JP6666183B2 - Gas visualization system, gas visualization method - Google Patents

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Description

本発明は、ガス可視化システム、ガス可視化方法に関する。   The present invention relates to a gas visualization system and a gas visualization method.

可燃性ガス等の気体(以下、単にガスと呼ぶ。)の漏えいが発生した場合、出来るだけ早く漏えい箇所を発見し、修理する必要がある。漏えいガスは常に移動しており、空気の動きがある場合、漏えい元の位置の特定には時間を要する。ガスセンサでは、直接ガスに接することにより、漏えいガスを検知することはできる。しかし、その瞬間のガスの挙動が把握できないため、漏えい元の位置の特定に多くの時間を費やさなければならない。このような問題に対し、特許文献1では、赤外線を利用して漏えいガスを可視化する技術が開示されている。   When a gas such as a flammable gas leaks (hereinafter simply referred to as a gas), it is necessary to find the leaking part as soon as possible and repair it. The leaked gas is constantly moving, and when there is air movement, it takes time to identify the position of the leak source. The gas sensor can detect a leaked gas by directly contacting the gas. However, since the behavior of the gas at that moment cannot be grasped, much time must be spent to identify the location of the leak source. To solve such a problem, Patent Literature 1 discloses a technique for visualizing leaked gas using infrared rays.

特開平06−288858号公報JP 06-288858 A

上記特許文献1では、漏えいガスを可視化してガスの流れを把握することにより、漏えい位置を特定している。しかし、広範囲に十分な強度の赤外線を照射することは容易ではなく、また、ガスの漏えい量が少なく低濃度の場合、漏えいガスによる赤外線の吸収効果は非常に小さくなる。このため、漏えいガスが低濃度の場合には、必ずしも漏えいガスを可視化して漏えい位置を特定することができない。したがって、漏えい位置の特定に有効な情報を得ることができる技術が求められていた。   In Patent Literature 1, the leak position is specified by visualizing the leak gas and grasping the gas flow. However, it is not easy to irradiate infrared rays with sufficient intensity over a wide range, and when the amount of leaking gas is small and the concentration is low, the effect of absorbing the infrared rays by the leaked gas becomes extremely small. Therefore, when the concentration of the leaked gas is low, it is not always possible to visualize the leaked gas and specify the position of the leaked gas. Therefore, there has been a demand for a technique capable of obtaining information effective for specifying a leakage position.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、低濃度の漏えいガスを可視化し、漏えい位置の特定に有効な情報を得ることが可能なガス可視化システム、ガス可視化方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and provides a gas visualization system and a gas visualization method capable of visualizing low-concentration leaked gas and obtaining effective information for specifying a leakage position. Aim.

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるガス可視化システムは、ガスが吸収する所定波長の光を照射する照射部と、前記所定波長の光を透過するフィルタ部と、前記フィルタ部を介して背景画像と測定画像とを撮像する撮像部と、前記背景画像を構成する画素の画素値と前記測定画像を構成する画素の画素値の差分値を画素ごとに算出し、各画素の前記差分値により構成された差分測定画像を生成する差分データ生成部と、測定の間に得られた前記差分値の和である積分画素値を画素ごとに算出し、各画素の前記積分画素値により構成された積分測定画像を生成する積分データ生成部と、前記測定画像と前記積分測定画像とを重ね合わせた可視化画像を生成する可視化画像生成部と、を備えることを特徴とするガス可視化システムとして構成される。   In order to solve the above problems and achieve the object, a gas visualization system according to the present invention includes: an irradiation unit that irradiates light having a predetermined wavelength absorbed by a gas; a filter unit that transmits light having the predetermined wavelength; and An imaging unit that captures a background image and a measurement image via a filter unit, and calculates a difference value between a pixel value of a pixel forming the background image and a pixel value of a pixel forming the measurement image for each pixel. A difference data generation unit that generates a difference measurement image constituted by the difference values of pixels, and calculates, for each pixel, an integration pixel value that is a sum of the difference values obtained during the measurement, and calculates the integration of each pixel. A gas comprising: an integration data generation unit configured to generate an integrated measurement image configured by pixel values; and a visualization image generation unit configured to generate a visualized image obtained by superimposing the measurement image and the integration measurement image. Visualization Configured as a stem.

また、本発明は、上記ガス可視化システムで用いられるガス可視化方法としても把握される。   The present invention is also understood as a gas visualization method used in the gas visualization system.

