JP7056342B2 - ガス検知用画像処理装置、ガス検知用画像処理方法、及び、ガス検知用画像処理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像を利用してガスを検知する技術に関する。

プラントで事故が発生するのを未然に防止するために、プラント監視装置が提案されている。例えば、特許文献１は、プラントを構成するプラント機器の中で、異常の予兆が検知されたプラント機器があるとき、そのプラント機器及びそのプラント機器が配置されている周囲のプラント機器の配置を三次元ＣＡＤで示す画像を表示装置に表示する第１表示処理部と、異常の予兆が検知されたプラント機器についての保守ガイド情報を前記画像上に重ねて表示する第２表示処理部と、を備えるプラント監視装置を開示している。

プラントで発生する事故の１つにガス漏洩がある。ガス漏洩の監視に適用できるガス検知用画像処理装置が提案されている。例えば、特許文献２は、ガス漏れの監視対象を複数の時刻で撮影した赤外画像に対して画像処理をするガス検知用画像処理装置であって、漏れたガスによる温度変化を示す第１の周波数成分データよりも周波数が低く、前記監視対象の背景の温度変化を示す第２の周波数成分データを、前記赤外画像を示す画像データから除く処理をする画像処理部を備えるガス検知用画像処理装置を開示している。

特開２０１２－１６８７９９号公報 特許第６２４５４１８号

本発明者は、特許文献２が開示するガス検知用画像処理装置のように、画像を利用してガスを検知する場合、様々な原因でガスの誤検知が発生することを見出した。例えば、３．２～３．４μｍの波長帯に感度を持つ設計がされた赤外線カメラを用いて、この波長帯の光を吸収する特性を有するガス（例えば、メタン）を検知する場合、この赤外線カメラは、水蒸気にも感度を有するので、水蒸気を、検知対象となるガスと誤検知してしまう。また、特許文献２に開示されたガス検知用画像処理装置は、草木等を、検知対象となるガスと誤検知することがある。

カメラの設置時に撮影した画像から、ガスの誤検知の可能性があるエリアを予め人がチェックする場合、カメラ設置時とは、風、天候等の異なることが原因でガスの誤検知が発生することに気づかないことがある。

本発明は、画像を利用したガス検知において、ガスの誤検知を減らすことができるガス検知用画像処理装置、ガス検知用画像処理方法、及び、ガス検知用画像処理プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の一形態に係るガス検知用画像処理装置は、撮影装置が撮影した画像を基にして、前記撮影装置の撮影範囲に漏洩するガスを検知するガス検知用画像処理装置であって、ガス漏洩の監視対象物が存在する施設の三次元設計データを基にして、前記撮影範囲に含まれる物に対して設定された三次元エリアの位置を示す三次元エリア情報と、前記撮影装置の位置を示す位置情報と、前記撮影装置の撮影方向を示す方向情報と、を予め記憶する記憶部と、前記三次元エリア情報、前記位置情報、及び、前記方向情報を基にして、検知対象となるガスを示すガス像が前記画像に含まれるか否かを判定する判定部と、を備える。

ガスは、ガス検知の対象として予め定められたガスであり、水蒸気を除く。ガス漏洩の監視対象物が存在する施設の三次元設計データは、この施設に存在する物（設備）の三次元情報及び位置情報を含む。三次元設計データの具体例として、プラントの三次元設計データ、ガス採掘施設の三次元設計データがある。設計者は、例えば、三次元ＣＡＤを使用して三次元設計データを作成する。

三次元エリアは、三次元で規定されるエリア、言い換えれば、立体形状を有するエリアである。三次元エリアが設定される物として、ガス漏洩の監視対象物と、ガスの誤検知の原因となる物とがある。前者は、例えば、プラントのガス管、ガスタンクである。後者は、例えば、撮影装置から見て、別の設備の背後に位置し、水蒸気を大気中（空気中）に放出する設備である。この設備において、通常、画像に水蒸気が写らないが、風が吹くと、画像に水蒸気が写る。この他、水蒸気を間欠的に大気中に放出する設備、施設内に設けられた芝生領域がある。ガス像は、後者が原因で発生することがあり、必ずしもガス漏洩が原因とはならない。従って、ガス像は、ガス候補像と言い換えることができる。

三次元エリアは、ガス漏洩の監視対象物が存在する施設の三次元設計データを基にして、三次元エリアの設定者によって設定される。三次元設計データによれば、設定者は、三次元エリアが設定される物と撮影装置との立体的な位置関係を容易に把握できる。よって、三次元エリアが設定される物を見逃すことなく、三次元エリアを設定することができる。

判定部は、三次元エリアの位置を示す三次元エリア情報、撮影装置の位置情報、並びに、撮影装置の方向情報を基にして、撮影装置が撮影した画像にガス像が含まれるか否かを判定する。本発明の一態様に係るガス検知用画像処理装置によれば、上述したようにして、三次元エリアを設定できるので、ガスの誤検知を減らすことができる。

上記構成において、前記位置情報及び前記方向情報を基にして三次元空間に示される前記撮影装置の撮像面に、前記三次元エリア情報を基にして前記三次元空間に示される前記三次元エリアを投影した二次元エリアを生成する生成部をさらに備え、前記判定部は、前記二次元エリアを基にして、前記ガス像が前記画像に含まれるか否かを判定する。

この構成は、三次元エリアを撮影装置の撮像面に投影した二次元エリアを基にして、ガス像が画像に含まれるか否かを判定する。このため、判定部は、ガス像が画像に含まれるか否かの判定において、三次元エリアを考慮する必要がないので（二次元でガス像が画像に含まれるか否か判定される）、この判定に必要な画像処理の量を減らすことができる。

上記構成において、前記判定部は、前記三次元エリアがガスの誤検知の原因となる物に設定されている場合、前記画像のうち、前記二次元エリアに含まれる前記ガス像をガス検知の判定対象から除外する。

この構成は、ガスの誤検知の原因となる物に三次元エリアが設定された場合に適用される。判定部は、画像にガス像が含まれていても、それが二次元エリアにあれば、ガス検知と判定しない。これにより、三次元エリアが設定された物が原因でガスの誤検知が発生することを減らすことができる。

この構成には、２つの態様がある。１つ目を説明する。判定部は、ガス像が画像に含まれる判定をしたとき、ガス像が二次元エリアに含まれるか否かを判定する。判定部は、ガス像が二次元エリアに含まれる判定をしたとき、ガス検知と判定しない。判定部は、ガス像が二次元エリアに含まれない判定をしたとき、ガス検知と判定する。２つ目を説明する。判定部は、二次元エリアを除外して、ガス像が画像に含まれるか否かを判定する。判定部は、ガス像が画像に含まれる判定をしたとき、ガス検知と判定する。判定部は、ガス像が画像に含まれない判定をしたとき、ガス検知と判定しない。

上記構成において、前記生成部は、前記撮影範囲において前記撮影装置と前記三次元エリアとの間に位置し、前記三次元エリアが設定された前記物以外の物が前記撮像面に投影された部分を除いた前記二次元エリアを生成する。

