JP2024064235A - Concentration estimation method, concentration estimation program, and concentration estimation system - Google Patents

Concentration estimation method, concentration estimation program, and concentration estimation system Download PDF

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Abstract

【課題】濃度の推定精度を向上することができる、濃度の推定方法、濃度の推定プログラム、及び濃度の推定システムを提供する。【解決手段】本発明に係る濃度の推定方法は、測定対象物に関する画像データを取得するステップと、濃度毎に規定された複数の色見本の、当該各色見本の色に関する第1色情報を取得するステップと、前記画像データから前記測定対象物の色に関する第2色情報を取得するステップと、前記各第1色情報と前記第2色情報とを複数の推定方法により比較することで、前記測定対象物の濃度を推定するステップと、前記複数の推定方法によって推定された前記濃度の中から、当該濃度に適した前記推定方法による前記濃度を、推定結果として採用するステップと、を備えている。【選択図】図9[Problem] To provide a concentration estimation method, a concentration estimation program, and a concentration estimation system that can improve the accuracy of concentration estimation. [Solution] The concentration estimation method according to the present invention includes the steps of acquiring image data of a measurement object, acquiring first color information about the color of each of a plurality of color samples defined for each concentration, acquiring second color information about the color of the measurement object from the image data, estimating the concentration of the measurement object by comparing each of the first color information and the second color information using a plurality of estimation methods, and adopting the concentration estimated by the estimation method suitable for the concentration from among the concentrations estimated by the plurality of estimation methods as the estimation result. [Selected Figure] Figure 9

Description

本発明は、濃度の推定方法、濃度の推定プログラム、及び濃度の推定システムに関する。 The present invention relates to a concentration estimation method, a concentration estimation program, and a concentration estimation system.

水道水の塩素濃度は、水道法によって0.1mg/L以上に保持することが定められている。そのため、水道水の塩素濃度は種々の施設でチェックされる必要がある。このような塩素濃度のチェックを簡易に行うため、非特許文献1には、取得した水道水に薬剤を添加した後、呈色した水を撮影し、その色と色見本との比較により塩素濃度を推定するアプリケーションが提案されている。 The Water Supply Act requires that the chlorine concentration of tap water be maintained at 0.1 mg/L or more. Therefore, the chlorine concentration of tap water must be checked at various facilities. In order to easily check the chlorine concentration, Non-Patent Document 1 proposes an application that adds a chemical to tap water obtained, photographs the colored water, and estimates the chlorine concentration by comparing the color with a color sample.

株式会社協立理化学研究所、"スマートパッチテスト"、[online]、[令和4年8月18日検索]、https://kyoritsu-lab.co.jp/smartpacktestKyoritsu Rikagaku Kenkyusho Co., Ltd., "Smart Patch Test", [online], [Retrieved August 18, 2022], https://kyoritsu-lab.co.jp/smartpacktest

ところで、推定された塩素濃度の結果によっては、浄水場の運転計画に関わるため、塩素濃度の推定には精度が求められる。そのため、精度の高い塩素濃度の推定方法が要望されていた。このような問題は、塩素濃度だけではなく、色と濃度との間に関連のある測定対象において、濃度を推定する場合全般に生じうる問題である。本発明は、この問題を解決するためになされたものであり、濃度の推定精度を向上することができる、濃度の推定方法、濃度の推定プログラム、及び濃度の推定システムを提供することを目的とする。 However, the estimated chlorine concentration is related to the operation plan of the water purification plant, so the estimation of chlorine concentration requires accuracy. For this reason, a method for estimating chlorine concentration with high accuracy has been demanded. This problem can occur not only with chlorine concentration, but also in all cases where the concentration is estimated for a measurement object where there is a correlation between color and concentration. The present invention has been made to solve this problem, and aims to provide a concentration estimation method, a concentration estimation program, and a concentration estimation system that can improve the accuracy of concentration estimation.

本発明に係る濃度の推定方法は、測定対象物に関する画像データと、を取得するステップと、濃度毎に規定された複数の色見本の、当該各色見本の色に関する第1色情報を取得するステップと、前記画像データから前記測定対象物の色に関する第2色情報を取得するステップと、前記各第1色情報と前記第2色情報とを複数の推定方法により比較することで、前記測定対象物の濃度を推定するステップと、前記複数の推定方法によって推定された前記濃度の中から、当該濃度に適した前記推定方法による前記濃度を、推定結果として採用するステップと、を備えている。 The concentration estimation method according to the present invention includes the steps of acquiring image data of a measurement object, acquiring first color information of the color of each of a plurality of color samples defined for each concentration, acquiring second color information of the color of the measurement object from the image data, estimating the concentration of the measurement object by comparing each of the first color information and the second color information using a plurality of estimation methods, and adopting the concentration estimated by the estimation method suitable for the concentration from among the concentrations estimated by the plurality of estimation methods as the estimation result.

本発明に係る濃度の推定プログラムは、コンピュータに、濃度毎に規定された複数の色見本の、当該各色見本の色に関する第1色情報を取得するステップと、測定対象物の色に関する第2色情報を取得するステップと、前記各第1色情報と前記第2色情報とを複数の推定方法により比較することで、前記測定対象物の濃度を推定するステップと、前記複数の推定方法によって推定された前記濃度の中から、当該濃度に適した前記推定方法による前記濃度を、推定結果として採用するステップと、を実行させる。 The concentration estimation program of the present invention causes a computer to execute the steps of acquiring first color information about the color of each of a plurality of color samples defined for each concentration, acquiring second color information about the color of the object to be measured, estimating the concentration of the object to be measured by comparing each of the first color information and the second color information using a plurality of estimation methods, and adopting, as an estimation result, the concentration obtained by the estimation method appropriate for the concentration from among the concentrations estimated by the plurality of estimation methods.

本発明に係る濃度の推定システムは、濃度毎に規定された複数の色見本の、当該各色見本の色に関する複数の第1色情報を取得する第1色情報取得部と、測定対象物の色に関する第2色情報を取得する第2色情報取得部と、前記各第1色情報と前記第2色情報とを複数の推定方法により比較することで、前記測定対象物の濃度を推定する濃度推定部と、前記複数の推定方法によって推定された前記濃度の中から、当該濃度に適した前記推定方法による前記濃度を、推定結果として採用する推定結果算出部と、を備えている。 The concentration estimation system according to the present invention includes a first color information acquisition unit that acquires a plurality of first color information related to the color of each of a plurality of color samples defined for each concentration, a second color information acquisition unit that acquires second color information related to the color of the object to be measured, a concentration estimation unit that estimates the concentration of the object to be measured by comparing each of the first color information and the second color information using a plurality of estimation methods, and an estimation result calculation unit that adopts, as an estimation result, the concentration estimated by the estimation method suitable for the concentration from among the concentrations estimated by the plurality of estimation methods.

本発明によれば、濃度の推定の精度を向上することができる。 The present invention can improve the accuracy of concentration estimation.

本発明に係る濃度の推定システムの一実施形態を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing an embodiment of a concentration estimation system according to the present invention. 台紙の一例を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an example of a mount. 携帯端末のハードウェア構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a hardware configuration of a mobile terminal. サーバのハードウェア構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a hardware configuration of a server. 携帯端末のソフトウェア構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the software configuration of the mobile terminal. サーバのソフトウェア構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a software configuration of a server. 塩素濃度と色差の関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between chlorine concentration and color difference. ユークリッド距離を用いて算出した塩素濃度と色差の関係のフィッティングを説明する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating fitting of the relationship between chlorine concentration and color difference calculated using Euclidean distance. CIEDE2000を用いて算出した塩素濃度と色差の関係のフィッティングを説明する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating fitting of the relationship between chlorine concentration and color difference calculated using CIEDE2000. 水の塩素濃度の推定処理を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a process for estimating the chlorine concentration of water.

