TWI522326B - Glass melting furnace monitoring method, glass melting furnace operation method, glass melting furnace monitoring system - Google Patents

Glass melting furnace monitoring method, glass melting furnace operation method, glass melting furnace monitoring system Download PDF

Info

Publication number
TWI522326B
TWI522326B TW101116059A TW101116059A TWI522326B TW I522326 B TWI522326 B TW I522326B TW 101116059 A TW101116059 A TW 101116059A TW 101116059 A TW101116059 A TW 101116059A TW I522326 B TWI522326 B TW I522326B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
image
background
melting furnace
captured
glass melting
Prior art date
Application number
TW101116059A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201247577A (en
Inventor
Hironobu KUROISHI
Toshihiko Suzuki
Makoto Kurumisawa
Ryosuke Akagi
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Publication of TW201247577A publication Critical patent/TW201247577A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI522326B publication Critical patent/TWI522326B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/24—Automatically regulating the melting process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/04—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in tank furnaces
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T1/00—General purpose image data processing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004—Industrial image inspection
    • G06T7/001—Industrial image inspection using an image reference approach

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

玻璃熔融爐內監視方法、玻璃熔融爐操作方法、玻璃熔融爐內監視系統
本發明係關於一種玻璃熔融爐內監視方法、玻璃熔融爐操作方法、玻璃熔融爐內監視系統及玻璃物品之製造方法。
於玻璃之製造步驟中，有將玻璃原料投入至玻璃熔融爐，使上述原料於玻璃熔融爐內熔解之步驟。投入至玻璃熔融爐內之原料為固體，於玻璃熔融爐內緩慢熔解。將投入並於玻璃熔融爐內堆積之原料稱作批料堆(batch pile)。批料堆係沿著熔解之原料即熔融玻璃之流向(即自玻璃熔融爐之上游向下游)，緩慢移動。又，由於批料堆係藉由熱量而逐漸熔解，故而緩慢變小。由於批料堆之行為成為玻璃熔融爐之操作之指針，故而自設置於玻璃熔融爐內之觀察窗藉由目測而觀察玻璃熔融爐內之批料堆，或者進行草繪。於觀察批料堆之情形時，相較熔融玻璃之表面(即液面)為上方之部分成為觀察對象。
又，提出多種不通過利用目測之觀察或草繪，而對玻璃熔融爐內之觀察窗配置攝像機而監視批料堆之方法。
例如，於非專利文獻1中記載之技術中，對監視區域之決定，利用可進行直線檢測之霍夫(Hough)轉換。又，於非專利文獻1中，記載有求出批料堆之佔有率。
又，於專利文獻1中，記載有對批料堆進行攝像，於各攝像時刻，對批料堆與液面之邊界線之位置或形狀或最下游位置進行比較。
又，於專利文獻2中，記載有對爐內之液面進行掃描而攝像圖像，根據上述圖像獲得位置對亮度特性線，根據位置對亮度特性線判定批料堆之存在位置之方法。
又，於專利文獻3中，記載有與於玻璃熔融爐內熔解之原料相關之參數之測定或調節方法。
又，作為自圖像中擷取特定物體之基本方法，有使像素二值化之方法。二值化亦有多種方法，例如有特定與亮度值相對應之像素之直方圖之谷而將像素分成2個等級之方法。作為特定與亮度值相對應之像素之直方圖之谷之方法，已知有模式法或判別分析二值化法等。模式法係記載於非專利文獻2、3中。判別分析二值化法係記載於非專利文獻3中。於判別分析二值化法中，於將直方圖分割成2個等級時，以2個等級間之分離成為最佳之方式，決定閾值。具體而言，決定與圖像中之背景區域與特定物體之區域相關之等級內方差與等級間方差之方差比成為最大之閾值。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]
日本專利特開2009-161396號公報
[專利文獻2]
日本專利特開昭59-44606號公報
[專利文獻3]
美國專利申請公開第2004/0079113號說明書
[非專利文獻]
[非專利文獻1]
Emmanuel Obser,Stephane Lepert,Sylvie Lelandais,「IMAGE PROCESSING FOR GLASS INDUSTRY」,「Proceedings 4th International Conference on Quality Control by Artificial Vision」：QCAV87,ISBN：4-921073-01-5,1998年11月10日
[非專利文獻2]
「閾(臨限)值處理」、[online]、平成16年6月14日、SUGIMOTO Yoshitaka、[平成22年10月1日檢索]、網際網路<URL：http：//www.mm.media.kyoto-u.ac.jp/education/DIP/WEBPAGE_SECTION/section7/node2.html>
[非專利文獻3]
「2值化處理」、[online]、村上．泉田研究室HP製作委員會(2001)、[平成22年10月4日檢索]、網際網路<URL：http：//ipr20.cs.ehime-u.ac.jp/column/gazo_syori/chapter4.html>
於對玻璃熔融爐之觀察窗配置攝像機而監視批料堆之情形時，較佳為使得可持續玻璃熔融爐內之固定區域之觀察，而正確地監視上述區域中之批料堆之狀態。
然而，有時於觀察窗之打掃等維護作業時攝像機之位置及方向會發生偏移。如此一來，攝像機之攝像範圍亦發生偏移。如此般，若攝像機之位置或方向發生變化，則批料堆之狀態之經時變化之評價精度降低。
又，於熔解之原料之液面，因原料被加熱而產生泡。因此， 於攝像玻璃熔融爐內之批料堆之情形時，獲得以泡為背景之批料堆之圖像。為了正確地監視批料堆之狀態，較佳為將圖像內之泡與批料堆切開，而自圖像內擷取批料堆之部分。
又，較佳為於監視批料堆時，根據其監視結果，確切把握調節玻璃熔融爐之哪一運轉參數即可，對玻璃熔融爐進行操作。
因此，本發明之目的在於提供一種可良好地持續玻璃熔融爐內之固定區域之觀察之玻璃熔融爐內監視方法及玻璃熔融爐內監視系統。又，其目的在於提供一種實現如上所述之良好之觀察狀態並且製造玻璃物品之玻璃物品之製造方法。
又，本發明之目的在於提供一種可使根據監視之批料堆之狀態，調節玻璃熔融爐之哪一運轉參數即可明確化之玻璃熔融爐操作方法。
本發明之玻璃熔融爐內監視方法之特徵在於其包含如下步驟：圖像攝像步驟，其係圖像攝像機構對包含設置於玻璃熔融爐內之基準圖案與在玻璃熔融爐內熔解之玻璃原料之液面中之固定範圍之圖像進行攝像；區域擷取步驟，其係根據使用拍攝於圖像內之基準圖案之位置偏移而計算之圖像攝像機構之姿勢，自所攝像之圖像內擷取符合固定範圍之區域；背景圖像作成步驟，其係根據作為符合固定範圍之區域而自複數之圖像中擷取之複數之擷取圖像，作成成為堆積於玻璃熔融爐內之玻璃原料即批料堆之背景之背景圖像；背景除外圖像生成步驟，其係藉由針對每一像素 進行自從所攝像之圖像中作為符合固定範圍之區域而擷取之擷取圖像之像素之亮度值減去背景圖像中之對應像素之亮度值之處理，生成自拍攝有批料堆及背景之狀態之擷取圖像中將背景除外之背景除外圖像；及觀察資料算出步驟，其係根據背景除外圖像，算出與批料堆相關之觀察資料。
亦可為如下之方法：於背景圖像作成步驟中，針對複數之擷取圖像之每一對應像素或每一對應之區域，計數符合各亮度值之像素之數量，根據符合各亮度值之像素之計數結果決定表示背景之亮度值，藉此作成背景圖像。
亦可為如下之方法：於背景除外圖像生成步驟中，針對每一像素進行自從所攝像之圖像中作為符合固定範圍之區域而擷取之擷取圖像之像素之亮度值減去背景圖像中之對應像素之亮度值之處理，並將每一像素之減法結果二值化，藉此生成背景除外圖像。
亦可為如下之方法：其包含如下步驟：背景圖像轉換步驟，其係將背景圖像轉換成自與液面對向之上方觀察固定範圍時之圖像；及擷取圖像轉換步驟，其係將作為符合固定範圍之區域而擷取之擷取圖像轉換成自與液面對向之上方觀察該固定範圍時之圖像；於背景除外圖像生成步驟中，進行自利用擷取圖像轉換步驟進行轉換後之擷取圖像之亮度值減去利用背景圖像轉換步驟進行轉換後之背景圖像中之對應像素之亮度值之處理；於觀察資料算出步驟中，根據於背景除外圖像生成步驟中生成之背景除外圖像算出觀察資料。
亦可為如下之方法：其包含將背景除外圖像轉換成自與液面對向之上方觀察固定範圍時之圖像之背景除外圖像轉換步驟，於觀察資料算出步驟中，根據利用背景除外圖像轉換步驟進行轉換後之背景除外圖像算出觀察資料。
亦可為包含如下步驟之方法：預處理步驟，其係對在圖像攝像步驟中所獲得之各圖像，算出表示圖像內之明暗之對比度之量，並選擇滿足對表示對比度之量預先規定之條件之圖像。
亦可為如下之方法：於預處理步驟中，算出圖像內之邊緣數作為表示對比度之量，選擇滿足邊緣數為預先規定之閾值以上之條件之複數之圖像，根據所選擇之複數之圖像，生成成為擷取符合固定範圍之區域之對象之圖像。
又，本發明之玻璃熔融爐操作方法之特徵在於其包含如下步驟：影響度導出步驟，其係導出玻璃熔融爐之運轉參數對在上述玻璃熔融爐內監視方法中之觀察資料算出步驟中算出之觀察資料賦予之影響之程度；及熔融爐控制步驟，其係於觀察資料滿足特定條件之情形時，變更對該觀察資料之影響之程度之絕對值成為預先規定之值以上之運轉參數。
又，本發明之玻璃熔融爐內監視系統之特徵在於其包含如下機構：圖像攝像機構，其對包含設置於玻璃熔融爐內之基準圖案與在玻璃熔融爐內熔解之玻璃原料之液面中之固定範圍之圖像進行攝像；圖像校準機構，其根據使用拍攝於圖像內之基準圖案之位置偏移而計算之圖像攝像機構 之姿勢，自所攝像之圖像內擷取符合固定範圍之區域；背景圖像作成機構，其根據作為符合固定範圍之區域而自複數之圖像中擷取之複數之擷取圖像，作成成為堆積於玻璃熔融爐內之玻璃原料即批料堆之背景之背景圖像；差分運算機構，其藉由針對每一像素進行自從所攝像之圖像中作為符合固定範圍之區域而擷取之擷取圖像之像素之亮度值減去背景圖像中之對應像素之亮度值之處理，而生成自拍攝有批料堆及背景之狀態之擷取圖像中將背景除外之背景除外圖像；及觀察資料算出機構，其根據背景除外圖像，算出與批料堆相關之觀察資料。
亦可為如下之構成：背景圖像作成機構針對複數之擷取圖像之每一對應像素或每一對應之區域，計數符合各亮度值之像素之數量，根據符合各亮度值之像素之計數結果，決定表示背景之亮度值，藉此作成背景圖像。
亦可為如下之構成：差分運算機構針對每一像素進行自從所攝像之圖像中作為符合固定範圍之區域而擷取之擷取圖像之像素之亮度值減去背景圖像中之對應像素之亮度值之處理，並將每一像素之減法結果二值化，藉此生成背景除外圖像。
亦可為如下之構成：圖像校準機構將背景圖像轉換成自與液面對向之上方觀察固定範圍時之圖像，將作為符合固定範圍之區域而擷取之擷取圖像轉換成自與液面對向之上方觀察該固定範圍時之圖像，差分運算機構進行自利用圖像校準機構進行轉換後之擷取圖像之亮度值減去利用圖像 校準機構進行轉換後之背景圖像中之對應像素之亮度值之處理，觀察資料算出機構根據藉由差分運算機構而生成之背景除外圖像算出觀察資料。