本発明によれば、低濃度の漏えいガスを可視化し、漏えい位置の特定に有効な情報を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to visualize a low-concentration leak gas and obtain information effective for specifying a leak position.

本実施の形態におけるガス可視化システムの構成例を示す図である。It is a figure showing the example of composition of the gas visualization system in this embodiment. 記憶部が記憶する情報の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of information stored in a storage unit. 測定データの例を示す図である。It is a figure showing an example of measurement data. 差分データの例を示す図である。It is a figure showing an example of difference data. 積分データの例を示す図である。It is a figure showing an example of integral data. 背景データの例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of background data. 可視化画像データの例を示す図である。It is a figure showing the example of visualization image data. 制御部の機能的な構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a functional configuration of a control unit. 漏えいガス可視化処理の処理手順を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram showing a processing procedure of a leak gas visualization processing.

以下に添付図面を参照して、本発明にかかるガス可視化システム、ガス可視化方法の実施の形態を詳細に説明する。   Embodiments of a gas visualization system and a gas visualization method according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本実施の形態におけるガス可視化システム1000の構成例を示す図である。図1に示すように、ガス可視化システム1000は、照射部100と、フィルタ部200と、撮像部300と、コンピュータ400とを有して構成されている。照射部100と撮像部300とコンピュータ400とは、互いにバス等の接続線により電気的に接続される。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a gas visualization system 1000 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the gas visualization system 1000 includes an irradiation unit 100, a filter unit 200, an imaging unit 300, and a computer 400. The irradiation unit 100, the imaging unit 300, and the computer 400 are electrically connected to each other by a connection line such as a bus.

照射部100は、例えば、赤外線を照射するLED(Light Emitting Diode)光源を備えた赤外線光源である。フィルタ部200は、例えば、可視化対象ガスの吸収波長付近の赤外光だけを透過するBPF(バンドパスフィルタ)である。撮像部300は、例えば、背面Bから放射されまたは照射部100から照射された赤外光が背面Bによって反射された反射光を検出し、検出した反射光を含む画像を、フィルタ部200を介して撮像する赤外線カメラである。コンピュータ400は、例えば、撮像部300から出力された情報を用いて漏えいガスGを可視化するPC(Personal Computer)等の情報処理装置である。図1に示すように、コンピュータ400は、表示部401と、入力部402と、記憶部403と、制御部404とを有して構成されている。   The irradiation unit 100 is, for example, an infrared light source including an LED (Light Emitting Diode) light source that emits infrared light. The filter unit 200 is, for example, a BPF (bandpass filter) that transmits only infrared light near the absorption wavelength of the gas to be visualized. The imaging unit 300 detects, for example, reflected light in which infrared light emitted from the back surface B or emitted from the irradiation unit 100 is reflected by the back surface B, and outputs an image including the detected reflected light via the filter unit 200. This is an infrared camera that captures images. The computer 400 is an information processing apparatus such as a PC (Personal Computer) that visualizes the leaked gas G using information output from the imaging unit 300, for example. As shown in FIG. 1, the computer 400 includes a display unit 401, an input unit 402, a storage unit 403, and a control unit 404.

表示部401は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)等の表示装置から構成され、漏えいガスを可視化した可視化画像を含む各種情報を表示する。入力部402は、例えば、キーボード等の入力装置から構成され、漏えいガスの測定指示を含む各種情報の入力を受け付ける。記憶部403は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)等の記憶装置や記憶媒体から構成され、本システムに関する各種情報を記憶する。制御部404は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等の演算装置から構成され、本システムに関する各種処理を実行する。記憶部403が記憶する情報や制御部404が実行する処理については後述する。   The display unit 401 is configured by a display device such as an LCD (Liquid Crystal Display), and displays various information including a visualized image obtained by visualizing the leaked gas. The input unit 402 includes, for example, an input device such as a keyboard, and accepts input of various information including a leak gas measurement instruction. The storage unit 403 includes, for example, a storage device or a storage medium such as a hard disk drive (HDD) or a solid state drive (SSD), and stores various information related to the present system. The control unit 404 is configured from an arithmetic device such as a CPU (Central Processing Unit), and executes various processes related to the present system. Information stored in the storage unit 403 and processing executed by the control unit 404 will be described later.

図2は、記憶部403が記憶する情報の例を示す図である。図2に示すように、記憶部403は、測定データ4031と、差分データ4032と、積分データ4033と、背景データ4034と、可視化画像データ4035を記憶する。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of information stored in the storage unit 403. As illustrated in FIG. 2, the storage unit 403 stores measurement data 4031, difference data 4032, integration data 4033, background data 4034, and visualized image data 4035.

