JP2015169618A - visible smoke determination device and visible smoke determination method - Google Patents

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友規 衣笠
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伸幸 大山
丈英 平田
Takehide Hirata
丈英 平田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology capable of objectively determining the presence of the generation of a visible smoke by quantitatively evaluating whether or not a smoke is the visible smoke.SOLUTION: A visible smoke determination device 1 includes: a camera 2 for imaging a smoke 12 discharged from a chimney 11; an image processing part 3 for generating a visible smoke determination image and setting a background region and a visible smoke determination region in the visible smoke determination image based on the image imaged by this camera 2; a calculation part 4 for calculating brightness for each color phase of the background region and the visible smoke determination region; and a determination part 5 for determining the smoke 12 imaged by the camera 2 as a visible smoke when a difference between the brightness of the background region and the brightness of the visible smoke determination region in each color phase calculated by the calculation part 4 is equal to or more than the preset threshold value in at least one color phase.

Description

本発明は、煙が可視性を有する可視煙であるかどうかを判定する技術に関する。   The present invention relates to a technique for determining whether smoke is visible smoke having visibility.

従来、製鉄所においては、特許文献1に記載のように、コークス炉や焼結機等の設備から排出される排ガスが所定の規制値や遵守値を満たしたものに処理されて煙突から煙として排出されるとともに、自主的な環境への配慮や工場近隣の住民の要望に応える点から、可視煙の発生を抑制するように操業が行われている。そのため、煙突から可視煙が発生したかどうかが、監視センターよって定常的に監視されている。そして、可視煙が発生したと判定された場合には、速やかに対象設備にその旨が連絡され、可視煙が継続して発生しないように、生産量を変更したり電気集塵機の能力を変更したりして、操業が調整されることとなる。このように、可視煙が発生したかどうかの判定は、製鉄所の操業上、非常に重要な事項として取り扱われている。   Conventionally, in a steel mill, as described in Patent Document 1, exhaust gas discharged from equipment such as a coke oven and a sintering machine is processed into a product that satisfies a predetermined regulation value and a compliance value, and is emitted as smoke from a chimney. In addition to being discharged, it has been operated to suppress the generation of visible smoke from the viewpoint of voluntary environmental considerations and responding to the needs of residents near the factory. Therefore, whether or not visible smoke is generated from the chimney is constantly monitored by the monitoring center. If it is determined that visible smoke has been generated, the relevant equipment is promptly notified and the production volume is changed or the capacity of the electrostatic precipitator is changed so that visible smoke does not continue to be generated. As a result, operations will be adjusted. As described above, the determination of whether or not visible smoke is generated is handled as a very important matter in the operation of the steelworks.

特開平08−005258号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-005258

しかし現状、可視煙が発生したかどうかの判定は、人間の視覚により行われている。具体的には、煙突から排出される煙がカメラによって撮像され、撮像された煙が監視センターのモニター画面に映し出される。そして監視センターのオペレータが、モニター映像と、可視煙であるかどうかを判定するための基準となる基準写真とを目視で比較する。比較の結果、例えば、モニター画面に映し出された煙の色が、基準写真の煙の色と同一又は類似と見做された場合、可視煙が発生したと判定される。   However, at present, whether or not visible smoke has been generated is determined by human vision. Specifically, the smoke discharged from the chimney is imaged by the camera, and the captured smoke is displayed on the monitor screen of the monitoring center. Then, the operator of the monitoring center visually compares the monitor image with a reference photograph that is a reference for determining whether the smoke is visible. As a result of the comparison, for example, if the smoke color projected on the monitor screen is considered to be the same as or similar to the smoke color of the reference photograph, it is determined that visible smoke has been generated.

このように、製鉄所の操業においては、排出される煙が可視煙であるかどうかが、人間の視覚を用いて判定されているため、煙の色が定性的に評価され、可視煙の判定基準の客観性が低いという懸念が生じている。またそのため、可視煙の発生に応じて製鉄所の操業が速やかに調整されるように、煙の判定結果と製鉄所の操業調整とを連動させることが困難であるという問題も生じている。   In this way, in the operation of steelworks, whether or not the emitted smoke is visible smoke is determined using human vision, so the color of the smoke is qualitatively evaluated and the determination of visible smoke There are concerns that the objectivity of the standards is low. For this reason, there is also a problem that it is difficult to link the smoke determination result and the operation adjustment of the steelworks so that the operation of the steelworks is quickly adjusted according to the generation of visible smoke.

本発明は上記した問題に着目してなされたものであって、煙突から排出される煙を定量評価して、可視煙であるかどうかを客観的に判定することができる技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made by paying attention to the above-described problems, and provides a technique capable of objectively determining whether or not the smoke is visible by quantitatively evaluating the smoke discharged from the chimney. Objective.

本発明に係る可視煙判定装置のある態様は、煙突から排出される煙を撮像する撮像装置と、この撮像装置によって撮像された画像に基づいて可視煙判定用画像を生成するとともにこの可視煙判定用画像中に背景領域及び可視煙判定用領域を設定する画像処理部と、背景領域及び可視煙判定用領域のそれぞれの色相毎の明度を算出する算出部と、この算出部によって算出された各色相における背景領域の明度と可視煙判定用領域の明度との差が、少なくとも1つの色相において、予め設定された閾値以上のとき、撮像装置によって撮像された煙を可視煙と判定する判定部と、を備えることを要旨とする。   An aspect of the visible smoke determination device according to the present invention is an image pickup device that picks up smoke emitted from a chimney, and generates a visible smoke determination image based on an image picked up by the image pickup device, and the visible smoke determination. An image processing unit that sets a background region and a visible smoke determination region in the image for use, a calculation unit that calculates brightness for each hue of the background region and the visible smoke determination region, and each of the calculation units calculated by the calculation unit A determination unit that determines that the smoke captured by the imaging device is visible smoke when the difference between the brightness of the background region in the hue and the brightness of the visible smoke determination region is equal to or greater than a preset threshold in at least one hue; The gist is to provide.

また本発明に係る可視煙判定方法のある態様は、煙突から排出される煙を撮像するステップと、撮像された画像に基づいて可視煙判定用画像を生成するステップと、この可視煙判定用画像中に背景領域及び可視煙判定用領域を設定するステップと、背景領域及び可視煙判定用領域のそれぞれの色相毎の明度を算出するステップと、算出された各色相における背景領域の明度と可視煙判定用領域の明度との差が、RGBのうち少なくとも1つの色相において、予め設定された閾値以上のとき、撮像された煙を可視煙と判定するステップと、を含むことを要旨とする。   An aspect of the visible smoke determination method according to the present invention includes a step of imaging smoke discharged from a chimney, a step of generating a visible smoke determination image based on the captured image, and the visible smoke determination image. A step of setting a background area and a visible smoke determination area, a step of calculating the brightness for each hue of the background area and the visible smoke determination area, and the brightness of the background area and the visible smoke in each calculated hue And a step of determining the imaged smoke as visible smoke when the difference from the brightness of the determination region is equal to or greater than a predetermined threshold in at least one hue of RGB.

本発明を用いれば、煙突から排出される煙を評価する際に人間の視覚を用いることがないので、煙を定量評価して、煙が可視煙であるかどうかを客観的に判定することができる。   According to the present invention, since human vision is not used when evaluating the smoke discharged from the chimney, it is possible to objectively determine whether the smoke is visible smoke by quantitatively evaluating the smoke. it can.

