特許 6760878 油膜検出システム及び油膜検出方法

(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】6760878

(24)【登録日】2020年9月7日

(45)【発行日】2020年9月23日

(54)【発明の名称】油膜検出システム及び油膜検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/55 20140101AFI20200910BHJP

   G01N 21/17 20060101ALI20200910BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/55

   G01N21/17 A

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-68202(P2017-68202)

(22)【出願日】2017年3月30日

(65)【公開番号】特開2018-169341(P2018-169341A)

(43)【公開日】2018年11月1日

【審査請求日】2019年8月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004444

【氏名又は名称】ＥＮＥＯＳ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100161506

【弁理士】

【氏名又は名称】川渕 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(72)【発明者】

【氏名】後藤 治久

(72)【発明者】

【氏名】清家 寛志

【審査官】 伊藤 裕美

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−２９２１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−０６３５４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２８１４２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１４７４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−１５６８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２２９９２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０６３３９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／００−２１／６１

Ｇ０１Ｊ ３／００−３／５２

Ｅ０２Ｂ １５／００−１５／１０

Ｃ０２Ｆ １／４０

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定対象の水面に対して浮遊させる参照用擬似油膜と、
前記測定対象の水面から反射される赤外光の撮像画像を撮像する赤外線撮像装置と、
前記撮像画像において、前記参照用擬似油膜から反射される赤外光が撮像された参照用画像領域と、前記水面から反射される赤外光が撮像された対象画像領域とにおいて、前記対象画像領域における対象輝度値が前記参照用画像領域における輝度閾値を超えるか否かを判定する画像輝度比較部と、
前記画像輝度比較部の判定結果により、前記水面における油膜の有無を検出する油膜有無判定部と
を備えることを特徴とする油膜検出システム。

【請求項2】

前記参照用画像領域における画素の輝度値の平均値を求め、当該平均値を前記輝度閾値とする輝度閾値設定部
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の油膜検出システム。

【請求項3】

前記水面の撮像画像において、隣接する前記輝度閾値を超える画素をグルーピングして、前記対象画像領域を生成する画素グルーピング部を
さらに有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の油膜検出システム。

【請求項4】

前記油膜有無判定部が、
前記対象画像領域における画素数が予め設定した画素数閾値を超える場合に、前記水面に油膜があると判定する
ことを特徴とする請求項３に記載の油膜検出システム。

【請求項5】

前記赤外線撮像装置が、前記測定対象の水面を複数の部分に分割して分割画像を撮像し、当該分割画像を合成して、前記撮像画像とする
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の油膜検出システム。

【請求項6】

赤外線撮像装置が、測定対象の水面から反射される赤外光の撮像画像を撮像する赤外線撮像過程と、
画像輝度比較部が、前記撮像画像において測定対象の水面に対して浮遊させる参照用擬似油膜から反射される赤外光が撮像された参照用画像領域と、前記水面から反射される赤外光が撮像された対象画像領域とにおいて、前記対象画像領域における対象輝度値が前記参照用画像領域における輝度閾値を超えるか否かを判定する画像輝度比較過程と、
油膜有無判定部が、前記画像輝度比較部の判定結果により、前記水面における油膜の有無を検出する油膜有無判定過程と
を含むことを特徴とする油膜検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、貯水された水の水面上における油膜の有無を検出する油膜検出システム及び油膜検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、精油所設備などで用いられた水を排水として河川や海に放出する際、油が水面に浮いた状態で放出されてしまうことを防止するため、水面における油膜の有無の検出が行なわれている。この油膜は工場の巡回員が肉眼で検知している。しかし、常時監視することは難しいため、カメラを使用した監視が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１においては、水面を撮像装置により撮像し、撮像した撮像画像を分光処理して、その分光スペクトルの強度分布を検出している。この分光スペクトル分布に対し、スペクトル解析処理を施し、油膜及び水面の各々において反射された光の連続スペクトルおける強度分布から水面における油膜の有無や、油膜の厚さなどを測定している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−６３３９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した特許文献１においては、撮像画像に含まれる周波数成分に基づいて、分光スペクトル分布を得るためのフーリエ変換を行ない、分光スペクトル分布におけるノイズを除去するためのフィルタ処理、フィルタ処理後に逆フーリエ変換を行なった後に、二値化処理を行ない、撮像画像から油膜の部分を抽出している。
しかしながら、周囲の環境光あるいは天候状態（晴れ、曇り及び雨など）などの観察状況により、反射される分光スペクトル分布が変化することで、二値化の画像における油膜成分の判定が困難となり、油膜の有無を検出できない場合がある。

