JP7224328B2 - サーマルカメラ健全度モニタリング - Google Patents

Description

本発明はサーマルカメラに関し、より具体的には、サーマルカメラに関連する種々のタイプの問題を自動的に検出することに関する。

サーマルカメラはいろいろなモニタリング状況で使用される。サーマルカメラは、電磁スペクトルの可視範囲内で動作するモニタリングカメラと比べてしばしば好ましく、なぜならば、サーマルカメラが、真っ暗から直射日光に及ぶ本質的に任意の光条件下で動作することができるからである。サーマルカメラは同様に、影、逆光、暗闇、およびさらに偽装された対象などの異なる光条件に対して感度が低い。煙（ｓｍｏｋｅ）、煙霧（ｈａｚｅ）、塵（ｄｕｓｔ）、および薄い霧（ｌｉｇｈｔ ｆｏｇ）などの異なる天候条件においてさえも、サーマルカメラは、概して、非常に良好な性能を有する。さらに、サーマルカメラは、完全な暗闇の中でさえも投光照明（ｆｌｏｏｄｌｉｇｈｔ）を必要としないため、同様に、光汚染を低減し、エネルギー消費を下げる。

サーマルカメラは、人間が背景に溶け込むことをより難しくする非常に小さい温度差を検出することができる。したがって、サーマルカメラは、複雑な背景によって曖昧にされるかまたは暗い影に隠蔽される人間を検出するのに優れている。さらに、多くの他のタイプの対象は同様に、周囲環境と異なる温度を有し、検出を容易にする。少なくともこれらの理由で、サーマルカメラは、工業用地、空港、および発電所の周りの周辺保護などの広範囲のセキュリティ用途において使用することができる。その検出能力は同様に、サーマルカメラを、例えば、研究および救助オペレーションにおいて価値あるツールにする。

１つの例として、サーマルカメラからのライブビデオは、視覚カメラが運動を検出することになるのに先んじて、駐車場内で車の間で歩く人をカメラオペレータに知らせることができる。同定（ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）のことになると、学校においてなど、プライバシーが問題である状況においてサーマルカメラを使用することが可能である。

視覚カメラと比較して、サーマルカメラは、高い画像コントラストを動き検出と組み合わせることによって、より信頼性のある検出および形状認識を提供することができる。これは、少数の偽アラームをもたらし、要員による不必要な応答および行為を低減する。カメラは同様に、画像に熱情報を付加し、例えば、建物内の熱漏洩を発見する、または、車が、直近の期間内に運転されたか否かを判定するために、プロセスをモニターし、温度が変化したときに異常挙動を検出することを可能にする。

概して、サーマルカメラによって取り込まれるビデオは、連続してモニターされない。むしろ、事象が起こるときのみに、オペレータが、警告され、その後、問題が何である場合があるかを決定し、適切な処置をとるであろう。これは、サーマルカメラが改ざんされるかまたは偶然に方向転換される場合、あるいは、サーマルカメラが汚れる場合、このことが、長い間、見過ごされる場合があり、種々のセキュリティおよび信頼性問題をもたらすことになることを意味する。これは、多数の、例えば、千台程度のモニタリングカメラを含むシステムについて特に関連性があり、そのシステムにおいて、カメラオペレータが、十分に定期的に各カメラの「健全度（ｈｅａｌｔｈ）」をチェックすることは実行可能でないまたは可能でない場合がある。少なくともこれらの理由で、サーマルカメラの機能不全を検出するためのよりよい方法についての必要性が存在する。

第１の態様によれば、本発明は、サーマルカメラに関する問題を検出するための、コンピュータシステム内の方法に関する。方法は、
・サーマルカメラについて現在のコントラスト値を決定すること、
・現在のコントラスト値が基準コントラスト値から所定の値より大きい値だけ偏位するか否かを判定すること、および、
・現在のコントラスト値が、基準コントラスト値から所定の値より大きい値だけ、かつ、所定の期間より長い期間の間、偏位すると判定することに応答して、サーマルカメラに関する問題の表示を提供すること
を含む。

これは、レンズ上に汚れが存在すること、画像センサの劣化または動かない機械式シャッター、カメラが改ざんされたことなどのような、サーマルカメラに関する問題が存在するか否かを自動的に検出し、そのような問題をユーザーに警告する方法を提供する。これは、特に、全てのカメラを手作業で連続してモニターすることが実行可能でない場合がある大規模監視カメラシステムにおいて特に有用である。

