特開 2022-128897 水位異常検知プログラム及び水位異常検知装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022128897

(43)【公開日】2022-09-05

(54)【発明の名称】水位異常検知プログラム及び水位異常検知装置

(51)【国際特許分類】

   E03F 1/00 20060101AFI20220829BHJP

   G01F 23/292 20060101ALI20220829BHJP

   G06T 7/11 20170101ALI20220829BHJP

   G08B 25/00 20060101ALI20220829BHJP

【ＦＩ】

E03F1/00 Z

G01F23/292 Z

G06T7/11

G08B25/00 510M

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021027365

(22)【出願日】2021-02-24

(71)【出願人】

【識別番号】514065025

【氏名又は名称】株式会社フューチャースタンダード

(74)【代理人】

【識別番号】230122390

【弁護士】

【氏名又は名称】石原 一樹

(72)【発明者】

【氏名】金田 卓士

【テーマコード（参考）】

2D063

2F014

5C087

5L096

【Ｆターム（参考）】

2D063AA00

2F014FA04

2F014GA01

5C087AA02

5C087AA09

5C087AA10

5C087AA19

5C087BB74

5C087EE02

5C087FF01

5C087GG02

5C087GG06

5C087GG19

5C087GG22

5C087GG66

5L096AA06

5L096BA02

5L096CA04

5L096CA05

5L096DA02

5L096FA02

5L096FA59

5L096JA22

(57)【要約】

【課題】水位に異常があることを簡便に検知可能とする。
【解決手段】水位異常検知プログラムＰＲＧは、対象エリアの水位に異常があることを検知する処理をコンピュータに実行させる。水位異常検知プログラムＰＲＧは、コンピュータを、対象エリアが撮像された複数の撮像画像を取得する画像取得部と、複数の撮像画像のそれぞれに対して、セグメンテーションの処理を実行して水が表示されている水領域を識別するセグメンテーション実行部と、複数の撮像画像のそれぞれにおける特定の部位を検知用部位として設定する検知用部位設定部と、複数の撮像画像のいずれかにおいて、水領域と検知用部位との位置関係が予め設定された検知条件を満たす場合に、対象エリアの水位に異常があることを検知する異常検知部と、として機能させる。
【選択図】図１０

【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象エリアの水位に異常があることを検知する処理をコンピュータに実行させる水位異常検知プログラムであって、
前記コンピュータを、
前記対象エリアが撮像された複数の撮像画像を取得する画像取得部と、
複数の前記撮像画像のそれぞれに対して、セグメンテーションの処理を実行して水が表示されている水領域を識別するセグメンテーション実行部と、
複数の前記撮像画像のそれぞれにおける特定の部位を検知用部位として設定する検知用部位設定部と、
複数の前記撮像画像のいずれかにおいて、前記水領域と前記検知用部位との位置関係が予め設定された検知条件を満たす場合に、前記対象エリアの前記水位に異常があることを検知する異常検知部と、として機能させる、水位異常検知プログラム。

【請求項2】

複数の前記撮像画像のそれぞれは、互いに同じ位置から前記対象エリアが撮像された画像である、請求項１に記載の水位異常検知プログラム。

【請求項3】

複数の前記撮像画像のそれぞれは、所定の時間間隔を空けて前記対象エリアが撮像された画像である、請求項１又は２に記載の水位異常検知プログラム。

【請求項4】

前記検知条件は、前記水領域と前記検知用部位との重なり方に関する条件である、請求項１～３のいずれか一項に記載の水位異常検知プログラム。

【請求項5】

前記検知用部位は、線状又は帯状のマーキングである、請求項１～４のいずれか一項に記載の水位異常検知プログラム。

【請求項6】

前記検知用部位は、線状又は帯状のマーキング、及び、前記マーキングを外縁の一部とする図形領域である、請求項１～４のいずれか一項に記載の水位異常検知プログラム。

【請求項7】

前記検知用部位設定部は、複数の前記撮像画像のそれぞれに複数の前記検知用部位を設定し、
前記異常検知部は、複数の前記撮像画像のいずれかにおいて、前記水領域といずれかの前記検知用部位との前記位置関係が前記検知条件を満たす場合に、前記対象エリアの前記水位に異常があることを検知する、請求項１～６のいずれか一項に記載の水位異常検知プログラム。

【請求項8】

前記検知用部位設定部は、複数の前記撮像画像のそれぞれに複数の前記検知用部位を設定する場合に、複数の前記検知用部位のそれぞれに互いに異なるレベルを設定し、
前記異常検知部は、複数の前記撮像画像のいずれかにおいて、前記水領域といずれかの前記検知用部位との前記位置関係が前記検知条件を満たす場合に、前記対象エリアの前記水位に当該検知用部位に設定された前記レベルの異常があることを検知する、請求項７に記載の水位異常検知プログラム。

【請求項9】

前記コンピュータを、前記異常検知部により検知された異常の履歴を画像表示装置により表示させるための履歴表示データを生成し、生成された前記履歴表示データを前記画像表示装置に出力する履歴表示部として機能させる、請求項１～８のいずれか一項に記載の水位異常検知プログラム。

【請求項10】

対象エリアの水位に異常があることを検知する水位異常検知装置であって、
前記対象エリアが撮像された複数の撮像画像を取得する画像取得部と、
複数の前記撮像画像のそれぞれに対して、セグメンテーションの処理を実行して水が表示されている水領域を識別するセグメンテーション実行部と、
複数の前記撮像画像のそれぞれにおける特定の部位を検知用部位として設定する検知用部位設定部と、
複数の前記撮像画像のいずれかにおいて、前記水領域と前記検知用部位との位置関係が予め設定された検知条件を満たす場合に、前記対象エリアの前記水位に異常があることを検知する異常検知部と、を備える、水位異常検知装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、水位異常検知プログラム及び水位異常検知装置に関する。