【0005】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、周囲の環境光あるいは天候状態により観察状況が変化した場合にも、従来に比較して水面における油膜の有無の検出精度を向上させる油膜検出システム及び油膜検出方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の油膜検出システムは、測定対象の水面に対して浮遊させる参照用擬似油膜と、前記測定対象の水面から反射される赤外光の撮像画像を撮像する赤外線撮像装置と、前記撮像画像において、前記参照用擬似油膜から反射される赤外光が撮像された参照用画像領域と、前記水面から反射される赤外光が撮像された対象画像領域とにおいて、前記対象画像領域における対象輝度値が前記参照用画像領域における輝度閾値を超えるか否かを判定する画像輝度比較部と、前記画像輝度比較部の判定結果により、前記水面における油膜の有無を検出する油膜有無判定部とを備えることを特徴とする。

【0007】

本発明の油膜検出システムは、前記参照用画像領域における画素の輝度値の平均値を求め、当該平均値を前記輝度閾値とする輝度閾値設定部をさらに備えることを特徴とする。

【0008】

本発明の油膜検出システムは、前記水面の撮像画像において、隣接する前記輝度閾値を超える画素をグルーピングして、前記対象画像領域を生成する画素グルーピング部をさらに有することを特徴とする。

【0009】

本発明の油膜検出システムは、前記油膜有無判定部が、前記対象画像領域における画素数が予め設定した画素数閾値を超える場合に、前記水面に油膜があると判定することを特徴とする。

【0010】

本発明の油膜検出システムは、前記赤外線撮像装置が、前記測定対象の水面を複数の部分に分割して分割画像を撮像し、当該分割画像を合成して、前記撮像画像とすることを特徴とする。

【0011】

本発明の油膜検出方法は、赤外線撮像装置が、測定対象の水面から反射される赤外光の撮像画像を撮像する赤外線撮像過程と、画像輝度比較部が、前記撮像画像において測定対象の水面に対して浮遊させる参照用擬似油膜から反射される赤外光が撮像された参照用画像領域と、前記水面から反射される赤外光が撮像された対象画像領域とにおいて、前記対象画像領域における対象輝度値が前記参照用画像領域における輝度閾値を超えるか否かを判定する画像輝度比較過程と、油膜有無判定部が、前記画像輝度比較部の判定結果により、前記水面における油膜の有無を検出する油膜有無判定過程とを含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

この発明によれば、周囲の環境光あるいは天候状態により観察状況が変化した場合にも、従来に比較して水面における油膜の有無の検出精度を向上させる油膜検出システム及び油膜検出方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態による油膜検出システムの構成例を示す図である。

【図2】本実施形態の油膜検出システムにおいて参照用擬似油膜１１の必要性を説明するための概念図である。

【図3】本実施形態の油膜検出システムにおける参照用擬似油膜１１を説明するための概念図である。

【図4】記憶部１８に書き込まれて記憶されている画素テーブルの構成例を示す図である。記憶部１８に書き込まれて記憶されている画素グループテーブルの構成例を示す図である。

