JPS6285843A - フロツク画像認識装置 - Google Patents

フロツク画像認識装置

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JPS6285843A
JPS6285843A JP60224748A JP22474885A JPS6285843A JP S6285843 A JPS6285843 A JP S6285843A JP 60224748 A JP60224748 A JP 60224748A JP 22474885 A JP22474885 A JP 22474885A JP S6285843 A JPS6285843 A JP S6285843A
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Hirotaka Sato
裕隆 佐藤
Akira Miyamoto
章 宮本
Akihiro Tanaka
昭裕 田中
Mikio Yoda
幹雄 依田
Shunji Mori
俊二 森
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/02Investigating particle size or size distribution
    • G01N15/0205Investigating particle size or size distribution by optical means

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Pathology (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は浄水場のフロック形成池(混和池)におけるフ
ロックの粒径およびその分布を画像処理技術を用いて計
測するフロック画像認識装置に関する。
〔発明の背景〕
浄水場では原水の濁質粒径が小さいので、これらを凝集
させて凝集塊(フロック)とし、このフロックを沈降さ
せるプロセスになっている。このため、フロック形成池
(混和池)におけるフロックの監視が必要不可欠である
従来、フロックの監視は浄水場の維持管理者が1日数回
、目視により行っている。しかし、目視に依存するため
、判断基準が主観的かつ定性的であり、監視結果が運転
操作に反映されにくい問題点がある。また、監視頻度が
不連続的なため、凝集不良時の対策が後手になり、トラ
ブルが大きくなるのを免れない。
この問題点を解決するため、最近は、工業用テレビカメ
ラ(ITV)を用いて、フロック形成池内のフロック群
を監視する方法が採用されている。
しかし、この場合でも、監視は人間の視覚に依存するた
め主観的かつ不連続的であるということに変りない。そ
のため、特開昭54−143296−号公報に記載され
ているように、光電変換装置を用いてフロックの形状を
電気信号として取りだす方法が提案されている。この方
法を実用化するにはITV(工業用テレビカメラ)を気
密容器に入れフロック形成池の水中に設置し、気密容器
に設けられた観察窓を通して撮影してフロック画像を画
像処理装置に取り込むようにするのが一般的である。こ
の場合、1llt察窓及びその対面に取付けられたバッ
クボードにごみやフロックが付着するとこれらの移動し
ない物体をITVでとらえてフロックと同じレベルのア
ナログ信号としてとらえ処理される為フロック形成池内
のフロック形成状況を知る上で大きな誤差となる。この
為[6窓及びビツクボージに付着した物体をいち早く知
り取り除く必要がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的はフロック群の粒径や分布を画像処理によ
って認識する際に[8窓の汚れをオンラインで検出でき
るフロック画像認識装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の特徴とするところは工業用テレビカメラの画素
のうち、同一の画素が工業用テレビカメラで撮影した画
像の処理回数と同じ回数だけフロックである2値化信号
状態を示している画素数が前回の画像処理による画素数
と2回以上の連続した画像処理で変化しないときに観察
窓の汚れとして検出するようにしたことにある。
〔発明の実施例〕
第1図に本発明の一実施例を示す。
第1図において、工業用テレビカメラ(ITV)は気密
容器20に収納されフロック形成池10の水中に設置さ
れる。気密容器20内に固定されたITV30は接写レ
ンズ31によりガラスなどの透明材料で作られたam窓
21を通してフロック形成池10内にあるフロック群1
2の画像を拡大撮影する。Nil察窓21の表面の汚れ
を取るために定期的にワイパー駆動装置23により駆動
されるワイパー22が設けられている。接写レンズ31
の対向する位置にバックスクリーン24が設置されてい
る。バックスクリーン24はフロック群12を高いコン
トラストで精度良く認識する為に設けられるもので、気
密容器20にバックスクリーン固定具24A及び24B
によって取付けられる。
バックスクリーン24はフロック群12の色が白色系で
あるので黒色系にすることが望ましい。フロック形成状
況向に遮光カバー42が固定されている。フロック形成
池10は通常大気解放されている。このためフロック形
成池10に入射する光の量は時間の経過と共に変化し、
また天候の影響を強く受ける。遮光カバー42は入射光
の変化の影響を除くために設けられる。照明装置40は
