なった直線部分の長さ)に基づいて出銑口径を求めるようにしている。   The technique described in Patent Document 1 is a technique in which a thermal image (thermal radiation light of molten iron / molten slag) in a region including a spout is imaged with a camera and the spout diameter is measured by image processing. A line that cuts the center of the spout entrance vertically is set in the thermal image of the area including the spout entrance imaged by the camera, and the brightness on the set line (the brightness above the set value on the line is continuous) The output diameter is obtained based on the length of the straight portion.

特許文献2に記載の技術は、特許文献1に記載の技術と同様に、出銑流の熱画像をカメラで撮像するが、出銑口を直視する必要はなく、出銑口から噴出して水平方向に少し進んだ位置の出銑流の熱画像を画像処理して出銑流径を出銑口径として求める。
具体的に特許文献2に記載の技術では、異なる時間に撮像された出銑流の2枚の熱画像の差分絶対値画像を生成し、生成した差分絶対値画像を2値化して2値化画像を生成する。このような2値化画像を異なる時間の組み合わせで複数枚生成し、得られた複数枚の2値化画像を加算する。すなわち、複数枚の2値化画像の相互に対応する画素の画素値(「1」又は「0」)の論理和をとる(複数枚の2値化画像の相互に対応する画素の画素値の少なくとも1つが「1」であるならば当該画素の画素値を「1」とし、そうでないならば当該画素の画素値を「0」とする)。そして、周囲の画素値が「1」となる画素値が「0」の画素値を「1」にする穴埋め処理を行う。このようにして得られた画像内の所定の位置を通り、且つ、出銑流の移動方向として予め想定される方向に対して直交する方向に沿う直線上の、画素値が「1」の画素の数を計数し、計数した画素の数を実空間における長さに変換し、その長さを出銑流の直径として求める。特許文献2に記載の技術では、出銑流の直径を出銑口径とみなし、求めた出銑流の直径を出銑口径として採用する。
The technique described in Patent Document 2 is similar to the technique described in Patent Document 1, in which a thermal image of a tidal stream is captured by a camera, but it is not necessary to look directly at the tapping outlet, The thermal image of the output flow at a position slightly advanced in the horizontal direction is subjected to image processing, and the output flow diameter is obtained as the output aperture.
Specifically, in the technique described in Patent Document 2, a difference absolute value image of two thermal images of the outgoing flow captured at different times is generated, and the generated difference absolute value image is binarized to be binarized. Generate an image. A plurality of such binarized images are generated at different time combinations, and the obtained plurality of binarized images are added. That is, a logical sum of pixel values (“1” or “0”) of pixels corresponding to each other in a plurality of binarized images is calculated (pixel values of pixels corresponding to each other in a plurality of binarized images). If at least one is “1”, the pixel value of the pixel is “1”; otherwise, the pixel value of the pixel is “0”). Then, a hole filling process is performed to set the pixel value of the pixel value “0” where the surrounding pixel value is “1” to “1”. Pixels having a pixel value of “1” on a straight line passing through a predetermined position in the image thus obtained and extending in a direction orthogonal to the direction assumed in advance as the moving direction of the outgoing flow The number of counted pixels is converted into a length in real space, and the length is obtained as the diameter of the output flow. In the technique described in Patent Document 2, the diameter of the output flow is regarded as the output diameter, and the obtained diameter of the output flow is adopted as the output diameter.

特開平9−209013号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-209033 特開2007−2307号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2007-2307

特許文献1に記載の技術では、出銑口の中心を垂直に切断するラインを予め決めている。しかしながら、出銑口の開孔作業では長尺のドリルを使っていること等の理由により、出銑口が開く位置が出銑毎に多少ずれる。したがって、設定したラインが出銑口から外れることが懸念され、これにより出銑口径を正確に測定することができない虞がある。また、特許文献1に記載の技術では、出銑口をカメラの視野に入れなければならない。しかしながら、出銑口付近の機械的構造によっては、出銑口をカメラの視野に入れることができないことがある。このため、出銑口付近の機械的構造等の制約により、出銑口の先の空中を移動する出銑流を観察せざるを得ない場合には、特許文献1に記載の技術により出銑口径を測定することはできない。   In the technique described in Patent Document 1, a line for vertically cutting the center of the tap hole is determined in advance. However, due to reasons such as using a long drill in the opening operation of the tap opening, the position at which the tap opening opens is somewhat different for each tap. Therefore, there is a concern that the set line may be disengaged from the tap opening, which may prevent the tap diameter from being accurately measured. Moreover, in the technique described in Patent Document 1, the spout must be placed in the field of view of the camera. However, depending on the mechanical structure near the tap, the tap may not be able to enter the camera's field of view. For this reason, when it is unavoidable to observe the output flow that moves in the air ahead of the output port due to the mechanical structure in the vicinity of the output port, the output described in Patent Document 1 is used. The caliber cannot be measured.

また、特許文献2に記載の技術は、出銑口から垂れ落ちて出銑流の下部に滞留するスラグを出銑流と分別して出銑流の直径を測定するためのものである。このような目的を達成するために、特許文献2に記載の技術では、溶銑と溶融スラグの輝度差を利用して、異なる時間に撮像された出銑流の2枚の熱画像の差分画像を生成することにより、出銑流の表面の(溶銑と溶融スラグの輝度差による)まだら模様の時間的変化を捉えた後、当該差分画像を2値化して差分絶対値画像を生成する。
しかしながら、出銑流は、出銑口から乱流として噴出されるので、その表面が常に波打っている(以下の説明では、この「出銑流の表面の波打っている部分」を必要に応じて「表面波」と称する)。この表面波の大きさや形状等の状態は、出銑を開始してからの時間の経過と共に変化する(出銑時間は2[hour]〜3[hour]である)。したがって、特許文献2に記載の技術では、表面波が存在している状態の出銑流の画像を撮像した場合、得られる出銑流の直径は、出銑口径に表面波による膨らみを加えた量となり、一定ではない表面波の影響を受けたものとなる。よって、出銑口径を正確に測定することができない虞がある。
Moreover, the technique described in Patent Document 2 is for measuring the diameter of the slag flow by separating the slag that hangs down from the slag and stays in the lower part of the slag flow from the slag flow. In order to achieve such an object, the technique described in Patent Document 2 uses a difference in brightness between hot metal and molten slag to obtain a difference image between two thermal images of the molten iron flow taken at different times. By generating, after capturing the temporal change of the mottled pattern (due to the luminance difference between the molten iron and the molten slag) on the surface of the molten iron flow, the difference image is binarized to generate a difference absolute value image.
However, since the tidal stream is ejected as turbulent flow from the tidal outlet, its surface is always undulating (in the following explanation, this “undulating part of the tidal stream surface” is required). (Referred to as “surface wave”). The state such as the size and shape of the surface wave changes with the passage of time since the start of the extraction (the output time is 2 [hour] to 3 [hour]). Therefore, in the technique described in Patent Document 2, when an image of the tidal current in a state where surface waves are present is captured, the diameter of the tidal current obtained is obtained by adding a swelling due to the surface wave to the diameter of the tidal outlet It becomes a quantity and is affected by a non-constant surface wave. Therefore, there is a possibility that the tapping diameter cannot be measured accurately.

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、表面が波打っている状態の出銑流の熱画像から、出銑口径を正確に測定できるようにすることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to enable accurate measurement of an output diameter from a thermal image of an output flow whose surface is wavy. To do.

本発明の高炉出銑口径測定方法は、高炉に形成された出銑口から流出した溶融物の噴流である出銑流の直径を、当該出銑口の口径として測定する高炉出銑口径測定方法であって、前記出銑流を含む領域の熱放射輝度の2次元分布を、当該熱放射輝度に対応する画素毎の画素値を持つ各画素から構成される熱画像として撮像する撮像工程と、前記撮像工程により連続的に撮像された複数枚の前記熱画像のそれぞれの画素値を2値化して複数枚の2値化画像を生成する2値化画像生成工程と、前記2値化画像生成工程により生成された複数枚の2値化画像のうち、異なる時間に撮像された2枚の前記熱画像に基づいて生成された2枚の2値化画像に基づいて、当該2枚の2値化画像の相互に対応する画素の画素値の差分の絶対値を画素値として有する差分2値化画像を生成する差分2値化画像生成工程と、前記差分2値化画像生成工程により生成された差分2値化画像を用いて、当該差分2値化画像における前記出銑流の直径を導出し、当該差分2値化画像における前記出銑流の直径から、前記出銑口の口径を導出する出銑口径導出工程と、を有することを特徴とする。   The method for measuring the diameter of a blast furnace outlet according to the present invention is a method for measuring the diameter of a blast furnace outlet, wherein the diameter of the outlet flow, which is a jet of a melt flowing out from the outlet formed in the blast furnace, is measured as the diameter of the outlet. An imaging step of capturing a two-dimensional distribution of thermal radiance of the region including the outflow as a thermal image composed of pixels having pixel values for each pixel corresponding to the thermal radiance, A binarized image generating step of binarizing each pixel value of the plurality of thermal images continuously captured by the imaging step to generate a plurality of binarized images; and the binarized image generation Based on the two binarized images generated based on the two thermal images captured at different times among the plurality of binarized images generated by the process, the two binarized images The absolute value of the difference between the pixel values of pixels corresponding to each other in the digitized image The difference binarized image generation step for generating the difference binarized image and the difference binarized image generated by the difference binarized image generation step are used to generate the output flow in the difference binarized image. And a deduction port diameter deriving step of deriving the diameter of the depot from the diameter of the depot flow in the difference binarized image.

本発明の高炉出銑口径測定システムは、高炉に形成された出銑口から流出した溶融物の噴流である出銑流の直径を、当該出銑口の口径として測定する高炉出銑口径測定システムであって、前記出銑流を含む領域の熱放射輝度の2次元分布を、当該熱放射輝度に対応する画素毎の画素値を持つ各画素から構成される熱画像として撮像する撮像手段と、前記撮像手段により連続的に撮像された複数枚の前記熱画像のそれぞれの画素値を2値化して複数枚の2値化画像を生成する2値化画像生成手段と、前記2値化画像生成手段により生成された複数枚の2値化画像のうち、異なる時間に撮像された2枚の前記熱画像に基づいて生成された2枚の2値化画像に基づいて、当該2枚の2値化画像の相互に対応する画素の画素値の差分の絶対値を画素値として有する差分2値化画像を生成する差分2値化画像生成手段と、前記差分2値化画像生成手段により生成された差分2値化画像を用いて、当該差分2値化画像における前記出銑流の直径を導出し、当該差分2値化画像における前記出銑流の直径から、前記出銑口の口径を導出する出銑口径導出手段と、を有することを特徴とする。   The blast furnace outlet diameter measuring system according to the present invention measures the diameter of the outlet flow, which is a jet of the melt flowing out from the outlet formed in the blast furnace, as the diameter of the outlet. An imaging means for imaging a two-dimensional distribution of thermal radiance of the region including the outflow as a thermal image composed of pixels having pixel values for each pixel corresponding to the thermal radiance, A binarized image generating unit that binarizes each pixel value of the plurality of thermal images continuously captured by the imaging unit to generate a plurality of binarized images; and the binarized image generation Based on the two binarized images generated based on the two thermal images captured at different times among the plurality of binarized images generated by the means, the two binarized images The absolute value of the difference between the pixel values of the corresponding pixels in the digitized image The difference binary image generated by the difference binary image generated by the difference binary image generated by the difference binary image generation unit is generated using the difference binary image generated by the difference binary image generation unit. It has deriving port diameter deriving means for deriving the diameter of the dredging flow and deriving the diameter of the dredging port from the diameter of the dredging flow in the difference binarized image.