【背景技術】

【0002】

河川等の水位を監視して、水位に異常があることを検知する技術が知られている。例えば特許文献１には、水位を測定するための目盛が付された量水板を河川等に設置し、その量水板を撮像して水位に対応する目盛を判読することによって水位を監視する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－０９０２７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した技術では、水位を監視しようとする河川等に予め量水板を設置しておく必要があり、しかも、設置された量水板を明瞭に撮像することができるように量水板の状態を常に管理する必要がある。このように、上述した技術を採用するに際しては、煩雑な作業が必要となる場合がある。

【0005】

そこで、本開示に係る水位異常検知プログラム及び水位異常検知装置は、水位に異常があることを簡便に検知可能とすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様に係る水位異常検知プログラム（ＰＲＧ）は、対象エリア（Ａ）の水位に異常があることを検知する処理をコンピュータ（１０）に実行させる水位異常検知プログラム（ＰＲＧ）であって、コンピュータ（１０）を、対象エリア（Ａ）が撮像された複数の撮像画像（ＦＰ）を取得する画像取得部（１１）と、複数の撮像画像（ＦＰ）のそれぞれに対して、セグメンテーションの処理を実行して水が表示されている水領域（Ｗ）を識別するセグメンテーション実行部（１２）と、複数の撮像画像（ＦＰ）のそれぞれにおける特定の部位を検知用部位（Ｐ）として設定する検知用部位設定部（１３）と、複数の撮像画像（ＦＰ）のいずれかにおいて、水領域（Ｗ）と検知用部位（Ｐ）との位置関係が予め設定された検知条件を満たす場合に、対象エリア（Ａ）の水位に異常があることを検知する異常検知部（１５）と、として機能させる。

【0007】

本開示の一態様に係る水位異常検知装置（１）は、対象エリア（Ａ）の水位に異常があることを検知する水位異常検知装置（１）であって、対象エリア（Ａ）が撮像された複数の撮像画像（ＦＰ）を取得する画像取得部（１１）と、複数の撮像画像（ＦＰ）のそれぞれに対して、セグメンテーションの処理を実行して水が表示されている水領域（Ｗ）を識別するセグメンテーション実行部（１２）と、複数の撮像画像（ＦＰ）のそれぞれにおける特定の部位を検知用部位（Ｐ）として設定する検知用部位設定部（１３）と、複数の撮像画像（ＦＰ）のいずれかにおいて、水領域（Ｗ）と検知用部位（Ｐ）との位置関係が予め設定された検知条件を満たす場合に、対象エリア（Ａ）の水位に異常があることを検知する異常検知部（１５）と、を備える。

【0008】

これらの水位異常検知プログラム（ＰＲＧ）及び水位異常検知装置（１）の少なくともいずれかによれば、対象エリア（Ａ）が撮像された撮像画像（ＦＰ）において水領域（Ｗ）を識別し、識別された水領域（Ｗ）と検知用部位（Ｐ）との位置関係が検知条件を満たすか否かに基づいて、水位に異常があることが検知される。つまり、必ずしも量水板等がなくても水位を監視することが可能となる。よって、水位異常検知プログラム（ＰＲＧ）及び水位異常検知装置（１）の少なくともいずれかによれば、水位に異常があることを簡便に検知可能となる。

【0009】

本開示の一態様に係る水位異常検知プログラム（ＰＲＧ）では、複数の撮像画像（ＦＰ）のそれぞれは、互いに同じ位置から対象エリア（Ａ）が撮像された画像であってもよい。これによれば、複数の撮像画像（ＦＰ）のそれぞれに対して同様の検知用部位（Ｐ）及び検知条件を適用することが可能となる。このため、処理が簡便化されるとともに、水位の経時変化を容易に追跡することが可能となる。

【0010】

本開示の一態様に係る水位異常検知プログラム（ＰＲＧ）では、複数の撮像画像（ＦＰ）のそれぞれは、所定の時間間隔を空けて対象エリア（Ａ）が撮像された画像であってもよい。これによれば、水位の経時変化を容易に追跡することが可能となる。

【0011】

本開示の一態様に係る水位異常検知プログラム（ＰＲＧ）では、検知条件は、水領域（Ｗ）と検知用部位（Ｐ）との重なり方に関する条件であってもよい。これによれば、水位に異常があることを精度良く検知可能となる。

【0012】

本開示の一態様に係る水位異常検知プログラム（ＰＲＧ）では、検知用部位（Ｐ）は、線状又は帯状のマーキング（Ｑ）であってもよい。これによれば処理が簡便化される。

【0013】

本開示の一態様に係る水位異常検知プログラム（ＰＲＧ）では、検知用部位（Ｐ）は、線状又は帯状のマーキング（Ｑ）、及び、マーキング（Ｑ）を外縁の一部とする図形領域（Ｒ）であってもよい。これによれば、マーキング（Ｑ）よりも広い図形領域（Ｒ）を基準として処理が実行されるため、水位に異常があることを精度良く検知可能となる。

【0014】

本開示の一態様に係る水位異常検知プログラム（ＰＲＧ）では、検知用部位設定部（１３）は、複数の撮像画像（ＦＰ）のそれぞれに複数の検知用部位（Ｐ）を設定し、異常検知部（１５）は、複数の撮像画像（ＦＰ）のいずれかにおいて、水領域（Ｗ）といずれかの検知用部位（Ｐ）との位置関係が検知条件を満たす場合に、対象エリア（Ａ）の水位に異常があることを検知してもよい。これによれば、水位の状況をより詳細に判定することができるため、水位に異常があることを精度良く検知可能となる。

【0015】

本開示の一態様に係る水位異常検知プログラム（ＰＲＧ）では、検知用部位設定部（１３）は、複数の撮像画像（ＦＰ）のそれぞれに複数の検知用部位（Ｐ）を設定する場合に、複数の検知用部位（Ｐ）のそれぞれに互いに異なるレベル（ＬＶ）を設定し、異常検知部（１５）は、複数の撮像画像（ＦＰ）のいずれかにおいて、水領域（Ｗ）といずれかの検知用部位（Ｐ）との位置関係が検知条件を満たす場合に、対象エリア（Ａ）の水位に当該検知用部位（Ｐ）に設定されたレベル（ＬＶ）の異常があることを検知してもよい。これによれば、水位に異常があることが検出された場合に、その異常のレベルも併せて知得することが可能となる。このため、例えば水位の異常に関する緊急度等の判断が容易になる。

