JPWO2017122660A1 - ガス可視化装置、ガス可視化方法およびガス可視化プログラム - Google Patents

Abstract

ガス可視化装置は、監視領域を撮影した赤外線画像を受け取る受信部（１２５）と、前記赤外線画像に基づき被検出ガスを可視化した第一可視画像を生成する画像生成部（１２６）と、前記第一可視画像に基づいて、互いに異なる複数のパラメータ値を用いて画像処理を行って、表示用に複数の第二可視画像を生成する画像処理部（１２７）と、を備える。

Description

本発明は、赤外線画像を用いて、被検出ガスを可視化した画像（以下、単に、可視画像ということがある）を生成するガス可視化装置、ガス可視化方法およびガス可視化プログラムに関する。

従来、上記のようなガス可視化装置としては、例えば、下記の特許文献１に記載の気体検出装置および下記の特許文献２に記載のガス漏れ検出装置がある。

特許文献１の気体検出装置は、被検出ガスが封入されている密閉構造体と、密閉構造体を加熱する構造体加熱手段と、被検出ガスによって吸収される波長の赤外線を透過し構造体加熱手段によって加熱された密閉構造体から放射される赤外線を受ける光学フィルタと、光学フィルタを透過した赤外線を受光し検出信号に変換する赤外線検出手段と、赤外線検出手段の出力を可視画像として表示する信号表示手段とを備える。この可視画像において、被検出ガスは黒い色で示される。被検出ガスが高濃度である程、黒い部分が濃くなる。

また、特許文献２のガス漏れ検出装置は、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線画像を処理する画像処理部とを有する。画像処理部は、時系列に並べられた複数の赤外線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。また、ガス漏れ検出装置は、被検出ガスを示すゆらぎを背景画像に合成し表示する。

特開２０１５−９９１６８号公報 特開２０１２−５８０９３号公報

被検出ガスは、可視化のために画像処理を経る。この画像処理により、被検出ガスの情報は単純化されるか、極端に誇張されることがある。そのため、従来の可視画像には、ユーザが被検出ガスの有無を判断し難いという問題点があった。

それゆえに、本発明の目的は、被検出ガスの有無をユーザが判断し易い可視画像を生成可能なガス可視化装置、ガス可視化方法およびガス可視化プログラムを提供することである。

本発明の第一形態は、監視領域を撮影した赤外線画像を受け取る受信部と、前記赤外線画像に基づき、前記監視領域における被検出ガスを可視化した第一可視画像を生成する画像生成部と、前記第一可視画像に基づいて、互いに異なる複数のパラメータ値を用いて画像処理を行って、表示用に複数の第二可視画像を生成する画像処理部と、を備えたガス可視化装置に向けられる。

本発明の第二形態は、監視領域を撮影した赤外線画像を受け取る受信ステップと、前記赤外線画像に基づき被検出ガスを可視化した第一可視画像を生成する画像生成ステップと、前記第一可視画像に基づいて、互いに異なる複数のパラメータ値を用いて画像処理を行って、表示用に複数の第二可視画像を生成する画像処理ステップと、を備えたガス可視化方法に向けられる。

本発明の第三形態は、監視領域を撮影した赤外線画像を受け取る受信部、前記赤外線画像に基づき被検出ガスを可視化した第一可視画像を生成する画像生成部、および、前記第一可視画像に基づいて、互いに異なる複数のパラメータ値を用いて画像処理を行って、表示用に複数の第二可視画像を生成する画像処理部として、コンピュータ装置を機能させるためのガス可視化プログラムに向けられる。

上記各形態によれば、互いに異なる複数のパラメータ値を用いた画像処理により、複数の第二可視画像が生成されるため、ユーザが被検出ガスの有無を判断し易いガス可視化装置、ガス可視化方法、および、ガス可視化プログラムを提供することが可能となる。

本発明の各実施形態に係るガス可視化装置の応用例であるガスモニタのハードウェア構成および機能ブロック構成を示す図である。 第一実施形態に係るガスモニタに表示される可視画像を示す図である。 第一実施形態に係るガスモニタの動作を示すフロー図であって、第一実施形態に係るガス可視化方法およびガス可視化プログラムを示すフロー図である。 赤外線動画を構成する各フレームを示す模式図である。 図３のステップＳ０３（即ち、図１の画像生成部）の詳細な処理手順を示すフロー図である。 時系列画素データを示すグラフと、周波数成分データを示すグラフである。 差分データを示すグラフである。 第一ばらつきデータを示すグラフである。 図３のステップＳ０６（即ち、図１の画像処理部）の詳細な処理手順を示すフロー図である。 図９のステップＳ２４の処理内容を示す図である。 図３のステップＳ０９（即ち、図１の画像処理部）の詳細な処理手順を示すフロー図である。 変形例に係るガス可視化装置を応用したサーバ装置のハードウェア構成および機能ブロック構成を示す図である。 第二実施形態に係るガスモニタの動作を示すフロー図であって、第二実施形態に係るガス可視化方法およびガス可視化プログラムを示すフロー図である。 図１３のステップＳ４１（即ち、図１の画像処理部）の詳細な処理手順を示すフロー図である。 図１４のステップＳ５６で生成される合成画像を示す図である。