【図5】記憶部１８に書き込まれて記憶されている画素グループテーブルの構成例を示す図である。

【図6】本実施形態における参照用擬似油膜を用いた水面における油膜の有無の検出を行なう油膜検出システムの処理の流れ動作例を示すフローチャートである。

【図7】フローチャートにおける処理を説明するための貯水槽と、貯水槽の水面を撮像する赤外線撮像装置１２の位置関係を示す図である。

【図8】図７において赤外線撮像装置１２により撮像された貯水槽５００の撮像画像かにより判定した油膜検出画像の概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態による油膜検出システムの構成例を示す図である。
図１において、油膜検出システム１００は、参照用擬似油膜１１、赤外線撮像装置１２、画像処理部１３、輝度閾値設定部１４、画像輝度比較部１５、画素グルーピング部１６、油膜有無判定部１７及び記憶部１８の各々が備えられている。
参照用擬似油膜１１は、施設内の排水などを貯水するプールの水面に浮遊させ、水面における油膜を検出するための参照として用いる樹脂で生成された樹脂膜である。また、参照用擬似油膜１１は、赤外光（赤外線光）の反射率が油膜と同様の樹脂膜が用いられる。

【0015】

図２は、本実施形態の油膜検出システムにおいて参照用擬似油膜１１の必要性を説明するための概念図である。
図２（ａ）は、通常の撮像装置で撮像した、貯めた水の水面１５１に油膜が存在するトレイ１０１の画像と、貯めた水の水面１５２に油膜が存在しないトレイ１０２の画像とを示している。通常の撮像装置で撮像した撮像画像において、水面１５１及び水面１５２の各々においては、油膜が撮像されていない。
一方、図２（ｂ）は、赤外光を撮像する赤外線撮像装置で撮像した、貯めた水の水面１５１Ａに油膜が存在するトレイ１０１の画像１０１Ａと、貯めた水の水面１５２Ａに油膜が存在しないトレイ１０２の画像１０２Ａとを示している。図２（ａ）の場合と異なり、水面１５１Ａには水面における油膜の画像２００Ａが撮像されており、水面１５２Ａにおいては、油膜が撮像されていない。この実験結果から、水面及び油膜からの赤外光を撮像することにより、水面と油膜との判別が行えることが判る。

【0016】

このため、水面に常に安定した大きさの油膜が存在していれば、水からの赤外光の反射であるか、油膜からの赤外光の反射であるかを区別することができる。
ここで、水面と油膜とにおける反射率がそれほど大きくないため、反射を検知する温度（赤外線画像の輝度）範囲を特定する必要がある。しかしながら、反射率の違いが検知可能な温度範囲が、油膜と水との温度差や、昼と夜との赤外光の光量の変化などの環境による影響を受ける。このため、本実施形態における参照用擬似油膜１１を用いることにより、形状が明確であるため、赤外光を測定する温度範囲を変更させ、参照用擬似油膜１１の形状を抽出することにより、いずれにその参照用擬似油膜１１が存在するかが明確に判明する。この結果、この参照用擬似油膜１１からの反射光を参照することで、水面における油膜からの反射を検知する精度を向上させることができる。

【0017】

また、参照用擬似油膜１１は、常に水面に配置されているため、油膜と同一の水温に維持されているため、油膜の反射光を検出するための参照用として最適な状態にある。
また、参照用擬似油膜１１は、雨が降った場合など、表面に水が溜らないように、表面に撥水性を持たせる構成としてもよい。
また、参照用擬似油膜１１は、雨が降った場合など、表面に水が溜らないように、赤外光に対する反射率に影響を与えない形状の範囲内において、中央部分が周縁部より高く形成された傾斜を有する形状としてもよい。

【0018】

図２（ｃ）は、屈折率から求めた灯油（油膜）と水との反射率を示す図である。図２（ｃ）においては、媒質１（空気）の屈折率ｎ１と、媒質２（液体）の屈折率ｎ２との各々を用いて、図に示す式により求めた、水面、油膜それぞれにおける反射率を示している。水面の反射率が２．０（％）であり、油膜の反射率が３．４であるため、水面及び油膜の各々の反射率は、非常に近い値となっている。ここで、灯油（油膜）の場合、屈折率が水より高いため、屈折率から計算される反射率は水より大きな数値となる。