本発明のコンピュータプログラムは、高炉に形成された出銑口から流出した溶融物の噴流である出銑流の直径を、当該出銑口の口径として測定することをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、前記出銑流を含む領域の熱放射輝度の2次元分布を、当該熱放射輝度に対応する画素毎の画素値を持つ各画素から構成される熱画像として撮像する撮像手段により連続的に撮像された複数枚の前記熱画像のそれぞれの画素値を2値化して複数枚の2値化画像を生成する2値化画像生成手段と、前記2値化画像生成手段により生成された複数枚の2値化画像のうち、異なる時間に撮像された2枚の前記熱画像に基づいて生成された2枚の2値化画像に基づいて、当該2枚の2値化画像の相互に対応する画素の画素値の差分の絶対値を画素値として有する差分2値化画像を生成する差分2値化画像生成手段と、前記差分2値化画像生成手段により生成された差分2値化画像を用いて、当該差分2値化画像における前記出銑流の直径を導出し、当該差分2値化画像における前記出銑流の直径から、前記出銑口の口径を導出する出銑口径導出手段と、してコンピュータを機能させることを特徴とする。   The computer program according to the present invention is a computer program for causing a computer to measure the diameter of an unloading flow that is a jet of a melt flowing out from an unloading port formed in a blast furnace as the diameter of the unloading port. The two-dimensional distribution of the thermal radiance of the region including the outgoing flow is continuously captured by an imaging unit that captures a thermal image including each pixel having a pixel value for each pixel corresponding to the thermal radiance. Generated by the binarized image generating means for binarizing the respective pixel values of the plurality of thermal images captured in an automatic manner to generate a plurality of binarized images, and the binarized image generating means Based on two binarized images generated based on the two thermal images captured at different times from among a plurality of binarized images, the two binarized images are mutually connected. Difference in pixel values of corresponding pixels Using the difference binarized image generating means for generating a difference binarized image having an absolute value as a pixel value and the difference binarized image generated by the difference binarized image generating means, the difference binarization is performed. Deriving the diameter of the tidal flow in the image, and causing the computer to function as tapping diameter derivation means for deriving the diameter of the tapping outlet from the diameter of the tidal flow in the binarized difference image It is characterized by.

本発明によれば、異なる時間に撮像された複数枚の出銑流の熱画像のそれぞれを2値化して複数枚の2値化画像を生成し、生成した複数枚の2値化画像のうち、異なる時間における2枚の2値化画像の絶対値差分をとって差分2値化画像を生成し、生成した差分2値化画像を用いて、出銑流の直径を出銑口径として導出する。したがって、出銑流の表面の波打っている部分を除いた状態で出銑流の直径を出銑口径として導出することができる。よって、表面が波打っている状態の出銑流の熱画像から、出銑口径を正確に測定することができる。   According to the present invention, a plurality of output thermal images captured at different times are binarized to generate a plurality of binarized images, and among the generated binarized images, The difference binary image is generated by taking the absolute value difference between the two binarized images at different times, and the diameter of the output flow is derived as the output diameter using the generated difference binary image. . Therefore, the diameter of the output flow can be derived as the output diameter in a state where the wavy portion of the surface of the output flow is removed. Therefore, it is possible to accurately measure the output diameter from the thermal image of the output flow with the surface being wavy.

高炉出銑口径測定システムの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of a blast furnace outlet diameter measuring system. 顕著な表面波が生じていない出銑流の熱画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the thermal image of the output flow in which the remarkable surface wave has not arisen. 激しい表面波を伴う出銑流2の熱画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the thermal image of the tidal stream 2 accompanied with an intense surface wave. 画像処理装置の機能的な構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a functional structure of an image processing apparatus. 画像処理装置で行われる処理の概念の第1の例を説明する図である。It is a figure explaining the 1st example of the concept of the process performed with an image processing apparatus. 画像処理装置で行われる処理の概念の第2の例を説明する図である。It is a figure explaining the 2nd example of the concept of the process performed with an image processing apparatus. 出銑流の熱画像から得られた濃度ヒストグラムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the density | concentration histogram obtained from the thermal image of a tidal stream. 出銑流の直径を導出する方法の概念の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the concept of the method of deriving the diameter of a tidal stream. 画像処理装置の処理動作の一例を説明するフローチャートである。6 is a flowchart illustrating an example of a processing operation of the image processing apparatus. 出銑を開始してからの経過時間と、出銑口径との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the elapsed time after starting the tapping and the tapping diameter. 特許文献2に記載の技術で出銑流の直径を導出する方法の概念の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the concept of the method of deriving the diameter of a tidal stream with the technique of patent document 2. FIG. 特許文献2に記載の技術で得られた差分絶対値画像の濃度プロファイルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the density profile of the difference absolute value image obtained with the technique of patent document 2. FIG.

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。
<高炉出銑口径測定システム>
図1は、高炉出銑口径測定システムの構成の一例を示す図である。尚、図1では、高炉1全体のうち、出銑口1a付近の一部分のみを示している。
図1において、本実施形態の高炉出銑口径測定システムは、出銑口1aから流出した出銑流2の熱画像(熱放射輝度の2次元分布)を撮像するCCDカメラ6と、CCDカメラ6で撮像された熱画像を処理する画像処理装置7とを有する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
<Blast furnace tapping diameter measurement system>
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a blast furnace tapping diameter measuring system. FIG. 1 shows only a part of the entire blast furnace 1 near the tap outlet 1a.
In FIG. 1, the blast furnace outlet diameter measuring system according to the present embodiment includes a CCD camera 6 that captures a thermal image (two-dimensional distribution of thermal radiance) of the outlet flow 2 flowing out from the outlet 1a, and a CCD camera 6 And an image processing device 7 for processing the thermal image picked up in (1).

図1に示すように、高炉1の炉底横の側壁部分に形成された出銑口1aから、溶銑と溶融スラグとの混合物(溶融物)が出銑流2として流出する。出銑流2の直径は高炉毎に異なるが、例えば、70[mm]〜120[mm]の範囲で変化する。この出銑流2とは別に、ごく一部の溶銑と溶融スラグとの混合物(溶融物)が、出銑口1aの直下に垂れ落ちることがある。出銑口1aの直下には出銑樋3の始端部があり、垂れ落ちた溶融物は、この出銑樋3の始端部に滞留し、滞留スラグ4を形成する。一方、出銑口1aから流出した出銑流2は、空中を移動してから出銑樋3に到達し、出銑樋3に到達した後は出銑樋3に沿って流れる。出銑流2が空中を移動する速度は5[m/sec]〜10[m/sec]程度である。また、出銑口1aと間隔を有して、樋カバー5が出銑樋3を囲むようにして形成されている。   As shown in FIG. 1, a mixture (melt) of hot metal and molten slag flows out as an outgoing stream 2 from an outlet 1 a formed in a side wall portion beside the furnace bottom of the blast furnace 1. Although the diameter of the tidal stream 2 is different for each blast furnace, for example, it changes in the range of 70 [mm] to 120 [mm]. In addition to the tap flow 2, a small part of the molten iron and molten slag mixture (melt) may sag directly below the tap hole 1 a. There is a starting end portion of the brewing bar 3 immediately below the brewing port 1a, and the dripping melt stays at the starting end portion of the brewing bar 3 to form a staying slag 4. On the other hand, the outgoing stream 2 flowing out from the outgoing outlet 1a reaches the outgoing output 3 after moving in the air, and flows along the outgoing output 3 after reaching the outgoing output 3. The speed at which the outgoing stream 2 moves in the air is about 5 [m / sec] to 10 [m / sec]. In addition, a cocoon cover 5 is formed so as to surround the brewing bar 3 with a gap from the brewing port 1a.

図1に示すように、出銑口1aから流出した直後の出銑流2は、樋カバー5によって遮蔽されていない。本実施形態では、この出銑口1aから流出した直後の出銑流2の熱放射輝度分布を、その斜め上方からモノクロのCCDカメラ6を用いて撮像する。   As shown in FIG. 1, the tap stream 2 immediately after flowing out of the tap port 1 a is not shielded by the paddle cover 5. In the present embodiment, the thermal radiance distribution of the tap stream 2 immediately after flowing out from the tap hole 1a is imaged using a monochrome CCD camera 6 from obliquely above.

本実施形態では、露光時間(シャッタースピード)を極めて短くして、出銑口1aから流出した出銑流2の熱画像(熱放射輝度の2次元分布)を撮像することにより、熱画像において、出銑流2の像流れが生じないようにした(まだら模様や輪郭が不明瞭にならないようにした)。ここで、露光時間を1[msec]以下にすれば、出銑流2における「まだら模様や輪郭」を捉えることができるので好ましく、0.2[msec]以下にすれば、出銑流2における「まだら模様や輪郭」をより鮮明に捉えることができるのでより好ましい。尚、露光時間が短すぎると固体撮像素子への入光量が不足するので画像が却って不鮮明になる。露光時間の最低値は、固体撮像素子の感度によって決められる。
また、出銑流2を鮮明に捉えるために、撮像された画像の分解能を2[mm]以下にするのが好ましい。
In the present embodiment, the exposure time (shutter speed) is extremely shortened, and a thermal image (two-dimensional distribution of thermal radiance) flowing out from the tap outlet 1a is captured, so that in the thermal image, The image flow of the output stream 2 was not generated (the mottled pattern and outline were not obscured). Here, if the exposure time is set to 1 [msec] or less, the “mottled pattern or outline” in the output stream 2 can be captured, and if the exposure time is set to 0.2 [msec] or less, it is preferable. It is more preferable because “mottled pattern and outline” can be captured more clearly. If the exposure time is too short, the amount of light incident on the solid-state image sensor is insufficient and the image becomes unclear. The minimum value of the exposure time is determined by the sensitivity of the solid-state image sensor.
Further, in order to capture the output stream 2 clearly, it is preferable to set the resolution of the captured image to 2 [mm] or less.

本実施形態では、CCDカメラ6の露光時間を1/10000[sec]として、出銑口1aから流出した出銑流2の熱画像(熱放射輝度分布)を、2次元の濃度分布を示す静止画像として撮像する。CCDカメラ6は、約0.4[mm]の分解能で出銑流2の画像を撮像する。
ところで、CCDカメラでは、0.4[μm]〜0.8[μm]程度の波長帯域の光についてのみ受光感度があり、しかもこの波長帯域内での受光感度は一定ではなく、特有の分光感度特性を有している。そこで、一定の狭い波長を有する光のみを透過する波長選択フィルタをCCDカメラ6に取り付けるようにするのが好ましい。具体的に本実施形態では、中心透過波長が0.65[μm]の光学バンドパスフィルタを波長選択フィルタとして、CCDカメラ6に取り付けた。
In the present embodiment, the exposure time of the CCD camera 6 is set to 1/10000 [sec], and the thermal image (thermal radiance distribution) of the output stream 2 flowing out from the output port 1a is stationary indicating a two-dimensional density distribution. Capture as an image. The CCD camera 6 captures an image of the outgoing stream 2 with a resolution of about 0.4 [mm].
By the way, the CCD camera has a light receiving sensitivity only for light in a wavelength band of about 0.4 [μm] to 0.8 [μm], and the light receiving sensitivity in this wavelength band is not constant, and has a specific spectral sensitivity. It has characteristics. Therefore, it is preferable that a wavelength selection filter that transmits only light having a certain narrow wavelength is attached to the CCD camera 6. Specifically, in this embodiment, an optical bandpass filter having a center transmission wavelength of 0.65 [μm] is attached to the CCD camera 6 as a wavelength selection filter.

図2は、顕著な表面波が生じていない出銑流2の熱画像の一例を示す図である。
図2に示す熱画像200において、出銑流の表面に表面波210(波打っている部分)が写し出されており、また、出銑流2の下方には、滞留スラグ220が写し出されている。また、熱画像200における出銑流の直径Dは、熱画像200に写し出された出銑流の、当該出銑流の噴出方向に対して垂直な方向の長さとなる。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a thermal image of the outgoing stream 2 in which no significant surface wave is generated.
In the thermal image 200 shown in FIG. 2, a surface wave 210 (waved portion) is projected on the surface of the tidal stream, and a staying slag 220 is projected below the tidal stream 2. . In addition, the diameter D of the output stream in the thermal image 200 is the length of the output stream projected in the thermal image 200 in a direction perpendicular to the ejection direction of the output stream.

CCDカメラ6は、一定の時間隔(撮像間隔)で、出銑流2の熱画像を撮像する。例えば、5[msec]〜10[sec]の範囲で撮像間隔を設定することができる。5[msec]を下回る撮像間隔で撮像すると、時間的に連続する2枚の熱画像において、表面波210の変化を捉えることができなくなる虞があり、10[sec]を上回る撮像間隔で撮像すると、出銑口径の測定間隔が長くなり、出銑口径の測定の結果をオペレータに適切なタイミングで提示することができなくなる虞があるからである。
本実施形態では、CCDカメラ6は、出銑口1aから流出した出銑流2の熱画像を1[sec]の撮像間隔で4枚又は5枚撮像することを、30[sec]の周期で周期的に行うものとする。
The CCD camera 6 captures a thermal image of the outgoing stream 2 at a constant time interval (imaging interval). For example, the imaging interval can be set in the range of 5 [msec] to 10 [sec]. If imaging is performed at an imaging interval of less than 5 [msec], a change in the surface wave 210 may not be captured in two temporally continuous thermal images, and imaging is performed at an imaging interval of greater than 10 [sec]. This is because the measurement interval of the tap diameter becomes long and the result of the measurement of the tap diameter cannot be presented to the operator at an appropriate timing.
In the present embodiment, the CCD camera 6 captures four or five thermal images of the outgoing stream 2 flowing out from the outlet 1a at an imaging interval of 1 [sec] at a period of 30 [sec]. It shall be done periodically.

