特許 6245418 ガス検知用画像処理装置、ガス検知用画像処理方法及びガス検知用画像処理プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6245418

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】ガス検知用画像処理装置、ガス検知用画像処理方法及びガス検知用画像処理プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01M 3/38 20060101AFI20171204BHJP

【ＦＩ】

   G01M3/38 Z

【請求項の数】19

【全頁数】33

(21)【出願番号】特願2017-543848(P2017-543848)

(86)(22)【出願日】2016年10月19日

(86)【国際出願番号】JP2016080968

(87)【国際公開番号】WO2017073430

(87)【国際公開日】20170504

【審査請求日】2017年8月17日

(31)【優先権主張番号】特願2015-212518(P2015-212518)

(32)【優先日】2015年10月29日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100111453

【弁理士】

【氏名又は名称】櫻井 智

(72)【発明者】

【氏名】浅野 基広

(72)【発明者】

【氏名】森本 隆史

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 塁

【審査官】 田中 秀直

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１２２３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−５８０９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１１３９３９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｍ ３／００−３／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガス漏れの監視対象を複数の時刻で撮影した赤外画像に対して画像処理をするガス検知用画像処理装置であって、
漏れたガスによる温度変化を示す第１の周波数成分データよりも周波数が低く、前記監視対象の背景の温度変化を示す第２の周波数成分データを、前記赤外画像を示す画像データから除く処理をする画像処理部を備えるガス検知用画像処理装置。

【請求項2】

前記画像処理部は、前記第１の周波数成分データよりも周波数が高く、高周波ノイズを示す第３の周波数成分データを、前記画像データから除く処理をする請求項１に記載のガス検知用画像処理装置。

【請求項3】

前記画像データは、フレームが時系列に複数並べられた構造を有する動画データであり、
前記画像処理部は、複数の前記フレームの同じ位置にある画素の画素データを時系列に並べたデータを時系列画素データとし、前記動画データを構成する複数の前記時系列画素データのそれぞれに対して、前記第２の周波数成分データを除く処理をする請求項１に記載のガス検知用画像処理装置。

【請求項4】

前記画像処理部は、
前記時系列画素データに対して、第１の所定処理をすることにより抽出されたデータを、前記第２の周波数成分データとし、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記第２の周波数成分データを抽出する第１の抽出部と、
前記時系列画素データと前記時系列画素データから抽出された前記第２の周波数成分データとの差分を算出して得られるデータを、第１の差分データとし、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記第１の差分データを算出する第１の算出部と、を備える請求項３に記載のガス検知用画像処理装置。

【請求項5】

前記第１の所定処理は、前記時系列画素データに対して、複数の前記フレームより少ない第１の所定数の前記フレームを単位とする移動平均を算出することにより前記時系列画素データから前記第２の周波数成分データを抽出する処理である請求項４に記載のガス検知用画像処理装置。

【請求項6】

前記画像処理部は、前記時系列画素データに対して、前記第２の周波数成分データを抽出できる重み付け係数を用いて、複数の前記フレームより少ない第１の所定数の前記フレームを単位とする加重移動平均を算出して得られたデータを、第１の差分データとし、前記第１の差分データは、前記時系列画素データと前記第２の周波数成分データとの差分であり、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記第１の差分データを算出する第１の算出部を備える請求項３に記載のガス検知用画像処理装置。

【請求項7】

前記画像処理部は、
前記第１の差分データに対して、第２の所定数の前記フレームを単位とする所定の演算をすることにより算出された、前記第１の差分データの変動を示すデータを、第１の変動データとし、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記第１の変動データを算出する第２の算出部をさらに備える請求項４〜６のいずれか一項に記載のガス検知用画像処理装置。

【請求項8】

前記第１の変動データは、第１のばらつきデータであり、前記第２の算出部は、前記第１の差分データに対して、複数の前記フレームより少ない前記第２の所定数の前記フレームを単位とする移動標準偏差又は移動分散を算出することにより前記第１のばらつきデータを求める請求項７に記載のガス検知用画像処理装置。

【請求項9】

前記第１の変動データは、第１の絶対値加算データであり、前記第２の算出部は、前記第１の差分データを基にして求められた、前記第１の差分データの絶対値を示すデータを、第１の絶対値データとし、前記第１の絶対値データに対して、複数の前記フレームより少ない前記第２の所定数の前記フレームを単位とする移動加算をすることにより前記第１の絶対値加算データを求める請求項７に記載のガス検知用画像処理装置。

【請求項10】

前記画像処理部は、
前記時系列画素データに対して、第２の所定処理をすることにより抽出されたデータを、第３の周波数成分データとし、前記第３の周波数成分データは、前記第１の周波数成分データよりも周波数が高く、高周波ノイズを示すデータであり、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記第３の周波数成分データを抽出する第２の抽出部と、
前記時系列画素データと前記時系列画素データから抽出された前記第３の周波数成分データとの差分を算出して得られるデータを、第２の差分データとし、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記第２の差分データを算出する第３の算出部と、
前記第２の差分データに対して、第４の所定数の前記フレームを単位とする所定の演算をすることにより算出された、前記第２の差分データの変動を示すデータを、第２の変動データとし、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記第２の変動データを算出する第４の算出部と、
同じ前記時系列画素データから得られた前記第１の変動データと前記第２の変動データとの差分を算出して得られるデータを、第３の差分データとし、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記第３の差分データを算出する第５の算出部と、をさらに備える請求項７〜９のいずれか一項に記載のガス検知用画像処理装置。

【請求項11】

前記第２の所定処理は、前記時系列画素データに対して、第３の所定数のフレームを単位とする移動平均を算出することにより前記時系列画素データから前記第３の周波数成分データを抽出する処理である請求項１０に記載のガス検知用画像処理装置。

【請求項12】

前記画像処理部は、
前記第１の周波数成分データよりも周波数が高く、高周波ノイズを示すデータを第３の周波数成分データとし、前記時系列画素データに対して、前記第３の周波数成分データを抽出できる重み付け係数を用いて、複数の前記フレームより少ない第３の所定数の前記フレームを単位とする加重移動平均を算出して得られたデータを、第２の差分データとし、前記第２の差分データは、前記時系列画素データと前記第３の周波数成分データとの差分であり、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記第２の差分データを算出する第３の算出部と、
前記第２の差分データに対して、第４の所定数の前記フレームを単位とする所定の演算をすることにより算出された、前記第２の差分データの変動を示すデータを、第２の変動データとし、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記第２の変動データを算出する第４の算出部と、
同じ前記時系列画素データから得られた前記第１の変動データと前記第２の変動データとの差分を算出して得られるデータを、第３の差分データとし、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記第３の差分データを算出する第５の算出部と、をさらに備える請求項７〜９のいずれか一項に記載のガス検知用画像処理装置。

【請求項13】

前記第２の変動データは、第２のばらつきデータであり、前記第４の算出部は、前記第２の差分データに対して、複数の前記フレームより少ない前記第４の所定数の前記フレームを単位とする移動標準偏差又は移動分散を算出することにより前記第２のばらつきデータを求める請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のガス検知用画像処理装置。

【請求項14】

前記第２の変動データは、第２の絶対値加算データであり、前記第４の算出部は、前記第２の差分データを基にして求められた、前記第２の差分データの絶対値を示すデータを、第２の絶対値データとし、前記第２の絶対値データに対して、複数の前記フレームより少ない前記第４の所定数の前記フレームを単位とする移動加算をすることにより前記第２の絶対値加算データを求める請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のガス検知用画像処理装置。

【請求項15】

前記画像処理部は、
前記時系列画素データに対して、前記第１の周波数成分データを抽出できる重み付け係数を用いて、複数の前記フレーム数より少ない所定数の前記フレームを単位とする加重移動平均を算出することにより前記時系列画素データから抽出されたデータを、前記第１の周波数成分データとし、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記第１の周波数成分データを抽出する抽出部と、
前記第１の周波数成分データを基にして求められた、前記第１の周波数成分の変動を示すデータを、変動データとし、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記変動データを算出する算出部と、を備える請求項３に記載のガス検知用画像処理装置。

【請求項16】

前記画像処理部は、
前記時系列画素データに対して、フーリエ変換して得られたデータを、フーリエ変換データとし、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記フーリエ変換データを算出する第１の算出部と、
前記フーリエ変換データから前記第２の周波数成分データが取り除かれたデータを、特定周波数成分カットデータとし、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記特定周波数成分カットデータを算出する第２の算出部と、
前記特定周波数成分カットデータに対して、フーリエ逆変換して得られたデータを、フーリエ逆変換データとし、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記フーリエ逆変換データを算出する第３の算出部と、
前記フーリエ逆変換データを基にして求められた、前記フーリエ逆変換データの変動を示すデータを、変動データとし、複数の前記フーリエ逆変換データのそれぞれに対応する複数の前記変動データを算出する第４の算出部と、を備える請求項３に記載のガス検知用画像処理装置。

【請求項17】

前記第２の算出部は、前記第１の周波数成分データよりも周波数が高く、高周波ノイズを示す第３の周波数成分データ、及び、前記第２の周波数成分データを、前記フーリエ変換データから取り除かれたデータを、前記特定周波数成分カットデータとし、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記特定周波数成分カットデータを算出する請求項１６に記載のガス検知用画像処理装置。

【請求項18】

ガス漏れの監視対象を複数の時刻で撮影した赤外画像を示す画像データを取得する第１のステップと、
漏れたガスによる温度変化を示す第１の周波数成分データよりも周波数が低く、前記監視対象の背景の温度変化を示す第２の周波数成分データを、前記画像データから除く処理をする第２のステップと、を備えるガス検知用画像処理方法。

