特許 7394713 溶融炉監視システム、溶融炉監視方法、及びプログラム

(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】

(24)【登録日】2023-11-30

(45)【発行日】2023-12-08

(54)【発明の名称】溶融炉監視システム、溶融炉監視方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   F27B 1/28 20060101AFI20231201BHJP

   G06T 7/215 20170101ALI20231201BHJP

   G01B 11/28 20060101ALI20231201BHJP

   F27D 21/00 20060101ALI20231201BHJP

【ＦＩ】

F27B1/28

G06T7/215

G01B11/28 H

F27D21/00 Z

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020111447

(22)【出願日】2020-06-29

(65)【公開番号】P2022010742

(43)【公開日】2022-01-17

【審査請求日】2022-11-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100125645

【弁理士】

【氏名又は名称】是枝 洋介

(74)【代理人】

【識別番号】100145609

【弁理士】

【氏名又は名称】楠屋 宏行

(74)【代理人】

【識別番号】100149490

【弁理士】

【氏名又は名称】羽柴 拓司

(72)【発明者】

【氏名】浜元 和久

【審査官】山本 佳

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－２８１６０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０６５４７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１４７７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２４３３３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１５２６５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２７Ｂ １／００ － ３／２８

Ｇ０６Ｔ ７／２１５

Ｇ０１Ｂ １１／２８

Ｆ２７Ｄ ２１／００

Ｆ２７Ｄ ３／１５

Ｆ２３Ｊ １／００ － １／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

溶融炉の出滓口を連続的に撮影して時系列の複数の画像を生成するカメラと、
輝度の閾値による判定によって前記複数の画像におけるスラグ候補領域を抽出するスラグ候補領域抽出部と、
前記複数の画像において動きが検出された領域を、動き検出領域として検出する動き検出部と、
前記スラグ候補領域のうちの前記動き検出領域を除いた領域を、固着スラグ領域として特定する固着スラグ領域特定部と、
を備える、溶融炉監視システム。

【請求項2】

前記固着スラグ領域に基づいて前記出滓口の開口率を算出する開口率算出部をさらに備える、
請求項１に記載の溶融炉監視システム。

【請求項3】

前記スラグ候補領域抽出部は、輝度の閾値による判定により前記複数の画像において共通して抽出された領域を、前記スラグ候補領域として抽出する、
請求項１または２に記載の溶融炉監視システム。

【請求項4】

前記複数の画像のそれぞれについて直前の画像との位置ずれを補正する位置ずれ補正部をさらに備え、
前記動き検出部は、位置ずれが補正された前記複数の画像において前記動き検出領域を検出する、
請求項１ないし３の何れかに記載の溶融炉監視システム。

【請求項5】

前記スラグ候補領域内で前記動き検出領域を膨張させる動き検出領域補正部をさらに備える、
請求項１ないし４の何れかに記載の溶融炉監視システム。

【請求項6】

前記動き検出部は、前記複数の画像の何れかにおいて動きが検出された領域を、前記動き検出領域として検出する、
請求項１ないし５の何れかに記載の溶融炉監視システム。

【請求項7】

前記動き検出部は、オプティカルフローにより前記動き検出領域を検出する、
請求項１に記載の溶融炉監視システム。

【請求項8】

カメラにより溶融炉の出滓口を連続的に撮影して時系列の複数の画像を生成し、
輝度の閾値による判定によって前記複数の画像におけるスラグ候補領域を抽出し、
前記複数の画像において動きが検出された領域を、動き検出領域として検出し、
前記スラグ候補領域のうちの前記動き検出領域を除いた領域を、固着スラグ領域として特定する、
溶融炉監視方法。