図3は、激しい表面波を伴う出銑流2の熱画像の例を示す図である。尚、図3(a)、図3(b)、図3(c)に示す熱画像310、320、330は、ある出銑において、激しい表面波が生じている時間帯の出銑流2の熱画像である。また、図3に示す熱画像310、320、330は、出銑口1aの近くで出銑流2を撮像することにより得られたものであるが、熱画像310、320、330には、出銑口1aは写し出されていない(熱画像310、320、330の「出銑口近傍」と示されている暗い領域は、構造物によるものであり、この構造物の後ろ側に出銑口1aがある)。   FIG. 3 is a diagram showing an example of a thermal image of the outgoing flow 2 accompanied by intense surface waves. The thermal images 310, 320, and 330 shown in FIGS. 3 (a), 3 (b), and 3 (c) show the output stream 2 in a time zone in which intense surface waves are generated in a certain output. It is a thermal image. In addition, the thermal images 310, 320, and 330 shown in FIG. 3 are obtained by imaging the outgoing stream 2 near the outlet 1a. The shed 1a is not projected (the dark area indicated as “near the shed” in the thermal images 310, 320, 330 is due to the structure, and the shed 1a is located behind the structure. There).

図2に示した熱画像200では、出銑流の表面波210はそれほど大きくないが、長時間の出銑中には、図3に示すように激しい表面波を伴うこともある。図3(a)、図3(b)に示す熱画像310、320を用いた場合、出銑口近傍において出銑流の直径Dを測定すれば、当該出銑流の直径Dは出銑口径に近くなると推定されるが、噴出方向のすぐ先において出銑流の直径Dを測定すると、表面波の影響で、当該出銑流の直径Dは出銑口径よりも大きくなる。図3(c)に示す熱画像330では、出銑口近傍で既に出銑流の直径Dが膨張し、その先では出銑流の直径Dが減少している。このような状況では、出銑流の直径Dの測定値のバラツキが大きく、且つ、出銑口径に等しいと見なせる測定値を得ることができない。   In the thermal image 200 shown in FIG. 2, the surface wave 210 of the output flow is not so large, but during the output of a long time, a strong surface wave may be accompanied as shown in FIG. 3. When the thermal images 310 and 320 shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b) are used, if the diameter D of the output flow is measured in the vicinity of the output port, the diameter D of the output flow becomes the output port diameter. However, when the diameter D of the tidal stream is measured immediately before the ejection direction, the diameter D of the tidal stream becomes larger than the diameter of the tidal outlet due to the influence of surface waves. In the thermal image 330 shown in FIG. 3 (c), the diameter D of the output flow has already expanded in the vicinity of the output port, and the diameter D of the output flow has decreased beyond that. In such a situation, there is a large variation in the measured value of the diameter D of the tap flow, and a measured value that can be regarded as being equal to the tap diameter cannot be obtained.

前述したように、特許文献2に記載の技術では、表面波により膨張した出銑流の直径が測定される問題がある。そして、表面波の大きさは、2[hour]〜3[hour]の出銑中に様々な態様となり、時々刻々と変化するので、特許文献2に記載の技術で得られた測定値の単純な平均化処理では出銑口径を正確に求めることができない。
そこで、本実施形態では、以上のようにして構成されたCCDカメラ6により撮像された出銑流2の熱画像を、以下のようにして処理することにより、出銑流2の熱画像から、表面波の影響が除去された出銑流の直径Dを導出し、出銑口径に近い出銑流の直径Dを導出できるようにした。以下に、かかる処理を行う画像処理装置7について説明する。
As described above, the technique described in Patent Document 2 has a problem in that the diameter of the output flow expanded by the surface wave is measured. And since the magnitude | size of a surface wave becomes various aspects during the output of 2 [hour]-3 [hour], and changes every moment, it is simple of the measured value obtained by the technique of patent document 2. It is not possible to accurately determine the output diameter with a proper averaging process.
Therefore, in the present embodiment, by processing the thermal image of the outgoing stream 2 captured by the CCD camera 6 configured as described above, the thermal image of the outgoing stream 2 is processed as follows. The diameter D of the tidal stream from which the influence of the surface wave was removed was derived so that the diameter D of the tidal stream that was close to the diameter of the tidal outlet could be derived. Hereinafter, the image processing apparatus 7 that performs such processing will be described.

<画像処理装置>
図4は、画像処理装置7の機能的な構成の一例を示す図である。画像処理装置7のハードウェアは、例えば、CPU、ROM、RAM、HDD、及び各種のインターフェースを備えたコンピュータを用いることにより実現することができる。図5、図6は、画像処理装置7で行われる処理の概念の一例を説明する図である。
<Image processing device>
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the image processing apparatus 7. The hardware of the image processing device 7 can be realized by using, for example, a computer having a CPU, a ROM, a RAM, an HDD, and various interfaces. 5 and 6 are diagrams for explaining an example of a concept of processing performed by the image processing apparatus 7.

(熱画像入力部401)
熱画像入力部401は、前述したようにしてCCDカメラ6で撮像された出銑流2の熱画像のデータを入力して記憶する。本実施形態では、CCDカメラ6で撮像された出銑流2の熱画像には、出銑口1aが写し出されていないものとする。
本実施形態では、CCDカメラ6により、出銑流2の熱画像が得られる度に、CCDカメラ6から画像処理装置7(熱画像入力部401)に当該出銑流2の熱画像のデータが送信されるものとする。ただし、熱画像入力部401は、必ずしもこのようにして出銑流2の熱画像のデータを入力する必要はない。例えば、熱画像入力部401は、CCDカメラ6に、出銑流2の熱画像のデータの取得を要求し、この要求に応じて、CCDカメラ6が、出銑流2の熱画像のデータを、画像処理装置7(熱画像入力部401)に送信してもよい。
(Thermal image input unit 401)
The thermal image input unit 401 inputs and stores thermal image data of the outgoing stream 2 captured by the CCD camera 6 as described above. In the present embodiment, it is assumed that the spout 1a is not projected in the thermal image of the spout 2 captured by the CCD camera 6.
In the present embodiment, whenever a thermal image of the output stream 2 is obtained by the CCD camera 6, the thermal image data of the output stream 2 is transferred from the CCD camera 6 to the image processing device 7 (thermal image input unit 401). Shall be sent. However, the thermal image input unit 401 does not necessarily need to input the thermal image data of the outgoing stream 2 in this way. For example, the thermal image input unit 401 requests the CCD camera 6 to acquire the thermal image data of the output stream 2, and the CCD camera 6 receives the thermal image data of the output stream 2 in response to this request. Alternatively, the image data may be transmitted to the image processing apparatus 7 (thermal image input unit 401).

このようにして、熱画像入力部401は、出銑流2の直径Dを1つ求めるために必要な複数枚の(3枚以上の)の出銑流2の熱画像のデータを入力する。前述したように、本実施形態では、CCDカメラ6は、出銑流2の熱画像を1[sec]の撮像間隔で4枚又は5枚撮像することを、30[sec]の周期で周期的に行う。したがって、熱画像入力部401は、1[sec]の撮像間隔で撮像された4枚又は5枚の出銑流2の熱画像のデータを、30[sec]の周期で繰り返し入力する。例えば、出銑流2の直径Dを1つ求めるために必要な複数枚の熱画像のデータとして、図5に示す熱画像Org.1〜Org.4、又は図6に示す熱画像Org.1〜Org.5が、熱画像入力部401に入力される。出銑流2の直径Dを1つ求めるために必要な熱画像のデータの数は、例えば、オペレータによる画像処理装置7の操作に基づいて、予め画像処理装置7に設定されているものとする。尚、図5に示す熱画像は、熱画像Org.1、Org.2、Org.3、Org.4の順で撮像されたものであり、図6に示す熱画像を、熱画像Org.1、Org.2、Org.3、Org.4、Org.5の順で撮像されたものである。
熱画像入力部401は、例えば、CPUが、CCDカメラ6から通信インターフェースを介して熱画像のデータを入力してHDD等に格納することにより実現される。
In this way, the thermal image input unit 401 inputs data of a plurality of (three or more) thermal images of the outgoing stream 2 necessary for obtaining one diameter D of the outgoing stream 2. As described above, in this embodiment, the CCD camera 6 periodically captures four or five thermal images of the outgoing stream 2 at an imaging interval of 1 [sec] with a period of 30 [sec]. To do. Therefore, the thermal image input unit 401 repeatedly inputs four or five thermal image data of the outgoing stream 2 captured at an imaging interval of 1 [sec] at a cycle of 30 [sec]. For example, the thermal image Org.1 to Org.4 shown in FIG. 5 or the thermal image Org.1 shown in FIG. 6 is used as data of a plurality of thermal images necessary for obtaining one diameter D of the output stream 2. ~ Org.5 is input to the thermal image input unit 401. The number of thermal image data necessary for obtaining one diameter D of the output stream 2 is set in the image processing apparatus 7 in advance based on the operation of the image processing apparatus 7 by the operator, for example. . The thermal image shown in FIG. 5 is taken in the order of thermal images Org.1, Org.2, Org.3, Org.4, and the thermal image shown in FIG. , Org.2, Org.3, Org.4, and Org.5.
The thermal image input unit 401 is realized, for example, when the CPU inputs thermal image data from the CCD camera 6 via a communication interface and stores the data in an HDD or the like.

(2値化画像生成部402)
2値化画像生成部402は、熱画像入力部401により、出銑流2の直径Dを1つ求めるために必要な複数枚の熱画像のデータが入力されると、それら複数枚の熱画像のデータの夫々に対して、2値化処理を行う。ここでは、2値化処理により、熱画像において、撮像対象となる出銑流2の背景となっている暗い領域と、温度が高温であることにより発光している出銑流2の領域とを分離する。したがって、これらの領域が分離されるように(すなわち、出銑流2の領域の画素値が「1」、背景となっている領域の画素値が「0」となるように)、2値化処理における閾値を定める必要がある。
(Binarized image generation unit 402)
When the thermal image input unit 401 receives data of a plurality of thermal images necessary for obtaining one diameter D of the outgoing flow 2, the binarized image generation unit 402 receives the plurality of thermal images. A binarization process is performed on each of the data. Here, by the binarization processing, in the thermal image, a dark area that is the background of the outgoing stream 2 to be imaged and an area of the outgoing stream 2 that emits light due to a high temperature are obtained. To separate. Therefore, binarization is performed so that these areas are separated (that is, the pixel value of the output stream 2 area is “1” and the pixel value of the background area is “0”). It is necessary to define a threshold for processing.