１つの実施形態によれば、問題は、サーマルカメラが改ざんされたこと、サーマルカメラが方向転換されたこと、および、サーマルカメラのレンズが透過損失を引き起こすように影響を受けること、のうちの１つであるとすることができる。すなわち、広範囲の異なるタイプの問題を、本明細書で述べる技法を使用して発見することができる。やはり、問題が、個々のカメラにおいて手作業で検出することが容易である場合があるが、未検出のカメラ問題のリスクは、数百台または数千台のカメラを含むことができる大規模システムにおいて増大する場合があり、したがって、カメラ機能不全を検出するための信頼性のある自動化方法を有することが重要である。

１つの実施形態によれば、基準コントラスト値および現在のコントラスト値は、ソーベルアルゴリズム、ラプラスアルゴリズム、マイケルソンコントラストアルゴリズム、および、画像エントロピーアルゴリズム、のうちの１つを使用して決定することができる。異なるタイプのアルゴリズムは、或る状況下でおおよそ有用であると証明することができ、異なる計算資源を必要とする場合があるため、目の前の特定の状況に基づいてアルゴリズムを適応されることができることは、問題検出を効率的かつ容易にする可能性がある。

１つの実施形態によれば、基準コントラスト値は、均一背景の温度と異なる温度を有する対象の検出、認識、および同定（ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）の１つまたは複数に関連するジョンソン基準に基づく。

１つの実施形態によれば、基準コントラスト値は、測定されるコントラスト値に対して機械学習プロセスを或る期間にわたって適用することを通して生成される。これは、固定基準コントラスト値ではなく時変性基準コントラスト値が使用されることを可能にし、そのことは、システムの精度を著しく改善することができる。

１つの実施形態によれば、方法は、現在のコントラスト値が基準コントラスト値から所定の値より大きい値だけ偏位するという最も早期の判定に応答して、タイマーを始動すること、一定時間間隔で、現在のコントラスト値の決定、および、現在のコントラスト値が基準コントラスト値から偏位するか否かの判定を繰り返すこと、および、現在のコントラスト値が、基準コントラスト値から所定の値より大きい値だけ、かつ、タイマーが始動されて以来、所定の期間より長い期間の間、偏位したままであることを検出することに応答して、サーマルカメラに関する問題の表示を提供することを含むことができる。すなわち、タイマーは、始動され、また、検出されたコントラスト値および検出されたコントラスト値が所定のコントラスト値にどのように関連するかに基づいてリセットすることができ、所定の期間は、警告がどの時点で生成されるべきかを規定するために設定することができる。コントラスト測定と組み合わせてタイマーを使用することは、問題が起こったか否か、または、特定の画像が撮影されたときに一時的な問題（例えば、鳥がカメラをかすめて飛ぶこと、または、デブリがカメラレンズを一時的に覆うこと）が起こっただけであるか否かを判定する容易でかつ計算的に低コストの方法である。もちろん、カメラに関する問題が全く存在しない状態で、コントラスト値が或る閾値を下回るようにさせる、濃い霧またはかなりの降水（ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ）などの天候関連事象が存在する場合もある。

１つの実施形態によれば、一定時間間隔はおよそ１日～３日に及ぶ。典型的には、サーマルカメラの劣化は、非常に急速には起こらないため、一般に、このタイプの周波数を用いて測定を行うことで十分である。しかしながら、やはり、これは、目の前の特定の状況に特有である。例えば、カメラが潜在的な公共物を汚損する人（ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｖａｎｄａｌ）にとってアクセス可能である場合、または、多くの鳥がいるスポットにカメラが搭載される場合、カメラが、人の手が届かず、うまく保護される場合に比べて短い時間間隔を設定することが有用であるとすることができる。

第２の態様によれば、本発明は、サーマルカメラに関する問題を検出するためのシステムに関する。システムはメモリおよびプロセッサを含む。メモリは命令を含み、命令は、プロセッサによって実行されると、方法であって、
・サーマルカメラについて現在のコントラスト値を決定すること、
・現在のコントラスト値が基準コントラスト値から所定の値より大きい値だけ偏位するか否かを判定すること、および、
・現在のコントラスト値が、基準コントラスト値から所定の値より大きい値だけ、かつ、所定の期間より長い期間の間、偏位すると判定することに応答して、サーマルカメラに関する問題の表示を提供すること
を含む、方法をプロセッサに実施させる。

システムの利点は、方法の利点に対応し、同様に変動する場合がある。

第３の態様によれば、本発明は、サーマルカメラに関する問題を検出するための、上述したシステムを含むサーマルカメラに関する。カメラの利点は、システムの利点に対応し、同様に変動する場合がある。

