JP7036112B2 - Gas leak position estimation device, gas leak position estimation method and gas leak position estimation program - Google Patents
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Description
本発明は、赤外画像を利用してガス漏れ位置を推定する技術に関する。 The present invention relates to a technique for estimating a gas leak position using an infrared image.
ガス漏れが発生したとき、漏れたガスが漂っている領域では、わずかな温度変化が生じる。この原理を利用してガス検知する技術として、赤外画像を利用したガス検知が知られている。 When a gas leak occurs, a slight temperature change occurs in the area where the leaked gas is floating. As a technique for detecting gas using this principle, gas detection using an infrared image is known.
赤外画像を利用したガス検知として、例えば、特許文献1は、検査対象領域を撮影する赤外線カメラと、赤外線カメラにより撮影された赤外画像を処理する画像処理部と、を有し、画像処理部は、時系列に並べられた複数の赤外画像からガス漏れによる動的なゆらぎを抽出するゆらぎ抽出部を有するガス漏れ検出装置を開示している。
As gas detection using an infrared image, for example,
プラント等において、ガス漏れが検知されたとき、作業員は、ガス漏れ位置に行き、ガス漏れを修復する必要がある。赤外画像を利用したガス検知では、漏れたガスが漂っている領域を示すガス領域像を含む画像が、表示部に表示される。作業員は、ガス領域像を手掛かりにして、ガス漏れ位置を探す。 When a gas leak is detected in a plant or the like, the worker needs to go to the gas leak position and repair the gas leak. In the gas detection using an infrared image, an image including a gas region image showing a region where the leaked gas is floating is displayed on the display unit. The worker searches for the gas leak position by using the gas area image as a clue.
しかし、現状、ガス領域像(以下、ガス領域と記載する)を基にしたガス漏れ位置の推定は、十分な精度が得られない。これは、上述したように、ガス領域が面であり、ガス漏れ位置が点だからである。特に、密集した複数の物(例えば、密集した配管、密集した構造物)のいずかからガスが漏れている場合、ガス漏れ位置の推定精度が良くない。密集した複数の物は、画像上、極めて近くにあり、又は、部分的に重なっているので、ガス領域と密集した複数の物の像とが重なるからである。 However, at present, the estimation of the gas leak position based on the gas region image (hereinafter referred to as the gas region) cannot obtain sufficient accuracy. This is because, as described above, the gas region is a surface and the gas leak position is a point. In particular, when gas is leaking from one of a plurality of dense objects (for example, dense piping, dense structure), the estimation accuracy of the gas leak position is not good. This is because the dense objects are very close to each other or partially overlap on the image, so that the gas region and the image of the dense objects overlap.
本発明は、ガス領域を基にしたガス漏れ位置の推定精度を向上させることができるガス漏れ位置推定装置、ガス漏れ位置推定方法及びガス漏れ位置推定プログラムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a gas leak position estimation device, a gas leak position estimation method, and a gas leak position estimation program that can improve the estimation accuracy of a gas leak position based on a gas region.
上述した目的を実現するために、本発明の一側面を反映したガス漏れ位置推定装置は、第1処理部と、決定部と、を備える。前記第1処理部は、時系列に撮像された複数の赤外画像のそれぞれに対して、ガス領域を抽出する処理をすることにより、複数の第1画像を生成する。前記決定部は、前記複数の赤外画像に含まれ、前記ガス領域を有する前記第1画像の生成に用いられた第1赤外画像と、前記複数の赤外画像に含まれ、前記ガス領域を有しない前記第1画像の生成に用いられた第2赤外画像と、を基にして、ガス漏れ位置を決定する。 In order to realize the above-mentioned object, the gas leak position estimation device reflecting one aspect of the present invention includes a first processing unit and a determination unit. The first processing unit generates a plurality of first images by performing a process of extracting a gas region from each of the plurality of infrared images captured in time series. The determination unit is included in the first infrared image included in the plurality of infrared images and used for generating the first image having the gas region, and included in the plurality of infrared images and the gas region. The gas leak position is determined based on the second infrared image used for generating the first image having no effect.
発明の1又は複数の実施形態により与えられる利点及び特徴は以下に与えられる詳細な説明及び添付図面から十分に理解される。これら詳細な説明及び添付図面は、例としてのみ与えられるものであり本発明の限定の定義として意図されるものではない。 The advantages and features provided by one or more embodiments of the invention are fully understood from the detailed description and accompanying drawings provided below. These detailed description and accompanying drawings are given by way of example only and are not intended as a limitation definition of the present invention.
以下、図面を参照して、本発明の1又は複数の実施形態が説明される。しかし、発明の範囲は、開示された実施形態に限定されない。 Hereinafter, one or more embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the scope of the invention is not limited to the disclosed embodiments.
各図において、同一符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その構成について、既に説明している内容については、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し(例えば、第1画像Im1)、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す(例えば、第1画像Im1-1)。 In each figure, the configurations with the same reference numerals indicate that they are the same configuration, and the description of the configurations already described will be omitted. In the present specification, when they are generically referred to, they are indicated by reference numerals without subscripts (for example, the first image Im1), and when they refer to individual configurations, they are indicated by reference numerals with subscripts (for example, first image). Image Im1-1).
図1Aは、実施形態に係るガス漏れ位置推定システム1の構成を示すブロック図である。ガス漏れ位置推定システム1は、赤外線カメラ2とガス漏れ位置推定装置3とを備える。
FIG. 1A is a block diagram showing a configuration of a gas leak
赤外線カメラ2は、ガス漏れの監視対象(例えば、ガス輸送管どうしが接続されている箇所)を含む被写体について、赤外画像の動画を撮影し、動画を示す動画データMDを生成する。時系列に撮像された複数の赤外画像であればよく、動画に限定されない。赤外線カメラ2は、光学系4、フィルター5、二次元イメージセンサー6及び信号処理部7を備える。
The
光学系4は、被写体の赤外画像を二次元イメージセンサー6上で結像させる。フィルター5は、光学系4と二次元イメージセンサー6との間に配置され、光学系4を通過した光のうち、特定波長の赤外線のみを通過させる。赤外の波長帯のうち、フィルター5を通過させる波長帯は、検知するガスの種類に依存する。例えばメタンの場合、3.2~3.4μmの波長帯を通過させるフィルター5が用いられる。二次元イメージセンサー6は、例えば、冷却型インジウムアンチモン(InSb)イメージセンサーであり、フィルター5を通過した赤外線を受光する。信号処理部7は、二次元イメージセンサー6から出力されたアナログ信号を、デジタル信号に変換し、公知の画像処理をする。このデジタル信号が、動画データMDとなる。
The
ガス漏れ位置推定装置3は、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレット端末等であり、機能ブロックとして、画像データ入力部8、画像処理部9、表示制御部10、ディスプレイ11及び入力部12を備える。
The gas leak
画像データ入力部8は、赤外線カメラ2の通信部(不図示)と通信する通信インターフェイスである。画像データ入力部8には、赤外線カメラ2の通信部から送られてきた動画データMDが入力される。画像データ入力部8は、動画データMDを画像処理部9へ送る。
The image
画像処理部9は、動画データMDに所定の処理をする。所定の処理とは、例えば、動画データMDから時系列画素データを生成する処理である。
The
時系列画素データを具体的に説明する。図2は、時系列画素データD1を説明する説明図である。動画データMDで示される動画は、フレームが時系列に複数並べられた構造を有する。複数のフレーム(複数の赤外画像)において、同じ位置にある画素の画素データを時系列に並べたデータを、時系列画素データD1とする。赤外画像の動画のフレーム数をKとする。一つのフレームがM個の画素、すなわち、1番目の画素、2番目の画素、・・・、M-1番目の画素、M番目の画素で構成されている。画素データ(画素値)を基にして、輝度、温度等の物理量が定められる。 The time series pixel data will be specifically described. FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating the time-series pixel data D1. The moving image represented by the moving image data MD has a structure in which a plurality of frames are arranged in chronological order. In a plurality of frames (a plurality of infrared images), the data in which the pixel data of the pixels at the same position are arranged in time series is referred to as time-series pixel data D1. Let K be the number of frames of the infrared image moving image. One frame is composed of M pixels, that is, the first pixel, the second pixel, ..., the M-1st pixel, and the Mth pixel. Physical quantities such as brightness and temperature are determined based on pixel data (pixel values).
複数(K個)のフレームの同じ位置にある画素とは、同じ順番の画素を意味する。例えば、1番目の画素で説明すると、1番目のフレームに含まれる1番目の画素の画素データ、2番目のフレームに含まれる1番目の画素の画素データ、・・・、K-1番目のフレームに含まれる1番目の画素の画素データ、K番目のフレームに含まれる1番目の画素の画素データを、時系列に並べたデータが、1番目の画素の時系列画素データD1となる。また、M番目の画素で説明すると、1番目のフレームに含まれるM番目の画素の画素データ、2番目のフレームに含まれるM番目の画素の画素データ、・・・、K-1番目のフレームに含まれるM番目の画素の画素データ、K番目のフレームに含まれるM番目の画素の画素データを、時系列に並べたデータが、M番目の画素の時系列画素データD1となる。時系列画素データD1の数は、一つのフレームを構成する画素の数と同じである。 Pixels at the same position in a plurality of (K) frames mean pixels in the same order. For example, when the first pixel is described, the pixel data of the first pixel included in the first frame, the pixel data of the first pixel included in the second frame, ..., K-1st frame. The data in which the pixel data of the first pixel included in the first pixel and the pixel data of the first pixel included in the Kth frame are arranged in time series is the time-series pixel data D1 of the first pixel. Further, when the M-th pixel is described, the pixel data of the M-th pixel included in the first frame, the pixel data of the M-th pixel included in the second frame, ..., K-1st frame. The data in which the pixel data of the M-th pixel included in the above and the pixel data of the M-th pixel included in the K-th frame are arranged in time series is the time-series pixel data D1 of the M-th pixel. The number of time-series pixel data D1 is the same as the number of pixels constituting one frame.