三次元エリアが設定された物以外の物（設定対象外物）が、三次元エリアと撮影装置との間に位置することがある。三次元エリアがそのまま撮像面に投影されれば、二次元エリアには、設定対象外物を撮像面に投影した部分が含まれる。設定対象外物は、三次元エリアが設定された物と関係がない。そこで、この構成は、設定対象外物を撮像面に投影した部分を除いた二次元エリアを生成する。

上記構成において、前記画像に対して、前記ガス像を抽出する画像処理をする抽出部と、前記三次元エリア情報を基にして前記三次元エリアを三次元空間に生成し、かつ、前記位置情報及び前記方向情報を基にして示される前記撮影装置の撮像面において、前記撮像面に写された前記画像から抽出された前記ガス像と、前記位置情報が示す前記撮影装置の位置と、を通る直線を前記三次元空間に生成する生成部と、をさらに備え、前記判定部は、前記三次元エリア及び前記直線を用いて、ガス検知したか否かを判定する。

この構成は、二次元エリアを生成せずに、三次元エリアを直接用いて、ガス検知したか否かを判定する。以下、説明する。上述したように、抽出部によって抽出されたガス像には、ガス漏洩の監視対象物から漏洩したガスが原因で発生する場合と、ガス漏洩と無関係な原因で発生する場合とがある。生成部によって生成された直線は、三次元エリアが存在する三次元空間において、画像から抽出されたガス像と撮影装置の位置とを通る。よって、直線が三次元エリアを通れば、ガス像と三次元エリアとは、関連性を有することになる。判定部は、これを基にして、ガス検知したか否かを判定する。

上記構成において、前記判定部は、前記三次元エリアがガスの誤検知の原因となる物に設定されている場合、前記直線が前記三次元エリアを通る判定をしたとき、ガス検知と判定しない。

この構成は、ガスの誤検知の原因となる物に三次元エリアが設定された場合に適用される。この構成によれば、ガスの誤検知を減らすことができる。

上記構成において、前記判定部は、前記三次元エリアが設定された前記物でガス漏洩が発生することにより漏洩するガス種を示すガス種情報が、前記記憶部に予め記憶されており、前記直線が前記三次元エリアを通る判定をしたとき、前記ガス種情報を基にして、ガス検知をしたか否かを判定する。

この構成は、ガス漏洩の監視対象物に三次元エリアが設定された場合に適用される。上述したように、ガス種に応じて、例えば、ガス像の濃度の範囲が決まる。判定部は、直線が三次元エリアを通るガス像の濃度が、ガス種情報が示すガス種によるガス像の濃度の範囲から外れているとき、ガス検知と判定せず、外れていないとき、ガス検知と判定する。

上記構成において、前記画像から抽出された前記ガス像のガス濃度厚み積を算出する算出部をさらに備え、前記判定部は、前記直線が前記三次元エリアを通る判定をしたとき、前記ガス種情報及び前記ガス濃度厚み積を基にして、ガス検知をしたか否かを判定する。

ガス濃度厚み積は、ガス種に応じて取りうる範囲が決まる。判定部は、直線が三次元エリアを通るガス像について算出されたガス濃度厚み積が、ガス種情報が示すガスが取りうるガス濃度厚み積の範囲を外れているとき（例えば、ガス濃度厚み積が、ガス種情報が示すガスが原因となるガス濃度厚み積の上限値を超えている）、ガス検知と判定せず、外れていないとき、ガス検知と判定する。この構成によれば、ガスの誤検知を減らすことができる。

本発明のさらに他の形態に係るガス検知用画像処理プログラムは、撮影装置が撮影した画像を基にして、前記撮影装置の撮影範囲に漏洩するガスを検知するガス検知用画像処理プログラムであって、ガス漏洩の監視対象物が存在する施設の三次元設計データを基にして、前記撮影範囲に含まれる物に対して設定された三次元エリアの位置を示す三次元エリア情報と、前記撮影装置の位置を示す位置情報と、前記撮影装置の撮影方向を示す方向情報と、を予め記憶する記憶ステップと、前記三次元エリア情報、前記位置情報、及び、前記方向情報を基にして、検知対象となるガスを示すガス像が前記画像に含まれるか否かを判定する判定ステップと、をコンピュータに実行させる。

本発明のさらに他の形態に係るガス検知用画像処理プログラムは、本発明の一形態に係るガス検知用画像処理装置をプログラムの観点から規定しており、本発明の一形態に係るガス検知用画像処理装置と同様の作用効果を有する。

本発明によれば、画像を利用したガス検知において、ガスの誤検知を減らすことができる。

実施形態に係るガス検知システムの構成を示すブロック図である。 図１Ａに示すガス検知用画像処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 比較例に係るガス検知システムの構成図である。 比較例に係るガス検知システムに備えられる赤外線カメラによって撮影された画像、並びに、この画像に設定された矩形領域及びエリアの一例を示す模式図である。 ガスの誤検知の第１原因を説明する説明図である。 ガスの誤検知の第２原因を説明する説明図である。 ガスの誤検知の第３原因を説明する説明図である。 実施形態において、三次元エリアを設定し、これを基にして二次元エリアを設定する手順を説明するフローチャートである。 三次元エリアを設定する物を拡大した画像の一例を示す模式図である。 図８に示す画像を鉛直軸を中心にして９０度回転させた画像の一例を示す模式図である。 三次元エリア及び撮像面が生成された三次元空間の一例を示す模式図である。 三次元エリアを撮像面に投影した二次元エリアの一例を示す模式図である。 図１１に示すに二次元エリアに対して、第３設備を撮像面に投影した部分を除く処理がされた二次元エリアを示す模式図である。 実施形態に係るガス検知システムを用いたガス検知について説明するフローチャートである。 ガス検知において、赤外線カメラの撮影範囲に含まれる被写体の一例を示す模式図である。 第１変形例において 三次元エリアを撮像面に投影した二次元エリアの一例を示す模式図である。 第１変形例に係るガス検知システムの構成を示すブロック図である。 第１変形例に係るガス検知システムを用いたガス検知を説明するフローチャートの前半である。 図１８は、同後半である。 第２変形例に係るガス検知システムの構成を示すブロック図である。 三次元エリア及び直線が生成された三次元空間の一例を示す模式図である。 第２変形例に係るガス検知システムを用いたガス検知について説明するフローチャートである。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。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、画像Ｉｍ２）、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、画像Ｉｍ２－１，Ｉｍ２－２）。図１Ａは、実施形態に係るガス検知システム１の構成を示すブロック図である。ガス検知システム１は、赤外線カメラ２とガス検知用画像処理装置３とを備える。

赤外線カメラ２は、ガス漏洩の監視対象物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。時系列に撮影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。

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。

ガス検知用画像処理装置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。

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。

画像処理部９は、動画データＭＤに所定の処理をする。画像処理部９は、所定の処理を実行するために、抽出部９１、記憶部９２、判定部９３及び生成部９４を備える。これらについては、後で説明する。

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。

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検知用画像処理装置３は、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検知用画像処理装置３でもよい。

図１Ｂは、図１Ａに示すガス検知用画像処理装置３のハードウェア構成を示すブロック図である。ガス検知用画像処理装置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。