【請求項9】

溶融炉の出滓口を連続的に撮影するカメラにより生成された時系列の複数の画像を取得する画像取得部、
輝度の閾値による判定によって前記複数の画像におけるスラグ候補領域を抽出するスラグ候補領域抽出部、
前記複数の画像において動きが検出された領域を、動き検出領域として検出する動き検出部、及び、
前記スラグ候補領域のうちの前記動き検出領域を除いた領域を、固着スラグ領域として特定する固着スラグ領域特定部、
としてコンピュータを機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、溶融炉監視システム、溶融炉監視方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、溶融炉の出滓口を連続的に撮影した複数の画像のそれぞれにおいて輝度の閾値による判定によってスラグ領域を抽出し、複数の画像において共通してスラグ領域が抽出された領域を固着スラグ領域として特定する手法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１５２６５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、出滓口を流れるスラグの量や性状は設備ごとに異なるため、設備によってはスラグが同じ場所を連続的に流れ続ける状況が発生する。上記手法では、スラグが同じ場所を連続的に流れ続ける部分が固着スラグ領域と判定されるおそれがある。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、出滓口における固着スラグの判別精度向上を図ることが可能な溶融炉監視システム、溶融炉監視方法、及びプログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明の一の態様の溶融炉監視システムは、溶融炉の出滓口を連続的に撮影して時系列の複数の画像を生成するカメラと、輝度の閾値による判定によって前記複数の画像におけるスラグ候補領域を抽出するスラグ候補領域抽出部と、前記複数の画像において動きが検出された領域を、動き検出領域として検出する動き検出部と、前記スラグ候補領域のうちの前記動き検出領域を除いた領域を、固着スラグ領域として特定する固着スラグ領域特定部と、を備える。

【0007】

また、本発明の他の態様の溶融炉監視方法は、カメラにより溶融炉の出滓口を連続的に撮影して時系列の複数の画像を生成し、輝度の閾値による判定によって前記複数の画像におけるスラグ候補領域を抽出し、前記複数の画像において動きが検出された領域を、動き検出領域として検出し、前記スラグ候補領域のうちの前記動き検出領域を除いた領域を、固着スラグ領域として特定する。

【0008】

また、本発明の他の態様のプログラムは、溶融炉の出滓口を連続的に撮影するカメラにより生成された時系列の複数の画像を取得する画像取得部、輝度の閾値による判定によって前記複数の画像におけるスラグ候補領域を抽出するスラグ候補領域抽出部、前記複数の画像において動きが検出された領域を、動き検出領域として検出する動き検出部、及び、前記スラグ候補領域のうちの前記動き検出領域を除いた領域を、固着スラグ領域として特定する固着スラグ領域特定部、としてコンピュータを機能させる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、出滓口における固着スラグの判別精度向上を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態に係る溶融炉監視システムの構成例を示す図である。

【図2】処理装置の構成例を示す図である。

【図3】カメラにより撮影される画像の例を示す図である。

【図4】実施形態に係る溶融炉監視方法の手順例を示す図である。

【図5】固着スラグ領域取得処理Ｓ４の具体的な手順例を示す図である。

【図6】図５に続く図である。

【図7】Ｓ３の説明図である。

【図8】Ｓ４－５ａの説明図である。

【図9】Ｓ４－５ａの説明図である。

【図10】Ｓ４－５ｂ２，５ｂ３の説明図である。

【図11】Ｓ４－５ｂ５，５ｂ６の説明図である。

【図12】Ｓ４－５ｂ７の説明図である。

【図13】Ｓ４－６の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0012】

図１は、実施形態に係る溶融炉監視システム１００の構成例を示す図である。溶融炉監視システム１００は、ガス化溶融炉２００を監視するためのシステムである。溶融炉監視システム１００は、処理装置１及びカメラ３を備えている。

【0013】

ガス化溶融炉２００は、例えばゴミ処理施設に用いられるガス化溶融炉である。ガス化溶融炉２００は、溶解炉２１を備えている。ガス化炉（不図示）で熱分解された可燃性ガスと未燃分とが流入路２３を通って溶融炉２１の炉内に流入する。溶融炉２１は、未燃分を高温で燃焼させ、その灰分を溶融させることでスラグを生成する。溶融したスラグは、溶融炉２１の下部に形成された出滓口２５から排出され、排出路２７を通って溶融炉２１の炉外に取り出される。

