(57)【要約】【課題】簡素な方法で精度よくアナログメータの指針を読み取るメータ読取装置、メータ読取方法及びコンピュータプログラムを提供する。【解決手段】メータ読取装置は、メータの目盛盤を撮像した撮像画像から、予め記憶してある目盛盤の基準位置、前記複数の主目盛の位置に基づき、画像内の目盛に直交する方向に走査して走査画像を作成する第１作成部と、記憶してある指針の形状を示す情報に基づいて指針の画像を作成し、作成した指針の画像を、記憶してある目盛盤の基準位置及び大きさに基づき画像内の目盛に直交する方向に走査して指針の走査画像を作成する第３作成部と、作成された目盛盤及び指針夫々の走査画像の比較により、目盛盤の走査画像における指針が写っている可能性の高さを示す尤度の分布を算出し、算出した尤度の目盛に直交する方向に対する分布に基づいて前記メータの指針が示す数値を特定する特定部とを備える。【選択図】図１１
2020038188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メータの目盛盤を撮像した撮像画像における前記目盛盤の基準位置、各々数値が対応付けられた前記目盛盤の複数の主目盛の位置、並びに前記メータの指針の形状及び大きさを示す情報を記憶しておく記憶部と、
前記メータの目盛盤を新たに撮像した撮像画像を、記憶してある目盛盤の基準位置、前記複数の主目盛の位置に基づき、画像内の目盛に直交する方向に走査して走査画像を作成する第１作成部と、
前記指針の形状を示す情報に基づいて指針の画像を作成する第２作成部と、
作成した指針の画像を、記憶してある目盛盤の基準位置及び大きさに基づき画像内の目盛に直交する方向に走査して指針の走査画像を作成する第３作成部と、
作成された目盛盤の走査画像及び指針の走査画像の比較により、目盛盤の走査画像における目盛に直交する方向に対する、指針が写っている可能性の高さを示す尤度の分布を算出する算出部と、
該算出部が算出した尤度の目盛に直交する方向に対する分布に基づいて前記メータの指針が示す数値を特定する特定部と
を備えるメータ読取装置。
【請求項２】
前記目盛盤は円形状であって前記記憶部に記憶されている目盛盤の基準位置は、回転する指針の支点の位置を示し、前記目盛に直交する方向は前記支点を中心とする回転方向である
請求項１に記載のメータ読取装置。
【請求項３】
前記目盛盤は矩形状であって前記記憶部に記憶されている目盛盤の基準位置は、直線上に移動する指針の特定の箇所に対応する位置を示し、前記目盛に直交する方向は前記指針の移動方向である
請求項１に記載のメータ読取装置。
【請求項４】
前記算出部は、前記第１作成部によって作成された走査画像における前記指針の走査画像に対応する範囲における画素値の変動と、前記第３作成部によって作成された指針の走査画像における画素値の変動との類似性を示す数値の走査方向及び前記目盛に直交する方向の積和によって前記尤度を算出する
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のメータ読取装置。
【請求項５】
前記特定部は、
尤度の目盛に直交する方向に対する分布に基づいて、尤度のピークを１又は複数特定し、
複数のピークが特定される場合、尤度の変化がより急峻なピークを選択し、
選択したピークの目盛に直交する方向における位置と、前記複数の目盛の位置とに基づいて指針が示す数値を特定する
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のメータ読取装置。
【請求項６】
前記特定部は、前記目盛盤の走査画像の目盛に直交する方向における前記記憶部に記憶してある複数の主目盛の位置の間の区間内のいずれかにピークが存在する場合、区間毎に目盛間を補完して数値を特定する
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のメータ読取装置。
【請求項７】
メータの目盛盤を撮像した撮像画像における前記目盛盤の基準位置、各々数値が対応付けられた前記目盛盤の複数の主目盛の位置、並びに前記メータの指針の形状及び大きさを示す情報を記憶媒体に記憶しておき、
前記メータの目盛盤を新たに撮像した撮像画像を、記憶してある目盛盤の基準位置、前記複数の主目盛の位置に基づき、画像内の目盛に直交する方向に走査して走査画像を作成し、
前記メータの指針の形状を示す情報に基づいて指針の画像を作成し、
作成した指針の画像を、記憶してある目盛盤の基準位置及び大きさに基づき画像内の目盛に直交する方向に走査して指針の走査画像を作成し、
作成された目盛盤の走査画像及び指針の走査画像の比較により、目盛盤の走査画像における目盛に直交する方向に対する、指針が写っている可能性の高さを示す尤度の分布を算出し、
算出された尤度の目盛に直交する方向に対する分布に基づいて前記メータの指針が示す数値を特定する
処理を含むメータ読取方法。
【請求項８】
記憶部を備えるコンピュータに、
メータの目盛盤を撮像した撮像画像における前記目盛盤の基準位置、各々数値が対応付けられた前記目盛盤の複数の主目盛の位置、並びに前記メータの指針の形状及び大きさを示す情報を前記記憶部に記憶しておき、
前記メータの目盛盤を新たに撮像した撮像画像を、記憶してある目盛盤の基準位置、前記複数の主目盛の位置に基づき、画像内の目盛に直交する方向に走査して走査画像を作成し、
前記メータの指針の形状を示す情報に基づいて指針の画像を作成し、
作成した指針の画像を、記憶してある目盛盤の基準位置及び大きさに基づき画像内の目盛に直交する方向に走査して指針の走査画像を作成し、
作成された目盛盤の走査画像及び指針の走査画像の比較により、目盛盤の走査画像における目盛に直交する方向に対する、指針が写っている可能性の高さを示す尤度の分布を算出し、
算出された尤度の目盛に直交する方向に対する分布に基づいて前記メータの指針が示す数値を特定する
処理を実行させるコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アナログメータの指針を読み取るメータ読取装置、メータ読取方法及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩｏＴシステムで使用される計器としては、デジタル温度計、湿度計、振動計等のデジタル信号で測定結果を出力する種類のデジタルセンサがよく使用されている。通信機に測定結果を示す数値を送信させることが容易なためである。これに対し、測定により得られる情報をデジタル信号へ変換することが容易でない機械式の計器がある。例えばブルドン、ダイヤフラム、ベローを用いた圧力計、浮子を用いた水位計等である。これらの機械式の計器は、目盛盤を目視で確認する種類の計器であり、アナログ信号も出力されない。これらの計器で測定される情報をＩｏＴシステムで用いるため、担当者が目視で確認してきた目盛盤上の指針を、カメラで撮像して測定値を読み取る方法が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、単針回転型のアナログメータについて、指針が既知の目盛を指している状態の目盛盤を撮像した基準画像を用い、指針が動く範囲における輝度値の分析によって測定値を読み取る方法が提案されている。特許文献１では、輝度値が最も低く、円弧状の目盛盤における径方向の輝度値の変化が少ない部分に指針が存在すると推定し、基準画像との相関が高い部分から測定値を読み取っている。