以下、本発明に係る濃度の推定システムを水の塩素濃度の推定システムに適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る推定システムは、家庭、公共施設、浄水場などの種々の施設で取得された水の色から塩素濃度を推定するシステムである。 Below, an embodiment in which the concentration estimation system according to the present invention is applied to a system for estimating the chlorine concentration in water will be described with reference to the drawings. The estimation system according to this embodiment is a system that estimates the chlorine concentration from the color of water obtained in various facilities such as homes, public facilities, and water purification plants.

<1.システム概要>
図1は、本実施形態に係る塩素濃度の推定システムの概略構成図である。図1に示すように、本実施形態に係る塩素濃度の推定システムは、携帯端末1と、この携帯端末1とインターネットなどの回線を通じて接続されたサーバ2と、を備えている。また、この推定システムでは、図2に示すようなテストキット3を使用する。テストキット3は、矩形状の台紙31と、測定対象となる水を収容する容器32と、を備えている。台紙31の上部には、7つの矩形状の色見本311~317が描かれている。各色見本311~317は、塩素濃度に応じて着色されており、塩素濃度が高いほど、色見本の色も濃くなっている。なお、塩素濃度が高いほど、水は濃い赤色になるが、ここではグレーで表している。但し、本実施形態に係る色見本の色は一例であり、これとは異なる色であってもよく、少なくとも各色見本の色が相違していればよい。本実施形態では、台紙31の左から右に向かって並ぶ7つの色見本311~317の上方に予め確認された塩素濃度が記載されている。具体的には、各色見本311~317の塩素濃度である、0.00mg/L、0.10mg/L、0.20mg/L、0.40mg/L、1.00mg/L、2.00mg/L、5.00mg/Lの数値が記載されている。
<1. System Overview>
FIG. 1 is a schematic diagram of a chlorine concentration estimation system according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the chlorine concentration estimation system according to this embodiment includes a mobile terminal 1 and a server 2 connected to the mobile terminal 1 via a line such as the Internet. In addition, this estimation system uses a test kit 3 as shown in FIG. 2. The test kit 3 includes a rectangular mount 31 and a container 32 for containing water to be measured. Seven rectangular color samples 311 to 317 are drawn on the upper part of the mount 31. Each color sample 311 to 317 is colored according to the chlorine concentration, and the higher the chlorine concentration, the darker the color of the color sample. Note that the higher the chlorine concentration, the darker the red the water becomes, but here it is represented by gray. However, the color of the color sample according to this embodiment is an example, and may be a different color, as long as at least the color of each color sample is different. In this embodiment, the chlorine concentration confirmed in advance is written above the seven color samples 311 to 317 arranged from left to right on the mount 31. Specifically, the chlorine concentrations of the color samples 311 to 317 are shown as 0.00 mg/L, 0.10 mg/L, 0.20 mg/L, 0.40 mg/L, 1.00 mg/L, 2.00 mg/L, and 5.00 mg/L.

また、台紙31の下部には、上述した測定対象となる容器32を配置可能な枠34が設けられている。容器32は、透明の樹脂材料などで形成されており、例えば、シリンジなどで取得した水を容器32に注入した後、密閉できるようになっている。このとき、水には、DPD試薬等の薬剤を添加し呈色する。容器32は透明であるため、収容した水の色を容器32の外から視認可能となっている。そして、水が注入された容器32を枠34内に配置した後、後述する撮影を行う。 In addition, a frame 34 is provided at the bottom of the mount 31 in which the container 32 to be measured as described above can be placed. The container 32 is made of a transparent resin material or the like, and can be sealed after water obtained with a syringe or the like is injected into the container 32. At this time, a chemical such as a DPD reagent is added to the water to color it. Since the container 32 is transparent, the color of the water contained therein can be seen from outside the container 32. Then, the container 32 with the water injected is placed in the frame 34, and then an image is taken as described below.

こうして、水が密閉された容器32を台紙31に配置した後、ユーザは、この台紙31を携帯端末1のカメラで撮影する。携帯端末1は、撮影により取得された画像データをサーバ2に送信し、サーバ2において水の塩素濃度を推定する。推定された塩素濃度は、携帯端末1に送信されて表示されるようになっている。以下、本実施形態に係る携帯端末1及びサーバ2について詳細に説明する。 After placing the container 32 containing the sealed water on the mount 31 in this way, the user photographs the mount 31 with the camera of the mobile terminal 1. The mobile terminal 1 transmits the image data acquired by photographing to the server 2, and the server 2 estimates the chlorine concentration of the water. The estimated chlorine concentration is transmitted to the mobile terminal 1 and displayed. The mobile terminal 1 and server 2 according to this embodiment will be described in detail below.

<2.携帯端末のハードウェア構成>
図3は携帯端末のハードウェア構成を示すブロック図である。図3に示すように、携帯端末1は、制御部11、記憶部12、表示部13、入力部14、撮像部15、及び通信インタフェース16が電気的に接続されたコンピュータであり、例えば、スマートフォン、タブレットコンピュータなどで構成することもできる。なお、図3では、通信インタフェース17を「通信I/F」と記載している。
2. Hardware configuration of mobile terminal
Fig. 3 is a block diagram showing the hardware configuration of a mobile terminal. As shown in Fig. 3, the mobile terminal 1 is a computer in which a control unit 11, a storage unit 12, a display unit 13, an input unit 14, an imaging unit 15, and a communication interface 16 are electrically connected, and may be configured as, for example, a smartphone, a tablet computer, or the like. In Fig. 3, the communication interface 17 is described as "communication I/F".

制御部11は、CPU、RAM、ROM等を含み、プログラム及びデータに基づいて各種情報処理を実行するように構成される。記憶部12は、例えば、HDD、SSD等の補助記憶装置で構成され、入出力プログラム121、画像データ122、及び携帯端末1を駆動するための種々のデータを記憶する。入出力プログラム121は、上述した台紙31を撮影することで台紙の画像データ122を取得するためのプログラムである。また、入出力プログラム121は、取得した画像データ122をサーバ2に送信するとともに、サーバ2で推定された水の濃度を受信し、これを携帯端末1の表示部に表示させるためのプログラムでもある。制御部11は、この入出力プログラム121を解釈及び実行することで、後述する各処理を実行するように構成される。 The control unit 11 includes a CPU, RAM, ROM, etc., and is configured to execute various information processing based on programs and data. The storage unit 12 is configured, for example, with an auxiliary storage device such as an HDD or SSD, and stores an input/output program 121, image data 122, and various data for driving the mobile terminal 1. The input/output program 121 is a program for acquiring image data 122 of the mount by photographing the mount 31 described above. The input/output program 121 is also a program for transmitting the acquired image data 122 to the server 2, and for receiving the water concentration estimated by the server 2 and displaying this on the display unit of the mobile terminal 1. The control unit 11 is configured to execute each process described below by interpreting and executing this input/output program 121.

画像データ122は、撮影した台紙31全体が写るデータである。すなわち、この画像データ122は、台紙31の画像、台紙31に記載された各色見本311~317の画像、及び容器32に収容された水の色の画像を含むデータである。 The image data 122 is data that shows the entire photographed mount 31. In other words, this image data 122 is data that includes an image of the mount 31, images of the color samples 311 to 317 printed on the mount 31, and an image of the color of the water contained in the container 32.

