WO2016143754A1 - ガス漏れ位置推定装置、ガス漏れ位置推定システム、ガス漏れ位置推定方法及びガス漏れ位置推定プログラム - Google Patents

ガス漏れ位置推定装置、ガス漏れ位置推定システム、ガス漏れ位置推定方法及びガス漏れ位置推定プログラム Download PDF

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    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/12—Alarms for ensuring the safety of persons responsive to undesired emission of substances, e.g. pollution alarms

Definitions

  • the present invention relates to estimation of a gas leak position.
  • Patent Document 1 Although there is a process for displaying an area outside the threshold temperature, there is no process for analyzing and estimating the gas leak position, and the gas leak estimated position may be indicated and notified. Therefore, it is difficult for the user to accurately grasp the gas leak position.
  • the present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and an object thereof is to accurately estimate the gas leak position.
  • the invention according to claim 1 for solving the above-described problem includes an information processing means for acquiring image information from a infrared camera over a plurality of frames,
  • the information processing means includes A block discrimination process that divides an image area into a plurality of blocks for each frame and determines whether each block is a gas area; Over a plurality of time-series frames, a count process for counting the number of times that the block area is determined as a gas region for each block;
  • a leak position estimation process for setting a block whose count value by the count process is a predetermined value or more as a gas leak estimation position; Is a gas leak position estimating apparatus that is capable of executing
  • the leak position estimation process by the information processing means is repeatedly executed a predetermined number of times, and if there is no change in the block set as the gas leak estimation position, the leak position estimation process is terminated.
  • 1 is a gas leak position estimating apparatus according to the first embodiment.
  • the information processing means refers to a plurality of leak position candidates set in advance by designating a position in the frame, and the distance to the block set by the leak position estimation process is the longest.
  • the gas leak position estimating apparatus according to any one of the first to third aspects and an infrared ray that includes a monitoring target in an imaging range and provides the image information to the information processing means. And a gas leak position estimation system.
  • the invention according to claim 5 acquires image information over a plurality of frames from an infrared camera, A block discrimination process that divides an image area into a plurality of blocks for each frame and determines whether each block is a gas area; Over a plurality of time-series frames, a count process for counting the number of times that the block area is determined as a gas region for each block; A leak position estimation process for setting a block whose count value by the count process is a predetermined value or more as a gas leak estimation position; Is a gas leakage position estimation method.
  • the leak position estimating process is repeated a predetermined number of times, and if there is no change in the block set as the gas leak estimated position, the leak position estimating process is terminated.
  • This is a leak position estimation method.
  • the invention according to claim 7 selects a leak position candidate having a closest distance to the block set by the leak position estimation process by designating a position in the frame and referring to a plurality of leak position candidates set in advance.
  • the invention according to claim 8 is a computer that acquires image information over a plurality of frames from an infrared camera.
  • a block discrimination process that divides an image area into a plurality of blocks for each frame and determines whether each block is a gas area; Over a plurality of time-series frames, a count process for counting the number of times that the block area is determined as a gas region for each block;
  • a leak position estimation process for setting a block whose count value by the count process is a predetermined value or more as a gas leak estimation position; Is a gas leak position estimation program for executing
  • the leak position estimation process is repeatedly executed a predetermined number of times, and if there is no change in the block set as the gas leak estimation position, the computer executes a process of ending the leak position estimation process.
  • the invention according to claim 10 refers to a plurality of leak position candidates set in advance by designating a position in the frame, and selects a leak position candidate having the closest distance to the block set by the leak position estimation process.
  • the gas leak position is constant even with the passage of time, the gas leak position can be accurately estimated by processing based on a plurality of time-series frames.
  • FIG. 6 is a schematic diagram Ga illustrating a count processing result and a gas leak position estimation block for an image frame and a schematic diagram Gb illustrating an example of a composite image for display according to the first embodiment of the present invention. It is a functional block diagram which shows the gas leak position estimation system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. It is a functional block diagram which shows the gas leak position estimation system which concerns on 3rd Embodiment of this invention.
  • FIG. 10 is a schematic diagram Ga illustrating a count processing result for an image frame, a gas leak position estimation block, and a preset leak position candidate block according to the third embodiment of the present invention, and a schematic diagram Gb illustrating an example of a composite image for display. . It is a schematic diagram which shows each process with respect to 4th Embodiment of this invention with respect to an image frame.
  • FIG. 10 is a schematic diagram Ga illustrating a count processing result and a gas leak position estimation block for an image frame, and a schematic diagram Gb illustrating an example of a composite image for display according to the fourth embodiment of the present invention.
  • a gas leak position estimation apparatus includes a gas leak position estimation apparatus that performs a gas leak position estimation method based on a gas leak position estimation program, and an infrared camera.
  • the gas leak position estimation system 100 of this embodiment includes an infrared camera 10, a visible light camera 20, and an information processing means 30.
  • the information processing means 30 is configured by a computer having a processor and a storage device, and each functional unit is configured by the processor executing a gas leak position estimation program stored in the storage device.
  • the information processing means 30 includes a gas detection unit 31, a block division unit 32, a block determination unit 33, a count unit 34, a leak position estimation unit 35, and an image composition unit 36 as functional units.
