JPH0740162Y2 - 監視装置 - Google Patents
監視装置Info
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- JPH0740162Y2 JPH0740162Y2 JP1989022374U JP2237489U JPH0740162Y2 JP H0740162 Y2 JPH0740162 Y2 JP H0740162Y2 JP 1989022374 U JP1989022374 U JP 1989022374U JP 2237489 U JP2237489 U JP 2237489U JP H0740162 Y2 JPH0740162 Y2 JP H0740162Y2
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Landscapes
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- Image Processing (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Alarm Systems (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案は画像処理を用いた統計処理技術による無人の監
視装置に関する。
視装置に関する。
B.考案の概要 本考案の監視装置は、カメラと画像処理装置を用い、各
画素の濃度と各濃度の画素数との統計処理により、油の
飛散など微細な異常を検出することができるようにした
ものである。
画素の濃度と各濃度の画素数との統計処理により、油の
飛散など微細な異常を検出することができるようにした
ものである。
C.従来の技術 この種の従来の監視装置では、カメラの出力を或る１つ
の明るさのレベルでしきい値を決めて明暗の二値化を及
び行い、白画素数または黒画素数を計数し（面積計
測）、或る画素数以上または以下のとき、状態変化（異
常）が生じたものと判定している。
の明るさのレベルでしきい値を決めて明暗の二値化を及
び行い、白画素数または黒画素数を計数し（面積計
測）、或る画素数以上または以下のとき、状態変化（異
常）が生じたものと判定している。
D.考案が解決しようとする課題 従来は白または黒の画素数計数といった面積計測を行っ
ていたので、微妙な変化を異常と判定する監視には、精
度が不十分な場合があった。例えば、無人油圧ポンプ室
内でホースの亀裂、パイプ継ぎ目のゆるみ等により室内
に油が飛散または洩れた場合、早期に発見し、ポンプを
停止し、清掃せねばならず、飛散や洩れが微量でもこれ
を検知する必要がある。特に、飛行機の作動油の地上テ
スト用設備では、作動油が高価であり、また毒性もある
ので、油の微量検知が重要である。
ていたので、微妙な変化を異常と判定する監視には、精
度が不十分な場合があった。例えば、無人油圧ポンプ室
内でホースの亀裂、パイプ継ぎ目のゆるみ等により室内
に油が飛散または洩れた場合、早期に発見し、ポンプを
停止し、清掃せねばならず、飛散や洩れが微量でもこれ
を検知する必要がある。特に、飛行機の作動油の地上テ
スト用設備では、作動油が高価であり、また毒性もある
ので、油の微量検知が重要である。
本考案し上述した従来技術に鑑み、微妙な変化を異常と
判定することができる監視装置を提供することを目的と
する。
判定することができる監視装置を提供することを目的と
する。
E.課題を解決するための手段 本考案による監視装置はカメラと画像処理装置とを具備
し、画像処理装置は従来の白また黒の画素数計数に代
え、各画素の濃度と各濃度の画素数との統計処理により
異常の有無を判定するものであり、画面上で１またはそ
れ以上のＫ個のウィンドを設定するウィンド設定部と、
各ウィンドｊでの濃度分布を代表するパラメータfjとし