図1Aを参照して、画像処理部9は、処理部91及び決定部92を備える。これらについては、後で説明する。
With reference to FIG. 1A, the
表示制御部10は、動画データMDで示される動画、及び、画像処理部9で上記所定の処理がされた動画を、ディスプレイ11に表示させる。
The
入力部12は、ガス検知に関連する各種入力がされる。実施形態に係るガス漏れ位置推定装置3は、表示制御部10、ディスプレイ11及び入力部12を備えるが、これらを備えないガス漏れ位置推定装置3でもよい。
The
図1Bは、図1Aに示すガス漏れ位置推定装置3のハードウェア構成を示すブロック図である。ガス漏れ位置推定装置3は、CPU(Central Processing Unit)3a、RAM(Random Access Memory)3b、ROM(Read Only Memory)3c、HDD(Hard Disk Drive)3d、液晶ディスプレイ3e、通信インターフェイス3f、キーボード等3g、及び、これらを接続するバス3hを備える。液晶ディスプレイ3eは、ディスプレイ11を実現するハードウェアである。液晶ディスプレイ3eの替わりに、有機ELディスプレイ(Organic Light Emitting Diode display)、プラズマディスプレイ等でもよい。通信インターフェイス3fは、画像データ入力部8を実現するハードウェアである。キーボード等3gは、入力部12を実現するハードウェアである。キーボードの替わりに、タッチパネルでもよい。
FIG. 1B is a block diagram showing a hardware configuration of the gas leak
HDD3dには、画像処理部9及び表示制御部10について、これらの機能ブロックをそれぞれ実現するためのプログラム、及び、各種データ(例えば、動画データMD)が格納されている。画像処理部9を実現するプログラムは、動画データMDを取得し、動画データMDに上記所定の処理をする処理プログラムである。表示制御部10を実現するプログラムは、例えば、動画データMDで示される動画をディスプレイ11に表示させたり、画像処理部9によって上記所定の処理がされた動画をディスプレイ11に表示させたりする表示制御プログラムである。これらのプログラムは、HDD3dに予め記憶されているが、これに限定されない。例えば、これらのプログラムを記録している記録媒体(例えば、磁気ディスク、光学ディスクのような外部記録媒体)が用意されており、この記録媒体に記憶されているプログラムがHDD3dに記憶されてもよい。また、これらのプログラムは、ガス漏れ位置推定装置3とネットワーク接続されたサーバに格納されており、ネットワークを介して、これらのプログラムがHDD3dに送られ、HDD3dに記憶されてもよい。これらのプログラムは、HDD3dの替わりにROM3cに記憶してもよい。ガス漏れ位置推定装置3は、HDD3dの替わりに、フラッシュメモリを備え、これらのプログラムはフラッシュメモリに記憶してもよい。
The
CPU3aは、ハードウェアプロセッサの一例であり、これらのプログラムを、HDD3dから読み出してRAM3bに展開させ、展開されたプログラムを実行することによって、画像処理部9及び表示制御部10が実現される。但し、画像処理部9の機能及び表示制御部10の機能について、各機能の一部又は全部は、CPU3aによる処理に替えて、又は、これと共に、DSP(Digital Signal Processor)による処理によって実現されてもよい。又、同様に、各機能の一部又は全部は、ソフトウェアによる処理に替えて、又は、これと共に、専用のハードウェア回路による処理によって実現されてもよい。
The
なお、ガス漏れ位置推定装置3は、次に説明するように、第1態様と第2態様とがある。これらの態様は、それぞれ、複数の要素によって構成される。従って、HDD3dには、これらの要素を実現するためのプログラムが格納されている。例えば、ガス漏れ位置推定装置3の第1態様は、要素として、処理部91(第1処理部)及び決定部92を含む。HDD3dには、処理部91(第1処理部)及び決定部92のそれぞれを実現するためのプログラムが格納されている。これらのプログラムは、第1処理プログラム、決定プログラムと表現される。
The gas leak
これらのプログラムは、要素の定義を用いて表現される。第1処理部及び第1処理プログラムを例にして説明する。第1処理部は、時系列に撮像された複数の赤外画像のそれぞれに対して、ガス領域を抽出する処理をすることにより、複数の第1画像を生成する。第1処理プログラムは、時系列に撮像された複数の赤外画像のそれぞれに対して、ガス領域を抽出する処理をすることにより、複数の第1画像を生成するプログラムである。 These programs are represented using element definitions. The first processing unit and the first processing program will be described as an example. The first processing unit generates a plurality of first images by performing a process of extracting a gas region from each of the plurality of infrared images captured in time series. The first processing program is a program that generates a plurality of first images by performing a process of extracting a gas region for each of a plurality of infrared images captured in time series.
CPU3aによって実行されるこれらのプログラム(第1処理プログラム、決定プログラム等)のフローチャートが、後で説明する図12である。
A flowchart of these programs (first processing program, determination program, etc.) executed by the
本発明者は、赤外画像を利用したガス検知において、ガス漏れと背景の温度変化とが並行して発生し、背景の温度変化が、漏れたガスによる温度変化よりも大きい場合、背景の温度変化を考慮しなければ、ガスが漏れている様子を画像で表示できないことを見出した。これについて詳しく説明する。 In gas detection using an infrared image, the present inventor presents a background temperature when a gas leak and a background temperature change occur in parallel and the background temperature change is larger than the temperature change due to the leaked gas. We found that it was not possible to display an image of gas leaks without considering the changes. This will be explained in detail.
図3は、ガス漏れと背景の温度変化とが並行して発生している状態で、屋外の試験場所を撮影した赤外画像を時系列で示す画像図である。これらは、赤外線カメラで動画を撮影して得られた赤外画像である。試験場所には、ガスを噴出させることができる地点SP1がある。地点SP1と比較するために、ガスが噴出しない地点SP2を示している。 FIG. 3 is an image diagram showing an infrared image taken of an outdoor test site in chronological order in a state where a gas leak and a temperature change in the background occur in parallel. These are infrared images obtained by shooting a moving image with an infrared camera. At the test site, there is a point SP1 where gas can be ejected. For comparison with the point SP1, the point SP2 where the gas does not eject is shown.
画像I1は、太陽光が雲で遮られる直前の時刻T1に撮影された試験場所の赤外画像である。画像I2は、時刻T1から5秒後の時刻T2に撮影された試験場所の赤外画像である。時刻T2は、太陽光が雲で遮られているので、時刻T1と比べて背景の温度が下がっている。 Image I1 is an infrared image of the test site taken at time T1 just before the sunlight is blocked by clouds. Image I2 is an infrared image of the test location taken at time T2, 5 seconds after time T1. At time T2, the temperature of the background is lower than that at time T1 because the sunlight is blocked by clouds.
画像I3は、時刻T1から10秒後の時刻T3に撮影された試験場所の赤外画像である。時刻T2から時刻T3まで、太陽光が雲で遮られた状態が継続されているので、時刻T3は、時刻T2と比べて背景の温度が下がっている。 Image I3 is an infrared image of the test location taken at time T3, 10 seconds after time T1. Since the state in which the sunlight is blocked by the clouds continues from the time T2 to the time T3, the background temperature of the time T3 is lower than that of the time T2.
画像I4は、時刻T1から15秒後の時刻T4に撮影された試験場所の赤外画像である。時刻T3から時刻T4まで、太陽光が雲で遮られた状態が継続されているので、時刻T4は、時刻T3と比べて背景の温度が下がっている。 Image I4 is an infrared image of the test site taken at time T4, 15 seconds after time T1. Since the state in which the sunlight is blocked by the clouds continues from the time T3 to the time T4, the background temperature of the time T4 is lower than that of the time T3.
時刻T1から時刻T4までの15秒間で、背景の温度が約4℃下がっている。このため、画像I4は、画像I1と比べて全体的に暗くなっており、背景の温度が低下していることが分かる。 In 15 seconds from time T1 to time T4, the background temperature has dropped by about 4 ° C. Therefore, it can be seen that the image I4 is darker than the image I1 as a whole, and the temperature of the background is lowered.
時刻T1後かつ時刻T2前の時刻に、地点SP1において、ガスの噴出を開始させている。噴出されたガスによる温度変化は、わずかである(約0.5℃)。このため、時刻T2、時刻T3、時刻T4では、地点SP1でガスが噴出しているが、噴出されたガスによる温度変化よりも、背景の温度変化の方がはるかに大きいので、画像I2、画像I3、画像I4を見ても地点SP1からガスが出ている様子が分からない。 At the time point SP1 after the time T1 and before the time T2, the gas ejection is started. The temperature change due to the ejected gas is slight (about 0.5 ° C.). Therefore, at time T2, time T3, and time T4, gas is ejected at the point SP1, but the temperature change in the background is much larger than the temperature change due to the ejected gas. Even if I look at I3 and image I4, I can't see how gas is coming out from point SP1.
図4Aは、試験場所の地点SP1の温度変化を示すグラフであり、図4Bは、試験場所の地点SP2の温度変化を示すグラフである。これらのグラフの縦軸は、温度を示している。これらのグラフの横軸は、フレームの順番を示している。例えば、45とは、45番目のフレームを意味する。フレームレートは、30fpsである。よって、1番目のフレームから450番目のフレームまでの時間は、15秒となる。 FIG. 4A is a graph showing the temperature change at the point SP1 at the test site, and FIG. 4B is a graph showing the temperature change at the point SP2 at the test site. The vertical axis of these graphs shows the temperature. The horizontal axis of these graphs shows the order of the frames. For example, 45 means the 45th frame. The frame rate is 30 fps. Therefore, the time from the first frame to the 450th frame is 15 seconds.
地点SP1の温度変化を示すグラフと地点SP2の温度変化を示すグラフとは異なる。地点SP2ではガスが噴出していないので、地点SP2の温度変化は、背景の温度変化を示している。これに対して、地点SP1では、ガスが噴出しているので、地点SP1には、ガスが漂っている。このため、地点SP1の温度変化は、背景の温度変化と漏れたガスによる温度変化とを加算した温度変化を示している。 The graph showing the temperature change at the point SP1 and the graph showing the temperature change at the point SP2 are different. Since no gas is ejected at the point SP2, the temperature change at the point SP2 indicates the temperature change in the background. On the other hand, since the gas is ejected at the point SP1, the gas is floating at the point SP1. Therefore, the temperature change at the point SP1 indicates the temperature change obtained by adding the temperature change in the background and the temperature change due to the leaked gas.
図4Aに示すグラフからは、地点SP1でガスが噴出していることが分かる(すなわち、地点SP1でガス漏れが発生していることが分かる)。しかし、上述したように、図3に示す画像I2、画像I3、画像I4からは、地点SP1でガスが噴出していることが分からない(すなわち、地点SP1でガス漏れが発生していることが分からない)。 From the graph shown in FIG. 4A, it can be seen that the gas is ejected at the point SP1 (that is, it can be seen that the gas leak occurs at the point SP1). However, as described above, from the images I2, I3, and image I4 shown in FIG. 3, it cannot be seen that the gas is ejected at the point SP1 (that is, a gas leak occurs at the point SP1). do not know).
このように、噴出されたガス(漏れたガス)による温度変化よりも、背景の温度変化の方がはるかに大きい場合、図3に示す画像I2、画像I3、画像I4を見ても地点SP1からガスが出ている様子が分からない。 In this way, when the temperature change in the background is much larger than the temperature change due to the ejected gas (leaked gas), the image I2, the image I3, and the image I4 shown in FIG. 3 can be seen from the point SP1. I don't know how the gas is coming out.
