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公開番号2024088360
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-02
出願番号2022203490
出願日2022-12-20
発明の名称可視煙判定装置、プログラム、可視煙判定システム及び可視煙判定方法
出願人日本製鉄株式会社
代理人弁理士法人ブライタス
主分類G06T 7/00 20170101AFI20240625BHJP(計算;計数)
要約【課題】画像解析により監視対象の設備から可視煙が発生しているか否かを判定することに加え、可視煙がどのような色の可視煙かも判定する。
【解決手段】可視煙判定装置は、可視煙発生の監視対象である設備の方向を撮像して得られた撮像画像内に設定された可視煙判定領域内の各画素の画素情報に基づいて、可視煙判定領域に可視煙が発生しているか否かを判定する可視煙発生判定部と、可視煙が発生していると判定された可視煙判定領域について、可視煙判定領域内の各画素の画素情報に基づいて、可視煙の色の指標となる可視煙色指標値を算出する可視煙色指標値算出部と、可視煙色指標値に基づいて、可視煙判定領域に発生している可視煙の色を判定する可視煙色判定部と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
可視煙発生の監視対象である設備の方向を撮像して得られた撮像画像内に設定された可視煙判定領域内の各画素の画素情報に基づいて、前記可視煙判定領域に可視煙が発生しているか否かを判定する可視煙発生判定部と、
前記可視煙が発生していると判定された前記可視煙判定領域について、前記可視煙判定領域内の各画素の画素情報に基づいて、可視煙の色の指標となる可視煙色指標値を算出する可視煙色指標値算出部と、
前記可視煙色指標値に基づいて、前記可視煙判定領域に発生している可視煙の色を判定する可視煙色判定部と、
を備える、可視煙判定装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記可視煙色指標値算出部は、前記可視煙色指標値として、可視煙の色の判定基準となる基準色の可視煙に対応する基準色指標値、及び、発生を監視したい可視煙の色として少なくとも１つの監視色にそれぞれ対応する少なくとも１つの監視色指標値を算出し、
前記可視煙色判定部は、前記基準色指標値及び前記監視色指標値に基づいて、前記可視煙の色を判定する、請求項１に記載の可視煙判定装置。
【請求項３】
前記可視煙の基準色は、発生頻度が最も高い可視煙の色とし、
前記可視煙の監視色は、発生頻度が２番目に高い可視煙の色、または、再発防止措置の優先度の高い可視煙の色のうち、少なくともいずれか１つを含む、請求項２に記載の可視煙判定装置。
【請求項４】
前記可視煙色判定部は、
前記監視色それぞれに対して、前記監視色指標値と前記基準色指標値との差分に基づいて評価値を算出し、
すべての前記評価値が、前記基準色の可視煙を判定するために設定された閾値より小さいとき、前記可視煙の色は前記基準色であると判定する、請求項２に記載の可視煙判定装置。
【請求項５】
前記可視煙色判定部は、少なくとも１つの前記評価値が前記閾値以上であるとき、前記可視煙の色は前記評価値が最大の前記監視色指標値に対応する監視色であると判定する、請求項４に記載の可視煙判定装置。
【請求項６】
前記閾値を設定する閾値設定部を備え、
前記閾値設定部は、過去の所定期間内に撮像された複数の撮像画像を用いて、
前記可視煙色判定部が前記基準色と判定した可視煙に対して、人が目視で前記基準色と確認し、かつ、前記可視煙色判定部が前記基準色の可視煙と判定した数と、人が目視で前記基準色と確認した可視煙の数との比率で定められる比率１を、所定の比率以上とする、
前記可視煙色判定部が前記基準色と判定した可視煙に対して、人が目視で前記基準色と確認し、かつ、前記可視煙色判定部が前記基準色の可視煙と判定した数と、前記可視煙色判定部が前記基準色の可視煙と判定した数の比率で定められる比率２を、所定の比率以上とする、または、
前記比率１と前記比率２との調和平均値を最大とする、
のいずれかにより、前記閾値を設定する、請求項４に記載の可視煙判定装置。
【請求項７】
前記撮像画像内には、複数の可視煙判定領域が設定されている、請求項１～６のいずれか１項に記載の可視煙判定装置。
【請求項８】
前記撮像画像は２５６階調のＲＧＢ表色系画像であり、
前記可視煙色指標値算出部は、画素の赤成分、緑成分及び青成分により表される関数を用いて、前記各画素の画素情報を算出する、請求項１～６のいずれか１項に記載の可視煙判定装置。
【請求項９】