ITV30の撮影領域を照光する。照明装置40の照度
は照度調節装置41によって調節される。
撮影領域の照度変化はフロック群の画像認識精度に強く
影響する。たとえば、照度が低ければフロックを小さく
認識し、逆に、照度が高ければフロックを大きく認識す
る。この影響を取り除く為には自然現象としての照度変
化に左右されないようにすることが望ましい。本実施例
では遮光カバー42を設けて周囲を暗くして、かつ照明
装置40によって一定照度にしている。気密容器20と
バックスクリーンの間の上部に流速制限板25A。
25B、25Cが設けられている。流速制限板25A、
25B、25Gを設は観察窓21付近のフロックの移動
速度を遅くして安定した画像を得る為に設けられる。I
TV30により取込まれたフロック画像情報はITVコ
ントローラ32を介し画像処理装置50に入力される。
画像処理装置50は得られた画像情報から浄水場の水質
管理に役立つ情報を抽出する為にフロック群の粒径分布
など1種々の演算を行う。
第2図に画像処理装置50の一例を示す。
第2図において、タイミング制御回路100はITV3
0とITVコントローラ32を介して得られたフロック
画像情報を取込むタイミングを制御する。タイミングは
、ある指定された時間間隔で処理の起動がかかった場合
及び認識回数制#回路109から起動がかかった時動作
する。次に、A/D変換回路101は、得られた輝度−
情報のアナログ信号1例えば第4図の画面信号を受けて
、この画像信号を逐一ディジタル信号に変換する。
変換されたディジタル信号は閾値設定回路102で指定
される閾値に基づいて、2値化回路103において2値
化される1例えば、第4図において、AA’線で走査し
て輝度レベルの分布を表示した場合を第5図に示す。こ
こで輝度レベルは8ビツト(256段階)で表示されて
おり、縦軸の上方向が輝度が低く、下方向が輝度が高く
なる。フロック12は白系なので、輝度が高くなる。第
5図の下方に谷となる部分がフロックを表す。閾値設定
回路102で指定される閾値、例えば、BB’で指定さ
れる輝度に基づいて、各画素が2値化回路103で2値
化処理される。閾値設定回路102で指定する閾値は一
定照度下では一定に維持するが、オペレータによって設
定変更可能である。2値化回路103では、閾値よりも
高い輝度レベルにある画素を“′l″レベルとし、一方
それ以外の輝度レベルにある画素を“0″レベルとする
。2値化信号は第6図に示すように、フロックに対応す
る部分がL′1″レベルとなり、水に対応する部分が1
101+レベルとなる。この様にして、フロックの認識
を実施した結果の例を第7図に示す。
2値化回路103で処理された2値画像は窓汚れ検出装
ff17に入力され、観察窓21のごみの付着などによ
るよごれを検出する。窓汚れ検出装置7の詳細について
は後述する。
一方、ラベリング回路104は各フロックの粒径を演算
する為に、各フロックにナンバーを付ける。すなわち、
フロックを一つづつ独立に認識し各フロックにナンバー
を付ける。粒径計測回路105はナンバー順に各フロッ
クの代表粒径を計算する。代表粒径は、ナンバー付けさ
れたフロックの面積を画素数を数えることにより求め、
フロックの形は球であると仮定し、面積円等価径を求め
る。粒径表示回路110は粒径計測回路105において
演算された代表粒径を出力する。
ところで代表粒径を基に統計処理などを行う場合には、
複数回画面を取り込んで多くの情報を得て求めるのが望
ましい。P!識回数制御回路109はフロック画像を認
識する回数が指定されており、この回数未満の場合は認
識タイミング制御回路に起動をかけて、これまで説明し
た動作を繰返して行わせる。
次に*察窓の窓汚れ検出装置7について説明する。
第3@に窓汚れ検出装置l!7による検出フローを示す
。異常画像の検出は、2値化回路103によって得られ
た2値画像を処理することによって行うが、説明を簡単
にする為に、第8図の画素構成200Aに示す様に、取
込画素を縦6画素、横6画素の場合を考える。第8図に
おいて、各画素に対応する記憶メモリAXY (Azi
、 Ata・・・・・・Aee)を設け、2値パターン
積算メモリと称する。
まず、ステップS1において、検出に使用した画面数N
を記憶する6画面数NはN=N+1として求め、システ
ム立上げ時はNはゼロにクリアされている。次にステッ
プS2に進み、処理画面数N=1の時はステップS3に
移行し2値パターン積算メモリA x vをゼロにクリ
アした後でステップS4に移行する。処理画面数N≠1
の時はそのままステップS4に移行する。ステップS4
では、2値画像で“1”レベルの画素に対応する2値パ
タ一ン積算メモルに1を加算する。  (AXY=AX
Y+1)0次にステップS5において、ステップS1で
求めた画面数Nの値と一致する2値パターン積算メモリ
の数を抽出しメモリMに記憶する。真のごみの部分の画
素数をPとするとM≦Pと考えることができる。ステッ
プS6ではM=0の場合によごれは存在しないと判断し
、ステップ813へ進み画面数Nをゼロにクリアして処
理を終了する。ステップS6でM≠0と判断した場合に
はステップS7に移行する。ステップS7においては、
画面数N=1の場合にステップ812に進み、メモリM
の内容を次回に比較する為のメモリM S −1へ記憶
して処理を終了する。ステップS7で画面数N≠1の場
合はステップS8に移行する。ステップS8においては
一致信号をリセットしてから、メモリMとメモリM N
−s を比較して、不一致(M≠MN−1)の場合にス
テップ810へ移行する。また一致(M = MN−1