図7は、出銑流2の熱画像から得られた濃度ヒストグラムの一例を示す図である。図7において、画像濃度とは、256階調の画像の明暗(すなわち、画像上の輝度)のことを指す。この画像濃度と、出銑流2における熱放射輝度との関係は、リニアな関係にある。この画像濃度の値が熱画像の各画素の画素値となる。
図7において、出銑流2の背景となっている領域に対応する濃度分布(背景濃度分布701)と、出銑流2の領域に対応する濃度分布(溶銑の領域に対応する濃度分布(溶銑濃度分布702)及び溶融スラグの領域に対応する濃度分布(スラグ濃度分布703))と、を分離するためには、背景濃度分布701と、溶銑濃度分布702との間に生じている谷間(画素数が0(ゼロ)に近い値を示す領域)の画素濃度の範囲内で閾値を設定すればよい。図7に示す例では、出銑流2の熱画像の最高濃度の0.21倍以上、0.40倍以下(出銑流2の熱画像の最高濃度×0.21〜出銑流2の熱画像の最高濃度×0.40)の範囲(図7に示す2値化閾値範囲)であれば、熱画像において、出銑流2の背景となっている領域と、出銑流2の領域とを分離することができる。本発明者らは、このような出銑流2の熱画像の濃度ヒストグラムを、出銑流2の状態が様々な状態であるときの複数枚の出銑流2の熱画像について作成し、作成した濃度ヒストグラムから、適切な2値化閾値範囲がどの範囲になるのかを調査した。その結果、出銑流2の熱画像の最高濃度の0.27倍以上、0.38倍以下(出銑流2の熱画像の最高濃度×0.27〜出銑流2の熱画像の最高濃度×0.38)の範囲で2値化処理の閾値を設定すれば、熱画像において、出銑流2の背景となっている領域と、出銑流2の領域とを常に安定して分離する2値化処理を行えることを見出した。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a density histogram obtained from the thermal image of the outgoing stream 2. In FIG. 7, the image density refers to light and dark (that is, luminance on the image) of an image having 256 gradations. The relationship between the image density and the thermal radiance in the outgoing stream 2 is a linear relationship. The value of this image density becomes the pixel value of each pixel of the thermal image.
In FIG. 7, the concentration distribution (background concentration distribution 701) corresponding to the background region of the molten iron flow 2 and the concentration distribution corresponding to the region of the molten iron flow 2 (concentration distribution corresponding to the molten iron region (hot metal) In order to separate the concentration distribution 702) and the concentration distribution corresponding to the molten slag region (slag concentration distribution 703)), a valley (pixel) generated between the background concentration distribution 701 and the hot metal concentration distribution 702 The threshold value may be set within a pixel density range of a region where the number shows a value close to 0 (zero). In the example shown in FIG. 7, the maximum density of the thermal image of the output stream 2 is 0.21 times or more and 0.40 times or less (the maximum density of the thermal image of the output stream 2 × 0.21 to the output stream 2 If the range of the maximum density of the thermal image × 0.40) (the binarization threshold range shown in FIG. 7), the region that is the background of the outgoing flow 2 and the region of the outgoing flow 2 in the thermal image And can be separated. The inventors create such a density histogram of the thermal image of the output stream 2 for a plurality of thermal images of the output stream 2 when the output stream 2 is in various states. The appropriate binarization threshold range was examined from the obtained density histogram. As a result, 0.27 times or more and 0.38 times or less of the maximum density of the thermal image of the output stream 2 (maximum density of the thermal image of the output stream 2 × 0.27 to the maximum of the thermal image of the output stream 2 If the threshold value for binarization processing is set in the range of density × 0.38), the background area of the outgoing stream 2 and the outgoing stream 2 area are always stably separated in the thermal image. It was found that the binarization process can be performed.

本実施形態では、このような範囲の中からオペレータにより選択された閾値が、例えば、オペレータによる画像処理装置7の操作に基づいて、予め画像処理装置7に設定されているものとする。
2値化画像生成部402は、画素値が閾値以上の画素の画素値を「1」とし、画素値が閾値未満の画素の画素値を「0」とすることを、熱画像入力部401により入力された複数枚の熱画像のデータのそれぞれについて行うことにより2値化画像を生成する。例えば、図5に示す熱画像Org.1〜Org.4からは2値化画像Bin.1〜Bin.4が生成され、図6に示す熱画像Org.1〜Org.5からは2値化画像Bin.1〜Bin.5が生成される。
2値化画像生成部402は、例えば、CPUが、HDD等から、熱画像のデータを読み出して2値化画像を作成し、そのデータをRAM等に記憶することにより実現される。
In the present embodiment, it is assumed that the threshold value selected by the operator from such a range is set in the image processing device 7 in advance based on, for example, the operation of the image processing device 7 by the operator.
The binarized image generation unit 402 uses the thermal image input unit 401 to set the pixel value of a pixel having a pixel value equal to or greater than the threshold to “1” and the pixel value of a pixel having a pixel value less than the threshold to “0”. A binarized image is generated by performing each of the input thermal image data. For example, binarized images Bin.1 to Bin.4 are generated from the thermal images Org.1 to Org.4 shown in FIG. 5, and binarized from the thermal images Org.1 to Org.5 shown in FIG. Images Bin.1 to Bin.5 are generated.
The binarized image generation unit 402 is realized, for example, when the CPU reads out thermal image data from an HDD or the like to create a binarized image and stores the data in a RAM or the like.

(差分2値化画像生成部403)
差分2値化画像生成部403は、2値化画像生成部402により生成された2値化画像であって、時間的に連続する2枚の2値化画像の相互に対応する画素の画素値の絶対値差分をとることを、それら2値化画像の全ての画素について行って、差分2値化画像を生成する。すなわち、差分2値化画像生成部403は、時間的に連続する2枚の2値化画像の相互に対応する画素の画素値が異なれば、当該画素の画素値が「1」となり、時間的に連続する2枚の2値化画像の相互に対応する画素の画素値が同じであれば、当該画素値の画素値が「0」となる画像である差分2値化画像を生成する。
(Difference binary image generation unit 403)
The difference binarized image generation unit 403 is a binarized image generated by the binarized image generation unit 402, and the pixel values of pixels corresponding to each other in two temporally continuous binarized images Are taken for all the pixels of the binarized images to generate a difference binarized image. That is, the difference binarized image generation unit 403 sets the pixel value of the pixel to “1” if the pixel values of the corresponding pixels of two binarized images that are temporally different from each other are different. If the pixel values of the pixels corresponding to each other in two consecutive binarized images are the same, a difference binarized image that is an image in which the pixel value of the pixel value is “0” is generated.

差分2値化画像生成部403は、このような差分2値化画像の生成を、2値化画像生成部402により生成された2値化画像の全てについて行う。例えば、図5に示す2値化画像Bin.1〜Bin.4からは差分2値化画像Dif.1〜Dif.3が生成され、図6に示す2値化画像Bin.1〜Bin.5からは差分2値化画像Dif.1〜Dif.4が生成される。より具体的に説明すると、例えば、図5に示す2値化画像Bin.1、Bin.2から差分2値化画像Dif.1が生成される。このようにすることによって、形状及び大きさが高速で変化する表面波の部分が抽出される(図5に示す差分2値化画像Dif.1〜Dif.3と図6に示す差分2値化画像Dif.1〜Dif.4の白い領域を参照)。
差分2値化画像生成部403は、例えば、CPUが、RAM等から、2値化画像のデータを読み出して差分2値化画像を作成し、そのデータをRAM等に記憶することにより実現される。
The difference binarized image generation unit 403 generates such a difference binarized image for all the binarized images generated by the binarized image generation unit 402. For example, the difference binarized images Dif.1 to Dif.3 are generated from the binarized images Bin.1 to Bin.4 shown in FIG. 5, and the binarized images Bin.1 to Bin.5 shown in FIG. From the difference binarized images Dif.1 to Dif.4. More specifically, for example, the difference binarized image Dif.1 is generated from the binarized images Bin.1 and Bin.2 shown in FIG. In this way, a surface wave portion whose shape and size change at high speed is extracted (difference binarized images Dif.1 to Dif.3 shown in FIG. 5 and difference binarization shown in FIG. 6). (See the white area in images Dif.1-Dif.4).
The difference binarized image generation unit 403 is realized, for example, when the CPU reads the data of the binarized image from the RAM or the like, creates a difference binarized image, and stores the data in the RAM or the like. .

(合成差分2値化画像生成部404)
合成差分2値化画像生成部404は、差分2値化画像生成部403により生成された複数枚の差分2値化画像の相互に対応する画素の画素値の論理和をとることを、それら複数枚の差分2値化画像の全ての画素について行って、合成差分2値化画像を生成する。すなわち、合成差分2値化画像生成部404は、差分2値化画像生成部403により生成された複数枚の差分2値化画像の相互に対応する画素の画素値の少なくとも1つが「1」であるならば当該画素の画素値を「1」とし、そうでなければ当該画素の画素値を「0」として差分2値化画像を生成する。
例えば、図5に示す差分2値化画像Dif.1〜Dif.3から合成差分2値化画像Addが生成され、図6に示す差分2値化画像Dif.1〜Dif.4から合成差分2値化画像Addが生成される。
合成差分2値化画像生成部404は、例えば、CPUが、RAM等から、差分2値化画像のデータを読み出して合成差分2値化画像を作成し、そのデータをRAM等に記憶することにより実現される。
(Synthetic Difference Binary Image Generation Unit 404)
The combined difference binarized image generation unit 404 calculates the logical sum of the pixel values of the corresponding pixels of the plurality of difference binarized images generated by the difference binarized image generation unit 403. The process is performed for all the pixels of the difference binary image to generate a composite difference binary image. That is, the composite difference binarized image generation unit 404 has “1” for at least one of the pixel values of the corresponding pixels of the plurality of difference binarized images generated by the difference binarized image generation unit 403. If there is, the pixel value of the pixel is set to “1”, and if not, the pixel value of the pixel is set to “0” to generate a difference binary image.
For example, a combined difference binarized image Add is generated from the difference binarized images Dif.1 to Dif.3 shown in FIG. 5, and a combined difference 2 is generated from the difference binarized images Dif.1 to Dif.4 shown in FIG. A valued image Add is generated.
In the composite difference binarized image generation unit 404, for example, the CPU reads out the data of the difference binarized image from the RAM or the like, creates a composite difference binarized image, and stores the data in the RAM or the like. Realized.

(出銑口径導出部405)
出銑口径導出部405は、合成差分2値化画像生成部404により生成された合成差分2値化画像から、実際の出銑流2の直径Dを、出銑口径(出銑口1aの口径)として導出する。
図8は、出銑流2の直径Dを導出する方法の概念の一例を説明する図である。図8を参照しながら、出銑口径導出部405の処理の一例の詳細を説明する。
(Spot diameter derivation section 405)
The spout diameter derivation unit 405 obtains the actual diameter D of the spout flow 2 from the composite difference binarized image generated by the composite difference binarized image generation unit 404, and calculates the spout diameter (the diameter of the spout opening 1a). ).
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a concept of a method for deriving the diameter D of the outgoing stream 2. Details of an example of the processing of the tap diameter derivation unit 405 will be described with reference to FIG.

具体的に説明すると、まず、出銑口径導出部405は、合成差分2値化画像生成部404により生成された合成差分2値化画像Addに対して始点801を設定する。合成差分2値化画像Addの大きさは予め定まっており、且つ、CCDカメラ6の視野となる領域と、出銑流2が空中を移動する経路は大きく変動しない。したがって、合成差分2値化画像Addにおいて、出銑流2が確実に含まれる領域を予め想定することができる。この合成差分2値化画像Addの領域のうち、出銑流2が確実に含まれる領域の中から始点801が定められる。   More specifically, first, the tap diameter derivation unit 405 sets the start point 801 for the composite difference binarized image Add generated by the composite difference binarized image generation unit 404. The size of the composite difference binarized image Add is determined in advance, and the region serving as the field of view of the CCD camera 6 and the path along which the outgoing stream 2 moves in the air do not vary greatly. Therefore, in the composite difference binarized image Add, an area in which the outgoing stream 2 is surely included can be assumed in advance. A start point 801 is determined from an area where the outgoing flow 2 is surely included in the area of the composite difference binarized image Add.

本実施形態では、始点801の位置は、例えば、オペレータによる画像処理装置7の操作に基づいて、予め画像処理装置7に設定されている。
また、本実施形態では、始点801の位置は、図8に示すように、合成差分2値化画像Addの左下の位置を原点としたときのx軸の座標とy軸の座標で表されるものとする。ここで、x軸の座標は、合成差分2値化画像Addの横方向の座標であり、y軸の座標は、合成差分2値化画像Addの縦方向の座標である。
In the present embodiment, the position of the start point 801 is set in advance in the image processing device 7 based on, for example, the operation of the image processing device 7 by the operator.
In the present embodiment, as shown in FIG. 8, the position of the start point 801 is represented by the x-axis coordinates and the y-axis coordinates when the lower left position of the composite difference binary image Add is the origin. Shall. Here, the x-axis coordinate is the horizontal coordinate of the composite difference binarized image Add, and the y-axis coordinate is the vertical coordinate of the composite difference binarized image Add.