測定データ4031は、撮像部300が撮像した背面Bや漏えいガスGを含む画像データである。図3は、測定データ4031の例を示す図である。図3に示すように、測定データ4031は、漏えいガスの測定を開始してから終了するまでの間、連続して蓄積される個々の測定画像の集合である。図3では、測定を開始して最初に撮像された測定画像f1から順に蓄積され、漏えいガスの測定が終了するまでにl枚の測定画像が得られたことを示している。また、測定画像f1では、背面Bの手前側の中央部に漏えいガスGが検出される一方、測定画像f2では、背面Bの手前側の中央部から右部分に移動した漏えいガスG’が検出されていることがわかる。このように、測定データ4031には、漏えいガスの測定開始から終了までの間に連続して撮像された測定画像が記憶されている。   The measurement data 4031 is image data including the back surface B and the leaked gas G captured by the imaging unit 300. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the measurement data 4031. As shown in FIG. 3, the measurement data 4031 is a set of individual measurement images that are continuously accumulated from the start of the measurement of the leaked gas to the end thereof. FIG. 3 shows that one measurement image is accumulated in order from the measurement image f1 captured first after the measurement is started and the measurement of the leaked gas is completed. Further, in the measurement image f1, the leaked gas G is detected in the central portion on the near side of the back surface B, while in the measured image f2, the leaked gas G 'moved from the central portion on the near side of the back surface B to the right portion is detected. You can see that it is done. As described above, the measurement data 4031 stores the measurement images continuously captured from the start to the end of the measurement of the leaked gas.

差分データ4032は、測定データ4031を構成するそれぞれの測定画像について、画素ごとに、背景データ4034との差分を算出したデータである。図4は、差分データ4032の例を示す図である。図4に示すように、差分データ4032は、l枚の測定画像のそれぞれを構成する画素ごとに、背景データ4034との差分を記憶した差分測定画像の集合である。図4では、例えば、差分測定画像f’1が、画素(1,1)から画素(m,n)までのmn個の画素から構成され、測定画像に含まれる画素(2,2)の画素値と、背景データ4034に含まれる画素(2,2)の画素値との差分がd1であり、その値を差分測定画像の画素(2,2)に対応する差分値として記憶していることを示している。同様に、測定画像f’2に含まれる画素(2,2)の画素値と、背景データ4034に含まれる画素(2,2)の画素値との差分を、差分測定画像の画素(2,2)の差分値d2として記憶していることがわかる。このように、それぞれの測定画像について、画素ごとに背景データ4034との画素値の差分が算出されるので、各画素を時系列に見て差分の変化を把握することができる。   The difference data 4032 is data obtained by calculating a difference from the background data 4034 for each pixel for each measurement image forming the measurement data 4031. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the difference data 4032. As illustrated in FIG. 4, the difference data 4032 is a set of difference measurement images in which a difference from the background data 4034 is stored for each pixel configuring each of the l measurement images. In FIG. 4, for example, the difference measurement image f′1 is composed of mn pixels from the pixel (1, 1) to the pixel (m, n), and the pixel (2, 2) included in the measurement image The difference between the value and the pixel value of the pixel (2, 2) included in the background data 4034 is d1, and the value is stored as a difference value corresponding to the pixel (2, 2) of the difference measurement image. Is shown. Similarly, the difference between the pixel value of the pixel (2, 2) included in the measurement image f′2 and the pixel value of the pixel (2, 2) included in the background data 4034 is calculated as the pixel (2, 2) of the difference measurement image. It can be seen that it is stored as the difference value d2 of 2). In this manner, for each measurement image, the difference between the pixel value and the background data 4034 is calculated for each pixel, so that it is possible to grasp the change in the difference by looking at each pixel in time series.