【0014】

溶融炉２１の下方には、出滓口２５を撮影するためのカメラ３が設けられている。カメラ３は、出滓口２５の斜め下に配置されており、排出路２７設けられた監視穴２９を通じて出滓口２５を撮影する。カメラ３は、出滓口２５を連続的に撮影して時系列の複数のカメラ画像を生成し、処理装置１に出力する。時系列の複数のカメラ画像は、例えば動画データに含まれる複数の静止画像（フレーム）であってもよいし、所定の時間間隔で撮影して個別に生成された複数の静止画像であってもよい。

【0015】

処理装置１は、カメラ３から供給されるカメラ画像に基づいて、出滓口２５に固着した固着スラグを特定し、出滓口２５の開口率を計算する。算出された開口率のデータは、オペレータＰに提示される、又はガス化溶融炉２００の制御装置に送信される。開口率のデータを参照したオペレータＰ又は受信した制御装置は、出滓口２５の開口率を改善するように各種操作を実行する。

【0016】

図２は、処理装置１の構成例を示すブロック図である。処理装置１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、不揮発性メモリ、及び入出力インターフェース等を含むコンピュータである。処理装置１のＣＰＵは、ＲＯＭ又は不揮発性メモリからＲＡＭにロードされたプログラムに従って情報処理を実行する。

【0017】

プログラムは、例えば光ディスク又はメモリカード等の情報記憶媒体を介して供給されてもよいし、例えばインターネット又はＬＡＮ等の通信ネットワークを介して供給されてもよい。

【0018】

処理装置１は、画像取得部１１、スラグ候補領域抽出部１２、位置ずれ補正部１３、動き検出部１４、動き検出領域補正部１５、固着スラグ領域特定部１６、及び開口率算出部１７を備えている。これらの機能部は、処理装置１がプログラムに従って情報処理を実行することにより実現される。

【0019】

図３は、カメラ３により撮影されるカメラ画像の例を示す図である。カメラ画像に写る出滓口の範囲内には、炉内が見える開口部、溶融スラグ、及び固着スラグが現れている。このうち、溶融スラグと固着スラグは、輝度が近く判別が困難である。

【0020】

特許文献１の手法では、連続する複数の画像において共通してスラグ候補が抽出される領域を、固着スラグとして判別しているが、設備によってはスラグが同じ場所を連続的に流れ続ける状況が発生するため、当該手法では、そのような部分が固着スラグと判定され、開口率の計算精度が低下するおそれがある。

【0021】

そこで、本実施形態では、以下に説明するように、スラグ表面の動きに着目することで固着スラグの判別精度向上を図っている。

【0022】

図４は、溶融炉監視システム１００において実現される、実施形態に係る溶融炉監視方法の手順例を示す図である。図５及び図６は、固着スラグ領域取得処理Ｓ４の具体的な手順例を示す図である。処理装置１は、プログラムに従って図４～図６に示す情報処理を実行する。

【0023】

まず、処理装置１は、時刻ｔのカメラ画像Ｘcam(t)を取得、前処理を行い、画像Ｘrn(t)を得る（Ｓ１：画像取得部１１としての処理）。後段の処理ではグレースケール画像の使用を前提とするため、前処理では、カメラ画像をグレースケール変換する。

【0024】

前処理としては、他にノイズ除去処理などを加えてもよい。ノイズ除去処理としては、例えばMedianフィルタ、Averageフィルタ、gaussianフィルタ、biliteralフィルタ、Openフィルタ、又はCloseフィルタ等がある。また、カメラ画像がインターレース画像であれば、インターレース解除処理（偶数列・偶数行又は奇数列・奇数行のデータのみ取得する）を行ってもよいし、カメラ画像がアナログ画像であれば、電気ノイズ起因で生成した縞模様を行毎又は列毎の投影輝度分布から検出し、補正を掛けてもよい。