  • the infrared camera 10 detects infrared radiant energy emitted from the monitored object and converts it into a digital image signal.
  • the visible light camera 20 detects visible light emitted from the monitoring object and converts it into a digital image signal.
  • the angles of view of the infrared camera 10 and the visible light camera 20 are the same. Industrial plant piping facilities and the like are monitored.
  • the infrared camera 10 and the visible light camera 20 perform continuous imaging at a predetermined frame rate (for example, 30 fps), and the frame data is sequentially input to the information processing means 30.
  • the gas detection unit 31 detects a gas region for each pixel from the infrared image signal input from the infrared camera 10 using a method such as a temperature threshold method or a moving object detection method.
  • the temperature threshold method is a method for discriminating whether or not a gas region is in accordance with a temperature threshold that is distinguished from the environmental temperature range when a gas that is hot or cold at the time of leakage is detected from the normal environmental temperature range where the monitoring target is placed. It is.
  • the moving object detection method is a method in which, for example, an area where a difference signal of a luminance signal of a specific pixel is larger than a predetermined threshold with respect to another reference frame is determined as a moving object area, and the moving object area is used as a gas area.
  • the block dividing unit 32 divides each frame image of the infrared image signal into a plurality of blocks with a predetermined size. For example, the size of one block is 10 ⁇ 10 pixels.
  • the block discriminating unit 33 executes a block discriminating process for discriminating whether or not the block is a gas region by using the detection result of the gas detecting unit 31 for each block of each frame. If pixels of a predetermined ratio (for example, 50%) or more among pixels in the block are detected as gas regions by the gas detection unit 31, they are determined as gas regions.
  • the block discriminating unit 33 gives an identification value of 1 to a block discriminated as a gas region and 0 to a block discriminated as not being a gas region.
  • the counting unit 34 performs a counting process for counting the number of times that the gas region is determined by the block determination process for each block over a plurality of time-series frames.
  • the leak position estimation unit 35 executes a leak position estimation process in which a block whose count value by the count unit 34 is equal to or greater than a predetermined value is set as a gas leak estimation position.
  • the image composition unit 36 uses the visible light image input from the visible light camera 20 as a back layer, and extracts pixels detected as a gas region by the gas detection unit 31 from the infrared image signal input from the infrared camera 10.
  • An image synthesis process for superimposing an infrared imaging visualization image obtained by converting this into a visible light range while setting a predetermined transmittance and overlaying an image clearly indicating a block set as a gas leak estimation position by the leak position estimation unit 35 Execute.
  • the composite image by the image composition unit 36 is displayed and output on the display monitor. The user can grasp the gas distribution region and the gas leak position by viewing this image.
  • the block discriminating unit 33 gives an identification value of 1 to a block discriminated to be a gas region and 0 to a block discriminated to be not a gas region, as indicated by Gb1 in FIG.
  • the gas region G2 is detected in the second frame F2 by the gas detection unit 31 as indicated by Ga2 in FIG.
  • the block discriminating unit 33 gives an identification value of 1 to a block discriminated to be a gas region and 0 to a block discriminated to be not a gas region, as indicated by Gb2 in FIG.
  • the block discriminating unit 33 gives an identification value of 1 to a block discriminated to be a gas region and 0 to a block discriminated to be not a gas region, as indicated by Gb3 in FIG.
  • the count value for each block counted by the counting unit 34 through the above process is as indicated by Ga in FIG. Further, as indicated by Ga in FIG.
  • the leak position estimation unit 35 sets a block B47 whose count value is equal to or greater than a predetermined value as the gas leak estimation position.
  • the predetermined value is the maximum value.
  • the image composition unit 36 uses the visible light image I3 input from the visible light camera 20 as a back layer as indicated by Gb in FIG. 3, and the gas detection unit 31 among the infrared image signals input from the infrared camera 10 performs the gas region.
  • Infrared imaging visualization image (G3) obtained by extracting the detected pixels and converting them into the visible light range is set with a predetermined transmittance and superimposed, and is set as a gas leak estimated position by leak position estimating unit 35. Then, an image obtained by superimposing the images clearly showing the block B47 is synthesized.
  • the visible light image to be synthesized and the infrared imaging visualization image are displayed as a still image as the latest one of the frames used for the above processing, or reproduced and displayed as a moving image as the latest several frames.
  • the gas leak position estimation system 101 according to the present embodiment is obtained by adding a processing end determination unit 37 to the information processing means 30 with respect to the system 100 according to the first embodiment.
  • the process end determination unit 37 determines whether or not the block set as the gas leak estimation position by the leak position estimation unit 35 has remained unchanged for a predetermined number of times. For example, in the example described with reference to FIG. 2, the leakage position estimation process by the leakage position estimation unit 35 is performed once every three frames. For example, if the predetermined number of times is 4, it is determined whether the block set as the gas leak estimated position by the leak position estimating unit 35 is unchanged over 4 times. If it is unchanged, the block discrimination process by the block discrimination unit 33 is terminated. In accordance with this, the processes of the wake counting unit 34, the leak position estimating unit 35, and the image combining unit 36 are also automatically terminated. According to the second embodiment described above, it is possible to reduce the amount of calculation in the information processing means 30 while achieving a certain reliable gas leak position estimation.