この原因は、動画データMD(図1A)には、漏れたガスによる温度変化を示す周波数成分データに加えて、この周波数成分データよりも周波数が低く、背景温度の変化を示す低周波成分データD2が含まれるからである。低周波成分データD2で示される像(背景の明暗の変化)により、前記周波数成分データで示される像が見えなくなるのである。図4A及び図4Bを参照して、地点SP1の温度変化を示すグラフに含まれる細かい変化が、前記周波数成分データに対応する。地点SP2の温度変化を示すグラフが低周波成分データD2に対応する。 The reason for this is that in the moving image data MD (FIG. 1A), in addition to the frequency component data indicating the temperature change due to the leaked gas, the frequency is lower than this frequency component data, and the low frequency component data D2 indicating the change in the background temperature. Is included. The image shown by the low frequency component data D2 (change in brightness of the background) makes the image shown by the frequency component data invisible. With reference to FIGS. 4A and 4B, the small changes contained in the graph showing the temperature change at point SP1 correspond to the frequency component data. The graph showing the temperature change at the point SP2 corresponds to the low frequency component data D2.
そこで、画像処理部9(図1A)は、画素の位置がそれぞれ異なる複数の時系列画素データD1(すなわち、動画データMDを構成する複数の時系列画素データD1)を、動画データMDから生成し、複数の時系列画素データD1のそれぞれに対して、低周波成分データD2を除く処理をする。画素の位置がそれぞれ異なる複数の時系列画素データとは、図2を参照して、1番目画素の時系列画素データD1、2番目画素の時系列画素データD1、・・・、M-1番目画素の時系列画素データD1、M番目画素の時系列画素データD1を意味する。 Therefore, the image processing unit 9 (FIG. 1A) generates a plurality of time-series pixel data D1 (that is, a plurality of time-series pixel data D1 constituting the moving image data MD) having different pixel positions from the moving image data MD. , Each of the plurality of time-series pixel data D1 is processed to remove the low frequency component data D2. With reference to FIG. 2, the plurality of time-series pixel data in which the pixel positions are different are the time-series pixel data D1 of the first pixel, the time-series pixel data D1 of the second pixel, ..., M-1st. It means the time-series pixel data D1 of the pixel and the time-series pixel data D1 of the Mth pixel.
漏れたガスによる温度変化を示す周波数成分データの周波数よりも周波数が高く、高周波ノイズを示す周波数成分データを、高周波成分データD3とする。画像処理部9は、動画データMDを構成する複数の時系列画素データD1のそれぞれに対して、低周波成分データD2を除く処理に加えて、高周波成分データD3を除く処理をする。
The frequency component data having a higher frequency than the frequency of the frequency component data indicating the temperature change due to the leaked gas and indicating high frequency noise is referred to as high frequency component data D3. The
このように、画像処理部9は、フレームの単位で低周波成分データD2及び高周波成分データD3を除く処理をするのではなく、時系列画素データD1の単位で低周波成分データD2及び高周波成分データD3を除く処理をする。
As described above, the
ガス漏れ位置推定装置3は、赤外画像を利用して、監視画像を生成する。ガス漏れが発生している場合、監視画像には、ガス漏れによりガスが出現している領域を示す像が含まれる。ガス漏れ位置推定装置3は、監視画像を基にしてガス漏れを検知する。監視画像の生成方法として、様々な方法があるが、ここでは、監視画像の生成方法の一例を説明する。監視画像は、監視対象及び背景の赤外画像を利用して生成される。図5は、監視画像の生成処理を説明するフローチャートである。
The gas leak
図1A、図2及び図5を参照して、画像処理部9は、動画データMDからM個の時系列画素データD1を生成する(ステップS1)。
With reference to FIGS. 1A, 2 and 5, the
画像処理部9は、時系列画素データD1に対して、K個のフレームより少ない第1の所定数のフレームを単位とする単純移動平均を算出することにより時系列画素データD1から抽出されたデータを、低周波成分データD2とし、M個の時系列画素データD1のそれぞれに対応するM個の低周波成分データD2を抽出する(ステップS2)。
The
第1の所定数のフレームは、例えば、21フレームである。内訳は、ターゲットとなるフレーム、これより前の連続する10フレーム、これより後の連続する10フレームである。第1の所定数は、時系列画素データD1から低周波成分データD2を抽出できる数であればよく、21に限らず、21より多くてもよいし、21より少なくてもよい。 The first predetermined number of frames is, for example, 21 frames. The breakdown is the target frame, 10 consecutive frames before this, and 10 consecutive frames after this. The first predetermined number may be any number as long as the low frequency component data D2 can be extracted from the time-series pixel data D1, and is not limited to 21, and may be more than 21 or less than 21.
画像処理部9は、時系列画素データD1に対して、第1の所定数(例えば、21)より少ない第3の所定数(例えば、3)のフレームを単位とする単純移動平均を算出することにより時系列画素データD1から抽出されたデータを、高周波成分データD3とし、M個の時系列画素データD1のそれぞれに対応するM個の高周波成分データD3を抽出する(ステップS3)。
The
図6は、地点SP1(図4A)に対応する画素の時系列画素データD1、時系列画素データD1から抽出された低周波成分データD2、時系列画素データD1から抽出された高周波成分データD3を示すグラフである。グラフの縦軸及び横軸は、図4Aのグラフの縦軸及び横軸と同じである。時系列画素データD1で示される温度は、比較的急に変化し(変化の周期が比較的短く)、低周波成分データD2で示される温度は、比較的緩やかに変化している(変化の周期が比較的長い)。高周波成分データD3は、時系列画素データD1とほぼ重なって見える。 FIG. 6 shows the time-series pixel data D1 of the pixels corresponding to the point SP1 (FIG. 4A), the low-frequency component data D2 extracted from the time-series pixel data D1, and the high-frequency component data D3 extracted from the time-series pixel data D1. It is a graph which shows. The vertical and horizontal axes of the graph are the same as the vertical and horizontal axes of the graph of FIG. 4A. The temperature indicated by the time-series pixel data D1 changes relatively rapidly (the cycle of change is relatively short), and the temperature indicated by the low-frequency component data D2 changes relatively slowly (cycle of change). Is relatively long). The high frequency component data D3 appears to substantially overlap with the time series pixel data D1.
第3の所定数のフレームは、例えば、3フレームである。内訳は、ターゲットとなるフレーム、この直前の1フレーム、この直後の1フレームである。第3の所定数は、時系列画素データから第3の周波数成分を抽出できる数であればよく、3に限定されず、3より多くてもよい。 The third predetermined number of frames is, for example, three frames. The breakdown is the target frame, the one frame immediately before this, and the one frame immediately after this. The third predetermined number may be any number as long as it can extract the third frequency component from the time-series pixel data, and may be more than three.
図1A、図2及び図5を参照して、画像処理部9は、時系列画素データD1とこの時系列画素データD1から抽出された低周波成分データD2との差分を算出して得られるデータを、差分データD4とし、M個の時系列画素データD1のそれぞれに対応するM個の差分データD4を算出する(ステップS4)。
With reference to FIGS. 1A, 2 and 5, the
画像処理部9は、時系列画素データD1とこの時系列画素データD1から抽出された高周波成分データD3との差分を算出して得られるデータを、差分データD5とし、M個の時系列画素データD1のそれぞれに対応するM個の差分データD5を算出する(ステップS5)。
The
図7Aは、差分データD4を示すグラフであり、図7Bは、差分データD5を示すグラフである。これらのグラフの縦軸及び横軸は、図4Aのグラフの縦軸及び横軸と同じである。差分データD4は、図6に示す時系列画素データD1と低周波成分データD2との差分を算出して得られたデータである。図4Aに示す地点SP1でガスの噴出を開始する前において(90番目くらいまでのフレーム)、差分データD4で示される微小な振幅の繰り返しは、主に、二次元イメージセンサー6のセンサーノイズを示している。地点SP1でガスの噴出を開始した後において(90番目以降のフレーム)、差分データD4の振幅及び波形のばらつきが大きくなっている。
FIG. 7A is a graph showing the difference data D4, and FIG. 7B is a graph showing the difference data D5. The vertical and horizontal axes of these graphs are the same as the vertical and horizontal axes of the graph of FIG. 4A. The difference data D4 is data obtained by calculating the difference between the time-series pixel data D1 and the low-frequency component data D2 shown in FIG. Before the gas ejection is started at the point SP1 shown in FIG. 4A (frames up to the 90th frame), the repetition of the minute amplitude shown by the difference data D4 mainly indicates the sensor noise of the two-
差分データD5は、図6に示す時系列画素データD1と高周波成分データD3との差分を算出して得られたデータである。 The difference data D5 is data obtained by calculating the difference between the time-series pixel data D1 and the high-frequency component data D3 shown in FIG.
差分データD4は、漏れたガスによる温度変化を示す周波数成分データ及び高周波成分データD3(高周波ノイズを示すデータ)を含む。差分データD5は、漏れたガスによる温度変化を示す周波数成分データを含まず、高周波成分データD3を含む。 The difference data D4 includes frequency component data indicating a temperature change due to the leaked gas and high frequency component data D3 (data indicating high frequency noise). The difference data D5 does not include the frequency component data indicating the temperature change due to the leaked gas, but includes the high frequency component data D3.
差分データD4は、漏れたガスによる温度変化を示す周波数成分データを含むので、地点SP1でガスの噴出を開始した後において(90番目以降のフレーム)、差分データD4の振幅及び波形のばらつきが大きくなっている。これに対して、差分データD5は、漏れたガスによる温度変化を示す周波数成分データを含まないので、そのようなことはない。差分データD5は、微小な振幅を繰り返している。これが高周波ノイズである。 Since the difference data D4 includes frequency component data indicating a temperature change due to the leaked gas, the amplitude and waveform variation of the difference data D4 is large after the gas ejection is started at the point SP1 (the 90th and subsequent frames). It has become. On the other hand, the difference data D5 does not include the frequency component data indicating the temperature change due to the leaked gas, so that is not the case. The difference data D5 repeats a minute amplitude. This is high frequency noise.
差分データD4と差分データD5とは、相関しているが、完全に相関していない。すなわち、あるフレームにおいて、差分データD4の値がプラス、差分データD5の値がマイナスとなり、又は、その逆となる場合がある。このため、差分データD4と差分データD5との差分を算出しても、高周波成分データD3を除去できない。高周波成分データD3を除去するには、差分データD4及び差分データD5を引き算できる絶対値のような値に変換する必要がある。 The difference data D4 and the difference data D5 are correlated, but not completely correlated. That is, in a certain frame, the value of the difference data D4 may be positive, the value of the difference data D5 may be negative, or vice versa. Therefore, even if the difference between the difference data D4 and the difference data D5 is calculated, the high frequency component data D3 cannot be removed. In order to remove the high frequency component data D3, it is necessary to convert the difference data D4 and the difference data D5 into a value such as an absolute value that can be subtracted.