積分データ4033は、差分データ4032を構成する各差分測定画像の各画素について、画素値の和を算出したデータである。図5は、積分データ4033の例を示す図である。図5に示すように、積分データ4033は、l枚の差分測定画像を構成するそれぞれの画素の画素値の和である積分画素値が算出された積分測定画像により構成されている。図5では、例えば、積分測定画像f”1に含まれる画素(2,2)の積分画素値はD1であることがわかる。このように、積分測定画像の画素ごとに積分画素値を算出しているので、背景データ4034を基準として、各画素が背景データ4034に対してどの程度差が生じているのかを把握することができる。   The integration data 4033 is data obtained by calculating the sum of the pixel values for each pixel of each difference measurement image forming the difference data 4032. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the integration data 4033. As shown in FIG. 5, the integral data 4033 is composed of an integral measurement image in which an integral pixel value, which is the sum of the pixel values of each pixel constituting one difference measurement image, is calculated. In FIG. 5, for example, it can be seen that the integral pixel value of the pixel (2, 2) included in the integral measurement image f ″ 1 is D1. Thus, the integral pixel value is calculated for each pixel of the integral measurement image. Therefore, it is possible to grasp how much each pixel is different from the background data 4034 based on the background data 4034.

背景データ4034は、差分データ4032を算出するための基準となるデータである。図6は、背景データ4034の例を示す図である。図6に示すように、背景データ4034は、差分データ4032や積分データ4033と同様、mn個の画素で構成され、また、差分データ4032と同様に、l枚の背景画像の集合である。図6では、例えば、背景画像f0が、画素(1,1)から画素(m,n)までのmn個の画素から構成され、背景画像に含まれる画素(2,2)の画素値がr1であることを示している。背景データ4034の生成方法については後述する。   The background data 4034 is data serving as a reference for calculating the difference data 4032. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the background data 4034. As shown in FIG. 6, the background data 4034 is composed of mn pixels, like the difference data 4032 and the integral data 4033, and is a set of one background image, like the difference data 4032. In FIG. 6, for example, the background image f0 is composed of mn pixels from the pixel (1, 1) to the pixel (m, n), and the pixel value of the pixel (2, 2) included in the background image is r1. Is shown. A method for generating the background data 4034 will be described later.

可視化画像データ4035は、最終的に漏えいガスをコンピュータ400に表示するためのデータであり、測定データ4031を構成するそれぞれの測定画像と、積分データ4033を構成する積分測定画像とを合成したデータである。図7は、可視化画像データ4035の例を示す図である。図7に示すように、可視化画像データ4035は、積分測定画像を構成する画素の積分画素値の大きさに応じて分類された色つき画素(例えば、積分画素値の大きさに対応して赤の濃淡を変化させる)と、測定画像とを重ね合わせて合成される。図7では、可視化画像F1に含まれる画素(2,2)にはある色(例えば、最も濃い赤)が付され、画素(2,3)にはある色(例えば、最大の半分の赤)が付されていることを示している。このように、それぞれの可視化画像について、画素ごとに漏えいガスの総量となる積分画素値の大きさに応じて色が付されているので、操作者は一見してどの位置に漏えいガスがあるのかを把握することができる。すなわち、色が最も濃い位置がガスの濃度が最も高いと考えられるため、ガスの漏えい元の特定作業に有効な情報を得ることができる。   The visualized image data 4035 is data for finally displaying the leaked gas on the computer 400, and is data obtained by synthesizing each measurement image forming the measurement data 4031 and the integration measurement image forming the integration data 4033. is there. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the visualized image data 4035. As shown in FIG. 7, the visualized image data 4035 includes colored pixels classified according to the magnitude of the integral pixel values of the pixels constituting the integral measurement image (for example, a red pixel corresponding to the magnitude of the integral pixel value). Is changed), and the measurement image is superimposed and synthesized. In FIG. 7, the pixel (2, 2) included in the visualized image F1 is given a certain color (for example, the darkest red), and the pixel (2, 3) is given a certain color (for example, half the maximum red). Is attached. As described above, since each visualized image is colored according to the magnitude of the integrated pixel value that is the total amount of leaked gas for each pixel, the operator can determine at a glance where the leaked gas is located. Can be grasped. That is, since the position where the color is the darkest is considered to have the highest gas concentration, it is possible to obtain information effective for the specific work of the gas leak source.

続いて、制御部404について説明する。制御部404は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等の演算装置から構成され、本システムに必要な各処理を実行する。図8は、制御部404の機能的な構成を示すブロック図である。図8に示すように、制御部404は、測定実行部4041と、差分データ生成部4042と、積分データ生成部4043と、背景データ生成部4044と、可視化画像生成部4045とを有して構成されている。   Next, the control unit 404 will be described. The control unit 404 is configured from an arithmetic device such as a CPU (Central Processing Unit), and executes various processes required for the present system. FIG. 8 is a block diagram illustrating a functional configuration of the control unit 404. As illustrated in FIG. 8, the control unit 404 includes a measurement execution unit 4041, a difference data generation unit 4042, an integration data generation unit 4043, a background data generation unit 4044, and a visualized image generation unit 4045. Have been.