次に、出銑口径導出部405は、始点801となる画素から、y軸の正の方向に、1画素ずつ画素値を読み出し、画素値が初めて「1」となる画素の位置(座標)を読み出す。そして、出銑口径導出部405は、始点801となる画素から、読み出した画素の1つ前の画素までの距離(画素数)を求める。以下の説明では、このようにして求めた距離(画素数)を必要に応じて「始点表面波間上方向距離Lup」と称する。始点表面波間上方向距離Lupは、始点801から表面波を示す領域までの、合成差分2値化画像Addの鉛直上方向における距離を示す。 Next, the tap diameter derivation unit 405 reads pixel values pixel by pixel in the positive y-axis direction from the pixel that is the starting point 801, and determines the position (coordinates) of the pixel at which the pixel value is “1” for the first time. read out. Then, the tap diameter derivation unit 405 obtains the distance (number of pixels) from the pixel that is the starting point 801 to the pixel immediately before the read pixel. In the following description, the distance (number of pixels) obtained in this way is referred to as “upward distance L up between the start surface waves” as necessary. The upward distance L up between the start point surface waves indicates the distance in the vertical direction of the composite difference binarized image Add from the start point 801 to the region indicating the surface wave.

次に、出銑口径導出部405は、始点801となる画素から、y軸の負の方向に、1画素ずつ画素値を読み出し、画素値が初めて「1」となる画素の位置(座標)を読み出す。そして、出銑口径導出部405は、始点801となる画素から、読み出した画素の1つ前の画素までの距離(画素数)を求める。以下の説明では、このようにして求めた距離(画素数)を必要に応じて「始点表面波間下方向距離Ldown」と称する。始点表面波間下方向距離Ldownは、始点801から表面波を示す領域までの、合成差分2値化画像Addの鉛直下方向における距離を示す。 Next, the tap diameter derivation unit 405 reads out the pixel value pixel by pixel in the negative direction of the y-axis from the pixel at the start point 801, and determines the position (coordinate) of the pixel at which the pixel value is “1” for the first time. read out. Then, the tap diameter derivation unit 405 obtains the distance (number of pixels) from the pixel that is the starting point 801 to the pixel immediately before the read pixel. In the following description, the distance (number of pixels) obtained in this way is referred to as “downward distance L down between starting surface waves” as necessary. The downward distance L down between the starting point surface waves indicates the distance in the vertically downward direction of the composite difference binarized image Add from the starting point 801 to the region indicating the surface wave.

次に、出銑口径導出部405は、始点表面波間上方向距離Lupと始点表面波間下方向距離Ldownとを加算する。これにより、始点801を通り、且つ、合成差分2値化画像Addの縦方向(上下方向)に延びる直線に沿った方向おける、表面波を示す領域の間の距離(画素数)を求めることができる。以下の説明では、このようにして求めた距離(画素数)を必要に応じて「表面波間縦方向距離L」と称する。表面波間縦方向距離Lは、以下の(1)式で表される。
L=Lup+Ldown ・・・(1)
Next, the tap diameter derivation unit 405 adds the upward distance L up between the starting point surface waves and the downward distance L down between the starting point surface waves. Thereby, the distance (number of pixels) between the regions indicating the surface waves in the direction along the straight line that passes through the start point 801 and extends in the vertical direction (vertical direction) of the composite difference binary image Add is obtained. it can. In the following description, the distance (number of pixels) thus obtained is referred to as “surface wave longitudinal distance L” as necessary. The longitudinal distance L between the surface waves is expressed by the following equation (1).
L = L up + L down (1)

次に、出銑口径導出部405は、出銑流2の空中での移動方向(図8の噴出方向)とx軸とのなす角度をθとして、以下の(2)式により、合成差分2値化画像Addにおける出銑流2の直径Dを導出する。
D=L×cosθ ・・・(2)
図8に示すように、出銑流2の空中での移動方向(図8の噴出方向)は、x軸に平行(水平方向)ではない。したがって、(2)式の計算を行うことにより、始点801を通り、且つ、出銑流2の空中での移動方向(図8の噴出方向)に対して直交する直線に沿う方向における、表面波を示す領域の間の距離(画素数)を、合成差分2値化画像Addにおける出銑流2の直径Dとして得ることができる。
Next, the outlet diameter deriving unit 405 uses the following equation (2) as an angle between the moving direction of the outlet stream 2 in the air (the ejection direction in FIG. 8) and the x axis, and the combined difference 2 The diameter D of the outgoing stream 2 in the valued image Add is derived.
D = L × cos θ (2)
As shown in FIG. 8, the moving direction of the tidal stream 2 in the air (the ejection direction in FIG. 8) is not parallel to the x-axis (horizontal direction). Therefore, the surface wave in the direction along the straight line that passes through the start point 801 and is orthogonal to the moving direction of the outgoing stream 2 in the air (the ejection direction in FIG. 8) is obtained by calculating the expression (2). Can be obtained as the diameter D of the outgoing flow 2 in the composite difference binarized image Add.

前述したように、出銑流2が空中を移動する経路は大きく変動しないので、出銑流2の空中での移動方向(図8の噴出方向)も大きく変動しない。そこで、本実施形態では、出銑流2の空中での移動方向(図8の噴出方向)とx軸とのなす角度θは、例えば、オペレータによる画像処理装置7の操作に基づいて、予め画像処理装置7に設定されているものとする。
次に、出銑口径導出部405は、合成差分2値化画像Addにおける出銑流2の直径Dを実空間における長さに換算することで、実際の出銑流2の直径Dを導出する。CCDカメラ6の被写体距離と画角とに基づいて、合成差分2値化画像Addの1画素の実空間における長さを予め求めておき、その長さを、例えば、オペレータによる画像処理装置7の操作に基づいて、画像処理装置7に予め設定しておくことで、前述した換算を行うことができる。
出銑口径導出部405は、例えば、CPUが、HDD等から、合成差分2値化画像を読み出して実際の出銑流2の直径Dを導出し、そのデータをHDD等に記憶することにより実現される。
As described above, the path along which the outgoing stream 2 moves in the air does not vary greatly, so the moving direction of the outgoing stream 2 in the air (the ejection direction in FIG. 8) does not vary greatly. Therefore, in the present embodiment, the angle θ formed by the moving direction of the output stream 2 in the air (the ejection direction in FIG. 8) and the x axis is determined in advance based on, for example, the operation of the image processing device 7 by the operator. It is assumed that the processing apparatus 7 is set.
Next, the tapper diameter derivation unit 405 derives the actual diameter D of the tap stream 2 by converting the diameter D of the tap stream 2 in the composite difference binarized image Add into a length in real space. . Based on the subject distance and angle of view of the CCD camera 6, the length of one pixel of the composite difference binarized image Add in real space is obtained in advance, and the length is calculated by the operator of the image processing device 7, for example. The conversion described above can be performed by setting the image processing device 7 in advance based on the operation.
The spout diameter derivation unit 405 is realized, for example, when the CPU reads the composite difference binarized image from the HDD or the like, derives the diameter D of the actual spout 2 and stores the data in the HDD or the like. Is done.

(出銑口径出力部406)
出銑口径出力部406は、出銑口径導出部405により導出された実際の出銑流2の直径Dを出銑口径(出銑口1aの口径)として出力する。出銑口径の出力の形態としては、例えば、表示装置に対する表示、可搬型の記憶媒体への記憶、及び外部装置への送信の少なくとも何れか1つが挙げられる。
出銑口径出力部406は、例えば、CPUが、HDD等から、実際の出銑流2の直径Dのデータを読み出して、表示データを作成する等の出力処理を行うことにより実現される。
(Output diameter output section 406)
The output port diameter output unit 406 outputs the actual diameter D of the output flow 2 derived by the output port diameter deriving unit 405 as the output port diameter (the diameter of the output port 1a). Examples of the output form of the output diameter include at least one of display on a display device, storage in a portable storage medium, and transmission to an external device.
The output diameter output unit 406 is realized, for example, when the CPU reads out data of the actual output flow 2 diameter D from an HDD or the like and performs output processing such as creating display data.

<動作フローチャート>
次に、図9のフローチャートを参照しながら、画像処理装置7の処理動作の一例を説明する。
まず、ステップS901において、熱画像入力部401は、CCDカメラ6で撮像された出銑流2の熱画像のデータを入力する(図5に示す熱画像Org.1〜Org.4、図6に示す熱画像Org.1〜Org.5を参照)。
次に、ステップS902において、2値化画像生成部402は、熱画像入力部401により、出銑流2の直径Dを1つ求めるために必要な複数枚の熱画像のデータが入力されたか否かを判定する。この判定の結果、出銑流2の直径Dを1つ求めるために必要な複数枚の熱画像のデータが入力されていない場合には、ステップS901に戻り、出銑流2の直径Dを1つ求めるために必要な複数枚の熱画像のデータが入力されるまで、ステップS901、S902の処理を繰り返し行う。
<Operation flowchart>
Next, an example of the processing operation of the image processing apparatus 7 will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, in step S901, the thermal image input unit 401 inputs thermal image data of the outgoing stream 2 captured by the CCD camera 6 (thermal images Org.1 to Org.4 shown in FIG. 5 and FIG. 6). Infrared images shown in Org.1-Org.5).
Next, in step S <b> 902, the binarized image generation unit 402 has received, from the thermal image input unit 401, data of a plurality of thermal images necessary for obtaining one diameter D of the outgoing stream 2. Determine whether. As a result of the determination, if the data of a plurality of thermal images necessary for obtaining one diameter D of the output stream 2 is not input, the process returns to step S901, and the diameter D of the output stream 2 is set to 1. Steps S901 and S902 are repeated until data of a plurality of thermal images necessary for obtaining the image are input.

そして、出銑流2の直径Dを1つ求めるために必要な複数枚の熱画像のデータが入力されると、ステップS903に進む。ステップS903に進むと、2値化画像生成部402は、ステップS901で入力された複数枚の熱画像のデータの夫々に対して、2値化処理を行い、2値化画像を生成する(図5に示す2値化画像Bin.1〜Bin.4、図6に示す2値化画像Bin.1〜Bin.5を参照)。
次に、ステップS904において、差分2値化画像生成部403は、ステップS903で生成された複数枚の2値化画像であって、時間的に連続する2枚の2値化画像から、差分2値化画像を生成する(図5に示す差分2値化画像Dif.1〜Dif.3、図6に示す差分2値化画像Dif.1〜Dif.4を参照)。
Then, when data of a plurality of thermal images necessary for obtaining one diameter D of the outgoing stream 2 is input, the process proceeds to step S903. In step S903, the binarized image generation unit 402 performs binarization processing on each of the plurality of thermal image data input in step S901 to generate a binarized image (FIG. 5) (refer to the binarized images Bin.1 to Bin.4 shown in FIG. 5 and the binarized images Bin.1 to Bin.5 shown in FIG. 6).
Next, in step S904, the difference binarized image generation unit 403 calculates the difference 2 from the two binarized images generated in step S903 and that is temporally continuous. A binarized image is generated (see the difference binarized images Dif.1 to Dif.3 shown in FIG. 5 and the difference binarized images Dif.1 to Dif.4 shown in FIG. 6).

次に、ステップS905において、合成差分2値化画像生成部404は、ステップS904で生成された差分2値化画像から、合成差分2値化画像を生成する(図5に示す合成差分2値化画像Add、図6に示す合成差分2値化画像Addを参照)。
次に、ステップS905において、出銑口径導出部405は、ステップS905で生成された合成差分2値化画像から、実際の出銑流2の直径Dを導出する。前述したように、本実施形態では、実際の出銑流2の直径Dの導出に際して、始点801の設定と、始点表面波間上方向距離Lup、始点表面波間下方向距離Ldown、及び表面波間縦方向距離Lの導出と、合成差分2値化画像Addにおける出銑流2の直径Dの導出と、実際の出銑流2の直径Dへの換算とが行われる。
Next, in step S905, the composite difference binarized image generation unit 404 generates a composite difference binarized image from the difference binarized image generated in step S904 (the composite difference binarization shown in FIG. 5). Image Add, see composite difference binarized image Add shown in FIG. 6).
Next, in step S905, the spout diameter derivation unit 405 derives the actual diameter D of the spout flow 2 from the composite difference binarized image generated in step S905. As described above, in the present embodiment, when the diameter D of the actual outgoing flow 2 is derived, the setting of the starting point 801, the upward distance L up between the starting point surface waves, the downward distance L down between the starting point surface waves, and the surface wave interval Derivation of the longitudinal distance L, derivation of the diameter D of the outgoing stream 2 in the composite difference binary image Add, and conversion to the actual diameter D of the outgoing stream 2 are performed.