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、ガス検知用画像処理装置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。ガス検知用画像処理装置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。

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。

なお、画像処理部９は、図１Ａに示す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。すなわち、ＨＤＤ３ｄには、抽出部９１、判定部９３及び生成部９４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（図１６に示す第１変形例の場合、抽出部９１、判定部９３、生成部９４及び算出部９５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。図１９に示す第２変形例の場合、抽出部９１、判定部９３及び生成部９６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、抽出プログラム、判定プログラム、生成プログラムと表現される。これらのプログラムは、異なるＨＤＤに記憶されていてもよい。この場合、抽出プログラムを記憶しているＨＤＤを有するサーバと、判定プログラムを記憶しているＨＤＤを有するサーバと、生成プログラムを記憶しているＨＤＤを有するサーバとが、ネットワーク（例えば、インターネット）を介して接続されていてもよい。又は、少なくとも１つのＨＤＤが、ＵＳＢポートなどに接続された外付けＨＤＤでもよいし、ネットワーク対応のＨＤＤ（ＮＡＳ：Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｔｔａｃｈｅｄ Ｓｔｏｒａｇｅ）でもよい。

これらのプログラムは、要素の定義を用いて表現される。抽出部９１及び抽出プログラムを例にして説明する。抽出部９１は、動画データＭＤを構成する各フレーム（画像）に対して、ガス像を抽出する画像処理をする。抽出プログラムは、動画データＭＤを構成する各フレーム（画像）に対して、ガス像を抽出する画像処理をするプログラムである。

ＣＰＵ３ａによって実行されるこれらのプログラム（抽出プログラム、判定プログラム、生成プログラム等）のフローチャートが、後で説明する図７、図１３、図１７、図１８、図２１である。

比較例を用いて、ガスの誤検知の原因について具体的に説明する。図２は、比較例に係るガス検知システム１００の構成図である。ガス検知システム１００は、赤外線カメラ１０１及びＰＣ１０２を備える。赤外線カメラ１０１は、ガス漏洩の監視対象物の赤外画像を撮影する。ＰＣ１０２は、この赤外画像に対して、公知の画像処理をし、処理後の画像にガス像が含まれるか否かを判定する。

比較例に係るガス検知システム１００の設定者は、ガス漏れの監視対象物が撮影範囲に含まれるアングルで赤外線カメラ１０１を設置する。図３は、この赤外線カメラ１０１によって撮影された画像Ｉｍ１、並びに、画像Ｉｍ１に設定された矩形領域１１４及びエリア１１５の一例を示す模式図である。図２及び図３を参照して、画像Ｉｍ１は、ＰＣ１０２のディスプレイに表示されている。画像Ｉｍ１には、プラントに設けられた設備のうち、検知対象となるガスを処理する第１設備１１１、水蒸気１１３を大気中に放出する第２設備１１２等が写されている。第１設備１１１は、ガス漏洩の監視対象物である。第２設備１１２は、ガスの誤検知の原因となる物である。

設定者は、画像Ｉｍ１を見て、ガスの誤検知の原因となる物が画像Ｉｍ１に写されているか否かを判断する（言い換えれば、ガスの誤検知の原因となる物が赤外線カメラ１０１の撮影範囲に含まれるか否かを判断する）。画像Ｉｍ１には、第２設備１１２が写されている。第２設備１１２から大気中に放出される水蒸気１１３は、ガスと誤検知されることがある。

そこで、設定者は、ＰＣ１０２を操作して、第２設備１１２を囲む矩形領域１１４を画像Ｉｍ１に設定する。ＰＣ１０２は、矩形領域１１４を所定量拡大する処理をする。拡大後の矩形領域１１４をエリア１１５と称する。エリア１１５は、第２設備１１２から放出された水蒸気１１３が広がると予測される範囲を含む。ＰＣ１０２には、矩形領域１１４の拡大量が予め設定されている。

ＰＣ１０２は、エリア１１５の画像Ｉｍ１上の位置を記憶する。ＰＣ１０２は、赤外線カメラ１０１から送られてきた赤外画像に公知の画像処理をし、処理後の画像にガス像が含まれるか否かを判定する。このとき、処理後の画像にエリア１１５を設定し、エリア１１５に含まれるガス像について、ガス検知の判定対象から除外する。これにより、水蒸気１１３が原因となるガスの誤検知を防止する。

このように、比較例は、ガスの誤検知を防止するために、エリア１１５を設定しているが、これでも不十分であり、ガスの誤検知が発生することがある。ガスの誤検知の第１原因について説明する。図４は、ガスの誤検知の第１原因を説明する説明図である。画像Ｉｍ２の撮影範囲１１７には、第１設備１１１、第２設備１１２に加えて、第３設備１１６が含まれる。第２設備１１２と赤外線カメラ１０１との間に、第３設備１１６が配置されている。このため、画像Ｉｍ２には、第２設備１１２が写されていない。

画像Ｉｍ２－１は、撮影範囲１１７が無風のときに撮影された画像である。第２設備１１２から放出された水蒸気１１３は、鉛直方向に流れているので、第３設備１１６の背後に隠れている。このため、水蒸気１１３が画像Ｉｍ２－１に写らない。

画像Ｉｍ２－２は、撮影範囲１１７に風が吹いているときに撮影された画像である。第２設備１１２から放出された水蒸気１１３は、風によって横方向に流れているので、水蒸気１１３の一部が第３設備１１６の背後からはみ出している。このため、水蒸気１１３の一部が画像Ｉｍ２－２に写されている。

設定者がエリア１１５（図３）を設定するときに、撮影された画像が画像Ｉｍ２－１であれば、設定者は、第３設備１１６の背後に存在する水蒸気１１３に気づかない。このため、水蒸気１１３が拡がる範囲を囲むエリア１１５が設定されない。従って、撮影範囲１１７に風が吹き、画像Ｉｍ２－２に示すように、水蒸気１１３の一部が第３設備１１６の背後からはみ出した場合、ガスの誤検知が発生する。

ガスの誤検知の第２原因について説明する。図５は、ガスの誤検知の第２原因を説明する説明図である。画像Ｉｍ３には、図３に示す画像１ｍ１と同様に、第１設備１１１及び第２設備１１２が写されている。第２設備１１２は、水蒸気１１３を間欠的に放出する。画像Ｉｍ３－１は、第２設備１１２から水蒸気１１３が放出されていないときに撮影された画像である。画像Ｉｍ３－２は、第２設備１１２から水蒸気１１３が放出されているときに撮影された画像である。

設定者がエリア１１５（図３）を設定するときに、撮影された画像が画像Ｉｍ３－１であれば、設定者は、第２設備１１２から放出される水蒸気１１３に気づかない。このため、水蒸気１１３が拡がる範囲を囲むエリア１１５が設定されない。従って、第２設備１１２から水蒸気１１３が放出されると、画像Ｉｍ３－２に示すように、水蒸気１１３が画像に写る。この場合、ガスの誤検知が発生する。