表示部13は、例えば、ディスプレイであり、入力、出力等を表示するのに利用される。ディスプレイは、公知の液晶ディスプレイ等を用いることができる。入力部14は、キーボードなどであり、上述した入力を行うためのものである。また、表示部13及び入力部14を兼ねたタッチパネルディスプレイを用いることもできる。以下では、一例として、入力部14による入力は、タッチ入力で行うこととする。撮像部15は、台紙31を撮影するためのカメラを含む。 The display unit 13 is, for example, a display, and is used to display input, output, and the like. The display may be a known liquid crystal display or the like. The input unit 14 is, for example, a keyboard, and is used to perform the above-mentioned input. A touch panel display that serves both the display unit 13 and the input unit 14 may also be used. In the following, as an example, input via the input unit 14 is performed by touch input. The imaging unit 15 includes a camera for photographing the mount 31.

通信インタフェース16は、例えば、有線LAN(Local Area Network)モジュール、無線LANモジュール等であり、有線又は無線通信を行うためのインタフェースである。すなわち、通信インタフェース17は、サーバ2や他の装置と通信を行うように構成された通信部の一例である。 The communication interface 16 is, for example, a wired LAN (Local Area Network) module, a wireless LAN module, etc., and is an interface for performing wired or wireless communication. In other words, the communication interface 17 is an example of a communication unit configured to communicate with the server 2 or other devices.

なお、携帯端末1の具体的なハードウェア構成は、実施形態に応じて、適宜、構成要素の省略、置換及び追加が可能である。例えば、制御部11は、複数のプロセッサを含んでもよい。制御部11は、FPGAにより構成されてもよい。記憶部12は、制御部11に含まれるRAM及びROMにより構成されてもよい。また、携帯端末1は、本システム用の専用の携帯端末であってもよいし、汎用のスマートフォンなどに、上述した入出力プログラムをインストールして使用することもできる。 The specific hardware configuration of the mobile terminal 1 may include omitted, replaced, or added components as appropriate depending on the embodiment. For example, the control unit 11 may include multiple processors. The control unit 11 may be configured by an FPGA. The storage unit 12 may be configured by RAM and ROM included in the control unit 11. The mobile terminal 1 may be a mobile terminal dedicated to this system, or may be used by installing the above-mentioned input/output program on a general-purpose smartphone or the like.

<3.サーバのハードウェア構成>
図4は、本実施形態に係るサーバ2のハードウェア構成の一例である。このサーバ2は、制御部21、記憶部22、外部インタフェース23、及び通信インタフェース24が電気的に接続されたコンピュータであり、例えば、汎用のパーソナルコンピュータ、専用のコンピュータ等で構成することができるほか、タブレットコンピュータなどで構成することもできる。また、サーバ2を複数のコンピュータで構成することもできる。なお、図4では、外部インタフェース23及び通信インタフェース24を「外部I/F」及び「通信I/F」と記載している。
<3. Server hardware configuration>
Fig. 4 shows an example of a hardware configuration of the server 2 according to this embodiment. The server 2 is a computer in which a control unit 21, a storage unit 22, an external interface 23, and a communication interface 24 are electrically connected, and may be configured, for example, as a general-purpose personal computer, a dedicated computer, or a tablet computer. The server 2 may also be configured with a plurality of computers. In Fig. 4, the external interface 23 and the communication interface 24 are described as "external I/F" and "communication I/F".

制御部21は、CPU、RAM、ROM等を含み、プログラム及びデータに基づいて各種情報処理を実行するように構成される。記憶部22は、例えば、HDD、SSD等の補助記憶装置で構成され、推定プログラム221、推定結果データ222、及びサーバ2を駆動するための種々のデータを記憶する。その他、携帯端末1から送信された画像データ122等のデータも記憶される。推定プログラム221は、携帯端末1から送信された画像データ122から、水の塩素濃度を推定するためのプログラムである。 The control unit 21 includes a CPU, RAM, ROM, etc., and is configured to execute various information processing based on programs and data. The storage unit 22 is configured, for example, with an auxiliary storage device such as an HDD or SSD, and stores an estimation program 221, estimation result data 222, and various data for driving the server 2. In addition, data such as image data 122 transmitted from the mobile terminal 1 is also stored. The estimation program 221 is a program for estimating the chlorine concentration of water from the image data 122 transmitted from the mobile terminal 1.

推定結果データ222は、推定プログラム221によって推定された塩素濃度であり、過去に推定された塩素濃度も含む。 The estimation result data 222 is the chlorine concentration estimated by the estimation program 221, and also includes chlorine concentrations estimated in the past.

外部インタフェース23は、外部装置と接続するためのインタフェースであり、接続する外部装置に応じて適宜構成される。本実施形態では、外部インタフェース23が、表示装置4及び入力装置5に接続されている。表示装置4は、例えば、ディスプレイであり、上述した入力、出力等を表示するのに利用される。ディスプレイは、特には限定されず、公知の液晶ディスプレイ等を用いることができる。入力装置5は、キーボード、マウスなどであり、上述した入力を行うためのものである。その他、外部インタフェース23には、各種の外部装置を適宜接続することができる。例えば、表示装置4及び入力装置5を兼ねたタッチパネルディスプレイを用いることができる。 The external interface 23 is an interface for connecting to an external device, and is configured appropriately according to the external device to be connected. In this embodiment, the external interface 23 is connected to the display device 4 and the input device 5. The display device 4 is, for example, a display, and is used to display the above-mentioned input, output, etc. The display is not particularly limited, and a known liquid crystal display or the like can be used. The input device 5 is, for example, a keyboard, a mouse, etc., and is used to perform the above-mentioned input. In addition, various external devices can be connected to the external interface 23 as appropriate. For example, a touch panel display that also serves as the display device 4 and the input device 5 can be used.

通信インタフェース24は、例えば、有線LAN(Local Area Network)モジュール、無線LANモジュール等であり、有線又は無線通信を行うためのインタフェースである。すなわち、通信インタフェース24は、携帯端末1や他の装置と通信を行うように構成された通信部の一例である。 The communication interface 24 is, for example, a wired LAN (Local Area Network) module, a wireless LAN module, etc., and is an interface for performing wired or wireless communication. In other words, the communication interface 24 is an example of a communication unit configured to communicate with the mobile terminal 1 or other devices.

なお、サーバ2の具体的なハードウェア構成は、実施形態に応じて、適宜、構成要素の省略、置換及び追加が可能である。例えば、制御部21は、複数のプロセッサを含んでもよい。また、制御部21は、FPGAにより構成されてもよい。記憶部22は、制御部21に含まれるRAM及びROMにより構成されてもよい。 The specific hardware configuration of the server 2 may include omissions, substitutions, and additions of components as appropriate depending on the embodiment. For example, the control unit 21 may include multiple processors. The control unit 21 may also be configured with an FPGA. The storage unit 22 may be configured with RAM and ROM included in the control unit 21.

<4.携帯端末のソフトウェア構成>
図5は、本実施形態に係る携帯端末のソフトウェア構成の一例である。携帯端末1においては、以下の処理が行われる。すなわち、携帯端末1の制御部11は、記憶部12に記憶された入出力プログラム121をRAMに展開すると、その入出力プログラム121をCPUにより解釈及び実行して、図5に示すように、画面制御部111、データ取得部112、及び送受信部113として機能する。
4. Software configuration of mobile terminal
5 shows an example of the software configuration of the mobile terminal according to this embodiment. The following process is performed in the mobile terminal 1. That is, when the control unit 11 of the mobile terminal 1 loads the input/output program 121 stored in the storage unit 12 into the RAM, the control unit 11 interprets and executes the input/output program 121 by the CPU, and functions as a screen control unit 111, a data acquisition unit 112, and a transmission/reception unit 113 as shown in FIG.