【請求項19】

ガス漏れの監視対象を複数の時刻で撮影した赤外画像を示す画像データを取得する第１のステップと、
漏れたガスによる温度変化を示す第１の周波数成分データよりも周波数が低く、前記監視対象の背景の温度変化を示す第２の周波数成分データを、前記画像データから除く処理をする第２のステップと、をコンピューターに実行させるガス検知用画像処理プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、赤外画像を利用してガスを検知する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

ガス漏れが発生したとき、漏れたガスが漂っている領域では、わずかな温度変化が生じる。この原理を利用してガス検知する技術として、赤外画像を利用したガス検知が知られている。これによれば、ガスが漏れている様子（言い換えれば、漏れたガスが漂っている領域）を示す動画をリアルタイムで表示できるので、直感的にガス漏れの範囲を把握することができる。

【0003】

赤外画像を利用したガス検知として、例えば、特許文献１は、検査対象領域を撮影する赤外線カメラと、赤外線カメラにより撮影された赤外線画像を処理する画像処理部と、を有し、画像処理部は、時系列に並べられた複数の赤外線画像からガス漏れによる動的なゆらぎを抽出するゆらぎ抽出部を有するガス漏れ検出装置を開示している。

【0004】

ガス漏れが発生したとき、漏れたガスによる温度変化は、僅かである（例えば、０．５℃）。ガス漏れの監視対象（例えば、ガス輸送管どうしが接続されている箇所）が屋外にある場合、雲が移動して太陽光を遮ったり、太陽光を遮っている雲が移動したりすると、漏れたガスによる温度変化と比較して、監視対象の背景の温度は、急激に大きく変化する（例えば、４℃）。

【0005】

ガス漏れと背景の温度変化とが並行して発生した場合、漏れたガスが漂っている領域では、ガス漏れによる温度変化と背景の温度変化とが重なることになる。本発明者は、このような場合、背景の温度変化が漏れたガスによる温度変化よりも大きければ、背景の温度変化を考慮しなければ、ガスが漏れている様子を赤外画像で表示できない、すなわち、ガス検知が困難であることを見出した。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１２−５８０９３号公報

【発明の概要】

【0007】

本発明は、ガス漏れと背景の温度変化とが並行して発生し、背景の温度変化が、漏れたガスによる温度変化よりも大きい場合でも、ガスが漏れている様子を画像で示すことができる画像処理をできるガス検知用画像処理装置、ガス検知用画像処理方法及びガス検知用画像処理プログラムを提供することを目的とする。

【0008】

上記目的を達成する本発明の第１の局面に係るガス検知用画像処理装置は、ガス漏れの監視対象を複数の時刻で撮影した赤外画像に対して画像処理をするガス検知用画像処理装置であって、漏れたガスによる温度変化を示す第１の周波数成分データよりも周波数が低く、前記監視対象の背景の温度変化を示す第２の周波数成分データを、前記赤外画像を示す画像データから除く処理をする画像処理部を備える。

【0009】

上記並びにその他の本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な記載と添付図面から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】ガス漏れと背景の温度変化とが並行して発生している状態で、屋外の試験場所を撮影した赤外画像を時系列で示す画像図である。

【図2A】試験場所の地点ＳＰ１の温度変化を示すグラフである。

【図2B】試験場所の地点ＳＰ２の温度変化を示すグラフである。

【図3A】本実施形態に係るガス検知装置の構成を示すブロック図である。

【図3B】図３Ａに示すガス検知用画像処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

【図4】時系列画素データを説明する説明図である。

【図5】画像処理部の第１態様で実行される処理のフローチャートである。

【図6】地点ＳＰ１に対応する画素の時系列画素データＤ２、及び、この時系列画素データＤ２から抽出された第２の周波数成分データＤ３を示すグラフである。

【図7】第１の差分データＤ４を示すグラフである。

【図8】第１のばらつきデータＤ５を示すグラフである。

【図9】画像処理部の第１態様で処理された画像の一例を時系列で示す画像図である。

【図10】画像処理部の第１態様で処理された画像の他の例を時系列で示す画像図である。

【図11】画像処理部の第２態様で実行される処理のフローチャートである。

【図12】地点ＳＰ１に対応する画素の時系列画素データＤ２、時系列画素データＤ２から抽出された第２の周波数成分データＤ３、時系列画素データＤ２から抽出された第３の周波数成分データＤ６を示すグラフである。

【図13A】第１の差分データＤ４を示すグラフである。

【図13B】第２の差分データＤ７を示すグラフである。

【図14】第１のばらつきデータＤ５及び第２のばらつきデータＤ８を示すグラフである。

【図15】第３の差分データＤ９を示すグラフである。

【図16】画像処理部の第２態様で画像処理された、時刻Ｔ１のフレームの画像Ｉ１５、並びに、これに関係する画像Ｉ１３及び画像Ｉ１４を示す画像図である。

【図17】画像処理部の第２態様で画像処理された、時刻Ｔ２のフレームの画像Ｉ１８、並びに、これに関係する画像Ｉ１６及び画像Ｉ１７を示す画像図である。

【図18】地点ＳＰ３でガスを噴出している状態の赤外画像を示す画像図である。

【図19】地点ＳＰ３に対応する画素の時系列画素データＤ１０を示すグラフである。

【図20】画像処理部の第２態様で画像処理された、時刻Ｔ６のフレームの画像Ｉ２２、並びに、これに関係する画像Ｉ２０及び画像Ｉ２１を示す画像図である。

【図21】画像処理部の第３態様で実行される処理のフローチャートである。

【図22】第１の絶対値データＤ１１及び第２の絶対値データＤ１２を示すグラフである。

【図23】第１の絶対値加算データＤ１４及び第２の絶対値加算データＤ１５を示すグラフである。

【図24】第３の差分データＤ１３を示すグラフである。

【図25】画像処理部の第４態様で実行される処理のフローチャートである。

【図26】画像処理部の第５態様で実行される処理のフローチャートである。

【図27】第１の周波数成分データを抽出できるバンドパスフィルターを説明する説明図である。

【図28】抽出された第１の周波数成分データＤ１６を示すグラフである。

【図29】ばらつきデータＤ１７を示すグラフである。

【図30】第１の差分データを抽出できるフィルターを説明する説明図である。

【図31】第２の差分データを抽出できるフィルターを説明する説明図である。

【図32】画像処理部の第７態様で実行される処理のフローチャートである。

【図33】フーリエ逆変換データＤ１８を示すグラフである。

【図34】ばらつきデータＤ１９を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。各図において、同一符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その構成について、既に説明している内容については、その説明を省略する。

【0012】

本発明者は、赤外画像を利用したガス検知において、ガス漏れと背景の温度変化とが並行して発生し、背景の温度変化が、漏れたガスによる温度変化よりも大きい場合、背景の温度変化を考慮しなければ、ガスが漏れている様子を赤外画像で表示できないことを見出した。これについて詳しく説明する。

【0013】

図１は、ガス漏れと背景の温度変化とが並行して発生している状態で、屋外の試験場所を撮影した赤外画像を時系列で示す画像図である。これらは、赤外線カメラで動画を撮影して得られた赤外画像である。試験場所には、ガスを噴出させることができる地点ＳＰ１がある。地点ＳＰ１と比較するために、ガスが噴出しない地点ＳＰ２を示している。

【0014】

赤外画像Ｉ１は、太陽光が雲で遮られる直前の時刻Ｔ１に撮影された試験場所の赤外画像である。赤外画像Ｉ２は、時刻Ｔ１から５秒後の時刻Ｔ２に撮影された試験場所の赤外画像である。時刻Ｔ２は、太陽光が雲で遮られているので、時刻Ｔ１と比べて背景の温度が下がっている。

【0015】

画像Ｉ３は、時刻Ｔ１から１０秒後の時刻Ｔ３に撮影された試験場所の赤外画像である。時刻Ｔ２から時刻Ｔ３まで、太陽光が雲で遮られた状態が継続されているので、時刻Ｔ３は、時刻Ｔ２と比べて背景の温度が下がっている。

【0016】

画像Ｉ４は、時刻Ｔ１から１５秒後の時刻Ｔ４に撮影された試験場所の赤外画像である。時刻Ｔ３から時刻Ｔ４まで、太陽光が雲で遮られた状態が継続されているので、時刻Ｔ４は、時刻Ｔ３と比べて背景の温度が下がっている。

【0017】

時刻Ｔ１から時刻Ｔ４までの１５秒間で、背景の温度が約４℃下がっている。このため、画像Ｉ４は、画像Ｉ１と比べて全体的に暗くなっており、背景の温度が低下していることが分かる。

【0018】

時刻Ｔ１後かつ時刻Ｔ２前の時刻に、地点ＳＰ１において、ガスの噴出を開始させている。噴出されたガスによる温度変化は、わずかである（約０．５℃）。このため、時刻Ｔ２、時刻Ｔ３、時刻Ｔ４では、地点ＳＰ１でガスが噴出しているが、噴出されたガスによる温度変化よりも、背景の温度変化の方がはるかに大きいので、画像Ｉ２、画像Ｉ３、画像Ｉ４を見ても地点ＳＰ１からガスが出ている様子が分からない。