【0019】

図３は、本実施形態の油膜検出システムにおける参照用擬似油膜１１を説明するための概念図である。
図３（ａ）は、油膜検出システム１００の赤外線撮像装置１２による、貯めた水の水面１５２に参照用擬似油膜１１を配置したトレイ１０２と、貯めた水の水面３０２に油膜２００が存在するトレイ１０３との撮像を示す概念図である。図３（ａ）においては、油膜検出システム１００における赤外線撮像装置１２が有線で油膜検出システム１００の他の構成と接続されているが、無線により撮像画像のデータなどの送受信を行なう構成としてもよい。
図３（ｂ）は、図２（ｃ）に示す式で、灯油とＰＥ（Polyethylene：ポリエチレン）との各々の屈折率ｎ２で計算した反射率を示すテーブルである。テーブルにおいて示されるように、灯油の反射率「３．４」とＰＥとの反射率「４．４」との各々は、水の反射率「２．０」と比較して非常に近い値である。

【0020】

図３（ｃ）は、図３（ａ）に示す形態で撮像されたトレイ１０２の画像である画像１０２Ａと、トレイ１０３の画像である画像１０３Ａとを示している。
画像１０２Ａにおいては、ＰＥで形成した参照用擬似油膜１１の画像１１Ａと、水面３０１の画像３０１Ａとが異なる輝度値の画素（あるいはピクセル）となっていることが判る。また、画像１０３Ａにおいては、油膜２００の画像２００Ａと、水面３０２の画像３０２Ａとが異なる輝度値の画素となっていることが判る。

【0021】

ここで、参照用擬似油膜１１の画像１１Ａと油膜２００の画像２００Ａとの各々の輝度値は、ほぼ同様の数値となっている。このことから、参照用擬似油膜１１の画像１１Ａと水面３０１の画像３０１Ａとの各々が判別できる温度範囲で撮像することにより、油膜２００の画像２００Ａ、水面３０２の画像３０２Ａそれぞれが判別できることが判る。すなわち、参照用擬似油膜１１が油膜と同様の赤外光に対する反射率を有するため、油膜と参照用擬似油膜１１とは同様の輝度値で撮像されることになり、この参照用擬似油膜１１と同等以上の輝度値を有する画素を検出することにより、容易に油膜の存在を検出することができる。
ここで、参照用擬似油膜１１の形状は、できれば、油膜の形状としては存在しない、油膜の形状と識別できる形状とすることが望ましい。

【0022】

図１に戻り、赤外線撮像装置１２は、赤外光の波長領域の光を検出して撮像できる赤外線カメラなどであり、油膜及び水面において反射される赤外光を検出する撮像画像を撮像する撮像装置である。
画像処理部１３は、撮像する撮像画像において、参照用擬似油膜１１の形状が水面と最も区別できる、赤外光を検出する温度範囲を抽出する。すなわち、画像処理部１３は、撮像画像において、参照用擬似油膜１１の形状を示す参照用画像領域と、水面の画像領域との輝度値の差が最も大きく検出される、赤外光を検出する検出温度範囲を抽出する。そして、画像処理部１３は、抽出した検出温度範囲内において赤外光の撮像画像を撮像し、例えば、上記参照用画像領域を枠で囲んだ後、輝度閾値設定部１４に対して出力する。

【0023】

輝度閾値設定部１４は、画像処理部１３から供給される撮像画像における、所定の枠で囲まれた参照用画像領域の画素の輝度値を平均し、平均された輝度値を輝度閾値として、画像輝度比較部１５に対して出力する。
画像輝度比較部１５は、参照用画像領域以外の撮像画像の領域における画素の輝度値と、輝度閾値とを比較する。そして、画像輝度比較部１５は、輝度閾値を超える輝度値を有する画素を検出し、例えば、輝度閾値を超える輝度値を有する第１画素と、輝度閾値以下の輝度値を有する第２画素とを二値化する。