【0025】

次に、処理装置１は、上記Ｓ１で得られた画像Ｘrn(t)で出滓口の位置を特定し、出滓口領域の中心が画像中心に来るよう補正した画像Ｘana(t)を得る（Ｓ２）。

【0026】

具体的には、＜処理１＞事前登録した出滓口形状マスク画像Ｍをテンプレートとして、Ｘrn(t)に対してテンプレートマッチング処理を行う、又は＜処理２＞出滓口の位置補正処理をした前時刻の画像Ｘana(t-1)をテンプレートとして、Xrn(t)に対してテンプレートマッチング処理を行うことで、画像Ｘrn(t)から出滓口領域を検出する。本実施形態では、一定時間Ｔspan経過する度に処理１を行い、処理１を行わないタイミングで処理２を行う。その後、検出した出滓口の外接矩形の中心（外接矩形の対角線交点）を画像の対角線交点に一致させるように画像を平行移動させて、補正した画像Ｘana(t)を得る。

【0027】

次に、処理装置１は、上記Ｓ２で得られた画像Ｘana(t)に基づいて、時刻ｔの固着スラグ候補領域Ｓ(t)を取得する（Ｓ３：スラグ候補領域抽出部１２としての処理）。図７は、（ａ）解析元画像Ｘana(t)と（ｂ）固着スラグ候補領域Ｓ(t)の例を示す図である。（ｂ）の図では、白部分が固着スラグ候補領域Ｓ(t)を表す。

【0028】

本処理では、特許文献１と同様に、輝度の閾値による判定によって固着スラグ候補領域Ｓ(t)を抽出する。具体的には、カメラ画像の輝度ムラを抑制し、カメラ画像の輝度急変部を抽出し、カメラ画像から輝度急変部を除いて輝度ヒストグラムを計算し、輝度ヒストグラムに基づき閾値を自動決定し、二値化処理を実行して、輝度が閾値以下の領域を固着スラグ候補領域Ｓ(t)として抽出する。

【0029】

次に、処理装置１は、固着スラグ領域Ｙ(t)取得処理を実行する（Ｓ４）。固着スラグ領域Ｙ(t)取得処理では、溶融スラグの動き検出を利用して、固着スラグ候補領域Ｓ(t)から固着スラグと溶融スラグを判別し、固着スラグ領域Ｙ(t)を取得する。ここでは、固着スラグ候補領域Ｓ(t)のうち、一定時間動きがなく検出され続けた部分を固着スラグ領域Ｙ(t)と判別する。

【0030】

固着スラグ領域Ｙ(t)取得処理Ｓ４については、図５及び図６のフロー図を用いて詳細を説明する。なお、本実施形態では当該処理を行うに当たって、長さＮのリングメモリを３つ（ＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭ３）用意している。

【0031】

図５に示すように、まず、処理装置１は、処理開始からの経過時間に従って、評価時刻長さＴｔ１を設定する（Ｓ４－１）。具体的には、処理開始からの経過時間Ｔｐが設定値未満である場合には、評価時刻長さＴｔ１を評価時刻長さＴｔ１とし、それ以外の場合には、評価時刻長さＴｔ１を設定値Ｎとする。これは、リングメモリに十分なデータが蓄積されていないときに処理するデータ数を決めるための処理である。

【0032】

次に、処理装置１は、時刻ｔ，時刻ｔ－１の解析元画像Ｘana(t)，Ｘana(t-1)と、時刻ｔの固着スラグ候補領域Ｓ(t)とを入手し、固着スラグ候補領域Ｓ(t)をリングメモリＲＭ１に記録する（Ｓ４－２，３）。

【0033】

次に、処理装置１は、処理開始からの経過時間Ｔｐが設定値Ｔｈ１を超えているか否かを判定する（Ｓ４－４）。これは、十分な数の画像（Ｔ１枚以上の画像）がリングメモリＲＭ１に蓄積されているか否かを判定するための処理である。

【0034】

処理開始からの経過時間Ｔｐが設定値Ｔｈ１を超えている場合（Ｓ４－４：ＹＥＳ）、処理装置１は、時刻ｔ－Ｔｔ１～時刻ｔの画像を用いて、以下に説明する２つの処理、すなわち、固着スラグ候補領域Ｓ(t)であり続けた共通領域Ｂ(t)を求める処理Ｓ４－５ａ１～３と、溶融スラグの動きが検出された領域Ｅ(t)を求める処理Ｓ４－５ｂ１～７とを行う。