測定実行部4041は、入力部402を介して受け付けられた操作者からの指示に従って、漏えいガスの可視化処理を実行する。具体的には、図3に示した測定データ4031を出力し、記憶部403に記憶する。差分データ生成部4042は、測定データ4031と背景データ4034から、図4に示した差分データ4032を生成する。積分データ生成部4043は、差分データ4032を構成する差分測定画像の画素値の和を算出し、図5に示した積分データ4044を生成する。可視化画像生成部4045は、測定画像のそれぞれと積分測定画像とを重ね合わせて合成し、可視化画像を生成する。   The measurement execution unit 4041 executes a leaked gas visualization process in accordance with an instruction received from the operator via the input unit 402. Specifically, the measurement data 4031 shown in FIG. 3 is output and stored in the storage unit 403. The difference data generation unit 4042 generates the difference data 4032 illustrated in FIG. 4 from the measurement data 4031 and the background data 4034. The integral data generation unit 4043 calculates the sum of the pixel values of the difference measurement image forming the difference data 4032, and generates the integral data 4044 shown in FIG. The visualized image generating unit 4045 superimposes and combines each of the measured images and the integral measured image to generate a visualized image.

続いて、本システムで行われる漏えいガス可視化処理について説明する。図9は、漏えいガス可視化処理の処理手順を示すシーケンス図である。図9に示すように、まず、本システムでは、操作者から、コンピュータ400の入力部402が、漏えいガス可視化処理の実行指示を受け付けると(ステップS901)、測定実行部4041は、照射部100に対して赤外線の照射指示を出力し(ステップS902)、撮像部300に対してカメラでの撮像指示を出力する(ステップS903)。   Subsequently, a leak gas visualization process performed by the present system will be described. FIG. 9 is a sequence diagram illustrating a processing procedure of the leak gas visualization processing. As shown in FIG. 9, in the present system, first, when the input unit 402 of the computer 400 receives an instruction to execute the leaked gas visualization processing from the operator (step S901), the measurement execution unit 4041 causes the irradiation unit 100 to perform an operation. On the other hand, an infrared irradiation instruction is output (step S902), and an imaging instruction with a camera is output to the imaging unit 300 (step S903).

照射部100は、照射指示に従って赤外線の照射を開始し(ステップS904)、撮像部300は、撮像指示に従ってカメラの撮像を開始する(ステップS905)。以降、赤外線の照射およびカメラの撮像は、本処理が終了するまで継続して実行される。   The irradiating unit 100 starts irradiating infrared rays according to the irradiating instruction (step S904), and the image capturing unit 300 starts image capturing by the camera according to the capturing instruction (step S905). After that, the irradiation of the infrared rays and the imaging by the camera are continuously executed until this processing ends.

撮像部300は、上記撮像指示に従って撮像を開始すると、測定画像をコンピュータ400に出力する(ステップS906)。以降、測定画像の出力は、本処理が終了するまで継続して実行される。   When imaging is started according to the imaging instruction, the imaging unit 300 outputs a measured image to the computer 400 (Step S906). Thereafter, the output of the measurement image is continuously executed until the present processing ends.

測定実行部4041は、撮像部300から出力された測定画像を受け取り、記憶部403に測定データ4031として順次記憶する(ステップS907)。背景データ生成部4044は、背景データ4034を生成する(ステップS908)。ここで、背景データ4034の生成方法について説明する。   The measurement execution unit 4041 receives the measurement images output from the imaging unit 300, and sequentially stores the measurement images in the storage unit 403 as measurement data 4031 (step S907). The background data generation unit 4044 generates the background data 4034 (Step S908). Here, a method of generating the background data 4034 will be described.

背景データ4034は、本来、漏えいガスの影響を受けていないときの背景画像を用いることが望ましい。しかし、ガス漏れ通報があり現場に到着した時点では既にガス漏れが生じている場合、上記背景画像を用いることは困難である。   Originally, it is desirable to use a background image when not affected by the leaked gas as the background data 4034. However, it is difficult to use the background image if a gas leak has already occurred at the time of arrival at the site after receiving the gas leak notification.