ガスの誤検知の第３原因について説明する。図６は、ガスの誤検知の第３原因を説明する説明図である。画像Ｉｍ４の撮影範囲には、第１設備１１１、第２設備１１２に加えて、芝生領域１１８が含まれる。天気が晴れており、かつ、強い風が吹いているとき、芝生領域１１８に生えている芝生が大きく揺れた状態で、芝生で光が反射される。これにより、芝生領域１１８に、きらきらして見える箇所１１９が発生する。この箇所１１９の像は、ガス像と似ている。このため、きらきらして見える箇所１１９を有する芝生領域１１８は、ガスの誤検知の原因となる物であり、水蒸気１１２を放出する第２設備１１２と同様に、エリア１１５（図３）の設定が必要である。

設定者がエリア１１５を設定するときに、撮影された画像が画像Ｉｍ４－１であれば、設定者は、きらきらして見える箇所１１９に気づかない。このため、芝生領域１１８を囲むエリア１１５が設定されない。天気が晴れており、かつ、強い風が吹いているとき、画像Ｉｍ４－２に示すように、きらきらして見える箇所１１９が画像に写る。この場合、ガス誤検知が発生する。

実施形態は、ガス漏洩の監視対象物が存在する施設の三次元設計データＤＤを基にして、三次元エリアを設定することにより、上述した誤検知を減らすことができる。図１Ａに示すガス検知用画像処理装置３を用いて三次元エリアが設定される例で説明するが、別の情報処理装置（ＰＣ）を用いて三次元エリアが設定され、この三次元エリアを示す三次元エリア情報Ｉ１がガス検知用画像処理装置３に記憶されてもよい。

図７は、実施形態において、三次元エリアを設定し、これを基にして二次元エリアを設定する手順を説明するフローチャートである。図１Ａ及び図７を参照して、記憶部９２には、三次元設計データＤＤ、位置情報Ｉ３及び方向情報Ｉ４が予め記憶されている。三次元設計データＤＤは、ガス漏洩の監視対象物が存在する施設の三次元設計データである。三次元設計データＤＤは、この施設に存在する物（設備）の三次元情報及び位置情報を含む。設定者は、この施設に存在する物（設備）について知識を有するので、三次元エリアを設定すべき物を知っている。三次元設計データＤＤは、例えば、三次元ＣＡＤを使用して作成される。

位置情報Ｉ３は、赤外線カメラ２が設定された位置を三次元で示す情報である。方向情報Ｉ４は、赤外線カメラ２が設置されている向き（赤外線カメラ２の光軸方向）を示す情報である。

設定者は、入力部１２を操作して、表示制御部１０に、三次元設計データＤＤで示される施設の全体画像をディスプレイ１１に表示させる。設定者は、全体画像を見て、三次元エリアを設定する物を探す。設定者は、三次元エリアを設定する物を見つけると、入力部１２を操作して、表示制御部１０に、その物を拡大した画像Ｉｍ５をディスプレイ１１に表示させる（ステップＳ１）。

図８は、画像Ｉｍ５の一例を示す模式図である。画像Ｉｍ５には、図４に示す第２設備１１２及び第３設備１１６が示されているが、第１設備１１１が示されていない。第１設備１１１は、第３設備１１６の後ろに隠れているからである。第２設備１１２は、水蒸気を大気中に放出するので、設定者は、水蒸気が拡がる範囲を考慮し、この範囲を含む矩形１２１の４つの頂点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を、入力部１２を操作して指定する。矩形１２１は、三次元エリアの正面となる。

設定者は、入力部１２を操作して、表示制御部１０に、鉛直軸を中心にして、画像Ｉｍ５を９０度回転させた画像Ｉｍ６をディスプレイ１１に表示させる（ステップＳ２）。図９は、画像Ｉｍ６の一例を示す模式図である。画像Ｉｍ６には、第１設備１１１及び第３設備１１６が示されているが、第２設備１１２が示されていない。第２設備１１２は、第３設備１１６の後ろに隠れているからである。設定者は、水蒸気が拡がる範囲を考慮し、この範囲を含む矩形１２２の４つの頂点Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８を、入力部１２を操作して指定する。矩形１２２は、三次元エリアの側面となる。これにより、矩形１２１と矩形１２２とで規定される三次元エリアが設定される。ここでの三次元エリアの形状は、直方体となるが、これに限定されない（例えば、立方体でもよい）。

ガスの誤検知の原因となる物として、図４に示す第２設備１１２を例にしている。設定者は、これ以外にガスの誤検知の原因となる物（例えば、図５に示す第２設備１１２、図６に示す芝生領域１１８）が、赤外線カメラ２の撮影範囲にあれば、この物に対して、三次元エリアを設定する操作をする。

図１Ａ及び図７を参照して、生成部９４は、三次元設計データＤＤが示す施設が位置する三次元空間において、矩形１２１と矩形１２２とで規定される三次元エリアの座標を示す情報を生成する。これは、三次元エリアの位置を示す三次元エリア情報Ｉ１となる（ステップＳ３）。三次元エリアの位置によって、三次元エリアの形状が定まるので、三次元エリア情報Ｉ１には、三次元エリアの形状を示す情報が含まれていない。生成部９４は、三次元エリア情報Ｉ１を記憶部９２に記憶させる。

生成部９４は、位置情報Ｉ３及び方向情報Ｉ４を基にして三次元空間に示される赤外線カメラ２の撮像面に、三次元エリア情報Ｉ１を基にして三次元空間に示される三次元エリアを投影した二次元エリアを生成する。以下、詳しく説明する。

生成部９４は、三次元エリア情報Ｉ１、位置情報Ｉ３及び方向情報Ｉ４を記憶部９２から読み出して、三次元設計データＤＤが示す施設が位置する三次元空間に、図１０に示す三次元エリア１２３及び赤外線カメラ２の撮像面１２４を生成する。図１０は、三次元エリア１２３及び撮像面１２４が生成された三次元空間の一例を示す模式図である。ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸で規定される三次元空間は、三次元設計データＤＤが示す施設が位置する三次元空間と同じである。三次元エリア１２３は、三次元エリア情報Ｉ１を基にして生成される。撮像面１２４は、位置情報Ｉ３及び方向情報Ｉ４を基にして生成される。

赤外線カメラ２の方向ベクトルＶ１は、赤外線カメラ２の位置を示す座標Ｃ１と撮像面１２４の中心を示す座標Ｃ２とを通る直線の方向を示す。三次元エリア１２３の方向ベクトルＶ２は、座標Ｃ１と三次元エリア１２３の中心を示す座標Ｃ３とを通る直線の方向を示す。角度βは、ｘｙ平面において、ベクトルＶ１とベクトルＶ２との角度を示す。角度γは、ｙｚ平面において、ベクトルＶ１とベクトルＶ２との角度を示す。

図１Ａ、図７及び図１０を参照して、生成部９４は、ベクトルＶ１、ベクトルＶ２、角度β、角度γ等を基にして、三次元エリア１２３を撮像面１２４に透視変換することにより、三次元エリア１２３を撮像面１２４に投影した二次元エリア１２５を生成する（ステップＳ４）。実施形態では、投影変換として、透視変換を例にしているが、これに限らない。図１１は、三次元エリア１２３を撮像面１２４に投影した二次元エリア１２５の一例を示す模式図である。撮像面１２４には、二次元エリア１２５に加えて、第１設備１１１及び第３設備１１６が写されている。