【0035】

一方、処理開始からの経過時間Ｔｐが設定値Ｔｈ１を超えていない場合（Ｓ４－４：ＮＯ）、処理装置１は、時刻ｔ－Ｔｔ１～時刻ｔにリングメモリＲＭ１に記録された固着スラグ候補領域Ｓ(t-Tt1)～Ｓ(t)の画像の全てで共通する領域を論理積演算（And演算）で抽出して共通領域Ｂ(t)とし（Ｓ４－５ｃ１）、その共通領域Ｂ(t)を固着スラグ領域Ｙ(t)として出力する（Ｓ４－９ｂ）。

【0036】

処理Ｓ４－５ａ１～３について説明する。本処理において、処理装置１は、固着スラグ候補領域Ｓ(t)であり続けた共通領域Ｂ(t)を求める（スラグ候補領域抽出部１２としての処理）。特許文献１と同様の処理を行ってもよいが、ここでは開口率計算のさらなる精度改善のため、各時刻の固着スラグ候補領域Ｓ(t)における検出漏れを補正する（Ｓ４－５ａ１）。

【0037】

具体的には、まず、処理装置１は、リングメモリＲＭ１に記録されている時刻ｔ－１の固着スラグ候補領域Ｓ(t-1)の検出漏れ領域Ａ(t-1)を次式から導出する（Ｓ４－５ａ１）。

Ａ(t-1)＝~Ｓ(t-1) and （Ｓ(t) and Ｓ(t-2)）

ここで、and は論理積であり、~ は白黒画像を反転させるオペレータである。

【0038】

次に、処理装置１は、固着スラグ候補領域Ｓ(t-1)を次式で補正し、固着スラグ候補領域Ｓ(t-1)の検出漏れを除去する（Ｓ４－５ａ２）。

Ｓ(t-1)＝Ｓ(t-1) or Ａ(t-1)

ここで、or は論理和である。

【0039】

図８は、ステップＳ４－５ａ１～２の説明図である。（ａ）～（ｃ），（ｅ）の図では、白部分が固着スラグ候補領域Ｓ(t)を表す。（ｄ）の図では、白部分が検出漏れ領域Ａ(t-1)を表す。

【0040】

最後に、処理装置１は、上記補正を反映させた、時刻ｔ－ｔＴ１～時刻ｔの固着スラグ候補領域Ｓ(t-Tt1)～Ｓ(t)全ての画像の論理積をとり、共通領域Ｂ(t)を得る（Ｓ４－５ａ３）。図９は、ステップＳ４－５ａ３の説明図である。以上の処理により、固着スラグ候補領域Ｓ(t)の共通領域Ｂ(t)を高精度に求めることができる。

【0041】

処理Ｓ４－５ｂ１～７について説明する。本処理において、処理装置１は、溶融スラグの動きが検出された領域Ｅ(t)を求める。すなわち、本処理は、時刻ｔ－ｔＴ１～時刻ｔに観測されたスラグ表面の模様が動いた領域の論理和を求め、その部位を溶融スラグとみなすものである。具体的には、以下手順で行われる。

【0042】

まず、処理装置１は、直前のフレームとの位置ずれを補正した画像Ｘana'(t)を取得する（Ｓ４－５ｂ１：位置ずれ補正部１３としての処理）。具体的には、時刻ｔ－１の画像Ｘana(t-1)をテンプレートとして、時刻ｔの画像Ｘana(t)に対してテンプレートマッチングを行う。これにより画像間のずれを検出し、画像Ｘana(t)を補正して画像Ｘana'(t)を得る。この処理は、カメラの振動が発生したときにその影響を除外するために行われる。