【0016】

本開示の一態様に係る水位異常検知プログラム（ＰＲＧ）は、コンピュータ（１０）を、異常検知部（１５）により検知された異常の履歴（Ｈ）を画像表示装置（３）により表示させるための履歴表示データを生成し、生成された履歴表示データを画像表示装置（３）に出力する履歴表示部（１６）として機能させてもよい。これによれば、水位の異常の履歴を容易に追跡することが可能となる。

【0017】

なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における構成要素の符号を本開示の一例として示したものであって、本開示を実施形態の態様に限定するものではない。

【発明の効果】

【0018】

このように、本開示に係る水位異常検知プログラム（ＰＲＧ）及び水位異常検知装置は、水位に異常があることを簡便に検知可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、本実施形態に係る水位異常検知装置の機能構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、対象エリアが撮像された撮像画像を示す図である。

【図3】図３は、撮像画像に対してセグメンテーションの処理が実行されたセグメンテーション画像を示す図である。

【図4】図４は、撮像画像に対してマーキングを設定するためのマーキング設定画面を示す図である。

【図5】図５は、設定されたマーキングに対応した図形領域を示す図である。

【図6】図６は、所定の時間間隔を空けて対象エリアが撮像された複数の撮像画像を一覧表示する一覧画面を示す図である。

【図7】図７は、水位に異常があることが検知された撮像画像を拡大表示する異常表示画面を示す図である。

【図8】図８は、検知された異常の履歴を表示する履歴表示画面を示す図である。

【図9】図９は、水位の異常を監視する異常監視処理を示すフローチャートである。

【図10】図１０は、水位異常検知プログラムを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照して例示的な実施形態について説明する。なお、各図における同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

【0021】

［全体構成］
図１は、本実施形態に係る水位異常検知装置１の機能構成を示すブロック図である。図１に示される水位異常検知装置１は、コンピュータ１０により水位異常検知プログラムＰＲＧを実行することによって実現される装置である。水位異常検知プログラムＰＲＧは、対象エリアＡの水位に異常があることを検知する処理をコンピュータ１０に実行させるプログラムである（図１０参照）。まず、水位異常検知装置１について説明する。

【0022】

ここで、「対象エリア」とは、水位を監視しようとする対象である河川等を意味しており、当該河川等の周辺を含んでいてもよい。水位を監視しようとする対象は、水が存在している場所であれば河川に限定されず、例えば海、湖、ダム等であってもよい。「水位」とは、対象エリアＡに存在している水の水面位置（又は、水深）を意味している。「異常」とは、水位が当該対象エリアＡにおける適正範囲から逸脱している状態を意味しており、具体的には水位が適正範囲よりも高い場合又は低い場合が挙げられる。なお、異常とは、水位が当該対象エリアＡにおける適正範囲から逸脱している状態のほか、逸脱に向かう傾向がある状態を意味していてもよい。

【0023】

水位異常検知装置１は、例えば撮像装置２及び画像表示装置３といった外部端末と通信可能なコンピュータ１０として構成されている。水位異常検知装置１のコンピュータ１０は、物理的な構成として制御演算装置、記憶装置、入出力装置を備えている。制御演算装置は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のコントローラにより構成されており、演算処理を実行するとともに記憶装置及び入出力装置の制御を行う。記憶装置は、例えば主記憶装置及び補助記憶装置を有している。主記憶装置は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）により構成されている。また、補助記憶装置は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）により構成されている。入出力装置は、例えば外部端末からデータを入力されて記憶装置に送信する入力装置、及び、例えば制御演算部により演算されて記憶装置に記憶された演算結果を外部端末に出力する出力装置を有している。

【0024】

水位異常検知装置１は、例えば、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭに読み込み、ＲＡＭに読み込まれたプログラムをＣＰＵにより実行することにより、所定の処理を実行する。具体的に、水位異常検知装置１は、ＲＯＭに記憶されている水位異常検知プログラムＰＲＧをＲＡＭに読み込み、ＲＡＭに読み込まれた水位異常検知プログラムＰＲＧをＣＰＵにより実行することにより、対象エリアＡの水位に異常があることを検知する処理を実行してもよい。なお、水位異常検知装置１は、上述したコンピュータ１０の構成とは異なる構成を備えていてもよい。

【0025】

撮像装置２は、対象エリアＡを撮像して撮像画像ＦＰを取得する装置である。撮像装置２は、例えばカメラであってもよい。撮像装置２は、例えば対象エリアＡの近傍に対象エリアＡに向かって（つまり、対象エリアＡを撮像範囲に含む向きに）配置されている。撮像装置２は、対象エリアＡを複数回にわたって撮像して、複数の撮像画像ＦＰを取得する。これらの複数の撮像画像ＦＰは、互いに同じアングルで対象エリアＡを撮像した画像である。なお、撮像装置２は、所定の時間間隔を空けて（例えば１０分ごと又は１時間ごとに）対象エリアＡを撮像してもよい。換言すると、撮像装置２によって取得される各撮像画像ＦＰは、互いに同じ位置から対象エリアＡが撮像された画像であってもよく、所定の時間間隔を空けて対象エリアＡが撮像された画像であってもよい。

【0026】

画像表示装置３は、例えば撮像装置２により撮像された撮像画像ＦＰのほか、種々の画像を表示する装置である。画像表示装置３は、例えばディスプレイであってもよい。画像表示装置３は、水位を監視しようとする対象に関する情報を水位異常検知装置１から入力され、入力された情報を画像として表示する。

【0027】

水位異常検知装置１のコンピュータ１０は、機能的には、画像取得部１１、セグメンテーション実行部１２、検知用部位設定部１３、水位情報表示部１４、異常検知部１５、及び履歴表示部１６を備えている。