≪１．第一実施形態≫
以下、上記図面を参照して、本発明の第一実施形態に係るガス可視化装置、ガス可視化方法およびガス可視化プログラムを応用したガスモニタ１Ａを詳説する。

≪１−１．ガスモニタの構成≫
図１において、ガスモニタ１Ａは、例えばポータブルビデオカメラ、ノート型ＰＣ、スマートフォンまたはタブレット端末のような外観をしており、赤外線撮影装置１１と、ガス可視化装置１２と、表示装置１３と、入力装置１４と、を備えている。

赤外線撮影装置１１は、例えばガス漏れを監視すべき領域（以下、監視領域という）を撮影して、予め定められたフレームレートを有するデジタルの赤外線動画Ｖｉｒを生成する。赤外線撮影装置１１は、生成した赤外線動画Ｖｉｒをガス可視化装置１２に順次出力する。ここで、赤外線動画Ｖｉｒは、赤外線画像の一例である。かかる赤外線動画Ｖｉｒを生成するため、赤外線撮影装置１１は、赤外線光学系１１１と、光学フィルタ１１２と、エリアイメージセンサ（二次元イメージセンサ）１１３と、信号処理部１１４と、を備えている。

赤外線光学系１１１は、被写体となる監視領域から入射された赤外線ＩＲ０を、エリアイメージセンサ１１３に結像させるために、光学フィルタ１１２に出射する。

光学フィルタ１１２は、赤外線光学系１１１とエリアイメージセンサ１１３の間を結ぶ光路上に配置され、赤外線光学系１１１を通過した赤外線ＩＲ０のうち、所定波長帯に含まれる赤外線ＩＲ１のみを通過させる。ここで、光学フィルタ１１２の通過波長帯は、実質的に、被検出ガスの吸収波長帯域に設定される。例えば、通過波長帯を３．２μｍから３．４μｍの中波長域とすると、表１の右列上段に記載のガスが検知可能となる。また、通過波長帯を長波長域とすると、表１の右列下段に記載のガスが検知可能となる。

エリアイメージセンサ１１３は、光学フィルタ１１２を通過した赤外線ＩＲ１に対し光電変換を行って、監視領域の赤外線画像を表すアナログの電気信号ＡＳを生成し出力する。エリアイメージセンサ１１３の動作原理および素材は、光学フィルタ１１２の通過波長帯により、適切に選ばれる。通過波長帯が３．２μｍ〜３．４μｍであれば、冷却型アンチモン化インジウムイメージセンサ等が使用され、通過波長帯が１０μｍ〜１１μｍであれば、冷却型ＱＷＩＰ（量子井戸型赤外線検知素子）等が使用される。

なお、以下では、被検出ガスはメタンであるとして説明を続ける。

信号処理部１１４は、エリアイメージセンサ１１３からアナログ信号ＡＳを受信し、デジタル信号に変換して赤外線動画Ｖｉｒを生成する。なお、信号処理部１１４は、必要に応じて周知の画像処理を行うこともある。信号処理部１１４は、生成した赤外線動画Ｖｉｒを、所定のフレームレートでガス可視化装置１２に順次出力する。

ガス可視化装置１２は、通信部１２１と、コンピュータ装置の典型例としてのＣＰＵ１２２と、不揮発性メモリ１２３と、メインメモリ１２４と、を備えている。

通信部１２１は、ガス可視化装置１２と他装置１１，１３，１４との通信インタフェイスである。

ＣＰＵ１２２は、不揮発性メモリ１２３に予め格納されているプログラムＰ１Ａを、メインメモリ１２４を作業領域として用いて実行することで、図１の左側に示すように、受信部１２５と、画像生成部１２６と、画像処理部１２７と、表示制御部１２８として機能する。これらの機能ブロック１２５〜１２７により、ガス可視化装置１２は、赤外線撮影装置１１から受け取った赤外線動画Ｖｉｒを用いて、監視領域内に存在しうる被検出ガスを可視化した第一可視画像Ｉｖ１を生成し、その後、第一可視画像Ｉｖ１に対して所定の画像処理を行って、第二可視画像Ｉｖ２を生成する。表示制御部１２８は、第二可視画像Ｉｖ２を表示装置１３に転送する。