  • the gas leak position estimation system 102 according to the present embodiment is obtained by adding a preset candidate selection unit 38 to the information processing means 30 with respect to the first embodiment system 100.
  • a plurality of leak position candidates are set in advance by designating positions within a frame captured by the infrared camera 10 and registered in the information processing means 30.
  • the preset candidate selection unit 38 selects a leak position candidate having the closest distance to the block set by the leak position estimation unit 35.
  • blocks C42, C54, and C47 (see Ga in FIG. 6) having flange joints 51, 52, and 53 are set in advance as leak position candidates. This is because the connecting portion of the flow path such as the joint is a portion where gas leakage is likely to occur.
  • the leak position estimation unit 35 sets the blocks B14, B25, B35, and B36 as the gas leak estimation position with the maximum value “2” as indicated by Ga in FIG.
  • the preset candidate selection unit 38 calculates the distance of the block C42, the distance of the block C47, and the distance of the block C54 with respect to these blocks B14, B25, B35, and B36, respectively, and leak position candidates that are closest to each other, that is, the block Select C47.
  • the distance may be determined by calculating a straight line distance based on the center coordinates of the block and calculating a total value or an average value thereof.
  • the image composition unit 36 performs composition to superimpose images that clearly indicate the blocks B14, B25, B35, and B36 set by the leak position estimation unit 35, as in the first embodiment.
  • the composition that superimposes the images that clearly indicate the block C47 selected by the preset candidate selection unit 38 is performed. Note that the image specifying the block C47 selected by the preset candidate selection unit 38 is superimposed without superimposing the images specifying the blocks B14, B25, B35, and B36 set by the leak position estimation unit 35. Synthesis may be performed.
  • the gas leak position can be estimated with high accuracy.
  • Gb in FIG. 6 where there is no shielding object N1
  • this is the case of Gb in FIG. 3
  • the block set by the leak position estimation unit 35 and the block selected by the already set candidate selection unit 38 match. . If they match in this way, the block is displayed as well as a display that allows the gas leak estimated position and the block that has been set to match the preset leak position candidate block based on image processing. It is preferable to do.
  • the gas leak position estimation system of the present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment shown in FIG. 1 and performs the following processing contents.
  • the block dividing unit 32 divides each frame image of the infrared image signal into a plurality of 12 ⁇ 14 blocks.
  • the block discriminating unit 33 gives an identification value of 1 to a block discriminated to be a gas region and 0 to a block discriminated to be not a gas region, as indicated by Gb1 in FIG.
  • the block discriminating unit 33 gives an identification value of 1 to a block discriminated to be a gas region and 0 to a block discriminated to be not a gas region, as indicated by Gb2 in FIG.
  • the third to ninth frames are processed, and an identification value “1” or “0” is given to each block of each frame.
  • the gas region G10 is detected in the tenth frame F10 by the gas detection unit 31 as indicated by Ga3 in FIG.
  • the block discriminating unit 33 gives an identification value of 1 to a block discriminated to be a gas region and 0 to a block discriminated to be not a gas region, as indicated by Gb3 in FIG. It is assumed that the count value for each block counted by the counting unit 34 through the above process is as indicated by Ga in FIG. Further, as indicated by Ga in FIG.
  • the leak position estimating unit 35 detects the block B0611, B0612, B0613, B0614, B0711, B0713, B0713, B0814, B0813, B0814, B0913, B0914 having a count value equal to or larger than a predetermined value.
  • the predetermined value is 9.
  • the image composition unit 36 uses the visible light image I10 input from the visible light camera 20 as a back layer as indicated by Gb in FIG. 8, and the gas detection unit 31 among the infrared image signals input from the infrared camera 10 performs the gas region.
  • Infrared imaging visualization image (G10) obtained by extracting the detected pixels and converting them into the visible light range is set with a predetermined transmittance and superimposed, and is set as a gas leak estimated position by leak position estimating unit 35.
  • the images obtained by superimposing the images clearly showing the blocks B0611, B0612, B0613, B0614, B0711, B0712, B0713, B0714, B0813, B0814, B0913, B0914 are synthesized.
  • the visible light image to be synthesized and the infrared imaging visualization image are displayed as a still image as the latest one of the frames used for the above processing, or reproduced and displayed as a moving image as the latest several frames.
  • the threshold value of the count value set as the gas leak estimation position is the maximum value or a value lower than the maximum value (for example, an average value), even if it is absolutely low, a value above the threshold value will always occur. There is a possibility that the leak position is not estimated.
  • the threshold value of the count value set as the gas leak estimated position is a constant value, the gas leak estimated position is not set when the maximum value is lower than the constant value, thereby reducing noise. It is possible to accurately estimate the gas leak position while suppressing the influence of the above.
  • the number of frames processed to set the gas leak estimation position is 3 or 10, but the number of frames is appropriately determined in consideration of the frame rate, calculation burden, and estimation accuracy.
  • the visible light image I3 captured by the visible light camera 20 is used as the back layer in order to make the gas leak estimation position easy to understand in the image synthesis.
  • the created graphic may be used as a back layer.