【0028】

画像取得部１１は、対象エリアＡが撮像された複数の撮像画像ＦＰを取得する。画像取得部１１は、撮像装置２により対象エリアＡが撮像された複数の撮像画像ＦＰを撮像装置２から入力されることにより、複数の撮像画像ＦＰを取得する。具体的に、画像取得部１１は、互いに同じ位置から、所定の時間間隔を空けて対象エリアＡが撮像された複数の撮像画像ＦＰを取得する。ここで、図２は、対象エリアＡが撮像された撮像画像ＦＰを示す図である。図２には、二股に流れる河川が対象エリアＡとして撮像された撮像画像ＦＰが示されている。画像取得部１１は、図２に一例として示されるような撮像画像ＦＰを複数取得する。

【0029】

セグメンテーション実行部１２は、画像取得部１１により取得された各撮像画像ＦＰに対して、セグメンテーションの処理を実行して水が表示されている水領域Ｗを識別する。セグメンテーション実行部１２は、セグメンテーションの処理を実行することにより、各撮像画像ＦＰに対応する複数のセグメンテーション画像ＦＳを生成する。ここで、図３は、撮像画像ＦＰに対してセグメンテーションの処理が実行されたセグメンテーション画像ＦＳを示す図である。図３には、図２の撮像画像ＦＰにおいて河川の水が写っている領域（画素領域）が水領域Ｗとして示されている。

【0030】

「セグメンテーション」とは、画像セグメンテーションとも称され、画像処理技術によって画像（ここでは撮像画像ＦＰ）中の各画素がいずれのカテゴリに属するかを判別する処理である。セグメンテーション実行部１２は、各撮像画像ＦＰにセグメンテーションの処理を実行することにより、各撮像画像ＦＰ中の各画素のうち水のカテゴリに属する画素を抽出し、抽出された画素が位置する領域を水領域Ｗとする。なお、ここではセグメンテーションの具体的な手法としてセマンティックセグメンテーションが採用されているが、必ずしもセマンティックセグメンテーションに限定されず、例えばインスタンスセグメンテーション等の手法が採用されてもよい。これらの各種のセグメンテーションの具体的な処理内容については任意の手法が採用され得る。また、セグメンテーション画像ＦＳとは、撮像画像ＦＰに対してセグメンテーションの処理が実行されて撮像画像ＦＰ中の各画素のカテゴリ（又は、各画素のうちの少なくとも一部のカテゴリ）が指定された画像であり、一種の撮像画像ＦＰとみなすこともできる。

【0031】

検知用部位設定部１３は、画像取得部１１により取得された各撮像画像ＦＰにおける特定の部位を検知用部位Ｐとして設定する。「検知用部位」とは、対象エリアＡの水位に異常があるか否かを判定する際の基準とされる撮像画像ＦＰ（或いは、当該撮像画像ＦＰに対応するセグメンテーション画像ＦＳ）上の部位である。後述するように、撮像画像ＦＰ（或いは、当該撮像画像ＦＰに対応するセグメンテーション画像ＦＳ）における水領域Ｗと検知用部位Ｐとの位置関係が予め設定された検知条件を満たす場合に、対象エリアＡの水位に異常があると判定される。検知用部位Ｐとして設定される「特定の部位」とは、例えば、水位が対象エリアＡにおける適正範囲から逸脱するときの水領域Ｗと水領域Ｗ以外の領域との境界線に設定されてもよい。

【0032】

図４は、撮像画像ＦＰに対してマーキングＱを設定するためのマーキング設定画面ＤＱを示す図である。図５は、設定されたマーキングＱに対応した図形領域Ｒを示す図である。図４及び図５に示されるように、ここでは、検知用部位Ｐは、マーキングＱ及び図形領域Ｒである。検知用部位ＰとしてのマーキングＱは、線状又は帯状を呈しており、ここでは３個のマーキングＱが互いに平行に設定されている。つまり、検知用部位設定部１３は、各撮像画像ＦＰに複数の検知用部位Ｐを設定する。なお、検知用部位設定部１３は、各撮像画像ＦＰに複数の検知用部位Ｐ（複数のマーキングＱ）を設定する場合に、複数の検知用部位Ｐが互いに平行に設定されていなくてもよく、例えば各検知用部位Ｐが河川の互いに異なる地点に対して設定されていてもよい。

【0033】

また、検知用部位Ｐとしての図形領域Ｒは、マーキングＱを外縁の一部とする図形（ここでは、矩形）を呈している。より詳細には、ここでは、マーキングＱは矩形を呈する図形領域Ｒの一辺に相当している。図５に示されるように、図形領域ＲがマーキングＱを外縁の一部とする図形である場合には、マーキングＱは当該図形領域Ｒの外縁の上側の一部であってもよい。なお、図示の簡略化のため、図４においては図形領域Ｒの記載がされておらず、また、図５においては３個のマーキングＱのうち最も下方の１個のマーキングＱについてのみ図形領域Ｒの記載がされている。実際には、図４及び図５の全てのマーキングＱに対して同様の図形領域Ｒが設定されていてもよい。

【0034】

図形領域Ｒは、必ずしもマーキングＱを外縁の一部とする矩形でなくてもよい。例えば、図形領域Ｒは、マーキングＱを外縁の一部とする矩形以外の図形（例えば三角形、五角形等）であってもよい。また、図形領域Ｒは、必ずしもマーキングＱを外縁の一部としていなくてもよい。例えば、図形領域Ｒは、マーキングＱの全部又は一部を包含する図形であってもよく、所定の条件を満たすようにマーキングＱとは離間した位置に設定される図形であってもよい。図形領域Ｒの形状等は、ユーザ等の操作によって設定及び変更可能であってもよい。

【0035】

検知用部位設定部１３は、各撮像画像ＦＰに複数の（ここでは、３個の）検知用部位Ｐを設定する場合に、各検知用部位Ｐに互いに異なるレベルＬＶを設定してもよい。ここでは、３個の検知用部位Ｐのうち最も下方の検知用部位ＰのレベルＬＶがレベル１（水位の異常に関する緊急度が最も低いレベル）に設定されており、３個の検知用部位Ｐのうち中央の検知用部位ＰのレベルＬＶがレベル２（水位の異常に関する緊急度が中程度のレベル）に設定されており、３個の検知用部位Ｐのうち最も上方の検知用部位ＰのレベルＬＶがレベル３（水位の異常に関する緊急度が最も高いレベル）に設定されている。