生成部９４は、赤外線カメラ２の位置を示す座標Ｃ１と三次元エリア１２３との間に位置し、三次元エリア１２３が設定された物以外の物（設定対象外物）が撮像面１２４に投影された部分を二次元エリア１２５から除く処理をする（ステップＳ５）。設定対象外物は、三次元エリア１２３が設定された物と関係がない。そこで、生成部９４は、設定対象外物を撮像面１２４に投影した部分を除いた二次元エリア１２５を生成する。

ここでは、設定対象外物が第３設備１１６である。図１２は、第３設備１１６を撮像面１２４に投影した部分を除く処理がされた二次元エリア１２５を示す模式図である。撮像面１２４には、二次元エリア１２５に加えて、第１設備１１１及び第３設備１１６が写されている。二次元エリア１２５のうち、第３設備１１６と重なる部分が二次元エリア１２５から除かれている。これが、赤外線カメラ２の撮影範囲（言い換えれば、撮像面１２４）に設定された二次元エリア１２５となる。生成部９４は、撮像面１２４において、二次元エリア１２５を規定する座標（二次元エリア情報Ｉ２）を記憶部９２に記憶させる。

設定対象外物を撮像面１２４に投影した部分を除いた二次元エリア１２５の生成方法の一例を説明する。生成部９４は、三次元エリア１２３を撮像面１２４に投影し、二次元エリア（原二次元エリア）を生成する。生成部９４は、三次元設計データＤＤを基にして、設定対象外物を特定し、設定対象外物を撮像面１２４に投影し、設定対象外物を撮像面１２４に投影した部分を生成する。生成部９４は、原二次元エリアからその部分を除去する。これにより、設定対象外物を撮像面１２４に投影した部分を除いた二次元エリア１２５（図１２）が生成される。

次に、実施形態に係るガス検知システム１を用いたガス検知について説明する。図１３は、これを説明するフローチャートである。図１４は、ガス検知において、赤外線カメラ２の撮影範囲１２６に含まれる被写体の一例を示す模式図である。図１Ａ、図１３及び図１４を参照して、赤外線カメラ２のアングルは、二次元エリア１２５（図１２）が設定されたときの赤外線カメラ２のアングルと同じである。従って、撮影範囲１２６には、図１２に示す第１設備１１１及び第３設備１１６が含まれる。言い換えれば、撮像面１２４（図１０）には、第１設備１１１及び第３設備１１６が写されている。

赤外線カメラ２は、撮影範囲１２６に含まれる被写体の動画を撮影する。赤外線カメラ２は、動画の動画データＭＤを、ガス検知用画像処理装置３に送る。動画データＭＤは、画像データ入力部８に入力される（ステップＳ１１）。画像データ入力部８は、動画データＭＤを画像処理部９に送る。

抽出部９１は、動画データＭＤを構成する各フレーム（画像）に対して、ガス像を抽出する画像処理をする（ステップＳ１２）。画像処理の一例として、特許第６２４５４１８号に開示された画像処理があるが、これに限定されず、赤外画像からガス像を抽出する他の公知の画像処理でもよい。抽出されるガス像には、ガス漏洩の監視対象物から漏洩したガスが原因で発生する場合と、ガス漏洩と無関係な原因で発生する場合とがある。

判定部９３は、画像処理後のフレーム（画像）にガス像が含まれるか否かの判定を各フレームに対して実行する（ステップＳ１３）。判定部９３は、画像処理後のフレーム（画像）にガス像が含まれる判定をしたとき（ステップＳ１３でＹｅｓ）、ガス像が二次元エリア１２５（図１２）に含まれるか否かを判定する（ステップＳ１４）。判定部９３は、ガス像の一部が二次元エリア１２５に含まれるとき、ガス像が二次元エリア１２５に含まれる判定をしてもよいし、ガス像の全体が二次元エリア１２５に含まれるとき、ガス像が二次元エリア１２５に含まれる判定をしてもよい。

判定部９３は、ガス像が二次元エリア１２５に含まれない判定をしたとき（ステップＳ１４でＮｏ）、ガス検知と判定する（ステップＳ１５）。ガス検知用画像処理装置３は、発報する（ステップＳ１６）。具体的には、表示制御部１０は、ガス検知の警告を示す画像をディスプレイ１１に表示させる。

判定部９３が、ガス像が二次元エリア１２５に含まれる判定をしたとき（ステップＳ１４でＹｅｓ）、ガス検知と判定しない（ステップＳ１７）。また、判定部９３が、各フレーム（画像）にガス像が含まれない判定をしたとき（ステップＳ１３でＮｏ）、ガス検知と判定しない（ステップＳ１７）。このように、判定部９３は、フレーム（画像）のうち、二次元エリア１２５に含まれるガス像をガス検知の判定対象から除外している。これにより、三次元エリア１２３（図１０）が設定された物が原因でガスの誤検知が発生することを防止できる。

なお、ステップＳ１３及びステップＳ１４の替わりに、以下のステップでもよい。判定部９３は、二次元エリア１２５を除外して、ガス像がフレーム（画像）に含まれるか否かを判定する。判定部９３は、ガス像がフレーム（画像）に含まれる判定をしたとき、ガス検知と判定する（ステップＳ１５）。判定部９３は、ガス像がフレーム（画像）に含まれない判定をしたとき、ガス検知と判定しない（ステップＳ１７）。

実施形態の主な効果を説明する。図８～図１０で説明したように、三次元エリア１２３は、ガス漏洩の監視対象物が存在する施設の三次元設計データＤＤを基にして、三次元エリア１２３の設定者によって設定される。三次元設計データＤＤによれば、設定者は、三次元エリア１２３が設定される物と赤外線カメラ２との立体的な位置関係を容易に把握できる。よって、三次元エリア１２３が設定される物を見逃すことなく、三次元エリア１２３を設定することができる。実施形態によれば、このようにして三次元エリア１２３が設定できるので、ガスの誤検知を減らすことができる。

実施形態の変形例を説明する。実施形態において、三次元エリア（例えば、図１０に示す三次元エリア１２３）が設定された物は、ガスの誤検知の原因となる物である。これに対して、第１変形例において、三次元エリアが設定された物は、ガス漏洩の監視対象物である。

図１５は、第１変形例において 三次元エリアを撮像面１２４に投影した二次元エリア１３１の一例を示す模式図である。三次元エリアは、実施形態と同様にして設定される。第１設備１１１からエチレンが大気中に漏洩する可能性がある。第３設備１１６からメタンが大気中に漏洩する可能性がある。二次元エリア１３１－１は、第１設備１１１の像を囲む設定がされている。二次元エリア１３１－２は、第３設備１１６の像を囲む設定がされている。二次元エリア１３１の設定方法は、実施形態の二次元エリア１２５の設定方法と同じなので、説明を省略する。