て平均濃度及び濃度分散値のうち少なくとも一方を計測
する濃度分布計測部と、予め複数の良品サンプルから求
めた各ウィンドｊでの濃度分布を代表するパラメータの
平均値gj及び同パラメータの標準偏差σｊを基準データ
として格納する基準データ格納部と、被検査品に対して
濃度分布計測部で得られた各ウィンドｊでのパラメータ
fjと基準データ格納部に格納されている各ウィンドｊで
の基準データgj，σｊとから、 なる演算により統計的距離Ｄを求める統計的距離演算部
と、統計的距離演算部で得られた統計的距離Ｄを予め設
定したしきい値と比較して被検査品の異常の有無を判定
する比較判定部とを有することを特徴とする。
し、画像処理装置は従来の白また黒の画素数計数に代
え、各画素の濃度と各濃度の画素数との統計処理により
異常の有無を判定するものであり、画面上で１またはそ
れ以上のＫ個のウィンドを設定するウィンド設定部と、
各ウィンドｊでの濃度分布を代表するパラメータfjとし
て平均濃度及び濃度分散値のうち少なくとも一方を計測
する濃度分布計測部と、予め複数の良品サンプルから求
めた各ウィンドｊでの濃度分布を代表するパラメータの
平均値gj及び同パラメータの標準偏差σｊを基準データ
として格納する基準データ格納部と、被検査品に対して
濃度分布計測部で得られた各ウィンドｊでのパラメータ
fjと基準データ格納部に格納されている各ウィンドｊで
の基準データgj，σｊとから、 なる演算により統計的距離Ｄを求める統計的距離演算部
と、統計的距離演算部で得られた統計的距離Ｄを予め設
定したしきい値と比較して被検査品の異常の有無を判定
する比較判定部とを有することを特徴とする。
F.作用 従来の白画素数または黒画素数の計数ではなく、濃度と
画素数を統計処理することにより、微妙な変化であって
も統計処理の結果が正常時の値から大きくずれる。これ
により微細な異常を検知でき、監視の精度が極めて高く
なる。
画素数を統計処理することにより、微妙な変化であって
も統計処理の結果が正常時の値から大きくずれる。これ
により微細な異常を検知でき、監視の精度が極めて高く
なる。
G.実施例 第１図は本考案の一実施例に係る監視装置のブロック構
成を示し、４台のカメラ1,2,3,4と、各カメラのビデオ
出力を入力する画像処理装置５とで構成してある。ま
た、画像処理装置５にはモニタ６と、キャラクタCRT7を
接続してある。８はキーボードであり、キャラクタCRT7
への入力に用いる。９は異常検出出力である。
成を示し、４台のカメラ1,2,3,4と、各カメラのビデオ
出力を入力する画像処理装置５とで構成してある。ま
た、画像処理装置５にはモニタ６と、キャラクタCRT7を
接続してある。８はキーボードであり、キャラクタCRT7
への入力に用いる。９は異常検出出力である。
各カメラ１〜４は第２図〜第４図に示すように、飛行機
用作動油は地上テスト用の油圧ポンプ室10内に設置し、
室内の４台のポンプ11〜14を視野21〜24内に収めるよう
にしてある。
用作動油は地上テスト用の油圧ポンプ室10内に設置し、
室内の４台のポンプ11〜14を視野21〜24内に収めるよう
にしてある。
画像処理装置５は各カメラ１〜４を順次（例えば0.5秒
毎、１秒毎など）切替えてビデオ出力を入力し、カメラ
毎に画像処理を施し、濃度と画素数との統計処理技術に
より、異常の有無を判定する。この場合、カメラで得た
画面に長方形，三角形，線分，円弧など適宜な形状のウ
ィンド（検査領域）を１個以上多数、統計処理のために
設定できるようにしてある。また、異常の有無を判定す
るため、被写体が正常の場合の画像を各カメラから多数
回入力し、検査時と同様に統計処理をし、得たデータを
基準データとして記憶しておく（教示）。
毎、１秒毎など）切替えてビデオ出力を入力し、カメラ
毎に画像処理を施し、濃度と画素数との統計処理技術に
より、異常の有無を判定する。この場合、カメラで得た