【0036】

このように、図４に示されるマーキング設定画面ＤＱでは、撮像画像ＦＰ（或いは、当該撮像画像ＦＰに対応するセグメンテーション画像ＦＳ）上において、任意の部位に１又は複数の検知用部位Ｐが設定されるとともに、各検知用部位ＰにレベルＬＶが設定され得る。また、検知用部位Ｐとしては、マーキングＱのみが設定されてもよく、マーキングＱに加えて図形領域Ｒも設定されてもよい。

【0037】

水位情報表示部１４は、水位を監視しようとする対象に関する情報を画像表示装置３に出力して、当該情報を画像（画面）として表示させる。水位情報表示部１４は、これらの画像（画面）を画像表示装置３により表示させるための画像表示データを生成し、生成された画像表示データを画像表示装置３に出力する。水位情報表示部１４は、例えば、画像取得部１１により取得された撮像画像ＦＰ、セグメンテーション実行部１２により生成されたセグメンテーション画像ＦＳ、及びマーキング設定画面ＤＱを画像表示装置３に表示させる。

【0038】

また、水位情報表示部１４は、互いに同じ位置から、所定の時間間隔を空けて対象エリアＡが撮像された複数の撮像画像ＦＰを、時系列に沿って画像表示装置３に表示させる。図６は、所定の時間間隔を空けて対象エリアＡが撮像された複数の撮像画像ＦＰを一覧表示する一覧画面ＤＬを示す図である。図７は、水位に異常があることが検知された撮像画像ＦＰを拡大表示する異常表示画面ＤＷを示す図である。図６に示される一覧画面ＤＬにおいては、各撮像画像ＦＰが、最上段の左端から右側に向かい、右端に至った後に一段下の左端から右側に向かう、といった順で時系列に沿って表示されている。

【0039】

各撮像画像ＦＰの下部には、タスクバーＴが付随して表示されている。各タスクバーＴは、名称Ｔａ、履歴表示ボタンＴｂ、及び設定ボタンＴｃを備えている。名称Ｔａは、当該撮像画像ＦＰを取得（撮像）した撮像装置２を特定する情報（文字列）である。履歴表示ボタンＴｂは、当該撮像画像ＦＰに係る対象エリアＡにおいて検知された異常の履歴Ｈを表示するためのボタンである。履歴表示ボタンＴｂが操作されると、後述する履歴表示画面ＤＨが表示される（図８参照）。設定ボタンＴｃは、当該撮像画像ＦＰを取得（撮像）した撮像装置２の設定を変更する画面を表示するためのボタンである。設定ボタンＴｃが操作されると、例えばマーキング設定画面ＤＱを表示される。

【0040】

図６に示される一覧画面ＤＬにおいて、最上段の左端から３番目に表示されている撮像画像ＦＰ上には、警告表示ＡＬが表示されている。警告表示ＡＬは、当該撮像画像ＦＰにおいて、対象エリアＡの水位に異常があることが異常検知部１５により検知されたことを示す表示である。一覧画面ＤＬにおいて、警告表示ＡＬが表示されている撮像画像ＦＰが選択されると、一覧画面ＤＬから異常表示画面ＤＷに切り替わる。換言すると、水位情報表示部１４が一覧画面ＤＬを画像表示装置３に表示させている状態において、警告表示ＡＬが表示されている撮像画像ＦＰが選択されると、水位情報表示部１４は、図７に示される異常表示画面ＤＷを画像表示装置３に表示させる。異常表示画面ＤＷは、一覧画面ＤＬの表示内容に重畳するように、選択された撮像画像ＦＰ（警告表示ＡＬが表示されている撮像画像ＦＰ）を新たなウインドウＮＷ（モーダルパネル）で拡大表示する画面である。異常表示画面ＤＷにおいて、新たなウインドウＮＷで拡大表示された撮像画像ＦＰには、当該撮像画像ＦＰにおいて検知された異常の内容の説明文ＮＷａが付記されている。

【0041】

水位情報表示部１４は、異常検知部１５により水領域Ｗと検知用部位Ｐとが互いに重なっていると判定された領域について、セグメンテーション画像ＦＳにおいて強調して表示してもよい。例えば、水位情報表示部１４は、当該領域を特定の色で着色して表示してもよい。

【0042】

異常検知部１５は、撮像画像ＦＰに基づいて、対象エリアＡの水位に異常があることを検知する。例えば、異常検知部１５は、撮像画像ＦＰにより対象エリアＡの水位を監視し、水位に異常がない状態から異常がある状態に遷移した場合に、対象エリアＡの水位に異常があることを検知する。異常検知部１５は、複数の撮像画像ＦＰのいずれかにおいて、水領域Ｗと検知用部位Ｐとの位置関係が予め設定された検知条件を満たす場合に、対象エリアＡの水位に異常があることを検知する。

【0043】

ここでは、各撮像画像ＦＰには検知用部位設定部１３によって複数の検知用部位Ｐが設定されている。このような場合には、異常検知部１５は、複数の撮像画像ＦＰのいずれかにおいて、水領域Ｗといずれかの検知用部位Ｐとの位置関係が検知条件を満たす場合に、対象エリアＡの水位に異常があることを検知してもよい。つまり、水領域Ｗと検知用部位Ｐとの位置関係が必ずしも全ての検知用部位Ｐに関して検知条件を満たしていなくても、少なくともいずれかの検知用部位Ｐに関して検知条件を満たしていれば、異常検知部１５は、対象エリアＡの水位に異常があることを検知してもよい。