  • the image composition unit 36 is provided. However, since the composite image is displayed for personal use, when the gas leak position estimated by the present system is to be notified to another system by a computer, this is used. It is not always necessary to provide it.
  • the present invention can be used to detect the occurrence of a gas leak in an industrial plant or the like and specify the position of the gas leak.

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Abstract

ガス漏れ位置を精度よく推定することを課題とする。ガス漏れ位置推定システム（１００）は、監視対象物を撮像範囲に含む赤外線カメラ（１０）と、赤外線カメラから複数のフレームに亘って画像情報を取得する情報処理手段（３０）と備える。情報処理手段は、１フレームごとに画像領域を複数のブロックに分割して、ブロックごとにガス領域か否かを判別するブロック判別処理と、時系列の複数のフレームに亘り、ブロック判別処理によりガス領域と判別された回数をブロックごとにカウントするカウント処理と、カウント処理によるカウント値が所定値以上のブロックをガス漏れ推定位置として設定する漏れ位置推定処理とを実行可能にされている。例えば、カウント値が９以上のブロックＢ０６１１・・・をガス漏れ推定位置として設定する。

Description

ガス漏れ位置推定装置、ガス漏れ位置推定システム、ガス漏れ位置推定方法及びガス漏れ位置推定プログラム
　本発明は、ガス漏れ位置の推定に関する。
　従来、赤外線カメラで工業プラントのガス漏れ発生を検知するシステムが知られている。
　特許文献１に記載の発明にあっては、赤外線カメラで取得した画像信号に基づき閾値温度外になった疑似カラー熱画像を選択して表示出力することで、ガス漏れ発生を報知するとともに、漏れたガスによる閾値温度外の領域を知らせるようにした。
特開平０９－０２１７０４号公報
　しかし、特許文献１に記載の発明によれば、閾値温度外の領域を表示する処理はあるものの、ガス漏れ位置を分析し推定する処理はなく、ガス漏れ推定位置を指示して報知することもしないために、ユーザーがガス漏れ位置を正確に把握することが困難であった。
　本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、ガス漏れ位置を精度よく推定することを課題とする。
　以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、赤外線カメラから複数のフレームに亘って画像情報を取得する情報処理手段を備え、
　前記情報処理手段は、
　１フレームごとに画像領域を複数のブロックに分割して、ブロックごとにガス領域か否かを判別するブロック判別処理と、
　時系列の複数のフレームに亘り、前記ブロック判別処理によりガス領域と判別された回数をブロックごとにカウントするカウント処理と、
　前記カウント処理によるカウント値が所定値以上のブロックをガス漏れ推定位置として設定する漏れ位置推定処理と、
　を実行可能にされたガス漏れ位置推定装置である。
　請求項２記載の発明は、前記情報処理手段による前記漏れ位置推定処理を所定回数繰り返し実行し、ガス漏れ推定位置として設定されるブロックに変化がなければ、前記漏れ位置推定処理を終了する請求項１に記載のガス漏れ位置推定装置である。
　請求項３記載の発明は、前記情報処理手段は、前記フレーム内の位置を指定して予め設定された複数の漏れ位置候補を参照し、前記漏れ位置推定処理により設定されたブロックに対する距離が最も近い漏れ位置候補を選出する既設定候補選出処理を実行可能にされた請求項１又は請求項２に記載のガス漏れ位置推定装置である。
　請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載のガス漏れ位置推定装置と、監視対象物を撮像範囲に含み、前記画像情報を前記情報処理手段に与える赤外線カメラと、を備えるガス漏れ位置推定システムである。
　請求項５記載の発明は、赤外線カメラから複数のフレームに亘って画像情報を取得し、
　１フレームごとに画像領域を複数のブロックに分割して、ブロックごとにガス領域か否かを判別するブロック判別処理と、
　時系列の複数のフレームに亘り、前記ブロック判別処理によりガス領域と判別された回数をブロックごとにカウントするカウント処理と、
　前記カウント処理によるカウント値が所定値以上のブロックをガス漏れ推定位置として設定する漏れ位置推定処理と、
　を実行するガス漏れ位置推定方法である。