第４の態様によれば、本発明は、サーマルカメラに関する問題を検出するためのコンピュータプログラムに関する。コンピュータプログラムは命令を含み、命令は、
・サーマルカメラについて現在のコントラスト値を決定するステップ、
・現在のコントラスト値が基準コントラスト値から所定の値より大きい値だけ偏位するか否かを判定するステップ、および、
・現在のコントラスト値が、基準コントラスト値から所定の値より大きい値だけ、かつ、所定の期間より長い期間の間、偏位すると判定することに応答して、サーマルカメラに関する問題の表示を提供するステップ
に対応する。

コンピュータプログラムは、方法の利点に対応する利点を含み、同様に変動する場合がある。

本発明の１つまたは複数の実施形態の詳細は、添付図面および以下の説明において述べられる。本発明の他の特徴および利点は、説明および図面からまた特許請求の範囲から明らかになる。

１つの実施形態による、サーマルカメラに関する問題を検出するためのプロセスを示すフローチャートである。 １つの実施形態による、時変性の所定のコントラスト値および実際のコントラスト値の測定値を示す概略図である。

種々の図面における類似の参照符号は類似の要素を示す。

上記のように、本発明の種々の実施形態に関する１つの目標は、サーマルカメラに関する問題を自動的に検出できるようにすることである。一般的なレベルでは、本発明の種々の実施形態は以下のように機能する。

サーマルカメラによって取り込まれる画像内のコントラスト値（すなわち、画像の最大強度部と最小強度部との差の程度）は、経時的に測定され、正しく設置されかつ正しく機能するサーマルカメラを表すコントラスト値閾値と比較される。取り込まれた画像のコントラスト値がコントラスト値閾値を下回り、所定の時間の間、コントラスト値閾値より小さいままである場合、これは、サーマルカメラが改ざんされたかまたはある種の劣化を受けたことを示す場合があり、オペレータは、考えられる問題をさらに調査するように警告される場合がある。本発明の種々の実施形態は、ここで例としてまた図面を参照してより詳細に述べられるであろう。最初に、しかしながら、サーマルカメラの概要が提示されるであろう。

電磁スペクトルの可視範囲内で動作する従来のネットワークカメラおよびサーマルネットワークカメラは、圧縮およびネットワーキング機能、異なる環境および状況において使用するための異なるフォームファクタの可用性などのような多くの態様において同様である。しかしながら、２つのもの（レンズおよびセンサ）は実質的に異なる。

通常ガラスは熱放射を遮断するため、通常ガラスベースの光学部品およびレンズは、サーマルカメラで使用することができない。現在、ゲルマニウムが、サーマルカメラ光学部品について最も一般的に使用される材料である。スズおよびシリコンと化学的に類似した高価なメタロイドであるゲルマニウムは、ＩＲ光を通過させながら、可視光を遮断する。純粋のゲルマニウムを使用することに対する代替法も存在する。例えば、一部のレンズは、より広いスペクトルのＩＲ光が通過することを可能にする、カルコゲナイドガラスと呼ぶゲルマニウムベース材料で作られる。

サーマルカメラ内のセンサは、熱赤外（ＩＲ：ｉｎｆｒａｒｅｄ）放射に感度がある数千個の検出器のアレイである。サーマルイメージングのために使用される検出器は、２つのタイプ：冷却式および非冷却式ＩＲセンサに大まかに分割することができる。非冷却式ＩＲ画像センサは、より小さく、少数の可動部と共に構築され、そのことは、非冷却式ＩＲ画像センサを、冷却式の相方より安価にする。冷却式センサを有するカメラは、概して、サービスされる必要があり、また同様に、冷却媒体を８，０００～１０，０００時間ごとに再充填される。商業的に最も入手可能なサーマルカメラは、非冷却式ＩＲセンサを使用し、したがって、本明細書の説明は、そのようなセンサに言及するであろう。しかしながら、本発明の種々の実施形態による技法が、冷却式センサを有するカメラに適用することもできること、および、特許請求の範囲が非冷却式センサを有するサーマルカメラのみに限定されるものと解釈されるべきでないことが留意されるべきである。