そこで、例えば、測定画像の平均値を背景画像とする。上記のとおり、漏えいガスは時間と共にその位置が変化する。したがって、背景データ生成部4044は、測定開始から終了までに得られたそれぞれの測定画像について、測定画素の画素値を算出し、算出したそれぞれの測定画像の画素値を平均した画素値により構成される画像を背景画像に設定する。このように、背景画像を測定画像から得られた画素値の平均値として設定するとともに、その値と測定画像の画素値との差分を絶対値として扱い、その差分の和を算出することにより、一時的にガスの影響が小さい(すなわち、低濃度となる)場合でも、漏えいガスを可視化することができる。   Therefore, for example, the average value of the measurement images is used as the background image. As described above, the location of the leaked gas changes with time. Therefore, the background data generation unit 4044 calculates the pixel value of the measurement pixel for each measurement image obtained from the start to the end of the measurement, and is configured by a pixel value obtained by averaging the calculated pixel values of each measurement image. Set the image to be used as the background image. In this way, by setting the background image as the average value of the pixel values obtained from the measurement image, treating the difference between the value and the pixel value of the measurement image as an absolute value, and calculating the sum of the differences, Even when the influence of the gas is temporarily small (that is, the concentration is low), the leaked gas can be visualized.

また、壁などの物質から構成される背景は、通常、温度に比例して赤外線を放射している。このため、その物質に温度変化が生じた場合には、背景画像の画素値も変化する。例えば、背景の温度が低くなった場合、放射される赤外線が弱くなる。そのため、このような赤外線の変化が、温度に起因しているものであるか、または漏えいガスの吸収によるものなのかを正しく判別できない場合がある。低濃度の漏えいガスによる画素値の変化は小さいため、実際の現場では、背景の温度変化による影響を無視することができない。上記測定画像の平均を背景画像とした場合、温度変化により得られた画素値も積分されることとなるため、判別が一層難しくなる。実際には、漏えいガスの濃度の変化は短時間に発生し、背景の温度変化は短時間の間では小さい。   A background made of a material such as a wall usually emits infrared rays in proportion to the temperature. Therefore, when the temperature of the substance changes, the pixel value of the background image also changes. For example, when the background temperature is low, the emitted infrared light is weak. Therefore, it may not be possible to correctly determine whether such a change in infrared rays is caused by temperature or due to absorption of leaked gas. Since the change in the pixel value due to the low-concentration leak gas is small, the effect of the background temperature change cannot be ignored in an actual site. When the average of the measured images is used as the background image, the pixel values obtained by the temperature change are also integrated, so that the determination becomes more difficult. In practice, the change in the concentration of the leaked gas occurs in a short time, and the change in the background temperature is small during the short time.

そこで、例えば、最新の測定画像よりも所定時間前(例えば、1秒前)の測定画像を背景画像とし、両者の差分の絶対値を差分測定画像として算出し、その和を積分測定画像とする。このように背景画像を生成することにより、背景の温度変化の影響を排除することができる。例えば、図3に示した測定画像f2を背景画像とし、測定画像f2を構成する各画素の画素値と、最新の測定画像f1を構成する各画素の画素値との差分の絶対値を算出し、図4に示した差分測定画像とすればよい。   Therefore, for example, a measurement image that is a predetermined time before (for example, one second before) the latest measurement image is set as a background image, the absolute value of the difference between the two is calculated as a difference measurement image, and the sum is set as an integral measurement image. . By generating the background image in this way, the influence of the background temperature change can be eliminated. For example, the measurement image f2 shown in FIG. 3 is used as a background image, and the absolute value of the difference between the pixel value of each pixel forming the measurement image f2 and the pixel value of each pixel forming the latest measurement image f1 is calculated. , The difference measurement image shown in FIG.

さらに、実際の赤外線のカメラの画像はノイズが含まれているため、差分測定画像を構成する各画素を単純に積分した場合、ノイズも一緒に積分されてしまう。   Furthermore, since an actual infrared camera image contains noise, if each pixel constituting the difference measurement image is simply integrated, the noise is also integrated together.