【０００４】
特許文献２では、指針に対して設定された輝度値の部分を画像認識により特定するため、背景除去、ノイズ除去等を行なう技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１３３５６０号公報
【特許文献２】特開２００２−１８８９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１又は特許文献２等の従来の方法では、撮像画像中の指針が写っている領域の輝度値は他の領域よりも低いという前提で、所定値よりも低い輝度値が現れる部分を撮像画像から抽出している。特許文献１では、予め指針を写した撮像画像を用い、目盛盤の撮像画像と共に周波数変換を施し、相関が高い部分を特定する方法を採用しているが、ノイズの除去を実施しても精度の高い特定が困難である。計器が取り付けられている場所には、工場の窓、他の機器からの光等の影響を受けており、目盛盤には、文字、汚れ等とは異なる鮮明な影が映る場合がある。指針が振れ続ける場合には撮像画像に写る指針の画像は不鮮明であり、鮮明な影等と混同して誤って検出される可能性がある。
【０００７】
本発明は斯かる事情を鑑みてなされたものであり、簡素な方法で精度よくアナログメータの指針を読み取るメータ読取装置、メータ読取方法及びコンピュータプログラム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】
【０００８】
本開示の一態様に係るメータ読取装置は、メータの目盛盤を撮像した撮像画像における前記目盛盤の基準位置、各々数値が対応付けられた前記目盛盤の複数の主目盛の位置、並びに前記メータの指針の形状及び大きさを示す情報を記憶しておく記憶部と、前記メータの目盛盤を新たに撮像した撮像画像を、記憶してある目盛盤の基準位置、前記複数の主目盛の位置に基づき、画像内の目盛に直交する方向に走査して走査画像を作成する第１作成部と、前記指針の形状を示す情報に基づいて指針の画像を作成する第２作成部と、作成した指針の画像を、記憶してある目盛盤の基準位置及び大きさに基づき画像内の目盛に直交する方向に走査して指針の走査画像を作成する第３作成部と、作成された目盛盤の走査画像及び指針の走査画像の比較により、目盛盤の走査画像における目盛に直交する方向に対する、指針が写っている可能性の高さを示す尤度の分布を算出する算出部と、該算出部が算出した尤度の目盛に直交する方向に対する分布に基づいて前記メータの指針が示す数値を特定する特定部とを備える。
【０００９】
本開示の一態様に係るメータ読取方法は、メータの目盛盤を撮像した撮像画像における前記目盛盤の基準位置、各々数値が対応付けられた前記目盛盤の複数の主目盛の位置、並びに前記メータの指針の形状及び大きさを示す情報を記憶媒体に記憶しておき、前記メータの目盛盤を新たに撮像した撮像画像を、記憶してある目盛盤の基準位置、前記複数の主目盛の位置に基づき、画像内の目盛に直交する方向に走査して走査画像を作成し、前記メータの指針の形状を示す情報に基づいて指針の画像を作成し、作成した指針の画像を、記憶してある目盛盤の基準位置及び大きさに基づき画像内の目盛に直交する方向に走査して指針の走査画像を作成し、作成された目盛盤の走査画像及び指針の走査画像の比較により、目盛盤の走査画像における目盛に直交する方向に対する、指針が写っている可能性の高さを示す尤度の分布を算出し、算出された尤度の目盛に直交する方向に対する分布に基づいて前記メータの指針が示す数値を特定する処理を含む。
【００１０】
本開示の一態様に係るコンピュータプログラムは、記憶部を備えるコンピュータに、メータの目盛盤を撮像した撮像画像における前記目盛盤の基準位置、各々数値が対応付けられた前記目盛盤の複数の主目盛の位置、並びに前記メータの指針の形状及び大きさを示す情報を前記記憶部に記憶しておき、前記メータの目盛盤を新たに撮像した撮像画像を、記憶してある目盛盤の基準位置、前記複数の主目盛の位置に基づき、画像内の目盛に直交する方向に走査して走査画像を作成し、前記メータの指針の形状を示す情報に基づいて指針の画像を作成し、作成した指針の画像を、記憶してある目盛盤の基準位置及び大きさに基づき画像内の目盛に直交する方向に走査して指針の走査画像を作成し、作成された目盛盤の走査画像及び指針の走査画像の比較により、目盛盤の走査画像における目盛に直交する方向に対する、指針が写っている可能性の高さを示す尤度の分布を算出し、算出された尤度の目盛に直交する方向に対する分布に基づいて前記メータの指針が示す数値を特定する処理を実行させる。
【００１１】
本開示の一態様では、記憶してある目盛盤の基準位置、複数の主目盛の位置、指針の形状及び大きさに基づいて、目盛盤を撮像した撮像画像を目盛に直交する方向に走査して走査画像が作成される。走査画像と指針画像に対して同様に操作を行なって得られる画像とを用いて走査画像中における指針が写っている可能性の高さを示す尤度分布が求められる。尤度分布に基づいて指針の位置、即ち目盛盤上で指針が示す数値が特定される。撮像した指針の画像ではなく、指針の画像を記憶してある形状及び大きさから改めて作成してから用いることで、ノイズが含まれる画像同士を比較する場合よりも逆に精度が高く特定できる知見が得られた。
【００１２】
本開示の一態様では、対象となるメータは円形状の目盛盤に対してその中心を支点として回転する指針を持つメータに適用できるだけでなく、指針が直線上に左右又は上下に移動するメータに適用することも可能である。
【００１３】
本開示の一態様では、尤度のピークが複数存在する場合、より急峻なピークに対応する目盛に直交する方向における位置に基づいて、指針が示す数値が特定される。これにより精度が高まる。
【００１４】
本開示の一態様では、指針の画像における画素値の変動と類似する画素値の変動を有するか否かを示す尤度が算出される。これにより、多様な条件で撮像された画像に対しても指針が示す数値を特定する精度が高まる。
【００１５】
本開示の一態様では、複数の主目盛の位置の区間毎に線形補完されて指針が示す数値が特定されるから、撮像画像が歪みを含んでいたとしても精度が悪化しない。
【発明の効果】
【００１６】
本開示のメータ読取装置、メータ読取方法、及びコンピュータプログラムによれば、簡素な方法で精度よくアナログメータの指針を自動で読み取ることが可能になる。アナログメータの目視による異常判断の確認業務を省略させることが可能になる。アナログメータをＩｏＴシステムに取り込むことも実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態におけるメータ検針システムの概要を示す説明図である。
【図２】カメラデバイスの模式図である。
【図３】メータ検針システムの構成を示すブロック図である。
【図４】設定される情報の内容例を示す図である。
【図５】撮像画像における歪みの補正の概要を示す図である。
【図６】サーバ装置による読取処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】撮像画像の内容例を示す模式図である。