【0024】

画素グルーピング部１６は、上記二値化した撮像画像において、上記第１画素が隣接して複数存在する領域をグルーピングし、そのグルーピングされた領域を対象画像領域とし、所定の枠で囲む。
油膜有無判定部１７は、対象画像領域に含まれる第１画素の画素数が予め設定された画素数閾値を超えるか否かにより、油膜が存在するか否かの判定を行なう。すなわち、油膜有無判定部１７は、対象画像領域に含まれる第１画素の画素数が予め設定された画素数閾値を超える場合に、この対象画像領域が油膜の撮像された画像であると判定する。一方、油膜有無判定部１７は、対象画像領域に含まれる第１画素の画素数が予め設定された画素数閾値以下である場合に、この対象画像領域が油膜の撮像された画像でない（ノイズである）と判定する。

【0025】

記憶部１８には、撮像画像における画素毎の画素値を示す画素テーブルと、対象画像領域毎の画素を示す画素グループテーブルとの各々が書き込まれて記憶されている。
図４は、記憶部１８に書き込まれて記憶されている画素テーブルの構成例を示す図である。図４において、画素テーブルは、レコード毎に、画素座標と、輝度値と、判定値との各々の欄が設けられている。画素座標は、撮像画像の２次元座標系における画素の各々の座標位置を示している。輝度値は、対象物で反射された赤外光を撮像した撮像画像における画素の輝度値を示している。判定値は、輝度閾値を超えるか否かにより判定した二値化の数値を示している。この判定値は、輝度閾値を超える輝度値を有する画素に対しては「１」の輝度値となり、輝度閾値以下の輝度値を有する画素に対しては「０」の輝度値となる。

【0026】

ここで、画像処理部１３は、撮像画像における画素の各々の輝度値を、画素それぞれの画素座標に対応して、記憶部１８における画素テーブルに書き込んで記憶させる。画像輝度比較部１５は、撮像画像における参照用画像領域以外の画素の輝度値を順番に上記画素テーブルから読み出し、画素の輝度値が輝度閾値を超えるか否かを判定し、判定結果を判定値として、画素テーブルの各画素の判定値の欄に書き込んで記憶させる。

【0027】

図５は、記憶部１８に書き込まれて記憶されている画素グループテーブルの構成例を示す図である。図５において、画素グループテーブルは、レコード毎に、グループ識別情報と、中心画素座標と、画素座標群と、画素数と、判定結果との各々の欄が設けられている。グループ識別情報は、隣接した第１画素をグルーピングしたグループを識別する情報である。中心画素座標は、グルーピングされて形成された対象画像領域の中心にある画素の座標である。画素座標群は、対象画像領域における全ての画素の各々の画素座標のリストである。画素数は、対象画像領域に含まれる画素の数である。判定結果は、油膜であるか否かが示され、油膜である場合に「油膜」と、油膜でない場合に「ノイズ」と記述される。

【0028】

画素グルーピング部１６は、記憶部１８における画素テーブルの判定値が「１」の画素を、複数が隣接している場合、これをグループ化し、グループ識別情報を付加し、画素グループテーブルに書き込んで記憶させる。このとき、画素グルーピング部１６は、グルーピングされて形成された対象画像領域における中心画素座標、画素座標群及び画素数（第１画素の画素数）を求めて、グループ識別情報に対応させて、記憶部１８における画素グループテーブルに書き込んで記憶させる。
また、油膜有無判定部１７は、記憶部１８における画素グループテーブルを参照し、グループ識別情報毎に、順次、第１画素の画素数が画素数閾値を超えるか否かの判定結果を、「油膜」あるいは「ノイズ」として、画素グループテーブルの判定結果の欄に書き込んで記憶させる。

【0029】

次に、図６及び図７の各々を用いて、本実施形態における参照用擬似油膜を用いた水面における油膜の有無の検出を行なう油膜検出システムの処理の流れを説明する。図６は、本実施形態における参照用擬似油膜を用いた水面における油膜の有無の検出を行なう油膜検出システムの処理の流れ動作例を示すフローチャートである。このフローチャートの油膜検出の処理が所定の周期（例えば、１時間毎、１日毎など）で行なわれる。
図７は、フローチャートにおける処理を説明するための貯水槽と、貯水槽の水面を撮像する赤外線撮像装置１２の位置関係を示す図である。図７において、貯水槽５００には、水が貯められており、水面５０１には参照用擬似油膜１１が配置されている。さらに、油膜及び参照用擬似油膜の赤外線画像を明瞭化するため、赤外線光源（不図示）を設け、この赤外線光源の赤外光を水面５０１に照射する構成としてもよい。この参照用擬似油膜を用いて、図６のフローチャートにより油膜２００の検出を行なう。
以下、図６のフローチャートにおける処理の流れに従い、参照用擬似油膜を用いた水面における油膜の有無の検出の動作の説明を行なう。