画面に長方形，三角形，線分，円弧など適宜な形状のウ
ィンド（検査領域）を１個以上多数、統計処理のために
設定できるようにしてある。また、異常の有無を判定す
るため、被写体が正常の場合の画像を各カメラから多数
回入力し、検査時と同様に統計処理をし、得たデータを
基準データとして記憶しておく（教示）。
本例の画像処理装置５では、濃度レベル（明るさのレベ
ル）を256段階とし、二値画像、または８ビット／画素
のグレイ画像により、濃度分布を計測するようにしてい
る。具体的には、第５図に示すように、画面上で変化し
易い濃度レベルを見い出して統計処理のためのウィンド
31〜34を決定し、ウィンド毎に平均濃度mj、濃度分散値
Vj等を計測する。この場合、ウィンドの内部または形状
（チェイン・コードにより表現する）に沿って画像入力
し、mj,Vjを計測する。なお、ウィンド数は256個まで設
定できるようにしてある。ｊはウィンドの番号を示し、
ｊ＝１〜256（max）である。ウィンドの数はカメラ毎に
異なっても良い。
ル）を256段階とし、二値画像、または８ビット／画素
のグレイ画像により、濃度分布を計測するようにしてい
る。具体的には、第５図に示すように、画面上で変化し
易い濃度レベルを見い出して統計処理のためのウィンド
31〜34を決定し、ウィンド毎に平均濃度mj、濃度分散値
Vj等を計測する。この場合、ウィンドの内部または形状
（チェイン・コードにより表現する）に沿って画像入力
し、mj,Vjを計測する。なお、ウィンド数は256個まで設
定できるようにしてある。ｊはウィンドの番号を示し、
ｊ＝１〜256（max）である。ウィンドの数はカメラ毎に
異なっても良い。
検査に先立ち、被写体を良品サンプルとし、画像処理装
置５にスイッチ等で予め教示動作を指令する。これによ
り、画像処理装置５は良品サンプルに対し、カメラ１〜
４を順次切替え、カメラ毎に予め設定した各ウィンドｊ
の平均濃度mj、濃度分散値Vjを計測する。更に、画像処
理装置５は良品サンプルを用いて多数回画像を入力する
ことにより、各ウィンドｊについて、全サンプル画像m
j,Vjの平均gj（mj）,gj（Vj）を計算し、また、各gjに
対して標準偏差σｊ（mj），σｊ（Vj）を計算し、これ
らのデータgj,σｊを各カメラのウィンド毎に基準デー
タとして記憶する。良品サンプル画像の入力は例えば10
0回である。
置５にスイッチ等で予め教示動作を指令する。これによ
り、画像処理装置５は良品サンプルに対し、カメラ１〜
４を順次切替え、カメラ毎に予め設定した各ウィンドｊ
の平均濃度mj、濃度分散値Vjを計測する。更に、画像処
理装置５は良品サンプルを用いて多数回画像を入力する
ことにより、各ウィンドｊについて、全サンプル画像m
j,Vjの平均gj（mj）,gj（Vj）を計算し、また、各gjに
対して標準偏差σｊ（mj），σｊ（Vj）を計算し、これ
らのデータgj,σｊを各カメラのウィンド毎に基準デー
タとして記憶する。良品サンプル画像の入力は例えば10
0回である。
次に、被検査品を被写体とし、画像処理装置５にスイッ
チ等で検査動作を指令する。画像処理装置５は被検査品
に対し、カメラ１〜４を順次切替え、濃度分布計測とし
て、カメラ毎に予め設定した各ウィンドｊの平均濃度m
j、濃度分散値Vjを計測する。また、画像処理装置５
は、被検査品に対して求めたデータmj,Vjと、教示で得
た基準データgj,σｊとを用い、次式（１）の演算を行
い、カメラ毎に統計的距離Ｄを求める。
チ等で検査動作を指令する。画像処理装置５は被検査品
に対し、カメラ１〜４を順次切替え、濃度分布計測とし
て、カメラ毎に予め設定した各ウィンドｊの平均濃度m
j、濃度分散値Vjを計測する。また、画像処理装置５
は、被検査品に対して求めたデータmj,Vjと、教示で得
た基準データgj,σｊとを用い、次式（１）の演算を行
い、カメラ毎に統計的距離Ｄを求める。