　請求項６記載の発明は、前記漏れ位置推定処理を所定回数繰り返し実行し、ガス漏れ推定位置として設定されるブロックに変化がなければ、前記漏れ位置推定処理を終了する請求項５に記載のガス漏れ位置推定方法である。
　請求項７記載の発明は、前記フレーム内の位置を指定して予め設定された複数の漏れ位置候補を参照し、前記漏れ位置推定処理により設定されたブロックに対する距離が最も近い漏れ位置候補を選出する既設定候補選出処理を実行する請求項５又は請求項６に記載のガス漏れ位置推定方法である。
　請求項８記載の発明は、赤外線カメラから複数のフレームに亘って画像情報を取得するコンピューターに、
　１フレームごとに画像領域を複数のブロックに分割して、ブロックごとにガス領域か否かを判別するブロック判別処理と、
　時系列の複数のフレームに亘り、前記ブロック判別処理によりガス領域と判別された回数をブロックごとにカウントするカウント処理と、
　前記カウント処理によるカウント値が所定値以上のブロックをガス漏れ推定位置として設定する漏れ位置推定処理と、
　を実行させるためのガス漏れ位置推定プログラムである。
　請求項９記載の発明は、前記漏れ位置推定処理を所定回数繰り返し実行し、ガス漏れ推定位置として設定されるブロックに変化がなければ、前記漏れ位置推定処理を終了する処理を前記コンピューターに実行させるための請求項８に記載のガス漏れ位置推定プログラムである。
　請求項１０記載の発明は、前記フレーム内の位置を指定して予め設定された複数の漏れ位置候補を参照し、前記漏れ位置推定処理により設定されたブロックに対する距離が最も近い漏れ位置候補を選出する既設定候補選出処理を前記コンピューターに実行させるための請求項８又は請求項９に記載のガス漏れ位置推定装プログラムである。
　本発明によれば、時間の経過があってもガス漏れ位置は一定するため、時系列の複数のフレームに基づく処理によりガス漏れ位置を精度よく推定することができる。
本発明の第１実施形態に係るガス漏れ位置推定システムを示す機能ブロック図である。 本発明の第１実施形態に係り、画像フレームに対する各処理示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係り、画像フレームに対するカウント処理結果及びガス漏れ位置推定ブロックを示す模式図Ｇaと、表示用の合成画像の一例を示す模式図Ｇbである。 本発明の第２実施形態に係るガス漏れ位置推定システムを示す機能ブロック図である。 本発明の第３実施形態に係るガス漏れ位置推定システムを示す機能ブロック図である。 本発明の第３実施形態に係り、画像フレームに対するカウント処理結果、ガス漏れ位置推定ブロック及び既設定漏れ位置候補ブロックを示す模式図Ｇaと、表示用の合成画像の一例を示す模式図Ｇbである。 本発明の第４実施形態に係り、画像フレームに対する各処理示す模式図である。 本発明の第４実施形態に係り、画像フレームに対するカウント処理結果及びガス漏れ位置推定ブロックを示す模式図Ｇaと、表示用の合成画像の一例を示す模式図Ｇbである。
　以下に本発明の一実施形態のガス漏れ位置推定装置、ガス漏れ位置推定システム、ガス漏れ位置推定方法及びガス漏れ位置推定プログラムにつき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。以下に説明するガス漏れ位置推定システムは、ガス漏れ位置推定プログラムに基づき、ガス漏れ位置推定方法を実施するガス漏れ位置推定装置と、赤外線カメラと、を備える。
〔第１実施形態〕
　まず、本発明の第１実施形態のガス漏れ位置推定ステムにつき説明する。
　本実施形態のガス漏れ位置推定システム１００は、赤外線カメラ１０と、可視光カメラ２０と、情報処理手段３０とを備える。情報処理手段３０は、プロセッサーと記憶装置を有したコンピューターにより構成され、記憶装置に記憶されたガス漏れ位置推定プログラムをプロセッサーが実行することで各機能部が構成される。
　その機能部として情報処理手段３０は、ガス検出部３１と、ブロック分割部３２と、ブロック判別部３３と、カウント部３４と、漏れ位置推定部３５と、画像合成部３６とを有する。
　赤外線カメラ１０は、監視対象物から出ている赤外線放射エネルギーを検出し、それをデジタル画像信号に変換する。可視光カメラ２０は、監視対象物から放射される可視光を検出し、それをデジタル画像信号に変換する。赤外線カメラ１０及び可視光カメラ２０の画角は一致している。工業プラントの配管設備などが監視対象物となる。
　赤外線カメラ１０及び可視光カメラ２０が所定のフレームレート（例えば３０ｆｐｓ）で連続撮像を行い、そのフレームデータが順次に情報処理手段３０に入力される。
　ガス検出部３１は、赤外線カメラ１０から入力された赤外線画像信号から、温度閾値法や動体検出法などの方法を用いて、画素単位でガス領域を検出する。温度閾値法は、監視対象物の置かれる通常の環境温度範囲より漏洩時に高温又は低温になるガスを検出対象とする場合に、環境温度範囲と弁別する温度閾値によってガス領域か否か判別する方法である。動体検出法は、基準となる他のフレームに対する、例えば特定画素の輝度信号の差分信号が所定の閾値より大きい領域を動体領域と判別し、動体領域をガス領域とする方法である。基準となる他のフレームとしては、直前又は数フレーム前のフレームや、一定期間画像全体として静止していた過去のフレームが選ばれる。