画面制御部111は、表示部13に表示する画面の制御を行う。例えば、後述するように、台紙31を撮影するための画面を表示するなどの処理を行う。データ取得部112は、撮像部15を起動し、表示部13に撮像部15のカメラで撮像された像を表示する。そして、ユーザの操作によって台紙31を撮影し、画像データ122を取得する。取得された画像データ122は記憶部12または制御部11のRAMに記憶される。送受信部113は、取得された画像データ122をサーバ2に送信する。また、送受信部113が推定結果データ223をサーバ2から取得すると、画面制御部111は、推定結果を表示する出力画面43を表示部13に表示する。 The screen control unit 111 controls the screen displayed on the display unit 13. For example, as described below, it performs processing such as displaying a screen for photographing the mount 31. The data acquisition unit 112 starts the imaging unit 15 and displays an image captured by the camera of the imaging unit 15 on the display unit 13. Then, the mount 31 is photographed by a user's operation and image data 122 is acquired. The acquired image data 122 is stored in the memory unit 12 or the RAM of the control unit 11. The transmission/reception unit 113 transmits the acquired image data 122 to the server 2. Furthermore, when the transmission/reception unit 113 acquires the estimation result data 223 from the server 2, the screen control unit 111 displays an output screen 43 that displays the estimation result on the display unit 13.

<5.サーバのソフトウェア構成>
図6は、本実施形態に係るサーバのソフトウェア構成の一例である。サーバ2においては、以下の処理が行われる。すなわち、サーバ2の制御部21は、記憶部22に記憶された推定プログラム221をRAMに展開すると、その推定プログラム221をCPUにより解釈及び実行して、図6に示すような送受信部211、第1色情報取得部212、第2色情報取得部213、濃度推定部214、及び推定結果算出部215として機能する。
5. Server software configuration
Fig. 6 shows an example of the software configuration of the server according to this embodiment. The following processing is performed in the server 2. That is, when the control unit 21 of the server 2 loads the estimation program 221 stored in the storage unit 22 into the RAM, the control unit 21 interprets and executes the estimation program 221 by the CPU, and functions as a transmission/reception unit 211, a first color information acquisition unit 212, a second color information acquisition unit 213, a concentration estimation unit 214, and an estimation result calculation unit 215 as shown in Fig. 6.

送受信部211は、携帯端末1からの画像データ122の受信と、携帯端末1への推定結果データ223の送信を行う。第1色情報取得部212は、受信した画像データ122から各色見本311~317の色を抽出し、各色見本の色情報(第1色情報)を取得する。色情報の取得方法は特には限定されず、種々の方法があるが、以下では、その一例について説明する。まず、ヒストグラム均一化を行い、各色見本311~317の色を濃くする。次に、濃くした色から赤色の抽出を行う。例えば、HSV色空間において、H:0~108、S:0~255、V:0~255の範囲にある色の部分を色見本311~317の領域として抽出する。但し、この例は色見本311~317が赤の場合の例であり、赤以外の場合には、HSV色空間の他の数値範囲が適用される。あるいは、HSV色空間以外の色空間を用いることもできる。 The transmitting/receiving unit 211 receives image data 122 from the mobile terminal 1 and transmits estimation result data 223 to the mobile terminal 1. The first color information acquiring unit 212 extracts the color of each color sample 311-317 from the received image data 122 and acquires color information (first color information) of each color sample. There are various methods for acquiring color information, and the method is not particularly limited. An example is described below. First, histogram equalization is performed to darken the color of each color sample 311-317. Next, red is extracted from the darkened color. For example, in the HSV color space, the color part in the range of H: 0-108, S: 0-255, V: 0-255 is extracted as the area of the color sample 311-317. However, this example is an example in which the color sample 311-317 is red, and in the case of a color other than red, another numerical range of the HSV color space is applied. Alternatively, a color space other than the HSV color space can be used.

次に、ラベリング処理を行い、色見本311~317にラベル番号を付して各色見本及び塩素濃度を特定するとともに、各色見本311~317のRGBの画素値を取得する。具体的には、例えば、最も左側にある色見本311の左上角及び右上角のX座標、上辺及び下辺の平均Y座標、色見本間の重心間の距離の平均を算出し、これに基づいて、矩形状に形成された各色見本311~317の領域の座標を特定する。続いて、各色見本の領域内の所定領域(例えば、各色見本の幅の60%程度の正方形の領域)をトリミングし、その領域内の画素郡(例えば、60ピクセル角)の中央値を色情報として算出する。こうして、各色見本311~317のRGBの画素値を取得し、台紙31に記載された塩素濃度と対応づける。 Next, a labeling process is performed to assign label numbers to the color samples 311-317 to identify each color sample and its chlorine concentration, and the RGB pixel values of each color sample 311-317 are obtained. Specifically, for example, the X coordinates of the upper left and upper right corners of the leftmost color sample 311, the average Y coordinate of the top and bottom sides, and the average distance between the centers of gravity of the color samples are calculated, and based on this, the coordinates of the rectangular areas of each color sample 311-317 are identified. Next, a specific area within the area of each color sample (for example, a square area that is about 60% of the width of each color sample) is trimmed, and the median value of the pixel group within that area (for example, a 60 pixel square) is calculated as color information. In this way, the RGB pixel values of each color sample 311-317 are obtained and associated with the chlorine concentration written on the mount 31.

一方、第2色情報取得部213は、画像データ122に含まれる容器32内の水の画像を抽出し、公知の画像処理により、水の色情報(第2色情報)を算出する。本実施形態における水の色情報は、各色見本の色情報と同じくRGBの画素値である。 Meanwhile, the second color information acquisition unit 213 extracts an image of the water in the container 32 included in the image data 122, and calculates color information of the water (second color information) by known image processing. The water color information in this embodiment is the RGB pixel value, the same as the color information of each color sample.

このとき、第2色情報取得部213による色情報の算出には種々の方法があるが、一例を示す。まず、画像データ122をグレースケール化し、ムラを軽減する。次に、画像データ122に二値化処理を施し、枠34を白くすることでその輪郭を得る。続いて、輪郭内にある容器32の内部の領域を限定し、その領域の内部の色を水の画像として抽出する。例えば、水の画像に含まれる全画素から、Rの中央値を算出し、さらにこのRの中央値以上の画素値を有する画素を抽出する。そして、抽出された画素の中で、Rが中央値である複数の画素郡(例えば、一辺が60画素の領域)を特定し、その画素郡におけるRGBの平均値を色情報として算出する。 At this time, there are various methods for the second color information acquisition unit 213 to calculate the color information, but one example is shown below. First, the image data 122 is converted to grayscale to reduce unevenness. Next, a binarization process is performed on the image data 122, and the frame 34 is turned white to obtain its outline. Next, the area inside the container 32 that is within the outline is limited, and the color inside that area is extracted as an image of water. For example, the median R is calculated from all pixels contained in the image of water, and pixels having a pixel value equal to or greater than this median R are extracted. Then, from among the extracted pixels, a group of pixels with a median R (for example, an area with one side of 60 pixels) is identified, and the average RGB value of that group of pixels is calculated as color information.

濃度推定部214は、まず、第1色情報取得部212で取得された各色見本の色情報と、第2色情報取得部213で算出された水の色情報との色差を算出する。この色差の算出に当たっては、複数の手法を用いる。本実施形態では、一例として、公知の手法であるユークリッド距離及びCIEDE2000を用いる。 The concentration estimation unit 214 first calculates the color difference between the color information of each color sample acquired by the first color information acquisition unit 212 and the color information of the water calculated by the second color information acquisition unit 213. A number of methods are used to calculate this color difference. In this embodiment, as an example, the well-known methods Euclidean distance and CIEDE2000 are used.

ユークリッド距離は、以下の式により算出される。この式において、αr、αg、αbは、それぞれ色見本のRGBの画素値、βr、βg、βbは、それぞれ水の色のRGBの画素値である。
The Euclidean distance is calculated by the following formula: In this formula, α r , α g , and α b are the RGB pixel values of the color sample, respectively, and β r , β g , and β b are the RGB pixel values of the water color, respectively.