図１６は、第１変形例に係るガス検知システム１ａの構成を示すブロック図である。ガス検知システム１ａが図１Ａに示すガス検知システム１と異なる点を説明する。

記憶部９２には、ガス種を示すガス種情報Ｉ５が二次元エリア１３１と紐付けて予め記憶されている。詳しく説明する。ガス種情報Ｉ５は、三次元エリアが設定された物でガス漏洩が発生することにより漏洩するガス種を示す。エチレンを示すガス種情報Ｉ５は、二次元エリア１３１－１（図１５）と紐付けて、記憶部９２に予め記憶されている。メタンを示すガス種情報Ｉ５は、二次元エリア１３１－２と紐付けて、記憶部９２に予め記憶されている。

算出部９５は、抽出部９１によって抽出されたガス像に対して、ガス濃度厚み積を算出する。ガス濃度厚み積の算出方法の一例として、国際公開第２０１７／１０４６１７号に開示された方法があるが、これに限定されず、公知の他の方法でもよい。

抽出部９１によって抽出されたガス像には、ガス漏洩の監視対象物から漏洩したガスが原因で発生する場合と、ガス漏洩と無関係な原因で発生する場合とがある。後者は、図４～図６で説明したガスの誤検知の原因となる物の他に、例えば、動く物（例えば、赤外線カメラ２の撮影範囲を走る自動車）が原因の場合がある。このように、抽出部９１によって抽出されたガス像は、必ずしもガスが原因でないので、ガス候補像と言い換えることができる。第１変形例は、二次元エリア１３１－１，１３１－２（図１５）に含まれるガス像（ガス候補像）が、漏洩したガスが原因で発生するのか、ガス漏洩と無関係な原因で発生するのかを判定する。

第１変形例は、この判定に、ガス濃度厚み積を利用する。ガス濃度厚み積について説明する。ガス漏洩が検知されたとき、ガスの危険度（例えば、爆発の可能性）が判定される必要がある。ガスの危険度は、ガスが漂っている箇所のガス濃度で判定することができる。しかし、赤外線カメラ２を利用した遠隔からのガス検知では、ガスが漂っている箇所のガスの濃度を直接測定することができず、ガス濃度厚み積を測定する。ガス濃度厚み積とは、ガスの濃度を、ガスが漂っている箇所の奥行き方向に沿って積分した値を意味する。

第１変形例に係るガス検知システム１ａを用いたガス検知について説明する。図１７及び図１８は、これを説明するフローチャートである。ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１７は、図１３に示すステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１７と同じである。

図１５、図１６及び図１７を参照して、判定部９３が、抽出部９１によってガス像が抽出する処理がされたフレーム（画像）に、ガス像が含まれる判定をしたとき（ステップＳ１３でＹｅｓ）、判定部９３は、ガス像が二次元エリア１３１－１に含まれるか否かを判定する（ステップＳ２１）。二次元エリア１３１－１は、エチレン検知用の二次元エリア１３１である。

判定部９３が、ガス像が二次元エリア１３１－１に含まれる判定をしたとき（ステップＳ２１でＹｅｓ）、算出部９５は、そのガス像に対して、ガス濃度厚み積を算出する（ステップＳ２２）。

判定部９３は、記憶部９２に予め記憶されているガス種情報Ｉ５を参照する。二次元エリア１３１－１に紐付けられたガス種情報Ｉ５は、エチレンである。ガス種情報Ｉ５には、エチレンのガス濃度厚み積の上限値が含まれる。ガス濃度厚み積は、ガス種に応じて取り得る範囲が決まる。ガス濃度厚み積が、爆発下限界を大きく超えるとき、その値は異常値であるので、異常値の最小値が上限値となる。判定部９３は、算出部９５によって算出されたガス濃度厚み積が、上限値を超えているか否かを判定する（ステップＳ２３）。

判定部９３が、ガス濃度厚み積が上限値を超えていないと判定したとき（ステップＳ２３でＮｏ）、二次元エリア１３１－１に含まれるガス像が示すガスの種類がエチレンと判定し、エチレンガス検知と判定する（ステップＳ２４）。そして、ガス検知用画像処理装置３は、発報する（ステップＳ２５）。具体的には、表示制御部１０は、エチレンガスを検知した旨の警告を示す画像をディスプレイ１１に表示させる。

ガス濃度厚み積が上限値を超えていれば、ガス像はガス漏洩と無関係な原因で発生したことになる。判定部９３が、ガス濃度厚み積が上限値を超えていると判定したとき（ステップＳ２３でＹｅｓ）、ガス検知と判定しない（ステップＳ２６）。

判定部９３が、ガス像が二次元エリア１３１－１に含まれない判定をしたとき（ステップＳ２１でＮｏ）、ステップＳ２７の処理をする。図１５、図１６及び図１８を参照して、ガス像が二次元エリア１３１－２に含まれるか否かを判定する（ステップＳ２７）。二次元エリア１３１－２は、メタン検知用の二次元エリア１３１である。

判定部９３が、ガス像が二次元エリア１３１－２に含まれる判定をしたとき（ステップＳ２７でＹｅｓ）、算出部９５は、そのガス像に対して、ガス濃度厚み積を算出する（ステップＳ２８）。

判定部９３は、記憶部９２に予め記憶されているガス種情報Ｉ５を参照する。二次元エリア１３１－２に紐付けられたガス種情報Ｉ５は、メタンである。ガス種情報Ｉ５には、メタンのガス濃度厚み積の上限値が含まれる。判定部９３は、算出部９５によって算出されたガス濃度厚み積が、上限値を超えているか否かを判定する（ステップＳ２９）。

判定部９３が、ガス濃度厚み積が上限値を超えていないと判定したとき（ステップＳ２９でＮｏ）、二次元エリア１３１－２に含まれるガス像が示すガスの種類がメタンと判定し、メタンガス検知と判定する（ステップＳ３０）。そして、ガス検知用画像処理装置３は、発報する（ステップＳ３１）。具体的には、表示制御部１０は、メタンガスを検知した旨の警告を示す画像をディスプレイ１１に表示させる。

ガス濃度厚み積が上限値を超えていれば、ガス像はガス漏洩と無関係な原因で発生したことになる。判定部９３が、ガス濃度厚み積が上限値を超えていると判定したとき（ステップＳ２９でＹｅｓ）、ガス検知と判定しない（ステップＳ３２）。

判定部９３が、ガス像が二次元エリア１３１－２に含まれない判定をしたとき（ステップＳ２７でＮｏ）、ガス検知と判定しない（ステップＳ３３）。

第１変形例の主な効果を説明する。ガス濃度厚み積は、ガス種に応じて取りうる範囲が決まる。判定部９３は、二次元エリア１３１に含まれるガス像について算出されたガス濃度厚み積が、ガス種情報Ｉ５が示すガスが原因となるガス濃度厚み積の上限値を超えているとき（ステップＳ２３でＹｅｓ、ステップＳ２９でＹｅｓ）、ガス検知と判定せず（ステップＳ２６、ステップＳ３２）、超えていないとき（ステップＳ２３でＮｏ、ステップＳ２９でＮｏ）、ガス検知と判定する（ステップＳ２４、ステップＳ３０）。第１変形例によれば、ガスの誤検知を減らすことができる。