非冷却式センサは、通常、約８～１５マイクロメートルの長波赤外（ＬＷＩＲ：Ｌｏｎｇ－ｗａｖｅ Ｉｎｆｒａｒｅｄ）帯で動作し、全てが特有の利益を提供する種々の材料に基づくことができる。１つの一般的な設計は、当業者によく知られているマイクロボロメータ技術に基づく。マイクロボロメータは、概して、ピクセルのアレイを構成し、それぞれのピクセルは、熱検知材料を含むマイクロボロメータから構築され、熱検知材料の電気抵抗率は、熱検知材料が、入射するＩＲ放射を吸収するときに変化する。ＩＲ吸収材料は、電極によって読み出し回路に接続され、吸収材料を通過するＩＲ放射を後方に反射するために、反射体がＩＲ吸収材料の内部に配置される。ピクセルの熱吸収特性に対する対流の影響を低減するために、マイクロボロメータは真空封止される。マイクロボロメータの内部で放出されるガス分子と反応するまたはそれを吸収するために、ゲッター材料がマイクロボロメータ内に堆積され、それにより、真空の寿命を延長することができる。マイクロボロメータに入射するＩＲ放射は、ＩＲ吸収材料の抵抗率を変化させ、その変化は、処理するために読み出し回路に転送される。抵抗率の変化は、ＩＲ放射がそこから生じる、取り込まれるシーンの部分の温度に変換される。

解像度は、従来のネットワークカメラの場合に比べてサーマルカメラの場合、概して低い。これは、主にサーマルイメージングに関わるより高価なセンサ技術による。ピクセルはより大きく、そのことは、センササイズならびに材料および生産のコストに影響を及ぼす。現在、サーマルカメラについての典型的な解像度は、１６０×１２０から６４０×４８０の高解像度（ＶＧＡ）に及ぶが、さらに高いまたは低い解像度が利用可能である。

サーマルカメラの解像度は同様に、対象を検出するその能力と関連がある。対象を検出するために必要とされる解像度は、ピクセル単位で述べられ、いわゆる「ジョンソン基準（Ｊｏｈｎｓｏｎ‘ｓ ｃｒｉｔｅｒｉａ）」によって決定される。これらの基準は、観察者が対象を指定されたレベルで識別する５０％確率を提供し、サーマルカメラの場合、対象とその背景との間の温度差は、少なくとも２℃（３．６°Ｆ）である必要がある。１つの実装態様において、サーマルネットワークカメラのために使用されるジョンソン基準のレベルは、以下の通りである：
・少なくとも１．５ピクセルが検出のために必要とされる（すなわち、観察者は、対象が存在することを見ることができる）。
・少なくとも６ピクセルが認識のために使用される（すなわち、観察者は、対象、例えば、フェンスの前の人を識別することができる）。
・少なくとも１２ピクセルが同定のために使用される（すなわち、観察者は、対象および対象の特徴、例えば、手にバールを持っている人を識別することができる）。

ジョンソン基準は、可視情報が人間の観察者によって処理されるという仮定の下で作成された。情報が、代わりに、アプリケーションアルゴリズムによって処理される場合、信頼性のある操作のためにターゲットに対して必要とされるピクセス数に関する特定の要件が存在するであろう。全てのビデオアナリティクスソフトウェアアルゴリズムは、或る数のピクセルを用いて働く必要があるが、正確な数のピクセルは変動する場合がある。人間の観察者が対象を検出することができても、アプリケーションアルゴリズムは、適切に働くために所与の検出範囲において多数のピクセルをしばしば必要とする。

類似のタイプの基準は、ここで図１を参照してより詳細に論じられるように、測定されたコントラスト値をそれに対して比較することができる、画像についての基準コントラストを決定するために使用することができ、図１は、１つの実施形態による、サーマルカメラに関する問題を検出するための方法１００のフローチャートを示す。図１に見ることができるように、方法１００は、サーマルカメラによって取り込まれる現在の画像についてコントラスト値を決定する、ステップ１０２、ことによって始まる。コントラスト値は、当業者が情通している幾つかの方法において決定することができる。少数の例が、その例のそれぞれの利点および欠点と共にここで示されるであろう。種々の方法が、目の前の特定の状況に基づいて、使用するのが良くもなり悪くもなること、および、どんな条件下でどんな特定のアルゴリズムを使用するかが、当業者が行う選択であることが理解される。

コントラストを決定するための１つの方法は、画像内のコントラストの大域的尺度であるマイケルソンコントラストを使用することである。マイケルソンコントラスト関数は、画像内の鋭利なエッジのような特徴を全く捕捉せず、代わりに、画像内の最小および最大ピクセル強度に作用するだけである。画像内の最小ピクセル強度と最大ピクセル強度との差が大きくなればなるほど、関数の出力は大きくなる。

コントラストを決定するための別の方法は、コントラストについての規定として画像の二乗平均平方根を使用するＲＭＳ（：Ｒｏｏｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ、二乗平均平方根）コントラストを使用することである。ＲＭＳ公式は、ピクセル強度だけでなく、画像の幅および高さも考慮する。この測定は同様に、大域的であるが、画像内の最大および最小ピクセル強度値のみと比べて多くのピクセルを考慮する。ピクセル間の高い強度変動はより高いコントラストに寄与する。