【0043】

次に、処理装置１は、オプティカルフローにより溶融スラグの動きの変位量を検出する（Ｓ４－５ｂ２：動き検出部１４としての処理）。具体的には、時刻ｔ－１の画像Ｘana(t-1)と時刻ｔの画像Ｘana'(t)を入力としてオプティカルフローを実行し、時刻ｔ－１～時刻ｔの溶融スラグの動きの変位量を求める。オプティカルフローには、疎なオプティカルフローと密なオプティカルフローがあるが、本実施形態では密なオプティカルフローを用いることが好ましい。

【0044】

次に、処理装置１は、求めた変位量に対して閾値処理を掛けることにより、変位量が一定値以上の領域を抽出し、動き検出画像Ｃ(t-1)を取得する（Ｓ４－５ｂ３：動き検出部１４としての処理）。図１０は、ステップＳ４－５ｂ２，５ｂ３の説明図である。（ｃ）の図では、白部分が変位量が一定値以上の領域を表す。なお、動き検出の手法としては、オプティカルフローだけでなく、複数フレームから背景画像を統計的に推定して動き検出を行う背景差分法を用いてもよい。

【0045】

次に、処理装置１は、動き検出画像Ｃ(t-1)のノイズを除去し、動き検出画像Ｃ’(t-1)を得てメモリに記録する（Ｓ４－５ｂ４）。ノイズの除去は、例えば微細動き検出漏れ除去（Closeフィルタ）、動き検出領域のにじみ除去（Erodeフィルタ）、微細動き検出領域除去（Openフィルタ)、又はＡ(t-1)を膨張させた領域の除去などである。これは、オプティカルフローによる動き検出結果に過検出や検出漏れがあることや動いているものの形状検出精度が低いために行われる。

【0046】

次に、処理装置１は、画像Ｃ’(t-1)内の動き検出領域を固着スラグ候補領域Ｓ(t-1)内で膨張させて画像Ｄ(t-1)を得て、リングメモリＲＭ２に記録する（Ｓ４－５ｂ５，６：動き検出領域補正部１５としての処理）。図１１は、ステップＳ４－５ｂ５，５ｂ６の説明図である。

【0047】

具体的には、（１）半径ｒ’(スラグの最小領域幅より小さい値)で動き検出領域Ｃ(t-1)を膨張させ、（２）膨張後の動き検出領域Ｃ(t-1)から、固着スラグ候補領域Ｓ(t-1)との重複領域を消去する（固着スラグ候補領域を超えた膨張を防ぐ）。（３）上記（１），（２）の処理を、ｒ’×ｎ≦半径ｒを満たす最大のｎまで繰り返す。（４）最後に、半径（ｒ－（ｒ’×ｎ））で膨張させたのち、上記（２）の処理を行う。

【0048】

上記Ｓ４－５ｂ４のノイズ除去処理は効果が強いため、動き検出領域Ｃ’(t-1)は実際に溶融スラグが動いている領域よりも小さいものとなる。そのため、膨張処理をかけて補正を行う。その際、上記（１）～（４）の手順で膨張させることで、動き検出領域を固着スラグ候補領域以上に膨張させないようにする。これにより、動き検出領域をスラグの形状を踏まえて補正できる。

【0049】

次に、処理装置１は、リングメモリＲＭ２に記録されている時刻ｔ－ｔＴ１～ｔ－１の動き検出画像Ｄ(t-Tt1)～Ｄ(t-1)の論理和を計算し、動き検出積算画像Ｅ(t)を取得する（Ｓ４－５ｂ７）。図１２は、ステップＳ４－５ｂ７の説明図である。このように、複数の時刻の画像の何れかにおいて動きが検出された領域を、動き検出積算領域として抽出することで、溶融スラグの動き領域を高精度に検出できる。

【0050】

次に、処理装置１は、固着スラグ候補の共通領域画像Ｂ(t)と動き検出積算画像Ｅ(t)との差分Ｆ(t)を求め、リングメモリＲＭ３に記録する（Ｓ４－６：固着スラグ領域特定部１６としての処理）。具体的には、次式により差分Ｆ(t)を求める。

Ｆ(t)＝Ｂ(t) and ~Ｅ(t)