一方、CIEDE2000は、以下の式により算出される。
On the other hand, CIEDE2000 is calculated by the following formula:

上記2つの手法により色差を算出すると、以下のような色差データが得られる。
When the color difference is calculated by the above two methods, the following color difference data is obtained.

また、表1の数値をグラフ化すると、図7のようになる。ここでは、最も色差が小さくなる塩素濃度が濃度の推定値と考えられるが、さらに推定の精度を上げるため、次のような処理を行う。すなわち、図7のグラフの中で、色差が最も小さい塩素濃度を中央値として3つの塩素濃度/色差を選択し(図7の枠で囲まれた3点)、これら3点を用いて2次関数のグラフを描いくようにフィッティングを行う。そして、フィッティングにより得られたグラフにおける最小の色差に対応する塩素濃度を推定値として取得する。なお、フィッティングは、2次関数を用いることに限定されず、採用する点の数に応じて、3次関数を用いることもできる。また、フィッティングに用いる点の数も特には限定されない。 If the values in Table 1 are graphed, they will look like Figure 7. Here, the chlorine concentration that results in the smallest color difference is considered to be the estimated concentration, but to further improve the accuracy of the estimation, the following process is performed. That is, in the graph of Figure 7, three chlorine concentrations/color differences are selected with the chlorine concentration with the smallest color difference as the median (the three points enclosed in a frame in Figure 7), and fitting is performed to draw a quadratic function graph using these three points. Then, the chlorine concentration corresponding to the smallest color difference in the graph obtained by fitting is obtained as the estimated value. Note that the fitting is not limited to using a quadratic function, and a cubic function can also be used depending on the number of points used. Furthermore, the number of points used in fitting is not particularly limited.

図8はユークリッド距離を用いて得られた3点のフィッティングの例を示し、図12はCIEDE2000を用いて得られた3点のフィッティングの例を示している。例えば、図8に示すように、ユークリッド距離により算出された色差は、塩素濃度が1.00mg/Lのときに最小であるため、これを中央値として前後の2点、つまり0.40mg/Lと2.00mg/Lを採用し、合計3点を用いて2次関数によるフィッティングを行う。こうして得られた2次関数式において色差が最小となる色見本濃度を推定値とする。この例では、1.28が推定値となる。 Figure 8 shows an example of fitting three points obtained using Euclidean distance, and Figure 12 shows an example of fitting three points obtained using CIEDE2000. For example, as shown in Figure 8, the color difference calculated using Euclidean distance is smallest when the chlorine concentration is 1.00 mg/L, so this is used as the median and the two points before and after it, i.e., 0.40 mg/L and 2.00 mg/L, are adopted, and fitting using a quadratic function is performed using a total of three points. The color sample concentration at which the color difference is smallest in the quadratic function equation thus obtained is taken as the estimated value. In this example, the estimated value is 1.28.

一方、図9に示すように、CIEDE2000により算出された色差は、塩素濃度が1.00mg/Lであるため、これを中央値として前後の2点、つまり0.40mg/Lと2.00mg/Lを採用し、合計3点を用いて2次関数によるフィッティングを行う。こうして得られた2次関数式において色差が最小となる色見本濃度を推定値とする。この例では、1.16が推定値となる。 On the other hand, as shown in Figure 9, the color difference calculated by CIEDE2000 is a chlorine concentration of 1.00 mg/L, so this is used as the median and the two points before and after it, i.e., 0.40 mg/L and 2.00 mg/L, are used, for a total of three points to perform fitting using a quadratic function. The color sample concentration that minimizes the color difference in the quadratic function thus obtained is taken as the estimated value. In this example, the estimated value is 1.16.

これらの2つの手法について、本発明者が検討したところ、次のような知見を得られた。発明者らは、塩素濃度及び色が既知の複数のサンプルに対し、ユークリッド距離とCIEDE2000を用いてそれぞれ上記のような塩素濃度の推定を行った。その結果、以下のような評価が得られた。
The inventors have studied these two methods and have obtained the following findings. The inventors have estimated the chlorine concentration as described above for a number of samples whose chlorine concentration and color are known, using Euclidean distance and CIEDE2000. As a result, the following evaluations have been obtained.

この表2において、Aは実用に耐えうる適切な評価が得られたことを示し、Bは概ね実用に耐え得る評価が得られたことを示し、Cは実用に使用できない不適切な評価が得られたことを示している。 In Table 2, A indicates that an appropriate evaluation was obtained that was suitable for practical use, B indicates that an evaluation was obtained that was generally suitable for practical use, and C indicates that an evaluation was obtained that was inappropriate and unusable for practical use.

水道法においては、水の塩素濃度を0.1mg/L以上に保持することが規定されている。上記の表2によれば、例えば、CIEDE2000を用いると、真の濃度が0.15mg/Lであるにもかかわらず、推定値が0.00g/mLとなっている。そのため、この推定値に基づけば、塩素濃度を増大させる必要があり、浄水場では、本来不要な運転管理業務を行うことになってしまう。一方、ユークリッド距離を用いると、真の濃度が0.15mg/Lであるときに、推定値が0.1mg/Lを超える0.22mg/Lであるため、この推定値に基づけば、塩素濃度を調整する運転管理が不要となる。したがって、基準値である0.1mg/Lを基準とする正しい運転管理を行うためには、ユークリッド距離を採用する方が適している。 The Water Supply Act requires that the chlorine concentration of water be maintained at 0.1 mg/L or more. According to Table 2 above, for example, when CIEDE2000 is used, the estimated value is 0.00 g/mL even though the true concentration is 0.15 mg/L. Therefore, based on this estimated value, the chlorine concentration needs to be increased, and unnecessary operation and management work will be performed at the water purification plant. On the other hand, when Euclidean distance is used, when the true concentration is 0.15 mg/L, the estimated value is 0.22 mg/L, which exceeds 0.1 mg/L, so based on this estimated value, operation management to adjust the chlorine concentration is not necessary. Therefore, it is more appropriate to adopt Euclidean distance in order to perform correct operation management based on the standard value of 0.1 mg/L.

したがって、少なくともCの評価となった推定値は、真の濃度が0より大きいにもかかわらず0と推定してしまうため実用上、使用できないが、A,Bについては、管理方針に基づいて、管理者が適宜、いずれかの推定値の採用を決定すればよい。例えば、Aは真の濃度と近傍一致であるが、BはAよりは既知の濃度と差がある。しかしながら、Bの評価であっても、実用上問題のないことが本発明者により確認されている。 Therefore, at least an estimate rated C cannot be used in practice because it estimates the true concentration to be 0 even though it is greater than 0, but for A and B, the administrator can decide to adopt either estimate as appropriate based on the management policy. For example, A is a close match to the true concentration, but B is more different from the known concentration than A. However, the inventor has confirmed that even an estimate of B does not pose a problem in practice.

一方、例えば、0.20~0.60mg/Lといった高濃度域では、CIEDE2000の方が真の濃度に近い推定値が得られている。 On the other hand, in the high concentration range, for example 0.20 to 0.60 mg/L, CIEDE2000 provides estimates that are closer to the true concentration.

以上の結果より、本発明者らは、0.15mg/Lを基準値として、この基準値以下の濃度が推定値として算出された場合には、ユークリッド距離を用いて算出された推定値を採用することとし、この基準値を超える濃度が推定値として算出された場合には、CIEDE2000を用いて算出された推定値を採用することとした。したがって、本実施形態では、ユーリッド距離を用いた推定方法(第1推定方法)が低濃度域の推定に適していると考えられ、CIEDE2000を用いた推定方法(第2推定方法)が高濃度域の推定に適していると考えられる。 Based on the above results, the inventors decided to use 0.15 mg/L as a reference value, and when a concentration equal to or less than this reference value is calculated as an estimated value, to adopt the estimated value calculated using Euclidean distance, and when a concentration equal to or more than this reference value is calculated as an estimated value, to adopt the estimated value calculated using CIEDE2000. Therefore, in this embodiment, the estimation method using Euclidean distance (first estimation method) is considered to be suitable for estimating low concentration ranges, and the estimation method using CIEDE2000 (second estimation method) is considered to be suitable for estimating high concentration ranges.