次に、ステップS907において、出銑口径出力部406は、ステップS906で導出された実際の出銑流2の直径Dを出銑口径として出力する。
次に、ステップS908において、画像処理装置7は、出銑口径の測定を終了するか否かを判定する。この判定は、例えば、オペレータによる画像処理装置7の操作の内容に基づいて行われる。
この判定の結果、出銑口径の測定を終了しない場合には、ステップS901に戻る。前述したように本実施形態では、CCDカメラ6は、出銑流2の熱画像を1[sec]の撮像間隔で4枚又は5枚撮像することを、30[sec]の周期で周期的に行う。よって、ステップS901に戻った場合、熱画像入力部401は、出銑流2の熱画像のデータの前回の入力時刻から、30[sec]が経過すると、次の出銑流2の熱画像のデータを入力することになる。
一方、出銑口径の測定を終了する場合には、図9のフローチャートによる処理を終了する。
Next, in step S907, the spout diameter output unit 406 outputs the actual diameter D of the spout flow 2 derived in step S906 as the spout diameter.
Next, in step S908, the image processing device 7 determines whether or not to finish measuring the tap diameter. This determination is made based on, for example, the contents of the operation of the image processing apparatus 7 by the operator.
As a result of the determination, if the measurement of the tapping diameter is not completed, the process returns to step S901. As described above, in this embodiment, the CCD camera 6 periodically captures four or five thermal images of the output stream 2 at an imaging interval of 1 [sec] with a period of 30 [sec]. Do. Therefore, when returning to step S901, the thermal image input unit 401, when 30 [sec] has elapsed from the previous input time of the thermal image data of the outgoing flow 2, the next thermal image of the outgoing flow 2 Data will be input.
On the other hand, when the measurement of the tapping diameter is finished, the processing according to the flowchart of FIG.

<実施例>
次に、本発明の実施例を説明する。
ここでは、出銑口1aから噴出する出銑流2(約1550[℃]の溶銑と溶融スラグの混合液体)を、中心透過波長が650[nm]の光学バンドパスフィルタを波長選択フィルタとして備えたモノクロCCDカメラで撮像した。また、モノクロCCDカメラの露光時間を1/10000[sec]とした。このようなモノクロCCDカメラにより、出銑流2の熱画像を1[sec]の撮像間隔で5枚撮像することを、30[sec]を1周期として周期的に繰り返し、約2[hour]に亘って出銑口1aから噴出する出銑流2を撮像した。
<Example>
Next, examples of the present invention will be described.
In this case, an optical bandpass filter having a center transmission wavelength of 650 [nm] is provided as a wavelength selective filter for the outgoing stream 2 (mixed liquid of molten iron and molten slag of about 1550 [° C.]) ejected from the outlet 1a. Images were taken with a monochrome CCD camera. The exposure time of the monochrome CCD camera was set to 1/10000 [sec]. With such a monochrome CCD camera, taking five thermal images of the output stream 2 at an imaging interval of 1 [sec] is repeated periodically with 30 [sec] as one cycle, and about 2 [hour] An image of the tidal stream 2 spouted from the tidal outlet 1a was taken.

画像処理装置として、画像入力ボードを備えたパーソナルコンピュータを用いた。画像処理装置内で扱われるデジタル画像を8[bit](256階調)のグレースケールのデジタル画像とした。また、画像の1画素の長さが実空間における0.4[mm]に相当することを予め実験的に求めた。   A personal computer equipped with an image input board was used as the image processing apparatus. The digital image handled in the image processing apparatus was a gray scale digital image of 8 [bits] (256 gradations). Further, it was experimentally determined in advance that the length of one pixel of the image corresponds to 0.4 [mm] in the real space.

図10は、出銑を開始してからの経過時間と、出銑口径との関係を示す図である。具体的に、図10(a)は、本実施形態で説明した手法により導出された関係を示す図であり、図10(b)は、特許文献2に記載の手法により導出された関係を示す図である。尚、図10(a)に示す結果も図10(b)に示す結果も、同じ画像から得られた結果である。   FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the elapsed time since the start of tapping and the tapping diameter. Specifically, FIG. 10A is a diagram illustrating a relationship derived by the method described in the present embodiment, and FIG. 10B illustrates a relationship derived by the method described in Patent Document 2. FIG. In addition, the result shown to Fig.10 (a) and the result shown to FIG.10 (b) are the results obtained from the same image.

出銑口1aとなる領域に充填されているマッド材を開孔するための開孔機のドリル径は65[mm]であった。図10(a)に示すように、本実施形態の手法を用いると、経過時間の原点(すなわち開孔直後の出銑開始時点)における出銑口径が、開孔機のドリル径に近い値を示すことが分かる。また、時間の経過と共に出銑口径の値が徐々に大きくなっていることが分かる。
一方、図10(b)に示すように、特許文献2に記載の手法を用いると、経過時間の原点における出銑口径は、開孔機のドリル径よりも明らかに大きく、且つ、出銑口径の値のバラツキが全体的に大きい。特許文献2に記載の技術では、表面波の影響で不規則に膨張した出銑流2の直径をそのまま測定しているからである。
The drill diameter of the drilling machine for opening the mud material filled in the region that becomes the tap hole 1a was 65 [mm]. As shown in FIG. 10 (a), when using the method of the present embodiment, the diameter of the tap at the origin of the elapsed time (that is, the start of the tap immediately after opening) is a value close to the drill diameter of the hole punching machine. You can see that Moreover, it turns out that the value of a tap opening diameter becomes large gradually with progress of time.
On the other hand, as shown in FIG. 10 (b), when the method described in Patent Document 2 is used, the diameter of the tap at the origin of the elapsed time is clearly larger than the diameter of the drill of the hole punching machine, and the diameter of the tap The variation in the value of is generally large. This is because the technique described in Patent Document 2 directly measures the diameter of the outgoing stream 2 that has irregularly expanded due to the influence of surface waves.

ここで、特許文献2に記載の技術では、本実施形態のように、高速で形状が変化する表面波の部分を抽出することができないことについて説明する。
図11は、特許文献2に記載の技術で出銑流2の直径を導出する方法の概念の一例を説明する図である。
図11(a)、図11(b)は、CCDカメラ6により撮像された出銑流2の熱画像を示す図であり、それぞれ図6に示した熱画像Org.4、Org.5である。前述したように、特許文献2に記載の技術では、熱画像Org.4、Org.5の絶対値差分をとる。すなわち、熱画像Org.4、Org.5の相互に対応する画素の画素値の差分の絶対値が当該画素の画素値となる画像である差分絶対値画像を生成する。図11(c)は、このようにして生成された差分絶対値画像を示す図である。図11(c)に示すように、差分絶対値画像では、表面波の部分の変化だけでなく、溶銑と溶融スラグの輝度差に起因して生じる出銑流2のまだら模様の変化も抽出される。
Here, the technique described in Patent Document 2 explains that the surface wave portion whose shape changes at high speed cannot be extracted as in the present embodiment.
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a concept of a method for deriving the diameter of the outgoing stream 2 by the technique described in Patent Document 2.
11 (a) and 11 (b) are diagrams showing thermal images of the outgoing stream 2 captured by the CCD camera 6, and are thermal images Org.4 and Org.5 shown in FIG. 6, respectively. . As described above, the technique described in Patent Document 2 takes the absolute value difference between the thermal images Org.4 and Org.5. That is, a difference absolute value image is generated in which the absolute value of the difference between the pixel values of the corresponding pixels of the thermal images Org.4 and Org.5 is the pixel value of the pixel. FIG. 11C is a diagram showing the difference absolute value image generated in this way. As shown in FIG. 11C, in the difference absolute value image, not only the change of the surface wave portion but also the mottled pattern change of the outflow 2 caused by the luminance difference between the hot metal and the molten slag is extracted. The

図12は、特許文献2に記載の技術で得られた差分絶対値画像の濃度プロファイル(位置と画像濃度との関係)の一例を示す図である。具体的に図12は、図11(c)に示す差分絶対値画像の線分A−A´上の画像濃度を示す図である。
図12において、領域1201、1203は、表面波の部分の変化に対応する領域であり、領域1202は、溶銑と溶融スラグの輝度差に起因して生じる出銑流2のまだら模様の変化に対応する領域である。
図12に示すように、表面波の部分の変化に対応する濃度と、出銑流2のまだら模様の変化に対応する濃度とが同程度であることから、差分絶対値画像を2値化することにより、表面波の部分だけを抽出することができない。このように特許文献2に記載の技術では、差分絶対値画像を求め、差分絶対値画像を2値化しているので、表面波の部分だけを抽出することができない。これに対し、本実施形態では、差分2値化画像により、高速で形状が変化する表面波の部分だけを抽出することができる(図5に示す差分2値化画像Dif.1〜Dif.3と図6に示す差分2値化画像Dif.1〜Dif.4の白い領域を参照)。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a density profile (relationship between position and image density) of a difference absolute value image obtained by the technique described in Patent Document 2. In FIG. Specifically, FIG. 12 is a diagram showing the image density on the line segment AA ′ of the difference absolute value image shown in FIG.
In FIG. 12, areas 1201 and 1203 are areas corresponding to the change of the surface wave portion, and the area 1202 corresponds to the mottled pattern change of the outflow 2 caused by the luminance difference between the hot metal and the molten slag. It is an area to do.
As shown in FIG. 12, since the density corresponding to the change in the surface wave portion and the density corresponding to the mottled pattern change in the outgoing flow 2 are approximately the same, the difference absolute value image is binarized. Thus, only the surface wave portion cannot be extracted. As described above, in the technique described in Patent Literature 2, since the difference absolute value image is obtained and the difference absolute value image is binarized, it is not possible to extract only the surface wave portion. On the other hand, in the present embodiment, only the portion of the surface wave whose shape changes at high speed can be extracted from the difference binarized image (difference binarized images Dif.1 to Dif.3 shown in FIG. 5). And the white area of the difference binarized images Dif.1 to Dif.4 shown in FIG. 6).

<まとめ>
以上のように本実施形態では、一定の撮像間隔で撮像された複数枚の出銑流2の熱画像Orgのそれぞれを2値化して2値化画像Binを生成し、生成した2値化画像Binのうち、時間的に連続する2枚の2値化画像Binの絶対値差分をとって差分2値化画像Difを生成し、生成した差分2値化画像Difを用いて、出銑流2の直径Dを出銑口径として導出した。したがって、表面波(出銑流2の表面の波打っている部分)の部分を抽出することができ、この部分を除いた状態で出銑流2の直径Dを出銑口径として導出することができる。よって、の表面が波打っている状態の出銑流2の熱画像から、出銑口径を正確に測定することができる。そして、このような出銑口径の測定をリアルタイムで連続的に測定することにより、出銑口径の変化(拡大)を迅速に且つ正確に把握することが可能になる。これにより、出銑口径が拡大する様子(出銑口径の大きさ、拡大率(単位時間あたりに拡大する出銑口径の増分))から、出銑が終了するタイミングの判断を的確に行うことができるようになり、高炉の操業をより安定して行うことが可能になる。
<Summary>
As described above, in the present embodiment, each of the plurality of thermal images Org of the outgoing stream 2 imaged at a constant imaging interval is binarized to generate the binarized image Bin, and the generated binarized image Of the bins, the difference binary image Dif is generated by taking the absolute value difference between two binarized images Bin that are continuous in time, and using the generated difference binary image Dif, the output stream 2 The diameter D was derived as the tap diameter. Therefore, a portion of the surface wave (the undulating portion of the surface of the outgoing flow 2) can be extracted, and the diameter D of the outgoing flow 2 can be derived as the outgoing opening diameter without this portion. it can. Therefore, it is possible to accurately measure the output diameter from the thermal image of the output flow 2 with the surface of the output being wavy. Then, by continuously measuring such an opening diameter in real time, it becomes possible to quickly and accurately grasp the change (enlargement) of the opening diameter. Thereby, it is possible to accurately determine the timing at which the output is finished based on the appearance of the output diameter (the size of the output diameter, the expansion rate (increase of the output diameter that increases per unit time)). It becomes possible to operate the blast furnace more stably.