【0030】

ステップＳ１：
画像処理部１３は、赤外線撮像装置１２の撮像した図８に示す撮像画像を順次入力する。このとき、画像処理部１３は、赤外光を検出する温度範囲を変化させつつ、参照用擬似油膜１１の画像１１Ａと水面５０１の領域との輝度値の差分が最大となる（検出感度が最大となる）赤外光の測定を赤外線撮像装置１２において行なう温度範囲を抽出する。ここで、画像処理部１３は、他の領域よりも輝度値の高い領域が、予め記憶されている参照用擬似油膜１１の形状と類似しているか否かにより、参照用擬似油膜１１の画像１１Ａであることを検出する。
そして、画像処理部１３は、抽出された温度範囲において、赤外線撮像装置１２により撮像された画像５００Ａを判定に用いる撮像画像とする。

【0031】

ステップＳ２：
画像処理部１３は、参照用擬似油膜１１の形状をした、他の領域よりも輝度値の高い領域を抽出する。そして、画像処理部１３は、参照用擬似油膜１１の画像１１Ａを参照用画像領域として抽出し、所定の枠で囲んだ後、輝度閾値設定部１４に対して出力する。また、画像処理部１３は、撮像画像における画素の各々の輝度値を、画素それぞれの画素座標に対応させて、記憶部１８の画素テーブルに書き込んで記憶させる。

【0032】

ステップＳ３：
輝度閾値設定部１４は、記憶部１８の画素テーブルから、参照用画像領域における画素の各々の輝度値を抽出する。

【0033】

ステップＳ４：
輝度閾値設定部１４は、抽出した参照用画像領域における画素の各々の輝度値を平均化し、平均化した輝度値を輝度閾値とする（輝度閾値の抽出）。

【0034】

ステップＳ５：
画像輝度比較部１５は、輝度閾値設定部１４が求めた輝度閾値と、参照用画像領域以外の領域における画素の各々の輝度値とを順次比較する。

【0035】

ステップＳ６：
画像輝度比較部１５は、画素の輝度値が輝度閾値以下の場合、処理をステップＳ７へ進める。
一方、画像輝度比較部１５は、画素の輝度値が輝度閾値を超えている場合、処理をステップＳ８へ進める。

【0036】

ステップＳ７：
画像輝度比較部１５は、画素の輝度値が輝度閾値以下の場合、記憶部１８の画素テーブルの判定値を、二値化における輝度値「０」を書き込む処理を行なう。

【0037】

ステップＳ８：
画像輝度比較部１５は、画素の輝度値が輝度閾値を超えている場合、記憶部１８の画素テーブルの判定値を、二値化における輝度値「１」を書き込み、この画素を第１画素とする処理を行なう。

【0038】

ステップＳ９：
画像輝度比較部１５は、記憶部１８の画素テーブルにおける全ての画素座標の画素の輝度値と、輝度閾値との比較が終了したか否かの判定を行なう。
このとき、画像輝度比較部１５は、記憶部１８の画素テーブルにおける全ての画素座標の画素の輝度値と、輝度閾値との比較が終了した場合、処理をステップＳ１０へ進める。
一方、画像輝度比較部１５は、記憶部１８の画素テーブルにおける全ての画素座標の画素の輝度値と、輝度閾値との比較が終了していない場合、処理をステップＳ５へ進め、画素テーブルにおける次の画素座標の画素に対する比較の処理を行なう。