なお、基準値としての0.15mg/Lは一例であり、これ以外の基準値を用いることもできる。 Note that the standard value of 0.15 mg/L is just an example, and other standard values can also be used.

上述したようにフィッティングによって得られた推定値(1.28mg/L、1.16mg/L)は、いずれも基準値である0.15mg/Lより大きいため、CIEDE2000により算出された推定値を採用する。すなわち、本実施形態では、推定結果として、1.16mg/Lを水の塩素濃度とする。この塩素濃度は、推定結果データ224として、記憶部22に記憶する。 As described above, the estimated values obtained by fitting (1.28 mg/L, 1.16 mg/L) are both greater than the reference value of 0.15 mg/L, so the estimated value calculated by CIEDE2000 is adopted. That is, in this embodiment, the chlorine concentration of the water is set to 1.16 mg/L as the estimated result. This chlorine concentration is stored in the memory unit 22 as the estimated result data 224.

こうして、推定結果としての水の塩素濃度が得られると、送受信部211は、これを過去の履歴とともに携帯端末1に送信する。 Once the chlorine concentration of the water is thus obtained as an estimated result, the transceiver unit 211 transmits this together with the past history to the mobile terminal 1.

<6.水の塩素濃度の推定処理>
次に、水の濃度の推定処理について、図10のフローチャートを参照しつつ説明する。
<6. Estimation of Water Chlorine Concentration>
Next, the process of estimating the concentration of water will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、推定対象となる水をシリンジなどで取得し、容器32に注入する。次に、この容器32を台紙31の上に配置する。次に、携帯端末において入出力プログラムを起動し、携帯端末1のログイン画面41にパスワードを入力する。これにより、携帯端末1の表示部13には撮影画面42が表示される。続いて、携帯端末1により台紙31の撮影を行うとともに、撮影画面42に表示された質問に回答する。これにより、画像データ122が取得される(ステップS1)。ユーザがアップロードボタンを携帯端末1の送受信部113は、取得された画像データ122と質問の回答をサーバ2に送信する(ステップS2)。 First, the water to be estimated is obtained using a syringe or the like and injected into the container 32. Next, this container 32 is placed on the mount 31. Next, an input/output program is started on the mobile terminal, and a password is entered into the login screen 41 of the mobile terminal 1. This causes the photographing screen 42 to be displayed on the display unit 13 of the mobile terminal 1. Next, the mobile terminal 1 photographs the mount 31, and the user answers the questions displayed on the photographing screen 42. This causes image data 122 to be acquired (step S1). When the user presses the upload button, the transmission/reception unit 113 of the mobile terminal 1 transmits the acquired image data 122 and the answers to the questions to the server 2 (step S2).

画像データ122を受信したサーバ2では、画像データ122から各色見本の色情報が取得されるとともに、水の色情報が算出される(ステップS3)。次に、得られた色情報からユークリッド距離及びCIEDE2000を用いて色差を算出する(ステップS4)。続いて、得られた色差と塩素濃度との関係式から上述した3点をそれぞれ選択し、フィッティングを行う。そして、得られたグラフより、色差が最小となる色見本の濃度を、推定値として取得する(ステップS5)。 In the server 2 that has received the image data 122, color information of each color sample is obtained from the image data 122, and color information of the water is calculated (step S3). Next, the color difference is calculated from the obtained color information using Euclidean distance and CIEDE2000 (step S4). Next, the above-mentioned three points are selected from the relational equation between the obtained color difference and the chlorine concentration, and fitting is performed. Then, from the obtained graph, the concentration of the color sample that minimizes the color difference is obtained as an estimate (step S5).

これに続いて、ユークリッド距離及びCIEDE2000を用いて得られた推定値と、上述した基準値0.15mg/Lとを比較し、両推定値が基準値よりも低ければ、ユークリッド距離を用いて算出された推定値を推定結果として採用し、両推定値が基準値よりも高ければ、CIEDE2000を用いて算出された推定値を推定結果として採用する(ステップS6)。 Then, the estimated value obtained using Euclidean distance and CIEDE2000 is compared with the above-mentioned reference value of 0.15 mg/L, and if both estimated values are lower than the reference value, the estimated value calculated using Euclidean distance is adopted as the estimated result, and if both estimated values are higher than the reference value, the estimated value calculated using CIEDE2000 is adopted as the estimated result (step S6).

そして、サーバ2は得られた推定結果を過去の履歴とともに携帯端末1に送信する(ステップS7)。携帯端末1は、得られた推定結果を表示部13の画面に表示する(ステップS8)。 Then, the server 2 transmits the obtained estimation result together with the past history to the mobile terminal 1 (step S7). The mobile terminal 1 displays the obtained estimation result on the screen of the display unit 13 (step S8).

<7.特徴>
以上のように、本実施形態によれば、次の効果を得ることができる。
(1)色差を算出するための2つの手法を用いているため、算出された推定値に応じて、適切な手法で算出された推定値を採用することができる。したがって、塩素濃度の推定の精度を向上することができる。上記のように、CIEDE2000を用いた推定では、誤差は小さいものの、低濃度域で推定値が低く算出されてしまう傾向がある。そのため、真の塩素濃度が、水道法で規定されている0.1mg/L以上であっても、これよりも小さい推定値が算出されるおそれがある。これにより、誤って塩素量を増やす運用が採られる可能性があり、安全面での課題がある。
<7. Features>
As described above, according to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Since two methods for calculating color difference are used, an estimated value calculated by an appropriate method can be adopted according to the calculated estimated value. Therefore, the accuracy of chlorine concentration estimation can be improved. As described above, in the estimation using CIEDE2000, although the error is small, the estimated value tends to be calculated low in the low concentration range. Therefore, even if the true chlorine concentration is 0.1 mg/L or more as specified by the Water Supply Act, there is a risk that an estimated value smaller than this is calculated. This may lead to an operation that erroneously increases the amount of chlorine, which is a safety issue.

一方、ユークリッド距離を用いた推定では、高濃度域の色見本は粗となっているため、高濃度域では精度が低く、推定誤差が生じやすいという課題があった。したがって、本実施形態のように、低濃度域と高濃度域で、それぞれ特色のある2つの手法を組み合わせることで、安全性と精度とを兼ね備えた推定結果を得ることができる。 On the other hand, in estimation using Euclidean distance, the color samples in high density areas are coarse, so there is a problem that the accuracy is low in high density areas and estimation errors are likely to occur. Therefore, as in this embodiment, by combining two methods with their own characteristics for low and high density areas, it is possible to obtain estimation results that are both safe and accurate.

(2)各手法では、色差を算出した後、さらに色差が小さい複数の点を用いてフィッティングを行っていため、色差が最小となる塩素濃度をより正確に算出することができる。 (2) In each method, after calculating the color difference, fitting is performed using multiple points with smaller color differences, so that the chlorine concentration at which the color difference is minimized can be calculated more accurately.

(3)濃度推定のための処理を、携帯端末1ではなく、サーバ2で行っているため、携帯端末1の処理能力が低くても、推定値の算出の高速化が可能である。 (3) Because the processing for concentration estimation is performed by the server 2, not the mobile terminal 1, it is possible to speed up the calculation of the estimated value even if the processing power of the mobile terminal 1 is low.

<8.変形例>
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。また、以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。
8. Modifications
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention. In addition, the following modified examples can be appropriately combined.