　ブロック分割部３２は、赤外線画像信号の各フレーム画像を所定のサイズで複数のブロックに分割する。１ブロックのサイズとしては、例えば１０×１０画素である。
　ブロック判別部３３では、各フレームの各ブロックに対して、ガス検出部３１の検出結果を用いて、そのブロックはガス領域であるか否かを判別するブロック判別処理を実行する。ブロック内の画素のうち所定の割合（例えば５０％）以上の画素がガス検出部３１によりガス領域と検出されていれば、ガス領域と判別する。ブロック判別部３３は、ガス領域と判別したブロックに１、ガス領域でないと判別したブロックに０との識別値を与える。
　カウント部３４は、時系列の複数のフレームに亘り、ブロック判別処理によりガス領域と判別された回数をブロックごとにカウントするカウント処理を実行する。
　漏れ位置推定部３５は、カウント部３４によるカウント値が所定値以上のブロックをガス漏れ推定位置として設定する漏れ位置推定処理を実行する。
　画像合成部３６は、可視光カメラ２０から入力された可視光画像をバックレイヤーとし、赤外線カメラ１０から入力された赤外線画像信号のうちガス検出部３１によりガス領域と検出された画素を抽出してこれを可視光範囲に変換した赤外線撮像可視化画像を所定の透過率を設定して重ね合わせるとともに、漏れ位置推定部３５によりガス漏れ推定位置として設定されたブロックを明示する画像を重ね合わせる画像合成処理を実行する。画像合成部３６による合成画像は表示モニターに表示出力される。ユーザーはこの画像を見てガスの分布領域及びガス漏れ位置を把握することができる。
　以上の処理内容を図２及び図３を参照して説明する。簡単のため３フレーム分を処理する場合につき説明する。
　ガス検出部３１により、図２のＧa1に示すように最初のフレームＦ１中にガス領域Ｇ１が検出されたとする。
　これを受けブロック判別部３３は、図２のＧb1に示すようにガス領域と判別したブロックに１、ガス領域でないと判別したブロックに０との識別値を与える。
　次に、ガス検出部３１により、図２のＧa2に示すように２番目のフレームＦ２中にガス領域Ｇ２が検出されたとする。
　これを受けブロック判別部３３は、図２のＧb2に示すようにガス領域と判別したブロックに１、ガス領域でないと判別したブロックに０との識別値を与える。
　次に、ガス検出部３１により、図２のＧa3に示すように３番目のフレームＦ３中にガス領域Ｇ３が検出されたとする。
　これを受けブロック判別部３３は、図２のＧb3に示すようにガス領域と判別したブロックに１、ガス領域でないと判別したブロックに０との識別値を与える。
　以上の過程を経てカウント部３４がカウントしたブロックごとのカウント値は図３のＧaに示す通りとなる。また、図３のＧaに示すようにカウント値が所定値以上のブロックＢ４７を漏れ位置推定部３５がガス漏れ推定位置として設定する。ここでは、所定値を最多値とする。
　画像合成部３６は、図３のＧbに示すように可視光カメラ２０から入力された可視光画像Ｉ３をバックレイヤーとし、赤外線カメラ１０から入力された赤外線画像信号のうちガス検出部３１によりガス領域と検出された画素を抽出してこれを可視光範囲に変換した赤外線撮像可視化画像（Ｇ３）を所定の透過率を設定して重ね合わせるとともに、漏れ位置推定部３５によりガス漏れ推定位置として設定されたブロックＢ４７を明示する画像を重ね合わせた画像を合成する。
　合成する可視光画像と赤外線撮像可視化画像は、以上の処理に使用したフレームのうち最新の１フレームとして静止画とし表示するか、最新の数フレームとして動画様に再生表示する。
〔第２実施形態〕
　次に、本発明の第２実施形態のガス漏れ位置推定システムにつき説明する。
　本実施形態のガス漏れ位置推定システム１０１は、図４に示すように上記第１実施形態のシステム１００に対し、処理終了判断部３７を情報処理手段３０に付加したものである。
　処理終了判断部３７は、漏れ位置推定部３５によりガス漏れ推定位置として設定されるブロックが所定回数に亘り不変であるか否か判断する。例えば図２を参照して説明した例では、３フレームごとに１回の漏れ位置推定部３５による漏れ位置推定処理がなされる。例えば、所定回数を４回とすれば、４回に亘り漏れ位置推定部３５によりガス漏れ推定位置として設定されるブロックが不変であるか否か判断する。
　不変であった場合、ブロック判別部３３によるブロック判別処理を終了する。これに従い、後流のカウント部３４と、漏れ位置推定部３５と、画像合成部３６の処理も自ずと終了する。
　以上の第２実施形態により、一定の信頼性のあるガス漏れ位置の推定を達成しつつ、情報処理手段３０における計算量を削減できる。
〔第３実施形態〕
　次に、本発明の第３実施形態のガス漏れ位置推定システムにつき説明する。
　本実施形態のガス漏れ位置推定システム１０２は、図５に示すように上記第１実施形態システム１００に対し、既設定候補選出部３８を情報処理手段３０に付加したものである。
　赤外線カメラ１０が撮像するフレーム内の位置を指定して予め複数の漏れ位置候補が設定され、情報処理手段３０に登録される。