【0039】

ステップＳ１０：
画素グルーピング部１６は、記憶部１８の画素テーブルを参照し、画素座標が隣接した輝度値「１」の第１画素をグルーピングする。
そして、画素グルーピング部１６は、グルーピングされた第１画素の集合を対象画像領域として、グループ識別情報を付与する。また、画素グルーピング部１６は、付与したグループ識別情報とともに、対象画像領域の中心にある中心画素座標と、対象画像領域に含まれる画素の画素座標を示す画素座標群と、対象画像領域に含まれる画素の数を示す画素数とを、記憶部１８の画素グループテーブルに書き込んで記憶させる。

【0040】

このとき、画像処理部１３、輝度閾値設定部１４及び画像輝度比較部１５の各々が、ステップＳ１からステップＳ９までの処理を、異なる時間に取得した撮像画像の各々に対して行ない、複数の撮像画像それぞれを二値化した画素テーブルを生成する構成としてもよい。この場合、画素グルーピング部１６は、ステップＳ１からステップＳ９までの処理を、異なる時間に取得した撮像画像の各々の画素テーブルを参照し、全て、あるいは予め設定した数の画素テーブルにおいて、同一の画素座標の輝度値（判定値）が「１」である画素を第１画素として抽出し、この抽出された画素座標の第１画素による複合画素テーブルを生成する構成とする。そして、この複合画素テーブルを対象画像領域を生成する処理における画素テーブルとして用いる。これにより、水面の波の影響などにより、油膜が存在しないにもかかわらず、なんらかの原因により偶然に輝度値が高くなった画素を、第１画素とせずにノイズ成分として除去することができ、油膜の検出の精度を向上させることができる。

【0041】

ステップＳ１１：
油膜有無判定部１７は、記憶部１８の画素グループテーブルを参照し、対象画像領域における第１画素の数が、予め設定されている画素数閾値を超えるか否かの判定を行なう。
ここで、画素数閾値は、対象画像領域の面積の大きさが油膜であるかノイズであるかの判定を行なうために用いる面積閾値である。
すなわち、本ステップにおいては、油膜有無判定部１７が、記憶部１８の画素グループテーブルを参照し、対象画像領域の面積が、予め設定されている面積閾値（油膜であると判定する面積の閾値）を超えるか否かの判定を行なうことを示している。このため、上記画素数閾値は、赤外線撮像装置１２の分解能と、実験で求められた油膜と判定できる面積とにより、予め設定される。

【0042】

ステップＳ１２：
油膜有無判定部１７は、対象画像領域における第１画素の数が、予め設定されている画素数閾値を超える場合、処理をステップＳ１３へ進める。
一方、油膜有無判定部１７は、対象画像領域における第１画素の数が、予め設定されている画素数閾値以下の場合、処理をステップＳ１４へ進める。

【0043】

ステップＳ１３：
油膜有無判定部１７は、対象画像領域における第１画素の数が、予め設定されている画素数閾値を超える場合、記憶部１８の画素グループテーブルにおける判定結果の欄に「油膜」を書き込む処理を行なう。これにより、油膜有無判定部１７は、図７における水面５０１の油膜２００の画像領域（対象画像領域）を油膜と判定する。

【0044】

ステップＳ１４：
油膜有無判定部１７は、対象画像領域における第１画素の数が、予め設定されている画素数閾値以下の場合、記憶部１８の画素グループテーブルにおける判定結果の欄に「ノイズ」を書き込む処理を行なう。

【0045】

ステップＳ１５：
油膜有無判定部１７は、記憶部１８の画素グループテーブルにおける全てのグループ識別情報の対象画像領域の画素数と、画素数閾値との比較が終了したか否かの判定を行なう。
このとき、油膜有無判定部１７は、記憶部１８の画素グループテーブルにおける全てのグループ識別情報の対象画像領域の画素数と、画素数閾値と比較が終了した場合、処理をステップＳ１６へ進める。
一方、油膜有無判定部１７は、記憶部１８の画素グループテーブルにおける全てのグループ識別情報の対象画像領域の画素数と、画素数閾値との比較が終了していない場合、処理をステップＳ１１へ進め、画素グループテーブルにおける次のグループ識別情報の対象画像領域に対する比較の処理を行なう。