第２変形例を説明する。第２変形例は、二次元エリアを生成せずに、三次元エリアを直接用いて、ガス検知したか否かを判定する。

図１９は、第２変形例に係るガス検知システム１ｂの構成を示すブロック図である。ガス検知システム１ｂが図１Ａに示すガス検知システム１と異なる点を説明する。ガス検知システム１ｂは、図１Ａに示す生成部９４の替わりに、生成部９６を備える。

生成部９６は、図７に示すステップＳ１～Ｓ３を実行して、三次元エリア情報Ｉ１を生成し、記憶部９２に記憶させる。これにより、記憶部９２には、実施形態と同様に、第２設備１１２（図８、図９）に対して設定された三次元エリア１２３（図１０）に関する三次元エリア情報Ｉ１が記憶される。第２変形例において、生成部９６は、二次元エリアを生成しないので、記憶部９２には、二次元エリア情報Ｉ２（図１Ａ）が記憶されていない。

生成部９６は、三次元エリア１２３及び直線Ｌを三次元空間に生成する。直線Ｌは、ガス検知の判定に利用される。図２０は、三次元エリア１２３及び直線Ｌが生成された三次元空間の一例を示す模式図である。図１０との違いを主に説明する。生成部９６は、三次元エリア情報Ｉ１を基にして三次元エリア１２３を三次元空間に生成する。これは、実施形態での三次元エリア１２３の生成と同じである。生成部９６は、位置情報Ｉ３及び方向情報Ｉ４を基にして示される赤外線カメラ２の撮像面１２４において、撮像面１２４に写された画像から抽出されたガス像１４１と、位置情報Ｉ３が示す赤外線カメラ２の位置（座標Ｃ１）と、を通る直線Ｌを三次元空間に生成する。

直線Ｌが三次元エリア１２３を通れば、ガス像１４１と三次元エリア１２３とが関連性を有することになる。三次元エリア１２３は、ガスの誤検知の原因となる物に設定されている。判定部９３は、直線Ｌが三次元エリア１２３を通れば、ガス検知と判定しない。判定部９３は、直線Ｌが三次元エリア１２３を通らなければ、ガス検知と判定する。

第２変形例に係るガス検知システム１ｂを用いたガス検知について説明する。図２１は、これを説明するフローチャートである。赤外線カメラ２は、実施形態と同様に、撮影範囲１２６（図１４）に含まれる被写体の動画を撮影する。ステップＳ１１～ステップＳ１３、ステップＳ１７は、図１３に示すステップＳ１１～ステップＳ１３、ステップＳ１７と同じである。

図１９～図２１を参照して、判定部９３は、抽出部９１によってガス像が抽出する処理がされたフレーム（画像）に、ガス像が含まれる判定をしたとする（ステップＳ１３でＹｅｓ）。生成部９６は、三次元エリア情報Ｉ１を基にして三次元空間に三次元エリア１２３を生成し、かつ、ガス像１４１（例えば、ガス像１４１の中心の座標）と赤外線カメラ２の位置（座標Ｃ１）とを通る直線Ｌを生成する。なお、生成部９６は、三次元空間に三次元エリア１２３を予め生成しておいてもよい。

判定部９３は、直線Ｌが三次元エリア１２３と通るか否かを判定する（ステップＳ４１）。判定部９３が、直線Ｌが三次元エリア１２３を通る判定をしたとき（ステップＳ４１でＹｅｓ）、ガス検知と判定しない（ステップＳ１７）。

判定部９３が、直線Ｌが三次元エリア１２３を通らない判定をしたとき（ステップＳ４１でＮｏ）、ガス検知と判定し（ステップＳ１５）、ガス検知用画像処理装置３は、発報をする（ステップＳ１６）。

第２変形例は、第１変形例に対しても適用することができる。この場合、判定部９３は、直線Ｌが三次元エリア１２３を通る判定をしたとき、第１変形例と同様に、ガス種情報Ｉ５及びガス濃度厚み積を基にして、ガス検知をしたか否かを判定する。

１，１ａ，１ｂ，１００ ガス検知システム
１１１ 第１設備
１１２ 第２設備
１１３ 水蒸気
１１４ 矩形領域
１１５ エリア
１１６ 第３設備
１１７ 撮影範囲
１１８ 芝生領域
１１９ きらきらして見える箇所
１２１，１２２ 矩形
１２３ 三次元エリア
１２４ 撮像面
１２５ 二次元エリア
１２６ 撮影範囲
１３１－１，１３１－２ 二次元エリア
１４１ ガス像
Ｃ１ 赤外線カメラの位置を示す座標
Ｃ２ 撮像面の中心を示す座標
Ｃ３ 三次元エリアの中心を示す座標
ＤＤ 三次元設計データ
Ｉ１ 三次元エリア情報
Ｉ２ 二次元エリア情報
Ｉ３ 位置情報
Ｉ４ 方向情報
Ｉ５ ガス種情報
Ｌ 直線
ＭＤ 動画データ
Ｐ１～Ｐ８ 頂点
Ｖ１，Ｖ２ 方向ベクトル

Claims (8)