【0044】

また、ここでは、各撮像画像ＦＰに設定された各検知用部位Ｐには、互いに異なるレベルＬＶが設定されている。このような場合には、異常検知部１５は、複数の撮像画像ＦＰのいずれかにおいて、水領域Ｗといずれかの検知用部位Ｐとの位置関係が検知条件を満たす場合に、対象エリアＡの水位に当該検知用部位Ｐに設定されたレベルＬＶの異常があることを検知してもよい。例えば、水領域Ｗと検知用部位Ｐとの位置関係が、レベルＬＶがレベル１に設定されている検知用部位Ｐに関して検知条件を満たしている場合に、異常検知部１５は、対象エリアＡの水位にレベル１の異常があることを検知してもよい。

【0045】

検知条件は、水領域Ｗと検知用部位Ｐとの重なり方に関する条件であってもよい。具体的に、検知条件は、水領域Ｗと検知用部位Ｐとの重なる領域の座標又は面積に関する条件であってもよい。例えば、検知条件は、検知用部位Ｐ（マーキングＱ、図形領域Ｒ、又は、マーキングＱと図形領域Ｒとの集合）のうちの所定の割合を占める部分が水領域Ｗと重なった状態（第１状態）が実現することであってもよい。この場合、所定の割合とは、１００％であってもよく、１００％未満（例えば９５％）であってもよい。あるいは、検知条件は、検知用部位ＰとしてのマーキングＱと、水領域Ｗと水領域Ｗ以外の領域との境界線と、が重なった状態（第２状態）が実現することであってもよい。あるいは、検知条件は、検知用部位ＰとしてのマーキングＱと、水領域Ｗと水領域Ｗ以外の領域との境界線と、の離間距離が所定距離以下になった状態（第３状態）が実現することであってもよい。あるいは、検知条件は、検知用部位ＰとしてのマーキングＱと、水領域Ｗと水領域Ｗ以外の領域との境界線と、の離間距離が所定距離以上になった状態（第４状態）が実現することであってもよい。第４状態に係る検知条件によれば、例えば対象エリアＡの水位が低下しすぎているといった異常があることが検知され得る。

【0046】

また、検知条件は、所定の状態（例えば、第１状態、第２状態、第３状態、及び第４状態の少なくともいずれかの状態）が所定時間にわたって実現され続けることであってもよい。あるいは、検知条件は、所定の状態（例えば、第１状態、第２状態、第３状態、及び第４状態の少なくともいずれかの状態）が所定回数実現されることであってもよい。

【0047】

より具体的に、異常検知部１５は、第１状態が実現されているかの判定を、撮像画像ＦＰ（或いは、当該撮像画像ＦＰに対応するセグメンテーション画像ＦＳ）における座標情報に基づいて判定してもよい。例えば、異常検知部１５は、三斜法を用いて画像中の各領域の面積を近似的に算出することで、第１状態が実現されているか否かを判定してもよい。また、異常検知部１５は、撮像画像ＦＰ（或いは、当該撮像画像ＦＰに対応するセグメンテーション画像ＦＳ）を直接比較することにより、第１状態が実現されているか否かを判定してもよい。

【0048】

履歴表示部１６は、異常検知部１５により検知された異常の履歴Ｈを画像表示装置３により表示させるための履歴表示データを生成し、生成された履歴表示データを画像表示装置３に出力する。図８は、検知された異常の履歴Ｈを表示する履歴表示画面ＤＨを示す図である。履歴表示画面ＤＨには、対象エリアＡの撮像画像ＦＰ、及び、当該対象エリアＡにおいて異常検知部１５が検知した異常の履歴Ｈが表示されている。異常の履歴Ｈは、各異常が検知された日時、及び、検知された各異常のレベルＬＶが含まれている。履歴表示画面ＤＨにおいていずれかの履歴Ｈの表示が操作された場合、履歴表示部１６は、当該履歴Ｈが検知されたときの撮像画像ＦＰを画像表示装置３に表示させる。

【0049】

［異常監視処理］
水位異常検知装置１により実行される異常監視処理について説明する。図９は、水位の異常を監視する異常監視処理を示すフローチャートである。図９に示される異常監視処理は、例えば、対象エリアＡを撮像範囲に含む撮像画像ＦＰが撮像装置２によって取得されている状態（又は取得可能な状態）において、水位異常検知装置１のコンピュータ１０により水位異常検知プログラムＰＲＧが実行されることで開始される。

【0050】

ステップＳ１０において、水位異常検知装置１の画像取得部１１は、撮像装置２により対象エリアＡが撮像された複数の撮像画像ＦＰを撮像装置２から入力されることにより、複数の撮像画像ＦＰを取得する。その後、異常監視処理はステップＳ１２に移行する。

【0051】

ステップＳ１２において、水位異常検知装置１のセグメンテーション実行部１２は、画像取得部１１により取得された各撮像画像ＦＰに対して、セグメンテーションの処理を実行して水が表示されている水領域Ｗを識別する。セグメンテーション実行部１２は、セグメンテーションの処理を実行することにより、各撮像画像ＦＰに対応する複数のセグメンテーション画像ＦＳを生成する。その後、異常監視処理はステップＳ１４に移行する。

【0052】

ステップＳ１４において、水位異常検知装置１の検知用部位設定部１３は、画像取得部１１により取得された各撮像画像ＦＰにおける特定の部位を検知用部位Ｐとして設定する。例えば、検知用部位設定部１３は、水位情報表示部１４により画像表示装置３に表示されるマーキング設定画面ＤＱ上でのユーザ等の操作に基づいて、検知用部位Ｐを設定する。その後、異常監視処理はステップＳ１６に移行する。

【0053】

ステップＳ１６において、水位異常検知装置１の異常検知部１５は、対象エリアＡの水位に異常があるか否かの判定を開始する。例えば、異常検知部１５は、新たな撮像画像ＦＰを画像取得部１１が取得する度に、当該撮像画像ＦＰに基づいて対象エリアＡの水位に異常があるか否かの判定を行う。具体的には、異常検知部１５は、各撮像画像ＦＰにおいて、水領域Ｗと検知用部位Ｐとの位置関係が予め設定された検知条件を満たしているか否かの判定を行う。その後、異常監視処理はステップＳ１８に移行する。