【0019】

図２Ａは、試験場所の地点ＳＰ１の温度変化を示すグラフであり、図２Ｂは、試験場所の地点ＳＰ２の温度変化を示すグラフである。これらのグラフの縦軸は、温度を示している。これらのグラフの横軸は、フレームの順番を示している。例えば、４５とは、４５番目のフレームを意味する。フレームレートは、３０ｆｐｓである。よって、１番目のフレームから４５０番目のフレームまでの時間は、１５秒となる。

【0020】

地点ＳＰ１の温度変化を示すグラフと地点ＳＰ２の温度変化を示すグラフとは異なる。地点ＳＰ２ではガスが噴出していないので、地点ＳＰ２の温度変化は、背景の温度変化を示している。これに対して、地点ＳＰ１では、ガスが噴出しているので、地点ＳＰ１には、ガスが漂っている。このため、地点ＳＰ１の温度変化は、背景の温度変化と漏れたガスによる温度変化とを加算した温度変化を示している。

【0021】

図２Ａに示すグラフからは、地点ＳＰ１でガスが噴出していることが分かる（すなわち、地点ＳＰ１でガス漏れが発生していることが分かる）。しかし、上述したように、図１に示す赤外画像からは、地点ＳＰ１でガスが噴出していることが分からない（すなわち、地点ＳＰ１でガス漏れが発生していることが分からない）。本実施形態では、背景の温度変化を考慮して赤外画像を画像処理することにより、ガスが漏れている様子を画像で示すことができるようにする。

【0022】

図３Ａは、本実施形態に係るガス検知システム１の構成を示すブロック図である。ガス検知システム１は、赤外線カメラ２とガス検知用画像処理装置３とを備える。

【0023】

赤外線カメラ２は、ガス漏れの監視対象（例えば、ガス輸送管どうしが接続されている箇所）、及び、背景の赤外画像の動画を撮影し、動画を示す動画データＤ１を生成する。動画データＤ１は、赤外画像の画像データの一例である。動画に限らず、赤外線カメラ２によって、ガス漏れの監視対象及び背景の赤外画像を複数の時刻で撮影してもよい。赤外線カメラ２は、光学系４、フィルター５、二次元イメージセンサー６及び信号処理部７を備える。

【0024】

光学系４は、被写体（監視対象及び背景）の赤外画像を二次元イメージセンサー６上で結像させる。フィルター５は、光学系４と二次元イメージセンサー６との間に配置され、光学系４を通過した光のうち、特定波長の赤外線のみを通過させる。赤外の波長帯のうち、フィルター５を通過させる波長帯は、検知するガスの種類に依存する。例えばメタンの場合、３．２〜３．４μｍの波長帯を通過させるフィルター５が用いられる。二次元イメージセンサー６は、例えば、冷却型インジウムアンチモン（ＩｎＳｂ）イメージセンサーであり、フィルター５を通過した赤外線を受光する。信号処理部７は、二次元イメージセンサー６から出力されたアナログ信号を、デジタル信号に変換し、公知の画像処理をする。このデジタル信号が、動画データＤ１となる。

【0025】

動画データＤ１（画像データ）で示される動画は、フレームが時系列に複数並べられた構造を有する。複数のフレームの同じ位置にある画素の画素データを時系列に並べたデータを、時系列画素データとする。時系列画素データを具体的に説明する。図４は、時系列画素データを説明する説明図である。赤外画像の動画のフレーム数をＫとする。一つのフレームがＭ個の画素、すなわち、１番目の画素、２番目の画素、・・・、Ｍ−１番目の画素、Ｍ番目の画素で構成されているとする。画素データは、画素の輝度又は温度を示す。

【0026】

複数（Ｋ個）のフレームの同じ位置にある画素とは、同じ順番の画素を意味する。例えば、１番目の画素で説明すると、１番目のフレームに含まれる１番目の画素の画素データ、２番目のフレームに含まれる１番目の画素の画素データ、・・・、Ｋ−１番目のフレームに含まれる１番目の画素の画素データ、Ｋ番目のフレームに含まれる１番目の画素の画素データを、時系列に並べたデータが、１番目の画素の時系列画素データとなる。また、Ｍ番目の画素で説明すると、１番目のフレームに含まれるＭ番目の画素の画素データ、２番目のフレームに含まれるＭ番目の画素の画素データ、・・・、Ｋ−１番目のフレームに含まれるＭ番目の画素の画素データ、Ｋ番目のフレームに含まれるＭ番目の画素の画素データを、時系列に並べたデータが、Ｍ番目の画素の時系列画素データとなる。時系列画素データの数は、一つのフレームを構成する画素の数と同じであり、これら複数（Ｍ個）の時系列画素データにより動画データＤ１が構成される。

【0027】

図３Ａの説明に戻る。ガス検知用画像処理装置３は、パーソナルコンピューター、スマートフォン、タブレット端末等であり、機能ブロックとして、画像処理部８、表示制御部９及び表示部１０を備える。画像処理部８及び表示制御部９は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及び、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等によって実現される。表示部１０は、例えば、液晶ディスプレイにより実現される。

【0028】

画像処理部８は、動画データＤ１（画像データ）に所定の処理をする。所定の処理には、動画データＤ１から第２の周波数成分データを除く処理が含まれる。この処理について説明する。ガス漏れの監視対象及び背景の動画を赤外線カメラ２で撮影している状態で、ガス漏れが発生したとき、動画データＤ１には、漏れたガスによる温度変化を示す第１の周波数成分データが含まれる。赤外画像の動画のうち、第１の周波数成分データで示される像が、ガス漏れの様子（言い換えれば、漏れたガスが漂っている領域）を示している。

【0029】

本発明者は、以下の現象を見出した。ガス漏れの監視対象及び背景の動画を赤外線カメラ２で撮影している状態で、ガス漏れと背景の温度変化とが並行して発生し、背景の温度変化が、漏れたガスによる温度変化よりも大きいとき、赤外画像の動画からガス漏れの様子が分からない。これは、動画データＤ１には、第１の周波数成分データに加えて、第１の周波数成分データよりも周波数が低く、背景の温度変化を示す第２の周波数成分データが含まれるからである。第２の周波数成分データで示される像（背景の明暗の変化）により、第１の周波数成分データで示される像が見えなくなるのである。図２Ａを参照して、地点ＳＰ１の温度変化を示すグラフに含まれる細かい変化が、第１の周波数成分データに対応する。地点ＳＰ２の温度変化を示すグラフが第２の周波数成分データに対応する。

【0030】

そこで、画像処理部８は、画素の位置がそれぞれ異なる複数の時系列画素データ（すなわち、動画データＤ１を構成する複数の時系列画素データ）のそれぞれに対して、第２の周波数成分データを除く処理をする。画素の位置がそれぞれ異なる複数の時系列画素データとは、図４を参照して、１番目の画素の時系列画素データ、２番目の画素の時系列画素データ、・・・、Ｍ−１番目の画素の時系列画素データ、Ｍ番目の画素の時系列画素データを意味する。画像処理部８は、フレームの単位で第２の周波数成分データを除く処理をするのではなく、時系列画素データの単位で第２の周波数成分データを除く処理をする。画像処理部８での処理については、後でさらに詳しく説明する。

【0031】

表示制御部９は、画像処理部８で所定の処理された動画データＤ１で示される動画を、表示部１０に表示させる。

【0032】

図３Ｂは、図３Ａに示すガス検知用画像処理装置３のハードウェア構成を示すブロック図である。ガス検知用画像処理装置３は、ＣＰＵ３ａ、ＲＡＭ３ｂ、ＲＯＭ３ｃ、ＨＤＤ３ｄ、液晶ディスプレイ３ｅ、及び、これらを接続するバス３ｆを備える。液晶ディスプレイ３ｅは、表示部１０を実現するハードウェアである。液晶ディスプレイ３ｅの替わりに、有機ＥＬディスプレイ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ ｄｉｓｐｌａｙ）、プラズマディスプレイ等でもよい。

【0033】

ＨＤＤ３ｄ（ＨＤＤ３ｄの替わりにＲＯＭ３ｃでもよい）には、図３Ａに示す画像処理部８、及び、表示制御部９について、これらの機能ブロックをそれぞれ実現するためのプログラムが格納されている。画像処理部８を実現するプログラムは、動画データＤ１（画像データ）を取得し、動画データＤ１に上記所定の処理をする処理プログラムである。表示制御部９を実現するプログラムは、画像（例えば、上記所定の処理がされた動画データＤ１で示される動画）を表示部１０に表示させる表示制御プログラムである。これらのプログラムは、ＨＤＤ３ｄの替わりにＲＯＭ３ｃに格納しても良い。

【0034】

ＣＰＵ３ａは、処理プログラム及び表示制御プログラムを、ＨＤＤ３ｄから読み出してＲＡＭ３ｂに展開させ、展開されたプログラムを実行することによって、これらの機能ブロックが実現される。処理プログラム及び表示制御プログラムは、ＨＤＤ３ｄに予め記憶されていてもよいし、これらのプログラムを記憶している記憶媒体（例えば、磁気ディスク、光学ディスクのような外部記憶媒体）が用意されており、この記憶媒体に記憶されているプログラムがＨＤＤ３ｄに記憶されてもよい。

【0035】

なお、画像処理部８は、次に説明するように、第１態様から第７態様がある。これらの態様は、それぞれ、複数の要素によって構成される。従って、ＨＤＤ３ｄには、これらの要素を実現するためのプログラムが格納されている。例えば、画像処理部８の第１態様は、要素として、第１の抽出部、第１の算出部、及び、第２の算出部を備える。ＨＤＤ３ｄには、第１の抽出部、第１の算出部、第２の算出部のそれぞれを実現するためのプログラムが格納されている。これらのプログラムは、第１の抽出プログラム、第１の算出プログラム、第２の算出プログラムと表現される。