ここで、and は論理積であり、~ は白黒画像を反転させるオペレータである。

【0051】

図１３は、ステップＳ４－５ｂ７の説明図である。（ａ）の図では、白部分が固着スラグ候補の共通領域を表す。（ｂ）の図では、白部分が動き検出積算領域を表す。（ｃ）の図では、白部分が差分領域を表す。この処理は、固着スラグ候補の共通領域から動き検出積算領域を除外する処理である。すなわち、動きが検出されない固着スラグ候補領域が一定時間検出され続けた領域を抽出する処理である。

【0052】

次に、処理装置１は、一定期間前の差分Ｆ(t-Tt2)から時刻ｔの差分Ｆ(t)までに減少した固着スラグ候補の縮小領域Ｇ(t)を計算する（Ｓ４－７）。具体的には、次式により縮小領域Ｇ(t)を求める。

Ｇ(t)＝Ｆ(t-Th2) and ~Ｆ(t) and（Ｓ(t-Th2) and Ｓ(t)）

ここで、and は論理積であり、~ は白黒画像を反転させるオペレータである。Ｔｈ２は設定値である。

【0053】

スラグの動き検出の効果で短時間に差分Ｆ(t)の領域が縮小した場合、スラグの動きを過検出している可能性がある。スラグの動きを過検出している場合は、動き検出結果を反映しない方が望ましいため、本処理では、差分Ｆ(t)の領域縮小を検出して、動き検出結果を反映するかしないかを決定する。

【0054】

次に、処理装置１は、出滓口の面積に対する縮小領域Ｇ(t)の面積の比率が、閾値Ｔｈ３よりも小さいか否か判定する（Ｓ４－８）。求めた比率が閾値Ｔｈ３よりも小さい場合（Ｓ４－８：ＹＥＳ）、処理装置１は、差分Ｆ(t)を固着スラグ領域Ｙ(t)として出力する（Ｓ４－９ａ）。一方、求めた比率が閾値Ｔｈ３以上である場合（Ｓ４－８：ＮＯ）、処理装置１は、動き検出結果を考慮していない共通領域Ｂ(t)を、固着スラグ領域Ｙ(t)として出力する（Ｓ４－９ｂ）。

【0055】

以上により、固着スラグ領域Ｙ(t)取得処理Ｓ４が終了する。

【0056】

図４の説明に戻る。固着スラグ領域取得処理Ｓ４が終了すると、処理装置１は、固着スラグ領域Ｙ(t)に基づいて出滓口の開口率を算出する（Ｓ５：開口率算出部１７としての処理）。具体的には、出滓口の開口率は、事前登録した全開時出滓口形状面積に対する固着スラグ領域Ｙ(t)の面積として、次式により求められる。

Ａ＝（Ｈ－Ｓ）／Ｈ

ここで、Ａは出滓口開口率であり、Ｈは全開時出滓口形状面積であり、Ｓは固着スラグ領域面積である。

【0057】

以上の手順により、出滓口開口率が計算される。もし開口率Ａが閾値Ｔより小さい場合は、処理装置１はアラームを発令する。このアラームに基づき、オペレータ又は制御装置はスラグ除去を行う。これにより、従来は人間が判断していたスラグ除去の判断を自動化することができる。

【0058】

以上に説明した実施形態によれば、溶融スラグの動きを検出して固着スラグと溶融スラグを判別するので、判別精度の向上を図ることが可能となる。また、動き検出領域を固着スラグ候補領域内で膨張させること等により、溶融スラグの動きの検出精度の向上を図ることも可能となる。

【0059】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が当業者にとって可能であることはもちろんである。

【符号の説明】

【0060】

１ 処理装置、１１ 画像取得部、１２ スラグ候補領域抽出部、１３ 位置ずれ補正部、１４ 動き検出部、１５ 動き検出領域補正部、１６ 固着スラグ領域特定部、１７ 開口率算出部、２ ガス化溶融炉、２１ 溶解炉、２３ 流入路、２５ 出滓口、２７ 排出路、２９ 監視穴、３ カメラ、１００ 溶融炉監視装置、２００ ガス化溶融炉

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】