【図８】撮像画像に対する走査方法の概要を示す図である。
【図９】メータの目盛盤の走査画像の一例を示す模式図である。
【図１０】指針の走査画像の一例を示す模式図である。
【図１１】尤度分布を示す図である。
【図１２】撮像画像に対する走査方法の他の例の概要を示す図である。
【図１３】サーバ装置の制御部による異常検知処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態２のサーバ装置による読取処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１５】実施の形態２における撮像画像に対する走査方法の概要を示す図である。
【図１６】メータの目盛盤の走査画像の一例を示す模式図である。
【図１７】指針の走査画像の一例を示す模式図である。
【図１８】指針の走査画像の画素値の変動分布を示す図である。
【図１９】目盛盤の走査画像における画素値の変動分布を示す図である。
【図２０】実施の形態２における尤度の算出方法を示す図である。
【図２１】実施の形態２における尤度分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本開示のメータ読取方法及びメータ読取装置についてその実施形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１におけるメータ検針システム１００の概要を示す説明図である。メータ検針システム１００は、複数のカメラデバイス１、ゲートウェイ装置２、サーバ装置３、及びクライアント装置４を含む。
【００２０】
カメラデバイス１は、工場内の設備に設けられている複数のメータＭに対して設けられている。ゲートウェイ装置２は工場内に設置されており、複数のカメラデバイス１と通信接続が可能である。カメラデバイス１とゲートウェイ装置２との間の通信接続は、例えば近距離無線通信により実現される。カメラデバイス１とゲートウェイ装置２との間は、有線によって通信接続が可能な構成としてもよい。
【００２１】
カメラデバイス１は、メータＭの目盛盤を撮像した撮像画像をゲートウェイ装置２へ通信により送信する。ゲートウェイ装置２は、複数のカメラデバイス１夫々から送信される撮像画像を、ネットワークＮを介してサーバ装置３へ送信する。
【００２２】
サーバ装置３は、ゲートウェイ装置２から送信された撮像画像に対して後述する処理を実行し、撮像画像に写っている１又は複数のメータＭの指針の位置が示す状態を特定する。サーバ装置３はこれに加え、状態を特定するための設定情報をＷｅｂベースで受け付ける機能を発揮すると共に、特定した状態に基づいてメータＭが設けられている工場の管理者へ警報を発報する機能を発揮する。なおサーバ装置３について本実施の形態では、説明を容易にするために１台のサーバコンピュータとして説明するが、１台のサーバコンピュータにて論理的に複数のインスタンスにより動作する仮想サーバにより実現される。また、複数のサーバコンピュータで機能又は処理を分散させるか、重畳させてもよい。
【００２３】
ネットワークＮは、公衆網Ｎ１、及びキャリアネットワークＮ２を含む。公衆網Ｎ１は所謂インターネットである。キャリアネットワークＮ２は、次世代又は次々世代高速携帯通信規格等の規格に基づく無線通信を実現する通信キャリアが提供するネットワークである。公衆網Ｎ１はアクセスポイントＡＰを含む。キャリアネットワークＮ２は基地局ＢＳを含む。ゲートウェイ装置２は、アクセスポイントＡＰ又は基地局ＢＳにより、公衆網Ｎ１に接続されるサーバ装置３との間で情報の送受信が可能である。
【００２４】
工場内の設備に取り付けられている多様なメータの内、デジタル出力機能を有するメータからは、例えば工場内のセンターコンソール等の制御装置に向けて測定結果を出力させ、制御装置で測定対象の状態の異常の有無等を判断することが容易である。これに対し、デジタル出力機能を有していないメータＭについては従来、工場管理担当者が目視で異常の有無を確認するか、担当者が立ち入ることができない場所についてはカメラでメータの目盛盤を撮像してこれを担当者が遠隔から確認し、異常の有無を判断してきた。例えば、ダイヤフラム式の圧力計であるメータＭについては、異常に高圧力となっていないか否かを担当者が１日に数回目視して確認するなどして、工場内設備の異常の有無を判断してきた。
【００２５】
本実施の形態では、デジタル出力機能を有していないメータＭに対してカメラデバイス１を取り付け、カメラデバイス１で撮像された撮像画像に基づくサーバ装置３のメータ読取装置としての機能によって、メータＭで測定している状態を特定するメータ検針システム１００を実現する。以下に示す処理内容により、サーバ装置３は高精度にメータＭの指針が差す状態を特定することができる。これにより、既存のアナログ式のメータＭにカメラデバイス１を設けてゲートウェイ装置２を工場内に設置する容易な手順で、担当者の１日に数回の目視の作業を省略することを実現する。
【００２６】
図２は、カメラデバイス１の模式図である。図２Ａは模式斜視図、図２Ｂは模式断面図である。カメラデバイス１は、基板１０から延出された短冊状の延出基板１０ｆの一面に撮像部１１及び光源１２を設け、基板１０に通信部１３及び制御部１４を実装し、電池ボックス１６を接続して構成される。なお光源１２は、設置場所によっては不要な場合があるので着脱可能であることが好ましい。カメラデバイス１は、延出基板１０ｆの撮像部１１が実装されている面をメータＭの目盛盤の視認用の窓に向けるようにして取り付けられる。カメラデバイス１は、アダプタ１７によってメータＭに対して位置決めされる。アダプタ１７は、メータＭの外径より大きい円形状の透明樹脂製カバー１５及び該カバー１５の一端に固定されたアダプタ１７の本体を有している。アダプタ１７の本体に電池ボックス１６と共に基板１０を固定し、カバー１５をメータＭの窓に被せ、図示しない取付ネジ又は取付金具で固定することで、カメラデバイス１がメータＭに対して、図２に示すように位置決めされる。カバー１５は透明樹脂製であり、メータＭの目盛盤に対向する撮像部１１が実装された延出基板１０ｆは短冊状であって撮像部１１の大きさに対応する幅を有する程度の大きさでよいので、カメラデバイス１が取り付けられた状態でのメータＭも視認が可能である。なおカメラデバイス１及びアダプタ１７の構成はこれに限らないことは勿論である。
【００２７】
撮像部１１は、可視光又は赤外光の撮像素子及びメモリ等を含み、制御部１４の制御信号に応じて撮像を実行する。光源１２は例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）を含み、制御部１４の制御信号に応じて、撮像時に白色光又は赤外光を照射する。光源１２については照度センサを用い、環境光によって十分に明るい場合には点灯しない等、環境光に応じた点灯とするようにしてもよい。通信部１３はゲートウェイ装置２との通信接続を実現する。通信部１３は例えばBluetooth（登録商標）、特に２．４ＧＨｚのＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）等の近距離無線通信モジュールを含む。