亦可為如下之構成：圖像校準機構將藉由差分運算機構而生成之背景除外圖像轉換成自與液面對向之上方觀察固定範圍時之圖像，觀察資料算出機構根據利用圖像校準機構進行轉換後之背景除外圖像算出觀察資料。
亦可為包含如下機構之構成：預處理機構，其對藉由圖像攝像機構而獲得之各圖像，算出表示圖像內之明暗之對比度之量，選擇滿足對表示對比度之量預先規定之條件之圖像。
亦可為如下之構成：預處理機構算出圖像內之邊緣數作為表示對比度之量，選擇滿足邊緣數為預先規定之閾值以上之條件之複數之圖像，根據所選擇之複數之圖像，生成成為擷取符合固定範圍之區域之對象之圖像。
亦可為包含如下機構之構成：觀察資料解析機構，其導出玻璃熔融爐之運轉參數對藉由觀察資料算出機構而算出之觀察資料賦予之影響之程度。
亦可為包含如下機構之構成：熔融爐控制機構，其於觀察資料滿足特定條件之情形時，變更對該觀察資料之影響之程度之絕對值成為預先規定之值以上之運轉參數。
又，本發明之玻璃物品之製造方法之特徵在於其包含如下步驟：玻璃熔融步驟，其係於玻璃熔融爐內製造熔融玻璃；澄清步驟，其係於澄清槽內去除熔融玻璃之泡；成形步驟，其係成形將泡去除之熔融玻璃；及緩冷步驟， 其係使所成形之熔融玻璃緩冷；並且包含如下步驟：圖像攝像步驟，其係圖像攝像機構對包含設置於玻璃熔融爐內之基準圖案與在玻璃熔融爐內熔解之玻璃原料之液面中之固定範圍之圖像進行攝像；區域擷取步驟，其係根據使用拍攝於圖像內之基準圖案之位置偏移而計算之圖像攝像機構之姿勢，自所攝像之圖像內擷取符合固定範圍之區域；背景圖像作成步驟，其係根據作為符合固定範圍之區域而自複數之圖像中擷取之複數之擷取圖像，作成成為堆積於玻璃熔融爐內之玻璃原料即批料堆之背景之背景圖像；背景除外圖像生成步驟，其係藉由針對每一像素進行自從所攝像之圖像中作為符合固定範圍之區域而擷取之擷取圖像之像素之亮度值減去背景圖像中之對應像素之亮度值之處理，而生成自拍攝有批料堆及背景之狀態之擷取圖像中將背景除外之背景除外圖像；及觀察資料算出步驟，其係根據背景除外圖像，算出與批料堆相關之觀察資料。
根據本發明之玻璃熔融爐內監視方法及玻璃熔融爐內監視系統，可持續玻璃熔融爐內之固定區域之觀察，而良好地監視上述固定區域中之批料堆之狀態。又，根據玻璃物品之製造方法，可實現如上所述之良好之監視狀態並且製造玻璃物品。
又，根據本發明之玻璃熔融爐操作方法，可使根據監視之批料堆之狀態，調節玻璃熔融爐之哪一運轉參數即可明確。
以下，參照圖式對本發明之實施形態進行說明。
首先，對應用本發明之玻璃熔融爐內監視系統之玻璃熔融爐之例進行說明。圖1係表示如上所述之玻璃熔融爐之例之俯視圖。玻璃熔融爐1係於由底面、上游壁(上游側之壁)7、側壁6、下游壁(下游側之壁)8及頂棚(省略圖示)包圍之空間內，藉由熱量而使玻璃原料熔解。於上游壁7，設置有投入原料之投入口3a、3b，於下游壁8，設置有將熔解之玻璃原料排出之排出口4。又，於側壁6，分別設置有觀察窗2與燃燒器5。於圖1中，表示設置有投入口3a、3b之情形，但投入口之數量並不限定於2個。
自投入口3a、3b投入固體狀態之玻璃原料。由於玻璃熔融爐內由自燃燒器5噴出之火加熱，因此該原料緩慢熔解，熔解之原料係緩慢移動至下游側而自排出口4排出。於玻璃熔融爐1內以固體狀態堆積之原料為批料堆10。批料堆10係隨著時間經過而一面向下游側移動一面熔解。
本發明之玻璃熔融爐內監視系統包含攝像機11a、11b，監視玻璃熔融爐內之液面之固定區域9a、9b。於圖1中，例示以爐內之液面中各攝像機之正面方向上之側壁間之區域由2個固定區域9a、9b覆蓋之方式規定有2個固定區域9a、9b之情形。攝像機11a係自上游側觀察而對右側之固定區域9a(以下僅記作固定區域9a)進行攝像，攝像機11b係自上游側觀察而對左側之固定區域9b(以下僅記作固定區域9b)進行攝像。於本發明中，以玻璃熔融爐內監視系統包含2台攝像機11a、11b之情形為例進行說明，但玻璃熔融爐內監視系統所 包含之攝像機之台數並不限定於2台。
再者，固定區域9a、9b係與投入口3a、3b附近分離而規定。其原因在於：於將投入口3a、3b之較近之區域作為固定區域而進行攝像之情形時，於攝像圖像內符合固定區域之部分完全變為批料堆，成為背景之泡未拍攝之可能性較高，於上述之情形時，無法算出與批料堆相關之資料。
[實施形態1]
圖2係表示本發明之第1實施形態之玻璃熔融爐內監視系統之構成例的方塊圖。第1實施形態之玻璃熔融爐內監視系統包含攝像機11a、攝像機11b及圖像處理裝置13。玻璃熔融爐內監視系統分別對攝像機11a、11b進行攝像所得之圖像進行相同之處理。因此，以下，對攝像機11a進行說明，適當省略與攝像機11b相關之說明。
攝像機11a經由玻璃熔融爐之觀察窗2(參照圖1)，反覆攝像液面之固定區域9a之圖像。該圖像為靜態圖像。同樣地，攝像機11b亦經由玻璃熔融爐之觀察窗2(參照圖1)，反覆攝像液面之固定區域9b之靜態圖像。攝像機11a、11b之攝像間隔預先規定即可。
再者，於攝像機11a之攝像範圍(視野之範圍)，不僅收入固定區域9a，亦收入固定區域9a附近之液面或與攝像機11a對向之側壁。因此，於攝像機11a之攝像圖像中，亦拍攝有固定區域9a及其附近之液面或對向之側壁。關於攝像機11b亦相同。
由攝像機11a、11b攝像之圖像係輸入至圖像處理裝置13。
圖像處理裝置13對由攝像機11a攝像之圖像進行圖像處理，算出與固定區域9a中之批料堆相關之多種資料(例如與配置或動作相關之資料)。同樣地，圖像處理裝置13對由攝像機11b攝像之圖像進行圖像處理，算出與固定區域9b中之批料堆相關之多種資料。以下將根據攝像機11a、11b進行攝像所得之圖像而算出之批料堆之資料記作觀察資料。
圖像處理裝置13包含預處理機構19、圖像記憶機構12、姿勢特定機構14、背景圖像作成機構15、圖像校準機構16、差分運算機構17及觀察資料算出機構18。
預處理機構19根據攝像機11a進行攝像所得之圖像，生成未拍攝有原料粉或火焰(自燃燒器5噴出之火)之狀態之圖像。若懸浮於玻璃熔融爐內之原料粉或火焰拍攝於圖像中，則批料堆之圖像變得不清楚。預處理機構19使用攝像機11a進行攝像所得之複數之圖像，生成未受原料粉或火焰等干擾之影響而清楚地拍攝有批料堆之狀態之圖像。預處理機構19對攝像機11b進行攝像所得之圖像亦進行相同之處理。將如此般生成將原料粉或火焰之影響去除之圖像記作預處理。又，有以下將預處理機構19根據藉由攝像機而攝像之複數之圖像生成之圖像記作預處理圖像之情形。其中，預處理圖像若除將原料粉或火焰之影響去除而使批料堆更清楚之方面以外，則與各攝像機進行攝像所得之圖像相同，亦有將預處理圖像僅記作攝像圖像之情形。即，有與攝像機進行攝像所得之圖像本身同樣地稱作攝像圖像之情形。預處理機構19分別將根據攝像機11a而獲得之預處理 圖像及根據攝像機11b而獲得之預處理圖像記憶於圖像記憶機構12。
再者，根據玻璃熔融爐，亦有完全不需要預處理或不需要一部分之情形。例如，於火焰之影響較小或懸浮之原料粉較少之玻璃熔融爐中，亦可不進行預處理。於上述之情形時，圖像處理裝置13將自各攝像機11a、11b輸入之圖像直接記憶於圖像記憶機構12中即可。
圖像記憶機構12係記憶圖像之記憶裝置。於如上所述，預處理機構19對自各攝像機11a、11b輸入之圖像進行預處理之情形時，記憶藉由上述預處理而獲得之預處理圖像。又，於不進行預處理之情形時，直接記憶自各攝像機11a、11b輸入之圖像。
以下，以預處理機構19進行預處理，且圖像記憶機構12記憶預處理圖像之情形為例進行說明。
姿勢特定機構14根據利用攝像機11a所得之攝像圖像(於本例中為預處理圖像)，特定攝像機11a之姿勢。此處，所謂姿勢，係指攝像機之位置及方向。姿勢特定機構14對攝像機11b亦進行相同之處理。
圖3係表示利用攝像機11a所得之攝像圖像(於本例中，根據攝像機11a進行攝像所得之圖像而生成之預處理圖像)之例的說明圖。該攝像圖像係對固定區域9a方向進行拍攝所得之圖像。於利用攝像機11a所得之攝像圖像中，除批料堆10中之相較液面25為上方之部分以外，亦拍攝有對向之側壁6或觀察窗2之一部分。側壁6或觀察窗2之圖像係用以特 定攝像機之方向及位置(攝像機之姿勢)。即，形成側壁6之磚彼此之邊界線(槽)、上述邊界線彼此之交叉部及觀察窗2之角部(角隅部)係於攝像圖像內作為特徵性之圖案而出現。以下，將如上所述之特徵性之圖案記作基準圖案。基準圖案必需為於攝像時於同一圖像中不存在相似之圖案之圖案。例如，若窗等之角隅之形狀、線或點等之組合成為特徵性之圖案，則亦可使如上所述之組合為基準圖案。又，如下所述，姿勢特定機構14亦可逐次更新作為基準圖案之圖像而記憶之圖像。若攝像機之姿勢不發生變化，則基準圖案係出現於攝像圖像內之大致固定之位置(座標)。另一方面，若於清掃時等攝像機之姿勢發生變化，則攝像圖像內之基準圖案之位置亦發生變化。姿勢特定機構14根據利用攝像機11a所得之攝像圖像中之基準圖案之位置，判定攝像機11a之姿勢之偏移之有無。即，基準圖案係用以判定是否發生攝像機之姿勢之偏移。再者，以下將表示圖像內之位置之座標記作圖像座標。
又，就增加攝像機之姿勢偏移判定之可靠性之觀點而言，較佳為於圖像內存在複數個基準圖案。
姿勢特定機構14記憶基準圖案之圖像及攝像圖像內之基準圖案之圖像座標。基準圖案之圖像座標例如亦可為基準圖案之中心位置之圖像座標。姿勢特定機構14係將例如觀察窗2之角隅部之點21a及其周邊之圖像作為基準圖案之圖像而記憶，並且記憶上述位置之圖像座標。將此情形時之基準圖案之圖像之例及使用基準圖案之匹配之例示於圖4 中。圖4(a)係表示基準圖案之圖像之例。圖4(b)係表示進行與基準圖案之匹配之攝像圖像之例。於圖4(b)中，例示與圖3相同之攝像圖像。於圖4(b)中，對與圖3所示之要素相同之要素，標註相同之符號，並省略說明。又，於圖4(a)中，為了容易明白基準圖案，與攝像圖像相比而更大地圖示。姿勢特定機構14係於攝像圖像與記憶之各基準圖案之圖像之間進行圖案匹配，特定符合記憶之各基準圖案之圖像之攝像圖像內之部分之圖像座標。姿勢特定機構14係對上述圖像座標與記憶之圖像座標進行比較，判定攝像機11a之姿勢是否發生偏移。再者，於圖案匹配中，計算成為類似之程度之指標值之類似度。
例如，姿勢特定機構14係於圖4(a)中例示之基準圖案之圖像與圖4(b)所示之攝像圖像之間進行圖案匹配，特定攝像圖像內之部分81(參照圖4(b))，特定上述部分81之圖像座標(例如攝像圖像內之部分81之中心座標)。繼而，姿勢特定機構14對上述座標與預先記憶之圖像座標進行比較，判定攝像機11a之姿勢是否發生偏移即可。
又，將攝像機之姿勢推斷中使用之特徵點記作基準點。於基準點群中，亦可包含基準圖案內之點(例如觀察窗2之角隅部之點21a)。於圖3中，例示將點21a~21e設為基準點之情形。姿勢特定機構14記憶基準點之圖像座標與實空間中之基準點之3維座標作為與基準點相關之資訊。由於姿勢特定機構14記憶「基準圖案之圖像及其圖像座標」與「基準點之圖像座標及3維座標」，故而可判斷圖像上之基準圖 案與基準點之相對位置關係。
攝像機11a對包含基準圖案及固定區域9a之圖像進行攝像，攝像機11b對包含基準圖案及固定區域9b之圖像進行攝像之處理相當於圖像攝像步驟。
圖5係表示姿勢特定機構14進行之姿勢推斷動作之例之流程圖。姿勢特定機構14係於如上所述對攝像圖像內之基準圖案之圖像座標與記憶之圖像座標進行比較，判斷攝像機11a之姿勢發生偏移之情形時，使用其等圖像座標，計算姿勢之偏移量(步驟S51)。即，姿勢特定機構14對基準圖案於攝像圖像內以何種程度偏移進行計算。
繼而，姿勢特定機構14將攝像圖像內之基準圖案之偏移量反映於記憶之基準點之圖像座標(步驟S52)。即，姿勢特定機構14僅以因攝像機11a之姿勢發生偏移而攝像圖像內之基準圖案之圖像座標發生偏移之部分，移動各基準點之圖像座標(使基準點之圖像座標之值發生變化)。
繼而，姿勢特定機構14使用上述基準點之圖像座標與實空間中之基準點之3維座標，進行攝像機校準處理，推斷攝像機11a之姿勢。具體而言，姿勢特定機構14根據實空間中之各基準點之3維座標算出攝像機11a之各種姿勢中之各個基準點之圖像座標(步驟S53)。繼而，姿勢特定機構14將根據各基準點之3維座標而算出之圖像座標成為最靠近如上所述對照基準圖案之圖像座標之偏移進行移動所得之基準點之圖像座標之座標時的姿勢判定為攝像機11a之姿勢(步驟S54)。
此處，以攝像機11a為例進行了說明，姿勢特定機構14亦同樣地進行與攝像機11b相關之姿勢之偏移之有無之判定或姿勢推斷。
圖像校準機構16根據姿勢特定機構14特定之攝像機11a之姿勢，特定於攝像圖像內(於本例中為預處理圖像內)符合固定區域9a之範圍。圖6係抽出利用攝像機11a所得之攝像圖像中符合熔解之原料之液面25之範圍的模式圖。再者，圖6之右側及左側分別為玻璃熔融爐之上游及下游。該液面25之圖像中由粗實線包圍之範圍31a符合實空間中之固定區域9a。圖像校準機構16根據攝像機11a之姿勢，特定並擷取符合固定區域9a之範圍31a。