コントラストを決定するためのさらに別の方法はソーベルフィルタを使用することである。ソーベルフィルタは、典型的には、コントラスト測定ではなくエッジ検出アルゴリズムとして使用される。ソーベルフィルタは、画像にわたって２つの別個の畳み込みカーネル（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ ｋｅｒｎｅｌ）を掃引することによって働き、一方のカーネルはｘ軸に沿うエッジ検出のためのものであり、他のカーネルはｙ軸に沿うエッジ検出のためのものである。ソーベル演算子は、画像内の鋭利なエッジを検出するのが得意であるため、コントラストの尺度として見ることができ、なぜならば、画像が鋭利なエッジを有するときに高コントラストがしばしば知覚されるからである。これは、画像内に鋭利なエッジが存在しないためにレンズの焦点が合っていない場合に、画像サンプルを見出すために有用である。

ソーベルアルゴリズムの出力は画像全体であり、そのことは、ソーベルフィルタリングに続いて、単一値であって、その後、比較のために使用することができる、単一値に至る画像の或る種のマッピングが行われなければならないことを意味する。これは幾つかの方法で行うことができる。コントラストを測定する１つの簡単な方法は、出力ソーベル画像内で最大値を採取することである。これは計算が安価である；しかしながら、画像内の単一の鋭利なエッジは、高コントラストを有するものとして画像を分類するのに十分であることになり、それは、常に望ましいわけではない場合がある。別の方法は、全てのピクセルを考慮する測定を行い、ソーベル画像内のどれだけの数のピクセルがゼロから偏位するかに基づいてコントラストを測定することである。ソーベルを単一のコントラスト尺度値に変えるさらに別の方法は、出力画像の平均を使用することである。これは、全てのピクセルを考慮し、全てのエッジが、数と鋭利度の両方において、出力値に寄与することを可能にする。これらが、少数の代表的な技法であるに過ぎず、当業者の能力内に入る多くの他の変形が存在することが留意されるべきである。

コントラストを決定した後、そのコントラスト値が基準コントラスト値から所定のコントラスト値より大きいコントラスト値だけ偏位するか否かについて判定が行われる、ステップ１０４。幾つかの実装態様において、所定のコントラスト値は、上記で論じたように、ジョンソン基準に基づいて決定される固定値であるとすることができる。すなわち、検出のための１つの所定のコントラスト値が存在することができ、認識のための別の所定のコントラスト値、および、同定のためのさらに別の所定のコントラスト値が存在することができ、特定の状況および特定の所定のコントラスト値に基づいて、コントラスト値を使用することができる。

幾つかの実装態様において、所定のコントラスト値は、ジョンソン基準を使用して決定されない場合がある。代わりに、所定のコントラスト値は、例えば、均一背景に対して、対象または人々の、検出、認識、および同定のためにそれぞれ必要とされる所定のコントラスト値を測定し、これらの測定値を所定のコントラスト値として使用することによって、カメラのセットアップ中に実験的に決定することができる。

さらに他の実装態様において、所定のコントラスト値は、シーンが、あまりにも「ファジー（ｆｕｚｚｙ）」であるとまたはあまりにも低い品質を持つとオペレータによって視覚的に見なされるまで、モニターされるシーンの焦点をぼかすかまたはその他の方法で劣化させることによって、シミュレートされ、その後、そのようなシミュレーションに基づく所定のコントラスト値に基づくことができる。

所定のコントラスト値が同様に、時間と共に、例えば、時刻、季節などに基づいて、および、天候に基づいて変動する可能性があることが留意されるべきである。この時間変数値は、例えば、或る期間にわたってコントラスト値を測定し、機械学習アルゴリズムを使用して、所与のセットの状況について何が「通常の（ｎｏｒｍａｌ）」コントラスト値であることになるかを規定することによって、決定され、その後、その「通常値（ｎｏｒｍａｌ ｖａｌｕｅ）」をコントラスト基準値として使用することができる。図２は、実際のコントラスト測定値（上部曲線）がどのように経時的に変動するかを概略的に示す。これらの測定値を、予想される経時的な変動を記述する曲線（中央曲線）になるように補間することができる。最後に、変動する所定の閾値を、例えば、補間された曲線の値の８０％（下の破線曲線）に設定することができ、その閾値を、任意の所与の時刻における所定の閾値として使用することができる。