【0036】

これらのプログラムは、要素の定義を用いて表現される。第１の抽出部及び第１の抽出プログラムを例にして説明する。第１の抽出部は、時系列画素データに対して、図４に示すＫ個のフレームより少ない第１の所定数のフレームを単位とする単純移動平均を算出することにより時系列画素データから抽出されたデータを、第２の周波数成分データとし、図４に示すＭ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第２の周波数成分データを抽出する。第１の抽出プログラムは、時系列画素データに対して、図４に示すＫ個のフレームより少ない第１の所定数のフレームを単位とする単純移動平均を算出することにより時系列画素データから抽出されたデータを、第２の周波数成分データとし、図４に示すＭ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第２の周波数成分データを抽出するプログラムである。

【0037】

ＣＰＵ３ａによって実行されるこれらのプログラム（第１の抽出プログラム、第１の算出プログラム、第２の算出プログラム）のフローチャートが、後で説明する図５である。

【0038】

画像処理部８の第１態様を説明する。図５は、画像処理部８の第１態様で実行される処理のフローチャートである。画像処理部８の第１態様は、第１の抽出部として機能する。第１の抽出部は、時系列画素データに対して、図４に示すＫ個のフレームより少ない第１の所定数のフレームを単位とする単純移動平均を算出することにより時系列画素データから抽出されたデータを、第２の周波数成分データとし、図４に示すＭ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第２の周波数成分データを抽出する（ステップＳ１）。

【0039】

図６は、図２Ａの地点ＳＰ１に対応する画素の時系列画素データＤ２、及び、この時系列画素データＤ２から抽出された第２の周波数成分データＤ３を示すグラフである。時系列画素データＤ２で示される温度は、比較的急に変化し（変化の周期が比較的短く）、第２の周波数成分データＤ３で示される温度は、比較的緩やかに変化している（変化の周期が比較的長い）。グラフの縦軸及び横軸は、図２Ａのグラフの縦軸及び横軸と同じである。すなわち、グラフの縦軸は、温度を示している。グラフの横軸は、フレームの順番を示している。

【0040】

第１の所定数のフレームは、例えば、２１フレームである。内訳は、ターゲットとなるフレーム、これより前の連続する１０フレーム、これより後の連続する１０フレームである。第１の所定数は、時系列画素データから第２の周波数成分データを抽出できる数であればよく、２１に限らず、２１より多くてもよいし、２１より少なくてもよい。

【0041】

画像処理部８の第１態様は、第１の算出部として機能する。第１の算出部は、時系列画素データとこの時系列画素データから抽出された第２の周波数成分データとの差分を算出して得られるデータを、第１の差分データとし、Ｍ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第１の差分データを算出する（ステップＳ２）。

【0042】

図７は、第１の差分データＤ４を示すグラフである。グラフの縦軸及び横軸は、図２Ａのグラフの縦軸及び横軸と同じである。第１の差分データＤ４は、図６に示す時系列画素データＤ２と第２の周波数成分データＤ３との差分を算出して得られたデータである。地点ＳＰ１でガスの噴出を開始する前において（９０番目くらいまでのフレーム）、第１の差分データＤ４で示される微小な振幅の繰り返しは、主に、二次元イメージセンサー６のセンサーノイズを示している。地点ＳＰ１でガスの噴出を開始した後において（９０番目以降のフレーム）、第１の差分データＤ４の振幅及び波形のばらつきが大きくなっている。

【0043】

画像処理部８は、第２の算出部として機能する。第２の算出部は、第１の差分データに対して、第２の所定数のフレームを単位とする所定の演算をすることにより算出された、第１の差分データの変動を示すデータを、第１の変動データとし、図４に示す複数（Ｍ個）の時系列画素データのそれぞれに対応する複数（Ｍ個）の第１の変動データを算出する。第１の変動データは、二種類あり、一つは、第１のばらつきデータであり、もう一つは、第１の絶対値加算データである。画像処理部８の第１態様では、第１のばらつきデータが第１の変動データとして用いられる。第１のばらつきデータは、第１の差分データの波形のばらつきを示すデータである。

【0044】

画像処理部８の第１態様において、第２の算出部は、第１の差分データに対して、Ｋ個のフレームより少ない第２の所定数のフレームを単位とする移動標準偏差を算出して得られるデータを、第１のばらつきデータとし、Ｍ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第１のばらつきデータを算出する（ステップＳ３）。なお、移動標準偏差の替わりに、移動分散を算出してもよい。

【0045】

図８は、第１のばらつきデータＤ５を示すグラフである。グラフの横軸は、図２Ａのグラフの横軸と同じである。グラフの縦軸は、標準偏差を示している。第１のばらつきデータＤ５は、図７に示す第１の差分データＤ４の移動標準偏差を示すデータである。第２の所定数のフレームは、例えば、２１フレームである。第２の所定数は、統計的に意義がある標準偏差が求められる数であればよいので、第１の所定数と同じでもよいし、異なっていてもよい。

【0046】

図８に示すように、ガス漏れを示す標準偏差のしきい値（例えば、０．０３）を設定することにより、画像処理部８の第１態様は、ガス漏れを検知することができる。画像処理部８の第１態様が、ガス漏れを検知したとき、図３Ａに示す表示制御部９は、ガス漏れが検知されたことを表示部１０に表示させてもよいし、ガス検知用画像処理装置３は、不図示の警報器（スピーカー）を作動させて、ガス漏れが検知されたこと報知してもよい。このガス漏れ検知の表示及び報知は、後で説明する画像処理部８の第２態様〜第７態様でも適用できる。

【0047】

表示制御部９は、ステップＳ３で得られたＭ個の第１のばらつきデータを、第２の周波数成分データを除く処理がされた動画データＤ１とし、この動画データＤ１で示される動画を表示部１０に表示させる。この動画において、時刻Ｔ１、時刻Ｔ２、時刻Ｔ３、時刻Ｔ４のフレームの画像を、図９、図１０に示す。図９及び図１０は、画像処理部８の第１態様で処理された画像の一例を時系列で示す画像図である。これらの画像の生成において、移動標準偏差の倍率を決める係数が異なり、これにより、これらの画像は、コントラストが異なっている。

【0048】

図９は、ステップＳ３で得られた標準偏差を１０００倍にした画像Ｉ５、画像Ｉ６、画像Ｉ７、画像Ｉ８を示し、図１０は、ステップＳ３で得られた標準偏差を５０００倍にした画像Ｉ９、画像Ｉ１０、画像Ｉ１１、画像Ｉ１２を示している。画像Ｉ５及び画像Ｉ９は、図１に示す赤外画像Ｉ１を、画像処理部８の第１態様で処理した画像である。画像Ｉ６及び画像Ｉ１０は、図１に示す赤外画像Ｉ２を、画像処理部８の第１態様で処理した画像である。画像Ｉ７及び画像Ｉ１１は、図１に示す赤外画像Ｉ３を、画像処理部８の第１態様で処理した画像である。画像Ｉ８及び画像Ｉ１２は、図１に示す赤外画像Ｉ４を、画像処理部８の第１態様で処理した画像である。図９及び図１０のいずれでも、地点ＳＰ１でガスが噴出している様子が分かる。

【0049】

以上説明したように、画像処理部８の第１態様によれば、画像処理部８が、動画データＤ１に含まれる第２の周波数成分データを除く処理をし、表示制御部９が、この処理がされた動画データＤ１で示される動画を表示部１０に表示させる。従って、画像処理部８の第１態様によれば、ガス漏れと背景の温度変化とが並行して発生し、背景の温度変化が、漏れたガスによる温度変化よりも大きい場合でも、ガスが漏れている様子を動画で表示できる。

【0050】

画像処理部８の第２態様を説明する。画像処理部８の第２態様は、背景の温度変化を示す第２の周波数成分データに加えて、高周波ノイズを示す第３の周波数成分データを動画データＤ１から除く処理をする。高周波ノイズは、主に、二次元イメージセンサー６のセンサーノイズである。第３の周波数成分データは、漏れたガスによる温度変化を示す第１の周波数成分データより、周波数が高い。画像処理部８の第２態様は、漏れたガスによる温度変化を示す第１の周波数成分データを通過させ、第１の周波数成分データより周波数が低い第２の周波数成分データ、及び、第１の周波数成分データより周波数が高い第３の周波数成分データをカットする。よって、画像処理部８の第２態様は、バンドパスフィルターとして機能する。図１１は、画像処理部８の第２態様で実行される処理のフローチャートである。

【0051】

画像処理部８の第２態様は、ステップＳ１を実行する、すなわち、第２の周波数成分データを抽出する第１の抽出部として機能する。この機能は、画像処理部８の第１態様で説明した。画像処理部８の第２態様は、第２の抽出部として機能する。第２の抽出部は、時系列画素データに対して、第１の所定数（例えば、２１）より少ない第３の所定数（例えば、３）のフレームを単位とする単純移動平均を算出することにより時系列画素データから抽出されたデータを、第３の周波数成分データとし、図４に示すＭ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第３の周波数成分データを抽出する（ステップＳ４）。