本発明の実施形態に係る可視煙判定装置の構成を説明する概略ブロック図である。It is a schematic block diagram explaining the structure of the visible smoke determination apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る可視煙判定用画像の模式図である。It is a schematic diagram of the image for visible smoke determination which concerns on embodiment of this invention. 本発明に係る可視煙判定用画像の他の実施形態の模式図である。It is a schematic diagram of other embodiment of the image for visible smoke determination which concerns on this invention. 図2に示す可視煙判定用画像中に煙が表われている図である。FIG. 3 is a diagram showing smoke in the visible smoke determination image shown in FIG. 2. 本発明の実施形態に係る可視煙判定方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the visible smoke determination method which concerns on embodiment of this invention. 可視煙と視認できない場合(I)の各色相における明度をフレーム毎に示すグラフ図である。It is a graph which shows the lightness in each hue when not visible with visible smoke for every flame | frame. 可視煙発生の場合(II)の各色相における明度をフレーム毎に示すグラフ図である。It is a graph which shows the lightness in each hue in case of visible smoke generation | occurrence | production (II) for every flame | frame. R相における可視煙と視認できない場合(I)の明度差及び可視煙発生の場合(II)の明度差を説明する図である。It is a figure explaining the brightness difference of (I) when not visible with visible smoke in R phase, and the brightness difference of (II) when visible smoke is generated. G相における可視煙と視認できない場合(I)の明度差及び可視煙発生の場合(II)の明度差を説明する図である。It is a figure explaining the brightness difference of the case where it cannot visually recognize with visible smoke in G phase, and the brightness difference of (II) when visible smoke is generated. B相における可視煙と視認できない場合(I)の明度差及び可視煙発生の場合(II)の明度差を説明する図である。It is a figure explaining the brightness difference of the case (I) when not visible with visible smoke in B phase, and the brightness difference of (II) when visible smoke is generated.

本発明の実施形態に係る可視煙判定装置は、製鉄所の焼結機から排出される煙が、可視煙であるかどうかを判定するために用いられるものである。以下その構成を、図面を参照して説明する。尚、図中に示された各部の形状、大きさ又は比率は適宜簡略化及び誇張して示されている。また図中、同一機能を有するものには同一符号を付し、その繰り返しの説明を省略する。   The visible smoke determination device according to the embodiment of the present invention is used for determining whether or not the smoke discharged from a sintering machine in an ironworks is visible smoke. The configuration will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the shape, size, or ratio of each part shown in the drawing is appropriately simplified and exaggerated. Moreover, in the figure, the same code | symbol is attached | subjected to what has the same function, and the repeated description is abbreviate | omitted.

本実施形態に係る可視煙判定装置1は、図1に示すように、焼結機10の煙突11から排出される煙12を撮像する撮像装置であるカメラ2と、このカメラ2に接続された画像処理部3と、画像処理部3に接続された算出部4と、算出部4に接続された判定部5とを備える。また可視煙判定装置1は、カメラ2、画像処理部3、算出部4及び判定部5のそれぞれに接続された制御部6と、制御部6に接続された報知装置7とを備える。   As shown in FIG. 1, the visible smoke determination device 1 according to the present embodiment is connected to a camera 2 that is an imaging device that images the smoke 12 discharged from the chimney 11 of the sintering machine 10, and the camera 2. The image processing unit 3 includes a calculation unit 4 connected to the image processing unit 3, and a determination unit 5 connected to the calculation unit 4. The visible smoke determination device 1 includes a control unit 6 connected to the camera 2, the image processing unit 3, the calculation unit 4, and the determination unit 5, and a notification device 7 connected to the control unit 6.

カメラ2による煙12の撮像は、所定の間隔、例えば5分毎に1枚の静止画像を取得するように連続で行われるものであればよく、カメラ2は静止画像を撮像するカメラでも動画像を撮像するビデオカメラでもよい。カメラ2から静止画像を取得する間隔は、制御部6を介して適宜設定される。
画像処理部3は、カメラ2によって撮像された画像に基づいて、図2に示すような可視煙判定用画像を、256階調のRGB表色系で生成するものである。また画像処理部3は、可視煙判定用画像中に背景領域C0、第一可視煙判定用領域A1及び第二可視煙判定用領域A2を設定するものである。背景領域C0及び第一及び第二可視煙判定用領域A1,A2は、可視煙判定用画像中に表われた煙12が可視煙かどうかを判定するために用いられる領域である。
The imaging of the smoke 12 by the camera 2 may be performed continuously so as to acquire one still image at a predetermined interval, for example, every 5 minutes, and the camera 2 is a moving image even if it is a camera that captures a still image. It may be a video camera for imaging. The interval for acquiring still images from the camera 2 is appropriately set via the control unit 6.
The image processing unit 3 generates a visible smoke determination image as shown in FIG. 2 based on an image captured by the camera 2 in a 256 gradation RGB color system. The image processing unit 3 sets a background area C0, a first visible smoke determination area A1, and a second visible smoke determination area A2 in the visible smoke determination image. The background area C0 and the first and second visible smoke determination areas A1 and A2 are areas used to determine whether or not the smoke 12 appearing in the visible smoke determination image is visible smoke.

図2に示すように、本実施形態では1個の背景領域C0が、図2を正面視で煙突11の上部の左側に煙突11と間隔を空けて、横長の矩形状に設定されている。また2個の可視煙判定用領域A1,A2が、背景領域C0の上方で、互いに間隔を空けて、いずれも同じ寸法の正方形状に設定されている。背景領域C0及び第一及び第二可視煙判定用領域A1,A2のそれぞれの位置、形状、寸法及び個数等は、制御部6を介して可視煙判定用画像中に適宜設定される。また背景領域C0及び第一及び第二可視煙判定用領域A1,A2は、それぞれ過去に可視煙が撮像された画像中の可視煙の位置に基づいて、経験的に設定することができる。   As shown in FIG. 2, in the present embodiment, one background region C0 is set in a horizontally long rectangular shape with a space from the chimney 11 on the left side of the upper portion of the chimney 11 when viewed from the front in FIG. 2. Further, the two visible smoke determination areas A1 and A2 are set in a square shape having the same size and spaced apart from each other above the background area C0. The position, shape, size, number, and the like of the background region C0 and the first and second visible smoke determination regions A1, A2 are appropriately set in the visible smoke determination image via the control unit 6. The background area C0 and the first and second visible smoke determination areas A1 and A2 can be set empirically based on the positions of visible smoke in images obtained by imaging visible smoke in the past.

他の可視煙判定用画像の形態例として、図3に示す形態がある。図3では、5個のいずれも同じ寸法の正方形状の可視煙判定用領域A3〜A7が、煙突11と間隔を空けて煙突11の上方を囲むように、煙突11の長軸に左右対称に設定されている。また5個の可視煙判定用領域A3〜A7と同じ大きさの正方形状の背景領域C1〜C4が、可視煙判定用画像中の四隅に設定されている。   As another form example of the visible smoke determination image, there is a form shown in FIG. In FIG. 3, all of the five visible smoke determination areas A3 to A7 having the same dimensions are symmetrical with respect to the major axis of the chimney 11 so as to surround the chimney 11 with a space therebetween. Is set. In addition, square background areas C1 to C4 having the same size as the five visible smoke determination areas A3 to A7 are set at the four corners in the visible smoke determination image.

背景領域C0の位置、形状、寸法及び個数等が適宜設定できることにより、撮像日の天気や風向き等に応じて、背景の明度を算出するのに最も適した背景領域C0を柔軟に設定することが可能となる。また第一及び二可視煙判定用領域A1,A2の位置、形状、寸法及び個数等が適宜設定できることにより、煙12の明度を算出するのに最も適した可視煙判定用領域を柔軟に選択することが可能となる。加えて、可視煙判定用領域を変更するために、カメラ2のレンズの向きをいちいち変更させる必要がない。よって、可視煙判定装置1の操作性をより高めることができる。   By appropriately setting the position, shape, size, number, and the like of the background region C0, it is possible to flexibly set the background region C0 that is most suitable for calculating the brightness of the background according to the weather, wind direction, and the like on the shooting date. It becomes possible. Further, the position, shape, size, number, and the like of the first and second visible smoke determination areas A1, A2 can be set as appropriate, so that the most suitable visible smoke determination area for calculating the brightness of the smoke 12 can be flexibly selected. It becomes possible. In addition, in order to change the visible smoke determination area, it is not necessary to change the direction of the lens of the camera 2 one by one. Therefore, the operability of the visible smoke determination device 1 can be further improved.