測定されたコントラスト値が許容可能範囲内に入る場合、タイマーはリセットされ、ステップ１０６、プロセスは、ステップ１０２に戻り、別の画像についてコントラスト値を測定することを、上記で説明したように継続する。コントラスト測定が行われる頻度は、変動する可能性があるが、幾つかの実装態様において、コントラスト測定は、典型的には、約１０分ごとに行われる。

しかしながら、測定されたコントラスト値が許容可能範囲から外れる場合、タイマーは読み取られ、ステップ１０８、タイマー値は、その後、ステップ１１０にてタイマーが終了したか否かを見るために調べられる。タイマーが終了していない場合、プロセスは、上述したようにステップ１０２に戻る。これが効果的に意味することは、初め、測定画像のコントラスト値が所定のコントラスト値を下回り、これが起こる時刻が記録されることである。その後、コントラスト値が新しい画像について決定され、これらのコントラスト値（または、これらのコントラスト値の少なくとも大多数）が閾値より小さくあり続けるため、方法は、これがどれほど長く続いていたかを追跡する。或る時間が経過し（すなわち、タイマーが終了し）、コントラスト値が、依然として閾値より小さいままであると、ステップ１１２にて、警告が生成され、プロセスを終了する。タイマーについての終了時刻は、ユーザーによって決定することができるが、室外環境に設置されるカメラの場合、典型的には１日～３日の範囲内にあり、また、室内環境に設置されるカメラの場合、典型的にはより短い。しかしながら、これらの値が、状況に非常に依存し、また、ほとんどの状況で、目の前の特定の状況に適合するためにカメラのオペレータによって調整されなければならないことになることが留意されるべきである。

ステップ１１２にて生成される警告は、例えば、サーマルカメラが或る種の問題にさらされており、手作業で調査される必要があるという、カメラオペレータに対する警告であるとすることができる、または、カメラ上である種の試験シーケンスを実行するメンテナンスチームに対する警告である可能性がある、または、問題が解決するまで同じシーンをカバーする異なるカメラに切り替える命令である可能性がある。多くの変形を、当業者が想定することができる。警告は、ビデオ管理システム内のスクリーンメッセージ、オペレータの携帯電話に対するテキストメッセージ、またはコントロールセンター内のスピーカーを介した音声メッセージを通してなど、考えられる幾つかの方法のうちの任意の方法でオペレータに提示することができる。

当業者によって認識されるように、本発明の態様は、システム、方法、またはコンピュータプログラム製品として具現化することができる。したがって、本発明の態様は、完全にハードウェアの実施形態、完全にソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マクロコードなどを含む）、または、ソフトウェア態様およびハードウェア態様を組み合わせる実施形態の形態をとることができ、それら全てを、全体として本明細書で「回路（ｃｉｒｃｕｉｔ）」、「モジュール（ｍｏｄｕｌｅ）」、または「システム（ｓｙｓｔｅｍ）」と呼ぶことができる。さらに、本発明の態様は、コンピュータ可読プログラムコードがそこで具現化されている１つまたは複数のコンピュータ可読媒体（複数可）で具現化されるコンピュータプログラム製品の形態をとることができる。

１つまたは複数のコンピュータ可読媒体（複数可）の任意の組み合わせを利用することができる。コンピュータ可読媒体はコンピュータ可読信号媒体またはコンピュータ可読記憶媒体であるとすることができる。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、限定はしないが、電子、磁気、光、電磁、赤外、または半導体のシステム、装置、またはデバイス、あるいは上記の任意の適切な組み合わせであるとすることができる。コンピュータ可読記憶媒体のより特定の例（非網羅的リスト）は、以下：１つまたは複数のワイヤを有する電気接続、可搬型コンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、光ファイバ、可搬型コンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、光記憶デバイス、磁気記憶デバイス、または上記の任意の適切な組み合わせを含むことになる。本文書の文脈で、コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、装置、またはデバイスによってまたはそれに関連して使用するためのプログラムを収容または記憶することができる任意の有形媒体であるとすることができる。

コンピュータ可読信号媒体は、例えばベースバンドのまたは搬送波の一部としての、その中で具現されたコンピュータ可読プログラムコードを有する伝搬データ信号を含むことができる。そのような伝搬信号は、限定はしないが、電磁、光、またはその任意の適切な組み合わせを含む種々の形態の任意の形態をとることができる。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読記憶媒体ではなく、命令実行システム、装置、またはデバイスによってまたはそれに関連して使用するためのプログラムを、通信、伝搬、または輸送することができる任意のコンピュータ媒体であるとすることができる。