　既設定候補選出部３８は、漏れ位置推定部３５により設定されたブロックに対する距離が最も近い漏れ位置候補を選出する。
　例えば、フランジ継手５１，５２，５３のあるブロックＣ４２，Ｃ５４，Ｃ４７（図６のＧa参照）が予め漏れ位置候補として設定される。継手などの流路の接続部分はガス漏れが発生しやすい部位だからである。
　図６のＧaに示すように漏れ位置推定部３５によりブロックＢ１４，Ｂ２５，Ｂ３５，Ｂ ３６が最多値「２」でガス漏れ推定位置として設定されたとする。
　既設定候補選出部３８は、これらのブロックＢ１４，Ｂ２５，Ｂ３５，Ｂ３６に対するブロックＣ４２の距離、ブロックＣ４７の距離、ブロックＣ５４の距離をそれぞれ算出して、距離が最も近い漏れ位置候補、すなわち、ブロックＣ４７を選出する。距離は、ブロックの中心座標を基準とした直線距離を算出し、その合計値又は平均値によって判断するとよい。
　画像合成部３６は、図６のＧbに示すように、上記第１実施形態と同様に漏れ位置推定部３５により設定されたブロックＢ１４，Ｂ２５，Ｂ３５，Ｂ３６を明示する画像を重ね合わせる合成を行うほか、既設定候補選出部３８により選出されたブロックＣ４７を明示する画像を重ね合わせる合成を行う。
　なお、漏れ位置推定部３５により設定されたブロックＢ１４，Ｂ２５，Ｂ３５，Ｂ３６を明示する画像の重ね合わせは行わずに、既設定候補選出部３８により選出されたブロックＣ４７を明示する画像を重ね合わせる合成を行ってもよい。
　以上の第３実施形態により、図６のＧbに示すように赤外線カメラ１０と監視対象物である配管設備との間に樹木などの遮蔽物Ｎ１が出現することがあっても、予め登録された既設定候補に基づき、ガス漏れ位置を精度よく推定することができる。
　なお、図６のＧbにおいて遮蔽物Ｎ１が無い場合は、図３のＧbの場合であり、漏れ位置推定部３５により設定されるブロックと既設定候補選出部３８により選出されるブロックとが一致する。このように一致する場合は、そのブロックを表示することはもちろん、さらに画像処理に基づいてガス漏れ推定位置と設定されたブロックと既設定漏れ位置候補ブロックとが一致したことも識別できるように表示することが好ましい。
〔第４実施形態〕
　次に、本発明の第４実施形態のガス漏れ位置推定システムにつき説明する。
　本実施形態のガス漏れ位置推定システムは、図１に示す上記第１実施形態と同様の構成を有し、以下の処理内容を実施する。
　本実施形態では、ブロック分割部３２は、赤外線画像信号の各フレーム画像を１２×１４の複数のブロックに分割する。
　ガス検出部３１により、図７のＧa1に示すように最初のフレームＦ１中にガス領域Ｇ１が検出されたとする。
　これを受けブロック判別部３３は、図７のＧb1に示すようにガス領域と判別したブロックに１、ガス領域でないと判別したブロックに０との識別値を与える。
　次に、ガス検出部３１により、図７のＧa2に示すように２番目のフレームＦ２中にガス領域Ｇ２が検出されたとする。
　これを受けブロック判別部３３は、図７のＧb2に示すようにガス領域と判別したブロックに１、ガス領域でないと判別したブロックに０との識別値を与える。
　同様に、３－９番目のフレームついても処理し、各フレームの各ブロックに識別値「１」又は「０」を与える。
　次に、ガス検出部３１により、図７のＧa3に示すように１０番目のフレームＦ１０中にガス領域Ｇ１０が検出されたとする。
　これを受けブロック判別部３３は、図７のＧb3に示すようにガス領域と判別したブロックに１、ガス領域でないと判別したブロックに０との識別値を与える。
　以上の過程を経てカウント部３４がカウントしたブロックごとのカウント値は図８のＧaに示す通りとなったとする。また、図８のＧaに示すようにカウント値が所定値以上のブロックＢ０６１１，Ｂ０６１２，Ｂ０６１３，Ｂ０６１４，Ｂ０７１１，Ｂ０７１２，Ｂ０７１３，Ｂ０７１４，Ｂ０８１３，Ｂ０８１４，Ｂ０９１３，Ｂ０９１４を漏れ位置推定部３５がガス漏れ推定位置として設定する。ここでは、所定値を９とする。
　画像合成部３６は、図８のＧbに示すように可視光カメラ２０から入力された可視光画像 Ｉ１０をバックレイヤーとし、赤外線カメラ１０から入力された赤外線画像信号のうちガス検出部３１によりガス領域と検出された画素を抽出してこれを可視光範囲に変換した赤外線撮像可視化画像（Ｇ１０）を所定の透過率を設定して重ね合わせるとともに、漏れ位置推定部３５によりガス漏れ推定位置として設定されたブロックＢ０６１１，Ｂ０６１２，Ｂ０６１３，Ｂ０６１４，Ｂ０７１１，Ｂ０７１２，Ｂ０７１３，Ｂ０７１４，Ｂ０８１３，Ｂ０８１４，Ｂ０９１３，Ｂ０９１４を明示する画像を重ね合わせた画像を合成する。
　合成する可視光画像と赤外線撮像可視化画像は、以上の処理に使用したフレームのうち最新の１フレームとして静止画とし表示するか、最新の数フレームとして動画様に再生表示する。
　ガス漏れ推定位置として設定するカウント値の閾値を最多値又は最多値より低い値（例えば平均値）とすると、絶対的には低い値であっても閾値以上の値は必ず生じるから、正確なガス漏れ位置の推定とならないおそれがある。