其中，玻璃熔融爐內之液面之高度設為固定。該高度中之固定區域9a之範圍係預先規定。即，固定區域9a之範圍(位置)係預先規定為實空間內之固定高度之面內之區域之位置。因此，當攝像機11a之姿勢特定時，亦可規定利用上述攝像機11a所得之攝像圖像內之符合固定區域9a之範圍。即，圖像校準機構16特定將於實空間內固定高度中之固定區域9a投影於姿勢已知之攝像機11a之攝像圖像時之圖像內之範圍31a即可。
再者，於玻璃熔融爐內之液面之高度設為固定之情形時，可藉由對攝像圖像中之一像素部分之偏移於實空間內偏移幾毫米進行調查，而把握攝像圖像中之像素分辨率(mm/pixel)。
又，圖像校準機構16除進行特定於圖像內符合固定區域 9a之範圍31a之處理以外，亦進行將上述範圍31a之圖像轉換成自正上方(換言之，與液面對向之上方)觀察固定區域9a時之圖像之處理。即，圖6中例示之圖像係以攝像機11a之視點(相對於液面為傾斜方向)觀察固定區域9a之情形時之圖像，將圖像內之範圍31a轉換成使視點變化成固定區域9a之正上方之情形時之圖像。將該轉換結果之例例示於圖7中。如此般，圖像校準機構16對在圖像內符合固定區域9a之範圍31a進行使視點變化成固定區域9a之正上方之視點轉換處理，生成自上述視點觀察之圖像即可。
再者，成為由圖像校準機構16轉換成自正上方觀察固定區域9a時之圖像之對象並不限定於自利用攝像機11a所得之攝像圖像中擷取之範圍31a。例如，對於藉由圖像處理(例如，下述之背景圖像作成處理)而獲得之圖像，圖像校準機構16亦進行相同之轉換。
圖像校準機構16對利用攝像機11b所得之攝像圖像(於本例中為預處理圖像)亦進行相同之處理。
背景圖像作成機構15使用由圖像校準機構16自藉由預處理機構19而依次生成之複數之預處理圖像中而擷取之範圍31a(符合固定區域9a之範圍31a)之圖像，作成不存在批料堆之情形時之液面之圖像(背景圖像作成處理)。由於該範圍31a為符合固定區域9a之圖像，故而成為以泡為背景而拍攝有批料堆之圖像。又，由於批料堆之移動速度或熔解速度緩慢，故而於範圍31a中，始終(或以高頻率)拍攝有批料堆。因此，作為符合固定區域9a之範圍31a，難以直接攝像僅拍 攝有泡(背景)之狀態之圖像。因此，背景圖像作成機構15使用自複數之圖像中擷取之範圍31a，作成不存在批料堆之背景圖像。
於在液面中不存在批料堆之部位存在泡。又，批料堆一面緩慢向下游方向移動一面熔解。因此，於自某圖像中擷取之範圍31a中符合批料堆之像素於自其他圖像中擷取之範圍31a中亦表示泡。背景圖像作成機構15針對自複數之圖像中擷取之符合固定區域9a之範圍31a中之每一對應之像素之組(換言之，針對符合固定區域9a內之相同位置之每一像素之組)，特定符合泡之亮度，藉此作成不存在批料堆而僅表示有批料堆之背景之圖像。再者，此處，以針對自複數之圖像中擷取之範圍31a中之每一對應像素之組進行處理之情形為例，但亦可針對自複數之圖像中擷取之範圍31a中之每一對應之區域，特定符合泡之亮度。區域係連續之像素聚集而形成之區域。
背景圖像作成機構15對利用攝像機11b所得之攝像圖像(於本例中為預處理圖像)亦進行相同之處理。
差分運算機構17計算2張圖像間之對應之像素間之差分。具體而言，自拍攝有批料堆之圖像之各像素之亮度值減去背景圖像中之對應像素之亮度值。藉由該減法處理，獲得自拍攝有批料堆之圖像中將背景部分去除之圖像。惟泡之亮度亦多少會有變化。因此，自拍攝有批料堆之圖像內之符合泡之像素之亮度值減去背景圖像中之對應像素之亮度值所得之結果未必為0。因此，差分運算機構17較佳為 於自拍攝有批料堆之圖像之各像素之亮度值減去背景圖像中之對應像素之亮度值後，進行將每一像素之減法結果二值化為「0」或「1」之處理。於該二值化處理中，差分運算機構17針對每一像素，若減法結果為特定值以上，則將減法結果進位至「1」，若減法結果未達上述特定值，則將減法結果降位至「0」即可。藉由進行該二值化處理，可更明確地區別符合批料堆之區域(亮度值為「1」之區域)與符合背景之區域(亮度值為「0」之區域)。
觀察資料算出機構18根據將背景部分去除而符合批料堆之部分所剩餘之圖像，算出批料堆之觀察資料。作為觀察資料之例，可列舉例如批料堆之頂端位置、批料堆之移動速度、批料堆之熔解速度(批料堆之減少率)、固定區域9a、9b各自中之批料堆之佔有率等。又，關於該等觀察資料，亦可算出固定區域9a中之值與固定區域9b中之值之差，而將上述差設為觀察資料。
又，亦可將固定區域9a平分成側壁側之區域與玻璃熔融爐之寬度方向之中央側之區域，將上述兩個區域中之批料堆之佔有率之比(以下記作內外比)作為觀察資料而進行計算。同樣地，關於固定區域9b，亦可平分成側壁側之區域與玻璃熔融爐之內側之區域，將上述兩個區域中之批料堆之佔有率之比(內外比)作為觀察資料而進行計算。
預處理機構19、姿勢特定機構14、背景圖像作成機構15、圖像校準機構16、差分運算機構17及觀察資料算出機構18係藉由例如依據程式而進行動作之電腦之CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)而實現。於此情形時，CPU讀入例如記憶於電腦之程式記憶裝置(省略圖示)中之程式，CPU依據上述程式，作為預處理機構19、姿勢特定機構14、背景圖像作成機構15、圖像校準機構16、差分運算機構17及觀察資料算出機構18進行動作即可。
繼而，對動作進行說明。
首先，對利用預處理機構19之預處理進行說明。攝像機11a定期地對固定區域9a方向進行攝像，並將其圖像依次輸入至預處理機構19。預處理機構19係針對每一固定之週期(例如數秒之週期)，根據於上述週期內自攝像機11a輸入之複數之圖像，生成預處理圖像。具體而言，預處理機構19係對在1週期內輸入之各個圖像，計數圖像內之邊緣數。再者，所謂邊緣，係指出現於圖像內之線。亦可將設為圖像內之邊緣數之計數對象之區域，限定於例如相當於壁面之區域及相當於固定區域9a之區域。利用預處理機構19之處理週期較短，於在上述週期內自攝像機11a輸入之各圖像中，所拍攝之批料堆之數量之多少不發生變化之情形較多。又，拍攝於圖像中之批料堆之多少不發生變化是指若不存在火焰或原料粉之影響，則邊緣數亦應維持某程度之多少。利用上述情況，預處理機構19係自於1週期內自攝像機11a輸入之複數之圖像中，選擇保持邊緣數之計數結果較多之狀態之連續之複數之圖像。再者，作為判斷圖像內之邊緣數之計數結果之多少之基準，亦可使用例如預先規定之閾值。具體而言，預處理機構19係於滿足作為計數結果 而獲得之邊緣數為對邊緣數預先規定之閾值以上之條件之情形時，判定圖像內之邊緣數較多，而選擇邊緣數為閾值以上之圖像即可。又，預處理機構19係於作為計數結果而獲得之邊緣數未達閾值之情形時，判定圖像內之邊緣數較少，而不選擇邊緣數未達閾值之圖像。或，亦可根據所輸入之各圖像中之邊緣數之計數結果，變動邊緣數之多少之判斷基準。
又，於上述說明中，以預處理機構19選擇連續之複數之圖像之情形為例進行了說明，但預處理機構19選擇之複數之圖像亦可不為連續之圖像。
又，預處理機構19算出表示圖像內之明暗之對比度之量，選擇滿足對表示上述對比度之量預先規定之條件之圖像即可。上述之邊緣數係表示圖像內之明暗之對比度之量之一例。又，邊緣數為閾值以上之條件係對表示明暗之對比度之量預先規定之條件之一例。將表示預處理機構19利用基於邊緣數之圖像選擇方法以外之方法選擇圖像之例示於以下。例如，預處理機構19亦可針對自攝像機11a輸入之每一圖像，算出亮度值之標準偏差作為表示圖像之明暗之對比度之量。此時，預處理機構19亦可算出圖像整體中所包含之各像素之亮度值之標準偏差。或，於圖像內，預先規定拍攝有磚彼此之邊界線之區域，預處理機構19亦可算出圖像內之上述區域中之亮度值之標準偏差。又，作為選擇圖像之條件之一例，可列舉如下之條件：將自表示圖像之對比度之量相較前一個表示圖像之對比度之量降低固定 值以上之現象發生時直至上述固定時間經過後為止之圖像除外，選擇未除外而剩餘之圖像。例如，於採用該條件，算出亮度值之標準偏差作為表示明暗之對比度之量之情形時，預處理機構19係於在某圖像中，亮度值之標準偏差相較之前之圖像之亮度值之標準偏差降低固定值以上之情形時，將自上述時間點起直至經過固定期間為止所生成之圖像自其後之處理對象中除外，選擇未除外而剩餘之圖像即可。繼而，預處理機構19根據所選擇之複數之圖像生成預處理圖像。再者，表示圖像內之明暗之對比度之量降低固定值以上係指對比度急遽降低，可視為產生原料粉飛揚等現象。
於以下之說明中，以預處理機構19根據圖像內之邊緣數選擇圖像之情形為例進行說明。
預處理機構19使用所選擇之複數之圖像，決定預處理圖像中之各個像素之亮度值，藉此生成預處理圖像。於所選擇之複數之圖像中，著眼於對應之像素(相同之圖像座標之像素)，特定上述像素中成為最小之亮度值。繼而，預處理機構19將上述亮度值規定為預處理圖像中之對應像素之亮度值。例如，預處理機構19讀入所選擇之各圖像中之圖像座標(x1，y1)之亮度值，特定圖像座標(x1，y1)中之亮度值中之最小值。繼而，預處理機構19將上述成為最小之亮度值規定為預處理圖像之圖像座標(x1，y1)中之亮度值。預處理機構19針對每一像素進行該處理。繼而，預處理機構19將所生成之預處理圖像記憶於圖像記憶機構12中。預處理 機構19係以固定週期反覆該處理。因此，將根據攝像機11a進行攝像所得之圖像而生成之預處理圖像依次儲存於圖像記憶機構12中。
再者，於預處理中，對於自攝像機11a輸入之複數之圖像中「保持邊緣之計數結果較多之狀態之連續之複數之圖像」以外之圖像，忽視即可。
此處，以使用攝像機11a進行攝像所得之圖像之情形為例進行了說明，攝像機11b亦定期地對固定區域9b方向進行攝像，並將其圖像依次輸入至預處理機構19。預處理機構19亦根據攝像機11b進行攝像所得之圖像，同樣地生成預處理圖像，並使其記憶於圖像記憶機構12中。
可以說保持邊緣之計數結果較多之狀態之連續之複數之圖像為不怎麼拍攝有火焰或原料粉之圖像。其原因在於：於拍攝有較多之火焰或懸浮之原料粉之圖像中，批料堆或側壁變得不清楚，而圖像內之邊緣數減少。又，於拍攝有火焰之情形時，於圖像內符合火焰之部位之亮度值變為較高之值。因此，如上所述，選擇複數個不怎麼拍攝有火焰或原料粉之圖像，進而特定其等圖像中之對應像素中最小之亮度值，藉此可選擇未拍攝有火焰或原料粉之狀態之圖像中之亮度值。由於規定預處理圖像作為具有如上所述之亮度值之圖像，故而即便於攝像機11a進行攝像所得之圖像之一部分中拍攝有於爐內懸浮之原料粉或火焰，亦可生成將如上所述之原料粉或火焰排除之預處理圖像。即，可獲得清楚地拍攝有設為監視對象之批料堆之圖像。預處理機 構19生成預處理圖像之動作相當於預處理步驟。
再者，如以上說明般，於火焰之影響較小，或懸浮之原料粉較少之玻璃熔融爐中，無需進行如上所述之預處理。於上述之情形時，圖像處理裝置13將攝像機11a、11b進行攝像所得之圖像直接記憶於圖像記憶機構12中即可。
繼而，對姿勢特定機構14判斷攝像機之姿勢之動作進行說明。此處，以判斷攝像機11a之姿勢之情形為例，攝像機11b之姿勢判斷處理亦相同。圖8係表示攝像機之姿勢判斷處理之處理經過之例之流程圖。再者，於本例中，以姿勢特定機構14記憶複數之基準圖案之圖像及其圖像座標之情形為例進行說明。
如上所述，預處理機構19係針對每一固定之週期(例如數秒之週期)，根據攝像機11a進行攝像所得之圖像生成預處理圖像，並將上述圖像記憶於圖像記憶機構12中。
姿勢特定機構14讀入記憶於圖像記憶機構12中之複數之攝像圖像(於本例中，為根據攝像機11a進行攝像所得之圖像而生成之預處理圖像)，定期地進行判斷攝像機11a之姿勢是否發生偏移之處理。其中，與預處理機構19之處理週期例如為數秒相比，姿勢特定機構14之處理週期長於利用預處理機構19之處理週期。例如，姿勢特定機構14之處理週期亦可設為數小時。
姿勢特定機構14係當判斷成為處理開始時序時，讀入記憶於圖像記憶機構12中之較近之特定張數之攝像圖像(根據攝像機11a進行攝像所得之圖像而生成之預處理圖像)。該 特定張數預先規定即可。姿勢特定機構14生成所讀入之較近之特定張數之攝像圖像(預處理圖像)之平均圖像(步驟S1)。具體而言，姿勢特定機構14係對所讀入之特定張數之攝像圖像，針對每一對應之像素計算亮度值之平均值，生成將上述平均值設為亮度值之圖像，將上述圖像設為平均圖像即可。於本例中，例示生成平均圖像之情形，但亦可針對每一對應之像素計算亮度值之中間值，生成將上述中間值設為亮度值之圖像(中間值圖像)。
又，於本例中，例示於步驟S1中根據複數之圖像生成平均圖像之情形，但亦可對記憶於圖像記憶機構12中之1張圖像進行步驟S2以後之處理。即，亦可省略步驟S1之處理。
姿勢特定機構14對在步驟S1中生成之平均圖像，進行與姿勢特定機構14預先記憶之複數之基準圖案相關之圖案匹配(步驟S2)。於本例中，以圖像彼此類似之程度越高，所計算之類似度之值越小之情形為例進行說明。於步驟S2中，姿勢特定機構14係於預先記憶之基準圖案之圖像與平均圖像內之各部，計算類似度。繼而，特定類似之程度最高(於本例中，類似度成為最小之值)之圖像內之位置。例如，若預先記憶有圖4中例示之基準圖案之圖像及其圖像座標，則姿勢特定機構14係自平均圖像內，特定與圖4中例示之基準圖案之圖像之類似度之值成為閾值以下之部位，進而自其等部位中，特定類似度之值最小之部位。該部位為於平均圖像內相當於基準圖案之部分。進而，姿勢特定機構14特定例如所特定之部位之中心像素之圖像座標。即， 姿勢特定機構14係自平均圖像中特定與圖4中例示之基準圖案之圖像最類似之部位，特定例如上述中心像素之圖像座標。姿勢特定機構14針對預先記憶之基準圖案之每一圖像進行該處理。