【0052】

図１２は、地点ＳＰ１に対応する画素の時系列画素データＤ２、時系列画素データＤ２から抽出された第２の周波数成分データＤ３、時系列画素データＤ２から抽出された第３の周波数成分データＤ６を示すグラフである。グラフの縦軸及び横軸は、図２Ａのグラフの縦軸及び横軸と同じである。図１２は、図６に示すグラフに、第３の周波数成分データＤ６を加えたグラフである。時系列画素データＤ２で示される温度は、比較的急に変化し（変化の周期が比較的短く）、第２の周波数成分データＤ３で示される温度は、比較的緩やかに変化している（変化の周期が比較的長い）。第３の周波数成分データＤ６は、時系列画素データＤ２とほぼ重なっている。

【0053】

第３の所定数のフレームは、例えば、３フレームである。内訳は、ターゲットとなるフレーム、この直前の１フレーム、この直後の１フレームである。第３の所定数は、時系列画素データから第３の周波数成分を抽出できる数であればよく、３に限定されず、３より多くてもよい。

【0054】

画像処理部８の第２態様は、ステップＳ２を実行する、すなわち、第１の差分データを算出する第１の算出部として機能する。この機能は、画像処理部８の第１態様で説明した。画像処理部８の第２態様は、第３の算出部として機能する。第３の算出部は、時系列画素データとこの時系列画素データから抽出された第３の周波数成分データとの差分を算出して得られるデータを、第２の差分データとし、Ｍ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第２の差分データを算出する（ステップＳ５）。

【0055】

図１３Ａは、第１の差分データＤ４を示すグラフであり、図１３Ｂは、第２の差分データＤ７を示すグラフである。これらのグラフの縦軸及び横軸は、図２Ａのグラフの縦軸及び横軸と同じである。第１の差分データＤ４は、図７に示す第１の差分データＤ４と同じであり、図１２に示す時系列画素データＤ２と第２の周波数成分データＤ３との差分を算出して得られたデータである。第２の差分データＤ７は、図１２に示す時系列画素データＤ２と第３の周波数成分データＤ６との差分を算出して得られたデータである。

【0056】

第１の差分データＤ４は、第１の周波数成分データ（漏れたガスによる温度変化を示すデータ）及び第３の周波数成分データＤ６（高周波ノイズを示すデータ）を含む。第２の差分データＤ７は、第１の周波数成分データを含まず、第３の周波数成分データＤ６を含む。

【0057】

第１の差分データＤ４は、第１の周波数成分データを含むので、地点ＳＰ１でガスの噴出を開始した後において（９０番目以降のフレーム）、第１の差分データＤ４の振幅及び波形のばらつきが大きくなっている。これに対して、第２の差分データＤ７は、第１の周波数成分データを含まないので、そのようなことはない。第２の差分データＤ７は、微小な振幅を繰り返している。これが高周波ノイズである。

【0058】

第１の差分データＤ４と第２の差分データＤ７とは、相関しているが、完全に相関していない。すなわち、あるフレームにおいて、第１の差分データＤ４の値がプラス、第２の差分データＤ７の値がマイナスとなり、又は、その逆となる場合がある。このため、第１の差分データＤ４と第２の差分データＤ７との差分を算出しても、第３の高周波成分データＤ６を除去できない。第３の高周波成分データＤ６を除去するには、第１の差分データＤ４及び第２の差分データＤ７を絶対値に変換する必要がある。

【0059】

そこで、画像処理部８の第２態様は、ステップＳ３を実行する、すなわち、第１のばらつきデータを算出する第２の算出部として機能する。この機能は、画像処理部８の第１態様で説明した。

【0060】

画像処理部８は、第４の算出部として機能する。第４の算出部は、第２の差分データに対して、第４の所定数のフレームを単位とする所定の演算をすることにより算出された、第２の差分データの変動を示すデータを、第２の変動データとし、図４に示す複数（Ｍ個）の時系列画素データのそれぞれに対応する複数（Ｍ個）の第２の変動データを算出する。第２の変動データは、二種類あり、一つは、第２のばらつきデータであり、もう一つは、第２の絶対値加算データである。画像処理部８の第２態様では、第２のばらつきデータが第２の変動データとして用いられる。第２のばらつきデータは、第２の差分データの波形のばらつきを示すデータである。

【0061】

画像処理部８の第２態様において、第４の算出部は、第２の差分データに対して、Ｋ個のフレームより少ない第４の所定数（例えば、２１）のフレームを単位とする移動標準偏差を算出して得られるデータを、第２のばらつきデータとし、Ｍ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第２のばらつきデータを算出する（ステップＳ６）。移動標準偏差の替わりに、移動分散を用いてもよい。

【0062】

図１４は、第１のばらつきデータＤ５及び第２のばらつきデータＤ８を示すグラフである。グラフの横軸は、図２Ａのグラフの横軸と同じである。グラフの縦軸は、標準偏差を示している。図１４は、図８に示すグラフに、第２のばらつきデータＤ８を加えたグラフである。第１のばらつきデータＤ５は、図１３Ａに示す第１の差分データＤ４の移動標準偏差を示すデータである。第２のばらつきデータＤ８は、図１３Ｂに示す第２の差分データＤ７の移動標準偏差を示すデータである。移動標準偏差の算出に用いるフレーム数は、第１のばらつきデータＤ５及び第２のばらつきデータＤ８のいずれの場合も、２１であるが、統計的に意義がある標準偏差が求められる数であればよく、２１に限定されない。

【0063】

第１のばらつきデータＤ５及び第２のばらつきデータＤ８は、標準偏差なので、マイナスの値を含まない。このため、第１のばらつきデータＤ５及び第２のばらつきデータＤ８は、第１の差分データＤ４及び第２の差分データＤ７を絶対値に変換したデータと見なすことができる。

【0064】

画像処理部８の第２態様は、第５の算出部として機能する。第５の算出部は、同じ時系列画素データから得られた第１のばらつきデータ（第１の変動データの一例）と第２のばらつきデータ（第２の変動データの一例）との差分を算出して得られるデータを、第３の差分データとし、Ｍ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第３の差分データを算出する（ステップＳ７）。

【0065】

図１５は、第３の差分データＤ９を示すグラフである。グラフの横軸は、図２Ａのグラフの横軸と同じである。グラフの縦軸は、標準偏差である。第３の差分データＤ９は、図１４に示す第１のばらつきデータＤ５と第２のばらつきデータＤ８との差分を示すデータである。

【0066】

表示制御部９は、ステップＳ７で得られたＭ個の第３の差分データを、第２の周波数成分データ及び第３の周波数成分データを除く処理がされた動画データＤ１とし、この動画データＤ１で示される動画を表示部１０に表示させる。この動画において、時刻Ｔ１のフレームの画像Ｉ１５、並びに、これに関係する画像Ｉ１３及び画像Ｉ１４を、図１６に示し、時刻Ｔ２のフレームの画像Ｉ１８、並びに、これに関係する画像Ｉ１６及び画像Ｉ１７を、図１７に示す。いずれも標準偏差を５０００倍にした画像である。

【0067】

図１６は、画像処理部８の第２態様で処理された、時刻Ｔ１のフレームの画像Ｉ１５、並びに、これに関係する画像Ｉ１３及び画像Ｉ１４を示す画像図である。画像Ｉ１３は、図１１のステップＳ３で得られたＭ個の第１のばらつきデータ（動画データＤ１）で示される動画において、時刻Ｔ１のフレームの画像である。画像Ｉ１４は、図１１のステップＳ６で得られたＭ個の第２のばらつきデータ（動画データＤ１）で示される動画において、時刻Ｔ１のフレームの画像である。画像Ｉ１３と画像Ｉ１４との差分が、画像Ｉ１５となる。

【0068】

図１７は、画像処理部８の第２態様で処理された、時刻Ｔ２のフレームの画像Ｉ１８、並びに、これに関係する画像Ｉ１６及び画像Ｉ１７を示す画像図である。画像Ｉ１６は、ステップＳ３で得られたＭ個の第１のばらつきデータ（動画データＤ１）で示される動画において、時刻Ｔ２のフレームの画像である。画像Ｉ１７は、ステップＳ６で得られたＭ個の第２のばらつきデータ（動画データＤ１）で示される動画において、時刻Ｔ２のフレームの画像である。画像Ｉ１６と画像Ｉ１７との差分が、画像Ｉ１８となる。

【0069】

センサーノイズは、温度が高くになるに従って小さくなるので、温度に応じて異なる。二次元イメージセンサー６において、画素が感知している温度に応じたノイズが、各画素で発生する。すなわち、全ての画素のノイズが同じではない。画像処理部８の第２態様によれば、動画から高周波ノイズを除くことができるので、僅かなガス漏れでも表示部１０に表示させることができる。

【0070】

また、画像処理部８の第２態様によれば、図１１のステップＳ４において、第３の周波数成分データの周波数を予め特定して（例えば、５Ｈｚ以上）、時系列画素データから第３の周波数成分データを抽出できる。このため、第１の周波数成分データと第３の周波数成分データとの周波数が近くても、ステップＳ４において、第３の周波数成分データのみを抽出できる。これについて詳しく説明する。

【0071】

図１８は、地点ＳＰ３でガスを噴出している状態の赤外画像Ｉ１９を示す画像図である。画像処理部８の第２態様による画像処理がされていない。図１９は、地点ＳＰ３に対応する画素の時系列画素データＤ１０を示すグラフである。グラフの縦軸及び横軸は、図２Ａのグラフの縦軸及び横軸と同じである。時刻Ｔ５において、地点ＳＰ３でガスの噴出を開始する。背景の温度変化は、生じていない。赤外画像Ｉ１９が撮影された時刻Ｔ６は、時刻Ｔ５より後である。