【0054】

ステップＳ１８において、水位異常検知装置１の異常検知部１５は、いずれかの撮像画像ＦＰにおいて、水領域Ｗと検知用部位Ｐとの位置関係が予め設定された検知条件を満たしていると判定した場合に、対象エリアＡの水位に異常があることを検知する。以上により、水位異常検知装置１により実行される異常監視処理が終了する。なお、異常監視処理が終了した後、水位異常検知装置１は、水位情報表示部１４及び履歴表示部１６により、水位に異常があることが検知された撮像画像ＦＰに関する情報（例えば、水位に異常があることが検知された撮像画像ＦＰ又はセグメンテーション画像ＦＳ、検知された異常の履歴Ｈ等）を画像表示装置３に表示させてもよい。

【0055】

［水位異常検知プログラム］
コンピュータ１０を水位異常検知装置１として機能させるための水位異常検知プログラムＰＲＧについて説明する。図１０は、水位異常検知プログラムＰＲＧを示す図である。図１０に示される水位異常検知プログラムＰＲＧは、対象エリアＡの水位に異常があることを検知する処理をコンピュータ１０に実行させるプログラムである。

【0056】

水位異常検知プログラムＰＲＧは、メインモジュールＭ０、並びに、画像取得モジュールＭ１、セグメンテーション実行モジュールＭ２、検知用部位設定モジュールＭ３、水位情報表示モジュールＭ４、異常検知モジュールＭ５、及び履歴表示モジュールＭ６を備えている。メインモジュールＭ０は、コンピュータ１０を統括的に制御する部分である。画像取得モジュールＭ１、セグメンテーション実行モジュールＭ２、検知用部位設定モジュールＭ３、水位情報表示モジュールＭ４、異常検知モジュールＭ５、及び履歴表示モジュールＭ６のそれぞれを実行させることにより実現される機能は、水位異常検知装置１の画像取得部１１、セグメンテーション実行部１２、検知用部位設定部１３、水位情報表示部１４、異常検知部１５、及び履歴表示部１６のそれぞれの機能と同様である。なお、水位異常検知プログラムＰＲＧは、上述した各モジュールのうち、メインモジュールＭ０以外の一部のモジュールを備えていなくてもよい。

【0057】

［作用及び効果］
以上説明したように、水位異常検知プログラムＰＲＧは、対象エリアＡの水位に異常があることを検知する処理をコンピュータ１０に実行させる水位異常検知プログラムＰＲＧであって、コンピュータ１０を、対象エリアＡが撮像された複数の撮像画像ＦＰを取得する画像取得部１１と、複数の撮像画像ＦＰのそれぞれに対して、セグメンテーションの処理を実行して水が表示されている水領域Ｗを識別するセグメンテーション実行部１２と、複数の撮像画像ＦＰのそれぞれにおける特定の部位を検知用部位Ｐとして設定する検知用部位設定部１３と、複数の撮像画像ＦＰのいずれかにおいて、水領域Ｗと検知用部位Ｐとの位置関係が予め設定された検知条件を満たす場合に、対象エリアＡの水位に異常があることを検知する異常検知部１５と、として機能させる。

【0058】

水位異常検知装置１は、対象エリアＡの水位に異常があることを検知する水位異常検知装置１であって、対象エリアＡが撮像された複数の撮像画像ＦＰを取得する画像取得部１１と、複数の撮像画像ＦＰのそれぞれに対して、セグメンテーションの処理を実行して水が表示されている水領域Ｗを識別するセグメンテーション実行部１２と、複数の撮像画像ＦＰのそれぞれにおける特定の部位を検知用部位Ｐとして設定する検知用部位設定部１３と、複数の撮像画像ＦＰのいずれかにおいて、水領域Ｗと検知用部位Ｐとの位置関係が予め設定された検知条件を満たす場合に、対象エリアＡの水位に異常があることを検知する異常検知部１５と、を備える。

【0059】

これらの水位異常検知プログラムＰＲＧ及び水位異常検知装置１の少なくともいずれかによれば、対象エリアＡが撮像された撮像画像ＦＰにおいて水領域Ｗを識別し、識別された水領域Ｗと検知用部位Ｐとの位置関係が検知条件を満たすか否かに基づいて、水位に異常があることが検知される。つまり、必ずしも量水板等がなくても水位を監視することが可能となる。よって、水位異常検知プログラムＰＲＧ及び水位異常検知装置１の少なくともいずれかによれば、水位に異常があることを簡便に検知可能となる。

【0060】

水位異常検知プログラムＰＲＧでは、複数の撮像画像ＦＰのそれぞれは、互いに同じ位置から対象エリアＡが撮像された画像である。これによれば、複数の撮像画像ＦＰのそれぞれに対して同様の検知用部位Ｐ及び検知条件を適用することが可能となる。このため、処理が簡便化されるとともに、水位の経時変化を容易に追跡することが可能となる。

【0061】

水位異常検知プログラムＰＲＧでは、複数の撮像画像ＦＰのそれぞれは、所定の時間間隔を空けて対象エリアＡが撮像された画像である。これによれば、水位の経時変化を容易に追跡することが可能となる。

【0062】

水位異常検知プログラムＰＲＧでは、検知条件は、水領域Ｗと検知用部位Ｐとの重なり方に関する条件である。これによれば、水位に異常があることを精度良く検知可能となる。

【0063】

水位異常検知プログラムＰＲＧでは、検知用部位Ｐは、線状又は帯状のマーキングＱである。これによれば処理が簡便化される。

【0064】

水位異常検知プログラムＰＲＧでは、検知用部位Ｐは、線状又は帯状のマーキングＱ、及び、マーキングＱを外縁の一部とする図形領域Ｒである。これによれば、マーキングＱよりも広い図形領域Ｒを基準として処理が実行されるため、水位に異常があることを精度良く検知可能となる。

【0065】

水位異常検知プログラムＰＲＧでは、検知用部位設定部１３は、複数の撮像画像ＦＰのそれぞれに複数の検知用部位Ｐを設定し、異常検知部１５は、複数の撮像画像ＦＰのいずれかにおいて、水領域Ｗといずれかの検知用部位Ｐとの位置関係が検知条件を満たす場合に、対象エリアＡの水位に異常があることを検知する。これによれば、水位の状況をより詳細に判定することができるため、水位に異常があることを精度良く検知可能となる。