算出部4は、背景領域C0のRGBそれぞれの色相毎の明度(R0,G0,B0)を算出するものであるとともに、第一及び第二可視煙判定用領域A1,A2のRGBそれぞれの色相毎の明度(R1,G1,B1),(R2,G2,B2)を算出するものである。本実施形態では、第一可視煙判定用領域A1の明度(R1,G1,B1)を第一明度とするとともに、第二可視煙判定用領域A2の明度(R2,G2,B2)を第二明度とする。   The calculation unit 4 calculates the brightness (R0, G0, B0) for each hue of RGB in the background area C0, and for each hue of RGB in the first and second visible smoke determination areas A1, A2. Brightness (R1, G1, B1) and (R2, G2, B2) are calculated. In the present embodiment, the lightness (R1, G1, B1) of the first visible smoke determination region A1 is set as the first lightness, and the lightness (R2, G2, B2) of the second visible smoke determination region A2 is set to the second lightness. Brightness.

本実施形態における各領域C0,A1,A2の明度は、例えばある矩形状の領域が、m行n列からなるk個(k=m×n)の画素から構成される場合、領域中のk個の画素の各色相の明度の加重平均の値で設定されている。すなわち、k個の画素からなる領域全体のR相の明度は、各画素のR相の明度の和の値をkで除した値となる。G相、B相についても同様である。尚、各領域の明度は、加重平均の値に限定されるものでなく、領域に含まれる画素中の最大値や中間値等他の明度が適宜用いられて設定されてよい。   The brightness of each of the regions C0, A1, and A2 in this embodiment is, for example, when a certain rectangular region is composed of k (k = m × n) pixels having m rows and n columns. It is set as a weighted average value of the brightness of each hue of each pixel. That is, the lightness of the R phase of the entire region composed of k pixels is a value obtained by dividing the sum of the lightness of the R phase of each pixel by k. The same applies to the G phase and the B phase. The brightness of each area is not limited to the weighted average value, and other brightness such as a maximum value or an intermediate value in pixels included in the area may be set as appropriate.

また算出部4は、背景領域C0の明度(R0,G0,B0)から第一明度(R1,G1,B1)を色相毎に減じて、各色相における可視煙判定用領域A1の第一明度差(ΔR1,ΔG1,ΔB1)をそれぞれ算出するものである。また算出部4は、背景領域C0の明度(R0,G0,B0)から第二明度(R2,G2,B2)を色相毎に減じて、各色相における可視煙判定用領域A2の第二明度差(ΔR2,ΔG2,ΔB2)をそれぞれ算出するものである。   Further, the calculation unit 4 subtracts the first brightness (R1, G1, B1) from the brightness (R0, G0, B0) of the background area C0 for each hue, and the first brightness difference of the visible smoke determination area A1 in each hue. (ΔR1, ΔG1, ΔB1) are respectively calculated. Further, the calculation unit 4 subtracts the second brightness (R2, G2, B2) from the brightness (R0, G0, B0) of the background area C0 for each hue, and the second brightness difference of the visible smoke determination area A2 in each hue. (ΔR2, ΔG2, ΔB2) are respectively calculated.

算出された各色相における背景領域C0の明度(R0,G0,B0)、第一明度(R1,G1,B1)及び第二明度(R2,G2,B2)は、可視煙判定装置1が備えるメモリ(不図示)にそれぞれ格納される。また算出された各色相における第一明度差(ΔR1,ΔG1,ΔB1)及び第二明度差(ΔR2,ΔG2,ΔB2)も、それぞれメモリ(不図示)に格納される。   The calculated brightness (R0, G0, B0), first brightness (R1, G1, B1) and second brightness (R2, G2, B2) of the background region C0 in each hue are memories included in the visible smoke determination device 1 (Not shown) respectively. The calculated first lightness difference (ΔR1, ΔG1, ΔB1) and second lightness difference (ΔR2, ΔG2, ΔB2) in each hue are also stored in a memory (not shown).

判定部5は、算出部4によって算出された各色相における第一及び第二明度差(ΔR1,ΔG1,ΔB1),(ΔR2,ΔG2,ΔB2)が、少なくとも1つの色相において、予め設定された閾値以上のとき、カメラ2によって撮像された煙12を可視煙と判定するものである。
閾値は、本実施形態では、第一可視煙判定用領域A1のRGB各相のいずれにおいても10に設定されている。また第二可視煙判定用領域A2についても、第一可視煙判定用領域A1と同様に、RGB各相のいずれの閾値も10に設定されている。設定されたそれぞれの閾値は、可視煙判定装置1のメモリに格納されている。
The determination unit 5 is configured such that the first and second lightness differences (ΔR1, ΔG1, ΔB1) and (ΔR2, ΔG2, ΔB2) in the hues calculated by the calculation unit 4 are threshold values set in advance in at least one hue. At this time, the smoke 12 imaged by the camera 2 is determined as visible smoke.
In the present embodiment, the threshold is set to 10 in each of the RGB phases of the first visible smoke determination area A1. Also, in the second visible smoke determination area A2, as in the first visible smoke determination area A1, any threshold value of each RGB phase is set to 10. Each set threshold value is stored in the memory of the visible smoke determination device 1.

ここで閾値の設定方法を説明する。まず本実施形態に係る可視煙判定装置1を用いて可視煙判定用画像を複数生成し、各々の可視煙判定用画像から算出されたRGB各相の明度のデータを蓄積する。また各可視煙判定用画像における煙を実際にオペレータが視認して、可視煙であるかどうかを判定する。判定結果に基づき、可視煙であると判定された可視煙判定用画像と、可視煙であると判定されなかった可視煙判定用画像とを分類する。そして、すべての可視煙判定用画像の明度データの分布を解析して、可視煙であるかどうかのRGB各相の閾値を設定する。   Here, a threshold value setting method will be described. First, a plurality of visible smoke determination images are generated using the visible smoke determination device 1 according to the present embodiment, and lightness data of each RGB phase calculated from each visible smoke determination image is accumulated. Further, the operator visually recognizes the smoke in each visible smoke determination image to determine whether or not it is visible smoke. Based on the determination result, the visible smoke determination image determined to be visible smoke and the visible smoke determination image not determined to be visible smoke are classified. Then, the distribution of the brightness data of all the visible smoke determination images is analyzed, and the threshold value of each RGB phase for determining whether or not the visible smoke is present.

閾値は、RGBの各相において、同じ値でもよいし、互いに異なる値であってもよい。また、煙12を撮像したときの日時(季節)、天気、気温、風向き等の一部又は全てのデータを各可視煙判定用画像に紐つけて蓄積し、可視煙であるかどうかの判定結果と併せて閾値の設定に用いてもよい。
制御部6は、可視煙判定装置1を構成する各部の機能やパラメータを適宜変更するために用いられるものである。例えば、画像処理部3、算出部4及び判定部5の機能を実行する画像解析ソフトがパーソナルコンピュータ(PC)にインストールされた場合、画像解析ソフトを実行するPCの中央演算装置(CPU)が制御部6に相当する。またカメラ2についても、PCのインターフェースを介してPCと接続することができる。
The threshold value may be the same value or a different value in each of the RGB phases. Further, a part or all of data such as date and time (season), weather, temperature, wind direction, etc. when the smoke 12 is imaged is accumulated in association with each visible smoke determination image, and a determination result of whether or not the smoke is visible And may be used for setting a threshold value.
The control unit 6 is used to appropriately change the function and parameters of each unit constituting the visible smoke determination device 1. For example, when image analysis software that executes the functions of the image processing unit 3, the calculation unit 4, and the determination unit 5 is installed in a personal computer (PC), the central processing unit (CPU) of the PC that executes the image analysis software controls the computer. This corresponds to part 6. The camera 2 can also be connected to a PC via the PC interface.