そこで、画像処理部9は、差分データD4に対して、K個のフレームより少ない第2の所定数のフレームを単位とする移動標準偏差を算出して得られるデータを、標準偏差データD6とし、M個の時系列画素データD1のそれぞれに対応するM個の標準偏差データD6を算出する(ステップS6)。なお、移動標準偏差の替わりに、移動分散を算出してもよい。
Therefore, the
また、画像処理部9は、差分データD5に対して、K個のフレームより少ない第4の所定数(例えば、21)のフレームを単位とする移動標準偏差を算出して得られるデータを、標準偏差データD7とし、M個の時系列画素データD1のそれぞれに対応するM個の標準偏差データD7を算出する(ステップS7)。移動標準偏差の替わりに、移動分散を用いてもよい。
Further, the
図8は、標準偏差データD6及び標準偏差データD7を示すグラフである。グラフの横軸は、図4Aのグラフの横軸と同じである。グラフの縦軸は、標準偏差を示している。標準偏差データD6は、図7Aに示す差分データD4の移動標準偏差を示すデータである。標準偏差データD7は、図7Bに示す差分データD5の移動標準偏差を示すデータである。移動標準偏差の算出に用いるフレーム数は、標準偏差データD6及び標準偏差データD7のいずれの場合も、21であるが、統計的に意義がある標準偏差が求められる数であればよく、21に限定されない。 FIG. 8 is a graph showing the standard deviation data D6 and the standard deviation data D7. The horizontal axis of the graph is the same as the horizontal axis of the graph of FIG. 4A. The vertical axis of the graph shows the standard deviation. The standard deviation data D6 is data showing the moving standard deviation of the difference data D4 shown in FIG. 7A. The standard deviation data D7 is data showing the moving standard deviation of the difference data D5 shown in FIG. 7B. The number of frames used to calculate the moving standard deviation is 21 in both the standard deviation data D6 and the standard deviation data D7, but it may be any number as long as a statistically significant standard deviation can be obtained. Not limited.
標準偏差データD6及び標準偏差データD7は、標準偏差なので、マイナスの値を含まない。このため、標準偏差データD6及び標準偏差データD7は、差分データD4及差分データD5を引き算できるように変換したデータと見なすことができる。 Since the standard deviation data D6 and the standard deviation data D7 are standard deviations, they do not include negative values. Therefore, the standard deviation data D6 and the standard deviation data D7 can be regarded as data converted so that the difference data D4 and the difference data D5 can be subtracted.
画像処理部9は、同じ時系列画素データD1から得られた標準偏差データD6と標準偏差データD7との差分を算出して得られるデータを、差分データD8とし、M個の時系列画素データD1のそれぞれに対応するM個の差分データD8を算出する(ステップS8)。
The
図9は、差分データD8を示すグラフである。グラフの横軸は、図4Aのグラフの横軸と同じである。グラフの縦軸は、標準偏差の差分である。差分データD8は、図8に示す標準偏差データD6と標準偏差データD7との差分を示すデータである。差分データD8は、低周波成分データD2及び高周波成分データD3を除く処理がされたデータである。 FIG. 9 is a graph showing the difference data D8. The horizontal axis of the graph is the same as the horizontal axis of the graph of FIG. 4A. The vertical axis of the graph is the difference in standard deviation. The difference data D8 is data showing the difference between the standard deviation data D6 and the standard deviation data D7 shown in FIG. The difference data D8 is data that has been processed except for the low frequency component data D2 and the high frequency component data D3.
画像処理部9は、監視画像を生成する(ステップS9)。すなわち、画像処理部9は、ステップS8で得られたM個の差分データD8で構成される動画を生成する。この動画を構成する各フレームが監視画像である。監視画像は、標準偏差の差分を可視化した画像である。画像処理部9は、ステップS9で得られた動画を表示制御部10に出力する。表示制御部10は、この動画をディスプレイ11に表示させる。この動画に含まれる監視画像として、例えば、図10に示す画像I12及び図11に示す画像I15がある。
The
図10は、時刻T1のフレームを基にして生成された、画像I10、画像I11及び画像I12を示す画像図である。画像I10は、図5のステップS6で得られたM個の標準偏差データD6で示される動画において、時刻T1のフレームの画像である。画像I11は、図5のステップS7で得られたM個の標準偏差データD7で示される動画において、時刻T1のフレームの画像である。画像I10と画像I11との差分が、画像I12(監視画像)となる。 FIG. 10 is an image diagram showing an image I10, an image I11, and an image I12 generated based on a frame at time T1. The image I10 is an image of a frame at time T1 in the moving image shown by the M standard deviation data D6 obtained in step S6 of FIG. Image I11 is an image of a frame at time T1 in the moving image shown by the M standard deviation data D7 obtained in step S7 of FIG. The difference between the image I10 and the image I11 becomes the image I12 (monitoring image).
図11は、時刻T2のフレームを基にして生成された、画像I13、画像I14及び画像I15を示す画像図である。画像I13は、ステップS6で得られたM個の標準偏差データD6で示される動画において、時刻T2のフレームの画像である。画像I14は、ステップS7で得られたM個の標準偏差データD7で示される動画において、時刻T2のフレームの画像である。画像I13と画像I14との差分が、画像I15(監視画像)となる。図10及び図11に示す画像I10~画像I15のいずれも、いずれも標準偏差を5000倍にした画像である。 FIG. 11 is an image diagram showing the image I13, the image I14, and the image I15 generated based on the frame at the time T2. The image I13 is an image of a frame at time T2 in the moving image shown by the M standard deviation data D6 obtained in step S6. The image I14 is an image of a frame at time T2 in the moving image shown by the M standard deviation data D7 obtained in step S7. The difference between the image I13 and the image I14 becomes the image I15 (monitoring image). Both images I10 to I15 shown in FIGS. 10 and 11 are images in which the standard deviation is multiplied by 5000.
図10に示す画像I12は、図4Aに示す地点SP1からガスが噴出される前に撮影された画像なので、画像I12には、地点SP1からガスが出ている様子が現れていない。これに対して、図11に示す画像I15は、地点SP1からガスが噴出されている時刻で撮影された画像なので、画像I15には、地点SP1からガスが出ている様子が現れている。 Since the image I12 shown in FIG. 10 is an image taken before the gas is ejected from the point SP1 shown in FIG. 4A, the image I12 does not show the appearance of the gas being emitted from the point SP1. On the other hand, since the image I15 shown in FIG. 11 is an image taken at the time when the gas is ejected from the point SP1, the image I15 shows that the gas is emitted from the point SP1.
以上説明したように、実施形態によれば、画像処理部9(図1A)が、赤外画像の動画データMDに含まれる低周波成分データD2を除く処理をして、動画データを生成し、表示制御部10が、この動画データで示される動画(監視画像の動画)をディスプレイ11に表示させる。従って、実施形態によれば、ガス漏れと背景の温度変化とが並行して発生し、背景の温度変化が、漏れたガスによる温度変化よりも大きい場合でも、ガスが漏れている様子を監視画像の動画で表示できる。
As described above, according to the embodiment, the image processing unit 9 (FIG. 1A) performs processing excluding the low frequency component data D2 included in the moving image data MD of the infrared image to generate moving image data. The
センサーノイズは、温度が高くになるに従って小さくなるので、温度に応じて異なる。二次元イメージセンサー6(図1A)において、画素が感知している温度に応じたノイズが、各画素で発生する。すなわち、全ての画素のノイズが同じではない。実施形態によれば、動画から高周波ノイズを除くことができるので、僅かなガス漏れでもディスプレイ11に表示させることができる。
The sensor noise decreases as the temperature rises, so it varies depending on the temperature. In the two-dimensional image sensor 6 (FIG. 1A), noise corresponding to the temperature perceived by the pixels is generated in each pixel. That is, the noise of all pixels is not the same. According to the embodiment, since the high frequency noise can be removed from the moving image, even a slight gas leak can be displayed on the
実施形態は、ガス領域を基にして、ガス漏れ位置を推定する。実施形態には、第1態様と第2態様とがある。第1態様から説明する。図12は、実施形態の第1態様で実行される処理のフローチャートである。図13は、ガス漏れの監視対象の赤外画像Im0の一例を示す模式図である。図13では、赤外画像Im0の全体でなく、赤外画像Im0のうち、配管の像101を含む矩形の部分だけが示されている。赤外画像Im0には、並行に延びる3つの配管の像101-1,101-2,101-3が写されている。 In the embodiment, the gas leak position is estimated based on the gas region. The embodiment includes a first aspect and a second aspect. The first aspect will be described. FIG. 12 is a flowchart of the process executed in the first aspect of the embodiment. FIG. 13 is a schematic diagram showing an example of an infrared image Im0 to be monitored for gas leakage. In FIG. 13, not the entire infrared image Im0, but only the rectangular portion of the infrared image Im0 including the image 101 of the pipe is shown. Infrared image Im0 shows images 101-1, 101-2, and 101-3 of three pipes extending in parallel.
図1Aに示す処理部91は、3つの配管の像101(図13)を含む複数の赤外画像Im0(フレーム)で構成される動画データMDを用いて、監視画像の動画を生成する(図12のステップS100)。詳しく説明すると、処理部91は、この動画データMDに対して、図5に示すステップS1~ステップS9の処理をする。これにより、動画を構成する各フレームは、赤外画像Im0から監視画像となり、監視画像の動画が生成される。監視画像は、例えば、図10に示す画像I12、図11に示す画像I15である。ガス漏れが発生していれば、ガス領域が、監視画像に含まれる。画像I15は、ガス噴出の開始から2秒後の画像である。画像I15の中央付近に位置する白領域がガス領域である。
The
図14は、3つの配管の像101(図13)を含む複数の赤外画像Im0(フレーム)で構成される動画データMDを用いて生成された監視画像の動画を構成するフレーム群の一例を示す模式図である。各フレーム(監視画像)が、第1画像Im1となる。図14では、第1画像Im1の全体でなく、第1画像Im1のうち、図13に示す赤外画像Im0に対応する部分が示されている。第1画像Im1-3は、3つの配管の1つからガス漏れが発生した直後の画像であり、ガス領域121-1を有する。第1画像Im1-1は、ガス漏れ発生の10秒前の画像であり、ガス領域121を有しない。第1画像Im1-2は、ガス漏れ発生の1秒前の画像であり、ガス領域121を有しない。
FIG. 14 is an example of a frame group constituting a moving image of a surveillance image generated by using a moving image data MD composed of a plurality of infrared images Im0 (frames) including an image 101 (FIG. 13) of three pipes. It is a schematic diagram which shows. Each frame (surveillance image) becomes the first image Im1. In FIG. 14, not the entire first image Im1, but the portion of the first image Im1 corresponding to the infrared image Im0 shown in FIG. 13 is shown. The first image Im1-3 is an image immediately after a gas leak occurs from one of the three pipes, and has a gas region 121-1. The first image Im1-1 is an
第1画像Im1-4は、ガス漏れ発生から1秒後の画像であり、ガス領域121-2を有する。第1画像Im1-5は、ガス漏れ発生から2秒後の画像であり、ガス領域121-3を有する。第1画像Im1-6は、ガス漏れ発生から3秒後の画像であり、ガス領域121-4,121-5を有する。
The first image Im1-4 is an image one second after the occurrence of a gas leak, and has a gas region 121-2. The first image Im1-5 is an
漏れたガスは、風等でゆらいである。このため、ガス領域121の形状、大きさ、位置が刻々と変化している。 The leaked gas fluctuates due to wind and the like. Therefore, the shape, size, and position of the gas region 121 are changing every moment.