【００２８】
制御部１４はプロセッサ及びメモリを含み、メモリに記憶されているプログラム及び設定情報に基づいて撮像部１１による撮像実行、光源１２の点灯及び消灯、並びに通信部１３による送受信を制御する。メモリに記憶されている設定情報には、カメラデバイス１を他と識別するための識別情報が予め記憶されており、制御部１４は、通信部１３から撮像画像を送信する際に、メモリに記憶されている識別情報を対応付けて送信する。制御部１４は、設定情報に含まれる周期に基づいて、又はゲートウェイ装置２からの指示に応じて撮像部１１で撮像を実行し、撮像部１１の内蔵メモリに一時保存される撮像画像を読み出し、通信部１３に与えてゲートウェイ装置２へ送信させる。
【００２９】
カメラデバイス１は撮像部１１以外に他のセンサを備えてもよい。カメラデバイス１は例えば、温度センサ、湿度センサを備えてもよい。カメラデバイス１は例えば、自身の電池電圧、照度センサ等、撮像環境に関する情報を取得するセンサを備えてもよい。制御部１４は撮像画像のメタデータ記述部分にこれらのセンサで測定された情報を含めて通信部１３から撮像画像と共に送信することができる。
【００３０】
図３は、メータ検針システム１００の構成を示すブロック図である。ゲートウェイ装置２は、プロトコルが異なる第１通信部２２及び第２通信部２３を備えた所謂ＩｏＴゲートウェイと呼ばれる装置を用いる。ゲートウェイ装置２は、制御部２０及び記憶部２１を備える。制御部２０はＣＰＵ及びクロック等を用いて予め記憶されたプログラム及び設定情報に基づいてカメラデバイス１から送信される撮像画像のサーバ装置３への送信処理を行なう。第１通信部２２は、カメラデバイス１との通信用のＢＬＥ等の近距離無線通信モジュールを含む。第２通信部２３は、ネットワークＮに含まれるキャリアネットワークＮ２経由での通信を実現する次世代移動通信規格用の通信モジュールを含む。ゲートウェイ装置２はその他、イーサネット（登録商標）用のデバイス、無線ＬＡＮ用の通信モジュールを備えてもよい。
【００３１】
サーバ装置３は、サーバコンピュータを用いる。サーバ装置３は、制御部３０、記憶部３１、及び通信部３２を備える。制御部３０はＣＰＵ（Central Processing Unit ）又はＧＰＵ（Graphical Processing Unit ）を用いたプロセッサであり、内蔵する揮発性メモリ、クロック等を含む。制御部３０は後述するように画像処理を実行するためＧＰＵ又は別途グラフィックカードを用いることが好ましい。制御部３０は、記憶部３１に記憶されているサーバプログラム３０Ｐに基づいた各処理を実行し、汎用サーバコンピュータを後述するメータＭの撮像画像に関する情報処理を行なう特定のメータ読取装置として機能させる。
【００３２】
記憶部３１は、ハードディスクを用いてサーバプログラム３０Ｐのほか、制御部３０が参照する情報を記憶する。記憶部３１は、後述の撮像画像に対する処理の際に制御部３０が参照するメータＭ毎の設定情報を、メータＭの識別情報と対応付けて記憶する。記憶部３１に記憶してあるサーバプログラム３０Ｐは、通信部３２により外部から取得して記憶したものであってよい。
【００３３】
通信部３２は、ネットワークカードを含む。制御部３０は通信部３２により、ネットワークＮを介したクライアント装置４との間の情報の送受信が可能である。
【００３４】
クライアント装置４は、制御部４０、記憶部４１、表示部４２、操作部４３、音声入出力部４４、及び通信部４５を備える。制御部４０は、ＣＰＵ、又はＧＰＵ等のプロセッサと、メモリ等を含む。制御部４０は、プロセッサ、メモリ、記憶部４１、及び通信部４５を集積した１つのハードウェア（ＳｏＣ：System On a Chip）として構成されていてもよい。制御部４０は、記憶部４１に記憶されているアプリプログラム４０Ｐに基づき、汎用的なコンピュータを本実施の形態のメータ検針システム１００のユーザ用のクライアント装置４として機能させる。
【００３５】
記憶部４１は、例えばフラッシュメモリ等の不揮発性メモリを含む。記憶部４１は、アプリプログラム４０Ｐを記憶する。アプリプログラム４０ＰはＷｅｂブラウザ機能を含むとよい。記憶部４１に記憶してある汎用のＷｅｂブラウザプログラムが用いられてもよい。記憶部４１は、制御部４０が参照するデータを記憶する。アプリプログラム４０Ｐは、記憶媒体４９に記憶されたアプリプログラム４９Ｐを、制御部４０が図示しない読取部によって読み出して記憶部４１にインストールしたものであってもよい。アプリプログラム４０Ｐは、任意のサーバ装置がネットワークＮを介して配信するアプリプログラム（図示せず）を制御部４０が通信部４５により受信して記憶部４１にインストールしたものであってもよい。
【００３６】
表示部４２は、液晶パネル又は有機ＥＬディスプレイ等のディスプレイ装置を含む。操作部４３は、ユーザの操作を受け付けるインタフェースであり、物理ボタン、ディスプレイ内蔵のタッチパネルデバイスを含む。操作部４３は、物理ボタンまたはタッチパネルにて表示部４２で表示している画面上における操作を受け付けることが可能である。
【００３７】
音声入出力部４４は、スピーカ及びマイクロフォン等を含む。音声入出力部４４は、音声認識部を備えて、マイクロフォンにて入力音声から操作内容を認識して操作を受け付けることが可能である。
【００３８】
通信部４５は、ネットワークＮを介してサーバ装置３との間の情報の送受信を実現する無線通信モジュールである。通信部４５は、ネットワークカードを用いて有線によりネットワークＮを介した通信を行なってもよい。
【００３９】
このように構成されるメータ検針システム１００におけるメータＭの検針方法を説明する。本実施の形態においてゲートウェイ装置２は、記憶部２１に予め、通信接続可能なカメラデバイス１のデバイス識別情報を記憶しておく。デバイス識別情報は例えばＭＡＣアドレスであってよいし、予めカメラデバイス１に付与して記憶されている情報であってもよい。記憶部２１には、ゲートウェイ装置２自身のゲートウェイ識別情報が加えて記憶されてもよい。ゲートウェイ装置２は、カメラデバイス１用の第１通信部２２によって複数のカメラデバイス１に対してペアリングを確立させ、ペアリングが確立されたカメラデバイス１夫々に異なるアドレスを一時的に付与する。ゲートウェイ装置２の制御部２０は、複数のカメラデバイス１に対し、記憶部２１に記憶してあるデバイス識別情報と対応付けて順に、撮像の実行及び撮像画像の送信を指示する。
【００４０】
カメラデバイス１は夫々、ゲートウェイ装置２から指示を受けると、光源１２を点灯させ、撮像部１１による撮像を実行し、光源１２を消灯させ、撮像画像を通信部１３からゲートウェイ装置２へ送信する。制御部１４は、内蔵メモリにデバイス識別情報が予め記憶してある場合、これを撮像画像と共に送信してもよい。
【００４１】
ゲートウェイ装置２の制御部２０は、カメラデバイス１から第１通信部２２により撮像画像を受信する都度、対応するデバイス識別情報と対応付けて、第２通信部２３から撮像画像をサーバ装置３宛てに送信する。制御部２０は内蔵メモリを用いて、撮像画像を蓄積してもよい。第２通信部２３からの送信が困難な場合には蓄積しておき、通信可能となった時点で送信すればよい。
【００４２】