制御部6は、例えば、カメラ2の撮像間隔や撮像角度等の設定を変更したり、画像処理部3による可視煙判定用領域の位置、形状、寸法、個数等の設定を変更したりするものである。また制御部6は、算出部4により算出された各領域C0,A1,A2におけるRGB各相の明度や、第一及び第二明度差を、制御部6に接続されたディスプレイ等の出力装置(不図示)に出力するものである。また制御部6は、可視煙判定用画像の煙12が可視煙であるかどうかの判定結果に基づき、報知装置7を動作させる信号を出力するものである。   For example, the control unit 6 changes settings such as an imaging interval and an imaging angle of the camera 2 and changes settings such as the position, shape, size, and number of visible smoke determination regions by the image processing unit 3. It is. Further, the control unit 6 outputs the brightness of each of the RGB phases in the regions C0, A1, and A2 calculated by the calculation unit 4 and the first and second brightness differences to an output device such as a display connected to the control unit 6 ( (Not shown). Moreover, the control part 6 outputs the signal which operates the alerting | reporting apparatus 7 based on the determination result whether the smoke 12 of the image for visible smoke determination is visible smoke.

報知装置7は、判定部5によってカメラ2によって撮像された煙12が可視煙であると判定されたとき、可視煙の発生を監視センターのオペレータに報知する動作を行うものである。報知動作としては、例えば、PCのディスプレイ画面に可視煙発生を示す文字が出力される構成であってもよいし、注意を喚起するアラームや警告灯が動作する構成であってもよい。   When the determination unit 5 determines that the smoke 12 captured by the camera 2 is visible smoke, the notification device 7 performs an operation of notifying the operator of the monitoring center of the occurrence of visible smoke. The notification operation may be, for example, a configuration in which characters indicating the occurrence of visible smoke are output on the display screen of the PC, or a configuration in which an alarm or warning light that calls attention is operated.

次に、本実施形態に係る可視煙判定装置1の動作を、図5を参照して説明する。
まず図5に示すように、可視煙判定装置1のカメラ2が、焼結機10の煙突11から排出される煙12を撮像する(S10)。撮像により、煙突11の上部を含めた静止画像が、所定間隔で、画像処理部3に送信されることとなる。
次に、画像処理部3が、撮像された静止画像に基づいて可視煙判定用画像を生成する(S11)。
Next, operation | movement of the visible smoke determination apparatus 1 which concerns on this embodiment is demonstrated with reference to FIG.
First, as shown in FIG. 5, the camera 2 of the visible smoke determination device 1 images the smoke 12 discharged from the chimney 11 of the sintering machine 10 (S10). As a result of imaging, a still image including the upper part of the chimney 11 is transmitted to the image processing unit 3 at a predetermined interval.
Next, the image processing unit 3 generates a visible smoke determination image based on the captured still image (S11).

次に、画像処理部3が、生成された可視煙判定用画像中に、背景領域C0及び第一及び可視煙判定用領域A1,A2を設定する(S12)。本実施形態に係る判定方法の可視煙判定用画像は、図4に示す可視煙判定用画像とし、背景領域C0には煙12が重なっておらず、背景の空のみが表われている。また第一可視煙判定用領域A1には、図4を正面視で左下の角の一部の領域を除き、煙12が重なって表れている。また第二可視煙判定用領域A2には、その全領域に煙12が重なって表れている。   Next, the image processing unit 3 sets the background area C0 and the first and visible smoke determination areas A1 and A2 in the generated visible smoke determination image (S12). The visible smoke determination image of the determination method according to the present embodiment is the visible smoke determination image shown in FIG. 4. The smoke 12 does not overlap the background region C0 and only the background sky appears. In the first visible smoke determination area A1, smoke 12 appears to overlap with the exception of a part of the lower left corner in FIG. Further, in the second visible smoke determination area A2, smoke 12 appears over the entire area.

次に、算出部4が、背景領域C0の明度(R0,G0,B0)を算出する(S13)。また第一明度(R1,G1,B1)及び第二明度(R2,G2,B2)を算出する(S14)。また第一明度差(ΔR1,ΔG1,ΔB1)及び第二明度差(ΔR2,ΔG2,ΔB2)をそれぞれ算出する(S15)。
次に、判定部5が、色相毎に、メモリに格納されている閾値と、算出された第一明度差(ΔR1,ΔG1,ΔB1)及び第二明度差(ΔR2,ΔG2,ΔB2)とをそれぞれ比較する。
Next, the calculation unit 4 calculates the lightness (R0, G0, B0) of the background region C0 (S13). Also, the first brightness (R1, G1, B1) and the second brightness (R2, G2, B2) are calculated (S14). Further, the first lightness difference (ΔR1, ΔG1, ΔB1) and the second lightness difference (ΔR2, ΔG2, ΔB2) are calculated (S15).
Next, the determination unit 5 determines, for each hue, the threshold value stored in the memory and the calculated first lightness difference (ΔR1, ΔG1, ΔB1) and second lightness difference (ΔR2, ΔG2, ΔB2), respectively. Compare.

まず、R相における比較処理について説明する。第一明度差のR相の値ΔR1及び第二明度差のR相の値ΔR2を、R相の閾値とそれぞれ比較する。そして、第一明度差のR相の値ΔR1及び第二明度差のR相の値ΔR2のいずれか一方が閾値以上である場合、カメラ2に撮像された煙12すなわち焼結機10の煙突11から排出される煙12を可視煙と判定する(S19)。この場合、後続するG相及びB相における各明度差と閾値との比較は行ってもよいし、行わなくてもよい。一方、第一明度差のR相の値ΔR1及び第二明度差のR相の値ΔR2がいずれもR相の閾値未満である場合は、図5中にS17で示すG相における比較処理へ移行する(S16)。   First, the comparison process in the R phase will be described. The first brightness difference R-phase value ΔR1 and the second brightness difference R-phase value ΔR2 are respectively compared with the R-phase threshold value. If either one of the first brightness difference R-phase value ΔR1 and the second brightness difference R-phase value ΔR2 is equal to or greater than the threshold value, the smoke 12 imaged by the camera 2, that is, the chimney 11 of the sintering machine 10 is used. The smoke 12 discharged from the air is determined as visible smoke (S19). In this case, each brightness difference in the subsequent G phase and B phase may be compared with the threshold value, or may not be performed. On the other hand, when both the R-phase value ΔR1 of the first brightness difference and the R-phase value ΔR2 of the second brightness difference are less than the R-phase threshold value, the process proceeds to the comparison process in the G-phase indicated by S17 in FIG. (S16).

次に、G相における比較処理について説明する。第一明度差のG相の値ΔG1及び第二明度差のG相の値ΔG2を、G相の閾値とそれぞれ比較する。そして、第一明度差のG相の値ΔG1及び第二明度差のG相の値ΔG2のいずれか一方が閾値以上である場合、カメラ2に撮像された煙12すなわち焼結機10の煙突11から排出される煙12を可視煙と判定する(S19)。この場合、後続するB相における各明度差と閾値との比較は行ってもよいし、行わなくてもよい。一方、第一明度差のG相の値ΔG1及び第二明度差のG相の値ΔG2がいずれもG相の閾値未満である場合は、図5中にS18で示すB相における比較処理へ移行する(S17)。   Next, the comparison process in the G phase will be described. The G-phase value ΔG1 of the first brightness difference and the G-phase value ΔG2 of the second brightness difference are respectively compared with the G-phase threshold value. When either one of the G-phase value ΔG1 of the first brightness difference and the G-phase value ΔG2 of the second brightness difference is equal to or greater than the threshold value, the smoke 12 captured by the camera 2, that is, the chimney 11 of the sintering machine 10 is used. The smoke 12 discharged from the air is determined as visible smoke (S19). In this case, the comparison between each brightness difference and the threshold value in the subsequent B phase may or may not be performed. On the other hand, if both the first brightness difference G-phase value ΔG1 and the second brightness difference G-phase value ΔG2 are less than the G-phase threshold value, the process proceeds to the comparison process in the B-phase indicated by S18 in FIG. (S17).