前記可視煙色判定部が判定した前記可視煙の色に基づいて、前記可視煙の色に対応付けられた１または複数の設備を可視煙発生設備として判定する可視煙発生設備判定部を備える、請求項１～６のいずれか１項に記載の可視煙判定装置。
【請求項１０】
発報装置に対して可視煙発生の報知を指示する報知指示部を備え、
前記報知指示部は、前記可視煙発生判定部により可視煙が発生していると判定された前記可視煙判定領域と、前記可視煙色判定部により判定された前記可視煙の色とを、前記発報装置へ出力する、請求項１～６のいずれか１項に記載の可視煙判定装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、可視煙判定装置、プログラム、可視煙判定システム及び可視煙判定方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
製鉄所では、大気環境の保全対策の一環として、コークス炉や焼結機等の設備から排出される排ガスに対して排出基準値や遵守値を満たすように処理を施してから排出している。そのうえ、自然調和の観点や地域住民の要望に応えるべく、可視煙の発生を抑制するための操業が行われている。しかし、例えば、何らかの原因でコークス炉においてコークスの燃焼不良が生じると、コークスの押し出し時に黒煙が発生することがある。そこで、このような事象をただちに確認して、速やか再発を防止するための措置を行うことが重要である。
【０００３】
そこで、監視対象である設備を被写体として撮像した撮像画像を自動的に画像解析して、可視煙の発生を判定する取り組みが行われている。監視映像に画像解析技術を適用して煙を検知する方法として、例えば特許文献１には、日照、降雨等で変化する変動画像を画素分解し、数枚の画像の画素をそれぞれに移動平均した標準画像を原画像として、リアルタイムの変動画像を画素毎に差演算して、背景部を構成する不変画像部分を除去し、変動画像部分から成る発塵発煙画像の面積及び輝度差が一定の設定値を超えると警報を発する手段を具備した発煙又は発塵の検知装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、画像を時間経過に従って移動平均することにより得た各画素の輝度の推移を時間微分し、その時間微分して得た一次微分係数がピークを生じて、そのピーク値が一定値を超えた画素の数の割合が一定値を超えた場合に、発塵発煙画像であると推定する手段を具備した発煙又は発塵の検知装置が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、特許文献２と同様の手段で発塵発煙画像であると推定する際に、解析対象エリアとその部分以外の部分との一次微分係数の定常時の値に対する変化率を比較し、両変化率の間の比が２倍以上の場合に発塵発煙画像であると推定する手段を具備した発煙又は発塵の検知装置が開示されている。
【０００６】
特許文献４には、画像の背景領域と可視煙判定用領域との色相毎の明度差が、少なくとも１つの色相において予め設定された閾値以上のとき、撮像された煙を可視煙と判定する可視煙判定装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開平４－３５２０７７号公報
特開平４－３５８２８５号公報
特開平５－１０７３８号公報
特開２０１５－１６９６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の通り、可視煙はコークス炉や焼結機等複数の設備から発生することがあり、設備毎に可視煙の色が異なる傾向にある。例えばコークス炉だと石炭やコークス等の黒色の可視煙、焼結機だと鉄鉱石の赤褐色の可視煙が発生することが多い。
【０００９】
しかし、上記特許文献１～４の装置に組み込まれた可視煙検知方法は、いずれも、撮像した画像中から得られる検知指標に閾値を設定し、その設定値を超えた場合に可視煙と判定する方法であり、いずれもその可視煙がどのような色の可視煙であるかは判定していない。このため、何らかの原因で可視煙が発生し、それを可視煙と判定したとしても、その可視煙がどのような設備から発生した可視煙なのかがすぐにわからない可能性があり、再発を防止するための措置に遅れが生じる可能性もある。
【００１０】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、画像解析により監視対象の設備から可視煙が発生しているか否かを判定することに加え、可視煙がどのような色の可視煙かも判定することの可能な、可視煙判定装置、プログラム、可視煙判定システム及び可視煙判定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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