そこで、ある所定時間前からの一定時間(例えば、2秒前から1秒前までの1秒間)に得られた測定画像を構成する各画素の画素値の平均値を算出し、背景画像としてもよい。このように背景画像を生成することにより、ノイズの影響を排除することができる。例えば、図3に示した測定画像fnからfn+mまでに得られた測定画像を構成する各画素の画素値の平均値を算出した画像を背景画像とし、測定画像fn−1を構成する各画素の画素値と、算出された背景画像を構成する各画素の画素値との差分の絶対値を算出し、図4に示した差分測定画像とすればよい。   Therefore, the average value of the pixel values of each pixel constituting the measurement image obtained within a certain period of time (for example, 1 second from 2 seconds to 1 second before) from a predetermined time before is calculated, and the average value is calculated as the background image. Good. By generating the background image in this way, the influence of noise can be eliminated. For example, an image obtained by calculating the average value of the pixel values of the pixels constituting the measurement image obtained from the measurement images fn to fn + m shown in FIG. The absolute value of the difference between the pixel value and the pixel value of each pixel constituting the calculated background image may be calculated to obtain the difference measurement image shown in FIG.

差分データ生成部4042は、記憶部403に記憶された測定画像と背景画像とを比較し、画素ごとの差分値を算出した差分測定画像を順次生成し、記憶部403に記憶する(ステップS909)。   The difference data generation unit 4042 compares the measurement image stored in the storage unit 403 with the background image, sequentially generates a difference measurement image in which a difference value is calculated for each pixel, and stores the difference measurement image in the storage unit 403 (step S909). .

積分データ生成部4043は、差分測定画像に対応する画素の画素値の和を算出した積分測定画像を生成する(ステップS910)。   The integral data generation unit 4043 generates an integral measurement image in which the sum of the pixel values of the pixels corresponding to the difference measurement image is calculated (Step S910).

可視化画像生成部4045は、上記測定画像と積分測定画像とを合成した可視化画像を順次生成し、表示部401に表示する(ステップS911)。   The visualized image generation unit 4045 sequentially generates a visualized image obtained by synthesizing the measurement image and the integration measurement image, and displays the visualized image on the display unit 401 (step S911).

測定実行部4041は、操作者から、コンピュータ400の入力部402が、漏えいガス可視化処理の実行終了指示を受け付けたか否かを判定し(ステップS912)、上記実行終了指示を受け付けたと判定した場合(ステップS912;Yes)、測定実行部4041は、照射部100に対してレーザの照射終了指示を出力し(ステップS913)、撮像部300に対してカメラでの撮像終了指示を出力する(ステップS914)。一方、測定実行部4041が上記実行終了指示を受け付けていないと判定した場合(ステップS912;No)、ステップS906以降の処理が繰り返し実行される。   The measurement execution unit 4041 determines whether the input unit 402 of the computer 400 has received an instruction to end the execution of the leaked gas visualization process from the operator (step S912), and determines that the execution end instruction has been received (step S912). (Step S912; Yes), the measurement execution unit 4041 outputs a laser irradiation end instruction to the irradiation unit 100 (Step S913), and outputs a camera imaging end instruction to the imaging unit 300 (Step S914). . On the other hand, when the measurement execution unit 4041 determines that the execution end instruction has not been received (step S912; No), the processing from step S906 is repeatedly executed.

照射部100および撮像部200は、コンピュータ400からの指示に従って、それぞれ動作を終了させ(ステップS915、S916)、測定実行部4041は、表示部401に可視化処理が終了した旨を表示する(ステップS917)。   The irradiation unit 100 and the imaging unit 200 terminate their operations in accordance with instructions from the computer 400 (steps S915 and S916), and the measurement execution unit 4041 displays on the display unit 401 that the visualization processing has been completed (step S917). ).

このように、本システムでは、上記処理を実行するので、低濃度の漏えいガスを可視化し、漏えい位置の特定に有効な情報を得ることができる。   As described above, in the present system, since the above processing is executed, low-concentration leaked gas can be visualized, and information effective for specifying the position of the leaked gas can be obtained.

1000 ガス可視化システム
100 照射部
200 フィルタ部
300 撮像部
400 コンピュータ
401 表示部
402 入力部
403 記憶部
4031 測定データ
4032 差分データ
4033 積分データ
4034 背景データ
4035 可視化画像データ
404 制御部
4041 測定実行部
4042 差分データ生成部
4043 積分データ生成部
4044 背景データ生成部
4045 可視化画像生成部。
1000 Gas visualization system 100 Irradiation unit 200 Filter unit 300 Imaging unit 400 Computer 401 Display unit 402 Input unit 403 Storage unit 4031 Measurement data 4032 Difference data 4033 Integration data 4034 Background data 4035 Visualization image data 404 Control unit 4041 Measurement execution unit 4042 Difference data Generating unit 4043 Integration data generating unit 4044 Background data generating unit 4045 Visualized image generating unit.