また、本実施形態では、一定の撮像間隔で撮像された3枚以上の出銑流2の熱画像Orgのそれぞれを2値化して3枚以上の2値化画像Binを生成し、生成した2値化画像Binのうち、時間的に連続する2枚の2値化画像Binの絶対値差分をとって2枚以上の差分2値化画像Difを生成し、生成した差分2値化画像Difの相互に対応する画素の画素値の論理和をとって合成差分2値化画像Addを生成し、生成した合成差分2値化画像Addを用いて、出銑流2の直径Dを出銑口径として導出した。このように、一定の撮像間隔で撮像した2枚の出銑流2の熱画像Orgから、表面波の変化を抽出することを、複数のタイミングで行うので、一定の撮像間隔で撮像した2枚の出銑流2の熱画像Orgだけからでは表面波の変化を抽出できない場合でも(たまたま表面波の変化が顕著でないタイミングで2枚の出銑流2の熱画像Orgが撮像された場合でも)、表面波の変化をより確実に抽出することができる。   In the present embodiment, each of the three or more thermal images Org of the outgoing flow 2 imaged at a fixed imaging interval is binarized to generate three or more binarized images Bin, and the generated 2 Among the binarized images Bin, an absolute value difference between two binarized images Bin that are continuous in time is taken to generate two or more difference binarized images Dif, and the generated difference binarized image Dif The combined difference binary image Add is generated by taking the logical sum of the pixel values of the mutually corresponding pixels, and the diameter D of the output stream 2 is set as the output diameter using the generated combined difference binary image Add. Derived. As described above, since the change of the surface wave is extracted from the two thermal images Org of the outgoing flow 2 taken at a constant imaging interval at a plurality of timings, the two images captured at a constant imaging interval. Even if the surface wave change cannot be extracted only from the thermal image Org of the outgoing stream 2 (even if two thermal images Org of the outgoing stream 2 are captured at the timing when the surface wave change is not noticeable) The change of the surface wave can be extracted more reliably.

また、本実施形態では、2値化画像Binを生成する際に、出銑流2の熱画像の最高濃度の0.27倍以上、出銑流2の熱画像の最高濃度の0.38倍以下の範囲の中から設定された閾値を採用した。したがって、熱画像において、出銑流2の背景となっている領域と、出銑流2の領域とをより確実に分離することができる。   Further, in the present embodiment, when generating the binarized image Bin, 0.27 times or more of the highest density of the thermal image of the outgoing stream 2 and 0.38 times of the highest density of the thermal image of the outgoing stream 2 A threshold set from the following range was adopted. Therefore, in the thermal image, the region that is the background of the outgoing stream 2 and the region of the outgoing stream 2 can be more reliably separated.

<変形例>
本実施形態では、時間的に連続する2枚の2値化画像Binの絶対値差分をとって差分2値化画像Difを生成する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、必ずしも時間的に連続する2枚の2値化画像Binで差分2値化画像Difを生成する必要はない。連続的に撮像された、すなわち、表面波の様子が大きく変化しない時間内で撮像された複数枚の熱画像Orgを用いて生成された複数枚の2値化画像Binを用いる組み合わせであれば、差分2値化画像Difを生成するための2枚の2値化画像Binの組み合わせは限定されない。このとき、連続的に撮像された複数枚の熱画像Orgを用いて生成された複数枚の2値化画像Binの全てを少なくとも一度は用いる組み合わせとしてもよいし、当該複数枚の2値化画像Binの一部を用いる組み合わせとしてもよい。例えば、図5において、2値化画像Bin.1とBin.3、Bin.2とBin.3、Bin.2とBin.4といった、異なる時間に撮像された2枚の2値化画像Binの異なる組み合わせで差分2値化画像Difを求めても良い。
<Modification>
In the present embodiment, the case where the difference binarized image Dif is generated by taking the absolute value difference between two binarized images Bin that are temporally continuous has been described as an example. However, it is not always necessary to generate the difference binarized image Dif using two binarized images Bin that are temporally continuous. If it is a combination using a plurality of binarized images Bin that are continuously captured, that is, generated using a plurality of thermal images Org that are captured within a time period in which the state of surface waves does not change significantly, The combination of the two binarized images Bin for generating the difference binarized image Dif is not limited. At this time, it is good also as a combination which uses all the several binarized images Bin produced | generated using the several thermal image Org imaged continuously at least once, or the said several binarized image A combination using a part of Bin may be used. For example, in FIG. 5, two binarized images Bin.1 and Bin.3, Bin.2 and Bin.3, Bin.2 and Bin.4, etc. The difference binarized image Dif may be obtained with different combinations.

また、本実施形態では、一定の撮像間隔で連続的に得られる出銑流2の熱画像Orgの数を4又は5とした場合を例に挙げて説明したが、この数は4又は5に限定されない。前述したように、合成差分2値化画像Addを生成するのが好ましいが、合成差分2値化画像Addを生成しない場合には、一定の撮像間隔で連続的に得られる出銑流2の熱画像Orgの数は2枚でよい。   Further, in the present embodiment, the case where the number of thermal images Org of the outgoing stream 2 continuously obtained at a constant imaging interval is 4 or 5 has been described as an example, but this number is 4 or 5 It is not limited. As described above, it is preferable to generate the composite difference binarized image Add. However, when the composite difference binary image Add is not generated, the heat of the outgoing stream 2 obtained continuously at a fixed imaging interval. The number of images Org may be two.

尚、合成差分2値化画像Addを生成しない場合には、差分2値化画像Difが1枚だけ得られることになる。そうすると、この差分2値化画像Difから前述したようにして表面波間縦方向距離Lが求められない場合(表面波像が途切れるため、始点801を通り、且つ、合成差分2値化画像Addの縦方向に延びる直線上に画素値が「1」の画素が存在しない場合)が生じ得る。
このような場合には、例えば、出銑流2の直径Dの測定を行わずに、表面波間縦方向距離Lを求めることができる差分2値化画像Difが得られたときに出銑流2の直径Dの測定を行うようにすることができる。出銑口径の測定は、オペレータが監視できる間隔で行えればよく、それほど短い時間隔で行う必要はないので、出銑口径の測定周期を短くすれば(すなわち、出銑口径の測定周期を、オペレータが出銑口径の情報を必要とする時間隔よりも短くすれば)このようにしても実用上、大きな問題は生じない。
In the case where the composite difference binarized image Add is not generated, only one difference binarized image Dif is obtained. Then, when the longitudinal distance L between the surface waves is not obtained from the difference binarized image Dif as described above (the surface wave image is interrupted, it passes through the start point 801 and the vertical axis of the composite difference binarized image Add. A pixel having a pixel value “1” does not exist on a straight line extending in the direction).
In such a case, for example, when the difference binarized image Dif capable of obtaining the longitudinal distance L between the surface waves is obtained without measuring the diameter D of the outgoing flow 2, the outgoing flow 2 is obtained. The diameter D can be measured. It is only necessary to measure the output diameter at an interval that can be monitored by the operator, and it is not necessary to perform it at such a short time interval. Therefore, if the measurement period of the output diameter is shortened (that is, the measurement period of the output diameter is Even if it is made shorter than the time interval at which the operator needs information on the output diameter, this does not cause a large problem in practice.

また、複数の始点801を設定し、設定した始点801のそれぞれに対して表面波間縦方向距離Lを導出することを試みて、表面波間縦方向距離Lが導出されなくなることを防止してもよい。このようにする場合、複数の表面波間縦方向距離Lが導出される場合がある。そこで、例えば、複数の始点801に対して優先順位を予め付けておき、優先順位が高い始点801に対して導出された表面波間縦方向距離Lを導出したり、複数の表面波間縦方向距離Lの算術平均値を表面波間縦方向距離Lとして採用したりすることができる。   Further, by setting a plurality of start points 801 and trying to derive the longitudinal distance L between the surface waves for each of the set start points 801, the longitudinal distance L between the surface waves may not be derived. . In this case, a plurality of longitudinal distances L between the surface waves may be derived. Therefore, for example, priorities are assigned in advance to the plurality of starting points 801, and the surface wave longitudinal distance L derived to the starting point 801 having a higher priority is derived, or the plurality of surface wave longitudinal distances L are derived. Can be adopted as the longitudinal distance L between the surface waves.

一方、合成差分2値化画像Addを生成する場合には、出銑流上下の表面波像に途切れが生じないように、一定の撮像間隔で連続的に得られる出銑流2の熱画像Orgの数が多い程(例えば10)好ましいが、熱画像Orgの数が3以上であれば殆どの場合は表面波像に途切れが生じない。ただし、一定の撮像間隔で連続的に得られる出銑流2の熱画像Orgの数が多くなると、画像処理装置7における処理の負担が増加するので、当該処理の負担が増加しない範囲で、一定の撮像間隔で連続的に得られる出銑流2の熱画像Orgの数の上限値を決めるのが好ましい。   On the other hand, when generating the composite difference binary image Add, the thermal image Org of the output stream 2 obtained continuously at a fixed imaging interval so that the surface wave image above and below the output stream is not interrupted. However, in most cases, there will be no interruption in the surface wave image if the number of thermal images Org is 3 or more. However, if the number of thermal images Org of the output stream 2 obtained continuously at a constant imaging interval increases, the processing load on the image processing device 7 increases, so that the processing load does not increase. It is preferable to determine the upper limit value of the number of thermal images Org of the outgoing stream 2 obtained continuously at the imaging interval.

また、本実施形態では、(1)式により表面波間縦方向距離Lを求めた後に、(2)式により合成差分2値化画像Addにおける出銑流2の直径Dを求めるようにしたが、必ずしもこのようにして合成差分2値化画像Addにおける出銑流2の直径Dを求める必要はない。例えば、次のようにしてもよい。まず、合成差分2値化画像Addに対し、始点801を通り、且つ、出銑流2の空中での移動方向(図8の噴出方向)に直交する方向に延びる直線を設定する。次に、設定した直線を構成する画素の画素値を読み出す。次に、読み出した画素の画素値に基づいて、設定した直線から、連続して画素値が「0」となる複数の画素からなる領域であって、当該領域の両端の隣の画素が、画素値が「1」の画素となる領域を抽出する。次に、抽出した領域の長さ(画素数)を求め、当該長さ(画素数)を合成差分2値化画像Addにおける出銑流2の直径Dとする。   In this embodiment, after obtaining the longitudinal distance L between the surface waves by the equation (1), the diameter D of the outgoing flow 2 in the composite difference binary image Add is obtained by the equation (2). It is not always necessary to obtain the diameter D of the outgoing flow 2 in the composite difference binary image Add in this way. For example, it may be as follows. First, a straight line extending through the start point 801 and extending in the direction perpendicular to the moving direction of the outgoing stream 2 in the air (the ejection direction in FIG. 8) is set for the composite difference binary image Add. Next, the pixel values of the pixels constituting the set straight line are read out. Next, based on the pixel value of the pixel that has been read out, a region composed of a plurality of pixels having pixel values “0” successively from the set straight line, and pixels adjacent to both ends of the region are pixels A region where the value is “1” is extracted. Next, the length (number of pixels) of the extracted region is obtained, and the length (number of pixels) is set as the diameter D of the outgoing flow 2 in the composite difference binary image Add.

また、本実施形態では、出銑流2の空中での移動方向(図8の噴出方向)とx軸とのなす角度θを、オペレータによる画像処理装置7の操作に基づいて、予め画像処理装置7に設定する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はなく、例えば、合成差分2値化画像Addから、出銑流2の空中での移動方向(図8の噴出方向)とx軸とのなす角度θを求めるようにしてもよい。このようにする場合には、例えば、次のようにすることができる。まず、合成差分2値化画像Addの一列の画素(縦方向の全画素)の画素値を読み出す。次に、読み出した画素の画素値に基づいて、当該列から、連続して画素値が「0」となる複数の画素からなる領域であって、当該領域の両端の隣の画素が、画素値が「1」の画素となる領域を識別し、当該領域の両端の隣の画素のうち、予め設定された一端側の画素の位置(座標)を読み出す。このような画素の位置(座標)の読み出しを、合成差分2値化画像Addの(予め設定された領域内の)各列について行う。そして、読み出した各列の画素の位置(座標)を示す関数を1次関数で表し(近似し)、当該1次関数の傾きに基づいて、出銑流2の空中での移動方向(図8の噴出方向)とx軸とのなす角度θを導出する。   Further, in the present embodiment, the angle θ formed by the moving direction of the tidal stream 2 in the air (the ejection direction in FIG. 8) and the x axis is determined in advance based on the operation of the image processing apparatus 7 by the operator. The case of setting to 7 has been described as an example. However, it is not always necessary to do this. For example, an angle θ between the moving direction of the outgoing stream 2 in the air (the ejection direction in FIG. 8) and the x axis is obtained from the composite difference binary image Add. It may be. In this case, for example, the following can be performed. First, the pixel values of one row of pixels (all pixels in the vertical direction) are read out. Next, based on the pixel value of the pixel that has been read out, an area composed of a plurality of pixels having a pixel value “0” continuously from the column, and pixels adjacent to both ends of the area Is identified as a pixel of “1”, and a pixel position (coordinate) set in advance on one end side among pixels adjacent to both ends of the region is read out. Such pixel positions (coordinates) are read out for each column (within a preset region) of the composite difference binary image Add. A function indicating the position (coordinates) of the pixel of each read column is expressed by a linear function (approximate), and the moving direction of the outgoing stream 2 in the air (FIG. 8) based on the slope of the linear function. The angle θ formed by the x-axis is derived.