但し、fj:検査時の入力画像から計測した平均濃度mj、
濃度分散値Vj gj:教示時に良品サンプルの複数画像から計測し
た各ウィンドｊに対するmj,Vjの平均 σj:良品サンプルのmj,Vjの各gjに対する標準偏
差 D:良品サンプルとのずれ度合 K:D算出に用いるウィンド数 画像処理装置５は、上式（１）で求めた統計的距離Ｄを
しきい値と大小比較し、Ｄがしきい値より小のとき正常
と判定し、大のとき異常と判定して異常検出信号９を出
す。即ち本実施例の画像処理装置５は図示はしないが、
画面上で１またはそれ以上のＫ個のウィンドを設定する
ウィンド設定部と、各ウィンドｊでの濃度分布を代表す
るパラメータfjとして平均濃度及び濃度分散値の双方を
計測する濃度分布計測部と、予め複数の良品サンプルか
ら求めた各ウィンドｊでの濃度分布を代表するパラメー
タの平均値gj及び同パラメータの標準偏差σｊを基準デ
ータとして格納する基準データ格納部と、被検査品に対
して濃度分布計測部で得られた各ウィンドｊでのパラメ
ータfjと基準データ格納部に格されている各ウィンドｊ
での基準データgj，σｊとから、 なる演算により統計的距離Ｄを求める統計的距離演算部
と、統計的距離演算部で得られた統計的距離Ｄを予め設
定したしきい値と比較して被検査品の異常の有無を判定
する比較判定部とを有している。
濃度分散値Vj gj:教示時に良品サンプルの複数画像から計測し
た各ウィンドｊに対するmj,Vjの平均 σj:良品サンプルのmj,Vjの各gjに対する標準偏
差 D:良品サンプルとのずれ度合 K:D算出に用いるウィンド数 画像処理装置５は、上式（１）で求めた統計的距離Ｄを
しきい値と大小比較し、Ｄがしきい値より小のとき正常
と判定し、大のとき異常と判定して異常検出信号９を出
す。即ち本実施例の画像処理装置５は図示はしないが、
画面上で１またはそれ以上のＫ個のウィンドを設定する
ウィンド設定部と、各ウィンドｊでの濃度分布を代表す
るパラメータfjとして平均濃度及び濃度分散値の双方を
計測する濃度分布計測部と、予め複数の良品サンプルか
ら求めた各ウィンドｊでの濃度分布を代表するパラメー
タの平均値gj及び同パラメータの標準偏差σｊを基準デ
ータとして格納する基準データ格納部と、被検査品に対
して濃度分布計測部で得られた各ウィンドｊでのパラメ
ータfjと基準データ格納部に格されている各ウィンドｊ
での基準データgj，σｊとから、 なる演算により統計的距離Ｄを求める統計的距離演算部
と、統計的距離演算部で得られた統計的距離Ｄを予め設
定したしきい値と比較して被検査品の異常の有無を判定
する比較判定部とを有している。
異常検出信号９は油圧ポンプ室10に与え、ポンプ停止処
理、異常警報処理を行うようにした。また、油圧ポンプ
室10に人間が立入った場合も、後述の如く状態変化とし
て異常を検出できるので、立入時に一時停止処理を行う
ようにした。
理、異常警報処理を行うようにした。また、油圧ポンプ
室10に人間が立入った場合も、後述の如く状態変化とし
て異常を検出できるので、立入時に一時停止処理を行う
ようにした。
以上の如く画像の濃度と画素数の統計処理を行うことに
より、短時間で油圧ポンプ室10内の異常を発見でき、省
人化を図ることができる。また、毒性の油の飛散、漏洩
を少量で制限でき、安全性が高まる。また高価な油の飛
散、漏洩を少量で制限でき、省エネルギに大きく寄与す
る。
より、短時間で油圧ポンプ室10内の異常を発見でき、省
人化を図ることができる。また、毒性の油の飛散、漏洩
を少量で制限でき、安全性が高まる。また高価な油の飛
散、漏洩を少量で制限でき、省エネルギに大きく寄与す
る。
なお、しきい値は教示時に得た基準データgj,σｊ等を
基に決め、キーボード８で設定する。また、ウィンドの
設定もモニタ6,キャラクタCRT7,キーボード８を用いて
適宜行う。キャラクタCRT7には必要に応じて各種データ