実施形態の第1態様、及び、後で説明する第2態様では、図5に示すステップS1~ステップS9の処理でガス領域を抽出しているが、赤外画像Im0に対して画像処理をしてガス領域を抽出する公知の技術(例えば、特許文献1に開示された画像処理)を用いても良い。 In the first aspect of the embodiment and the second aspect described later, the gas region is extracted by the processing of steps S1 to S9 shown in FIG. 5, but the infrared image Im0 is image-processed. A known technique for extracting a gas region (for example, image processing disclosed in Patent Document 1) may be used.
以上説明したように、処理部91(第1処理部)は、時系列に撮像された複数の赤外画像Im0のそれぞれに対して、ガス領域121を抽出する処理をすることにより、複数の第1画像Im1を生成する。 As described above, the processing unit 91 (first processing unit) performs a process of extracting the gas region 121 for each of the plurality of infrared images Im0 captured in time series, thereby performing a plurality of first processes. 1 Image Im1 is generated.
処理部91は、生成した複数の第1画像Im1について、生成順に、例えば、ラベリング処理をすることによって、第1画像Im1がガス領域121を有するか否かを判定する。処理部91が、ガス領域121を有する第1画像Im1があると判定したとき、決定部92は、複数の第1画像Im1の生成に用いられた複数の赤外画像Im0の中から第1赤外画像及び第2赤外画像を決定する(ステップS101)。
The
第1赤外画像は、ガス領域121を有する第1画像Im1の生成に用いられた赤外画像Im0である。第2赤外画像は、ガス領域121を有しない第1画像Im1の生成に用いられた赤外画像Im0である。ここでは、決定部92は、第1画像Im1-4の生成に用いられた赤外画像Im0を第1赤外画像と決定し、第1画像Im1-2の生成に用いられた赤外画像Im0を第2赤外画像と決定する。図15は、第1画像Im1-4の生成に用いられた赤外画像Im0-4(第1赤外画像)を示す模式図である。図16は、第1画像Im1-2の生成に用いられた赤外画像Im0-2(第2赤外画像)を示す模式図である。図15及び図16では、赤外画像Im0の全体でなく、赤外画像Im0のうち、図13に示す赤外画像Im0に対応する部分が示されている。
The first infrared image is the infrared image Im0 used to generate the first image Im1 having the gas region 121. The second infrared image is the infrared image Im0 used to generate the first image Im1 having no gas region 121. Here, the
図15に示す赤外画像Im0-4は、図14に示す第1画像Im1-4と同じ順番である。図16に示す赤外画像Im0-2は、図14に示す第1画像Im1-2と同じ順番である。同じ順番について説明する。図5に示すように、第1画像Im1(監視画像)の動画データは、赤外画像Im0の動画データMD(図1A)を用いて生成される。同じ順番の第1画像Im1と赤外画像Im0とは、動画データのフレームの順番が同じことを意味する。具体例で説明すると、第1画像Im1-4の順番(図9に示すフレームの順番)が、例えば200のとき、赤外画像Im0-4の順番(図4Aに示すフレームの順番)は、200である。 The infrared images Im0-4 shown in FIG. 15 have the same order as the first images Im1-4 shown in FIG. The infrared image Im0-2 shown in FIG. 16 has the same order as the first image Im1-2 shown in FIG. The same order will be described. As shown in FIG. 5, the moving image data of the first image Im1 (surveillance image) is generated by using the moving image data MD (FIG. 1A) of the infrared image Im0. The first image Im1 and the infrared image Im0 in the same order mean that the order of the frames of the moving image data is the same. More specifically, when the order of the first images Im1-4 (the order of the frames shown in FIG. 9) is, for example, 200, the order of the infrared images Im0-4 (the order of the frames shown in FIG. 4A) is 200. Is.
図15及び図16を参照して、赤外画像Im0は、温度の違いを濃淡で示す画像である。ここでは、図示を簡単にするために、4つの異なる温度を例にする。第1温度、第2温度、第3温度、第4温度の順に温度が高い。漏れたガスの温度は、気温より高いとする。赤外画像Im0において、第1温度の領域が第1温度領域103で示され、第2温度の領域が第2温度領域105で示され、第3温度の領域が第3温度領域107で示され、第4温度の領域が第4温度領域109で示されている。 With reference to FIGS. 15 and 16, the infrared image Im0 is an image showing the difference in temperature in shades. Here, for the sake of simplicity, four different temperatures are taken as examples. The temperature is higher in the order of the first temperature, the second temperature, the third temperature, and the fourth temperature. The temperature of the leaked gas is assumed to be higher than the air temperature. In the infrared image Im0, the first temperature region is shown in the first temperature region 103, the second temperature region is shown in the second temperature region 105, and the third temperature region is shown in the third temperature region 107. , The fourth temperature region is indicated by the fourth temperature region 109.
第1温度領域103-1は、配管の像101-1と対応しており、第1温度領域103-2は、配管の像101-2と対応しており、第1温度領域103-3は、配管の像101-3と対応している。第2温度領域105、第3温度領域107及び第4温度領域109が発生する原因は、漏れたガスと、これ以外とに分けられる。漏れたガス以外として、例えば、配管を覆う断熱材の劣化、配管の腐食がある。 The first temperature region 103-1 corresponds to the image 101-1 of the pipe, the first temperature region 103-2 corresponds to the image 101-2 of the pipe, and the first temperature region 103-3 corresponds to the image 101-2 of the pipe. , Corresponds to the image 101-3 of the pipe. The causes of the generation of the second temperature region 105, the third temperature region 107, and the fourth temperature region 109 can be divided into the leaked gas and the others. Other than the leaked gas, there are, for example, deterioration of the heat insulating material covering the pipe and corrosion of the pipe.
赤外画像Im0-2が撮像された時刻では、ガス漏れが発生していないが、配管の像101-2の一部が、第2温度領域105-1、第3温度領域107-1及び第4温度領域109-1で示されている。これは、漏れたガス以外の原因と考えることができる。 At the time when the infrared image Im0-2 was imaged, no gas leak occurred, but a part of the image 101-2 of the pipe was shown in the second temperature region 105-1, the third temperature region 107-1, and the third temperature region 107-1. 4 is shown in the temperature range 109-1. This can be considered as a cause other than the leaked gas.
赤外画像Im0-4において、赤外画像Im0-2と同様に、配管の像101-2の一部が、第2温度領域105-1、第3温度領域107-1及び第4温度領域109-1で示されている。加えて、赤外画像Im0-4において、配管の像101-2の一部が、第2温度領域105-2、第3温度領域107-2及び第4温度領域109-2で示されており、配管の像101-1の一部が、第2温度領域105-3及び第3温度領域107-3で示されている。これは、漏れたガスが原因と考えることができる。 In the infrared image Im0-4, as in the infrared image Im0-2, a part of the image 101-2 of the pipe is a second temperature region 105-1, a third temperature region 107-1, and a fourth temperature region 109. It is indicated by -1. In addition, in the infrared image Im0-4, a part of the image 101-2 of the pipe is shown in the second temperature region 105-2, the third temperature region 107-2, and the fourth temperature region 109-2. , A part of the image 101-1 of the pipe is shown in the second temperature region 105-3 and the third temperature region 107-3. This can be attributed to the leaked gas.
第1態様では、第1赤外画像と第2赤外画像との組合せを、ガス漏れ発生時刻の1秒後の第1画像Im1-4(図14)の生成に用いられた赤外画像Im0-4と、ガス漏れ発生時刻の1秒前の第1画像Im1-2(図14)の生成に用いられた赤外画像Im0-2との組合せにしている。これは1つの例であり、これに限定されない。例えば、ガス漏れ発生直後の第1画像Im1-3(図14)の生成に用いられた赤外画像Im0を第1赤外画像にしてもよい。例えば、ガス漏れ発生時刻の10秒前の第1画像Im1-1(図14)の生成に用いられた赤外画像Im0を第2赤外画像にしてもよい。 In the first aspect, the combination of the first infrared image and the second infrared image is used to generate the first image Im1-4 (FIG. 14) 1 second after the gas leak occurrence time. -4 is combined with the infrared image Im0-2 used to generate the first image Im1-2 (FIG. 14) 1 second before the gas leak occurrence time. This is just one example, and is not limited to this. For example, the infrared image Im0 used to generate the first image Im1-3 (FIG. 14) immediately after the gas leak may be used as the first infrared image. For example, the infrared image Im0 used to generate the first image Im1-1 (FIG. 14) 10 seconds before the gas leak occurrence time may be used as the second infrared image.
