JPH0520558A - 赤外線カメラによる赤外線画像を利用した監視装置に於けるノイズ除去方法 - Google Patents

赤外線カメラによる赤外線画像を利用した監視装置に於けるノイズ除去方法

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JPH0520558A
JPH0520558A JP3197011A JP19701191A JPH0520558A JP H0520558 A JPH0520558 A JP H0520558A JP 3197011 A JP3197011 A JP 3197011A JP 19701191 A JP19701191 A JP 19701191A JP H0520558 A JPH0520558 A JP H0520558A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】赤外線カメラの視野内物体の温度分布を示す赤
外線画像を所定時間毎に画素毎に差分演算を行い、しき
い値処理を行って、所定以上の時間的温度変化を検出す
ることにより異常の検出を行うようにした監視装置に於
いて、自然現象に起因するノイズを自動的に除去し、そ
してしきい値を適切に調節して異常の検出精度を向上す
る。 【構成】上記監視装置に於いて、時間的温度変化を検出
した画素を計数し、所定数以上の場合にはノイズとして
判定して、異常としての処理を行わない。またしきい値
が低くて自然現象によるノイズが定常的に発生するよう
な場合にはしきい値を高い方向に調節すると共に、しき
い値が高くてノイズの発生が少なすぎる場合にはしきい
値を低い方向に調節して不適切なしきい値を自動的に補
正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は工場等の施設に於ける各
種装置等の異常、不審者や動物の侵入等を監視する監視
装置、特に赤外線カメラによる赤外線画像を利用した監
視装置に於けるノイズ除去方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、赤外線カメラによる赤外線画像を
利用して工場等の施設に於ける異常等を監視する方法が
あり、この監視方法は、赤外線カメラを構成要素とする
監視装置により監視区域を赤外線放射分布、即ち温度分
布として監視し、その異常な変化を捉えて装置からの流
体の漏洩等や不審者、動物の侵入等の異常を検出するも
のである。例えば公知例としては特開昭62-162939号公
報や特開昭63-221226号公報等を参照のこと。
【0003】このような方法では、赤外線カメラの視野
内の物体の温度分布を示す赤外線画像を所定時間毎に画
素毎に差分演算を行い、しきい値処理を行って、所定以
上の時間的温度変化を検出することにより、上述したよ
うな異常の検出を行うようにしている。
【0004】ところが赤外線画像に於ける時間的温度変
化は、上述したような監視対象としての異常の発生の
他、自然現象によっても生じる。例えば風によって視野
内の物体が動いたり、カメラ自体が動いたりすると、赤
外線画像に於いて輪郭がはっきりしているものでは、そ
の輪郭に対応する多数の位置の画素に温度変化が現れた
り、物体が草の集合のようなものでは温度変化が現れる
画素が赤外線画像の広い範囲に渡って分散して分布する
状態となったりする。また視野内の物体に太陽光線が反
射したり、雲等により生じた影が視野内を移動するよう
な場合にも、温度変化が現れる画素が画像の広い範囲に
渡って比較的分散して分布する状態となったりする。そ
してこのような自然現象による赤外線画像に於ける温度
変化の発生は、監視対象としての異常の検出信号に対し
てはノイズとなる。
【0005】従来は、このような自然現象によるノイズ
としての温度変化と異常の発生による温度変化を自動的
に判別してノイズを除去することは行われておらず、即
ち従来は、監視装置がこのようなノイズの温度変化を含
めた異常発生としての警報を発した時点に於いて、監視
員がCRT等の画像表示装置上の画像を確認して判別し
ている。
【0006】また監視員は上述したようなノイズが定常
的に発生する場合にはしきい値を高く調節して、これら
のノイズに異常発生信号が埋もれてしまうのを防止し、
画像からしきい値が高すぎると判断した場合には低く調
節する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述したノイズを除去
しないと上記自然現象に起因するノイズによる誤警報の
発生が多く、その度毎に監視員による判別が必要なため
監視員の負担が大きく、また監視対象としての異常の発
生に対しての迅速な対応が困難となる。
【0008】また、上記しきい値の調節が適切に行われ
ていないと、上述したノイズの発生による誤警報の発生
と共に、監視対象としての異常の発生の検出漏れという