【0046】

ステップＳ１６：
油膜有無判定部１７は、記憶部１８の画素グループテーブルを参照し、判定結果が「油膜」となっているグループ識別情報を抽出する。
そして、油膜有無判定部１７は、油膜検出システムにおける表示部（不図示）の表示画面に、図８に示す判定された油膜検出画像を表示する。図８における画像２００Ａが上述した処理により検出された油膜として表示される。
図８は、図７において赤外線撮像装置１２により撮像された貯水槽５００の撮像画像かにより判定した油膜検出画像の概念図である。図８においては、貯水槽の画像５００Ａ（撮像画像）には、水面の画像５０１Ａにおける参照用擬似油膜１１の画像１１Ａと、油膜と判定された油膜２００の画像２００Ａとが示されている。

【0047】

上述したように、本実施形態によれば、検出対象の油膜と同様の赤外線の反射率を有する参照用擬似油膜１１を用いることにより、参照用擬似油膜１１の所定の形状から、油膜と水面との輝度値の差分が最大となる、赤外線撮像装置１２の赤外光の検出を行なう温度範囲を抽出することができ、油膜検出の際に周囲の環境による影響を受けることなく、フーリエ変換やフィルタ処理などのコンピュータに対して負荷をかける処理を必要とせずに、従来に比較して容易に高い精度により、水面における油膜を検出することが可能となる。

【0048】

また、本実施形態によれば、参照用擬似油膜１１が常に油膜とともに水面に配置されているため、参照用擬似油膜１１と、油膜と、水面の水の温度との各々が同様になっているため、それぞれの間において温度差が生じず、温度差による油膜検出における誤差を排除することができ、かつ周囲の環境光における赤外光あるいは熱源から放射される赤外光が同様の条件で照射されるため、従来に比較して容易に高い精度により、水面における油膜を検出することが可能となる。

【0049】

また、本実施形態と同様に、撮像に用いる赤外線撮像装置１２を一台とし、この赤外線撮像装置１２の撮像方向を制御する機構を設ける構成としてもよい。この場合、貯水槽５００の水面５０１を複数の領域に分割し、所定の時間毎に分割した領域を撮像できる撮像方向に赤外線撮像装置１２の撮像方向を移動させ、それぞれの領域の撮像画像（分割画像）を撮像し、撮像した撮像画像（分割画像）を合成し、貯水槽５００における水面５０１全体の撮像画像を生成し、油膜の判定に用いる構成としてもよい。
これにより、複数台の赤外線撮像装置１２を用いることにより、赤外線撮像装置１２で水面５０１全体を撮像した撮像画像に比較して、画素数の多い、すなわち分解能の高い撮像画像を得ることができ、油膜の検出精度を向上させることができる。

【0050】

また、本実施形態において、一台の赤外線撮像装置１２により、貯水槽５００の全体を撮像する構成としているが、貯水槽５００の水面５０１を複数の領域に分割し、分割した領域毎に一台の赤外線撮像装置１２を配置し、この複数の赤外線撮像装置１２が撮像した撮像画像（分割画像）を合成し、貯水槽５００における水面５０１全体の撮像画像を生成し、油膜の判定に用いる構成としてもよい。
これにより、複数台の赤外線撮像装置１２を用いることにより、一台の赤外線撮像装置１２で撮像した撮像画像に比較して、画素数の多い、すなわち分解能の高い撮像画像を得ることができ、油膜の検出精度を向上させることができる。

【0051】

また、図１における油膜検出システム１００の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより上述した水面における油膜を検出する処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

【0052】

また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

【0053】

以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

【符号の説明】

【0054】

１…油膜検出システム
１１…参照用擬似油膜
１２…赤外線撮像装置
１３…画像処理部
１４…輝度閾値設定部
１５…画像輝度比較部
１６…画素グルーピング部
１７…油膜有無判定部
１８…記憶部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】