第2赤外画像は、ガス領域121を有しない第1画像Im1の生成に用いられた赤外画像Im0である。このため、第2赤外画像が、予め定められていてもよい。例えば、決定部92は、所定の時刻に撮像された赤外画像Im0を第2赤外画像として決定する。
The second infrared image is the infrared image Im0 used to generate the first image Im1 having no gas region 121. Therefore, the second infrared image may be predetermined. For example, the
決定部92は、図15に示す赤外画像Im0-4(第1赤外画像)と、図16に示す赤外画像Im0-2(第2赤外画像)との差分画像Imdを生成する(図12のステップS102)。図17は、差分画像Imdの一例の模式図である。差分画像Imdは、第1赤外画像と第2赤外画像とにおいて、温度変化量を示す画像である。決定部92は、赤外画像Im0-4(第1赤外画像)と赤外画像Im0-2(第2赤外画像)とにおいて、同じ順番(位置)の画素の画素値を引き算し、その結果の絶対値を、その順番(位置)の画素の画素値にする処理をして、差分画像Imdを生成する。領域111は、図15に示す赤外画像Im0-4(第1赤外画像)と、図16に示す赤外画像Im0-2(第2赤外画像)とにおいて、同じ位置で温度が異なる場合、温度差を示している。例えば、領域111-1は、図15に示す第2温度領域105-2と図16に示す第1温度領域103-2との温度差を示す。領域111-3が示す温度差が最も大きく、次に、領域111-2,111-5が示す温度差であり、その次が、領域111-1,111-4が示す温度差である。
The
差分画像Imdを構成する各画素のうち、画素値が最大の画素は、領域111-3内にある。決定部92は、その画素の位置を、ガス漏れ位置と決定する(図12のステップS103)。この位置が、ガス漏れが発生した位置と推定される。
Among the pixels constituting the difference image Imd, the pixel having the maximum pixel value is in the area 111-3. The
実施形態の第1態様の主な効果を説明する。図14及び図15を参照して、赤外画像Im0-4(第1赤外画像)は、ガス領域121-2を有する第1画像Im1-4の生成に用いられた赤外画像Im0である。図14及び図16を参照して、赤外画像Im0-2(第2赤外画像)は、ガス領域121を有さない第1画像Im1-2の生成に用いられた赤外画像Im0である。従って、赤外画像Im0-4(第1赤外画像)と赤外画像Im0-2(第2赤外画像)との差分を示す差分画像Imd(図17)を構成する各画素のうち、画素値が比較的大きい画素の位置がガス漏れ位置と考えることができる。実施形態の第1態様では、画素値が最大の画素の位置をガス漏れ位置と決定する。以上説明したように、実施形態の第1態様によれば、第1赤外画像と第2赤外画像とを基にして、ガス漏れ位置を決定するので、ガス領域121を基にしたガス漏れ位置の推定精度を向上させることができる。 The main effects of the first aspect of the embodiment will be described. With reference to FIGS. 14 and 15, the infrared image Im0-4 (first infrared image) is the infrared image Im0 used to generate the first image Im1-4 having the gas region 121-2. .. With reference to FIGS. 14 and 16, the infrared image Im0-2 (second infrared image) is the infrared image Im0 used to generate the first image Im1-2 without the gas region 121. .. Therefore, among the pixels constituting the difference image Imd (FIG. 17) showing the difference between the infrared image Im0-4 (first infrared image) and the infrared image Im0-2 (second infrared image), the pixel. The position of the pixel with a relatively large value can be considered as the gas leak position. In the first aspect of the embodiment, the position of the pixel having the maximum pixel value is determined as the gas leak position. As described above, according to the first aspect of the embodiment, since the gas leak position is determined based on the first infrared image and the second infrared image, the gas leak based on the gas region 121 is determined. The accuracy of position estimation can be improved.
ガス領域121を有する第1画像Im1のグループである第1グループG1と、ガス領域121を有しない第1画像Im1のグループである第2グループG2と、が交互に発生することがある。言い換えれば、第1画像Im1がガス領域121を有する期間と、第1画像Im1がガス領域121を有しない期間とが交互に発生することがある。。図18は、ガス領域121を有する第1画像Im1のグループ(第1グループG1)と、ガス領域121を有しない第1画像Im1のグループ(第2グループG2)と、が交互に発生している例を説明する説明図である。 The first group G1 which is a group of the first image Im1 having the gas region 121 and the second group G2 which is the group of the first image Im1 having no gas region 121 may be generated alternately. In other words, the period in which the first image Im1 has the gas region 121 and the period in which the first image Im1 does not have the gas region 121 may occur alternately. .. In FIG. 18, the group of the first image Im1 having the gas region 121 (first group G1) and the group of the first image Im1 having no gas region 121 (second group G2) are alternately generated. It is explanatory drawing explaining an example.
このような交互に発生する事象は、例えば、密集した配管の1つから漏れたガスが風等でゆらぐことにより発生する。赤外線カメラ2(図1A)から見て、手前に位置する配管の影の範囲に、漏れているガスが入る期間がある。この期間に対応する第1画像Im1のグループ(第2グループG2)は、ガス領域121を有しない。これに対して、その範囲に、漏れているガスの一部が入ったり、漏れているガスが入らなかったりする期間がある。この期間に対応する第1画像Im2のグループ(第1グループG1)は、ガス領域121を有する。 Such alternating events occur, for example, when the gas leaking from one of the densely packed pipes fluctuates due to wind or the like. When viewed from the infrared camera 2 (FIG. 1A), there is a period during which the leaking gas enters the area in the shadow of the pipe located in front. The group of the first image Im1 corresponding to this period (second group G2) does not have the gas region 121. On the other hand, there is a period in which a part of the leaking gas enters or the leaking gas does not enter. The group of the first image Im2 (first group G1) corresponding to this period has a gas region 121.
第1赤外画像は、複数の第1グループG1のうち、いずれかの第1グループG1に属する第1画像Im1(1つの第1画像Im1)の生成に用いられた赤外画像Im0であればよい。第2赤外画像は、複数の第2グループG2のうち、いずれかの第2グループG2に属する第1画像Im1(1つの第1画像Im1)の生成に用いられた赤外画像Im0であればよい。 If the first infrared image is the infrared image Im0 used to generate the first image Im1 (one first image Im1) belonging to any one of the first group G1 among the plurality of first group G1s. good. The second infrared image is an infrared image Im0 used for generating the first image Im1 (one first image Im1) belonging to any of the second group G2 among the plurality of second group G2s. good.
第1赤外画像を基にして生成された第1画像Im1が属する第1グループG1と、第2赤外画像を基にして生成された第1画像Im1が属する第2グループG2とは、連続していてもよいし(例えば、第1グループG1-2と第2グループG2-2)、連続していなくてもよい(例えば、第1グループG1-2と第2グループG2-1)。 The first group G1 to which the first image Im1 generated based on the first infrared image belongs and the second group G2 to which the first image Im1 generated based on the second infrared image belongs are continuous. It may be (for example, first group G1-2 and second group G2-2), or it may not be continuous (for example, first group G1-2 and second group G2-1).
第1赤外画像を基にして生成された第1画像Im1が属する第1グループG1と、第2赤外画像を基にして生成された第1画像Im1が属する第2グループG2とにおいて、第1グループG1が先でもよいし(第1グループG1-1と第2グループG2-2)、後でもよい(第2グループG2-1と第1グループG1-1)。 In the first group G1 to which the first image Im1 generated based on the first infrared image belongs and the second group G2 to which the first image Im1 generated based on the second infrared image belongs. The 1st group G1 may come first (1st group G1-1 and 2nd group G2-2), or may be later (2nd group G2-1 and 1st group G1-1).
但し、第1赤外画像が撮像された時刻と第2赤外画像が撮像された時刻との間に気温が変化すると、ガス漏れ位置の推定精度が低下する。第1赤外画像が撮像された時刻と第2赤外画像が撮像された時刻とが離れていると、気温が変化する可能性が高いので、第1赤外画像が撮像された時刻と第2赤外画像が撮像された時刻とは近いことが好ましい。そこで、決定部92が、連続する第1グループG1と第2グループG2のそれぞれに属する第1画像Im1(1つの第1画像Im1)の生成に用いられた赤外画像Im0を、第1赤外画像、第2赤外画像と決定する。例えば、決定部92は、第1グループG1-2に属する一つの第1画像Im1の生成に用いられた赤外画像Im0を第1赤外画像と決定し、第2グループG2-2に属する一つの第1画像Im1の生成に用いられた赤外画像Im0を第2赤外画像と決定する。
However, if the air temperature changes between the time when the first infrared image is taken and the time when the second infrared image is taken, the estimation accuracy of the gas leak position is lowered. If the time when the first infrared image is captured and the time when the second infrared image is captured are different, the temperature is likely to change, so the time when the first infrared image was captured and the first 2 It is preferable that the time is close to the time when the infrared image was captured. Therefore, the
以上説明したことは、実施形態の第1態様及び次に説明する第2態様に適用される。 The above description applies to the first aspect of the embodiment and the second aspect described below.
実施形態の第2態様を説明する。第2態様は、差分画像Imd(図17)に加えて、累積ガス領域123を有する第2画像Im2(図20)を用いて、ガス漏れ位置を推定する。図19は、実施形態の第2態様で実行される処理のフローチャートである。ステップS100~ステップS102までは、図12に示すステップS100~ステップS102と同じである。
The second aspect of the embodiment will be described. In the second aspect, the gas leak position is estimated using the second image Im2 (FIG. 20) having the
処理部91(第2処理部)は、累積ガス領域123を有する第2画像Im2を生成する(ステップS104)。詳しく説明すると、図20は、累積ガス領域123を有する第2画像Im2の生成に用いられる2以上の第1画像Im1の一例と、第2画像Im2の一例とを示す模式図である。図20では、第1画像Im1及び第2画像Im2の全体でなく、これらの画像のうち、図13に示す赤外画像Im0に対応する部分が示されている。
The processing unit 91 (second processing unit) generates a second image Im2 having a cumulative gas region 123 (step S104). More specifically, FIG. 20 is a schematic diagram showing an example of two or more first images Im1 used for generating a second image Im2 having a
第1態様で説明したように、処理部91は、ガス領域121を有する第1画像Im1があると判定したとき、決定部92は、複数の第1画像Im1の生成に用いられた複数の赤外画像Im0の中から第1赤外画像及び第2赤外画像を決定する(ステップS101)。処理部91は、その判定がされた第1画像Im1(すなわち、ガス漏洩直後の第1画像Im1-3)、及び、これ以降の第1画像Im1を選択する。例えば、処理部91は、ガス漏洩直後から10秒後までの第1画像Im1を選択する。この場合、フレームレートが例えば、30fpsのとき、選択される第1画像Im1の数は、300となる。以降、これを例にして説明する。
As described in the first aspect, when the
上記10秒及び300は、具体例であり、これらに限定されず、10秒より長くてもよいし、短くてもよい。300より多くてもよいし、少なくてもよい。また、選択される第1画像Im1には、ガス漏洩直後の第1画像Im1-3が含まれるが、これに限定されない。例えば、1秒後の第1画像Im1-4から10秒後までの第1画像Im1が選択されてもよい。また、選択された第1画像Im1のうち、ガス領域121を有しない第1画像Im1が存在してもよい。図18で説明したように、第1グループG1と第2グループG2と、が交互に現れる場合があるからである。 The above 10 seconds and 300 are specific examples, and are not limited thereto, and may be longer or shorter than 10 seconds. It may be more or less than 300. Further, the selected first image Im1 includes, but is not limited to, the first image Im1-3 immediately after the gas leak. For example, the first image Im1-4 after 1 second to the first image Im1 after 10 seconds may be selected. Further, among the selected first image Im1, there may be a first image Im1 that does not have the gas region 121. This is because, as described with reference to FIG. 18, the first group G1 and the second group G2 may appear alternately.