)の場合はステップS9へ進み一致信号をセットした後
にステップ810へ移行する。ステップSIOにおいて
は、一致信号が2回連続でセットされたか判断し、2回
連続でセットされた場合にステップ811へ進み警報を
出力し1画面数Nをセロにクリアして処理を終了する。
2回連続でセットされたという条件で警報を出力する理
由は、一致信号がセットされた場合ごみが検出されたと
判断してもよいが、PGMでM = M N−tとなる
場合がある為に一致信号が連続して発生した時にごみが
検出されたと判断する。また、2回連続でセットされた
場合より3回連続でセットされた場合警報を出力した方
がミス警報は少なくなる。ステップS10において2回
連続でセットされなかった場合メモリMの内容をメモリ
Ms−zへ記憶して処理を終了する。
以上のことを画面例を従って説明する。
第9図において、201は観察窓によごれの部分とする
。ここによごれが付着していた場合を考え第10図(a
)の202Aから第14図(、)の206Aの順で画像
が取込まれた場合について考える。第10図(a)の2
02Aは2値画像である。まず、ステップS1において
画面数N=1がセットされ、ステップS3で2値パター
ン積算メモリAXYをゼロにクリアした後にステップS
4を実行すると2値パターン積算メモリは第10図(b
)の202Bの様になる。次に、ステップS4によって
メモリM=6が記憶される。N=1なので前回値との比
較処理は行わず、ステップS12においてメモリMの内
容をメモリMs−tへ記憶する。 Mprt =6にな
る。次に第11図(、)の203Aを処理すると、画面
数N=2.2値パターン積算メモリは、第11図(b)
の203Bの様になり、メモリM=4が求められる。ス
テップS8に進みM≠MN−1(4≠6)からステップ
S10へ進み一致信号が2回連続でセットされない為に
ステップS12に進みメモリMN−1=4を記憶する。
次に第12図(a)の204Aを処理すると、画面数N
=3.2値パターン積算メモリは第12図(b)の20
4Bの様になり、メモリM=4が求められる。ステップ
S8によってM=MS−1(4=4)から一致信号が8
9でセットされる。真のよごれの画素数は2であるのに
対してM=4の為、一致信号が検出されたことによって
すぐ警報を出すのは、ミス警報が多くなる。次の画面を
処理することによって一致信号がセットされない可能性
がある為、警報出力判定は一致信号が連続してセットさ
れた時警報出力の判定を行う方がミス警報が少なくなる
。ステップS10において一致信号が2回連続でセット
されない為にステップS12に進み前回値MN−z =
4を記憶する。
次に第13図(a)の205A、第14図(a)の20
6Aを同様に処理して行くと、第14図(a)の206
Aを処理した段階でM=2となり真のよごれの画素数2
に収束する為以後どの様な画面(よごれの部分を含んだ
もの)を処理してもM= Ms−s = 2となり連続
して一致信号がセットされる様になり、警報が出力され
る。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば浄水フロック画像認
識装置の観察窓の汚れを画像処理装置だけでオンライン
検出できるので定期的な保守が改善できると伴に信頼性
に高い画像処理が8行なえ無人での連続的な処理を可能
となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図は画像
処理装置の一例詳細構成図、第3図は窓汚れ検出のフロ
ー図、第4〜6図は信号処理過程を具体的に示す図、第
7図は本発明を実施して得られた2値画像図、第8図は
画面構成を示す図、第9図は異常パターンを示す図、第
10〜14図は2値画像と処理過程における2値パター
ン積算テーブルを示す図である。 7・・・窓汚れ検出装置、10・・・フロック形成池、
12・・・フロック群、20・・・気密容器、21・・
・観察窓、22・・・ワイパー、23・・・ワイパー駆
動装置、24・・・パックスクリーン、25A、25B
、25G・・・流速制限板、30・・・工業用テレビカ
メラ(ITV)、31・・・接写レンズ、32・・・I
TVコントローラ。 40・・・照明装置、41・・・照明調節装置、42・
・・遮光板、50・・・画像処理装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、フロック形成池の水中に配設され、観察窓を通して
    フロックを繰返し撮影する工業用テレビカメラと、該工
    業用テレビカメラの接写レンズと対向配置されているバ
    ックスクリーンと、前記工業用テレビカメラの撮影領域
    を照光する照光手段と、前記工業用テレビカメラで撮影
    した画像をフロックと背景に区分して2値化電気信号に
    変換して画像処理を行う画像処理手段とを具備し、前記
    画像処理手段は前記工業用テレビカメラの画素のうち、
    同一の画素が前記工業用テレビカメラで撮影した画像の
    処理回数と同じ回数だけフロックである2値化信号状態
    を示している画素数が前回の画像処理による画素数と2
    回以上の連続した画像処理で変化しないときに前記観察
    窓の汚れと判断する窓汚れ検出手段を有していることを
    特徴とするフロック画像認識装置。
JP60224748A 1985-10-11 1985-10-11 フロツク画像認識装置 Expired - Lifetime JPH0621851B2 (ja)

