(57)【要約】【課題】  元画像に含まれる測定データの情報を損なうことなく時間軸方向に縮小し、全体の変動傾向を捉えることが可能な波形データ表示装置を提供する。【解決手段】  測定データを画像として記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された画像を表示させるための表示手段を備える測定データ表示装置であって、前記記憶手段に記憶された画像を複数の分割画像に分割する第１の手段と、分割画像を構成する画素を評価し、得点を与える第２の手段と、画素に与えられた得点を評価して画素を選択する第３の手段と、分割画像内で選択された画素をまとめて元画像の縮尺画像を作成する第４の手段とを備えることを特徴とする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定データを画像として記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された画像を表示させるための表示手段を備える測定データ表示装置であって、
前記記憶手段に記憶された画像を複数の分割画像に分割する第１の手段と、
分割画像を構成する画素を評価し、得点を与える第２の手段と、
画素に与えられた得点を評価して画素を選択する第３の手段と、
分割画像内で選択された画素をまとめて元画像の縮尺画像を作成する第４の手段とを備えることを特徴とする測定データ表示装置。
【請求項２】
前記第２の手段が、明度の低い黒と高い白の両方の得点が大きくなり、灰色が小さくなるように線形変換した数値と、彩度に関する得点の構成比率が大きくなるように彩度に一定の乗数を乗じた数値と合計することによって各画素に与える得点を算出するものであることを特徴とする請求項１に記載の測定データ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種産業プラントにおける生産プロセスの温度・圧力・流量などの記録、あるいは道路沿いの大気汚染状況を示す公害データの記録、地震や気象の記録などの連続して測定した測定データを表示する測定データ表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種産業プラントでは、工業用記録計を用いて生産プロセスの記録を継続して計測し記録している。これは法的に記録が義務付けられているために法に従って記録している場合と、プラントの問題を早期に解決してプラント自体の稼働率を上げる目的がある。
前者の場合、たとえば排出放射線量、排ガスに含まれるＮＯｘ量の記録が挙げられる。これらは監査的な役割があり、問題がなかったことを長期間にわたって記録し続ける必要がある。
後者の場合、たとえばモーターの振動記録、流量の記録が挙げられる。モーターの振動や流量の記録を監視し続けることでプラントの異常を問題が起きる前に検知することが可能である。問題が起きる前に対策を打つことで、重大なリスクを回避することが可能となる。
このような長期の記録は、記録値が大きく変化しないことが普通である。問題が発生するときには、それが重大事故でもない限り、事前に予兆としてわずかな値の上昇、ノイズ的な値のぶれが記録されている。記録値の長期的な上昇・下降傾向といった記録のトレンドを把握することは極めて重要であり、またシグナル的に現れる兆候の把握も保守のため重要である。
【０００３】
これらの記録は、例えば時間軸方向に２０ｍを超える長尺の記録紙上に記録されて保存されるが、長期間にわたる記録となるために、記録紙の本数だけでなく記録紙1本あたりの長さが長いため、目的とする記録の箇所を特定することが難しい。こうした問題を解決するためにシステムを使った検索と参照の仕組みが提案されていた。
本発明に関連する従来技術として下記の特許文献に開示されたものがある。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３３１３７３号
【特許文献２】特開２００６−１０９３１０号  また、画像処理に関する先行技術として次に挙げる代表値フィルタが知られている。      最小値フィルタ      最大値フィルタ      中間値フィルタ      平均値フィルタ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
産業プラントでは、記録値の微妙な変化を比較検討して問題点を事前に把握することが、稼働率の向上や公害の拡大防止に欠かせない。記録値の長期的な変化（トレンド）を把握するためには、記録の内容を時間軸方向に縮小して参照できることが望ましい。
上記特許文献１の発明では、縮小画像を作成する際に、最初に元画像をメッシュ状に分割し、それぞれの分割画像の中で最も出現頻度の高い色をその分割画像の代表色とする代表色生成手段を使って画像を縮小している。分割画像内の単純な位置による代表色選定では、該当箇所がノイズであった場合には敢えてノイズを代表点として拾ってしまう。特許文献１の発明では分割画像にいちばん多く現れる色選定を行っており、元画像に含まれるノイズの影響を受け難いという特徴を持つ。
【０００６】