処理部91は、選択した300枚の第1画像Im1のそれぞれに対して、ガス領域121を構成する画素を「1」、これ以外の画素を「0」とする2値化処理をして、300枚の第1画像Im1を2値化する。「1」で示される画素の集まりが、2値化処理後のガス領域121となる。
The
処理部91(第2処理部)は、2値化された、300枚の第1画像Im1を累積する処理をして、第2画像Im2を生成する。詳しく説明すると、処理部91は、2値化された、300枚の第1画像Im1において、同じ順番(位置)の画素の画素値を加算する処理をすることにより、ガス領域121を累積した累積ガス領域123を有する第2画像Im2を生成する。2値化された画像を構成する画素の画素値は、2値、すなわち、1又は0なので、第2画像Im2を構成する画素の画素値となりうる最大の値は、300となる。
The processing unit 91 (second processing unit) performs a process of accumulating the binarized 300 first images Im1 to generate the second image Im2. More specifically, the
第2画像Im2を構成する画素のうち、画素値がゼロを超える画素で構成される領域が、累積ガス領域123となる。図20では、図示を簡単にするために、領域125-3と、領域125-3の周囲に位置する領域125-2と、領域125-2の周囲に位置する領域125-1と、で構成される累積ガス領域123を示している。領域125-3を構成する画素の画素値は、領域125-2を構成する画素の画素値よりも大きく、領域125-2を構成する画素の画素値は、領域125-1を構成する画素の画素値よりも大きい。
Of the pixels constituting the second image Im2, the region composed of the pixels having a pixel value exceeding zero is the
なお、処理部91は、300枚の第1画像Im1を2値化せずに、300枚の第1画像Im1を累積する処理をして、第2画像Im2(不図示)を生成してもよい。第1画像Im1を構成する画素の画素値は、2値でなく、多値なので、この第2画像Im2を構成する画素の画素値となりうる最大の値は、300より大きくなる。
Even if the
決定部92は、図17に示す差分画像Imdと図20に示す第2画像Im2とを基にして、第3画像Im3(強度画像)を生成する(図19のステップS105)。図21は、第3画像Im3の一例と、第3画像Im3の生成に用いられた差分画像Imdと第2画像Im2との一例とを示す模式図である。図21では、これらの画像の全体でなく、これらの画像のうち、図13に示す赤外画像Im0に対応する部分が示されている。
The
決定部92は、第2画像Im2と差分画像Imdとにおいて、同じ順番(位置)の画素の画素値を掛け算し、得られた値を絶対値にする処理をして、第3画像Im3を生成する。第3画像Im3は、重複領域127を含む。重複領域127は、累積ガス領域123と、差分画像Imdに含まれる領域111とが重なる領域を示す。この例では、累積ガス領域123と領域111-1,111-2とが部分的に重なっており、ここが、重複領域127となる。図21では、図示を簡単にするために、領域129-2と、領域129-2の周囲に位置する領域129-1と、で構成される重複領域127を示している。領域129-2を構成する画素の画素値(掛け算で得られた値の絶対値)は、領域129-1を構成する画素の画素値(掛け算で得られた値の絶対値)よりも大きい。上記掛け算で得られた値の絶対値のうち、最大値となる画素は、領域129-2内に含まれている。決定部92は、その画素の位置を、ガス漏れ位置と決定する(ステップS103)。
The
実施形態の第2態様の主な効果を説明する。図21を参照して、第2画像Im2に含まれる累積ガス領域123は、ガス領域121を累積した領域なので、累積ガス領域123内に、ガス漏れ位置が存在する。決定部92は、第2画像Im2と差分画像Imdとを基にして、ガス漏れ位置を決定する。第2態様によれば、ガス漏れ位置の決定に、差分画像Imdに加えて、累積ガス領域123を有する第2画像Im2を用いるので、ガス漏れ位置の推定精度をさらに向上させることができる。
The main effects of the second aspect of the embodiment will be described. With reference to FIG. 21, since the
(実施形態の纏め)
実施形態の第1局面に係るガス漏れ位置推定装置は、時系列に撮像された複数の赤外画像のそれぞれに対して、ガス領域を抽出する処理をすることにより、複数の第1画像を生成する第1処理部と、前記複数の赤外画像に含まれ、前記ガス領域を有する前記第1画像の生成に用いられた第1赤外画像と、前記複数の赤外画像に含まれ、前記ガス領域を有しない前記第1画像の生成に用いられた第2赤外画像と、を基にして、ガス漏れ位置を決定する決定部と、を備える。(Summary of embodiments)
The gas leak position estimation device according to the first aspect of the embodiment generates a plurality of first images by performing a process of extracting a gas region from each of the plurality of infrared images captured in time series. The first infrared image included in the plurality of infrared images and used to generate the first image having the gas region, and the first infrared image included in the plurality of infrared images. It includes a second infrared image used for generating the first image having no gas region, and a determination unit for determining a gas leak position based on the second infrared image.
決定部は、ガス領域を有する第1画像(ガス領域を有する、1つの第1画像)の生成に用いられた第1赤外画像と、ガス領域を有しない第1画像(ガス領域を有しない、1つの第1画像)の生成に用いられた第2赤外画像と、を基にして、ガス漏れ位置を決定する。具体的には、決定部は、第1赤外画像と第2赤外画像との差分画像を生成し、差分画像を構成する各画素の画素値の大きさを基にして、ガス漏れ位置を決定する。 The determination unit includes a first infrared image used to generate a first image having a gas region (one first image having a gas region) and a first image having no gas region (not having a gas region). The gas leak position is determined based on the second infrared image used to generate one first image). Specifically, the determination unit generates a difference image between the first infrared image and the second infrared image, and determines the gas leak position based on the size of the pixel value of each pixel constituting the difference image. decide.
第1赤外画像は、ガス領域を有する第1画像の生成に用いられた赤外画像である。第2赤外画像は、ガス領域を有さない第1画像の生成に用いられた赤外画像である。従って、第1赤外画像と第2赤外画像との差分を示す差分画像を構成する各画素のうち、画素値が比較的大きい画素の位置がガス漏れ位置と考えることができる。例えば、決定部は、画素値が最大の画素の位置をガス漏れ位置と決定する。画素値が最大の画素の位置がガス漏れ位置と一致しない場合もありうるので、決定部は、予め定められた画素値を有する画素の位置をガス漏れ位置と決定してもよい。以上説明したように、実施形態の第1局面に係るガス漏れ位置推定装置によれば、第1赤外画像と第2赤外画像とを基にして、ガス漏れ位置を決定するので、ガス領域を基にしたガス漏れ位置の推定精度を向上させることができる。 The first infrared image is an infrared image used to generate the first image having a gas region. The second infrared image is an infrared image used to generate the first image having no gas region. Therefore, among the pixels constituting the difference image showing the difference between the first infrared image and the second infrared image, the position of the pixel having a relatively large pixel value can be considered as the gas leak position. For example, the determination unit determines the position of the pixel having the maximum pixel value as the gas leak position. Since the position of the pixel having the maximum pixel value may not match the gas leak position, the determination unit may determine the position of the pixel having the predetermined pixel value as the gas leak position. As described above, according to the gas leak position estimation device according to the first aspect of the embodiment, the gas leak position is determined based on the first infrared image and the second infrared image, so that the gas region It is possible to improve the estimation accuracy of the gas leak position based on.
上記構成において、前記複数の第1画像に含まれ、前記ガス領域を含む2以上の前記第1画像において、同じ順番の画素の画素値を加算する処理をすることにより、前記ガス領域を累積した累積ガス領域を有する第2画像を生成する第2処理部をさらに備え、前記決定部は、前記第2画像と前記差分画像とを基にして、前記ガス漏れ位置を決定する。 In the above configuration, the gas regions are accumulated by performing a process of adding pixel values of pixels in the same order in two or more first images included in the plurality of first images and including the gas region. A second processing unit that generates a second image having a cumulative gas region is further provided, and the determination unit determines the gas leak position based on the second image and the difference image.
第2画像に含まれる累積ガス領域は、ガス領域を累積した領域なので、累積ガス領域内に、ガス漏れ位置が存在する。この構成によれば、決定部は、第2画像と差分画像とを基にして、ガス漏れ位置を決定する(例えば、決定部は、第2画像と差分画像とにおいて、同じ順番(位置)の画素の画素値を掛け算して得られた値の絶対値のうち、最大値となる画素の位置を、ガス漏れ位置と決定する)。この構成によれば、ガス漏れ位置の決定に、差分画像に加えて、累積ガス領域を有する第2画像を用いるので、ガス漏れ位置の推定精度をさらに向上させることができる。 Since the cumulative gas region included in the second image is a region in which the gas region is accumulated, a gas leak position exists in the cumulative gas region. According to this configuration, the determination unit determines the gas leak position based on the second image and the difference image (for example, the determination unit determines the gas leak position in the second image and the difference image in the same order (position). Of the absolute values of the values obtained by multiplying the pixel values of the pixels, the position of the pixel having the maximum value is determined as the gas leak position). According to this configuration, since the second image having the cumulative gas region is used in addition to the difference image for determining the gas leak position, the estimation accuracy of the gas leak position can be further improved.
上記構成において、前記決定部は、前記複数の第1画像において、前記ガス領域を有する前記第1画像のグループである第1グループと、前記ガス領域を有しない前記第1画像のグループである第2グループと、が交互に現れる場合、複数の前記第1グループのうち、いずれかの前記第1グループに属する前記第1画像の生成に用いられた前記赤外画像を前記第1赤外画像と決定し、複数の前記第2グループのうち、いずれかの前記第2グループに属する前記第1画像の生成に用いられた前記赤外画像を前記第2赤外画像と決定する。 In the above configuration, the determination unit is a group of the first image having the gas region and a group of the first image having no gas region in the plurality of first images. When the two groups appear alternately, the infrared image used to generate the first image belonging to any one of the first groups among the plurality of first groups is referred to as the first infrared image. The infrared image used for generating the first image belonging to any one of the second groups is determined to be the second infrared image.
ガス領域を有する第1画像のグループである第1グループと、ガス領域を有しない第1画像のグループである第2グループと、が交互に発生することがある。この事象は、例えば、密集した配管の1つから漏れたガスが風等でゆらぐことにより発生する。赤外線カメラから見て、手前に位置する配管の影の範囲に、漏れているガスが入る期間がある。この期間に対応する第1画像のグループ(第2グループ)は、ガス領域を有しない。これに対して、その範囲に、漏れているガスの一部が入ったり、漏れているガスが入らなかったりする期間がある。この期間に対応する第1画像のグループ(第1グループ)は、ガス領域を有する。 A first group, which is a group of first images having a gas region, and a second group, which is a group of first images having no gas region, may occur alternately. This event occurs, for example, when the gas leaking from one of the dense pipes fluctuates due to wind or the like. When viewed from the infrared camera, there is a period during which leaking gas enters the area in the shadow of the pipe located in front. The group of the first image (second group) corresponding to this period does not have a gas region. On the other hand, there is a period in which a part of the leaking gas enters or the leaking gas does not enter. The group of first images corresponding to this period (first group) has a gas region.