コンピュータ可読媒体上で具現化されるプログラムコードは、限定はしないが、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦなど、または上記の任意の適切な組み合わせを含む任意の適切な媒体を使用して伝送することができる。本発明の態様についての動作を実施するためのコンピュータプログラムコードは、１つまたは複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで書くことができ、プログラミング言語は、Ｊａｖａ、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋、または同様なものなどのオブジェクト指向プログラミング言語、および、「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語などの従来の手続き型プログラミング言語を含む。プログラムコードは、ユーザーのコンピュータ上で完全に、ユーザーのコンピュータ上で部分的に、独立型ソフトウェアパッケージとして、ユーザーのコンピュータ上で部分的にかつリモートコンピュータ上で部分的に、あるいはリモートコンピュータまたはサーバー上で完全に実行することができる。後者のシナリオにおいて、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）またはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを通してユーザーのコンピュータに接続することができる、または、接続は、（例えば、インターネットサービスプロバイダーを使用するインターネットを通して）外部コンピュータに対して行うことができる。

本発明の態様は、本発明の実施形態による、方法、装置（システム）、およびコンピュータプログラム製品のフローチャート図および／またはブロックダイヤグラムを参照して述べられる。フローチャート図および／またはブロックダイヤグラムの各ブロックならびにフローチャート図および／またはブロックダイヤグラム内のブロックの組み合わせは、コンピュータプログラム命令によって実装することができる。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータのプロセッサ、または他のプログラム可能データ処理装置に提供されて、コンピュータのプロセッサまたは他のプログラム可能データ処理装置によって実行される命令が、フローチャートおよび／またはブロックダイヤグラムの１つまたは複数のブロックで指定される機構／行為を実装するための手段を作成するような機械を生み出すことができる。

これらのコンピュータプログラム命令は同様に、コンピュータ可読媒体に記憶することができ、コンピュータプログラム命令は、コンピュータ可読媒体に記憶された命令が、フローチャートおよび／またはブロックダイヤグラムの１つまたは複数のブロックで指定される機構／行為を実装する命令を含む製造品を生み出すような特定の方法で機能するように、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、または他のデバイスに指令することができる。

コンピュータプログラム命令は同様に、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、または他のデバイスにロードされて、一連の動作ステップをコンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、または他のデバイス上で実施させ、それにより、コンピュータまたは他のプログラム可能データ処理装置上で実行される命令が、フローチャートおよび／またはブロックダイヤグラムの１つまたは複数のブロックで指定される機構／行為を実装するためのプロセスを提供するようなコンピュータ実装式プロセスを生み出すことができる。

図のフローチャートおよび／またはブロックダイヤグラムは、本発明の種々の実施形態による、システム、方法、およびコンピュータプログラム製品の考えられる実装態様のアーキテクチャ、機能、および動作を示す。これに関して、フローチャートまたはブロックダイヤグラム内の各ブロックは、指定された論理機能（複数可）を実装するための１つまたは複数の実行可能命令を含む、モジュール、セグメント、または命令の所定の部分を表すことができる。幾つかの代替の実装態様において、ブロックにおいて述べる機能は、図で述べる順序から外れて起こる場合がある。例えば、連続して示す２つのブロックは、実際には、実質的に同時に実行することができる、または、ブロックは、時として、関係する機能に応じて、逆順で実行することができる。ブロックダイヤグラムおよび／またはフローチャート図の各ブロックおよびブロックダイヤグラムおよび／またはフローチャート図内のブロックの組み合わせが、指定された機能または行為を実施するあるいは専用ハードウェアおよびコンピュータ命令の組み合わせを実施する専用ハードウェアベースシステムによって実装することができることも留意されるであろう。

本発明の種々の実施形態の説明は、例示のために提示されたが、網羅的であることまたは開示する実施形態に限定されることを意図されない。多くの修正および変形が、述べる実施形態の範囲および趣旨から逸脱することなく、当業者に明らかになるであろう。例えば、矩形の機械式シャッターは、上述した種々の実施形態において例として使用された。しかしながら、シャッターは、光路内に移動する任意の形状の平坦表面、アイリス、または検出器の視線をカメラ内の均一表面に向けるミラーなどの幾つかの他の形態をとることもできる。そのため、特許請求項の範囲内に入る多くの他の変形を、当業者によって想定することができる。

本明細書で使用する用語は、実施形態の原理、実用的な用途、または市場で見出される技術に勝る技術的改善を最もよく説明するために、また、当業者が、本明細書で開示される実施形態を理解することを可能にするために選択された。

Claims (9)