類似度之計算係利用公知之方法進行即可。例如，作為類似度之例，可列舉SSD(Sum of Squared Difference，差值平方和)或SAD(Sum of Absolute Difference，絕對差值和)。SSD係成為類似度算出對象之一對圖像中之對應之像素彼此之亮度值之差之二次方之合計值。因此，姿勢特定機構14針對成為類似度算出對象之一對圖像中之每一對應之像素彼此之組，計算亮度值之差之二次方，進而計算其合計值，藉此算出SSD即可。又，SAD係成為類似度算出對象之一對圖像中之對應之像素彼此之亮度值之差之絕對值之合計值。因此，姿勢特定機構14針對成為類似度算出對象之一對圖像中之每一對應之像素彼此之組，計算亮度值之差之絕對值，進而計算其合計值，藉此算出SAD即可。又，於成為類似度算出對象之圖像為二值圖像之情形時，姿勢特定機構14亦可針對成為類似度算出對象之一對圖像中之每一對應之像素彼此之組，計算XOR(eXclusive OR：互斥邏輯)，進而計算其合計值，將其計算結果設為類似度。SSD、SAD及每一像素彼此之組之XOR之合計值任一者均為圖像彼此類似之程度越高則值越小之類似度。
再者，於本例中，以使用圖像彼此類似之程度越高則值越小之類似度之情形為例進行說明，但亦可使用其他類似 度。例如，姿勢特定機構14亦可計算歸一化交叉相關(NCC：Normalized Cross-Correlation，歸一化交對比)作為類似度。歸一化交叉相關係圖像彼此類似之程度越高則值越是接近1。因此，姿勢特定機構14係於算出歸一化交叉相關作為類似度之情形時，特定上述類似度(歸一化交叉相關)之值最接近1之部位即可。
繼而，姿勢特定機構14針對每一基準圖案，計算於步驟S2中特定之類似之程度最高之部位(於本例中，為類似度之值成為最小之部位)之圖像座標與預先記憶之基準圖案之圖像座標之差(即距離)，根據上述距離，判定攝像機11a之姿勢是否發生偏移(步驟S3)。姿勢特定機構14將於步驟S2中特定之圖像座標與預先記憶之特徵座標之距離與閾值進行比較，若座標間之距離為閾值以上，則判定攝像機之姿勢發生偏移，若座標間之距離未達閾值，則判定攝像機之姿勢未發生偏移即可。再者，姿勢特定機構14係因預先記憶有複數之基準圖案，故而針對每一基準圖案而計算座標間之距離(於步驟S2中特定之圖像座標與預先記憶之特徵座標之差)。對該複數之距離與閾值進行比較，判定攝像機之姿勢是否發生偏移之基準並無特別限定。例如，亦可以針對每一基準圖案進行計算而獲得之複數之座標間距離中，特定個以上成為閾值以上為條件，判定攝像機之姿勢發生偏移。或，亦可以所有座標間距離成為閾值以上為條件，判定攝像機之姿勢發生偏移。此處，例示2個基準，但亦可依據其他基準而判定攝像機之姿勢是否發生偏移。
於判定攝像機之姿勢發生偏移之情形(步驟S3中之Yes)時，姿勢特定機構14將預先記憶之基準圖案之圖像及其圖像座標之組中之圖像座標置換成於步驟S2中特定之圖像座標，藉此更新記憶之基準圖案之圖像及圖像座標之組中之圖像座標(步驟S4)。即，姿勢特定機構14係將於平均圖像內特定為符合基準圖案之部位之部位之圖像座標(於上述例中，為上述部位之中心像素之圖像座標)作為與上述基準圖案之圖像成組之圖像座標，更新記憶之圖像座標。藉由步驟S4之處理，對照攝像機之姿勢之偏移，更新平均圖像內之基準圖案之座標(圖像座標)。其中，姿勢特定機構14亦於步驟S5之處理中使用更新前之圖像座標。亦記憶更新前之圖像座標直至於步驟S5中進行使用為止。
於步驟S4後，姿勢特定機構14使用基準點推斷攝像機11a之姿勢(步驟S5)。於步驟S5中，姿勢特定機構14進行以下之處理即可。姿勢特定機構14係根據更新前之基準圖案之圖像座標(預先記憶之基準圖案之圖像座標)與更新後之基準圖案之圖像座標，計算基準圖案於圖像內以何種程度朝哪一方向偏移。於存在複數個基準圖案之情形時，例如，計算每一基準圖案之偏移量之平均值或偏移方向之平均值，將上述平均值設為基準圖案之偏移量及偏移方向即可。或，亦可以其他基準，規定更新前後之基準圖案之偏移量及偏移方向。姿勢特定機構14對照基準圖案之偏移方向及偏移量，移動預先記憶之基準點之圖像座標。即，對照更新前後之基準圖案之偏移，更新基準點之圖像座標之 座標值。繼而，姿勢特定機構14根據實空間中之各基準點之3維座標算出攝像機11a之各種姿勢中之各個基準點之圖像座標。繼而，姿勢特定機構14特定根據各基準點之3維座標而算出之圖像座標最接近更新後之各基準點之圖像座標之姿勢，並判定上述姿勢為攝像機11a之姿勢。繼而，結束指定推斷處理(即步驟S5之處理)。
又，於判定攝像機之姿勢未發生偏移之情形(步驟S3中之No)時，姿勢特定機構14係以於步驟S2中特定之平均圖像內之相當於基準圖案之部位之圖像，更新預先記憶之基準圖案之圖像(步驟S6)。即，於步驟S2中，擷取於平均圖像內特定為相當於基準圖案之部位之部分之圖像，將上述圖像作為新基準圖案之圖像而記憶。姿勢特定機構14針對每一基準圖案進行該處理。藉由該步驟S6之處理，更新姿勢特定機構14預先記憶之基準圖案之圖像及其圖像座標之組中之基準圖案之圖像。
有時玻璃熔融爐內之側壁之狀態緩慢發生變化，而於圖像內相當於基準圖案之部位與姿勢特定機構14記憶之基準圖案之圖像之類似之程度降低。例如，即便於如圖4所示將觀察窗之角隅附近之圖案設為基準圖案之情形時，藉由原料粉緩慢附著於角隅部分，攝像圖像內之基準圖案部分之圖像有時亦自直角之角隅之圖像緩慢變化成圓形角隅之圖像。若假設不更新記憶之基準圖案之圖像，則該變化變大，於攝像新圖像時，將無法進行上述圖像與圖4中例示之基準圖案之圖像之匹配。然而，於步驟S5中，根據平均圖像中 之圖案匹配之結果，更新記憶之基準圖案之圖像，藉此可高精度地進行下一次圖案匹配。例如，可將預先記憶之圖4中例示之基準圖案之圖像緩慢更新為角隅部分為圓形之基準圖案之圖像。其結果，可高精度地進行下一次圖案匹配，亦可高精度地進行攝像機之姿勢判定。
姿勢特定機構14係對根據攝像機11a進行攝像所得之圖像而生成，且記憶於圖像記憶機構12中之預處理圖像，針對每一固定之週期，進行步驟S1以後之處理即可。同樣地，對根據攝像機11b進行攝像所得之圖像而生成，且記憶於圖像記憶機構12中之預處理圖像，亦針對每一固定之週期，進行步驟S1以後之處理即可。
又，即便於不進行預處理，而將攝像機11a、11b進行攝像所得之圖像直接記憶於圖像記憶機構12中之情形時，姿勢特定機構14亦對攝像機11a進行攝像所得之圖像，針對每一固定之週期，進行步驟S1以後之處理即可。繼而，同樣地，對攝像機11b進行攝像所得之圖像，針對每一固定之週期，進行步驟S1以後之處理即可。
繼而，對作成自正上方觀察時之固定區域中之批料堆之配置圖像(參照圖7)，算出觀察資料之動作進行說明。圖9係表示該動作之處理經過之例之流程圖。此處，以圖像處理裝置13對利用攝像機11a所得之攝像圖像(於本例中，為根據攝像機11a進行攝像所得之圖像而生成之預處理圖像)進行處理之情形為例進行說明，圖像處理裝置13對利用攝像機11b所得之攝像圖像(於本例中，根據攝像機11b進行攝像 所得之圖像而生成之預處理圖像)亦進行相同之處理。
首先，圖像校準機構16按照由新到舊之順序依序讀入複數張記憶於圖像記憶機構12中之利用攝像機11a所得之攝像圖像(於本例中為預處理圖像)。此時讀入之攝像圖像之張數預先規定即可。繼而，圖像校準機構16自上述各攝像圖像中，擷取符合實空間中之固定區域9a之範圍31a(參照圖6)(步驟S10)。所擷取之範圍31a所示之圖像(以下記作擷取圖像)係以泡為背景之批料堆之圖像。此處，為了方便，以攝像機11a之姿勢未發生變化之情形為例進行說明，於攝像機11a之姿勢發生變化之情形時，圖像校準機構16根據圖像攝像時之攝像機11a之姿勢，自攝像圖像中，擷取符合實空間中之固定區域9a之範圍31a即可。
再者，於不進行預處理，而分別將攝像機11a、11b進行攝像所得之圖像直接記憶於圖像記憶機構12中之情形時，圖像校準機構16係於步驟S10中，按照由新到舊之順序依序讀入複數張由攝像機11a進行攝像並直接記憶於圖像記憶機構12中之攝像圖像，自各攝像圖像中將擷取圖像擷取即可。又，關於由攝像機11b進行攝像並直接記憶於圖像記憶機構12中之攝像圖像亦相同。關於其他方面，進行預處理之情形與不進行預處理之情形均相同。步驟S10相當於區域擷取步驟。
繼而，背景圖像作成機構15根據分別自複數張攝像圖像中擷取之擷取圖像，作成不存在批料堆之情形時之圖像。即，作成成為批料堆之背景之背景圖像(步驟S11)。於步驟 S11中，作成與自最新之攝像圖像中擷取之擷取圖像具有共通之圖像座標之像素，且上述像素之亮度值表示泡之背景圖像。步驟S11相當於背景圖像作成步驟。
圖10係表示步驟S11之背景圖像作成處理之處理經過之例之流程圖。
於背景圖像作成處理中，背景圖像作成機構15選擇自最新之攝像圖像中擷取之擷取圖像中之各個像素，根據所選擇之像素及與上述像素對應之其他擷取圖像內之像素之亮度值，決定於所選擇之像素中表示背景之亮度值。其結果，獲得不存在批料堆之情形時之背景圖像。以下，參照圖10對該處理進行說明。再者，此處，以針對每一像素，決定表示背景之亮度值之情形為例進行說明，背景圖像作成機構15亦可針對擷取圖像中之每一各個區域，決定表示背景之亮度值。
背景圖像作成機構15自從最新之攝像圖像中擷取之擷取圖像之像素中選擇1個像素(步驟S21)。繼而，背景圖像作成機構15係自於步驟S10(參照圖9)中自其他攝像圖像中擷取之各擷取圖像中，擷取與所選擇之像素對應之像素(即，符合固定區域9a內之相同位置之像素)(步驟S22)。
繼而，背景圖像作成機構15以於步驟S21中選擇之像素及與上述像素對應之其他擷取圖像內之像素(即於步驟S22中獲得之像素)為對象，針對每一亮度值，計數符合上述亮度值之像素數(步驟S24)。可以說步驟S24之處理為直方圖作成處理。
繼而，背景圖像作成機構15對像素之計數數(度數)變多之亮度值之範圍內之亮度值之偏差進行評價(步驟S25)。所謂計數數變多之亮度值之範圍，係指例如計數數成為閾值(對計數數規定之閾值)以上之亮度值連續地持續之範圍。圖11及圖12係步驟S24之結果所獲得之直方圖。於圖11所示之例中，像素之計數數變多之亮度值之範圍為k1~k2。於圖12所示之例中，像素之計數數變多之亮度值之範圍為k3~k4。作為評價偏差之評價值，使用例如於如上所述之範圍內計數之像素之亮度值之標準偏差或方差即可。或，將像素之計數數變多之亮度值之範圍之寬度用作評價值即可。於步驟S25中，算出如上所述之評價值即可。於算出例示之標準偏差、方差、或像素之計數數變多之亮度值之範圍之寬度等作為評價值之情形時，評價值越小，則亮度值之偏差越小。又，亦可將其他指標值用作偏差之評價值。
於步驟S25後，背景圖像作成機構15根據於步驟S25中算出之評價值，判定像素之計數數變多之亮度值之範圍內之亮度值之偏差是否較大(步驟S26)。於步驟S26中，藉由對預先規定之閾值(對於偏差之評價值之閾值)與評價值進行比較，判定偏差是否較大即可。例如，於計算亮度值之標準偏差作為評價值之情形時，若評價值為閾值(對評價值規定之閾值)以上，則判定偏差較大，若評價值未達閾值，則判定偏差較小即可。閾值之值根據採用為評價值之指標值(標準偏差、方差等)預先規定即可。
於判定亮度值之偏差較小之情形(步驟S26中之No)時，背 景圖像作成機構15判定計數值變多之亮度值之範圍內之最頻亮度值(步驟S28)。圖11係亮度值之偏差較小之情形時之直方圖之例。若以圖11為例，則計數值變多之亮度值之範圍為k1~k2，該範圍內之最頻亮度值(像素之計數數成為最大之亮度值)為S。由此，背景圖像作成機構15於步驟S28中特定S之值。繼而，將上述S之值決定為於步驟S21中選擇之座標之像素中之亮度值。於所選擇之座標中，亮度值之偏差較小可以指於上述座標中未拍攝有批料堆，而持續拍攝有背景。由此，於偏差較小之情形時，可如上所述將最頻亮度值S決定為成為背景之泡之亮度值。再者，亦可如上所述代替最頻亮度值S，而算出符合計數值變多之亮度值之範圍k1~k2之像素之亮度值之平均值，將上述平均值決定為表示背景之亮度值。或，亦可將亮度值之範圍k1~k2之中央值決定為表示背景之亮度值。