不都合が発生する場合もある。本発明はこのような点に
鑑みてなされたもので、即ち上述したような自然現象に
起因するノイズの除去を自動的に行え、そして異常の発
生の検出を確実に行えるようにすることを目的とするも
のである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、まず本発明は、赤外線カメラの視野内物体の温
度分布を示す赤外線画像を所定時間毎に画素毎に差分演
算を行い、しきい値処理を行って、所定以上の時間的温
度変化を検出することにより異常の検出を行うようにし
た赤外線画像を利用した監視装置に於いて、上記時間的
温度変化を検出した画素を計数し、所定数以上の場合に
はノイズとして判定して、異常としての処理を行わない
ようにしたノイズ除去方法を提供する。
【0010】また本発明は、赤外線カメラの視野内物体
の温度分布を示す赤外線画像を所定時間毎に画素毎に差
分演算を行い、しきい値処理を行って、所定以上の時間
的温度変化を検出することにより異常の検出を行うよう
にした赤外線画像を利用した監視装置に於いて、上記時
間的温度変化を検出した画素を計数し、所定数以上の場
合にはノイズとして判定して、異常としての処理を行わ
ないようにすると共に、ノイズとして判定した状態が所
定時間以上継続した場合には、上記しきい値を高い方向
に調節して、上記異常の検出を継続するようにしたノイ
ズ除去方法を提供する。
【0011】また本発明は、赤外線カメラの視野内物体
の温度分布を示す赤外線画像を所定時間毎に画素毎に差
分演算を行い、しきい値処理を行って、所定以上の時間
的温度変化を検出することにより異常の検出を行うよう
にした赤外線画像を利用した監視装置に於いて、上記時
間的温度変化を検出した画素を計数し、所定数以下の場
合にはノイズとして判定して、異常としての処理を行わ
ないようにしたノイズ除去方法を提供する。
【0012】更に本発明は、赤外線カメラの視野内物体
の温度分布を示す赤外線画像を所定時間毎に画素毎に差
分演算を行い、しきい値処理を行って、所定以上の時間
的温度変化を検出することにより異常の検出を行うよう
にした赤外線画像を利用した監視装置に於いて、上記時
間的温度変化を検出した画素を計数し、所定数以下の場
合にはノイズとして判定して、異常としての処理を行わ
ないようにすると共に、ノイズとして判定した状態が所
定時間以上継続した場合には、上記しきい値を小さい方
向に調節して、上記異常の検出を継続するようにしたノ
イズ除去方法を提供する。
【0013】
【作用】配管や装置等からの低温ガス等の漏洩等に起因
する温度変化、不審者や動物の侵入等に起因する温度変
化は、赤外線カメラの視野に対応する赤外線画像中に局
部的に発生することが多く、従って差分演算、しきい値
処理を経て、所定以上の時間的温度変化を生じたものと
して抽出される画素の数は比較的少ない。
【0014】一方、上述した風による視野内の物体や赤
外線カメラの移動あるいは太陽光線の反射や影の移動等
の自然現象に起因する赤外線画像中の温度変化は、広い
範囲に渡って分散して分布する状態となる場合が多く、
従ってこれらの自然現象に起因する温度変化によって上
述したように抽出される画素の数は比較的多い。
【0015】従って上述したように抽出された画素の数
により、温度変化の要因が、自然現象によるもの、即ち
ノイズであるか、監視対象としての異常の発生によるも
のであるかを判別することができる。即ち、抽出された
画素の数を計数し、所定数以上の場合には自然現象に起
因するノイズとして判定して、異常としての処理を行わ
ないようにすることにより、監視装置に於ける異常の検
出精度が向上し、誤警報が少なくなる。
【0016】ノイズとして判定する赤外線画像中の温度
変化が定常的に発生し、所定時間以上継続するような場
合には、その間に発生した異常による比較的大きな温度
変化も埋没してしまうので、この場合には上記しきい値
を高い方向に調節して、自然現象による比較的小さな温
度変化は検出しないようにすることにより、異常による
温度変化の埋没を防止することができ、この場合にも異
常の検出精度が向上する。
【0017】一方、赤外線カメラの視野内の木の葉が風
で揺れるような場合には、比較的少ない数の画素が抽出
されることがあり、この抽出される画素の数は、異常の
発生時に抽出される画素の数よりも少ないこともある。
従って、これらに対応して抽出された画素数が所定数以
下の場合には、これもやはり自然現象に起因するノイズ
として判定して、異常としての処理を行わないようにす
る。
【0018】しかしながら、抽出される画素数が少ない
原因は、しきい値が高すぎる場合もあるので、上述した
状態が所定時間以上継続するような場合には、しきい値
を低い方向に調節することにより、しきい値が高すぎる
ことによる異常の検出漏れを防止することができる。
【0019】(実施例)次に本発明の実施例を説明す