第1赤外画像は、複数の第1グループのうち、いずれかの第1グループに属する第1画像(1つの第1画像)の生成に用いられた赤外画像であればよい。第2赤外画像は、複数の第2グループのうち、いずれかの第2グループに属する第1画像(1つの第1画像)の生成に用いられた赤外画像であればよい。但し、第1赤外画像が撮像された時刻と第2赤外画像が撮像された時刻との間に気温が変化すると、ガス漏れ位置の推定精度が低下する。第1赤外画像が撮像された時刻と第2赤外画像が撮像された時刻とが離れていると、気温が変化する可能性が高いので、第1赤外画像が撮像された時刻と第2赤外画像が撮像された時刻とは近いことが好ましい。そこで、決定部は、連続する第1グループと第2グループのそれぞれに属する第1画像(1つの第1画像)の生成に用いられた赤外画像を、第1赤外画像、第2赤外画像と決定する。第1グループが先で、第2グループが後でもよいし、第2グループが先で、第1グループが後でもよい。例えば、第1グループAが現れ、次に、第2グループBが現れ、次に、第1グループCが現れ、次に、第2グループDが現れた場合、連続する第1グループと第2グループとは、第1グループAと第2グループB、第2グループBと第1グループC、第1グループCと第2グループDである。 The first infrared image may be an infrared image used for generating a first image (one first image) belonging to any one of the first groups among the plurality of first groups. The second infrared image may be an infrared image used for generating a first image (one first image) belonging to any of the second groups among the plurality of second groups. However, if the air temperature changes between the time when the first infrared image is taken and the time when the second infrared image is taken, the estimation accuracy of the gas leak position is lowered. If the time when the first infrared image is captured and the time when the second infrared image is captured are different, the temperature is likely to change, so the time when the first infrared image was captured and the first 2 It is preferable that the time is close to the time when the infrared image was captured. Therefore, the determination unit uses the infrared images used to generate the first image (one first image) belonging to each of the continuous first group and the second group as the first infrared image and the second infrared image. Determined as an image. The first group may be first and the second group may be later, or the second group may be first and the first group may be later. For example, if the first group A appears, then the second group B appears, then the first group C appears, then the second group D appears, then the consecutive first and second groups Is the first group A and the second group B, the second group B and the first group C, and the first group C and the second group D.
実施形態の第2局面に係るガス漏れ位置推定方法は、時系列に撮像された複数の赤外画像のそれぞれに対して、ガス領域を抽出する処理をすることにより、複数の第1画像を生成する第1処理ステップと、前記複数の赤外画像に含まれ、前記ガス領域を有する前記第1画像の生成に用いられた第1赤外画像と、前記複数の赤外画像に含まれ、前記ガス領域を有しない前記第1画像の生成に用いられた第2赤外画像と、を基にして、ガス漏れ位置を決定する決定ステップと、を備える。 The gas leak position estimation method according to the second aspect of the embodiment generates a plurality of first images by performing a process of extracting a gas region from each of the plurality of infrared images captured in time series. The first processing step to be performed, the first infrared image included in the plurality of infrared images and used to generate the first image having the gas region, and the first infrared image included in the plurality of infrared images. A determination step for determining a gas leak position based on the second infrared image used for generating the first image having no gas region is provided.
実施形態の第2局面に係るガス漏れ位置推定方法は、実施形態の第1局面に係るガス漏れ位置推定装置を方法の観点から規定しており、実施形態の第1局面に係るガス漏れ位置推定装置と同様の作用効果を有する。 The gas leak position estimation method according to the second aspect of the embodiment defines the gas leak position estimation device according to the first aspect of the embodiment from the viewpoint of the method, and the gas leak position estimation according to the first aspect of the embodiment. It has the same effect as the device.
実施形態の第3局面に係るガス漏れ位置推定プログラムは、時系列に撮像された複数の赤外画像のそれぞれに対して、ガス領域を抽出する処理をすることにより、複数の第1画像を生成する第1処理ステップと、前記複数の赤外画像に含まれ、前記ガス領域を有する前記第1画像の生成に用いられた第1赤外画像と、前記複数の赤外画像に含まれ、前記ガス領域を有しない前記第1画像の生成に用いられた第2赤外画像と、を基にして、ガス漏れ位置を決定する決定ステップと、をコンピュータに実行させる。 The gas leak position estimation program according to the third aspect of the embodiment generates a plurality of first images by performing a process of extracting a gas region from each of the plurality of infrared images captured in time series. The first processing step to be performed, the first infrared image included in the plurality of infrared images and used to generate the first image having the gas region, and the first infrared image included in the plurality of infrared images. A computer is made to perform a determination step of determining a gas leak position based on the second infrared image used for generating the first image having no gas region.
実施形態の第3局面に係るガス漏れ位置推定プログラムは、実施形態の第1局面に係るガス漏れ位置推定装置をプログラムの観点から規定しており、実施形態の第1局面に係るガス漏れ位置推定装置と同様の作用効果を有する。 The gas leak position estimation program according to the third aspect of the embodiment defines the gas leak position estimation device according to the first aspect of the embodiment from the viewpoint of the program, and the gas leak position estimation according to the first aspect of the embodiment. It has the same effect as the device.
本発明の実施形態が詳細に図示され、かつ、説明されたが、それは単なる図例及び実例であって限定ではない。本発明の範囲は、添付されたクレームの文言によって解釈されるべきである。 Although embodiments of the present invention have been illustrated and described in detail, they are merely illustrations and examples, and are not limited thereto. The scope of the invention should be construed by the wording of the attached claims.
2017年5月18日に提出された日本国特許出願特願2017-098673は、その全体の開示が、その全体において参照によりここに組み込まれる。 Japanese Patent Application No. 2017-098673 filed May 18, 2017, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety.
本発明によれば、ガス漏れ位置推定装置、ガス漏れ位置推定方法及びガス漏れ位置推定プログラムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a gas leak position estimation device, a gas leak position estimation method, and a gas leak position estimation program.
Claims (9)
前記複数の赤外画像に含まれ、前記第1処理部で前記ガス領域を有すると判定された前記第1画像の生成に用いられた前記赤外画像であって前記第1処理部で前記ガス領域を有すると判定された前記第1画像の時系列の順番と同じ順番の前記赤外画像を第1赤外画像とし、前記複数の赤外画像に含まれ、前記第1処理部で前記ガス領域を有しないと判定された前記第1画像の生成に用いられた前記赤外画像であって前記第1処理部で前記ガス領域を有しないと判定された前記第1画像の時系列の順番と同じ順番の前記赤外画像を第2赤外画像とし、前記第1赤外画像および前記第2赤外画像を基にして、ガス漏れ位置を決定する決定部と、を備えるガス漏れ位置推定装置。 By performing a process of extracting a gas region for each of a plurality of infrared images captured in a time series, a plurality of first images are generated in the order of the time series, and each of the plurality of first images is , A first processing unit that determines whether or not it has a gas region ,
The infrared image included in the plurality of infrared images and used for generating the first image determined to have the gas region in the first processing unit, and the gas in the first processing unit. The infrared images in the same order as the time series of the first images determined to have a region are defined as first infrared images, which are included in the plurality of infrared images and are included in the plurality of infrared images . The infrared image used to generate the first image determined not to have a gas region, and the time series of the first image determined not to have the gas region by the first processing unit. The infrared image in the same order as the order is defined as a second infrared image, and the gas leak includes a determination unit for determining a gas leak position based on the first infrared image and the second infrared image . Position estimation device.
前記決定部は、前記第2画像と前記差分画像とを基にして、前記ガス漏れ位置を決定する、請求項2又は3に記載のガス漏れ位置推定装置。 In two or more of the first images included in the plurality of first images and including the gas region, the cumulative gas region in which the gas regions are accumulated is obtained by performing a process of adding the pixel values of the pixels in the same order. Further provided with a second processing unit for generating a second image having a second image,
The gas leak position estimation device according to claim 2 or 3, wherein the determination unit determines the gas leak position based on the second image and the difference image.
前記複数の赤外画像に含まれ、前記第1処理ステップで前記ガス領域を有すると判定された前記第1画像の生成に用いられた前記赤外画像であって前記第1処理ステップで前記ガス領域を有すると判定された前記第1画像の時系列の順番と同じ順番の前記赤外画像を第1赤外画像とし、前記複数の赤外画像に含まれ、前記第1処理ステップで前記ガス領域を有しないと判定された前記第1画像の生成に用いられた前記赤外画像であって前記第1処理ステップで前記ガス領域を有しないと判定された前記第1画像の時系列の順番と同じ順番の前記赤外画像を第2赤外画像とし、前記第1赤外画像および前記第2赤外画像を基にして、ガス漏れ位置を決定する決定ステップと、を備えるガス漏れ位置推定方法。 By performing a process of extracting a gas region for each of a plurality of infrared images captured in a time series, a plurality of first images are generated in the order of the time series, and each of the plurality of first images is , The first processing step to determine whether or not it has a gas region ,
The infrared image included in the plurality of infrared images and used for generating the first image determined to have the gas region in the first processing step, and the gas in the first processing step. The infrared images having the same order as the time series of the first images determined to have a region are defined as the first infrared images, are included in the plurality of infrared images, and are included in the plurality of infrared images. The infrared image used to generate the first image determined not to have a gas region, and the time series of the first image determined not to have the gas region in the first processing step. The infrared image in the same order as the order is defined as a second infrared image, and the gas leak includes a determination step of determining a gas leak position based on the first infrared image and the second infrared image . Position estimation method.
前記複数の赤外画像に含まれ、前記第1処理ステップで前記ガス領域を有すると判定された前記第1画像の生成に用いられた前記赤外画像であって前記第1処理ステップで前記ガス領域を有すると判定された前記第1画像の時系列の順番と同じ順番の前記赤外画像を第1赤外画像とし、前記複数の赤外画像に含まれ、前記第1処理ステップで前記ガス領域を有しないと判定された前記第1画像の生成に用いられた前記赤外画像であって前記第1処理ステップで前記ガス領域を有しないと判定された前記第1画像の時系列の順番と同じ順番の前記赤外画像を第2赤外画像とし、前記第1赤外画像および前記第2赤外画像を基にして、ガス漏れ位置を決定する決定ステップと、をコンピュータに実行させるガス漏れ位置推定プログラム。 By performing a process of extracting a gas region for each of a plurality of infrared images captured in a time series, a plurality of first images are generated in the order of the time series, and each of the plurality of first images is , The first processing step to determine whether or not it has a gas region ,
The infrared image included in the plurality of infrared images and used for generating the first image determined to have the gas region in the first processing step, and the gas in the first processing step. The infrared images having the same order as the time series of the first images determined to have a region are defined as the first infrared images, are included in the plurality of infrared images, and are included in the plurality of infrared images. The infrared image used to generate the first image determined not to have a gas region, and the time series of the first image determined not to have the gas region in the first processing step. The infrared image in the same order as the order is used as the second infrared image, and the computer executes a determination step of determining the gas leakage position based on the first infrared image and the second infrared image . Let the gas leak position estimation program.
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