【0072】

時刻Ｔ５より前の時系列画素データＤ１０は、第３の周波数成分データを示している。時刻Ｔ５以降の時系列画素データＤ１０は、第１の周波数成分データと第３の周波数成分データとが合成されたデータを示している。第１の周波数成分データの周波数と第３の周波数成分データの周波数とが近いので、時刻Ｔ５の前後で、時系列画素データの波形に大きな差が生じていない。このため、画像処理部８の第２態様による画像処理がされていない、図１８に示す赤外画像Ｉ１９では、地点ＳＰ３でガスが噴出していることが分からない。

【0073】

図２０は、画像処理部８の第２態様で画像処理された、時刻Ｔ６のフレームの画像Ｉ２２、並びに、これに関係する画像Ｉ２０及び画像Ｉ２１を示す画像図である。画像Ｉ２０は、図１１のステップＳ３で得られたＭ個の第１のばらつきデータ（動画データＤ１）で示される動画を構成する画像である。画像Ｉ２１は、図１１のステップＳ６で得られたＭ個の第２のばらつきデータ（動画データＤ１）で示される動画を構成する画像である。画像Ｉ２０と画像Ｉ２１との差分が、画像Ｉ２２となる。画像Ｉ２２の中央部の白い箇所がガスの噴出を示している。

【0074】

画像処理部８の第３態様を説明する。図２１は、画像処理部８の第３態様で実行される処理のフローチャートである。画像処理部８の第３態様が、図１１に示す画像処理部８の第２態様と異なる点は、第１のばらつきデータを算出する処理（ステップＳ３）の替わりに、第１の絶対値データを算出する処理をし（ステップＳ８）、第２のばらつきデータを算出する処理（ステップＳ６）の替わりに、第２の絶対値データを算出する処理をする（ステップＳ９）。

【0075】

画像処理部８の第３態様は、第２の算出部として機能する。第２の算出部は、図２１に示すステップＳ２で得られたＭ個の第１の差分データの絶対値を示すデータを、第１の絶対値データとし、図４に示すＭ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第１の絶対値データを算出する（ステップＳ８）。画像処理部８の第３態様は、第４の算出部として機能する。第４の算出部は、図２１に示すステップＳ５で得られたＭ個の第２の差分データの絶対値を示すデータを、第２の絶対値データとし、Ｍ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第２の絶対値データを算出する（ステップＳ９）。

【0076】

図２２は、第１の絶対値データＤ１１及び第２の絶対値データＤ１２を示すグラフである。グラフの縦軸及び横軸は、図２Ａのグラフの縦軸及び横軸と同じである。第１の絶対値データＤ１１は、図１３Ａに示す第１の差分データＤ４の絶対値を示すデータである。第２の絶対値データＤ１２は、図１３Ｂに示す第２の差分データＤ７の絶対値を示すデータである。

【0077】

画像処理部８の第３態様は、第２の算出部及び第４の算出部として機能する。第２の算出部は、第１の絶対値データに対して、複数のフレームより少ない第２の所定数のフレームを単位とする移動加算をすることにより第１の絶対値加算データ（第１の変動データの一例）を求める。第４の算出部は、第２の絶対値データに対して、複数のフレームより少ない第２の所定数のフレームを単位とする移動加算をすることにより第２の絶対値加算データ（第２の変動データの一例）を求める。

【0078】

図２３は、第１の絶対値加算データＤ１４及び第２の絶対値加算データＤ１５を示すグラフである。グラフの縦軸及び横軸は、図２Ａに示すグラフの縦軸及び横軸と同じである。第１の絶対値加算データＤ１４は、図２２に示す第１の絶対値データＤ１１に対して、図４に示すＫ個のフレームより少ない所定数（例えば、２１）のフレームを単位とする加算をして得られたデータである。第２の算出部は、Ｍ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第１の絶対値加算データを算出する。第２の絶対値加算データＤ１５は、図２２に示す第２の絶対値データＤ１２に対して、Ｋ個のフレームより少ない所定数（例えば、２１）のフレームを単位とする加算をして得られたデータである。第４の算出部は、Ｍ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第２の絶対値加算データを算出する。２１フレームを単位とする単純移動平均では、加算した値を２１で割っているが、２１フレームを単位とする加算では、この割り算をする処理をしない。

【0079】

画像処理部８の第３態様は、第５の算出部として機能する。第５の算出部は、同じ時系列画素データから得られた第１の絶対値加算データ（第１の変動データの一例）と第２の絶対値加算データ（第２の変動データの一例）との差分を算出して得られるデータを、第３の差分データとし、Ｍ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第３の差分データを算出する（ステップＳ１０）。

【0080】

表示制御部９は、ステップＳ１０で得られたＭ個の第３の差分データを、第２の周波数成分データ及び第３の周波数成分データを除く処理がされた動画データＤ１とし、この動画データＤ１で示される動画を表示部１０に表示させる。画像処理部８の第３態様によれば、動画から高周波ノイズを除くことができるので、僅かなガス漏れでも表示部１０に表示させることができる。

【0081】

画像処理部８の第４態様を説明する。図２５は、画像処理部８の第４態様で実行される処理のフローチャートである。画像処理部８の第４態様が、図２１に示す画像処理部８の第３態様と異なる点は、ステップＳ４、ステップＳ５、ステップＳ９及びステップＳ１０の処理をしないことである。従って、画像処理部８の第４態様は、図５に示す画像処理部８の第１態様と同様に、第３の周波数成分データを除く処理をせずに、第２の周波数成分データを除く処理をする。画像処理部８の第４態様は、動画データＤ１から第２の周波数成分データを除く処理をする画像処理部８の一つの態様である。

【0082】

画像処理部８の第５態様を説明する。これは、動画データＤ１から第２の周波数成分データを除く処理をする画像処理部８の一つの態様である。また、画像処理部８の第５態様によれば、動画から高周波ノイズを除くことができるので、僅かなガス漏れでも表示部１０に表示させることができる。

【0083】

図２６は、画像処理部８の第５態様で実行される処理のフローチャートである。画像処理部８の第５態様は、時系列画素データから第１の周波数成分データを抽出する。第１の周波数成分データとは、漏れたガスによる温度変化を示す周波数成分データである。

【0084】

画像処理部８の第５態様は、抽出部として機能する。抽出部は、時系列画素データに対して、第１の周波数成分データを抽出できる重み付け係数を用いて、図４に示すＫ個のフレーム数より少ない所定数（第１の所定数）のフレームを単位とする加重移動平均を算出することにより時系列画素データから抽出されたデータを、第１の周波数成分データとし、図４に示すＭ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第１の周波数成分データを抽出する（ステップＳ１１）。

【0085】

第１の周波数成分データの周波数を、０．３〜３Ｈｚとする。図２７は、第１の周波数成分データを抽出できるバンドパスフィルターを説明する説明図である。横軸は、フレームを示し、縦軸は、重み付け係数を示している。第１の所定数のフレームは、例えば、９９フレームである。内訳は、ターゲットとなるフレーム、これより前の連続する４９フレーム、これより後の連続する４９フレームである。第１の所定数は、時系列画素データから第１の周波数成分を抽出できる数であればよく、９９より多くてもよいし、少なくてもよい。

【0086】

図２８は、抽出された第１の周波数成分データＤ１６を示すグラフである。グラフの縦軸及び横軸は、図２Ａのグラフの縦軸及び横軸と同じである。第１の周波数成分データＤ１６は、図２Ａに示す地点ＳＰ１に対応する画素の時系列画素データから抽出されたデータである。

【0087】

画像処理部８の第５態様は、算出部として機能する。算出部は、第１の周波数成分データを基にして求められた、第１の周波数成分の変動を示すデータを、変動データとし、複数（Ｍ個）の時系列画素データのそれぞれに対応する複数（Ｍ個）の変動データを算出する。第５態様では、変動データとして、ばらつきデータを用いる。すなわち、算出部は、第１の周波数成分データに対して、Ｋ個のフレームより少ない第２の所定数のフレームを単位とする移動標準偏差を算出して得られるデータを、ばらつきデータとし、Ｍ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個のばらつきデータを算出する（ステップＳ１２）。なお、移動標準偏差の替わりに、移動分散を算出してもよい。

【0088】

図２９は、ばらつきデータＤ１７を示すグラフである。グラフの横軸は、図２Ａのグラフの横軸と同じである。グラフの縦軸は、標準偏差を示している。ばらつきデータＤ１７は、図２８に示す第１の周波数成分データＤ１６の移動標準偏差を示すデータである。第２の所定数のフレームは、例えば、２１フレームである。第２の所定数は、２１であるが、統計的に意義がある標準偏差が求められる数であればよく、２１に限定されない。

【0089】

表示制御部９は、ステップＳ１２で得られたＭ個のばらつきデータを、第２の周波数成分データ及び第３の周波数成分データを除く処理がされた動画データＤ１とし、この動画データＤ１で示される動画を表示部１０に表示させる。

【0090】

画像処理部８の第６態様を説明する。これは、動画データＤ１から第２の周波数成分データを除く処理をする画像処理部８の一つの態様である。また、画像処理部８の第６態様によれば、動画から高周波ノイズを除くことができるので、僅かなガス漏れでも表示部１０に表示させることができる。

【0091】

画像処理部８の第６態様で実行される処理のフローチャートは、図１１に示す画像処理部８の第２態様で実行される処理のフローチャートを応用することもできるし、図２１に示す画像処理部８の第３態様で実行される処理のフローチャートを応用することもできる。画像処理部８の第６態様は、ステップＳ１の処理とステップＳ２の処理とをまとめて処理をし、ステップＳ４の処理とステップＳ５の処理とをまとめて処理をする。