る。図1は赤外線カメラによる赤外線画像を利用した監
視方法を概念的に表した説明的斜視図であり、符号1は
監視区域内の装置、2は赤外線カメラである。そして符
号3で示す矩形枠は赤外線カメラ2の視野であり、この
視野3内が監視対象となる。符号4は画像処理装置、5
はCRT等の画像表示装置であり、上述した赤外線カメ
ラ2と共に監視装置を構成している。符号7は異常の一
例として低温流体の漏洩を表すものである。図2は画像
表示装置5に於ける表示の一例を示すもので、画像中に
は、上記装置等と共に上記漏洩低温流体7の温度分布が
表示される。
【0020】上記画像処理装置4は赤外線カメラ2の視
野3内物体の温度分布を示す赤外線画像を所定時間t1
(例えば10秒程度)毎に画素6毎に比較して所定の処
理を行う。そこで、この画像処理装置4に於ける処理の
内容を図3の流れ図を基に説明する。
【0021】まず画像処理装置4はステップS1に於い
て現在の画像と所定時間t1前の画像との差分処理を画
素6毎に行う。次いでステップS2に於いてしきい値処
理を行って所定以上の温度変化を示す画素6を抽出す
る。そして抽出された画素6の数をステップS3に於い
て計数する。
【0022】次に計数された画素6の数はステップS4
に於いて設定数nと比較し、ステップS3に於いて画素
6が全く抽出されなかった場合や、その数が非常に少な
くて設定数n以上でない場合には監視対象としての異常
が発生していないものと判定して第1のしきい値調節過
程aに分岐する。
【0023】この第1のしきい値調節過程aに於いて
は、まずステップS5に於いて計時を行うと共に次のス
テップS6に於いて累積時間を設定時間と比較し、所定
時間t2が経過していない場合には、上記ステップS1
側に分岐して、上述したように所定時間t1経過毎にス
テップS1からの異常検出処理を繰り返す。そして、こ
のような処理ループが継続している場合には、上記ステ
ップS5に於ける計時が進行する。一方この計時は、ス
テップS4からステップS8に移行した場合にはリセッ
トされる。
【0024】一方、ステップS3に於いてn以上の画素
が抽出された場合には、異常の発生の可能性があると判
定して、次のステップS8に於いて設定数mと比較して
判定を行う。即ち、ステップS8に於いては、上記ステ
ップS3に於いて計数した画素6の数を設定数mと比較
し、これ以上の場合には画素6の時間的温度変化が自然
現象に起因するもの、即ちノイズと判定して第2のしき
い値調節過程bに分岐する。
【0025】逆に、計数した画素6の数がm以上でない
場合には、監視対象としての上述したような異常が発生
したものと判定して、異常発生に対応する処理、即ちス
テップS9に於ける警報の発生等の異常発生処理に分岐
する。
【0026】第2のしきい値調節過程bは、まずステッ
プS10に於いて計時を行うと共に、次のステップS1
1に於いて累積時間を設定時間と比較し、所定時間t3
が経過していない場合には、上記ステップS1側に分岐
して、上述したように所定時間t1経過毎にステップS
1からの異常検出処理を繰り返す。そしてこのような処
理ループが継続している場合には、上記ステップS10
に於ける計時が進行する。一方この計時は、ステップS
8に於いて異常が発生したものと判定された場合にはリ
セットされる。
【0027】こうしてステップS10に於ける計時によ
る累積時間が所定時間t3を経過すると、上述した所定
数m以上の画素の抽出が定常的に行われるもの、即ちノ
イズが定常的に発生するものと判定し、次のステップS
12に於いて、上記ステップS2のしきい値処理に於け
るしきい値を変更する。即ちしきい値を所定の温度幅だ
け高くした後、ステップS1側に分岐して上記所定時間
t1経過毎のステップS1からの異常検出処理を繰り返
す。上述したように、この繰り返し処理に於ける経時の
ためのステップは図示を省略している。
【0028】以上の第1、第2のしきい値調節過程a,
bを経ることにより、ステップS2のしきい値処理に於
けるしきい値の変更を自動的に行うことができ、しきい
値が低すぎる場合の定常的なノイズの発生や、高すぎる
場合に於ける異常の検出漏れを防止することができる。
しかしながら、このようなしきい値の変更は監視員によ
り手動的に行うように構成することができ、この場合に
は、上記ステップS4またはS8から図中に二点鎖線で
示す経路を経てステップS1に至る構成とすれば良い。
【0029】以上の動作の具体的数値例を示すと次の通
りである。 監視範囲(赤外線カメラの視野) 50m×100m 画素数:256×512=131072 (画素:16×16ドット) t1: 10 秒 t2(=t3): 60 秒 n: 50 m: 10000 自然現象に起因する抽出画素数 風による物体の動きやカメラの動き、または太陽光線の
反射や影に起因する抽出画素数 :15000 風による木の葉の揺れに起因する抽出画素数 :40 異常に起因する抽出画素数 配管の継手部からの流体の漏洩に起因する抽出画素数:
100
【0030】
【発明の効果】本発明は以上の通り、赤外線カメラの視
野内物体の温度分布を示す赤外線画像を所定時間毎に画
素毎に差分演算を行い、しきい値処理を行って、所定以
上の時間的温度変化を検出することにより異常の検出を
行うようにした赤外線画像を利用した監視装置に於い
て、自然現象によるノイズとしての温度変化と異常の発
生による温度変化を、抽出した画素の数によって自動的
に判別して、ノイズを除去することができるので、監視
装置に於ける異常の検出精度が向上し、誤警報が少なく
なる。
【0031】また上述の抽出した画素の数によって上記
しきい値処理に於けるしきい値の高低を判別し、即ちし
きい値が低くて自然現象によるノイズが定常的に発生す
るような場合にはしきい値を高い方向に調節すると共
に、しきい値が高くてノイズの発生が少なすぎる場合に
はしきい値を低い方向に調節することにより、不適切な
しきい値を自動的に補正して、異常による温度変化の埋
没を防止することができ、この点に於いても異常の検出
精度が向上する。
【0032】こうして異常の検出精度が向上し、誤警報
が少なくなることにより、監視員の負担が軽減され、異
常発生に対しての迅速な対応が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を適用する監視方法を概念的に表し
た説明的斜視図である。
【図2】図1の方法に於ける画像表示装置の表示の一例
を示す説明的正面図である。
【図3】本発明に於ける処理の流れの一例を示す流れ図
である。
【符号の説明】
1 監視区域内の装置 2 赤外線カメラ 3 視野 4 処理装置 5 画像表示装置 6 画素 7 流体の漏洩
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // H04N 5/33 8838−5C

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 赤外線カメラの視野内物体の温度分布を
    示す赤外線画像を所定時間毎に画素毎に差分演算を行
    い、しきい値処理を行って、所定以上の時間的温度変化
    を検出することにより異常の検出を行うようにした赤外
    線画像を利用した監視装置に於いて、上記時間的温度変
    化を検出した画素を計数し、所定数以上の場合にはノイ
    ズとして判定して、異常としての処理を行わないように
    したことを特徴とする赤外線カメラによる赤外線画像を
    利用した監視装置に於けるノイズ除去方法
  2. 【請求項2】 赤外線カメラの視野内物体の温度分布を
    示す赤外線画像を所定時間毎に画素毎に差分演算を行
    い、しきい値処理を行って、所定以上の時間的温度変化
    を検出することにより異常の検出を行うようにした赤外
    線画像を利用した監視装置に於いて、上記時間的温度変
    化を検出した画素を計数し、所定数以上の場合にはノイ
    ズとして判定して、異常としての処理を行わないように
    すると共に、ノイズとして判定した状態が所定時間以上
    継続した場合には、上記しきい値を高い方向に調節し
    て、上記異常の検出を継続するようにしたことを特徴と
    する赤外線カメラによる赤外線画像を利用した監視装置
    に於けるノイズ除去方法
  3. 【請求項3】 赤外線カメラの視野内物体の温度分布を
    示す赤外線画像を所定時間毎に画素毎に差分演算を行
    い、しきい値処理を行って、所定以上の時間的温度変化
    を検出することにより異常の検出を行うようにした赤外
    線画像を利用した監視装置に於いて、上記時間的温度変
    化を検出した画素を計数し、所定数以下の場合にはノイ
    ズとして判定して、異常としての処理を行わないように
    したことを特徴とする赤外線カメラによる赤外線画像を
    利用した監視装置に於けるノイズ除去方法
  4. 【請求項4】 赤外線カメラの視野内物体の温度分布を
    示す赤外線画像を所定時間毎に画素毎に差分演算を行
    い、しきい値処理を行って、所定以上の時間的温度変化
    を検出することにより異常の検出を行うようにした赤外
    線画像を利用した監視装置に於いて、上記時間的温度変
    化を検出した画素を計数し、所定数以下の場合にはノイ
    ズとして判定して、異常としての処理を行わないように
    すると共に、ノイズとして判定した状態が所定時間以上
    継続した場合には、上記しきい値を小さい方向に調節し
    て、上記異常の検出を継続するようにしたことを特徴と
    する赤外線カメラによる赤外線画像を利用した監視装置
    に於けるノイズ除去方法
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