(1)上記実施形態では、色差を算出する手法として、ユークリッド距離及びCIEDE2000を用いたが、これに限定されるものではない。すなわち、色差を算出できる手法であれば、これ以外の手法を用いることもできる。例えば、CIE76、CIE94などを用いることができる。上記実施形態では、濃度域に応じて複数の手法を使い分けているが、濃度域以外の他の観点から複数の手法を使い分けることもできる。また、3以上の手法を適宜組み合わせて用いることもできる。 (1) In the above embodiment, Euclidean distance and CIEDE2000 are used as methods for calculating color difference, but the present invention is not limited to these. In other words, other methods that can calculate color difference can also be used. For example, CIE76, CIE94, etc. can be used. In the above embodiment, multiple methods are used depending on the density range, but multiple methods can also be used from other perspectives than the density range. Also, three or more methods can be used in appropriate combination.

(2)上記のように複数の推定方法が存在する場合、どの推定方法を使用するかは種々の判断方法があり、例えば、以下のように判断することができる。但し、このほかの判断を行うこともできる。
・既知の濃度に最も近い推定値を算出する推定方法を採用する。
・既知の濃度から所定範囲内の推定値を算出する推定方法を採用する。複数ある場合には、運用される地域の水の管理指針を考慮しながら、いずれを採用することもできる。
・既知の濃度が0よりも大きいにもかかわらず、0の推定値を算出する推定方法は採用しない。
(2) When multiple estimation methods exist as described above, there are various methods for determining which estimation method to use, and for example, the method can be determined as follows. However, other determinations can also be made.
- Use an estimation method that produces an estimate that is closest to the known concentration.
- Adopt an estimation method that calculates an estimated value within a specified range from a known concentration. If there are multiple estimation methods, any of them can be adopted while taking into account the water management guidelines of the area in which the system is used.
- Do not use estimation methods that calculate an estimate of 0 when the known concentration is greater than 0.

こうして、複数の推定方法を用いる場合には、上述した判断方法にしたがって、いずれの推定方法を採用すべきかの閾値(例えば、上述した0.15mg/L)を設定することができる。 In this way, when multiple estimation methods are used, a threshold value for determining which estimation method should be adopted (e.g., the above-mentioned 0.15 mg/L) can be set according to the above-mentioned judgment method.

(3)台紙31に記載されている色見本311~317の数や種類は特には限定されず、例えば、地域や浄水場の状況に応じて適宜変更が可能である。 (3) The number and types of color samples 311 to 317 printed on the backing sheet 31 are not particularly limited and can be changed as appropriate depending on, for example, the region or the conditions of the water purification plant.

(4)上記実施形態では、各手法において、色差の最も小さい色見本の塩素濃度を算出した後、フィッティングによりさらに色差の小さい塩素濃度を求めているが、フィッティングを用いず、色差の最も小さい色見本の塩素濃度を推定値とすることもできる。例えば、色見本の数が多い場合には、フィッティングを用いなくても、精度の高い推定値を算出することができる。 (4) In the above embodiments, in each method, the chlorine concentration of the color sample with the smallest color difference is calculated, and then fitting is performed to find the chlorine concentration with an even smaller color difference. However, it is also possible to use the chlorine concentration of the color sample with the smallest color difference as the estimated value without using fitting. For example, when there are a large number of color samples, it is possible to calculate a highly accurate estimated value without using fitting.

(5)色見本及び測定対象の水の色情報は、RGB以外に限定されるものではなく、例えば、HSV色空間における色相、彩度、明度、CIE LAB表色系におけるL*、a*、及びb*を色情報とすることもできる。また、画像データ122から色見本や水の色情報を算出する方法は特には限定されず、上述した各種の色情報が算出できればよい。 (5) The color information of the color sample and the water to be measured is not limited to RGB, and may be, for example, hue, saturation, and brightness in the HSV color space, or L * , a * , and b * in the CIE LAB color system. Furthermore, the method of calculating the color information of the color sample and the water from the image data 122 is not particularly limited as long as it is possible to calculate the various types of color information described above.

(6)上記実施形態では、台紙31に記載された各色見本311~317から色情報を算出するとともに各塩素濃度と対応付けているが、これ以外の方法でもよい。例えば、各台紙31にIDを記載しておき、そのIDを画像データ122から特定することで、その台紙31に記載されている各色見本の塩素濃度と色情報との関係を特定する。この場合、画像データ122を携帯端末1からサーバ2に送信し、サーバ2において画像データ122からIDを抽出する。また、例えば、サーバ2の記憶部22には、色見本に関する以下のようなテーブルを各ID毎に記憶しておき、このテーブルを参照することで、色見本の塩素濃度と色情報(例えば、RGBの画素値)との関係を特定することができる。
(6) In the above embodiment, color information is calculated from each color sample 311-317 printed on the mount 31 and associated with each chlorine concentration, but other methods may be used. For example, an ID is printed on each mount 31, and the ID is identified from the image data 122, thereby identifying the relationship between the chlorine concentration and color information of each color sample printed on the mount 31. In this case, the image data 122 is transmitted from the mobile terminal 1 to the server 2, and the ID is extracted from the image data 122 in the server 2. Also, for example, the storage unit 22 of the server 2 stores a table related to color samples for each ID, as shown below, and by referring to this table, the relationship between the chlorine concentration of the color sample and color information (for example, RGB pixel values) can be identified.

したがって、サーバ2では、画像データ122からIDを読み取り、対応するテーブルを参照することで、台紙31に記載された各色見本の塩素濃度と色情報との関係を特定することができる。そして、上記のように画像データ122から容器32の水の色の画像を抽出し、水の色情報を算出する。これにより、上記のように、水の塩素濃度を推定することができる。なお、他の色の組合せの色見本が記載された台紙31を複数準備し、それぞれに異なるIDを付すとともに、各IDに対応した上記のようなテーブルを準備しておくこともできる。これにより、環境等に応じて色の異なる複数種の水の塩素濃度等を推定することができる。また、IDは、例えば、番号、記号、バーコード、QRコード(登録商標)など、種々の形態がある。あるいは、台紙31に記載の色見本311~317の塩素濃度を読み取り、これを用いて色情報との関係を特定することもできる。 Therefore, the server 2 can identify the relationship between the chlorine concentration and color information of each color sample printed on the mount 31 by reading the ID from the image data 122 and referring to the corresponding table. Then, as described above, an image of the color of the water in the container 32 is extracted from the image data 122, and the color information of the water is calculated. This makes it possible to estimate the chlorine concentration of the water as described above. Note that it is also possible to prepare multiple mounts 31 on which color samples of other color combinations are printed, assign different IDs to each, and prepare tables such as those described above corresponding to each ID. This makes it possible to estimate the chlorine concentration of multiple types of water with different colors depending on the environment, etc. Also, the ID can take various forms, such as a number, a symbol, a barcode, or a QR code (registered trademark). Alternatively, the chlorine concentrations of the color samples 311 to 317 printed on the mount 31 can be read, and the relationship with the color information can be identified using this.

以上の方法では、台紙31を撮影した撮影データから色見本に関する情報(上述した色見本の色の画像、ID、塩素濃度など)を抽出し、ここから第1色情報を取得している。また、本発明の画像データは、少なくとも測定対象物である水の画像が含まれていればよい。したがって、上述した撮影データは、画像データに含まれるもの、あるいは画像データとは別に取得されるものであってもよい。例えば、上述した色見本に関する情報のみを別途撮影して撮影データを得てもよい。 In the above method, information about the color sample (such as the color image, ID, and chlorine concentration of the color sample described above) is extracted from the photographic data obtained by photographing the mount 31, and the first color information is obtained from this. Furthermore, the image data of the present invention is sufficient if it contains at least an image of the water that is the object to be measured. Therefore, the photographic data described above may be included in the image data, or may be obtained separately from the image data. For example, the photographic data may be obtained by photographing only the information about the color sample described above separately.