另一方面，於判定亮度值之偏差較大之情形(步驟S26中之Yes)時，背景圖像作成機構15算出計數值變多之亮度值之範圍內之符合大於判別基準值之亮度值之各像素之亮度值之平均值(步驟S27)。圖12係亮度值之偏差較大之情形時之直方圖之例。若以圖12為例，則計數值變多之亮度值之範圍為k3~k4。又，判別基準值設為T。此時，背景圖像作成機構15計算亮度值符合大於T，且直至k4為止之範圍之像素之亮度值之平均值。繼而，背景圖像作成機構15將上述平均值決定為於步驟S21中選擇之座標之像素中之亮度值。於所選擇之座標中，亮度值之偏差較大可以指於上述 座標中拍攝有批料堆，或拍攝有成為背景之泡。而且，泡之亮度值大於批料堆之亮度值。由此，可將如上所述符合大於判別基準值之範圍之像素之亮度值之平均值決定為成為背景之泡之亮度值。再者，亦可代替如上所述算出平均值，而判定計數值變多之亮度值之範圍內之大於判別基準值之範圍(圖12所示之例中為T~k4之範圍)中之最頻亮度值，將上述最頻亮度值決定為所選擇之座標之像素中之亮度值。或，亦可將T~k4之範圍中之中央值決定為所選擇之座標之像素中之亮度值。
再者，判別基準值係用以將偏差較大之範圍(本例中為亮度值之範圍)分離成2個之閾值，符合非專利文獻3中記載之判別分析二值化法中之閾值。因此，將與背景區域與批料堆區域相關之等級內方差與等級間方差之方差比成為最大之閾值設為判別基準值T即可。
此處，表示利用判別分析二值化法將亮度值之範圍k3~k4分割成2個等級之情形，亦可利用其他方法，將亮度值之範圍k3~k4分割成2個等級。例如，亦可利用模式法或適用2個常態分佈之方法等將亮度值之範圍k3~k4分割成2個等級。繼而，根據亮度值較高者之等級，與上述同樣地，決定所選擇之座標之像素中之亮度值即可。
背景圖像作成機構15針對每一像素進行使用圖10之流程圖而說明之上述處理，將於步驟S27或步驟S28中所求得之亮度值決定為與於步驟S21中所選擇之像素對應之背景圖像之像素之亮度值。其結果，獲得於自最新之攝像圖像中 擷取之擷取圖像中，將批料堆去除之圖像。又，該圖像係以攝像機11a之視點進行觀察之情形時之背景圖像。
又，背景圖像作成機構15亦可針對對擷取圖像進行分割而獲得之每一各個區域，決定表示背景之亮度值。於此情形時，於步驟S21中，背景圖像作成機構15自從最新之攝像圖像中擷取之擷取圖像中選擇1個區域。區域之規定方法並無特別限定。繼而，背景圖像作成機構15係於步驟S22中，自從其他攝像圖像中擷取之各擷取圖像中，擷取與所選擇之區域對應之區域(符合固定區域9a內之相同部分之區域)。繼而，於步驟S24以後，以屬於在步驟S21中選擇之區域及與上述區域對應之區域(於步驟S22中獲得之區域)之各像素為對象，作成直方圖，算出亮度值之偏差之評價值，根據偏差是否較大，算出亮度值即可(步驟S24~S28)。背景圖像作成機構15針對對擷取圖像進行分割而獲得之每一各個區域進行該處理，將於步驟S27或步驟S28中所求得之亮度值決定為與於步驟S21中選擇之區域對應之背景圖像之區域內之各像素之亮度值即可。
於背景圖像作成處理後，轉移至步驟S12(參照圖9)。於步驟S12中，圖像校準機構16將於背景圖像作成處理(步驟S11)中所獲得之背景圖像轉換成自正上方觀察固定區域9a時之圖像(步驟S12)。即，對在步驟S11中所獲得之背景圖像，進行使視點自攝像機11a之位置變化成固定區域9a之正上方之視點轉換處理，作成自上述視點觀察之情形時之背景圖像。其結果，於在固定區域9a不存在批料堆之狀態下， 獲得自正上方觀察固定區域9a之情形時之圖像。步驟S12相當於背景圖像轉換步驟。
繼而，圖像校準機構16係於步驟S10中，將自最新之攝像圖像中擷取之擷取圖像轉換成自正上方觀察固定區域9a時之圖像(步驟S13)。即，對自最新之攝像圖像中擷取之擷取圖像，進行使視點自攝像機11a之位置變化成固定區域9a之正上方之視點轉換處理，轉換成自上述視點觀察之情形時之圖像。於該轉換後之圖像中，拍攝有批料堆及背景。步驟S12、S13中之轉換處理為相同之轉換處理。步驟S13相當於擷取圖像轉換步驟。
再者，於步驟S12、S13中之轉換後之圖像之大小不同之情形時，圖像校準機構16以使步驟S12、S13中之轉換後之圖像之大小一致之方式進行修正即可。
亦可直接使用於步驟S12、S13中獲得之轉換後之圖像，執行下述之步驟S14以後之處理。
或，亦可每次檢測最新之攝像圖像時，圖像處理裝置13執行自步驟S10直至步驟S13為止之處理，圖像校準機構16分別記憶複數張於步驟S12中所獲得之圖像(自正上方觀察固定區域9a時之背景圖像)與於步驟S13中所獲得之圖像(自正上方觀察固定區域9a時之圖像)。繼而，圖像校準機構16亦可以最新之特定張數部分選擇每次執行步驟S12時所獲得之圖像，對所選擇之圖像進行合成(例如生成平均圖像)，同樣地，以最新之特定張數部分選擇每次執行步驟S13時所獲得之圖像，對所選擇之圖像進行合成。繼而，亦可使用 每次執行步驟S12時所獲得之圖像之合成圖像(自正上方觀察固定區域9a時之背景圖像)與每次執行步驟S13時所獲得之圖像之合成圖像(自正上方觀察固定區域9a時之圖像)，執行下述之步驟S14以後之處理。
固體狀態之原料大部分存在於相較液面之下方。因此，與使用於步驟S12、S13中分別獲得之一張圖像，進行下一步驟S14以後之處理相比，使用針對每一步驟S12而獲得之複數張圖像之合成圖像與針對每一步驟S13而獲得之複數張圖像之合成圖像，進行下一步驟S14以後之處理的方法係更容易根據所獲得之觀察資料，把握固體狀態之原料之整體像。因此，較佳為如上所述，將每次執行步驟S12時所獲得之圖像合成複數張，同樣地，將每次執行步驟S13時所獲得之圖像合成複數張，使用其等合成圖像，執行步驟S14以後之處理。
於對每次執行步驟S13時所獲得之複數張之圖像進行合成之情形時，圖像校準機構16計算例如於複數之圖像中對應之各像素之亮度值之平均值，將上述平均值設為合成圖像中之對應像素之亮度值即可。只要針對每一像素進行該處理，並藉由規定合成圖像之各亮度值而生成合成圖像即可。又，亦可代替對應之各像素之亮度值之平均值，對對應之各像素之亮度值特定最小值，而將上述亮度值之最小值設為合成圖像中之對應像素之亮度值。
圖像校準機構16只要藉由於對每次執行步驟S12時所獲得之複數張圖像進行合成之情形時亦進行相同之處理而生 成合成圖像即可。
又，於算出批料堆之移動速度作為觀察資料之情形時，不生成如上所述之合成圖像，而使用於步驟S12、S13中所獲得之各圖像，進行步驟S14以後之處理即可。又，於算出批料堆之移動速度之情形時，使用攝像機11a、11b進行攝像所得之圖像本身，進行步驟S10以後之處理。
繼而，差分運算機構17係於步驟S13之轉換後之圖像與步驟S12之轉換後之背景圖像之間，算出對應之像素彼此之亮度值之差(步驟S14)。此處，所謂步驟S13之轉換後之圖像，既可為於步驟S13中所獲得之1張圖像，亦可為每次執行步驟S13時所獲得之複數張圖像之合成圖像。同樣地，所謂步驟S12之轉換後之背景圖像，既可為於步驟S12中所獲得之1張圖像，亦可為每次執行步驟S12時所獲得之複數張圖像之合成圖像。
於步驟S14中，差分運算機構17自步驟S13之轉換後之圖像(拍攝有批料堆及背景之圖像)之像素之亮度值，減去步驟S12之轉換後之背景圖像之像素之亮度值。差分運算機構17針對每一對應之像素彼此之組進行該減法處理。
圖13係表示步驟S13之轉換後之圖像之例。於該圖像中，拍攝有背景與批料堆10。圖14係表示步驟S12之轉換後之背景圖像之例。圖15係表示對該2個圖像進行步驟S14之處理所得之結果之圖像之例。如以上說明般，由於泡之亮度亦多少會有變化，故而於步驟S14之處理後，符合背景之像素之亮度值未必為0。
於步驟S14後，差分運算機構17對在步驟S14中獲得之圖像(參照圖15)進行二值化處理(步驟S15)。即，差分運算機構17針對圖像內之每一像素，進行將為用於二值化處理而預先規定之閾值以上之亮度值替換成「1」，將未達上述閾值之亮度值替換成「0」之處理。符合背景之像素之亮度值係因藉由步驟S14之減法處理而變為0附近之值，故而藉由二值化處理而變為「0」。又，符合批料堆10之像素之亮度值因於步驟S14之減法處理中其值不會大幅度減少，故而藉由二值化處理而變為「1」。其結果，符合背景之像素之亮度值變為「0」，符合批料堆10之像素之亮度值變為「1」。將二值化處理後之圖像之例示於圖16中。二值化處理後之圖像係表示根據自最新之攝像圖像中擷取之擷取圖像而作成之固定區域9a中之批料堆之位置。再者，該圖像係表示自固定區域9a之正上方之視點觀察之狀態，不包含批料堆之高度之資訊。差分運算機構17記憶於步驟S15中生成之圖像(以下為二值化圖像)。步驟S14、S15相當於背景除外圖像生成步驟。
於步驟S15後，觀察資料算出機構18使用於步驟S15中生成之二值化圖像，算出存在於固定區域9a內之批料堆之觀察資料(步驟S16)。其中，於步驟S16中，不僅使用較近生成之二值化圖像，亦追溯到過去而使用連續之二值化圖像算出觀察資料。又，此處，對與固定區域9a相關之二值化圖像之生成進行了說明，圖像處理裝置13根據利用攝像機11b所得之攝像圖像，亦生成與固定區域9b相關之二值化圖 像。觀察資料算出機構18亦可根據固定區域9a、9b各自之二值化圖像算出觀察資料。步驟S16相當於觀察資料算出步驟。
以下，表示於步驟S16中算出之觀察資料之例。作為觀察資料之例，可列舉固定區域9a、9b各自之內外比。圖17係表示將固定區域9a、9b平分成側壁6側之區域與玻璃熔融爐之中央側之區域所得之區域的說明圖。對於與圖1所示之要素相同之要素，標註與圖1相同之符號並省略說明。區域51、52係將固定區域9a平分成側壁6側之區域與中央側之區域所得之區域，區域51為側壁6側之區域，區域52為中央側之區域。同樣地，區域41、42係將固定區域9b平分成側壁6側之區域與中央側之區域所得之區域，區域41為側壁6側之區域，區域42為中央側之區域。觀察資料算出機構18計算表示區域51內之批料堆之佔有率與區域52內之批料堆之佔有率之比之評價值作為與固定區域9a相關之內外比即可。又，同樣地，計算表示區域41內之批料堆之佔有率與區域42內之批料堆之佔有率之比之評價值作為與固定區域9b相關之內外比即可。
例如，於將側壁6側之區域(即區域51或區域41)中之批料堆之佔有率設為Q，將中央側之區域(即區域52或區域42)中之批料堆之佔有率設為R之情形時，觀察資料算出機構18亦可計算以下之式(1)所示之評價值作為內外比。其中，Q、R係由百分率表示，分別為0~100之範圍之值。
內外比=(R-Q)/(R+Q+α) 式(1)
於式(1)中α為常數，例如，亦可設為α=100。於此情形時，內外比成為-0.5~0.5之範圍之值。觀察資料算出機構18對固定區域9a、9b分別算出內外比即可。
若固體狀態之原料過度靠近於側壁6側，則有時原料在未熔解之狀態下自玻璃熔融爐中流出，於上述之情形時，玻璃之品質降低。藉由內外比，可確認固體狀態之原料是否過度靠近於側壁6側。於判斷固體狀態之原料過度靠近於側壁6側之情形時，以批料堆向中央靠近之方式，操作玻璃熔融爐即可。
又，觀察資料算出機構18亦可算出固定區域9a、9b各自中之批料堆之佔有率。
又，觀察資料算出機構18亦可算出固定區域9a、9b各自中之批料堆之頂端位置(例如批料堆之頂端位置之座標)。
又，因批料堆之狀態或火焰之蔓延等，有於二值化圖像中未拍攝有批料堆之頂端位置之情形。於此情形時，觀察資料算出機構18沿與熔解之原料之前進方向垂直之方向分割固定區域9a，算出各分割區域中之批料堆之面積。繼而，亦可將自上游側之分割區域朝向下游側之分割區域方向之批料堆之面積之變化視為線形變化，算出批料堆之面積變為0之位置，並將上述位置判定為批料堆之頂端位置。關於固定區域9b亦相同。
若批料堆之頂端位置過度延伸至下游側，則產生在未熔解之狀態下流出之可能性。於觀察資料算出機構18算出之批料堆之頂端位置過度延伸至下游側之情形時，以批料堆 之頂端位置恢復至上游側之方式操作玻璃熔融爐即可。
又，觀察資料算出機構18亦可算出自上游側觀察時右側之固定區域9a中之觀察資料之值與自上游側觀察時左側之固定區域9b中之觀察資料之值之差作為觀察資料。例如，觀察資料算出機構18亦可算出固定區域9a中之批料堆之佔有率與固定區域9b中之批料堆之佔有率之差。又，觀察資料算出機構18亦可算出固定區域9a中之批料堆之頂端位置與固定區域9b中之批料堆之頂端位置之差。以下，將固定區域9a、9b中之觀察資料之值之差記作左右差。藉由亦算出該左右差作為觀察資料之1個，可確認自上游側觀察時右側與左側中固體原料之狀態是否無偏向。例如，可確認自上游側觀察時僅於右側與左側之任一者中進行熔解，而於另一者中熔解延遲等狀況，可以根據上述狀況，操作玻璃熔融爐之方式進行判斷。
例如，於藉由在步驟S16中算出之左右差，判斷固定區域9a、9b之任一者中之原料之熔解延遲之情形時，進行增加對於原料之熔解延遲之一方之靠近固定區域之側壁之燃燒器之燃料投入量(即，加強燃燒器之火力)等操作即可。
再者，於上述例中，對算出批料堆之佔有率或與頂端位置相關之左右差之情形進行了說明，但觀察資料算出機構18亦可算出與其他觀察資料相關之左右差。
又，批料堆之佔有率、頂端位置及其等左右差既可根據較近之1張二值化圖像而算出，亦可根據較近之複數之二值化圖像之合成圖像而算出。再者，如以上說明般，就把握 固體狀態之原料之整體像之觀點而言，較佳為對在每一步驟S12中獲得之各圖像進行合成，且對在每一步驟S13中獲得之各圖像進行合成，使用其等合成圖像，進行步驟S14以後之處理，生成二值化圖像。