産業プラントで使用している記録紙には、計測値を容易に読み取ることができるように、灰色もしくはそれに近い色の目盛が用紙全体に事前に印刷されている。計測器はこの記録紙の上に、赤や緑などのペンで計測値を書き込み、利用者は計測値を目盛を参考に読み取る。ここで、プラントの稼働率向上と効果的な保守のためにトレンドを把握することが重要であることは先に述べた。
ここで、特許文献１の方法を使って、記録紙の画像を時間軸方向に縮小しようとすると、最も多く現れる灰色もしくはそれに近い色の目盛の色が縮小画像の大半を占める結果となってしまう。本発明で解決したい課題は、トレンドを把握することであり、記録値情報が失われてしまうような縮小方法は避けなければならない。
【０００７】
上記特許文献２の発明では、赤黄色系である肌色と灰色の区別を明確にするため、低彩度色域の彩度を強調させるようにした。この発明の方法によると、灰色に近い肌色は実際よりも彩度が強くなってより肌色に近くなり、灰色と区別し易くなる。
ここで、本発明の対象となる記録紙の画像からトレンドを把握するためには、画像の中の赤や緑などのペンによる記録部分を強調して取り出して縮小できることが望ましい。区別しやすくするだけでは不十分である。
【０００８】
画像処理に用いられる各種フィルタのうち、最大値フィルタを使用した場合には、黒い線が優先される傾向にあるが、ノイズも強調されてしまうという欠点がある。最大値フィルタを使用した場合は、背景色により測定データが上書きされてしまうという欠点がある。
また、中間値フィルタを使用した場合には、ノイズを除去できるものの、測定データが上書きされてしまうという欠点がある。平均値フィルタを使用した場合には、測定データは保存されるものの、測定データと背景色が混合されてしまい、測定データの目視確認が困難となってしまうという欠点がある。
【０００９】
本発明の目的は、背景に灰色系の目盛を持ち、この上に赤や緑などのペンによって記録された長尺記録紙の画像を時間軸方向に圧縮し、記録のトレンドを捉えることを可能とした測定データ表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る測定データ表示装置は、測定データを画像として記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された画像を表示させるための表示手段を備える測定データ表示装置であって、
前記記憶手段に記憶された画像を複数の分割画像に分割する第１の手段と、分割画像を構成する画素を評価し、得点を与える第２の手段と、画素に与えられた得点を評価して画素を選択する第３の手段と、分割画像内で選択された画素をまとめて元画像の縮尺画像を作成する第４の手段とを備えることを特徴とする測定データ表示装置。
また、前記第２の手段が、明度の低い黒と高い白の両方の得点が大きくなり、灰色が小さくなるように線形変換した数値と、彩度に関する得点の構成比率が大きくなるように彩度に一定の乗数を乗じた数値と合計することによって各画素に与える得点を算出するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、記録された値のトレンドを長期にわたって把握することが可能となる。変動傾向を示す縮尺画像は、ペンによる記録の内容を損なうことなく反映したものであり、設備の劣化状況を的確に判断することができ、最適な時期の保守作業が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明を適用した工業計測用記録紙表示システムの一実施の形態を示すシステム構成ブロック図である。
この実施形態の工業計測用記録紙表示システムは、ＣＰＵを持つ処理装置１０１、一時的な作業領域として使用するメモリ１０２、キーボードやマウスやデジタイザなどのポインティングデバイスなどの入力部１０３を備え、スキャナーやフロッピイディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）など外部記録媒体のデータ入力部１０５から測定データを画像データとして取り込み、磁気ディスクなどの記憶装置からなる記憶部１０５に画像データおよび測定日時や内容に関する測定データを記憶し、入力部１０３からの操作指示により、記憶部１０６やメモリ１０２に存在する画像データや測定データに対してＣＰＵ１０１で演算処理を行って、ディスプレイなどの画像表示装置やプリンタなどの表示部１０４に表示する。
メモリ１０２内には画像縮小プログラム１０２１が記憶され、処理装置１０１のＣＰＵが実行することによって波形データを編集する。
【００１３】
図２は、画像縮小プログラム１０２１の表示処理手順の一例を示すフローチャートである。
まず、ステップ２０１では記憶部１０６から処理対象となる画像データと測定データを取得する。取得する方法としては、例えばデータベースを使用して時刻や、記録内容を指定して検索することができる。
画像の縮小処理は、画像をｘ軸方向とｙ軸方向それぞれNx画素、Ny画素である分割画像単位に分割し、分割画像内に含まれる（Nx×Ny）画素の中から１画素を選択してこれをその分割画像の代表点とし、分割画像すべての代表点を集めて縮小画像を構築する。