第二可視画像Ｉｖ２には、図２に示すように、監視領域Ａ１に漏出する被検出ガスＡ２が示される共に、少なくとも一つのグラフィカルユーザインタフェイス部（以下、ＧＵＩ部という）Ａ３が合成される。ＧＵＩ部Ａ３は、例えば、スライダであって、ユーザが選択可能な画像処理で使用されるパラメータが割り当てられる。また、ＧＵＩ部Ａ３は、パラメータの値を増減させるために、ユーザによりスライド操作される。なお、図２に示すように、第二可視画像Ｉｖ２には、被検出ガスの漏出位置Ｐ１が示されることもある。

表示装置１３は、例えば液晶ディプレイであって、ガス可視化装置１２の表示制御部１２８から順次転送されてくる第二可視画像Ｉｖ２を順次表示する。

また、入力装置１４は、例えば表示装置１３に組み込まれたタッチパネルであって、ユーザにより操作される。本実施形態では、ユーザは、表示装置１３に表示されたＧＵＩ部Ａ３をユーザが指でスライドさせることで、パラメータを選択するとともにパラメータ値を変更する。これに応答して、入力装置１４は、選択されたパラメータおよびパラメータ値を含む情報（以下、パラメータ変更要求という）をＣＰＵ１２２に送信する。

≪１−２．ガスモニタの動作≫
次に、図３等を参照して、ガスモニタ１Ａの動作、特にガス可視化装置１２の動作を重点的に説明する。

まず、図３のステップＳ０１において、赤外線撮影装置１１は、上述の通り、監視領域から生じる赤外線ＩＲから赤外線動画Ｖｉｒを生成しガス可視化装置１２に転送する。

次に、ステップＳ０２において、ガス可視化装置１２の通信部１２１は、赤外線動画Ｖｉｒを構成する各フレームを順次受信し、受信部１２５（ＣＰＵ１２２）の制御下でメインメモリ１２４に順次格納する。

メインメモリ１２４内の赤外線動画Ｖｉｒは、図４に模式的に示すように、時系列に並ぶｋ個のフレームＦ（１），Ｆ（２），…Ｆ（ｋ）を少なくとも含む。ｋは、メインメモリ１２４内の総フレーム数であって、原理的には３以上の自然数でよいが、相対的に大きな値（本実施形態では２１超）とすることが望ましい。各フレームＦ（１）〜Ｆ（ｋ）は、模式的には、ドットマトリクス状のｍ個の画素Ｐ（１）〜Ｐ（ｍ）を含む。各画素Ｐ（１）〜Ｐ（ｍ）の値は自画素の温度を示す。なお、メインメモリ１２４内のフレームＦ（１）〜Ｆ（ｋ）は、例えばＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−Ｉｎ，Ｆｉｒｓｔ−Ｏｕｔ）方式で更新される。

本実施形態では、フレームＦ（１）〜Ｆ（ｋ）において同位置に存在する画素Ｐの値を時系列に並べたデータを、時系列画素データＤ１（１）〜Ｄ１（ｍ）という。なお、図４には、代表的に、各フレームＦの１番目の画素Ｐの値からなる時系列画素データＤ１（１）が示される。図４にはさらに、時系列画素データＤ１（ｍ）も示される。

再度図３を参照する。ステップＳ０３において、ＣＰＵ１２２は、画像生成部１２６として機能し、時系列画素データＤ１に所定の統計処理を行う。これによって、ＣＰＵ１２２は、赤外線動画Ｖｉｒに基づいて、監視領域に存在しうる被検出ガスを可視化した第一可視画像Ｉｖ１を生成する。ここで、被検出ガスの検出手法は公知技術を使用することも可能であるが、本実施形態では、下記の特徴的な統計処理が採用される。

まず、特徴的な統計処理を採用する技術的背景を説明する。
ガス漏れによる温度変化は僅かで例えば、０．２℃であるのに対し、監視領域の温度は天候等の影響で例えば４℃というように短時間の間に大きく変化する。ガス漏れと監視領域の温度変化とが同時に起こると、漏出ガスによる温度変化と、監視領域の温度変化とが重なることになる。監視領域の温度変化の方がガスの温度変化よりも大きいので、従来の赤外線画像を用いたガス検出では、監視領域の温度変化に漏出ガスの温度変化が埋もれ、被検出ガスの可視化が非常に困難であることを本件出願人は見出した。かかる問題点に鑑み、本件出願人は、図５に示すような統計処理をガス可視化装置１２に採用するに至った。

図５のステップＳ１１において、ＣＰＵ１２２は、ｍ組の時系列画素データＤ１における第一所定フレーム数Ｍｆ１の単純移動平均を算出して、ｍ組の周波数成分データＤ２を生成する。Ｍｆ１は、Ｍｆ１＜ｋを満たす自然数であればよいが、例えば２１とされる。この場合、例えば、対象となるフレームと、この対象フレームを基準として過去および未来の連続１０フレームとを用いて、周波数成分データＤ２が算出される。