1. サーマルカメラに関する問題を検出するための方法であって、
   前記サーマルカメラについて現在のコントラスト値を決定すること、
   前記現在のコントラスト値が基準コントラスト値から所定の値より大きい値だけ偏位するか否かを判定すること、
   一定時間間隔で、現在のコントラスト値の前記決定、および、前記現在のコントラスト値が前記基準コントラスト値から偏位するか否かの前記判定を繰り返すこと、
   前記現在のコントラスト値が前記基準コントラスト値から前記所定の値より大きい値だけ偏位するという最も早期の判定に応答して、タイマーを始動すること、および、
   前記現在のコントラスト値が、前記基準コントラスト値から前記所定の値より大きい値だけ、かつ、前記タイマーが始動されて以来、所定の期間より長い期間の間、偏位すると判定することに応答して、前記サーマルカメラに関する問題の表示を提供すること
   を含み、
   前記基準コントラスト値及び前記所定の値の両方が時変である、方法。
2. 前記問題は、前記サーマルカメラが改ざんされたこと、前記サーマルカメラが方向転換されたこと、および、前記サーマルカメラのレンズが透過損失を引き起こすように影響を受けること、のうちの１つである、請求項１に記載の方法。
3. 前記基準コントラスト値および前記現在のコントラスト値は、前記サーマルカメラによって取り込まれる画像にソーベルアルゴリズムを適用することによって得られるソーベル画像を表すコントラスト値、前記サーマルカメラによって取り込まれる前記画像に適用されるマイケルソンコントラストアルゴリズム、および、前記サーマルカメラによって取り込まれる前記画像に適用される画像エントロピーアルゴリズム、のうちの１つを使用して決定される、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記所定の値は、均一背景の温度と少なくとも２℃だけ異なる温度を有する対象の検出、認識、および同定の１つまたは複数に関連するジョンソン基準に基づき、少なくとも１．５ピクセルは前記対象の検出のために使用され、少なくとも６ピクセルは前記対象の認識のために使用され、少なくとも１２ピクセルは前記対象の同定のために使用される、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記基準コントラスト値は、測定されるコントラスト値に対して機械学習プロセスを或る期間にわたって適用することを通して生成される、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記一定時間間隔はおよそ１日～３日に及ぶ、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
7. サーマルカメラに関する問題を検出するためのシステムであって、
   メモリと、
   プロセッサとを備え、
   前記メモリは命令を含み、前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、
   前記サーマルカメラについて現在のコントラスト値を決定すること、
   前記現在のコントラスト値が基準コントラスト値から所定の値より大きい値だけ偏位するか否かを判定すること、
   一定時間間隔で、現在のコントラスト値の前記決定、および、前記現在のコントラスト値が前記基準コントラスト値から偏位するか否かの前記判定を繰り返すこと、
   前記現在のコントラスト値が前記基準コントラスト値から前記所定の値より大きい値だけ偏位するという最も早期の判定に応答して、タイマーを始動すること、および、
   前記現在のコントラスト値が、前記基準コントラスト値から前記所定の値より大きい値だけ、かつ、前記タイマーが始動されて以来、所定の期間より長い期間の間、偏位すると判定することに応答して、前記サーマルカメラに関する問題の表示を提供すること
   を含む方法を前記プロセッサに実施させ、
   前記基準コントラスト値及び前記所定の値の両方が時変である、システム。
8. 請求項７に記載のシステムを含むサーマルカメラ。
9. 非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、プログラム命令が非一時的コンピュータ可読記憶媒体によって具現化されており、前記プログラム命令は、サーマルカメラに関する問題を検出するための方法を実施するためにプロセッサによって実行可能であり、前記方法は、
   前記サーマルカメラについて現在のコントラスト値を決定すること、
   前記現在のコントラスト値が基準コントラスト値から所定の値より大きい値だけ偏位するか否かを判定すること、
   一定時間間隔で、現在のコントラスト値の前記決定、および、前記現在のコントラスト値が前記基準コントラスト値から偏位するか否かの前記判定を繰り返すこと、
   前記現在のコントラスト値が前記基準コントラスト値から前記所定の値より大きい値だけ偏位するという最も早期の判定に応答して、タイマーを始動すること、および、
   前記現在のコントラスト値が、前記基準コントラスト値から前記所定の値より大きい値だけ、かつ、前記タイマーが始動されて以来、所定の期間より長い期間の間、偏位すると判定することに応答して、前記サーマルカメラに関する問題の表示を提供すること
   を含み、
   前記基準コントラスト値及び前記所定の値の両方が時変である、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。

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