Claims (6)

ガスが吸収する所定波長の光を照射する照射部と、
前記所定波長の光を透過するフィルタ部と、
前記フィルタ部を介して背景画像と測定画像とを撮像する撮像部と、
前記背景画像を構成する画素の画素値と前記測定画像を構成する画素の画素値の差分値を画素ごとに算出し、各画素の前記差分値により構成された差分測定画像を生成する差分データ生成部と、
測定の間に得られた前記差分値の和である積分画素値を画素ごとに算出し、各画素の前記積分画素値により構成された積分測定画像を生成する積分データ生成部と、
前記測定画像と前記積分測定画像とを重ね合わせた可視化画像を生成する可視化画像生成部と、
を備えることを特徴とするガス可視化システム。
An irradiation unit that irradiates light of a predetermined wavelength absorbed by the gas,
A filter unit that transmits light of the predetermined wavelength,
An imaging unit that captures a background image and a measurement image via the filter unit,
Difference data generation for calculating a difference value between a pixel value of a pixel forming the background image and a pixel value of a pixel forming the measurement image for each pixel, and generating a difference measurement image formed by the difference value of each pixel Department and
An integrated data generation unit that calculates an integrated pixel value that is a sum of the difference values obtained during the measurement for each pixel, and generates an integrated measurement image configured by the integrated pixel value of each pixel,
A visualization image generation unit that generates a visualization image obtained by superimposing the measurement image and the integral measurement image,
A gas visualization system comprising:
前記ガス可視化システムは、測定の間に得られた前記測定画像の画素値の平均値を前記背景画像に設定する背景データ生成部、
を備えることを特徴とする請求項1に記載のガス可視化システム。
The gas visualization system, a background data generation unit that sets an average value of pixel values of the measurement image obtained during the measurement to the background image,
The gas visualization system according to claim 1, comprising:
前記ガス可視化システムは、最新の測定画像よりも所定時間前の測定で得られた測定画像を前記背景画像に設定する背景データ生成部、
を備えることを特徴とする請求項1に記載のガス可視化システム。
The gas visualization system, a background data generation unit that sets a measurement image obtained by measurement a predetermined time before the latest measurement image as the background image,
The gas visualization system according to claim 1, comprising:
前記ガス可視化システムは、所定時間前から一定時間の測定で得られた測定画像を構成する各画素の画素値の平均値を算出し、前記背景画像に設定する背景データ生成部、
を備えることを特徴とする請求項1に記載のガス可視化システム。
The gas visualization system calculates a mean value of pixel values of each pixel constituting a measurement image obtained by measurement for a predetermined time from a predetermined time before, and a background data generation unit configured to set the background image.
The gas visualization system according to claim 1, comprising:
前記可視化画像生成部は、前記積分画素値の大きさに応じて画素ごとに色を付した前記可視化画像を生成する、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のガス可視化システム。
The visualized image generating unit generates the visualized image colored with each pixel according to the size of the integrated pixel value,
The gas visualization system according to any one of claims 1 to 4, wherein:
ガスが吸収する所定波長の光を照射する照射部と、前記所定波長の光を透過するフィルタ部と、前記フィルタ部を介して背景画像と測定画像とを撮像する撮像部とを有したガス可視化システムで行われるガス可視化方法であって、
前記背景画像を構成する画素の画素値と前記測定画像を構成する画素の画素値の差分値を画素ごとに算出し、
各画素の前記差分値により構成された差分測定画像を生成し、
測定の間に得られた前記差分値の和である積分画素値を画素ごとに算出し、
各画素の前記積分画素値により構成された積分測定画像を生成し、
前記測定画像と前記積分測定画像とを重ね合わせた可視化画像を生成する、
ことを特徴とするガス可視化方法。
Gas visualization having an irradiation unit that emits light of a predetermined wavelength absorbed by a gas, a filter unit that transmits the light of the predetermined wavelength, and an imaging unit that captures a background image and a measurement image via the filter unit. A gas visualization method performed in the system,
The difference between the pixel value of the pixel forming the background image and the pixel value of the pixel forming the measurement image is calculated for each pixel,
Generate a difference measurement image composed of the difference value of each pixel,
Calculate for each pixel an integrated pixel value that is the sum of the difference values obtained during the measurement,
Generating an integral measurement image composed of the integral pixel values of each pixel;
Generate a visualized image by superimposing the measurement image and the integral measurement image,
A gas visualization method comprising:
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