（mj,Vj,gj,σj,D,しきい値等）が表示されるようにな
っている。
基に決め、キーボード８で設定する。また、ウィンドの
設定もモニタ6,キャラクタCRT7,キーボード８を用いて
適宜行う。キャラクタCRT7には必要に応じて各種データ
（mj,Vj,gj,σj,D,しきい値等）が表示されるようにな
っている。
画像処理装置５の上述した各機能（画素の濃度分け、教
示時のウィンドｊ毎のmj,Vj,gj,σｊの計算、検査時の
ウィンドｊ毎のmj,Vjの計算、式（１）の計算、Ｄの大
小判定等）は、ハードウェア，ソフトウェアによって適
宜実現してある。
示時のウィンドｊ毎のmj,Vj,gj,σｊの計算、検査時の
ウィンドｊ毎のmj,Vjの計算、式（１）の計算、Ｄの大
小判定等）は、ハードウェア，ソフトウェアによって適
宜実現してある。
次に、本装置の異常検出精度の検証結果を第６図を参照
説明する。
説明する。
第６図に示すように、焦点距離ｆ＝12.5mmのカメラ１を
視野2000×2000mmでピント合わせし、そこに被写体15を
置いた。水に青インクを少し混入し検出し難いと思われ
る測定液を作り、この液をレンズから1m,1,5m,2m,3mの
各点で霧吹器で噴霧し、擬似的に異常状態とした。いず
れの位置の場合も、人間の目によく判らなくても、霧の
ない正常な場合に比べて統計的距離Ｄが極めて大きくな
り、しきい値を「８」とすることにより、確実に異常と
判定することができた。なお、Ｄは画面中の全ウィンド
を対象として計算し、全面全体でＤを求めた。また、照
明として標準の蛍光灯を用いたので、50Hzのチラツキが
生じ、正常時のデータがやや不安定であったが、高周波
電源で蛍光灯を点灯させることにより、正常時のデータ
が安定し、しきい値をより低くできる。また、使用した
測定用液は色が薄く、粘度も低いので、実際の油飛散な
どに対しては検出精度が一段と良くなる。
視野2000×2000mmでピント合わせし、そこに被写体15を
置いた。水に青インクを少し混入し検出し難いと思われ
る測定液を作り、この液をレンズから1m,1,5m,2m,3mの
各点で霧吹器で噴霧し、擬似的に異常状態とした。いず
れの位置の場合も、人間の目によく判らなくても、霧の
ない正常な場合に比べて統計的距離Ｄが極めて大きくな
り、しきい値を「８」とすることにより、確実に異常と
判定することができた。なお、Ｄは画面中の全ウィンド
を対象として計算し、全面全体でＤを求めた。また、照
明として標準の蛍光灯を用いたので、50Hzのチラツキが
生じ、正常時のデータがやや不安定であったが、高周波
電源で蛍光灯を点灯させることにより、正常時のデータ
が安定し、しきい値をより低くできる。また、使用した
測定用液は色が薄く、粘度も低いので、実際の油飛散な
どに対しては検出精度が一段と良くなる。
他の検証例として、液噴霧の代りに、カメラ１の視野中
に小さなコード（ひも）を入れて擬似異常状態を作っ
た。この場合も、しきい値「８」で異常を確実に検出で
きた。また、視野内に入らなくても物体例えば人間が近
づくだけで異常と判定した。これは、物体の反射により
濃度分布が微妙に変化するので、この変化を検知したも
のである。従って、本装置は油圧ポンプ室の監視だけで
なく、人の立入り，煙，火，動物，霧，人間の目では見
分け難い空間の変化など、一定の状態に対して何らかの
変化が生じる場合を異常とする監視に全て適用できるこ
とが判った。
に小さなコード（ひも）を入れて擬似異常状態を作っ
た。この場合も、しきい値「８」で異常を確実に検出で
きた。また、視野内に入らなくても物体例えば人間が近
づくだけで異常と判定した。これは、物体の反射により
濃度分布が微妙に変化するので、この変化を検知したも
のである。従って、本装置は油圧ポンプ室の監視だけで
なく、人の立入り，煙，火，動物，霧，人間の目では見
分け難い空間の変化など、一定の状態に対して何らかの
変化が生じる場合を異常とする監視に全て適用できるこ