最後に、B相における比較処理について説明する。第一明度差のB相の値ΔB1及び第二明度差のB相の値ΔB2を、B相の閾値とそれぞれ比較する。そして、第一明度差のB相の値ΔB1及び第二明度差のB相の値ΔB2のいずれか一方が閾値以上である場合、カメラ2に撮像された煙12すなわち焼結機10の煙突11から排出される煙12を可視煙と判定する(S19)。一方、第一明度差のB相の値ΔB1及び第二明度差のB相の値ΔB2がいずれもB相の閾値未満である場合は、当該可視煙判定用画像における可視煙判定処理を終了する(S18)。   Finally, the comparison process in the B phase will be described. The first lightness difference B-phase value ΔB1 and the second lightness difference B-phase value ΔB2 are respectively compared with the B-phase threshold. When either one of the first brightness difference B-phase value ΔB1 and the second brightness difference B-phase value ΔB2 is equal to or greater than the threshold value, the smoke 12 imaged by the camera 2, that is, the chimney 11 of the sintering machine 10 is used. The smoke 12 discharged from the air is determined as visible smoke (S19). On the other hand, when both of the first brightness difference B-phase value ΔB1 and the second brightness difference B-phase value ΔB2 are less than the B-phase threshold, the visible smoke determination processing in the visible smoke determination image is terminated. (S18).

すなわち、前記したRGB各相における比較処理の結果、第一明度差の3個の値ΔR1,ΔG1,ΔB1及び第二明度差の3個の値ΔR2,ΔG2,ΔB2からなる6個全ての明度差が、それぞれ設定された閾値未満のとき、可視煙判定用画像中の煙12は可視煙であると判定されない。そして、当該可視煙判定用画像に対する可視煙判定処理は終了するとともに、後続する可視煙判定用画像に対して前記した一連の処理(S10〜S19)が繰り返されることとなる。   That is, as a result of the comparison process in each of the RGB phases, all six brightness differences including the three values ΔR1, ΔG1, ΔB1 of the first brightness difference and the three values ΔR2, ΔG2, ΔB2 of the second brightness difference are obtained. However, when the values are less than the set threshold values, the smoke 12 in the visible smoke determination image is not determined to be visible smoke. Then, the visible smoke determination process for the visible smoke determination image ends, and the series of processes (S10 to S19) described above are repeated for the subsequent visible smoke determination image.

一方、RGB各相における比較処理の結果、第一明度差の3個の値ΔR1,ΔG1,ΔB1及び第二明度差の3個の値ΔR2,ΔG2,ΔB2からなる6個の明度差のうち少なくとも一つの明度差が、その可視煙判定用領域の色相において設定された閾値以上のとき、可視煙判定用画像中の煙12は可視煙と判定される。例えば、R相の2個の明度差ΔR1,ΔR2がいずれもR相の閾値未満の場合であっても、G相の2個の明度差ΔG1,ΔG2のうち1個でもGの閾値以上であれば、可視煙であると判定されることとなる。   On the other hand, as a result of the comparison processing in each of the RGB phases, at least of the six brightness differences including the three values ΔR1, ΔG1, ΔB1 of the first brightness difference and the three values ΔR2, ΔG2, ΔB2 of the second brightness difference. When one brightness difference is equal to or greater than a threshold value set in the hue of the visible smoke determination region, the smoke 12 in the visible smoke determination image is determined as visible smoke. For example, even if two R-phase brightness differences ΔR1 and ΔR2 are both less than the R-phase threshold, at least one of the two G-phase brightness differences ΔG1 and ΔG2 is greater than or equal to the G threshold. If it is, it will be determined that it is visible smoke.

煙12が可視煙であると判定した場合、可視煙が発生したことを、可視煙判定用画像の撮像時間等のデータとともに、報知装置7が、監視センターのオペレータに報知する(S20)。監視センターのオペレータは、可視煙が発生している煙突11の焼結機10の担当者へ可視煙の発生を電話等で連絡する。連絡を受けた焼結機10の管理者では、焼結機10に供給される焼結材料中のカーボン含有濃度や、電気集塵機の集塵状況等を確認し、可視煙が継続発生しないように操業を適宜調整することとなる。上記のようにして、本実施形態に係る可視煙判定方法が構成される。   When it is determined that the smoke 12 is visible smoke, the notification device 7 notifies the operator of the monitoring center that the visible smoke has been generated, together with data such as the imaging time of the visible smoke determination image (S20). The operator of the monitoring center notifies the person in charge of the sintering machine 10 of the chimney 11 where visible smoke is generated by telephone or the like about the occurrence of visible smoke. The administrator of the sintering machine 10 that has been contacted confirms the carbon content concentration in the sintered material supplied to the sintering machine 10 and the dust collection status of the electric dust collector so that visible smoke does not continue to be generated. The operation will be adjusted accordingly. The visible smoke determination method according to the present embodiment is configured as described above.

尚、報知処理(S20)が1回行われると直ちに焼結機10の担当者へ連絡が行われるのではなく、報知処理が複数回、例えばアラームが連続で3回報知された場合に至って、焼結機10の担当者へ連絡が行われるように構成することが以下の理由から好ましい。
煙12をカメラ2で撮像するとき、撮像画面に意図しない鳥等の飛行物が映し出され、可視煙判定用画像中の可視煙判定用領域に重なって表れる場合がある。その場合、背景領域COの明度と、飛行物の色を反映した可視煙判定用領域の明度とが比較され、誤って可視煙と判定される懸念がある。よって、本実施形態に係る可視煙判定方法を焼結機10の操業と連動させる際、報知処理が予め設定された回数実行された場合に至った場合に、焼結機10の操業を調整するように構成すれば、可視煙の誤判定を抑制し、有効に操業を行うことができる。
In addition, when the notification process (S20) is performed once, the person in charge of the sintering machine 10 is not immediately contacted, but the notification process is performed a plurality of times, for example, when the alarm is continuously notified three times, It is preferable for the following reasons that the person in charge of the sintering machine 10 is contacted.
When the smoke 12 is imaged by the camera 2, an unintended flying object such as a bird is projected on the imaging screen and may appear overlapping the visible smoke determination area in the visible smoke determination image. In that case, there is a concern that the brightness of the background area CO and the brightness of the visible smoke determination area reflecting the color of the flying object are compared and erroneously determined as visible smoke. Therefore, when the visible smoke determination method according to the present embodiment is linked with the operation of the sintering machine 10, the operation of the sintering machine 10 is adjusted when the notification process is executed a predetermined number of times. If comprised in this way, the misjudgment of visible smoke can be suppressed and operation can be performed effectively.

尚、報知処理(S20)の後、操業を調整するために対象設備へ行われる連絡の形態は、監視センターのオペレータによる手作業に限定されず、報知処理(S20)の実行に伴って自動的に連絡が行われるように構成してもよい。
また本実施形態では、可視煙判定用領域を2個設定し、2個の可視煙判定用領域A1,A2のうちいずれか一方のG相の明度差ΔG1,ΔG2が、閾値以上であれば、可視煙が発生したと判定する。このように、複数の可視煙判定用領域を設けるとともにそのうち少なくとも一つの明度差が、予め設定された閾値以上の場合に可視煙が発生したと判定する。よって、ある1つの可視煙判定用領域と煙12とが重なって表れない場合でも、他の可視煙判定用領域により補完して判定することにより、可視煙を見逃すことを抑制することができる。
In addition, after the notification process (S20), the form of communication performed to the target equipment to adjust the operation is not limited to the manual operation by the operator of the monitoring center, but automatically with the execution of the notification process (S20). You may comprise so that contact may be made.
In the present embodiment, two visible smoke determination areas are set, and if the lightness difference ΔG1, ΔG2 of any one of the two visible smoke determination areas A1, A2 is equal to or greater than a threshold value, It is determined that visible smoke has been generated. In this way, it is determined that visible smoke has occurred when a plurality of visible smoke determination areas are provided and at least one of the brightness differences is equal to or greater than a preset threshold value. Therefore, even when a certain visible smoke determination area and the smoke 12 do not appear to overlap each other, it is possible to suppress missing the visible smoke by complementing the determination with another visible smoke determination area.