1. 撮影装置が撮影した画像を基にして、前記撮影装置の撮影範囲に漏洩するガスを検知するガス検知用画像処理装置であって、
   ガス漏洩の監視対象物が存在する施設の三次元設計データを基にして、前記撮影範囲に含まれる物に対して設定された三次元エリアの位置を示す三次元エリア情報と、前記撮影装置の位置を示す位置情報と、前記撮影装置の撮影方向を示す方向情報と、を予め記憶する記憶部と、
   前記三次元エリア情報、前記位置情報、及び、前記方向情報を基にして、検知対象となるガスを示すガス像が前記画像に含まれるか否かを判定する判定部と、
   前記位置情報及び前記方向情報を基にして三次元空間に示される前記撮影装置の撮像面に、前記三次元エリア情報を基にして前記三次元空間に示される前記三次元エリアを投影した二次元エリアを生成する生成部と、を備え、
   前記判定部は、前記二次元エリアを基にして、前記ガス像が前記画像に含まれるか否かを判定し、
   前記判定部は、前記三次元エリアがガスの誤検知の原因となる物に設定されている場合、前記画像のうち、前記二次元エリアに含まれる前記ガス像をガス検知の判定対象から除外する、ガス検知用画像処理装置。
2. 前記生成部は、前記撮影範囲において前記撮影装置と前記三次元エリアとの間に位置し、前記三次元エリアが設定された前記物以外の物が前記撮像面に投影された部分を除いた前記二次元エリアを生成する、請求項１に記載のガス検知用画像処理装置。
3. 撮影装置が撮影した画像を基にして、前記撮影装置の撮影範囲に漏洩するガスを検知するガス検知用画像処理装置であって、
   ガス漏洩の監視対象物が存在する施設の三次元設計データを基にして、前記撮影範囲に含まれる物に対して設定された三次元エリアの位置を示す三次元エリア情報と、前記撮影装置の位置を示す位置情報と、前記撮影装置の撮影方向を示す方向情報と、を予め記憶する記憶部と、
   前記三次元エリア情報、前記位置情報、及び、前記方向情報を基にして、検知対象となるガスを示すガス像が前記画像に含まれるか否かを判定する判定部と、
   前記画像に対して、前記ガス像を抽出する画像処理をする抽出部と、
   前記三次元エリア情報を基にして前記三次元エリアを三次元空間に生成し、かつ、前記位置情報及び前記方向情報を基にして示される前記撮影装置の撮像面において、前記撮像面に写された前記画像から抽出された前記ガス像と、前記位置情報が示す前記撮影装置の位置と、を通る直線を前記三次元空間に生成する生成部と、を備え、
   前記判定部は、前記三次元エリア及び前記直線を用いて、ガス検知したか否かを判定し、
   前記判定部は、前記三次元エリアがガスの誤検知の原因となる物に設定されている場合、前記直線が前記三次元エリアを通る判定をしたとき、ガス検知と判定しない、ガス検知用画像処理装置。
4. 撮影装置が撮影した画像を基にして、前記撮影装置の撮影範囲に漏洩するガスを検知するガス検知用画像処理装置であって、
   ガス漏洩の監視対象物が存在する施設の三次元設計データを基にして、前記撮影範囲に含まれる物に対して設定された三次元エリアの位置を示す三次元エリア情報と、前記撮影装置の位置を示す位置情報と、前記撮影装置の撮影方向を示す方向情報と、を予め記憶する記憶部と、
   前記三次元エリア情報、前記位置情報、及び、前記方向情報を基にして、検知対象となるガスを示すガス像が前記画像に含まれるか否かを判定する判定部と、
   前記画像に対して、前記ガス像を抽出する画像処理をする抽出部と、
   前記三次元エリア情報を基にして前記三次元エリアを三次元空間に生成し、かつ、前記位置情報及び前記方向情報を基にして示される前記撮影装置の撮像面において、前記撮像面に写された前記画像から抽出された前記ガス像と、前記位置情報が示す前記撮影装置の位置と、を通る直線を前記三次元空間に生成する生成部と、
   前記画像から抽出された前記ガス像のガス濃度厚み積を算出する算出部と、を備え、
   前記判定部は、前記三次元エリア及び前記直線を用いて、ガス検知したか否かを判定し、
   前記判定部は、前記三次元エリアが設定された前記物でガス漏洩が発生することにより漏洩するガス種を示すガス種情報が、前記記憶部に予め記憶されており、前記直線が前記三次元エリアを通る判定をしたとき、前記ガス種情報を基にして、ガス検知をしたか否かを判定し、
   前記判定部は、前記直線が前記三次元エリアを通る判定をしたとき、前記ガス種情報及び前記ガス濃度厚み積を基にして、ガス検知をしたか否かを判定する、ガス検知用画像処理装置。
5. 撮影装置が撮影した画像を基にして、前記撮影装置の撮影範囲に漏洩するガスを検知するガス検知用画像処理方法であって、
   ガス漏洩の監視対象物が存在する施設の三次元設計データを基にして、前記撮影範囲に含まれる物に対して設定された三次元エリアの位置を示す三次元エリア情報と、前記撮影装置の位置を示す位置情報と、前記撮影装置の撮影方向を示す方向情報と、を予め記憶する記憶ステップと、
   前記三次元エリア情報、前記位置情報、及び、前記方向情報を基にして、検知対象となるガスを示すガス像が前記画像に含まれるか否かを判定する判定ステップと、
   前記位置情報及び前記方向情報を基にして三次元空間に示される前記撮影装置の撮像面に、前記三次元エリア情報を基にして前記三次元空間に示される前記三次元エリアを投影した二次元エリアを生成する生成ステップと、を備え、
   前記判定ステップは、前記二次元エリアを基にして、前記ガス像が前記画像に含まれるか否かを判定し、
   前記判定ステップは、前記三次元エリアがガスの誤検知の原因となる物に設定されている場合、前記画像のうち、前記二次元エリアに含まれる前記ガス像をガス検知の判定対象から除外する、ガス検知用画像処理方法。
6. 撮影装置が撮影した画像を基にして、前記撮影装置の撮影範囲に漏洩するガスを検知するガス検知用画像処理方法であって、
   ガス漏洩の監視対象物が存在する施設の三次元設計データを基にして、前記撮影範囲に含まれる物に対して設定された三次元エリアの位置を示す三次元エリア情報と、前記撮影装置の位置を示す位置情報と、前記撮影装置の撮影方向を示す方向情報と、を予め記憶する記憶ステップと、
   前記三次元エリア情報、前記位置情報、及び、前記方向情報を基にして、検知対象となるガスを示すガス像が前記画像に含まれるか否かを判定する判定ステップと、
   前記画像に対して、前記ガス像を抽出する画像処理をする抽出ステップと、
   前記三次元エリア情報を基にして前記三次元エリアを三次元空間に生成し、かつ、前記位置情報及び前記方向情報を基にして示される前記撮影装置の撮像面において、前記撮像面に写された前記画像から抽出された前記ガス像と、前記位置情報が示す前記撮影装置の位置と、を通る直線を前記三次元空間に生成する生成ステップと、を備え、
   前記判定ステップは、前記三次元エリア及び前記直線を用いて、ガス検知したか否かを判定し、
   前記判定ステップは、前記三次元エリアがガスの誤検知の原因となる物に設定されている場合、前記直線が前記三次元エリアを通る判定をしたとき、ガス検知と判定しない、ガス検知用画像処理方法。
7. 撮影装置が撮影した画像を基にして、前記撮影装置の撮影範囲に漏洩するガスを検知するガス検知用画像処理方法であって、
   ガス漏洩の監視対象物が存在する施設の三次元設計データを基にして、前記撮影範囲に含まれる物に対して設定された三次元エリアの位置を示す三次元エリア情報と、前記撮影装置の位置を示す位置情報と、前記撮影装置の撮影方向を示す方向情報と、を予め記憶する記憶ステップと、
   前記三次元エリア情報、前記位置情報、及び、前記方向情報を基にして、検知対象となるガスを示すガス像が前記画像に含まれるか否かを判定する判定ステップと、
   前記画像に対して、前記ガス像を抽出する画像処理をする抽出ステップと、
   前記三次元エリア情報を基にして前記三次元エリアを三次元空間に生成し、かつ、前記位置情報及び前記方向情報を基にして示される前記撮影装置の撮像面において、前記撮像面に写された前記画像から抽出された前記ガス像と、前記位置情報が示す前記撮影装置の位置と、を通る直線を前記三次元空間に生成する生成ステップと、
   前記画像から抽出された前記ガス像のガス濃度厚み積を算出する算出ステップと、を備え、
   前記判定ステップは、前記三次元エリア及び前記直線を用いて、ガス検知したか否かを判定し、
   前記判定ステップは、前記三次元エリアが設定された前記物でガス漏洩が発生することにより漏洩するガス種を示すガス種情報が、前記記憶部に予め記憶されており、前記直線が前記三次元エリアを通る判定をしたとき、前記ガス種情報を基にして、ガス検知をしたか否かを判定し、
   前記判定ステップは、前記直線が前記三次元エリアを通る判定をしたとき、前記ガス種情報及び前記ガス濃度厚み積を基にして、ガス検知をしたか否かを判定する、ガス検知用画像処理方法。
8. 請求項５ないし請求項７のうちいずれか１項に記載の方法をコンピュータに実行させるガス検知用画像処理プログラム。

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