ゲートウェイ装置２の制御部２０は、以上の撮像指示、撮像画像の受信及び送信の処理を、通信接続可能な１又は複数のカメラデバイス１に対して巡回的に繰り返す。ゲートウェイ装置２は例えば、最大２０台のカメラデバイス１と通信接続することができる。１回の撮像指示からサーバ装置３への送信に１０秒−２０秒要する場合、各カメラデバイス１では４分−６分に一度撮像が実行される。
【００４３】
サーバ装置３では、ゲートウェイ装置２から撮像画像が送信される都度、デバイス識別情報と対応付けてメータＭ毎に、後述する処理によってメータＭの目盛盤から指針の位置を特定し、指針が指し示す目盛に対応する数値を特定する。制御部３０は、指針の位置の特定、及び数値の特定に使用する設定情報をメータＭ毎、デバイス識別情報に対応付けて記憶部３１に記憶している。これらの情報は、サーバ装置３にクライアント装置４を接続してオペレータの操作によって処理を受け付けるとよい。
【００４４】
図４は、設定される情報の内容例を示す図である。図４中、指針支点位置を符号Ｏで示し、複数の主目盛の位置を符号Ｐ0 ，Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 ，Ｐ4 ，Ｐ5 で示している。これらの位置は、オペレータが画面上で選択して設定されるとよい。記憶部３１には、図４に示した指針支点位置Ｏの撮像画像上の位置を示す座標、複数の主目盛の位置Ｐ0 ，Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 ，Ｐ4 ，Ｐ5 ，…の位置を示す座標が夫々記憶される。
【００４５】
また図４では、記憶してある指針の一般的な輪郭情報に基づき描画された輪郭に対して調整されて確定した指針の形状に対応する輪郭Ｃが示されている。記憶部３１に予め指針の形状として一般的な輪郭を示す情報を記憶している。輪郭Ｃは、予め記憶してある輪郭を示す情報に基づき描画された輪郭に対し、オペレータが先端の指定、幅の拡縮、長さの調整をすることによって確定する。記憶部３１には、確定された輪郭Ｃの長さ及び幅と、輪郭Ｃに対する指針支点位置Ｏの相対位置とが記憶される。針色についても選択を受け付
け、記憶部３１に記憶されるとよい。
【００４６】
また記憶部３１には、撮像画像の歪み補正も予め設定されてあるとよい。歪み補正では例えば、カメラデバイス１の撮像部１１とメータＭとの間の距離が近いため、撮像部１１がメータＭの目盛盤とが厳密には垂直でなく即ち正対していない場合に歪みが大きくなる。その他レンズの特性による歪みがある。図５は、撮像画像における歪みの補正の概要を示す図である。図５では、撮像画像の歪みを格子で表している。図５に示すように、本来は相互に垂直に交わっている格子が、撮像方向の角度、レンズ特性等によって図５Ａに示すように歪んで撮像される。サーバ装置３の制御部３０にて、画像解析機能を用いて自動的に歪みを特定して補正してもよいし、撮像画像をプレビューさせる画面を表示し、オペレータが補正後の撮像画像を確認しながら、歪みを補正してもよい。図５Ｂは、補正後の格子を示している。補正パラメータ群は記憶部３１に設定情報として記憶される。設定情報に基づいて制御部３０は、同一のカメラデバイス１で撮像した撮像画像に対して、後述の読取処理の前段階で補正を行なうことができる。
【００４７】
次に、図４及び図５に示すようにして設定された設定情報に基づく読取処理について説明する。読取処理は、クライアント装置４を介して受け付けられた設定情報に基づき、カメラデバイス１から送信される撮像画像に対してサーバ装置３にて実行される。
【００４８】
図６は、サーバ装置３による読取処理手順の一例を示すフローチャートである。サーバ装置３は、撮像画像をゲートウェイ装置２から受信する都度、以下の処理を実行する。
【００４９】
サーバ装置３の制御部３０は、受信した撮像画像に対応するデバイス識別情報を特定し（ステップＳ２０１）、デバイス識別情報に対応付けられている設定情報を記憶部３１から読み出す（ステップＳ２０２）。
【００５０】
制御部３０は、読み出した設定情報に基づき、受信した撮像画像に対して第１に歪み補正処理を実行する（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３において制御部３０は例えば、上述したように設定情報受付画面４２０内の撮像画像を含むプレビュー画面４２２にて、担当者の操作による補正のパラメータ群を読み出して適用する。制御部３０は、歪み補正のパラメータを予め自動的に特定しておき、記憶部３１に記憶しておいて使用してもよい。
【００５１】
制御部３０は、撮像画像に対して第２にイコライゼーション処理を実行する（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０４におけるイコライゼーション処理は、画像の階調補正によって、影や反射等のノイズ要素の影響を低減する画像処理である。
【００５２】
制御部３０は次に、ステップＳ２０３及びＳ２０４の処理後の撮像画像に写っているメータＭを１つ選択し（ステップＳ２０５）、選択したメータＭについて記憶してある設定情報に基づいて以下のステップＳ２０６からステップＳ２１４の処理を実行する。
【００５３】
制御部３０は、撮像画像に対し、指針支点位置を基準として、指針の長さ方向に沿う指針の長さ分に対応する範囲の画素を走査する処理を、複数の目盛位置の内の０（ゼロ）目盛位置から最大の目盛位置まで、目盛に直交する方向（又は指針が進行する方向）に順次進める（ステップＳ２０６）。参照処理の都度、参照した画素の画素値を用いて目盛盤の走査画像を作成する（ステップＳ２０７）。
【００５４】
制御部３０は、読み出した設定情報に含まれる指針の形状の輪郭の情報及び針色に基づいて、指針の画像を作成する（ステップＳ２０８）。ステップＳ２０８において制御部３０は例えば、指針の長さ及び幅よりもいずれも十分に大きい背景画像を設定情報に含まれる目盛盤の色で描画し、この背景画像の中央に、輪郭の情報に基づいて長さ及び幅に対応させた指針の輪郭を描画し、輪郭内を設定情報の針色で描画する。目盛に直交する方向に、指針の長さに対応する幅分の画素を走査し（ステップＳ２０９）、走査した画素の画素値を用いて指針の走査画像を作成する（ステップＳ２１０）。
【００５５】
制御部３０は、ステップＳ２０７で作成した目盛盤の走査画像における目盛に直交する方向に沿って、ステップＳ２１０で作成した指針の走査画像を用い、指針が写っている可能性の高さの分布（尤度分布）を算出する（ステップＳ２１１）。
【００５６】
ステップＳ２１１において制御部３０は、目盛盤の走査画像（矩形画像）における目盛に直交する方向に沿って、ステップＳ２１０で作成した指針の走査画像を指針の方向に合わせて重畳させ、対応する画素同士の差分を算出して得られる数値に基づいて尤度を算出する。制御部３０は、対応する画素同士の差分を、指針の走査画像の大きさの範囲全て合算したものを用いてもよいし、和の平均値を算出してもよい。制御部３０は差分の合算値、又は平均値が小さい程に、指針の走査画像が位置する目盛盤の走査画像内の箇所に指針が写っている可能性が高いとして尤度を算出する。好ましくは、指針の走査画像における指針の中心線及び中心線から所定幅分の画素については、その差分が小さい程尤度が大きくなるように、差分に重み付けを与えて尤度を算出するとよい。