ここで、図６には、ある画素位置の時系列画素データＤ１のグラフＣ１と、これに対応する周波数成分データ（即ち、単純移動平均値）Ｄ２のグラフＣ２とが示される。グラフＣ１は、対象となる画素値をフレーム順に線で結んだものであり、大略的には、監視領域の温度の時間変動成分と、漏出ガスの温度の時間変動成分と、エリアイメージセンサ１１３のノイズの時間変動成分とを含む。グラフＣ１に示す通り、時系列画素データＤ１は時間軸上で示す値は相対的に小刻みに変動する。それに対し、グラフＣ２は、グラフＣ１の低周波成分を抽出したものであり、実質的に、監視領域の温度の時間変動成分を含む。そのため、グラフＣ２は、グラフＣ１と比較してなだらかに変動する。

再度図５を参照する。ステップＳ１２において、ＣＰＵ１２２は、各画素位置について、時系列画素データＤ１と周波数成分データＤ２との差分値を算出して、ｍ組の差分データＤ３を生成する。具体的には、差分データＤ３（１）は、時系列画素データＤ１（１）および周波数成分データＤ２（１）の差分値であり、差分データＤ３（２）は、時系列画素データＤ１（２）および周波数成分データＤ２（２）の差分値である。他の差分データＤ３（３）以降も同様に算出される。

ここで、図７には、図６に示す時系列画素データＤ１と周波数成分データＤ２から差分データＤ３の経時変化を示すグラフＣ３が示される。図７によれば、被検出ガスの漏出開始前（即ち、１番目から概ね９０番目のフレームまでは）、グラフＣ３は、相対的に小さな振幅で小刻みに変動する。これは、エリアイメージセンサ１１３のノイズを示している。それに対し、被検出ガスの漏出開始後（即ち、９０番目のフレーム以降）、グラフＣ３の振幅および波形のばらつきが、漏出前と比べて大きくなっている。具体的には、被検出ガスの漏出開始後、グラフＣ３の振幅は０．４℃程度となっている。

再度図５を参照する。ステップＳ１３において、ＣＰＵ１２２は、ｍ組の差分データＤ３における第二所定フレーム数Ｍｆ２の移動標準偏差や移動分散を算出して、ｍ組の第一ばらつきデータＤ４を生成する。Ｍｆ２は、Ｍｆ２≦Ｍｆ１を満たす自然数であって、統計的に意義のある標準偏差を算出可能な値であればよい。本実施形態では、第二所定フレーム数Ｍｆ２は、前述の第一所定フレーム数Ｍｆ１と同じ２１としている。

ここで、図８には、ある画素位置での第一ばらつきデータＤ４のグラフＣ４が示される。グラフＣ４は、ある画素位置における標準偏差をフレーム順に線で結んだものである。図８において、縦軸は標準偏差を示すが、ステップＳ１３で分散が算出される場合には、縦軸は分散となる。

図５の統計処理で得られたｍ組の第一ばらつきデータＤ４では、監視領域の赤外線画像を表す時系列画素データＤ１から、監視領域の温度変化を表す周波数成分データＤ２が除去される。従って、第一ばらつきデータＤ４は、ガス漏れが発生している場合、監視領域の温度変化を影響と除去し被検出ガスを正確に可視化したｋ個の赤外線画像フレームの集まりとなる。

以上のステップＳ１３が終了すると、ＣＰＵ１２２は、図５の処理を抜けて、図３のステップＳ０４を行う。ステップＳ０４では、ＣＰＵ１２２は、ｍ組の第一ばらつきデータを構成する全移動標準偏差が予め定められた第三閾値以上か否かを判断する。第三閾値は、ガスモニタ１Ａの仕様等に基づき適宜適切に定められるが、本実施形態では０．０３に設定される。

ステップＳ０４でＮＯと判断すると、ＣＰＵ１２２は、監視領域にて被検出ガスが漏出していないとみなして、ステップＳ０５に進む。ステップＳ０５において、ＣＰＵ１２２は、表示制御部１２８として機能し、メインメモリ１２４に格納されている第一ばらつきデータＤ４をフレーム単位で時系列に表示装置１３に転送する。表示装置１３は、受け取った第一ばらつきデータＤ４を第一可視画像Ｉｖ１としてフレーム単位で順次表示する。この場合、表示装置１３には、被検出ガスは表示されない。

それに対し、ステップＳ０４でＹＥＳと判断すると、ＣＰＵ１２２は、ガス漏れが発生しているとみなして、ステップＳ０６を行う。この場合、ＣＰＵ１２２は、画像処理部１２７として機能して、図９に示す画像処理を行って、第一ばらつきデータＤ４に基づき、表示用の第二可視画像Ｉｖ２を生成する。