【0092】

画像処理部８の第６態様は、第１の算出部として機能する。第１の算出部は、時系列画素データに対して、第２の周波数成分データを抽出できる重み付け係数を用いて、図４に示すＫ個のフレームより少ない第１の所定数のフレームを単位とする加重移動平均を算出して得られたデータを、第１の差分データとし、第１の差分データは、時系列画素データと第２の周波数成分データとの差分であり、Ｍ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第１の差分データを算出する（ステップＳ１の処理とステップＳ２の処理とがまとめられた処理）。

【0093】

画像処理部８の第６態様は、第３の算出部として機能する。第３の算出部は、第１の周波数成分データよりも周波数が高く、高周波ノイズを示すデータを第３の周波数成分データとし、時系列画素データに対して、第３の周波数成分データを抽出できる重み付け係数を用いて、Ｋ個のフレームより少ない第３の所定数のフレームを単位とする加重移動平均を算出して得られたデータを、第２の差分データとし、第２の差分データは、時系列画素データと第３の周波数成分データとの差分であり、Ｍ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第２の差分データを算出する（ステップＳ４の処理とステップＳ５の処理とがまとめられた処理）。

【0094】

第２の周波数成分データの周波数を、０．５Ｈｚ以下とし、第３の周波数成分データの周波数を５Ｈｚ以上とする。図３０は、第１の差分データを抽出できるフィルターを説明する説明図である。図３１は、第２の差分データを抽出できるフィルターを説明する説明図である。図３０及び図３１の横軸は、フレームを示し、縦軸は、重み付け係数を示している。第１の所定数及び第３の所定数のフレームは、例えば、９９フレームである。内訳は、ターゲットとなるフレーム、これより前の連続する４９フレーム、これより後の連続する４９フレームである。

【0095】

画像処理部８の第６態様で実行される後の処理は、図１１に示すフローチャートを応用する場合、ステップＳ３、ステップＳ６、ステップＳ７と同じであり、図２１に示すフローチャートを応用する場合、ステップＳ８、ステップＳ９、ステップＳ１０と同じである。

【0096】

画像処理部８の第６態様には、変形例がある。変形例は、上述した第１の算出部を備えるが、第３の算出部を備えない。変形例で実行される処理のフローチャートは、図５に示す画像処理部８の第１態様で実行される処理のフローチャートを応用することもできるし、図２５に示す画像処理部８の第４態様で実行される処理のフローチャートを応用することもできる。変形例は、ステップＳ１の処理とステップＳ２の処理とをまとめて処理をする。後の処理は、図５に示すフローチャートを応用する場合、ステップＳ３と同じであり、図２５に示すフローチャートを応用する場合、ステップＳ８と同じである。

【0097】

画像処理部８の第７態様を説明する。これは、動画データＤ１から第２の周波数成分データを除く処理をする画像処理部８の一つの態様である。また、画像処理部８の第７態様によれば、動画から高周波ノイズを除くことができるので、僅かなガス漏れでも表示部１０に表示させることができる。

【0098】

図３２は、画像処理部８の第７態様で実行される処理のフローチャートである。画像処理部８の第７態様は、フーリエ変換及びフーリエ逆変換を利用して、時系列画素データから第２の周波数成分データ及び第３の周波数成分データを除く。

【0099】

画像処理部８の第７態様は、第１の算出部として機能する。第１の算出部は、時系列画素データに対して、フーリエ変換して得られたデータを、フーリエ変換データとし、図４に示すＭ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個のフーリエ変換データを算出する（ステップＳ２１）。

【0100】

画像処理部８の第７態様は、第２の算出部として機能する。第２の算出部は、フーリエ変換データから第２の周波数成分データ及び第３の周波数成分データが取り除かれたデータを、特定周波数成分カットデータとし、Ｍ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の特定周波数成分カットデータを算出する（ステップＳ２２）。ここでは、第２の周波数成分データの周波数を、例えば、０．５Ｈｚ以下とし、第３の周波数成分データの周波数を、例えば、５Ｈｚ以上とする。

【0101】

画像処理部８の第７態様は、第３の算出部として機能する。第３の算出部は、特定周波数成分カットデータに対して、フーリエ逆変換して得られたデータを、フーリエ逆変換データとし、Ｍ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個のフーリエ逆変換データを算出する（ステップＳ２３）。図３３は、フーリエ逆変換データＤ１８を示すグラフである。グラフの縦軸及び横軸は、図２Ａのグラフの縦軸及び横軸と同じである。フーリエ逆変換データＤ１８は、図２Ａに示す地点ＳＰ１に対応する画素の時系列画素データから算出されたデータである。図３３は、フレーム数Ｋを、５１２として、ステップＳ２１、ステップＳ２２及びステップＳ２３の処理をした結果を示している。

【0102】

画像処理部８の第７態様は、第４の算出部として機能する。第４の算出部は、フーリエ逆変換データを基にして求められた、フーリエ逆変換データの変動を示すデータを、変動データとし、複数のフーリエ逆変換データのそれぞれに対応する複数の変動データを算出する。第７態様では、変動データとして、ばらつきデータを用いる。すなわち、第４の算出部は、フーリエ逆変換データに対して、Ｋ個のフレームより少ない所定数のフレームを単位とする移動標準偏差を算出して得られるデータを、ばらつきデータとし、Ｍ個のフーリエ逆変換データのそれぞれに対応するＭ個のばらつきデータを算出する（ステップＳ２４）。なお、移動標準偏差の替わりに、移動分散を算出してもよい。

【0103】

図３４は、ばらつきデータＤ１９を示すグラフである。グラフの横軸は、図２Ａのグラフの横軸と同じである。グラフの縦軸は、標準偏差を示している。ばらつきデータＤ１９は、図３３に示すフーリエ逆変換データＤ１８の移動標準偏差を示すデータである。所定数のフレームは、例えば、２１フレームである。所定数は、２１であるが、統計的に意義がある標準偏差が求められる数であればよく、２１に限定されない。

【0104】

表示制御部９は、ステップＳ２４で得られたＭ個のばらつきデータを、第２の周波数成分データ及び第３の周波数成分データを除く処理がされた動画データＤ１とし、動画データＤ１で示される動画を表示部１０に表示させる。

【0105】

図３Ａに示す本実施形態に係るガス検知用画像処理装置３は、画像処理部８が、ガスが漏れている様子を画像で示すことができる画像処理をし、表示制御部９が、その画像処理がされた画像を表示部１０に表示させている。本発明は、この構成に限定されず、画像処理部８を備えるが、表示制御部８及び表示部１０を備えない構成でもよいし、画像処理部８及び表示制御部９を備えるが、表示部１０を備えない構成でもよい。

【0106】

（実施形態の纏め）
上記目的を達成する本実施形態の第１の局面に係るガス検知用画像処理装置は、ガス漏れの監視対象を複数の時刻で撮影した赤外画像に対して画像処理をするガス検知用画像処理装置であって、漏れたガスによる温度変化を示す第１の周波数成分データよりも周波数が低く、前記監視対象の背景の温度変化を示す第２の周波数成分データを、前記赤外画像を示す画像データから除く処理をする画像処理部を備える。

【0107】

ガス漏れの監視対象の赤外画像を複数の時刻で撮影している状態で、ガス漏れが発生したとき、画像データには、漏れたガスによる温度変化を示す第１の周波数成分データが含まれる。赤外画像のうち、第１の周波数成分データで示される像が、ガス漏れの様子（言い換えれば、漏れたガスが漂っている領域）を示している。

【0108】

本発明者は、以下の現象を見出した。ガス漏れの監視対象の赤外画像を複数の時刻で撮影している状態で、ガス漏れと監視対象の背景の温度変化とが並行して発生し、背景の温度変化が、漏れたガスによる温度変化よりも大きいとき、赤外画像からガス漏れの様子が分からない。これは、画像データには、第１の周波数成分データに加えて、第１の周波数成分データよりも周波数が低く、背景の温度変化を示す第２の周波数成分データが含まれるからである。第２の周波数成分データで示される像（背景の明暗の変化）により、第１の周波数成分データで示される像が見えなくなるのである。

【0109】

本実施形態の第１の局面に係るガス検知用画像処理装置によれば、画像処理部が、画像データに含まれる第２の周波数成分データを除く処理をする。従って、本発明の第１の局面に係るガス検知用画像処理装置によれば、ガス漏れと背景の温度変化とが並行して発生し、背景の温度変化が、漏れたガスによる温度変化よりも大きい場合でも、ガスが漏れている様子を画像で示すことができる画像処理をできる。

【0110】

上記構成において、前記画像処理部は、前記第１の周波数成分データよりも周波数が高く、高周波ノイズを示す第３の周波数成分データを、前記画像データから除く処理をする。

【0111】

この構成によれば、画像データから高周波ノイズを除くことができるので、ガスが僅かに漏れている様子を画像で示すことができる画像処理をできる。

【0112】

上記構成において、前記画像データは、フレームが時系列に複数並べられた構造を有する動画データであり、前記画像処理部は、複数の前記フレームの同じ位置にある画素の画素データを時系列に並べたデータを時系列画素データとし、前記動画データを構成する複数の前記時系列画素データのそれぞれに対して、前記第２の周波数成分データを除く処理をする。

【0113】

この構成によれば、フレームの単位で第２の周波数成分データを除く処理をするのではなく、時系列画素データの単位で第２の周波数成分データを除く処理をする。時系列画素データは、複数のフレームの同じ位置にある画素の画素データを時系列に並べたデータである。時系列画素データの数は、一つのフレームを構成する画素の数と同じであり、これら複数の時系列画素データにより動画データが構成される。