【００５７】
制御部３０は、ステップＳ２１１で算出した目盛に直交する方向、即ち目盛位置に対する尤度分布の微分値を用いて尤度分布を補正する（ステップＳ２１２）。ステップＳ２１２において制御部３０は、尤度分布におけるピークの内、尤度が同程度のピークについてはより急峻なピークを採用するためである。
【００５８】
制御部３０は、ステップＳ２１２の補正後の尤度分布に基づき、尤度が最大となる目盛盤の走査画像上の位置を特定し（ステップＳ２１３）、特定した位置に対応する指針が示す数値を算出して記憶部３１にデバイス識別情報及びメータ識別情報と対応付けて記憶する（ステップＳ２１４）。ステップＳ２１４における記憶は、撮像画像を取得した時間を示す時間情報と対応付けてログとして蓄積記憶してもよいし、最新の数値情報のみを記憶するようにしてもよい。
【００５９】
制御部３０は、受信した撮像画像について写っている監視対象のメータＭ全ての処理を実行したか否かを判断し（ステップＳ２１５）、全ての処理を実行していないと判断された場合（Ｓ２１５：ＮＯ）、処理をステップＳ２０５へ戻し、次のメータＭを選択して（Ｓ２０５）、処理を続行する。
【００６０】
ステップＳ２１５にて全ての処理を実行したと判断された場合（Ｓ２１５：ＹＥＳ）、制御部３０は処理を終了する。
【００６１】
ステップＳ２０６における走査に際し、指針が目盛範囲の上下限（ゼロ及び最大の目盛位置）を超えて振れることが予想される場合には、その上下限を超える部分を「読取範囲外領域」として設定された範囲を含めて実行してもよい。制御部３０はステップＳ２０６で、「読取範囲外領域」を走査画像の対象とするか否かの設定に基づいて走査を進めてもよい。「読取範囲外領域」を対象としない場合、制御部３０はＳ２０６で示したように、ゼロ目盛位置から最大目盛位置までに限定して走査を行ない、走査画像を作成する。「読取範囲外領域」を対象とする場合、制御部３０は「読取範囲外領域」も含めて走査を進め、走査画像を作成し、Ｓ２１１以降の処理で指針が「読取範囲外領域」に存在していることが推定できる状態では、Ｓ２１３の特定処理を回避するといった処理を行なってもよい。
【００６２】
撮像画像の内容例を用い、図６のフローチャートに示した処理手順について具体的に説明する。図７は、撮像画像の内容例を示す模式図である。図７では図４で示したように圧力計であるメータＭを撮像した例を示している。図８は、撮像画像に対する走査方法の概要を示す図である。図８では、図７に示した撮像画像に対し、図４を参照して説明した処理によって設定された指針支点位置を符号Ｏ、複数の主目盛の位置を符号Ｐ0 ，Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 ，Ｐ4 ，Ｐ5 で示している。図８では、目盛盤の走査画像を作成するための走査の進行方向を白抜きの矢符を示し、１回の走査（主走査）で参照する指針の長さ分に対応する範囲を破線の矩形Ｌにて示している。矩形Ｌは、指針の基準位置である指針の支点位置の画素を通り、指針の長さ分における１〜２画素、画素が参照できる程度の幅の範囲である。制御部３０はステップＳ２０７（ステップＳ２１０でも同様）において、矩形Ｌを指針支点位置Ｏで少しずつ回転させながら画素値を参照して走査画像を作成する。
【００６３】
図９は、メータＭの目盛盤の走査画像の一例を示す模式図である。図９では走査画像を線図で示し、走査画像中の図８中で示した符号Ｏ，Ｐ0 ，Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 ，Ｐ4 ，Ｐ5 で識別される主目盛の位置を符号で示している。図９に示すように走査画像は矩形画像として作成される。図９に示す一例では、矩形画像を横切る線分Ｑが、指針支点位置に対応している。長辺方向は走査時の矩形Ｌの回転角度に対応する。なお図９に示すように、撮像画像におけるメータＭの歪みによって、主目盛間の区間毎に長さが異なる。したがって後に指針が示す数値を読み取る際には区間毎に異なる主目盛間の目盛の配分に基づいて特定する。なお区間の長さを均一化するために区間毎に異なる係数で走査画像を伸長又は短縮させるようにしてもよい。
【００６４】
図１０は、指針の走査画像の一例を示す模式図である。図８に示した方法で目盛盤の走査画像と同様の走査画像を作成するため、指針の下部が拡がった画像として作成される。
【００６５】
図１１は、尤度分布を示す図である。横軸は目盛盤の走査画像の走査の進行方向、縦軸は尤度を示している。図１１は、尤度分布を図９に示した目盛盤の走査画像に重畳させるようにして示している。図１１は、図９の目盛盤の走査画像に対して図１０の指針の走査画像が合致、即ち指針が写っている可能性の高さの分布を示している。図１１の例では、目盛盤の走査画像における左側に尤度のピークがある。制御部３０はピークの位置と、走査画像上における主目盛の位置とに基づき、指針は３．４付近を示していると特定することができる。
【００６６】
上述の処理は、回転する指針を持つメータＭを例に説明したが、これに限らず上下する指針又は左右に動く指針（針に限らない指示部）を持つメータＭに対しても同様の処理によって読取が可能である。このとき走査を進める方向は、目盛に直交する方向（指針が上下する方向）で変わらない。ただしこのようなメータＭに対しては、設定情報として指針支点位置ではなく指針の基準位置（例えば中心）を受け付けて記憶しておき、読取処理においては基準位置を用いて走査画像を作成する。図１２は、撮像画像に対する走査方法の他の例の概要を示す図である。図１２に示す例では、垂直方向に指針が上下する水位計の撮像画像を用いている。このような水位計であっても目盛に直交する方向（指針又は水面、境界面等が進行する方向）に順次、指針を含む範囲Ｌの画素値を参照して走査画像を作成することで同様の処理を適用することができる。
【００６７】
読み取られた数値は夫々、メータＭの測定対象の状態の異常検知に利用できる。以下の処理では、読み取られた数値が予め設定された範囲内にあるか否かをサーバ装置３にて判断し、範囲外であると判断された場合のみにメータ検針システム１００のクライアント装置４を用いる担当者へ向けて通知を行ない、安全監視サービスを実現する。
【００６８】
図１３は、サーバ装置３の制御部３０による異常検知処理の手順の一例を示すフローチャートである。制御部３０は、図６のフローチャートに示した読取処理を実行する都度、又は、数分に１度、数時間に１度等の所定の周期で以下に示す処理手順を実行する。
【００６９】
制御部３０は、デバイス識別情報を選択し（ステップＳ３０１）、選択したデバイス識別情報に対応付けて記憶したメータＭ毎の指針が示す数値を読み出す（ステップＳ３０２）。制御部３０は、選択したデバイス識別情報に対応するメータＭ毎の所定安全範囲を読み出し（ステップＳ３０３）、ステップＳ３０２で読み出した数値が、ステップＳ３０３読み出した所定の安全範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ３０４）。
【００７０】