図９のステップＳ２１において、ＣＰＵ１２２は、第一ばらつきデータＤ４で構成される各フレームに対し、所定の画像処理の第一例としてのエッジ処理を行う。エッジ処理により、第一可視画像Ｉｖ１上のエッジが強調されたり（エッジ強調）、第一可視画像Ｉｖ１上のノイズが除去されたりする（平滑化）。周知の通り、エッジ処理では、注目画素と周辺画素とで構成されるオペレータが使用される。オペレータの画素数を例えば３×３画素というように少なくすると、第一可視画像上のエッジが強調され易くなる。それに対し、５×５画素というようにオペレータの画素数を多くすると、第一可視画像のノイズが除去され易くなる。

第一可視画像には、赤外線撮影装置１１および／または監視領域のぶれに起因して、ノイズが現れることがある。ＣＰＵ１２２は、ノイズ除去等のために、予め定められた画素数のオペレータを用いて、第一ばらつきデータＤ４の各フレームに対しフィルタリングを行う。ここで、ステップＳ２１では、オペレータの画素数は、デフォルトで、またはユーザにより予め設定されている。

次のステップＳ２２において、ＣＰＵ１２２は、エッジ処理済の第一ばらつきデータＤ４で構成される各フレームであって、時系列に並ぶ各フレームに対し、所定の画像処理の第二例としての動体検出を行う。この動体検出によれば、第一可視画像Ｉｖ１から、被検出ガス以外の動体（例えば、人および／または車両）を除去することが可能となる。

次に、ステップＳ２２の処理をより詳細に説明する。動体検出において、ＣＰＵ１２２は、画素位置ごとに、単位時間当たりの画素値（温度）の変化量を検出し、その後、各画素位置の温度変化量が所定の第一閾値以上か否かを判断する。被検出ガスの温度変化は０．４℃程度であるため、動体検出では、第一閾値が１℃以上に設定されると、ＣＰＵ１２２は、被検出ガス以外の動体を表す画素を特定でき、第一ばらつきデータＤ４から対応する画素値を除去する。

次のステップＳ２３において、ＣＰＵ１２２は、所定の画像処理の第三例として、被検出ガスの濃度厚み積の判定を行う。濃度厚み積の判定によれば、第一可視画像から、被検出ガス以外の動体（例えば、水蒸気および／または車両）を除去することが可能となる。

次にステップＳ２３の処理をより詳細に説明する。ＣＰＵ１２２は、メインメモリ１２４内の時系列画素データＤ１や第一ばらつきデータＤ４を用いて、被検出ガスの濃度厚み積を画素毎に算出する。濃度厚み積とは、被検出ガスの濃度を、その奥行き方向に積算した値であり、公知技術を用いて算出可能である。その後、ＣＰＵ１２２は、算出した濃度厚み積が所定の第二閾値以上か否かを画素毎に判断する。第二閾値は、被検出ガスの爆発下限値を大きく超える濃度厚み積（例えば、２００％ＬＥＬｍ）に設定される。第二閾値以上の画素は、被検出ガス以外の動体を示すため、第二閾値が例えば２００％ＬＥＬｍ以上に設定されると、ＣＰＵ１２２は、被検出ガス以外の動体を表す画素を特定して、第一ばらつきデータＤ４から対応する画素値を除去する。

上記ステップＳ２２，Ｓ２３で使用される第一閾値および第二閾値もまた、デフォルトで、またはユーザにより予め設定されている。

以上のステップＳ２１〜Ｓ２３により、第一可視画像Ｉｖ１からノイズおよび被検出ガス以外の動体を除去されたフレーム群が生成される。

本実施形態では、好ましい例として、ステップＳ２４が実行される。ステップＳ２４において、ＣＰＵ１２２は、被検出ガスの漏出位置Ｐ１を推定する。漏出位置Ｐ１は、図１０に示すように、例えば、被検出ガスＡ２の輪郭Ｌ１と、輪郭Ｌ１に仮想的に引かれた長軸Ｌ２との交点Ｐ１と推定される。ＣＰＵ１２２は、各フレームに推定したガス漏れ位置Ｐ１を示すオブジェクトを合成する。

次のステップＳ２５において、ＣＰＵ１２２は、ステップＳ２４で得られた各フレームに、予め定められた個数のＧＵＩ部Ａ３を合成する。本実施形態では、ユーザが変更可能なパラメータとして、エッジ処理におけるオペレータ、動体検出で用いられる第一閾値、および、濃度厚み積の判定で用いられる第二閾値が例示される。従って、これらパラメータ値を個々にユーザが設定可能にすべく、図２に示すように、三個のＧＵＩ部Ａ３が合成される。