あるいは、携帯端末1の操作画面上で、色見本を特定する情報をユーザに入力させることもできる。例えば、台紙31にIDを記載しておき、操作画面のプルダウンメニュー等で、該当するIDを選択させることもできる。こうして選択された色見本に関する情報をサーバ2に送信すれば、上記のように水の塩素濃度を推定することができる。 Alternatively, the user can input information identifying the color sample on the operation screen of the mobile terminal 1. For example, an ID can be written on the backing sheet 31, and the corresponding ID can be selected from a pull-down menu on the operation screen. By transmitting information about the color sample selected in this manner to the server 2, the chlorine concentration of the water can be estimated as described above.

なお、色見本の塩素濃度と色情報との関係(例えば、上述したテーブル)は、上記のようにサーバ2に記憶しておいてもよいし、携帯端末1に記憶しておいてもよい。例えば、携帯端末1に記憶している場合には、色見本の塩素濃度と色情報との関係を、画像データ122とともにサーバ2に送信するようにすればよい。 The relationship between the chlorine concentration of the color sample and the color information (for example, the above-mentioned table) may be stored in the server 2 as described above, or may be stored in the mobile terminal 1. For example, if it is stored in the mobile terminal 1, the relationship between the chlorine concentration of the color sample and the color information may be transmitted to the server 2 together with the image data 122.

(7)上記実施形態では、濃度の推定をサーバ2で行っているが、携帯端末1で行うこともできる。例えば、サーバ2に記憶されている推定プログラム221、色見本データ222を携帯端末1に記憶し、これを用いて塩素濃度の推定を携帯端末1で行うこともできる。また、サーバ2で行う処理、つまり図6で示す処理(機能構成)の一部を携帯端末1で行うこともできる。すなわち、上述した複数の処理を、複数のコンピュータに割り当てて行うことができる。 (7) In the above embodiment, the concentration is estimated by the server 2, but it can also be done by the mobile terminal 1. For example, the estimation program 221 and color sample data 222 stored in the server 2 can be stored in the mobile terminal 1, and the chlorine concentration can be estimated by using this. Also, part of the processing performed by the server 2, that is, the processing (functional configuration) shown in FIG. 6, can also be performed by the mobile terminal 1. In other words, the above-mentioned multiple processes can be assigned to multiple computers for execution.

(8)上記実施形態では、塩素濃度の推定を行う例について説明したが、これに限定されず、濃度と色との間に関連のあるような測定対象物において、濃度を推定する場合に適用することができる。 (8) In the above embodiment, an example of estimating chlorine concentration was described, but the present invention is not limited to this and can be applied to estimating concentration in a measurement object where there is a correlation between concentration and color.

1 :携帯端末
2 :サーバ
112 :データ取得部
122 :画像データ
212 :第1色情報取得部
213 :第2色情報取得部
214 :濃度推定部
215 :推定結果算出部
221 :推定プログラム
311~317 :色見本
1: Portable terminal 2: Server 112: Data acquisition unit 122: Image data 212: First color information acquisition unit 213: Second color information acquisition unit 214: Density estimation unit 215: Estimation result calculation unit 221: Estimation programs 311 to 317: Color samples

Claims (7)

測定対象物に関する画像データを取得するステップと、
濃度毎に規定された複数の色見本の、当該各色見本の色に関する第1色情報を取得するステップと、
前記画像データから前記測定対象物の色に関する第2色情報を取得するステップと、
前記各第1色情報と前記第2色情報とを複数の推定方法により比較することで、前記測定対象物の濃度を推定するステップと、
前記複数の推定方法によって推定された前記濃度の中から、当該濃度に適した前記推定方法による前記濃度を、推定結果として採用するステップと、
を備えている、濃度の推定方法。
acquiring image data relating to a measurement object;
acquiring first color information regarding the color of each of a plurality of color samples defined for each density;
acquiring second color information relating to a color of the measurement object from the image data;
estimating a concentration of the object by comparing the first color information with the second color information using a plurality of estimation methods;
adopting, as an estimation result, the concentration estimated by the estimation method suitable for the concentration from among the concentrations estimated by the plurality of estimation methods;
The method for estimating concentration comprises:
前記複数の推定方法は、低濃度域の推定に適した第1推定方法と、高濃度域の推定に適した第2推定方法と、を含む、
請求項1に記載の濃度の推定方法。
The plurality of estimation methods include a first estimation method suitable for estimating a low concentration region and a second estimation method suitable for estimating a high concentration region.
The method for estimating concentration according to claim 1 .
前記第1推定方法は、ユークリッド距離を用いた推定方法であり、
前記第2推定方法は、CIEDE2000を用いた推定方法である、
請求項2に記載の濃度の推定方法。
the first estimation method is an estimation method using a Euclidean distance,
The second estimation method is an estimation method using CIEDE2000.
The method for estimating concentration according to claim 2 .
前記第1色情報は、前記色見本を撮影した撮影データから取得される、請求項1に記載の濃度の推定方法。 The method for estimating concentration according to claim 1, wherein the first color information is obtained from image data obtained by photographing the color sample. 前記推定するステップでは、
前記各第1色情報と前記第2色情報から算出された色差と、前記各色見本の濃度との関係を、前記各推定方法に基づいて算出し、
前記色差が最も小さい前記色見本の濃度の近傍で、前記関係をフィッティングすることで、前記色差が最小となる濃度を算出する、
請求項1に記載の濃度の推定方法。
In the estimating step,
calculating a relationship between a color difference calculated from each of the first color information and the second color information and a density of each of the color samples based on each of the estimation methods;
Calculating the density at which the color difference is minimum by fitting the relationship in the vicinity of the density of the color sample at which the color difference is smallest.
The method for estimating concentration according to claim 1 .
少なくとも1つのコンピュータに、
濃度毎に規定された複数の色見本の、当該各色見本の色に関する第1色情報を取得するステップと、
測定対象物の色に関する第2色情報を取得するステップと、
前記各第1色情報と前記第2色情報とを複数の推定方法により比較することで、前記測定対象物の濃度を推定するステップと、
前記複数の推定方法によって推定された前記濃度の中から、当該濃度に適した前記推定方法による前記濃度を、推定結果として採用するステップと、
を実行させる、濃度の推定プログラム。
At least one computer
acquiring first color information regarding the color of each of a plurality of color samples defined for each density;
obtaining second color information relating to a color of the measurement object;
estimating a concentration of the object by comparing the first color information with the second color information using a plurality of estimation methods;
adopting, as an estimation result, the concentration estimated by the estimation method suitable for the concentration from among the concentrations estimated by the plurality of estimation methods;
A concentration estimation program that runs
濃度毎に規定された複数の色見本の、当該各色見本の色に関する第1色情報を取得する第1色情報取得部と、
測定対象物の色に関する第2色情報を取得する第2色情報取得部と、
前記各第1色情報と前記第2色情報とを複数の推定方法により比較することで、前記測定対象物の濃度を推定する濃度推定部と、
前記複数の推定方法によって推定された前記濃度の中から、当該濃度に適した前記推定方法による前記濃度を、推定結果として採用する推定結果算出部と、
を備えている、濃度の推定システム。
a first color information acquisition unit that acquires first color information regarding the color of each of a plurality of color samples defined for each density;
a second color information acquisition unit that acquires second color information related to a color of the measurement object;
a concentration estimation unit that estimates the concentration of the object by comparing the first color information with the second color information using a plurality of estimation methods;
an estimation result calculation unit that adopts, as an estimation result, the concentration estimated by the estimation method suitable for the concentration from among the concentrations estimated by the plurality of estimation methods;
The concentration estimation system includes:
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