次に、本実施形態に係る可視煙判定装置1を用いて行った実施例を、図6〜図10を用いて説明する。
まず、カメラ2として動画像を撮像できる市販のデジタルビデオカメラを用意し、煙突10の煙11が撮像できる所定の位置に固定し、煙11を連続的に撮像できるように可視煙判定装置1を構成した。また、このデジタルビデオカメラを、画像解析ソフトがインストールされた監視室内のPCと接続し、デジタルビデオカメラから送信される動画像をPCのディスプレイ上に表示するように構成した。また、送信された動画像から1.5秒間隔で1フレーム(2分30秒間で100フレーム)の、256階調のRGB表色系の静止画像を可視煙判定用画像として取得するように構成した。
Next, the Example performed using the visible smoke determination apparatus 1 which concerns on this embodiment is described using FIGS.
First, a commercially available digital video camera capable of capturing a moving image is prepared as the camera 2, fixed at a predetermined position where the smoke 11 of the chimney 10 can be imaged, and the visible smoke determination device 1 is set so that the smoke 11 can be continuously captured. Configured. Further, this digital video camera is connected to a PC in a monitoring room in which image analysis software is installed, and a moving image transmitted from the digital video camera is displayed on the display of the PC. Also, it is configured to obtain a 256-gradation RGB color system still image as a visible smoke determination image of 1 frame (100 frames for 2 minutes and 30 seconds) at 1.5 second intervals from the transmitted moving image. did.

可視煙判定用画像には、図2に示すように、背景領域C0及び第一及び第二可視煙判定用領域A1,A2を設定するとともに、第一可視煙判定用領域A1のRGB各相の閾値を、いずれも10に設定した。また第二可視煙判定用領域A2のRGB各相の閾値を、いずれも10に設定した。
次に、可視煙判定装置1を用いて、焼結機10の煙突11の撮像を開始した。撮像中のある時間帯において、オペレータにより煙12が可視煙と視認できない場合(I)のRGB各相の明度の変化を図6に示す。また(I)の場合が生じた約一時間後であって、オペレータにより茶色味を帯びた可視煙が視認され、可視煙であると判定された場合(II)のRGB各相の明度の変化を図7に示す。(I)(II)いずれの場合も、撮像時の天気は曇りであった。また可視煙判定用画像中に設定された背景領域C0全体に白い雲が表われていた。
As shown in FIG. 2, the background smoke C0 and the first and second visible smoke judgment areas A1 and A2 are set in the visible smoke judgment image, and each of the RGB phases of the first visible smoke judgment area A1 is set. The thresholds were all set to 10. In addition, the threshold values of the respective RGB phases of the second visible smoke determination area A2 were all set to 10.
Next, imaging of the chimney 11 of the sintering machine 10 was started using the visible smoke determination device 1. FIG. 6 shows changes in the brightness of each RGB phase when smoke 12 cannot be visually recognized as visible smoke by an operator in a certain time zone during imaging. In addition, about one hour after the occurrence of the case of (I), when the visible smoke having a brownish color is visually recognized by the operator and determined to be visible smoke, the change in the brightness of each RGB phase in (II) Is shown in FIG. In both cases (I) and (II), the weather at the time of imaging was cloudy. In addition, a white cloud appeared in the entire background region C0 set in the visible smoke determination image.

図6に示すように、可視煙と視認できない場合(I)、R相においては、背景領域C0の明度R0、第一可視煙判定用領域の明度R1及び第二可視煙判定用領域の明度R2のいずれも125前後の値となるとともに、100フレーム(2分30秒間)に亘りほぼ同じ値を示す傾向が示された。また第一明度差のR相の値ΔR1及び第二明度差のR相の値ΔR2もほぼ同じ値を示し、大きく変動しない傾向が示された。   As shown in FIG. 6, when visible smoke is not visible (I), in the R phase, the brightness R0 of the background area C0, the brightness R1 of the first visible smoke determination area, and the brightness R2 of the second visible smoke determination area. Each of the values was around 125, and a tendency to show almost the same value over 100 frames (2 minutes 30 seconds) was shown. Also, the R value ΔR1 of the first brightness difference and the R phase value ΔR2 of the second brightness difference were almost the same value, indicating a tendency not to vary greatly.

またG相においては、背景領域C0の明度R0、第一可視煙判定用領域の明度G1及び第二可視煙判定用領域の明度G2のいずれも、140から145の間の値となるとともに、R相と同様に、100フレーム(2分30秒間)に亘り、ほぼ同じ値を示す傾向が示された。また第一明度差のG相の値ΔG1及び第二明度差のG相の値ΔG2もほぼ同じ値を示し、大きく変動しない傾向が示された。   In the G phase, the lightness R0 of the background region C0, the lightness G1 of the first visible smoke determination region, and the lightness G2 of the second visible smoke determination region all have values between 140 and 145, and R Similar to the phase, there was a tendency to show approximately the same value over 100 frames (2 minutes 30 seconds). Further, the G value ΔG1 of the first lightness difference and the G phase value ΔG2 of the second lightness difference showed substantially the same value, indicating a tendency not to vary greatly.

またB相においては、背景領域C0の明度B0、第一可視煙判定用領域の明度B1及び第二可視煙判定用領域の明度B2のいずれも、150から155の間の値となるとともに、100フレーム(2分30秒間)に亘り、ほぼ同じ値を示す傾向が示された。また第一明度差のB相の値ΔB1及び第二明度差のB相の値ΔB2もほぼ同じ値を示し、大きく変動しない傾向が示された。   In the phase B, the brightness B0 of the background area C0, the brightness B1 of the first visible smoke determination area, and the brightness B2 of the second visible smoke determination area all have values between 150 and 155, and 100 There was a tendency to show approximately the same value over the frame (2 minutes 30 seconds). Also, the B value ΔB1 of the first lightness difference and the B phase value ΔB2 of the second lightness difference were almost the same value, indicating a tendency not to vary greatly.

次に、図6及び図7に示すR相の各明度R0〜R2の100フレームの値の平均値を、(I)の場合と(II)の場合に分けて図8に示す。同様に、G相の各明度G0〜G2の100フレームの値の平均値を図9に示すとともにB相の各明度B0〜B2の100フレームの値の平均値を図10に示す。
まずR相について説明する。図8に示すように、可視煙と視認できない(I)の場合、背景領域C0のR相明度R0の平均値は126程度の値となり、第一及び第二明度R1,R2の平均値は、いずれも同じ124程度の値となった。第一明度差のR相の値ΔR1及び第二明度差のR相の値ΔR2はいずれも同じ2程度の値となった。
Next, FIG. 8 shows average values of 100 frame values of the R-phase brightness R0 to R2 shown in FIGS. 6 and 7 separately for the cases (I) and (II). Similarly, FIG. 9 shows an average value of 100 frames of G phase brightness G0 to G2, and FIG. 10 shows an average of 100 frames of B phase brightness B0 to B2.
First, the R phase will be described. As shown in FIG. 8, in the case of (I) that cannot be visually recognized as visible smoke, the average value of the R phase brightness R0 of the background region C0 is about 126, and the average value of the first and second brightness R1, R2 is In all cases, the value was about 124. The R value ΔR1 of the first lightness difference and the R phase value ΔR2 of the second lightness difference were both about the same value of 2.