【0114】

本実施形態の第１の局面に係るガス検知用画像処理装置は、以下の三つの技術思想に分けることができる。第１は、画像データから、第２の周波数成分データ、又は、第２の周波数成分データ及び第３の周波数成分データを除く技術思想である。第２は、画像データから第１の周波数成分データを抽出する技術思想である。第３は、フーリエ変換を利用する技術思想である。

【0115】

第１の技術思想は、以下の通りである。

【0116】

前記画像処理部は、前記時系列画素データに対して、第１の所定処理をすることにより抽出されたデータを、前記第２の周波数成分データとし、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記第２の周波数成分データを抽出する第１の抽出部と、前記時系列画素データと前記時系列画素データから抽出された前記第２の周波数成分データとの差分を算出して得られるデータを、第１の差分データとし、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記第１の差分データを算出する第１の算出部と、を備える。これは、画像処理部の第１態様〜第４態様に対応する。

【0117】

前記第１の所定処理は、前記時系列画素データに対して、複数の前記フレームより少ない第１の所定数の前記フレームを単位とする移動平均を算出することにより前記時系列画素データから前記第２の周波数成分データを抽出する処理である。これは、画像処理部の第１態様〜第４態様に対応する。

【0118】

前記画像処理部は、前記時系列画素データに対して、前記第２の周波数成分データを抽出できる重み付け係数を用いて、複数の前記フレームより少ない第１の所定数の前記フレームを単位とする加重移動平均を算出して得られたデータを、第１の差分データとし、前記第１の差分データは、前記時系列画素データと前記第２の周波数成分データとの差分であり、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記第１の差分データを算出する第１の算出部を備える。これは、画像処理部の第６態様に対応する。

【0119】

前記画像処理部は、前記第１の差分データに対して、第２の所定数の前記フレームを単位とする所定の演算をすることにより算出された、前記第１の差分データの変動を示すデータを、第１の変動データとし、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記第１の変動データを算出する第２の算出部をさらに備える。これは、画像処理部の第１態様〜第４態様、第６態様に対応する。

【0120】

前記第１の変動データは、第１のばらつきデータであり、前記第２の算出部は、前記第１の差分データに対して、複数の前記フレームより少ない前記第２の所定数の前記フレームを単位とする移動標準偏差又は移動分散を算出することにより前記第１のばらつきデータを求める。これは、画像処理部の第１態様、第２態様、第６態様に対応する。

【0121】

前記第１の変動データは、第１の絶対値加算データであり、前記第２の算出部は、前記第１の差分データを基にして求められた、前記第１の差分データの絶対値を示すデータを、第１の絶対値データとし、前記第１の絶対値データに対して、複数の前記フレームより少ない前記第２の所定数の前記フレームを単位とする移動加算をすることにより前記第１の絶対値加算データを求める。これは、画像処理部の第３態様、第４態様、第６態様に対応する。

【0122】

前記画像処理部は、前記時系列画素データに対して、第２の所定処理をすることにより抽出されたデータを、第３の周波数成分データとし、前記第３の周波数成分データは、前記第１の周波数成分データよりも周波数が高く、高周波ノイズを示すデータであり、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記第３の周波数成分データを抽出する第２の抽出部と、前記時系列画素データと前記時系列画素データから抽出された前記第３の周波数成分データとの差分を算出して得られるデータを、第２の差分データとし、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記第２の差分データを算出する第３の算出部と、前記第２の差分データに対して、第４の所定数の前記フレームを単位とする所定の演算をすることにより算出された、前記第２の差分データの変動を示すデータを、第２の変動データとし、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記第２の変動データを算出する第４の算出部と、同じ前記時系列画素データから得られた前記第１の変動データと前記第２の変動データとの差分を算出して得られるデータを、第３の差分データとし、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記第３の差分データを算出する第５の算出部と、をさらに備える。これは、画像処理部の第２態様、第３態様に対応する。

【0123】

前記第２の所定処理は、前記時系列画素データに対して、第３の所定数のフレームを単位とする移動平均を算出することにより前記時系列画素データから前記第３の周波数成分データを抽出する処理である。これは、画像処理部の第２態様、第３態様に対応する。第３の所定数は、例えば、前記第１の所定数より少ない。

【0124】

前記画像処理部は、前記第１の周波数成分データよりも周波数が高く、高周波ノイズを示すデータを第３の周波数成分データとし、前記時系列画素データに対して、前記第３の周波数成分データを抽出できる重み付け係数を用いて、複数の前記フレームより少ない第３の所定数の前記フレームを単位とする加重移動平均を算出して得られたデータを、第２の差分データとし、前記第２の差分データは、前記時系列画素データと前記第３の周波数成分データとの差分であり、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記第２の差分データを算出する第３の算出部と、前記第２の差分データに対して、第４の所定数の前記フレームを単位とする所定の演算をすることにより算出された、前記第２の差分データの変動を示すデータを、第２の変動データとし、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記第２の変動データを算出する第４の算出部と、同じ前記時系列画素データから得られた前記第１の変動データと前記第２の変動データとの差分を算出して得られるデータを、第３の差分データとし、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記第３の差分データを算出する第５の算出部と、をさらに備える。これは、画像処理部の第６態様に対応する。

【0125】

前記第２の変動データは、第２のばらつきデータであり、前記第４の算出部は、前記第２の差分データに対して、複数の前記フレームより少ない前記第４の所定数の前記フレームを単位とする移動標準偏差又は移動分散を算出することにより前記第２のばらつきデータを求める。これは、画像処理部の第２態様、第６態様に対応する。

【0126】

前記第２の変動データは、第２の絶対値加算データであり、前記第４の算出部は、前記第２の差分データを基にして求められた、前記第２の差分データの絶対値を示すデータを、第２の絶対値データとし、前記第２の絶対値データに対して、複数の前記フレームより少ない前記第４の所定数の前記フレームを単位とする移動加算をすることにより前記第２の絶対値加算データを求める。これは、画像処理部の第３態様、第６態様に対応する。

【0127】

第２の技術思想は、以下の通りである。

【0128】

前記画像処理部は、前記時系列画素データに対して、前記第１の周波数成分データを抽出できる重み付け係数を用いて、複数の前記フレーム数より少ない所定数の前記フレームを単位とする加重移動平均を算出することにより前記時系列画素データから抽出されたデータを、前記第１の周波数成分データとし、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記第１の周波数成分データを抽出する抽出部と、前記第１の周波数成分データを基にして求められた、前記第１の周波数成分の変動を示すデータを、変動データとし、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記変動データを算出する算出部と、を備える。これは、画像処理部の第５態様に対応する。

【0129】

第３の技術思想は、以下の通りである。

【0130】

前記画像処理部は、前記時系列画素データに対して、フーリエ変換して得られたデータを、フーリエ変換データとし、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記フーリエ変換データを算出する第１の算出部と、前記フーリエ変換データから前記第２の周波数成分データが取り除かれたデータを、特定周波数成分カットデータとし、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記特定周波数成分カットデータを算出する第２の算出部と、前記特定周波数成分カットデータに対して、フーリエ逆変換して得られたデータを、フーリエ逆変換データとし、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記フーリエ逆変換データを算出する第３の算出部と、前記フーリエ逆変換データを基にして求められた、前記フーリエ逆変換データの変動を示すデータを、変動データとし、複数の前記フーリエ逆変換データのそれぞれに対応する複数の前記変動データを算出する第４の算出部と、を備える。これは、画像処理部の第７態様に対応する。

【0131】

前記第２の算出部は、前記第１の周波数成分データよりも周波数が高く、高周波ノイズを示す第３の周波数成分データ、及び、前記第２の周波数成分データを、前記フーリエ変換データから取り除かれたデータを、前記特定周波数成分カットデータとし、複数の前記時系列画素データのそれぞれに対応する複数の前記特定周波数成分カットデータを算出する。これは、画像処理部の第７態様に対応する。

【0132】

本実施形態の第２の局面に係るガス検知用画像処理方法は、ガス漏れの監視対象を複数の時刻で撮影した赤外画像を示す画像データを取得する第１のステップと、漏れたガスによる温度変化を示す第１の周波数成分データよりも周波数が低く、前記監視対象の背景の温度変化を示す第２の周波数成分データを、前記画像データから除く処理をする第２のステップと、を備える。

【0133】

本実施形態の第２の局面に係るガス検知用画像処理方法によれば、本実施形態の第１の局面に係るガス検知用画像処理装置と同様の作用効果を有する。

【0134】

本実施形態の第３の局面に係るガス検知用画像処理プログラムは、ガス漏れの監視対象を複数の時刻で撮影した赤外画像を示す画像データを取得する第１のステップと、漏れたガスによる温度変化を示す第１の周波数成分データよりも周波数が低く、前記監視対象の背景の温度変化を示す第２の周波数成分データを、前記画像データから除く処理をする第２のステップと、をコンピューターに実行させる。

【0135】

本実施形態の第３の局面に係るガス検知用画像処理プログラムによれば、本実施形態の第１の局面に係るガス検知用画像処理装置と同様の作用効果を有する。

【0136】

この出願は、２０１５年１０月２９日に出願された日本国特許出願特願２０１５−２１２５１８を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。

【0137】

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。

【産業上の利用可能性】

【0138】

本発明によれば、ガス検知用画像処理装置、ガス検知用画像処理方法及びガス検知用画像処理プログラムを提供することができる。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13A】

【図13B】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】