とが判った。
なお、照明異常，カメラ異常が生じた場合も異常検出信
号９が出るので、これらの異常を別途検出する機能を画
像処理装置５に持たせてある。また画像処理装置５に自
己診断機能を持たせ、故障時に故障診断信号16を出すよ
うにしてある。更に、モニタ６によりマニアルにて油圧
ポンプ室10外で遠隔目視監視できるようにしてあるが、
VTR（図示省略）により異常時の画像を自動的に記録す
るようにしてある。また更に、カメラの台数は１台でも
良く、被写体，検査個所の大小に応じて決める。
号９が出るので、これらの異常を別途検出する機能を画
像処理装置５に持たせてある。また画像処理装置５に自
己診断機能を持たせ、故障時に故障診断信号16を出すよ
うにしてある。更に、モニタ６によりマニアルにて油圧
ポンプ室10外で遠隔目視監視できるようにしてあるが、
VTR（図示省略）により異常時の画像を自動的に記録す
るようにしてある。また更に、カメラの台数は１台でも
良く、被写体，検査個所の大小に応じて決める。
H.考案の効果 本考案によれば、一定の状態からの微細な変化を高い精
度で異常として判定することができる。
度で異常として判定することができる。
第１図は本考案による監視装置の一実施例を示す構成
図、第２図，第３図，第４図はそれぞれ油圧ポンプ室内
でのカメラの配置例を示す平面図，正面図，側面図、第
５図は濃度分布例とウィンド例を示す図、第６図は検証
例の説明図である。 図面中、１〜４はカメラ、５は画像処理装置である。
図、第２図，第３図，第４図はそれぞれ油圧ポンプ室内
でのカメラの配置例を示す平面図，正面図，側面図、第
５図は濃度分布例とウィンド例を示す図、第６図は検証
例の説明図である。 図面中、１〜４はカメラ、５は画像処理装置である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 7/00
Claims (1)
- 【請求項１】カメラと、カメラの出力を画像処理する画
像処理装置とを具備し、画像処理装置は画面上で１また
はそれ以上のＫ個のウィンドを設定するウィンド設定部
と、各ウィンドｊでの濃度分布を代表するパラメータfj
として平均濃度及び濃度分散値のうち少なくとも一方を
計測する濃度分布計測部と、予め複数の良品サンプルか
ら求めた各ウィンドｊでの濃度分布を代表するパラメー
タの平均値gj及び同パラメータの標準偏差σｊを基準デ
ータとして格納する基準データ格納部と、被検査品に対
して濃度分布計測部で得られた各ウィンドｊでのパラメ
ータfjと基準データ格納部に格納されている各ウィンド
ｊでの基準データgj，σｊとから、 なる演算により統計的距離Ｄを求める統計的距離演算部
と、統計的距離演算部で得られた統計的距離Ｄを予め設
定したしきい値と比較して被検査品の異常の有無を判定
する比較判定部とを有することを特徴とする監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989022374U JPH0740162Y2 (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989022374U JPH0740162Y2 (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 監視装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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1989
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|---|---|---|---|---|
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