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JP60224748A JPH0621851B2 (ja) 1985-10-11 1985-10-11 フロツク画像認識装置

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JP60224748A JPH0621851B2 (ja) 1985-10-11 1985-10-11 フロツク画像認識装置

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JPS6285843A true JPS6285843A (ja) 1987-04-20
JPH0621851B2 JPH0621851B2 (ja) 1994-03-23

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ID=16818618

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JP60224748A Expired - Lifetime JPH0621851B2 (ja) 1985-10-11 1985-10-11 フロツク画像認識装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01133020A (ja) * 1987-11-18 1989-05-25 Meidensha Corp 液中浮遊体観測装置
JPH0285743A (ja) * 1988-09-22 1990-03-27 Mitsubishi Electric Corp フロック監視装置
JP2005007338A (ja) * 2003-06-20 2005-01-13 Ishigaki Co Ltd 凝集剤注入制御方法並びにその制御装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01133020A (ja) * 1987-11-18 1989-05-25 Meidensha Corp 液中浮遊体観測装置
JPH0285743A (ja) * 1988-09-22 1990-03-27 Mitsubishi Electric Corp フロック監視装置
JP2005007338A (ja) * 2003-06-20 2005-01-13 Ishigaki Co Ltd 凝集剤注入制御方法並びにその制御装置

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JPH0621851B2 (ja) 1994-03-23

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