尚、以上説明した本発明の実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、前記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及び前記プログラム等のコンピュータプログラムプロダクトも本発明の実施形態として適用することができる。記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。
また、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
The embodiment of the present invention described above can be realized by a computer executing a program. Further, a computer-readable recording medium in which the program is recorded and a computer program product such as the program can also be applied as an embodiment of the present invention. As the recording medium, for example, a flexible disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, a ROM, or the like can be used.
In addition, the embodiments of the present invention described above are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. Is. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.

1 高炉
1a 出銑口
2 出銑流
3 出銑樋
4 滞留スラグ
5 樋カバー
6 CCDカメラ
7 画像処理装置
401 熱画像入力部
402 2値化画像生成部
403 差分2値化画像生成部
404 合成差分2値化画像生成部
405 出銑口径導出部
406 出銑口径出力部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Blast furnace 1a Outlet 2 Outlet flow 3 Outlet 4 Stay slag 5 Reed cover 6 CCD camera 7 Image processing device 401 Thermal image input part 402 Binary image generation part 403 Difference Binary image generation part 404 Composite difference Binary image generation unit 405 brewing aperture derivation unit 406 brewing aperture output unit

Claims (9)

高炉に形成された出銑口から流出した溶融物の噴流である出銑流の直径を、当該出銑口の口径として測定する高炉出銑口径測定方法であって、
前記出銑流を含む領域の熱放射輝度の2次元分布を、当該熱放射輝度に対応する画素毎の画素値を持つ各画素から構成される熱画像として撮像する撮像工程と、
前記撮像工程により連続的に撮像された複数枚の前記熱画像のそれぞれの画素値を2値化して複数枚の2値化画像を生成する2値化画像生成工程と、
前記2値化画像生成工程により生成された複数枚の2値化画像のうち、異なる時間に撮像された2枚の前記熱画像に基づいて生成された2枚の2値化画像に基づいて、当該2枚の2値化画像の相互に対応する画素の画素値の差分の絶対値を画素値として有する差分2値化画像を生成する差分2値化画像生成工程と、
前記差分2値化画像生成工程により生成された差分2値化画像を用いて、当該差分2値化画像における前記出銑流の直径を導出し、当該差分2値化画像における前記出銑流の直径から、前記出銑口の口径を導出する出銑口径導出工程と、を有することを特徴とする高炉出銑口径測定方法。
A blast furnace outlet diameter measuring method for measuring the diameter of the outlet flow, which is a jet of the melt flowing out from the outlet formed in the blast furnace, as the diameter of the outlet,
An imaging step of capturing a two-dimensional distribution of thermal radiance of the region including the outflow as a thermal image composed of pixels having pixel values for each pixel corresponding to the thermal radiance;
A binarized image generating step of binarizing each pixel value of the plurality of thermal images captured continuously by the imaging step to generate a plurality of binarized images;
Based on the two binarized images generated based on the two thermal images captured at different times among the plurality of binarized images generated by the binarized image generating step, A difference binarized image generating step of generating a difference binarized image having an absolute value of a difference between pixel values of corresponding pixels of the two binarized images as a pixel value;
The difference binarized image generated by the difference binarized image generation step is used to derive the diameter of the outflow in the difference binarized image, and the outflow in the difference binarized image. A blast furnace outlet diameter measuring method, comprising: an outlet diameter derivation step for deriving the diameter of the outlet from the diameter.
前記差分2値化画像生成工程により導出された複数枚の差分2値化画像のそれぞれの相互に対応する画素の画素値の論理和を画素値として有する合成差分2値化画像を生成する合成差分2値化画像生成工程を有し、
前記撮像工程は、前記熱画像を連続的に3枚以上撮像し、
前記2値化画像生成工程は、前記3枚以上の熱画像に基づいて3枚以上の前記2値化画像を生成し、
前記差分2値化画像生成工程は、前記3枚以上の2値化画像に基づいて2枚以上の前記差分2値化画像を生成し、
前記出銑口径導出工程は、前記合成差分2値化画像生成工程により導出された合成差分2値化画像に基づいて、当該合成差分2値化画像における前記出銑流の直径を導出することを特徴とする請求項1に記載の高炉出銑口径測定方法。
A combined difference for generating a combined difference binarized image having, as a pixel value, a logical sum of pixel values of pixels corresponding to each other of the plurality of difference binarized images derived by the difference binarized image generating step. A binary image generation process;
The imaging step continuously captures three or more thermal images,
The binarized image generating step generates three or more binarized images based on the three or more thermal images.
The difference binary image generation step generates two or more difference binary images based on the three or more binary images,
The output diameter derivation step derives the diameter of the output flow in the composite difference binarized image based on the composite difference binarized image derived by the composite difference binarized image generation step. The blast furnace outlet diameter measuring method according to claim 1, wherein the blast furnace outlet diameter is measured.
前記2値化画像生成工程は、前記熱画像の最高濃度の0.27倍以上、0.38倍以下の範囲の中から設定された閾値に基づいて、前記撮像工程により連続的に撮像された複数枚の熱画像のそれぞれの画素値を2値化することを特徴とする請求項1又は2に記載の高炉出銑口径測定方法。   In the binarized image generation step, images are continuously captured by the imaging step based on a threshold value set in a range of 0.27 times or more and 0.38 times or less of the maximum density of the thermal image. The method of measuring a blast furnace outlet diameter according to claim 1 or 2, wherein each pixel value of a plurality of thermal images is binarized. 前記撮像工程は、1[msec]以下の露光時間で前記熱画像を撮像することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の高炉出銑口径測定方法。   The blast furnace tapping diameter measuring method according to any one of claims 1 to 3, wherein the imaging step captures the thermal image with an exposure time of 1 [msec] or less. 高炉に形成された出銑口から流出した溶融物の噴流である出銑流の直径を、当該出銑口の口径として測定する高炉出銑口径測定システムであって、
前記出銑流を含む領域の熱放射輝度の2次元分布を、当該熱放射輝度に対応する画素毎の画素値を持つ各画素から構成される熱画像として撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により連続的に撮像された複数枚の前記熱画像のそれぞれの画素値を2値化して複数枚の2値化画像を生成する2値化画像生成手段と、
前記2値化画像生成手段により生成された複数枚の2値化画像のうち、異なる時間に撮像された2枚の前記熱画像に基づいて生成された2枚の2値化画像に基づいて、当該2枚の2値化画像の相互に対応する画素の画素値の差分の絶対値を画素値として有する差分2値化画像を生成する差分2値化画像生成手段と、
前記差分2値化画像生成手段により生成された差分2値化画像を用いて、当該差分2値化画像における前記出銑流の直径を導出し、当該差分2値化画像における前記出銑流の直径から、前記出銑口の口径を導出する出銑口径導出手段と、を有することを特徴とする高炉出銑口径測定システム。
A blast furnace outlet diameter measuring system that measures the diameter of the outlet flow, which is a jet of the melt flowing out from the outlet formed in the blast furnace, as the diameter of the outlet,
Imaging means for capturing a two-dimensional distribution of thermal radiance of the region including the outflow as a thermal image composed of pixels having pixel values for each pixel corresponding to the thermal radiance;
Binarized image generating means for binarizing each pixel value of the plurality of thermal images continuously captured by the imaging means to generate a plurality of binary images;
Based on the two binarized images generated based on the two thermal images captured at different times among the plurality of binarized images generated by the binarized image generating means, A difference binarized image generating means for generating a difference binarized image having an absolute value of a difference between pixel values of corresponding pixels of the two binarized images as a pixel value;
Using the difference binarized image generated by the difference binarized image generation means, the diameter of the output stream in the difference binarized image is derived, and the output stream in the difference binarized image is derived. A blast furnace outlet diameter measuring system comprising: an outlet diameter deriving means for deriving the diameter of the outlet from the diameter.
前記差分2値化画像生成手段により導出された複数枚の差分2値化画像のそれぞれの相互に対応する画素の画素値の論理和を画素値として有する合成差分2値化画像を生成する合成差分2値化画像生成手段を有し、
前記撮像手段は、前記熱画像を連続的に3枚以上撮像し、
前記2値化画像生成手段は、前記3枚以上の熱画像に基づいて3枚以上の前記2値化画像を生成し、
前記差分2値化画像生成手段は、前記3枚以上の2値化画像に基づいて2枚以上の前記差分2値化画像を生成し、
前記出銑口径導出手段は、前記合成差分2値化画像生成手段により導出された合成差分2値化画像に基づいて、当該合成差分2値化画像における前記出銑流の直径を導出することを特徴とする請求項5に記載の高炉出銑口径測定システム。
A combined difference for generating a combined difference binarized image having, as a pixel value, a logical sum of pixel values of pixels corresponding to each other of the plurality of difference binarized images derived by the difference binarized image generating unit. A binarized image generating means;
The imaging means continuously captures three or more thermal images,
The binarized image generating means generates three or more binarized images based on the three or more thermal images,
The difference binarized image generation means generates two or more difference binarized images based on the three or more binarized images,
The output diameter derivation means derives the diameter of the output flow in the composite difference binary image based on the composite difference binary image derived by the composite difference binary image generation means. The blast furnace exit diameter measuring system according to claim 5, characterized in that
前記2値化画像生成手段は、前記熱画像の最高濃度の0.27倍以上、0.38倍以下の範囲の中から設定された閾値に基づいて、前記撮像手段により連続的に撮像された複数枚の熱画像のそれぞれの画素値を2値化することを特徴とする請求項5又は6に記載の高炉出銑口径測定システム。   The binarized image generating means is continuously imaged by the imaging means based on a threshold value set in a range of 0.27 times or more and 0.38 times or less of the maximum density of the thermal image. The blast furnace outlet diameter measuring system according to claim 5 or 6, wherein each pixel value of a plurality of thermal images is binarized. 前記撮像手段は、1[msec]以下の露光時間で前記熱画像を撮像することを特徴とする請求項5〜7の何れか1項に記載の高炉出銑口径測定システム。   The blast furnace tapping diameter measuring system according to any one of claims 5 to 7, wherein the imaging means captures the thermal image with an exposure time of 1 [msec] or less. 高炉に形成された出銑口から流出した溶融物の噴流である出銑流の直径を、当該出銑口の口径として測定することをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記出銑流を含む領域の熱放射輝度の2次元分布を、当該熱放射輝度に対応する画素毎の画素値を持つ各画素から構成される熱画像として撮像する撮像手段により連続的に撮像された複数枚の前記熱画像のそれぞれの画素値を2値化して複数の2値化画像を生成する2値化画像生成手段と、
前記2値化画像生成手段により生成された複数枚の2値化画像のうち、異なる時間に撮像された2枚の前記熱画像に基づいて生成された2枚の2値化画像に基づいて、当該2枚の2値化画像の相互に対応する画素の画素値の差分の絶対値を画素値として有する差分2値化画像を生成する差分2値化画像生成手段と、
前記差分2値化画像生成手段により生成された差分2値化画像を用いて、当該差分2値化画像における前記出銑流の直径を導出し、当該差分2値化画像における前記出銑流の直径から、前記出銑口の口径を導出する出銑口径導出手段と、してコンピュータを機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
A computer program for causing a computer to measure the diameter of a tidal stream that is a jet of a melt flowing out from a tapping hole formed in a blast furnace as the diameter of the tapping hole,
The two-dimensional distribution of the thermal radiance of the region including the outgoing flow is continuously captured by an imaging unit that captures a thermal image composed of pixels having pixel values for each pixel corresponding to the thermal radiance. Binarized image generating means for binarizing each pixel value of the plurality of thermal images to generate a plurality of binarized images;
Based on the two binarized images generated based on the two thermal images captured at different times among the plurality of binarized images generated by the binarized image generating means, A difference binarized image generating means for generating a difference binarized image having an absolute value of a difference between pixel values of corresponding pixels of the two binarized images as a pixel value;
Using the difference binarized image generated by the difference binarized image generation means, the diameter of the output stream in the difference binarized image is derived, and the output stream in the difference binarized image is derived. A computer program for causing a computer to function as a spout diameter derivation means for deriving a diameter of the spout from a diameter.
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