一方、可視煙が発生した(II)の場合、背景領域C0のR相明度R0の平均値は125程度の値となり、第一及び第二明度R1,R2の平均値は、いずれも121程度の値となった。第一明度差のR相の値ΔR1及び第二明度差のR相の値ΔR2は、いずれも4程度の値となり、可視煙と視認できない(I)の場合より拡大した。
次にG相について説明する。図8に示すように、可視煙と視認できない(I)の場合、背景領域のG相明度G0の平均値は144程度の値となり、第一及び第二明度G1,G2の平均値は、それぞれ143,142程度の値となった。第一明度差のG相の値ΔG1及び第二明度差のG相の値ΔG2は、それぞれ1,2程度の値となった。
On the other hand, in the case of (II) where visible smoke is generated, the average value of the R phase brightness R0 of the background region C0 is about 125, and the average values of the first and second brightness R1, R2 are both about 121. Value. The first lightness difference R-phase value ΔR1 and the second lightness difference R-phase value ΔR2 are both about 4, which is larger than the case of (I) where visible smoke is not visible.
Next, the G phase will be described. As shown in FIG. 8, in the case of (I) that cannot be visually recognized as visible smoke, the average value of the G phase lightness G0 in the background region is a value of about 144, and the average values of the first and second lightness values G1 and G2 are respectively The value was about 143,142. The first brightness difference G-phase value ΔG1 and the second brightness difference G-phase value ΔG2 were about 1 and 2, respectively.

一方、可視煙が発生した(II)の場合、背景領域のG相明度G0の平均値は144程度の値となり、第一及び第二明度G1,G2の平均値は、それぞれ135,133程度の値となった。第一明度差のG相の値ΔG1及び第二明度差のG相の値ΔG2は、それぞれ9,11程度の値となり、可視煙と視認できない(I)の場合より拡大した。
最後にB相について説明する。図10に示すように、可視煙と視認できない(I)の場合、背景領域のB相明度B0の平均値は144程度の値となり、第一及び第二明度B1,B2の平均値は、それぞれ143,142程度の値となった。第一明度差のB相の値ΔB1及び第二明度差のB相の値ΔB2は、それぞれ1,2程度の値となった。
On the other hand, in the case of (II) where visible smoke is generated, the average value of the G-phase lightness G0 in the background region is about 144, and the average values of the first and second lightness G1 and G2 are about 135 and 133, respectively. Value. The first brightness difference G-phase value ΔG1 and the second brightness difference G-phase value ΔG2 were values of about 9 and 11, respectively, which were larger than in the case of (I) where no visible smoke was visible.
Finally, the B phase will be described. As shown in FIG. 10, in the case of (I) that cannot be visually recognized as visible smoke, the average value of the B phase lightness B0 in the background region is about 144, and the average values of the first and second lightness values B1 and B2 are respectively The value was about 143,142. The first lightness difference B-phase value ΔB1 and the second lightness difference B-phase value ΔB2 were about 1 and 2, respectively.

一方、可視煙が発生した(II)の場合、背景領域のB相明度B0の平均値は144程度の値となり、第一及び第二明度B1,B2の平均値は、それぞれ135,133程度の値となった。第一明度差のB相の値ΔB1及び第二明度差のB相の値ΔB2は、それぞれ9,11程度の値となり、可視煙と視認できない(I)の場合より拡大した。
本実施例では、RGBいずれの色相においても、可視煙が発生した(II)の場合の方が、可視煙と視認できない(I)の場合より、第一及び第二明度差がそれぞれ拡大した。またその中でも、第二明度差のG相の値ΔG2及び第二明度差のB相の値ΔB2は、いずれも11となり閾値である10を超えた。そして、カメラ2によって撮像された煙12が、可視煙判定装置1により可視煙であると判定された。そして、可視煙判定装置1の判定結果が、オペレータの視認による判定結果と同じとなった。
(効果)
本実施形態に係る可視煙判定装置1によれば、RGB各相における、背景領域C0と第一及び第二可視煙判定用領域A1,A2との各明度差(ΔR1,ΔG1,ΔB1),(ΔR2,ΔG2,ΔB2)を用いて、煙突11から排出される煙12を定量的に評価する。よって、煙12を評価する際に人間の視覚を用いることがないので、煙突11から排出される煙12を定量評価して、煙12が可視煙であるかどうかを客観的に判定することができる。
On the other hand, in the case of (II) where visible smoke is generated, the average value of the B phase lightness B0 in the background region is about 144, and the average values of the first and second lightness B1 and B2 are about 135 and 133, respectively. Value. The first lightness difference B-phase value ΔB1 and the second lightness difference B-phase value ΔB2 were values of about 9 and 11, respectively, which were larger than in the case of (I) where no visible smoke was visible.
In this example, in any of the RGB hues, the first and second brightness differences were larger in the case of (II) where visible smoke was generated than in the case of (I) where visible smoke was not visible. Among them, the G-phase value ΔG2 of the second brightness difference and the B-phase value ΔB2 of the second brightness difference were both 11 and exceeded the threshold value of 10. And the smoke 12 imaged by the camera 2 was determined to be visible smoke by the visible smoke determination device 1. And the determination result of the visible smoke determination apparatus 1 became the same as the determination result by an operator's visual recognition.
(effect)
According to the visible smoke determination device 1 according to the present embodiment, each brightness difference (ΔR1, ΔG1, ΔB1) between the background region C0 and the first and second visible smoke determination regions A1, A2 in each RGB phase ( ΔR2, ΔG2, ΔB2) are used to quantitatively evaluate the smoke 12 discharged from the chimney 11. Therefore, since human vision is not used when evaluating the smoke 12, it is possible to objectively determine whether the smoke 12 is visible smoke by quantitatively evaluating the smoke 12 discharged from the chimney 11. it can.

また本実施形態では、第一明度(R1,G1,B1)及び第二明度(R2,G2,B2)を、所定の閾値とそれぞれ比較する絶対値比較を行わない。背景領域C0の明度(R0,G0,B0)を算出した上で、背景領域C0の明度と第一明度との差である第一明度差(ΔR1,ΔG1,ΔB1)、及び、背景領域C0の明度と第二明度との差である第二明度差(ΔR2,ΔG2,ΔB2)を、所定の閾値とそれぞれ比較する相対値比較を行う。これは例えば、ある撮像日において黒味がかった雲が背景中に多く存在する場合、この雲が第一又第二可視煙判定用領域A1,A2に表われると、可視煙判定装置1が、雲を可視煙であると誤判定することを抑制するためである。この点、本実施形態は第一明度差(ΔR1,ΔG1,ΔB1)及び第二明度差(ΔR2,ΔG2,ΔB2)が、可視煙と視認できない(I)の場合より、可視煙が発生した(II)の場合の方が拡大することに着目し、相対値比較を行う。よって誤判定を低減し、可視煙判定の精度をより向上させることができる。   Further, in the present embodiment, absolute value comparison for comparing the first lightness (R1, G1, B1) and the second lightness (R2, G2, B2) with a predetermined threshold value is not performed. After calculating the lightness (R0, G0, B0) of the background region C0, the first lightness difference (ΔR1, ΔG1, ΔB1) that is the difference between the lightness of the background region C0 and the first lightness, and the background region C0 A relative value comparison is performed in which the second lightness difference (ΔR2, ΔG2, ΔB2), which is the difference between the lightness and the second lightness, is compared with a predetermined threshold value. This is because, for example, when there are many blackish clouds in the background on a certain imaging date, when these clouds appear in the first or second visible smoke determination areas A1 and A2, the visible smoke determination device 1 This is to prevent the cloud from being erroneously determined to be visible smoke. In this regard, in the present embodiment, visible smoke is generated from the case where the first lightness difference (ΔR1, ΔG1, ΔB1) and the second lightness difference (ΔR2, ΔG2, ΔB2) are invisible to visible smoke (I) ( Focusing on the fact that the case of II) is enlarged, a relative value comparison is performed. Therefore, erroneous determination can be reduced and the accuracy of visible smoke determination can be further improved.