又，觀察資料算出機構18亦可根據連續之複數之二值化圖像中之同一批料堆之位置與攝像機之攝像間隔，算出批料堆整體之移動速度。由於批料堆整體之移動緩慢，故而於連續之複數之二值化圖像中，同一批料堆之位置之變化較少。由此，觀察資料算出機構18判定於連續之複數之二值化圖像中，位置座標最近之批料堆彼此為同一批料堆即可。繼而，根據同一批料堆之座標之變化，算出上述批料堆之移動距離，根據上述移動距離與攝像間隔算出批料堆整體之移動速度即可。於本例中，將一個批料堆之移動速度視為批料堆整體之移動速度。再者，於算出批料堆之速度作為觀察資料之情形時，使用攝像機11a、11b進行攝像所得之圖像本身，進行步驟S10以後之處理。進而，使用於步驟S12中所獲得之1張圖像與於步驟S13中所獲得之1張圖像，進行步驟S14以後之處理。
又，觀察資料算出機構18亦可根據連續之複數之二值化圖像中之同一批料堆之位置，算出批料堆之移動方向。
又，觀察資料算出機構18亦可根據連續之複數之二值化圖像，算出批料堆之減少率。例如，觀察資料算出機構18亦可於連續之各二值化圖像中，判定同一批料堆，於各二值化圖像中，算出批料堆之面積或長度之減少率。再者， 於算出長度之減少率時，既可根據沿著原料之流動方向之長度算出減少率，或亦可根據沿著與原料之流動方向垂直之方向之長度算出減少率。
再者，觀察資料算出機構18較佳為於算出批料堆整體之移動速度、批料堆之移動方向、批料堆之減少率等時，使用連續之複數之二值化圖像，亦可使用不連續之複數之二值化圖像。
考慮到該批料堆之減少率係於與批料堆之高度之減少率之間存在相關，可藉由批料堆之減少率判斷批料堆之高度。若批料堆過高，則熔解需要花費時間，而頂端位置延伸。
進而，觀察資料算出機構18亦可根據二值化圖像，算出各個批料堆之方向(批料堆延伸之方向)。如上所述之方向係預先規定成為基準之方向，藉由與上述基準方向形成之角度表示即可。
又，觀察資料算出機構18亦可根據二值化圖像，算出各個批料堆之大小。
又，觀察資料算出機構18亦可根據二值化圖像與於步驟S13中獲得之圖像，計算評價批料堆中之氣體之噴出狀態之評價值。若氣體自批料堆中噴出，則於圖像內觀察到陷沒於批料堆之表面之孔而看上去粗糙。由此，觀察資料算出機構18亦可使用二值化圖像判定於步驟S13中所獲得之圖像中相當於批料堆之區域，計算上述區域中之亮度值之標準偏差，而將上述標準偏差設為氣體之噴出狀態之評價值。
又，因氣體之噴出而陷沒之部分係觀察為較黑之區域。由此，觀察資料算出機構18亦可使用二值化圖像判定於步驟S13中所獲得之圖像中相當於批料堆之區域，計數上述區域內之黑色像素之總數，將其計數結果設為氣體之噴出狀態之評價值。
於非專利文獻1或專利文獻1中，記載有對批料堆之佔有率或批料堆之頂端位置(最下游位置)進行評價，於本發明中，並不限定於其等，藉由測定內外比、左右差、批料堆之速度或移動方向、批料堆之減少率、各個批料堆之方向或大小、批料堆中之氣體之噴出狀態之評價值等多種觀察資料，可穩定地進行批料堆之定量評價。又，根據上述結果，可藉由確切地運轉玻璃熔融爐而製造高品質之玻璃。
又，根據本發明，姿勢特定機構14對攝像圖像(更具體而言為攝像圖像之平均圖像)進行基準圖案之圖案匹配，根據攝像圖像內之基準圖案之圖像座標，判定攝像機之姿勢之偏移之有無，於判定發生偏移之情形時，使用姿勢之偏移量，特定攝像機之姿勢(位置及方向)。繼而，圖像校準機構16根據攝像機之姿勢，自攝像圖像中擷取符合實空間中之固定區域9a、9b之範圍。進而，背景圖像作成機構15根據上述擷取圖像作成背景圖像，圖像校準機構16對擷取圖像及背景圖像進行使視點自攝像機之位置變化成固定區域之正上方之視點轉換處理，差分運算機構17計算兩者之亮度值之差分。因此，即便於清掃時等攝像機之姿勢發生變化，亦可良好地持續玻璃熔融爐內之固定區域之觀察。
又，作為預處理，預處理機構19係自從攝像機輸入之複數之圖像中，選擇保持邊緣之計數結果較多之狀態之連續之複數之圖像。繼而，預處理機構19係於所選擇之複數之圖像中，著眼於對應之像素，特定上述像素中成為最小之亮度值，將上述亮度值規定為預處理圖像中之對應像素之亮度值。預處理機構19針對每一對應像素進行該處理。根據攝像機進行攝像所得之圖像，亦有拍攝有於爐內懸浮之原料粉，或拍攝有火焰，而背景或批料堆變得不清楚之情形，但藉由如上所述進行預處理，可作成火焰或原料粉等干擾之影響較少之圖像。繼而，藉由使用如上所述之圖像，進行步驟S10以後之處理(參照圖9)，可獲得干擾之影響較少之良好之背景圖像或僅表示批料堆之圖像亦良好之圖像，而可正確地監視固定區域中之批料堆之狀態。
由此，根據本實施形態，可持續玻璃熔融爐內之固定區域之觀察，而良好地監視上述固定區域中之批料堆之狀態。再者，如以上說明般，於監視原料粉或火焰之影響較少之玻璃熔融爐之情形時，亦可不進行預處理。於上述之情形時，亦可使用攝像機對爐內進行攝像而生成之圖像本身，進行步驟S10以後之處理(參照圖9)。
又，於本實施形態中，姿勢特定機構14對攝像圖像進行複數之基準圖案之圖案匹配，特定攝像機之姿勢。如此般，藉由使用複數之基準圖案，攝像機之姿勢偏移判定之可靠性增加。
繼而，對第1實施形態之變形例進行說明。於上述第1實 施形態中，表示對自背景圖像及最新之攝像圖像中擷取之擷取圖像，分別進行轉換處理(步驟S12、S13，參照圖9)後，進行計算差分之處理(步驟S14，參照圖9)之情形。亦可先進行計算像素彼此之差分之處理後，進行轉換處理。圖18係表示如上所述之第1實施形態之變形例中之玻璃熔融爐內監視系統之構成例的方塊圖。圖18所示之各機構係與圖2所示之各機構相同之機構，以與圖2相同之符號表示。然而，於本變形例中，由於各種圖像之流程之一部分與上述第1實施形態不同，故而表示各種圖像之流程之箭頭與圖2不同。又，圖19係表示如上所述之第1實施形態之變形例中之直至觀察資料算出為止之處理經過之例的流程圖。關於與第1實施形態中已說明之處理相同之處理標註與圖9相同之符號，並省略說明。
於本變形例中，於步驟S10、S11後，差分運算機構17係於自最新之攝像圖像中擷取之擷取圖像與於步驟S11中作成之背景圖像之間，算出對應之像素彼此之亮度值之差(步驟S31)。此時，差分運算機構17自從最新之攝像圖像中擷取之擷取圖像(拍攝有批料堆及背景之圖像)之像素之亮度值中，減去背景圖像之像素之亮度值。差分運算機構17針對每一對應之像素彼此之組進行該減法處理。其結果，獲得自攝像機之視點進行觀察所得之固定區域之圖像，且將背景去除之圖像。然而，於上述之減法結果中，符合背景之像素之亮度值未必變為0。
因此，差分運算機構17係於步驟S31後，對於步驟S31中 所獲得之圖像進行二值化處理(步驟S32)。其結果，獲得自攝像機之視點進行觀察所得之固定區域之圖像，且符合背景之像素之亮度值為「0」，符合批料堆10之像素之亮度值變為「1」之二值化圖像。步驟S31、S32相當於背景除外圖像生成步驟。
於步驟S32後，圖像校準機構16對在步驟S32中所生成之二值化圖像，進行使視點自攝像機之位置變化成固定區域之正上方之視點轉換處理(步驟S33)。其結果，獲得與於以上說明之步驟S15(參照圖9)中獲得之二值化圖像相同之二值化圖像。步驟S33相當於背景除外圖像轉換步驟。
於步驟S32後，觀察資料算出機構18使用步驟S32中之轉換處理後之二值化圖像，算出存在於固定區域內之批料堆之觀察資料(步驟S16)。該處理係與以上說明之步驟S16之處理相同。
[實施形態2]
圖20係表示本發明之第2實施形態之玻璃熔融爐內監視系統之構成例的方塊圖。與第1實施形態相同之構成要素係標註與圖2相同之符號，並省略說明。第2實施形態之玻璃熔融爐內監視系統包含攝像機11a、攝像機11b及圖像處理裝置13a。圖像處理裝置13a除包含預處理機構19、圖像記憶機構12、姿勢特定機構14、背景圖像作成機構15、圖像校準機構16、差分運算機構17及觀察資料算出機構18以外，亦包含觀察資料解析機構61與熔融爐控制機構62。又，圖像處理裝置13a亦可為對圖18所示之玻璃熔融爐內監視系統 之圖像處理裝置追加觀察資料解析機構61及熔融爐控制機構62所得之構成。
觀察資料解析機構61對藉由觀察資料算出機構18算出值之多種觀察資料與玻璃熔融爐之多種運轉參數之相關之程度進行判定。換言之，觀察資料解析機構61導出玻璃熔融爐之多種運轉參數對藉由觀察資料算出機構18算出值之多種觀察資料帶來之影響之程度。作為觀察資料之例，可列舉固定區域9a、9b各自中之批料堆之佔有率、批料堆之頂端位置及其等觀察資料之左右差、固定區域9a、9b中之內外比、批料堆之移動速度、批料堆之減少率等，但觀察資料並不限定於該等。又，作為運轉參數，可列舉燃燒器燃料之燃燒條件(例如燃燒量等)、原料之投入條件(例如投入量等)、批料．玻璃屑比等，但運轉參數亦不限定於該等。
觀察資料解析機構61係藉由例如主成分分析及多變量解析(例如複回歸分析)，判定觀察資料與運轉參數之相關之程度。例如，觀察資料解析機構61進行主成分分析而求出主成分，利用上述主成分進行多變量解析。繼而，觀察資料解析機構61係藉由利用於上述過程中使用之係數，導出各參數之影響度。所謂參數之影響度，具體而言，係指運轉參數對觀察資料帶來之影響之程度。觀察資料解析機構61導出參數之影響度之處理相當於影響度導出步驟。
圖21係表示計算運轉參數對1個觀察資料(此處設為觀察資料A)之影響度所得之結果之例的圖表。於圖21中，表示觀察資料A與作為運轉參數之投入條件A(設為原料之投入 量)、投入條件B、燃燒參數A~D之相關。圖21之縱軸為各運轉參數之影響度。燃燒參數A~D為各場所之燃燒器中之燃燒量。若運轉參數之影響度之值為正，則於與觀察資料之間有正相關，若運轉參數之影響度之值為負，則於與觀察資料之間有負相關。又，影響度之值之絕對值越大，則表示運轉參數與觀察資料之相關之程度越強。
例如，若根據圖21所示之結果，使投入條件A(原料之投入量)增加，則意味著觀察資料A之值亦增加。又，使若燃燒參數A增加，則意味著觀察資料A之值減少。
熔融爐控制機構62係參照藉由觀察資料算出機構18而算出之觀察資料，於上述觀察資料達到應變更玻璃熔融爐之運轉狀況之值後，變更於與上述觀察資料之間具有相關性之運轉參數。此處，所謂於與觀察資料之間具有相關性之運轉參數，係指例如對觀察資料之影響度之絕對值成為預先規定之值以上之運轉參數。例如，於觀察資料之值超過上限值，過度變高之情形時，使於與上述觀察資料之間具有正相關之運轉參數之值減少或使於與上述觀察資料之間具有負相關之運轉參數之值增加。又，例如，於觀察資料之值未達下限值，過度變低之情形時，使於與上述觀察資料之間具有正相關之運轉參數之值增加或使於與上述觀察資料之間具有負相關之運轉參數之值減少。作為具體例，於判定在作為觀察資料之批料堆之佔有率與作為運轉參數之爐內溫度之間有負相關，且批料堆之佔有率超過上限值之情形時，熔融爐控制機構62係以使爐內溫度上升之方式 操作玻璃熔融爐即可。即，使燃燒器之火力上升即可。如此般熔融爐控制機構62變更運轉參數之處理相當於熔融爐控制步驟。
又，熔融爐控制機構62亦可於觀察資料之值超過上限值或未達下限值時輸出警報。
再者，玻璃熔融爐之運轉參數之變更亦可由操作人員進行。於此情形時，亦可不包含熔融爐控制機構62。又，於此情形時，操作人員參照藉由觀察資料算出機構18而算出之觀察資料與藉由觀察資料解析機構61而算出之觀察資料與運轉參數之間之影響度，判斷如何變更哪一運轉參數即可。
根據本實施形態，由於觀察資料解析機構61算出表示運轉參數相對於觀察資料之相關之程度之影響度，故而可使根據監視之批料堆之狀態，調節玻璃熔融爐之哪一運轉參數即可明確化。
進而，藉由設置熔融爐控制機構62，可不通過操作人員，而自動地將玻璃熔融爐控制為確切之狀態。
於上述說明中，表示觀察資料解析機構61算出運轉參數對觀察資料之影響度之情形。除此以外，於獲得表示原料狀態之品質之品質資料(例如泡個數等)之情形時，觀察資料解析機構61亦可算出表示觀察資料或運轉參數相對於品質資料之相關之程度之影響度。該影響度亦可藉由例如主成分分析及多變量解析而進行。再者，泡個數越多，則意味著爐之狀態不佳。
圖22係表示計算觀察資料A、B及作為運轉參數之溫度A~D對作為1個品質資料之泡個數之影響度所得之結果的圖表。觀察資料A、B係觀察資料算出機構18藉由根據攝像圖像而生成之二值化圖像而算出之資料。溫度A~D係藉由對玻璃熔融爐之各場所之溫度進行計測而獲得之值。於圖22所示之例中，若影響度之值為正，則亦於觀察資料或溫度與品質資料之間有正相關，若影響度之值為負，則亦於觀察資料或溫度與品質資料之間有負相關。又，影響度之值之絕對值越大，則表示相關之程度越大。
例如，根據圖22所示之結果，可知觀察資料A、B之值越大，泡個數越是增加(品質變差)。又，可知溫度A之值越低，泡個數越是增加。
再者，即便於某條件下，判定於某觀察資料與品質資料之間存在相關，有時亦於其他條件下，判定於其他觀察資料與上述品質資料之間亦存在相關。圖23係表示觀察資料與品質資料之相關失去或重新出現之狀況之變化的圖表。圖23所示之左側之縱軸表示觀察資料之值。右側之縱軸表示品質資料(此處為泡個數)之值。橫軸表示時間之經過。於圖23所示之例中，直至計測期間之中途為止，於觀察資料A與品質資料之間確認到相關，於後半部分中，上述相關失去。又，直至計測期間之中途為止，於觀察資料B與品質資料之間不存在相關，於後半部分中，確認到觀察資料B與品質資料之相關。