【0066】

水位異常検知プログラムＰＲＧでは、検知用部位設定部１３は、複数の撮像画像ＦＰのそれぞれに複数の検知用部位Ｐを設定する場合に、複数の検知用部位Ｐのそれぞれに互いに異なるレベルＬＶを設定し、異常検知部１５は、複数の撮像画像ＦＰのいずれかにおいて、水領域Ｗといずれかの検知用部位Ｐとの位置関係が検知条件を満たす場合に、対象エリアＡの水位に当該検知用部位Ｐに設定されたレベルＬＶの異常があることを検知する。これによれば、水位に異常があることが検出された場合に、その異常のレベルも併せて知得することが可能となる。このため、例えば水位の異常に関する緊急度等の判断が容易になる。

【0067】

水位異常検知プログラムＰＲＧは、コンピュータ１０を、異常検知部１５により検知された異常の履歴Ｈを画像表示装置３により表示させるための履歴表示データを生成し、生成された履歴表示データを画像表示装置３に出力する履歴表示部１６として機能させる。これによれば、水位の異常の履歴を容易に追跡することが可能となる。

【0068】

［変形形態］
上述した実施形態は、当業者の知識に基づいて変更又は改良が施された様々な形態により実施可能である。

【0069】

例えば、上述した実施形態において、異常検知部１５は、複数の撮像画像ＦＰのいずれかにおいて、水領域Ｗといずれかの検知用部位Ｐとの位置関係が検知条件を満たす場合に、対象エリアＡの水位に異常があることを検知する。しかし、異常検知部１５は、複数の撮像画像ＦＰの全てにおいて、水領域Ｗといずれかの検知用部位Ｐとの位置関係が検知条件を満たす場合に、対象エリアＡの水位に異常があることを検知してもよい。

【符号の説明】

【0070】

１ 水位異常検知装置
３ 画像表示装置
１０ コンピュータ
１１ 画像取得部
１２ セグメンテーション実行部
１３ 検知用部位設定部
１５ 異常検知部
１６ 履歴表示部
Ａ 対象エリア
ＦＰ 撮像画像
Ｈ 履歴
ＬＶ レベル
Ｐ 検知用部位
ＰＲＧ 水位異常検知プログラム
Ｑ マーキング
Ｒ 図形領域
Ｗ 水領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【手続補正書】

【提出日】2022-04-01

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象エリアの水位に異常があることを検知する処理をコンピュータに実行させる水位異常検知プログラムであって、
前記コンピュータを、
前記対象エリアが撮像された複数の撮像画像を取得する画像取得部と、
複数の前記撮像画像のそれぞれに対して、セマンティックセグメンテーションの処理を実行して水が表示されている水領域を識別するセグメンテーション実行部と、
複数の前記撮像画像のそれぞれにおける特定の部位を検知用部位として設定する検知用部位設定部と、
複数の前記撮像画像のいずれかにおいて、前記水領域と前記検知用部位との位置関係が予め設定された検知条件を満たす場合に、前記対象エリアの前記水位に異常があることを検知する異常検知部と、として機能させる、水位異常検知プログラム。

【請求項2】

複数の前記撮像画像のそれぞれは、互いに同じ位置から前記対象エリアが撮像された画像である、請求項１に記載の水位異常検知プログラム。

【請求項3】

複数の前記撮像画像のそれぞれは、所定の時間間隔を空けて前記対象エリアが撮像された画像である、請求項１又は２に記載の水位異常検知プログラム。

【請求項4】

前記検知条件は、前記水領域と前記検知用部位との重なり方に関する条件である、請求項１～３のいずれか一項に記載の水位異常検知プログラム。

【請求項5】

前記検知用部位は、線状又は帯状のマーキングである、請求項１～４のいずれか一項に記載の水位異常検知プログラム。

【請求項6】

前記検知用部位は、線状又は帯状のマーキング、及び、前記マーキングを外縁の一部とする図形領域である、請求項１～４のいずれか一項に記載の水位異常検知プログラム。

【請求項7】

前記検知用部位設定部は、複数の前記撮像画像のそれぞれに複数の前記検知用部位を設定し、
前記異常検知部は、複数の前記撮像画像のいずれかにおいて、前記水領域といずれかの前記検知用部位との前記位置関係が前記検知条件を満たす場合に、前記対象エリアの前記水位に異常があることを検知する、請求項１～６のいずれか一項に記載の水位異常検知プログラム。

【請求項8】

前記検知用部位設定部は、複数の前記撮像画像のそれぞれに複数の前記検知用部位を設定する場合に、複数の前記検知用部位のそれぞれに互いに異なるレベルを設定し、
前記異常検知部は、複数の前記撮像画像のいずれかにおいて、前記水領域といずれかの前記検知用部位との前記位置関係が前記検知条件を満たす場合に、前記対象エリアの前記水位に当該検知用部位に設定された前記レベルの異常があることを検知する、請求項７に記載の水位異常検知プログラム。

【請求項9】

前記コンピュータを、前記異常検知部により検知された異常の履歴を画像表示装置により表示させるための履歴表示データを生成し、生成された前記履歴表示データを前記画像表示装置に出力する履歴表示部として機能させる、請求項１～８のいずれか一項に記載の水位異常検知プログラム。

【請求項10】

対象エリアの水位に異常があることを検知する水位異常検知装置であって、
前記対象エリアが撮像された複数の撮像画像を取得する画像取得部と、
複数の前記撮像画像のそれぞれに対して、セマンティックセグメンテーションの処理を実行して水が表示されている水領域を識別するセグメンテーション実行部と、
複数の前記撮像画像のそれぞれにおける特定の部位を検知用部位として設定する検知用部位設定部と、
複数の前記撮像画像のいずれかにおいて、前記水領域と前記検知用部位との位置関係が予め設定された検知条件を満たす場合に、前記対象エリアの前記水位に異常があることを検知する異常検知部と、を備える、水位異常検知装置。