　以上の第４実施形態によれば、ガス漏れ推定位置として設定するカウント値の閾値を定数値としたので、最多値が当該定数値を下回る場合はガス漏れ推定位置を設定せず、これによりノイズなどの影響を受けることを抑えつつ、ガス漏れ位置を精度よく推定することができる。
　なお、以上の実施形態にあっては、ガス漏れ推定位置を設定するために処理したフレーム数を３や１０としたが、かかるフレーム数はフレームレートや計算負担、推定精度を考慮して適宜に設定される。
　以上の実施形態にあっては、画像合成においてガス漏れ推定位置をわかりやすくするために、可視光カメラ２０により撮像された可視光画像Ｉ３をバックレイヤーとしたが、撮像されたものではなく、予め作成されたグラフィックをバックレイヤーとしてもよい。
　以上の実施形態においては画像合成部３６を設けたが、合成画像の表示は対人用途であるので、本システムによって推定したガス漏れ位置を、コンピューターによる他のシステムに通知する場合には、これを設けることは必ずしも必要ではない。
本発明は、工業プラント等でのガス漏れ発生を検知し、そのガス漏れの位置を特定することに利用することができる。
１０ 赤外線カメラ
２０ 可視光カメラ
３０ 情報処理手段
Ｆ１ フレーム
Ｆ２ フレーム
Ｆ３ フレーム
Ｇ１ ガス領域
Ｇ２ ガス領域
Ｇ３ ガス領域
Ｉ３ 可視光画像
Ｎ１ 遮蔽物

Claims (10)

  1. 　赤外線カメラから複数のフレームに亘って画像情報を取得する情報処理手段を備え、
    　前記情報処理手段は、
    　１フレームごとに画像領域を複数のブロックに分割して、ブロックごとにガス領域か否かを判別するブロック判別処理と、
    　時系列の複数のフレームに亘り、前記ブロック判別処理によりガス領域と判別された回数をブロックごとにカウントするカウント処理と、
    　前記カウント処理によるカウント値が所定値以上のブロックをガス漏れ推定位置として設定する漏れ位置推定処理と、
    　を実行可能にされたガス漏れ位置推定装置。
  2. 　前記情報処理手段による前記漏れ位置推定処理を所定回数繰り返し実行し、ガス漏れ推定位置として設定されるブロックに変化がなければ、前記漏れ位置推定処理を終了する請求項１に記載のガス漏れ位置推定装置。
  3. 　前記情報処理手段は、前記フレーム内の位置を指定して予め設定された複数の漏れ位置候補を参照し、前記漏れ位置推定処理により設定されたブロックに対する距離が最も近い漏れ位置候補を選出する既設定候補選出処理を実行可能にされた請求項１又は請求項２に記載のガス漏れ位置推定装置。
  4. 　請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載のガス漏れ位置推定装置と、監視対象物を撮像範囲に含み、前記画像情報を前記情報処理手段に与える赤外線カメラと、を備えるガス漏れ位置推定システム。
  5. 　赤外線カメラから複数のフレームに亘って画像情報を取得し、
    　１フレームごとに画像領域を複数のブロックに分割して、ブロックごとにガス領域か否かを判別するブロック判別処理と、
    　時系列の複数のフレームに亘り、前記ブロック判別処理によりガス領域と判別された回数をブロックごとにカウントするカウント処理と、
    　前記カウント処理によるカウント値が所定値以上のブロックをガス漏れ推定位置として設定する漏れ位置推定処理と、
    　を実行するガス漏れ位置推定方法。
  6. 　前記漏れ位置推定処理を所定回数繰り返し実行し、ガス漏れ推定位置として設定されるブロックに変化がなければ、前記漏れ位置推定処理を終了する請求項５に記載のガス漏れ位置推定方法。
  7. 　前記フレーム内の位置を指定して予め設定された複数の漏れ位置候補を参照し、前記漏れ位置推定処理により設定されたブロックに対する距離が最も近い漏れ位置候補を選出する既設定候補選出処理を実行する請求項５又は請求項６に記載のガス漏れ位置推定方法。
  8. 　赤外線カメラから複数のフレームに亘って画像情報を取得するコンピューターに、
    　１フレームごとに画像領域を複数のブロックに分割して、ブロックごとにガス領域か否かを判別するブロック判別処理と、
    　時系列の複数のフレームに亘り、前記ブロック判別処理によりガス領域と判別された回数をブロックごとにカウントするカウント処理と、
    　前記カウント処理によるカウント値が所定値以上のブロックをガス漏れ推定位置として設定する漏れ位置推定処理と、
    　を実行させるためのガス漏れ位置推定プログラム。
  9. 　前記漏れ位置推定処理を所定回数繰り返し実行し、ガス漏れ推定位置として設定されるブロックに変化がなければ、前記漏れ位置推定処理を終了する処理を前記コンピューターに実行させるための請求項８に記載のガス漏れ位置推定プログラム。
  10. 　前記フレーム内の位置を指定して予め設定された複数の漏れ位置候補を参照し、前記漏れ位置推定処理により設定されたブロックに対する距離が最も近い漏れ位置候補を選出する既設定候補選出処理を前記コンピューターに実行させるための請求項８又は請求項９に記載のガス漏れ位置推定装プログラム。
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