ステップＳ２５が終了すると、ＣＰＵ１２２は、図９の処理を抜けて、図３のステップＳ０７を行う。ステップＳ０７では、ＣＰＵ１２２は、表示制御部１２８として機能し、ステップＳ０６の処理済の第一ばらつきデータＤ４をフレーム単位で時系列に表示装置１３に、第二可視画像Ｉｖ２として転送する。表示装置１３は、受け取った第一ばらつきデータＤ４をフレーム単位で順次表示して、図２に示すような第二可視画像Ｉｖ２をユーザに提供する。

ユーザは第二可視画像Ｉｖ２を観視して、監視領域Ａ１にガス漏れが発生しているか否かを判断する。しかしながら、ステップＳ０６の各画像処理で用いられるパラメータは必ずしもユーザの好みに合っている訳ではない。それゆえ、ステップＳ０７で表示された第二可視画像Ｉｖ２では、被検出ガスの漏出の有無をユーザが判断し辛い場合がある。この場合、ユーザは、表示装置１３に表示された各ＧＵＩ部Ａ３を指やスタイラスペン等で操作して、少なくとも一つのパラメータ値を変更する。これに応答して、入力装置１４は、変更されたパラメータ（オペレータ、第一閾値、第二閾値）と、変更後の値とを示すパラメータ変更要求をＣＰＵ１２２に送信する。

ＣＰＵ１２２は、ステップＳ０７の実行後、ステップＳ０８において、入力装置１４からパラメータ変更要求が送られてくることを所定時間待機している。所定時間の間変更要求がなければ（ステップＳ０８でＮＯ）、ＣＰＵ１２２は、ステップＳ０１に戻る。

それに対し、パラメータ変更要求があれば（ステップＳ０８でＹＥＳ）、ＣＰＵ１２２は、ステップＳ０９にて、再度画像処理部１２７として機能して、図１１に示す画像処理を行って、パラメータ値を変更した第二可視画像Ｉｖ２を生成する。なお、図１１は、図９と比較すると、ステップＳ２１〜Ｓ２３がステップＳ３１〜Ｓ３３に置換される点で相違する。それ以外に図９および図１１の間には相違点は無い。それゆえ、図１１において図９のステップに相当するものには同一ステップ番号を付け、それぞれの説明を省略する。

ステップＳ３１において、ＣＰＵ１２２は、ステップＳ２１とは異なり、入力装置１４から送られてきたオペレータの画素数でエッジ処理を行う。

また、ステップＳ３２において、ＣＰＵ１２２は、ステップＳ２２とは異なり、入力装置１４から送られてきた第一閾値を用いて動体除去を行う。

また、ステップＳ３３において、ＣＰＵ１２２は、ステップＳ２３とは異なり、入力装置１４から送られてきた第二閾値を用いて濃度厚み積の判定を行う。

ＣＰＵ１２２は、図１１のステップＳ２５を終了すると、図１１の処理を抜けて、図３のステップＳ１０を行う。ステップＳ１０において、ＣＰＵ１２２は、表示制御部１２８として機能し、ステップＳ０９の処理済の第一ばらつきデータＤ４をフレーム単位で時系列に表示装置１３に、パラメータ変更済の第二可視画像Ｉｖ２として転送する。表示装置１３は、受け取った第一ばらつきデータＤ４をフレーム単位で順次表示して、パラメータ変更済の第二可視画像Ｉｖ２をユーザに提供する。

≪１−３．効果≫
以上の説明した通り、ＣＰＵ１２２は、まず、予め設定されたパラメータを用いて画像処理を行って、第二可視画像Ｉｖ２を生成し表示装置１３に表示する。ユーザは、初期の第二可視画像Ｉｖ２が自分の好みに合わない場合、ＧＵＩ部Ａ３を用いてパラメータを変更する。その後、ＣＰＵ１２２は、ユーザにより設定されたパラメータを用いて画像処理を行って、第二可視画像Ｉｖ２を生成し表示装置１３に表示する。

上記の通り、本実施形態の画像処理では、時間により異なる値のパラメータが使用されて、複数の第二可視画像Ｉｖ２が生成されるため、ユーザは、パラメータを好みの値に設定すれば、被検出ガスの有無を判断し易い第二可視画像Ｉｖ２を得ることが出来る。

≪１−４．付記１≫
上記実施形態では、プログラム（換言するとアプリケーションプログラム）Ｐ１ＡがステップＳ０５，Ｓ０７，Ｓ１０（表示制御のステップ）を含んでいた。しかし、ガスモニタ１Ａに、アプリケーションプログラムＰ１Ａ以外に、基本ソフト（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）が実装されている場合、これらステップＳ０５，Ｓ０７，Ｓ１０は、基本ソフト側の処理として実行されても構わない。従って、表示制御部１２８はガス可視化装置１２に必須の機能では無く、任意の機能であるし、ステップＳ０５，Ｓ０７，Ｓ１０は、ガス可視化方法およびガス可視化プログラムに必須のステップでは無い。