ステップ２０２では、記憶部１０６に格納していた縮小定数を使って表示部１０４に表示するための縮小率を算出する。
【００１４】
図３は記憶部１０６に保存されている縮小前の画像データの例である。
正方形１マスは１画素を表している。
ステップ２０３において、ステップ２０２で求めた縮小率を使って適切な分割画像の大きさを計算する。図３の３０１で示す画像をＮｘ＝３、Ｎｙ＝２で縮小を行う場合、図３の画像３０１を３０２に示すような縦方向２画素×横方向３画素の分割画像に分割する。
ステップ２０４で、分割画像中の画素すべてに対して得点を設定する。
記録紙上の最も重要な記録データは、赤、青のような色相の画素であることから、彩度が大きい値ほど点数を高くする必要がある。また、記録紙にペンなどにより手書きされた黒い画素も重要である。
【００１５】
一方、灰色の目盛部分に該当する画素は重要ではない。むしろ灰色の画素は用紙色である白色として扱われるほうが、トレンドを把握するためには都合がよい。このようなことから、明度は明暗が極端な値ほど点数を高くなり、白よりも黒のほうがより点数を高くなるように点数を算出することとした。また、彩度を優先するため、彩度と明度には優先比率を設けて得点を設定した。
【００１６】
画素に対する得点の計算方法の一例を次に示す。
ここで、色をＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の３原色に分け、それぞれの色強度を“０”から“２５５”とする。“０”が最も弱い色強度であり、“２５５”が最も強い色強度である。また、３つの原色がすべて“２５５”である場合は色が“白”であり、すべて“０”である場合は黒である。
分割画像内の相対位置がｘ，ｙである画素（ｘ，ｙ）におけるＲ、Ｇ、Ｂの色強度をそれぞれＩｒ［ｘ，ｙ］、Ｉｇ［ｘ，ｙ］、Ｉｂ［ｘ，ｙ］としたとき、画素（ｘ，ｙ）の得点をＰ［ｘ，ｙ］とする。このとき、ａ，ｂを係数とすると次のように表すことができる。
Ｐ［ｘ，ｙ］＝ａｂｓ（明度［ｘ，ｙ］−ａ）＋ｂ×彩度［ｘ，ｙ］
明度［ｘ，ｙ］＝（Ｉｒ［ｘ，ｙ］＋Ｉｇ［ｘ，ｙ］＋Ｉｂ［ｘ，ｙ］）／３
彩度［ｘ，ｙ］＝（ｍａｘＲＧＢ−ｍｉｎＲＧＢ）／ｍａｘＲＧＢ×２５５
ｍｉｎＲＧＢ＝ｍｉｎ（Ｉｒ［ｘ，ｙ］，Ｉｇ［ｘ，ｙ］，Ｉｂ［ｘ，ｙ］）
ｍａｘＲＧＢ＝ｍａｘ（Ｉｒ［ｘ，ｙ］，Ｉｇ［ｘ，ｙ］，Ｉｂ［ｘ，ｙ］）
ここでａｂｓ（）は絶対値、ｍｉｎ（）、ｍａｘ（）はそれぞれ最小値と最大値を求める関数である。
【００１７】
図４に算出の例を示す。ａを大きくすることで白よりも黒がより優先されるようになる。ｂを大きくすることで彩度がより優先されるようになり、赤や緑のペンに関する画素がより優先されるようになる。この例ではａ＝１７０、ｂ＝５とした。
この実施例では、赤や青、緑の純色の画素の得点が高い。次に彩度が高い画素、黒、白の順に得点は高く、灰色の得点は低い。濃灰色の得点は黒に近い色であるため、得点は白よりも高くなっている。
なお、この実施例では、関数ａｂｓ（）と係数ａを使って白い画素よりも黒い画素の得点を高くしつつ、灰色の得点をより低く設定しているが、このような相関関係になる線形変換であればよく、この実施例の方法に特定されるものではない。
【００１８】
ステップ２０５では、分割画像中の全ての画素に対して得点を設定したかを判定し、すべての画素に得点を設定するまで繰返す。
ステップ２０６において、最も高い得点の画素を縮小時の代表画素として選択する。
ステップ２０７で、測定データ中の全ての分割画像拡に対して代表画素を選択したかを判定し、全ての分割画素から代表画素を選択するまで繰返す。
ステップ２０８において、代表画素から縮小後の画像を作成する。
ここで、従来の縮小された画像は、図５のように重要ではない画素を元に作成されていたが、代用画素で作成した縮小後の画像は図６のように重要な画素だけで作成される。
以上のことから明らかなように、本実施形態によれば、記録の重要な部分を残して画像を縮小することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態を示す工業計測用記録紙表示システムの概略構成システム構成ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態における問題箇所表示の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】画像縮小時の分割画像の例を示す図である。
【図４】画素に対する得点設定の例を示す図である。
【図５】測定データの例を示す図である。
【図６】測定データに対して縮小後の例を示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０１  処理装置
１０２  メモリ
１０３  入力部
１０４  表示部
１０５  データ入力部
１０６  記憶部
１０２１  画像縮小プログラム
【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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