尚、本実施形態では、背景領域と可視煙判定用領域の各明度間の明度差を用いて、煙が可視煙であるかどうかを判定する構成としたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、背景領域の明度に対する可視煙判定用領域の明度の比率を用いて判定する構成としてもよい。この場合、例えば、本実施形態における算出部4を、背景領域の明度に対する可視煙判定用領域の明度の比率を算出するように構成するとともに、判定部4を、算出された比率が予め設定された閾値と比較して、カメラ2によって撮像された煙12を可視煙と判定するように構成する。   In the present embodiment, the lightness difference between the lightness values of the background region and the visible smoke determination region is used to determine whether the smoke is visible smoke, but the present invention is limited to this. It is not a thing. For example, it is good also as a structure which determines using the ratio of the brightness of the area | region for visible smoke determination with respect to the brightness of a background area | region. In this case, for example, the calculation unit 4 in the present embodiment is configured to calculate the ratio of the lightness of the visible smoke determination region to the lightness of the background region, and the determination unit 4 is preset with the calculated ratio. The smoke 12 imaged by the camera 2 is determined to be visible smoke as compared to the threshold value.

このとき、前記した実施例のように、可視煙と視認できない(I)の場合より、可視煙が発生した(II)の場合の方が、背景領域の明度に対する可視煙判定用領域の明度の比率が増加する。例えば実施例のB相(図10参照)では、背景領域の明度B0に対する第一明度B1の比率は、(I)の場合は約1.007であり、(II)の場合は約1.077である。よって、背景領域の明度B0に対する第一明度B1の比率が、予め設定された閾値以上である場合、煙12を可視煙と判定するように構成すればよい。要は、背景領域の明度と可視煙判定用領域の明度とによる相対値比較を行うように構成されればよい。   At this time, as in the above-described embodiment, in the case of (II) in which visible smoke is generated, the lightness of the visible smoke determination region with respect to the lightness of the background region is higher than in the case of (I) in which visible smoke is not visible. The ratio increases. For example, in the B phase of the embodiment (see FIG. 10), the ratio of the first brightness B1 to the brightness B0 of the background region is about 1.007 in the case of (I) and about 1.077 in the case of (II). It is. Therefore, when the ratio of the first lightness B1 to the lightness B0 of the background region is equal to or higher than a preset threshold value, the smoke 12 may be determined to be visible smoke. In short, it may be configured to perform a relative value comparison based on the brightness of the background area and the brightness of the visible smoke determination area.

また本発明に係る撮像装置は、所定の間隔で可視煙判定用画像として用いることができる静止画像を得ることができる装置であればよく、動画撮像用のビデオカメラでも静止画撮像用のカメラでもよい。
また本発明に係る可視煙判定用画像の表色形式は、RGB系に限定されるものではなく、RGBA系、YCbCr系等他の表色系であってもよい。また明度の階調も256階調に限定されるものではなく、0〜1等他の階調とされてもよい。
The imaging device according to the present invention may be any device that can obtain a still image that can be used as a visible smoke determination image at a predetermined interval, and may be a video camera for moving image capturing or a camera for still image capturing. Good.
The color specification format of the visible smoke determination image according to the present invention is not limited to the RGB system, and may be another color system such as an RGBA system or a YCbCr system. The lightness gradation is not limited to 256 gradations, and may be other gradations such as 0 to 1.

また本発明に係る可視煙判定装置及び可視煙判定方法は、製鉄所内の使用に限定されるものではなく、他の各種工場や排煙設備において排出される煙が可視煙であるかどうか判定する場合に用いられてよい。   In addition, the visible smoke determination device and the visible smoke determination method according to the present invention are not limited to use in steelworks, and determine whether smoke discharged from other various factories and smoke exhaust facilities is visible smoke. May be used in some cases.

1…可視煙判定装置
2…カメラ 3…画像処理部 4…算出部 5…判定部
6…制御部 7…報知装置 10…焼結機 11…煙突 12…煙
A1…第一可視煙判定用領域
A2…第二可視煙判定用領域
C0…背景領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Visible smoke determination apparatus 2 ... Camera 3 ... Image processing part 4 ... Calculation part 5 ... Determination part 6 ... Control part 7 ... Notification apparatus 10 ... Sintering machine 11 ... Chimney 12 ... Smoke A1 ... Area for 1st visible smoke determination A2 ... second visible smoke determination area C0 ... background area

Claims (7)

煙突から排出される煙を撮像する撮像装置と、
該撮像装置によって撮像された画像に基づいて可視煙判定用画像を生成するとともに該可視煙判定用画像中に背景領域及び可視煙判定用領域を設定する画像処理部と、
前記背景領域及び前記可視煙判定用領域のそれぞれの色相毎の明度を算出する算出部と、
該算出部によって算出された各色相における前記背景領域の明度と前記可視煙判定用領域の明度との差が、少なくとも1つの色相において、予め設定された閾値以上のとき、前記撮像装置によって撮像された煙を可視煙と判定する判定部と、
を備える可視煙判定装置。
An imaging device for imaging smoke discharged from the chimney;
An image processing unit that generates a visible smoke determination image based on an image captured by the imaging device and sets a background region and a visible smoke determination region in the visible smoke determination image;
A calculation unit for calculating brightness for each hue of the background region and the visible smoke determination region;
When the difference between the lightness of the background region and the lightness of the visible smoke determination region in each hue calculated by the calculation unit is equal to or larger than a preset threshold value in at least one hue, the image is captured by the imaging device. A determination unit for determining the smoke as visible smoke,
Visible smoke judging device.
前記可視煙判定用画像は、256階調のRGB表色系の画像であることを特徴とする請求項1に記載の可視煙判定装置。   The visible smoke determination device according to claim 1, wherein the visible smoke determination image is an image of an RGB color system with 256 gradations. 前記閾値は、10であることを特徴とする請求項2に記載の可視煙判定装置。   The visible smoke determination device according to claim 2, wherein the threshold value is 10. 前記判定部によって前記煙突から排出される煙が可視煙と判定されたとき、可視煙の発生を報知する報知装置を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の可視煙判定装置。   The visible device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a notification device that notifies generation of visible smoke when the smoke discharged from the chimney is determined to be visible smoke by the determination unit. Smoke detector. 前記煙は、製鉄所の焼結機の排ガス用煙突から排出される煙であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の可視煙判定装置。   The visible smoke judging device according to any one of claims 1 to 4, wherein the smoke is smoke discharged from an exhaust gas chimney of a sintering machine at an ironworks. 煙突から排出される煙を撮像するステップと、
撮像された画像に基づいて可視煙判定用画像を生成するステップと、
該可視煙判定用画像中に背景領域及び可視煙判定用領域を設定するステップと、
前記背景領域及び前記可視煙判定用領域のそれぞれの色相毎の明度を算出するステップと、
算出された各色相における前記背景領域の明度と前記可視煙判定用領域の明度との差が、RGBのうち少なくとも1つの色相において、予め設定された閾値以上のとき、撮像された煙を可視煙と判定するステップと、
を含むことを特徴とする可視煙判定方法。
Imaging smoke emitted from the chimney;
Generating a visible smoke determination image based on the captured image;
Setting a background area and a visible smoke determination area in the visible smoke determination image;
Calculating brightness for each hue of the background region and the visible smoke determination region;
When the difference between the calculated brightness of the background area and the brightness of the visible smoke determination area in each hue is equal to or greater than a preset threshold value in at least one of the hues of RGB, the captured smoke is changed to visible smoke. A step of determining
A method for determining visible smoke, comprising:
前記可視煙判定用画像は、256階調のRGB表色系の画像であることを特徴とする請求項6に記載の可視煙判定方法。   The visible smoke determination method according to claim 6, wherein the visible smoke determination image is an image of a 256-color RGB color system.
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