因此，觀察資料解析機構61較佳為反覆算出觀察資料與 品質資料之間之影響度。
再者，於第2實施形態中，表示根據觀察資料解析機構61算出之影響度，判定與觀察資料相關之運轉參數，根據觀察資料變更上述運轉參數之情形。於操作人員參照二值化圖像，可判斷應操作哪一運轉參數之情形時，操作人員亦可參照二值化圖像，增減運轉參數。例如，於根據二值化圖像，判斷自上游壁觀察而右側之批料堆之熔解延遲之情形時，操作人員亦可自上游壁觀察而使右側之燃燒器之火力上升。
又，於上述各實施形態中，亦可將攝像機11a配置於自正上方攝像固定區域9a之位置，將攝像機11b配置於自正上方攝像固定區域9b之位置。於此情形時，特徵性之物(例如側壁、燃燒器等)亦包含於攝像範圍中，亦攝像有基準圖案或基準點。如此般，於攝像機11a配置於自正上方攝像固定區域9a之位置，攝像機11b配置於自正上方攝像固定區域9b之位置之情形時，亦可不進行使視點變化成固定區域9a或固定區域9b之正上方之視點轉換處理。即，亦可不進行步驟S12、S13(參照圖9)之視點轉換處理。又，亦可於作為實施形態之變形例而表示之處理經過(參照圖19)中，不進行步驟S33之視點轉換處理。
[實施形態3]
繼而，作為本發明之第3實施形態，對玻璃物品之製造方法進行說明。於本發明之玻璃物品之製造方法中，應用第1實施形態中已說明之玻璃熔融爐內監視方法。進而，亦可 將第2實施形態中已說明之觀察資料與運轉參數之相關之程度之判定、及運轉參數之變更處理應用於本發明之玻璃物品之製造方法。圖24係表示本實施形態之玻璃物品之製造方法中使用之玻璃物品之製造線之一例的模式圖。再者，於圖24中，省略攝像機11a、11b及圖像處理裝置13之圖示，於玻璃熔融爐1之附近配置有攝像機11a、11b。又，亦配置有圖像處理裝置13。然而，圖像處理裝置13之配置位置並無限定。又，亦可配置第2實施形態中已說明之圖像處理裝置13a。
於玻璃物品之製造線中，設置有玻璃熔融爐1與澄清槽30。再者，澄清槽30之種類並無限定。澄清槽30亦可為使槽之內部為減壓狀態而去除泡之減壓型澄清槽。或，澄清槽30亦可為使槽之內部為高溫而去除泡之高溫型澄清槽。
玻璃熔融爐1(參照圖24及圖1)使玻璃原料熔解，使其變化成熔融玻璃71。於圖24中，省略批料堆之圖示。澄清槽30去除熔融玻璃71中產生之泡。將泡去除之熔融玻璃係轉移至成形步驟、緩冷步驟。
圖25係表示本實施形態之玻璃物品之製造方法之例的流程圖。首先，將玻璃原料投入至玻璃熔融爐1。玻璃熔融爐1包含燃燒器5(參照圖1)，將玻璃熔融爐1之內部維持於高溫。繼而，藉由於玻璃熔融爐1中加熱玻璃原料，製造熔融玻璃71(步驟S91、玻璃熔融步驟)。
於步驟S91中，攝像機11a、11b對玻璃熔融爐1之內部進行攝像，圖像處理裝置13對其結果所獲得之圖像進行與第1 實施形態相同之處理。即，進行步驟S51~S54(參照圖5)、步驟S1~S6(參照圖8)、步驟S10~S16(參照圖9或圖19)、步驟S21~S28(參照圖10)等處理。藉由該處理，獲得觀察資料，可良好地監視玻璃熔融爐1之內部。又，於第2實施形態中已說明之圖像處理裝置13a亦可與第2實施形態同樣地，判定觀察資料與玻璃熔融爐1之運轉參數之相關之程度，變更玻璃熔融爐1之運轉參數。
於步驟S91中所製造之熔融玻璃71係流至澄清槽30。於該熔融玻璃71中存在泡，於熔融玻璃71之表面產生泡層(省略圖示)。於澄清槽30之內部，去除熔融玻璃71之泡(步驟S92、澄清步驟)。
於步驟S92後，成形將泡去除之熔融玻璃(步驟S93、成形步驟)。於成形步驟中，例如，藉由浮式法成形熔融玻璃即可。具體而言，藉由使將泡去除之熔融玻璃71浮於熔融錫(未圖示)上，並使其向搬送方向前進而製成連續之板狀之玻璃帶。此時，為了成形特定板厚之玻璃帶，而按壓於玻璃帶之兩側部分旋轉之輥，向寬度方向(與搬送方向成直角之方向)外側拉伸玻璃帶。
繼而，使於步驟S93中成形之玻璃帶緩冷(步驟S94、緩冷步驟)。於緩冷步驟中，自熔融錫中拉出玻璃帶，於緩冷爐(未圖示)之內部使玻璃帶緩慢冷卻。即便於搬送至緩冷爐之外部後，亦進一步使玻璃帶緩冷至常溫左右為止。
於緩冷步驟後，視需要對在緩冷步驟中固化之玻璃帶進行加工(步驟S95、加工步驟)。作為步驟S95中之加工例， 可列舉例如切斷或研磨。然而，並不限定於切斷或研磨，亦可進行其他加工處理。
根據本實施形態之玻璃物品之製造方法，可良好地持續玻璃熔融爐內之固定區域之觀察，並且製造玻璃物品。尤其，若圖像處理裝置13a與第2實施形態同樣地，判定觀察資料與玻璃熔融爐1之運轉參數之相關之程度，變更玻璃熔融爐1之運轉參數，則可以與爐內之觀察結果相對應之確切之運轉參數運轉玻璃熔融爐1，而製造玻璃物品。
以上已參照特定之實施態樣詳細地說明了本出願，業者應明白可在不脫離本發明之精神與範圍之狀態下施加多種變更或修正。
本出願係基於2011年5月6日申請之日本專利出願(日本專利特願2011-103601)者，其內容係以參照之形式寫入於此。
[產業上之可利用性]
本發明較佳地應用於監視玻璃熔融爐內之批料堆之玻璃熔融爐內監視系統。
1‧‧‧玻璃熔融爐
2‧‧‧觀察窗
3a‧‧‧投入口
3b‧‧‧投入口
4‧‧‧排出口
5‧‧‧燃燒器
6‧‧‧側壁
7‧‧‧上游壁
8‧‧‧下游壁
9a‧‧‧固定區域
9b‧‧‧固定區域
10‧‧‧批料堆
11a‧‧‧攝像機
11b‧‧‧攝像機
12‧‧‧圖像記憶機構
13‧‧‧圖像處理裝置
13a‧‧‧圖像處理裝置
14‧‧‧姿勢特定機構
15‧‧‧背景圖像作成機構
16‧‧‧圖像校準機構
17‧‧‧差分運算機構
18‧‧‧觀察資料算出機構
19‧‧‧預處理機構
21a‧‧‧點
21b‧‧‧點
21c‧‧‧點
21d‧‧‧點
21e‧‧‧點
25‧‧‧液面
30‧‧‧澄清槽
31a‧‧‧範圍
41‧‧‧區域
42‧‧‧區域
51‧‧‧區域
52‧‧‧區域
61‧‧‧觀察資料解析機構
62‧‧‧熔融爐控制機構
71‧‧‧熔融玻璃
81‧‧‧攝像圖像內之部分
S1‧‧‧步驟
S2‧‧‧步驟
S3‧‧‧步驟
S4‧‧‧步驟
S5‧‧‧步驟
S6‧‧‧步驟
S10‧‧‧步驟
S11‧‧‧步驟
S12‧‧‧步驟
S13‧‧‧步驟
S14‧‧‧步驟
S15‧‧‧步驟
S16‧‧‧步驟
S21‧‧‧步驟
S22‧‧‧步驟
S24‧‧‧步驟
S25‧‧‧步驟
S26‧‧‧步驟
S27‧‧‧步驟
S28‧‧‧步驟
S31‧‧‧步驟
S32‧‧‧步驟
S33‧‧‧步驟
S51‧‧‧步驟
S52‧‧‧步驟
S53‧‧‧步驟
S54‧‧‧步驟
S91‧‧‧步驟
S92‧‧‧步驟
S93‧‧‧步驟
S94‧‧‧步驟
S95‧‧‧步驟
圖1係表示應用本發明之玻璃熔融爐內監視系統之玻璃熔融爐之例的俯視圖。
圖2係表示本發明之第1實施形態之玻璃熔融爐內監視系統之構成例的方塊圖。
圖3係表示利用攝像機11a所得之攝像圖像之例之說明圖。
圖4(a)、4(b)係表示基準圖案之圖像之例及使用基準圖案之匹配之例的說明圖。
圖5係表示姿勢特定機構14進行之姿勢推斷動作之例之流程圖。
圖6係抽出利用攝像機11a所得之攝像圖像中符合熔解之原料之液面之範圍的模式圖。
圖7係表示以使視點變化成固定區域9a之正上方之方式進行轉換所得之轉換結果之例的說明圖。
圖8係表示攝像機之姿勢判斷處理之處理經過之例之流程圖。
圖9係表示直至觀察資料導出為止之處理經過之例之流程圖。
圖10係表示背景圖像作成處理(步驟S11)之處理經過之例之流程圖。
圖11係步驟S24之結果所獲得之直方圖。
圖12係步驟S24之結果所獲得之直方圖。
圖13係表示步驟S13之轉換後之圖像之例的說明圖。
圖14係表示步驟S12之轉換後之背景圖像之例的說明圖。
圖15係表示進行步驟S14之處理所得之結果之圖像之例的說明圖。
圖16係表示二值化處理後之圖像之例之說明圖。
圖17係表示將固定區域9a、9b平分成側壁6側之區域與玻璃熔融爐之中央側區域所得之區域的說明圖。
圖18係表示第1實施形態之變形例中之玻璃熔融爐內監 視系統之構成例的方塊圖。
圖19係表示第1實施形態之變形例中之直至觀察資料導出為止之處理經過之例的流程圖。
圖20係表示本發明之第2實施形態之玻璃熔融爐內監視系統之構成例的方塊圖。
圖21係表示計算運轉參數對1個觀察資料之影響度所得之結果之例的圖表。
圖22係表示計算觀察資料A、B及溫度A~D對1個品質資料之影響度所得之結果的圖表。
圖23係表示觀察資料與品質資料之相關失去或重新出現之狀況之變化的圖表。
圖24係表示第3實施形態之玻璃物品之製造方法中使用之玻璃物品之製造線之一例的模式圖。
圖25係表示第3實施形態之玻璃物品之製造方法之例的流程圖。
S10‧‧‧步驟
S11‧‧‧步驟
S12‧‧‧步驟
S13‧‧‧步驟
S14‧‧‧步驟
S15‧‧‧步驟
S16‧‧‧步驟

Claims (18)

  1. 一種玻璃熔融爐內監視方法，其特徵在於包含：圖像攝像步驟，其係由圖像攝像機構對包含設置於玻璃熔融爐內之基準圖案與在玻璃熔融爐內熔解之玻璃原料之液面中之固定範圍之圖像進行攝像；區域擷取步驟，其係根據使用拍攝於圖像內之基準圖案之位置偏移而計算之上述圖像攝像機構之姿勢，自所攝像之圖像內擷取符合上述固定範圍之區域；背景圖像作成步驟，其係根據作為符合上述固定範圍之區域而自複數之圖像中擷取之複數之擷取圖像，作成成為堆積於玻璃熔融爐內之玻璃原料即批料堆之背景之背景圖像；背景除外圖像生成步驟，其係藉由針對每一像素進行自從所攝像之圖像中作為符合上述固定範圍之區域而擷取之擷取圖像之像素之亮度值減去上述背景圖像中之對應像素之亮度值之處理，而生成自拍攝有上述批料堆及上述背景之狀態之上述擷取圖像中將上述背景除外之背景除外圖像；及觀察資料算出步驟，其係根據上述背景除外圖像，算出與上述批料堆相關之觀察資料。
  2. 如請求項1之玻璃熔融爐內監視方法，其中於上述背景圖像作成步驟中，針對複數之擷取圖像之每一對應像素或每一對應之區域，計數符合各亮度值之像素之數量，根據符合各亮度 值之像素之計數結果決定表示背景之亮度值，藉此作成背景圖像。
  3. 如請求項1或2之玻璃熔融爐內監視方法，其中於上述背景除外圖像生成步驟中，針對每一像素進行自從所攝像之圖像中作為符合固定範圍之區域而擷取之擷取圖像之像素之亮度值減去背景圖像中之對應像素之亮度值之處理，並將每一像素之減法結果二值化，藉此生成背景除外圖像。
  4. 如請求項1或2之玻璃熔融爐內監視方法，其包含：背景圖像轉換步驟，其係將背景圖像轉換成自與上述液面對向之上方觀察固定範圍時之圖像；及擷取圖像轉換步驟，其係將作為符合上述固定範圍之區域而擷取之擷取圖像轉換成自與上述液面對向之上方觀察該固定範圍時之圖像；且於背景除外圖像生成步驟中，進行自利用上述擷取圖像轉換步驟進行轉換後之擷取圖像之亮度值減去利用上述背景圖像轉換步驟進行轉換後之背景圖像中之對應像素之亮度值之處理，於上述觀察資料算出步驟中，根據於上述背景除外圖像生成步驟中生成之背景除外圖像算出觀察資料。
  5. 如請求項1或2之玻璃熔融爐內監視方法，其包含將上述背景除外圖像轉換成自與上述液面對向之上方觀察固定範圍時之圖像之背景除外圖像轉換步驟，且於觀察資料算出步驟中，根據利用上述背景除外圖像 轉換步驟進行轉換後之背景除外圖像算出觀察資料。
  6. 如請求項1或2之玻璃熔融爐內監視方法，其包含對在圖像攝像步驟中所獲得之各圖像，算出表示圖像內之明暗之對比度之量，並選擇滿足對表示上述對比度之量預先規定之條件之圖像之預處理步驟。
  7. 如請求項6之玻璃熔融爐內監視方法，其中於預處理步驟中，算出圖像內之邊緣數作為表示對比度之量，選擇滿足上述邊緣數為預先規定之閾值以上之條件之複數之圖像，根據所選擇之上述複數之圖像，生成成為擷取符合固定範圍之區域之對象之圖像。
  8. 一種玻璃熔融爐操作方法，其特徵在於包含：影響度導出步驟，其係導出玻璃熔融爐之運轉參數對在如請求項1至7中任一項之玻璃熔融爐內監視方法中之觀察資料算出步驟中算出之觀察資料賦予之影響之程度；及熔融爐控制步驟，其係於觀察資料滿足特定條件之情形時，變更對該觀察資料之上述影響之程度之絕對值成為預先規定之值以上之運轉參數。
  9. 一種玻璃熔融爐內監視系統，其特徵在於包含：圖像攝像機構，其對包含設置於玻璃熔融爐內之基準圖案與在玻璃熔融爐內熔解之玻璃原料之液面中之固定範圍之圖像進行攝像；圖像校準機構，其根據使用拍攝於圖像內之基準圖案之位置偏移而計算之上述圖像攝像機構之姿勢，自所攝 像之圖像內擷取符合上述固定範圍之區域；背景圖像作成機構，其根據作為符合上述固定範圍之區域而自複數之圖像中擷取之複數之擷取圖像，作成成為堆積於玻璃熔融爐內之玻璃原料即批料堆之背景之背景圖像；差分運算機構，其藉由針對每一像素進行自從所攝像之圖像中作為符合上述固定範圍之區域而擷取之擷取圖像之像素之亮度值減去上述背景圖像中之對應像素之亮度值之處理，而生成自拍攝有上述批料堆及上述背景之狀態之上述擷取圖像中將上述背景除外之背景除外圖像；及觀察資料算出機構，其根據上述背景除外圖像，算出與上述批料堆相關之觀察資料。