ステップＳ３０４で安全範囲内であると判断された場合（Ｓ３０４：ＹＥＳ）、制御部３０は、監視対象のメータＭに対応するデバイス識別情報を全て選択したか否かを判断する（ステップＳ３０５）。全て選択したと判断された場合（Ｓ３０５：ＹＥＳ）、制御部３０は処理を終了する。
【００７１】
ステップＳ３０４で安全範囲外であると判断された場合（Ｓ３０４：ＮＯ）、制御部３３０は、ステップＳ３０１で選択したデバイス識別情報に対応付けられているアカウント情報に基づいて担当者へ向けて発報し（ステップＳ３０６）、処理をステップＳ３０５へ進める。
【００７２】
ステップＳ３０５で全て選択していないと判断された場合（Ｓ３０５：ＮＯ）、制御部３０は処理をステップＳ３０１へ戻す。
【００７３】
従来は担当者が工場を巡回して、アナログメータであるメータＭを目視により確認して異常の有無を判断してきた。しかしながら本開示のサーバ装置３の機能によって高精度な自動読取が可能になる。カメラデバイス１をメータＭに位置決めして取り付け、ゲートウェイ装置２を設定、設置し、各カメラデバイス１について図４に示したような初期的な設定を行なうのみで以後、異常検知の業務を自動化することができる。例えば高温、危険ガス取扱い等、担当者の立ち入りが困難な場所に設置されているメータについても、高温対応のアダプタ１７を用いてカメラデバイス１を使用することで、検針を自動化させることが可能である。
【００７４】
（実施の形態２）
実施の形態２におけるメータ検針システム１００の構成は、サーバ装置３のメータ読取装置としての読取処理の詳細を除き、実施の形態１における構成と同様である。以下の実施の形態２の説明において実施の形態１と共通する構成については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７５】
実施の形態２における読取処理手順について説明する。図１４は、実施の形態２のサーバ装置３による読取処理手順の一例を示すフローチャートである。図１４のフローチャートに示す処理手順の内、実施の形態１の図６のフローチャートに示した処理手順と共通する手順については同一のステップ番号を付して詳細な説明を省略する。
【００７６】
サーバ装置３の制御部３０は、受信した撮像画像に対応するデバイス識別情報を特定し（Ｓ２０１）、デバイス識別情報に対応する設定情報を読み出す（Ｓ２０２）。制御部３０は、受信した撮像画像に対して歪み補正処理を実行する（Ｓ２０３）。実施の形態２ではイコライゼーション処理は実行しない。
【００７７】
制御部３０は、撮像画像に写っているメータＭを１つ選択し（Ｓ２０５）、選択したメータＭに対する設定情報に基づいて以下の処理を実行する。
【００７８】
制御部３０は、撮像画像に対し、指針支点位置を基準とした画素を走査する処理を、目盛盤の全域に対し、目盛に直交する方向（又は指針が進行する方向）に順次進める（ステップＳ２２６）。ステップＳ２２６における「指針支点位置を基準とした画素の走査」は、実施の形態２では、指針の針尾から針先までの長さ分の範囲の画素のみならず、針尾よりも外側部分の領域に及んでもよい。
【００７９】
制御部３０は、ステップＳ２２６の参照処理の都度、参照した画素の画素値を用いて目盛盤の走査画像を作成する（Ｓ２０７）。
【００８０】
制御部３０は、選択したメータＭの指針の画像を作成し（Ｓ２０８）、作成した画像に対してステップＳ２２６同様に、指針支点位置を基準とした画素の走査を実行し（Ｓ２０９）、操作した画素の画素値を用いて指針の走査画像を作成する（Ｓ２１０）。
【００８１】
制御部３０はステップＳ２１０で作成した指針の走査画像に対し、走査画像の範囲内における画素値の変動分布を算出する（ステップＳ２２１）。ここで画素値は、明度（輝度）に対応する値であってもよいし、ＲＧＢ夫々の値であってもよい。
【００８２】
制御部３０は、ステップＳ２０７で作成した目盛盤の走査画像における目盛に直交する方向に沿って、ステップＳ２２１で作成した指針の走査画像の画素値の変動分布を用いて、指針が写っている可能性の高さの分布（尤度分布）を算出する（ステップＳ２２２）。
【００８３】
ステップＳ２２２において制御部３０は、目盛盤の走査画像（矩形画像）における目盛に直交する方向に沿って、ステップＳ２１０で作成した指針の走査画像に対応する範囲を順次ずらしながら各範囲内の画素値を抽出する。制御部３０は、抽出した範囲の画素値の変動分布を算出し、ステップＳ２２１で算出された変動分布との類似性を示す数値に基づいて尤度を算出する。指針の画像は基本的に、輪郭が明確な指針が写っているため、画素値の変動が輪郭部分で大きい。目盛盤は大抵の場合、背景色であるから、映り込み、反射等の影響が無ければ変動が小さいはずである。制御部３０は、各範囲内における画素値の変動分布の、指針の走査画像における画素値の変動分布との類似度に対応する導関数（後述）の積和を尤度として算出する。画素値の変動分布は、範囲内を任意の少なくとも１つの方向で走査した変動分布として算出されるが、尤度の精度を高めるために、異なる方向に走査した結果を積和してもよい。異なる方向の変動分布に重み付けを与えて尤度として合算してもよい。詳細は線図を参照して後述する。
【００８４】
制御部３０は、ステップＳ２２２で算出した尤度分布に基づいて、尤度が最大となる目盛盤の走査画像上の位置を特定し（Ｓ２１３）、特定した位置に対応する指針が示す数値を算出して記憶部３１にデバイス識別情報及びメータ識別情報と対応付けて記憶する（Ｓ２１４）。
【００８５】
制御部３０は、受信した撮像画像について写っている監視対象のメータＭ全ての処理を実行したか否かを判断し（Ｓ２１５）、全ての処理を実行していないと判断された場合（Ｓ２１５：ＮＯ）、処理をステップＳ２０５へ戻し、次のメータＭを選択して（Ｓ２０５）、処理を続行する。
【００８６】
ステップＳ２１５にて全ての処理を実行したと判断された場合（Ｓ２１５：ＹＥＳ）、制御部３０は処理を終了する。
【００８７】
実施の形態２の図１４のフローチャートに示した処理手順について具体的に説明する。実施の形態２においても、メータＭを撮像した場合には、図７に示したような撮像画像が取得される。図７に示した撮像画像を例に挙げて実施の形態２における読取手順を具体的に説明する。
【００８８】
図１５は、実施の形態２における撮像画像に対する走査方法の概要を示す図である。図１５では、図７に示した撮像画像に対し、図４を参照して説明した処理によって設定された指針支点位置を符号Ｏ、複数の主目盛の位置を符号Ｐ0 ，Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 ，Ｐ4 ，Ｐ5 で示している。図１５では、目盛盤の走査画像を作成するための走査の進行方向を白抜きの矢符を示し、１回の走査（主走査）で参照する画素群を、指針支点位置を中心とした目盛までの距離の２倍の長さの線分Ｌ２にて示している。線分Ｌ２は、指針の基準位置である指針の支点位置の画素を通る長さ分の線分である。制御部３０はステップＳ２０７（ステップＳ２１０でも同様）において、線分Ｌ２を指針支点位置Ｏで少しずつ回転させながら、３６０度分、線分Ｌ２上の画素値を参照して走査画像を作成する。線分Ｌ２は、１〜２画素分の幅を有してＬ２内の画素を参照するようにしてもよい。
【００８９】