≪１−５．付記２≫
上記実施形態では、所定の画像処理は、エッジ処理、動体検出および濃度厚み積の判定であった。しかし、これに限らず、ガス可視化装置１２は、この三種の画像処理から選ばれた少なくとも一つ以上を行えば良い。また、ガス可視化装置１２は、他の画像処理を行っても構わない。

≪１−６．変形例≫
上記実施形態では、ガスモニタ１Ａは、赤外線撮影装置１１と、ガス可視化装置１２と、表示装置１３と、入力装置１４とを備えるとして説明した。しかし、これに限らず、図１２に示すように、ガス可視化装置１２は、ネットワーク２に接続されたサーバ装置３に実装されても構わない。サーバ装置３には、ネットワーク２を介して、遠隔の赤外線撮影装置４から赤外線動画Ｖｉｒやパラメータ変更要求が送られてくることになる。サーバ装置３は、赤外線撮影装置４からの赤外線動画Ｖｉｒやパラメータ変更要求に基づき、赤外線撮影装置１１等での表示のために第二可視画像Ｉｖ２を生成する。

なお、上記変形例では、赤外線撮影装置１１が赤外線動画Ｖｉｒを撮影し、赤外線撮影装置１１において第二可視画像Ｉｖ２を表示すると説明した。しかし、これに限らず、第二可視画像Ｉｖ２の表示はさらに別の場所でネットワーク２に接続されたパーソナルコンピュータ等で行われても良い。

≪２．第二実施形態≫
次に、前述の図面を参照して、本発明の第二実施形態に係るガス可視化装置、ガス可視化方法およびガス可視化プログラムを応用したガスモニタ１Ｂを詳説する。

≪２−１．ガスモニタの構成≫
ガスモニタ１Ｂは、ガスモニタ１Ａと比較すると、ＣＰＵ１２２が不揮発性メモリ１２３に格納されたプログラムＰ１Ｂを実行する点で相違する。それ以外に、両ガスモニタ１Ａ，１Ｂの間に相違点は無い。それゆえ、ガスモニタ１Ｂにおいて、ガスモニタ１Ａの構成に相当するものには同一参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。

≪２−２．ガスモニタの動作≫
次に、図１３等を参照して、ガスモニタ１Ｂの動作、特にガス可視化装置１２の動作を重点的に説明する。
図１３は、図３と比較すると、ステップＳ０６がステップＳ４１に代わる点と、Ｓ０８〜Ｓ１０が実行されない点とで相違する。それ以外に、両フロー図の間には相違点は無い。それゆえ、図１３において、図３のステップに相当するものには同一ステップ番号を付け、それぞれの説明を省略する。

ステップＳ４１にて、ＣＰＵ１２２は、画像処理部１２７として機能して、図１４に示すような画像処理を行って、表示用の第二可視画像Ｉｖ２を生成する。

図１４のステップＳ５１において、ＣＰＵ１２２は、予め設定された複数のパラメータセットから、未選択のものを一つ選択する。ここで、各パラメータセットは、互いに重複しないオペレータの画素数、第一閾値および第二閾値の組み合わせで構成される。

次のステップＳ５２において、ＣＰＵ１２２は、第一ばらつきデータＤ４で構成される各フレームに対しエッジ処理を行う。エッジ処理は、ステップＳ２１で説明した通りであるが、ステップＳ５２のエッジ処理では、ステップＳ５１で選択された画素数のオペレータが使用される。

次のステップＳ５３において、ＣＰＵ１２２は、エッジ処理済の第一ばらつきデータＤ４に対し動体検出を行う。この動体検出は、ステップＳ２２で説明した通りの処理であるが、ステップＳ５３の動体検出では、ステップＳ５１で選択された第一閾値が使用される。

次のステップＳ５４において、ＣＰＵ１２２は、被検出ガスの濃度厚み積の判定を行う。濃度厚み積の判定は、ステップＳ２３で説明した通りの処理であるが、ステップＳ５４では、ステップＳ５１で選択された第二閾値が使用される。

次のステップＳ５５において、ＣＰＵ１２２は、全てのパラメータセットを選択したか否かを判断し、ＮＯと判断すると、未選択のパラメータセットが残っているとみなして、ステップＳ５１を行う。これによって、ステップＳ５２〜Ｓ５４が繰り返し実行され、互いに異なるパラメータセットを用いつつ繰り返し画像処理が行われる。その結果、メインメモリ１２４には、見え方が異なる複数の第二可視画像Ｉｖ２が生成される。