  10. 如請求項9之玻璃熔融爐內監視系統，其中上述背景圖像作成機構係針對複數之擷取圖像之每一對應像素或每一對應之區域，計數符合各亮度值之像素之數量，根據符合各亮度值之像素之計數結果決定表示背景之亮度值，藉此作成背景圖像。
  11. 如請求項9或10之玻璃熔融爐內監視系統，其中上述差分運算機構係針對每一像素進行自從所攝像之圖像中作為符合固定範圍之區域而擷取之擷取圖像之像素之亮度值減去背景圖像中之對應像素之亮度值之處理，並將每一像素之減法結果二值化，藉此生成背景除外圖像。
  12. 如請求項9或10之玻璃熔融爐內監視系統，其中上述圖像校準機構係將背景圖像轉換成自與上述液面對向之上方觀察固定範圍時之圖像，且將作為符合上述固定範圍之區域而擷取之擷取圖像轉換成自與上述液面對向之上方觀察該固定範圍時之圖像；上述差分運算機構進行自利用上述圖像校準機構進行轉換後之擷取圖像之亮度值減去利用圖像校準機構進行轉換後之背景圖像中之對應像素之亮度值的處理；上述觀察資料算出機構根據由上述差分運算機構所生成之背景除外圖像算出觀察資料。
  13. 如請求項9或10之玻璃熔融爐內監視系統，其中上述圖像校準機構將藉由上述差分運算機構而生成之背景除外圖像轉換成自與上述液面對向之上方觀察固定範圍時之圖像；上述觀察資料算出機構根據利用上述圖像校準機構進行轉換後之背景除外圖像算出觀察資料。
  14. 如請求項9或10之玻璃熔融爐內監視系統，其包含預處理機構，該預處理機構對藉由圖像攝像機構而獲得之各圖像，算出表示圖像內之明暗之對比度之量，並選擇滿足對表示上述對比度之量預先規定之條件之圖像。
  15. 如請求項14之玻璃熔融爐內監視系統，其中預處理機構算出圖像內之邊緣數作為表示對比度之量，選擇滿足上述邊緣數為預先規定之閾值以上之條件之複數之圖像，根據所選擇之上述複數之圖像，生成成 為擷取符合固定範圍之區域之對象之圖像。
  16. 如請求項9或10之玻璃熔融爐內監視系統，其包含觀察資料解析機構，該觀察資料解析機構導出玻璃熔融爐之運轉參數對藉由上述觀察資料算出機構而算出之觀察資料賦予之影響之程度。
  17. 如請求項16之玻璃熔融爐內監視系統，其包含熔融爐控制機構，該熔融爐控制機構於上述觀察資料滿足特定條件之情形時，變更對該觀察資料之上述影響之程度之絕對值成為預先規定之值以上之運轉參數。
  18. 一種玻璃物品之製造方法，其特徵在於包含：玻璃熔融步驟，其係於玻璃熔融爐內製造熔融玻璃；澄清步驟，其係於澄清槽內去除上述熔融玻璃之泡；成形步驟，其係成形將泡去除之熔融玻璃；及緩冷步驟，其係使所成形之熔融玻璃緩冷；且該玻璃物品之製造方法包含：圖像攝像步驟，其係由圖像攝像機構對包含設置於玻璃熔融爐內之基準圖案與在玻璃熔融爐內熔解之玻璃原料之液面中之固定範圍之圖像進行攝像；區域擷取步驟，其係根據使用拍攝於圖像內之基準圖案之位置偏移而計算之上述圖像攝像機構之姿勢，自所攝像之圖像內擷取符合上述固定範圍之區域；背景圖像作成步驟，其係根據作為符合上述固定範圍之區域而自複數之圖像中擷取之複數之擷取圖像，作成成為堆積於玻璃熔融爐內之玻璃原料即批料堆之背景之 背景圖像；背景除外圖像生成步驟，其係藉由針對每一像素進行自從所攝像之圖像中作為符合上述固定範圍之區域而擷取之擷取圖像之像素之亮度值減去上述背景圖像中之對應像素之亮度值之處理，而生成自拍攝有上述批料堆及上述背景之狀態之上述擷取圖像中將上述背景除外之背景除外圖像；及觀察資料算出步驟，其係根據上述背景除外圖像，算出與上述批料堆相關之觀察資料。
TW101116059A 2011-05-06 2012-05-04 Glass melting furnace monitoring method, glass melting furnace operation method, glass melting furnace monitoring system TWI522326B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011103601 2011-05-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201247577A TW201247577A (en) 2012-12-01
TWI522326B true TWI522326B (zh) 2016-02-21

Family

ID=47139133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101116059A TWI522326B (zh) 2011-05-06 2012-05-04 Glass melting furnace monitoring method, glass melting furnace operation method, glass melting furnace monitoring system

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP5928451B2 (zh)
KR (1) KR101923239B1 (zh)
CN (1) CN103415476B (zh)
TW (1) TWI522326B (zh)
WO (1) WO2012153649A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9885962B2 (en) * 2013-10-28 2018-02-06 Kla-Tencor Corporation Methods and apparatus for measuring semiconductor device overlay using X-ray metrology
JP6758188B2 (ja) * 2015-06-30 2020-09-23 ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社 ガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置
EP3588221A1 (en) * 2018-06-29 2020-01-01 Saint-Gobain Glass France Method for real-time monitoring of thermal time evolution of a furnace adapted to the thermal softening of flat glass articles
CN110542311A (zh) * 2019-08-29 2019-12-06 阿尔赛(苏州)无机材料有限公司 可观测高温实验电炉
CA3191269A1 (en) * 2020-08-31 2022-03-03 The Cooper Group, Llc Historically accurate simulated divided light glass unit and methods of making the same
WO2022242843A1 (en) * 2021-05-19 2022-11-24 Glass Service, A.S. Method of control, control system and glass furnace, in particular for temperature/thermal control
CN114387248B (zh) * 2022-01-12 2022-11-25 苏州天准科技股份有限公司 一种硅料熔化度监测方法、存储介质、终端和拉晶设备

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4409012A (en) * 1982-02-16 1983-10-11 Owens-Illinois, Inc. Method and apparatus for monitoring a glass furnace
JPS5944606A (ja) * 1982-09-07 1984-03-13 Toyo Glass Kk ガラス溶解炉内のバツチパイル存在位置判別方法
JPH01122041U (zh) * 1988-02-10 1989-08-18
DE10160824A1 (de) * 2000-12-14 2003-05-08 Software & Tech Glas Gmbh Regelungsverfahren für den Hauptrezirkulationsstrom des Glases in Wannenöfen
JP4714607B2 (ja) 2006-03-14 2011-06-29 新日本製鐵株式会社 高炉出銑流測定システム、高炉出銑流測定方法、及びコンピュータプログラム
JP2009161396A (ja) 2008-01-07 2009-07-23 Nippon Electric Glass Co Ltd ガラス物品の製造方法、ガラス物品及びガラス熔融面監視システム

Also Published As

Publication number Publication date
KR101923239B1 (ko) 2018-11-28
CN103415476A (zh) 2013-11-27
CN103415476B (zh) 2015-08-05
WO2012153649A1 (ja) 2012-11-15
JPWO2012153649A1 (ja) 2014-07-31
KR20140015357A (ko) 2014-02-06
TW201247577A (en) 2012-12-01
JP5928451B2 (ja) 2016-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI522326B (zh) Glass melting furnace monitoring method, glass melting furnace operation method, glass melting furnace monitoring system
US20080314878A1 (en) Apparatus and method for controlling a machining system
US8947508B2 (en) Image processing apparatus
CN108986070B (zh) 一种基于高速视频测量的岩石裂缝扩展实验监测方法
CN111521129B (zh) 基于机器视觉的板坯翘曲检测装置及方法
CN108369067A (zh) 用于确定输送机上的给料的质量的方法和系统
WO2020185169A1 (en) Monitoring system and method of identification of anomalies in a 3d printing process
CN109417602A (zh) 图像处理方法、图像处理装置、摄像装置及摄像方法
JP7394952B2 (ja) 溶滓量測定装置および溶滓量測定方法
WO2011158869A1 (ja) 形状測定装置、形状測定方法、およびガラス板の製造方法
CN109789484A (zh) 用于增材制造中z高度测量和调整的系统和方法
CN102519981A (zh) Pvc建材表面质量在线检测系统
CN109691083A (zh) 图像处理方法、图像处理装置及摄像装置
CN104568956A (zh) 基于机器视觉的带钢表面缺陷的检测方法
CN106067031A (zh) 基于人工纠错机制与深度学习网络协作机器视觉识别系统
Zhao et al. Froth stereo visual feature extraction for the industrial flotation process
JP7064664B2 (ja) 対象認識装置、方法およびプログラムならびに対象除去システム
TW201738009A (zh) 軋輥機台監控方法
CN107413679A (zh) 一种基于机器视觉技术的智能选矿设备及方法
KR20220088880A (ko) 재가열로를 제어하기 위한 디바이스 및 방법
WO2013100069A1 (ja) 炉内撮像方法、炉内撮像システムおよびガラス物品の製造方法
Kim et al. Exploring local feature descriptors for construction site video stabilization
JP6048086B2 (ja) 撮影装置及び画像処理プログラム
CN116152135A (zh) 一种基于深度学习的金属壁管表面缺陷检测方法
Della BOSCA Identification of molten aluminium level through vision system in casting furnaces