図１６は、メータＭの目盛盤の走査画像の一例を示す模式図である。図１６では走査画像を線図で示し、走査画像中の図１５中で示した符号Ｏ，Ｐ0 ，Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 ，Ｐ4 ，Ｐ5 で識別される主目盛の位置を符号で示している。図１６に示すように走査画像は矩形画像として作成される。図１６に示す一例では、矩形画像を横切る線分Ｑが、指針支点位置Ｏに対応している。長辺方向は走査時の矩形Ｌの回転角度に対応する。図１６に示す実施の形態２における目盛盤の走査画像は、図９と比較して、参照基準の線分Ｌ２が指針の針尾部分側の空白に及んでいる。この場合、線分Ｌ２を針尾側から先に延伸させることにより、針尾の先の領域は画素値の変動が小さいことが尤度に反映される。即ち、針尾の先を含めた指針画像との相関量が多さで尤度を算出することが可能になる。
【００９０】
図１７は、指針の走査画像の一例を示す模式図である。図１５に示した方法で目盛盤の走査画像と同様の走査画像を作成するため、指針の針尾部分が拡がった画像として作成されると共に、参照基準の線分Ｌ２が針尾部分の空白に及んでいる。
【００９１】
図１８は、指針の走査画像の画素値の変動分布を示す図である。制御部３０は、指針の走査画像について、走査方向（図１７，図１８における横方向、ここでは指針の走査画像の幅方向）における画素値の分布を１ライン（１〜数画素の幅）ずつ取得し、取得した画素値を１画素単位で微分して変動分布を算出する。変動分布を走査方向に直交する方向にずらしながら、走査画像の高さ分だけ算出して記憶しておく。図１８では、走査画像における高さ yがy=h1のときの走査方向に対する画素値の分布Ｂ２（h1）、高さ yがy=h2のときの走査方向に対する画素値の分布Ｂ２（h2）が取得されている。各々の分布を走査方向の１画素単位（x ）で微分すると、以下の式（１）のように表される。ここでＢ２の「Ｂ」は走査方向における分布、「２」は、指針の走査画像における分布であることを示している。
【００９２】
【数１】
2020038188.tif 000003
【００９３】
図１８に示すように、指針が写る範囲の画素値の変動分布は、走査方向において中央部分の画素値（明度、輝度値、ＲＧＢ値）が低い部分が存在することが分かる。
【００９４】
図１９は、目盛盤の走査画像における画素値の変動分布を示す図である。制御部３０は、目盛盤の走査画像を走査方向に所定の画素単位ずつ、図１９に示すように、指針の走査画像と一致する範囲のみ抽出し、抽出された範囲における画素値の分布を、図１８と同様にして算出し、微分して変動分布を算出する。図１９に示す画像は、図１６に示した目盛盤の走査画像の内、走査方向における位置ＸがＸ＝αであるときの破線で示す範囲を示している。
【００９５】
制御部３０は、図１９に示すような走査画像における範囲に対し、図１８で示した方法と同様に、走査方向（図１９における横方向、ここでは抽出範囲の幅方向）における画素値の分布を１ライン（１〜数画素の幅）ずつ取得し、取得した画素値を１画素単位で微分して変動分布を算出する。目盛盤の走査画像における走査方向における画素値の変動分布は、以下の式（２）のように表される。ここで「Ｂ」は走査方向における分布、「１」は、目盛盤の走査画像における分布であることを示している。
【００９６】
【数２】
2020038188.tif 000004
【００９７】
図２０は、実施の形態２における尤度の算出方法を示す図である。実施の形態２において尤度は、図１９に示したような目盛盤における走査画像から、走査方向の位置Ｘを中心として抽出された範囲における画素値の変動が、図１８に示した指針の画像における画素値の変動とどれほどに類似しているかの変動類似性の積和によって算出される。変動類似性は、抽出範囲及び指針画像における走査方向の１行毎に、以下のように算出される。
【００９８】
制御部３０は、抽出範囲における走査方向の変化分毎の変動分布と、指針画像における走査方向の変化分毎の変動分布との乗算値を、変化分毎に算出する。乗算値は、変動分布に正の相関がある場合には、乗算の結果は正の値となり、つまり、変動分布における山谷の位置が同じであれば高いスコア、位相が逆なら低いスコアとして算出される。制御部３０は、走査方向の変化分（dx）毎に算出した乗算値の和を取る（式（３））。
【００９９】
制御部３０は、１行毎に算出した抽出範囲（部分画像）と指針の走査画像との間の走査方向における画素値の変動類似性の積和を、走査方向と直交する方向（指針の走査画像の高さ方向）に積算した結果を尤度として算出する（式（４））。
【０１００】
【数３】
2020038188.tif 000005
【０１０１】
この尤度の分布を、Ｘの位置を少しずつ走査方向にずらしてとることにより、指針が写っている可能性（尤度）が高い走査方向の位置が特定できる。図２１は、実施の形態２における尤度分布を示す図である。横軸は目盛盤の走査画像の走査の進行方向、縦軸は尤度を示している。図２１は、尤度分布を図１６に示した目盛盤の走査画像に重畳させるようにして示している。図２１は、図１６の目盛盤の走査画像に対して図１７の指針画像との類似度の高さの分布を示している。図２１の例では、走査画像が３６０度以上走査されて作成されているため、図面上の右側にも反転した指針の画像が写っているが、図１７の指針画像との類似度の高さを示すため、尤度のピークは唯一となり、誤りなく特定することが可能である。
【０１０２】
実施の形態２の尤度の算出においては、図１８−図２０で示したように抽出した範囲における幅方向について画素値を参照し、その変動分布を算出して積和を取ることによって尤度を算出した。しかしながら、尤度の精度を高めるために、幅方向とは異なる方向における変動分布、例えば、抽出した範囲及び指針の走査画像の高さ方向について変動分布を算出し、算出した変動分布を同様にして積算し、幅方向の変動分布に基づいて算出した尤度と合算してもよい。合算時には、幅方向の変動分布に基づく値と、高さ方向の変動分布に基づく値とに各々重みを付与して合算してもよい。異なる方向は、直交する幅方向又は高さ方向に限られず、指針の画像の特徴をとらえやすい任意の方向における画素値の変動分布をとって算出してもよい。
【０１０３】
実施の形態２で説明した処理についても、上下する指針又は左右に動く指針（針に限らない指示部）を持つメータＭに対しても同様の処理によって読取が可能であるし、実施の形態１同様に、読み取られた数値に基づく異常検知及び発報の安全監視サービスの実現にも適用可能である。
【０１０４】
上述のように開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０５】
１  カメラデバイス
１１  撮像部
１３  通信部
１４  制御部
２  ゲートウェイ装置
３  サーバ装置（メータ読取装置）
３０  制御部
３１  記憶部
３０Ｐ  サーバプログラム
４  クライアント装置
４０  制御部
４０Ｐ  アプリプログラム
４２  表示部
４３  操作部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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