ステップＳ５５でＹＥＳと判断すると、ステップＳ５６において、ＣＰＵ１２２は、複数の第二可視画像Ｉｖ２を合成した合成画像Ｉｖ３（図１５を参照）を生成する。なお、図１５では、図示の都合上、三個の第二可視画像に参照符号Ｉｖ２を付している。また、図１５において、上段の第二可視画像Ｉｖ２ほど、オペレータの画素数が少なくなり、左側の第二可視画像Ｉｖ２ほど、第二閾値が大きくなる合成画像Ｉｖ３が例示される。次の、ステップＳ５７において、ＣＰＵ１２２は、表示制御部１２８として機能し、ステップＳ５６で生成した合成画像Ｉｖ３をフレーム単位で時系列に表示装置１３に転送する。表示装置１３は、受け取った合成画像Ｉｖ３をフレーム単位で順次表示して、これによって、複数の第二可視画像Ｉｖ２を一括してユーザに提供する。

≪２−３．効果≫
以上の説明した通り、ＣＰＵ１２２は、複数のパラメータセットを用いた画像処理により、複数の第二可視画像Ｉｖ２を生成し、合成画像Ｉｖ３によりこれらを表示装置１３に一括表示する。これによって、ユーザは、被検出ガスの有無を判断し易い好みの第二可視画像Ｉｖ２を使って、被検出ガスの漏出を確認できる。

≪２−４．付記１≫
なお、１−４〜１−６欄の記載事項は、第二実施形態にも適用可能である。

≪２−５．付記２≫
また、上記プログラムＰ１Ａ，Ｐ１Ｂは、不揮発性メモリ１２３に格納されて提供されるだけでなく、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等の記録媒体やネットワークを介して提供されても構わない。

２０１６年１月１５日出願の特願２０１６−００６０６７の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

本発明に係るガス可視化装置、ガス可視化方法およびガス可視化プログラムは、被検出ガスの有無をユーザが判断し易い可視画像を生成可能であり、ガスモニタ等に好適である。

１Ａ，１Ｂ ガスモニタ
１１ 赤外線撮影装置
１２ ガス可視化装置
１２２ コンピュータ装置（ＣＰＵ）
Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂ プログラム
１２５ 受信部
１２６ 画像生成部
１２７ 画像処理部
１２８ 表示制御部
１３ 表示装置
１４ 入力装置

Claims (8)

1. 監視領域を撮影した赤外線画像を受け取る受信部と、
   前記赤外線画像に基づき、前記監視領域における被検出ガスを可視化した第一可視画像を生成する画像生成部と、
   前記第一可視画像に基づいて、互いに異なる複数のパラメータ値を用いて画像処理を行って、表示用に複数の第二可視画像を生成する画像処理部と、を備えたガス可視化装置。
2. 前記画像処理がエッジ検出の場合、前記パラメータ値は、前記第一可視画像における注目画素に対する周辺画素数である、請求項１に記載のガス可視化装置。
3. 前記画像処理が前記被検出ガス以外の動体検出の場合、前記画像処理部は、前記第一可視画像における各画素値の温度変化量を、前記パラメータ値としての予め定められた第一閾値と比較する、請求項１または２に記載のガス可視化装置。
4. 前記画像処理が前記被検出ガスの濃度厚み積の算出の場合、前記画像処理部は、前記第一可視画像の画素毎に濃度厚み積を算出して、算出した濃度厚み積を、前記パラメータ値としての予め定められた第二閾値と比較する、請求項１〜３のいずれかに記載のガス可視化装置。
5. 前記画像生成部は、
   前記赤外線画像から、前記監視領域の温度変化を示す低周波成分を抽出して、差分データを生成し、その後、
   前記差分データに基づき前記第一可視画像を生成する、請求項１〜４のいずれかに記載のガス可視化装置。
6. 前記複数の第二可視画像のそれぞれには、ユーザがパラメータ値を調整するためのＧＵＩ部が合成される、請求項１〜５のいずれかに記載のガス可視化装置。
7. 監視領域を撮影した赤外線画像を受け取る受信ステップと、
   前記赤外線画像に基づき被検出ガスを可視化した第一可視画像を生成する画像生成ステップと、
   前記第一可視画像に基づいて、互いに異なる複数のパラメータ値を用いて画像処理を行って、表示用に複数の第二可視画像を生成する画像処理ステップと、を備えたガス可視化方法。
8. 監視領域を撮影した赤外線画像を受け取る受信部、
   前記赤外線画像に基づき被検出ガスを可視化した第一可視画像を生成する画像生成部、および、
   前記第一可視画像に基づいて、互いに異なる複数のパラメータ値を用いて画像処理を行って、表示用に複数の第二可視画像を生成する画像処理部として、コンピュータ装置を機能させるためのガス可視化プログラム。