(57)【要約】【課題】本発明は、周囲環境の影響を受けることがなく、測定精度が安定する微粒子の濃度測定方法及び測定装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の微粒子の濃度測定方法は、空間に光を照射し、微粒子からの散乱光を動画として取得する工程と、前記動画における異なる時刻の２枚の画像を差分処理した時間差分処理画像を生成する工程と、前記時間差分処理画像を二値化処理し、前記微粒子を白斑とする二値化画像を生成する工程と、前記二値化画像に基づいて微粒子の濃度に関連する特徴量を抽出する工程と、前記抽出した特徴量に基づいて微粒子の濃度を算出する工程と、を備えることを特徴とする。【選択図】図２
2014048203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間に光を照射し、微粒子からの散乱光を動画として取得する工程と、
前記動画における異なる時刻の２枚の画像を差分処理した時間差分処理画像を生成する工程と、
前記時間差分処理画像を二値化処理し、前記微粒子を白斑とする二値化画像を生成する工程と、
前記二値化画像に基づいて微粒子の濃度に関連する特徴量を抽出する工程と、
前記抽出した特徴量に基づいて微粒子の濃度を算出する工程と、
を備えることを特徴とする微粒子の濃度測定方法。
【請求項２】
空間に光を照射し、微粒子からの散乱光を動画として取得する工程と、
前記動画における異なる時刻の２枚の画像を差分処理した時間差分処理画像を生成する工程と、
前記時間差分処理画像を二値化処理し、前記微粒子を白斑とする二値化画像を生成する工程と、
前記二値化画像に基づいて微粒子の濃度に関連する特徴量を抽出する工程と、
前記抽出した特徴量に基づいて微粒子の濃度レベルを評価する工程と、
を備えることを特徴とする微粒子の濃度測定方法。
【請求項３】
前記動画における異なる時刻の２枚の画像は連続画像である請求項１又は２記載の微粒子の濃度測定方法。
【請求項４】
前記二値化画像において距離変換を行い前記画像に勾配をつけた後、該画像の勾配に基づいてウォータージェット処理を行うことで連続した白斑の画素領域を分割し、その後、前記特徴量を抽出する請求項１乃至３の何れか一項記載の微粒子の濃度測定方法。
【請求項５】
前記特徴量は、前記微粒子に対応する画素領域の数である請求項４記載の微粒子の濃度測定方法。
【請求項６】
空間に光を照射する光照射手段と、
微粒子からの散乱光を動画として取得する撮像手段と、
前記撮像手段で取得した動画を入力データとし、前記動画における異なる時刻の２枚の画像を差分処理して時間差分処理画像を生成し、前記時間差分処理画像を二値化処理して前記微粒子を白斑とする二値化画像を生成する画像処理部、前記二値化画像に基づいて微粒子の濃度に関連する特徴量を抽出し、前記抽出した特徴量に基づいて微粒子の濃度を算出する演算処理部、を有するデータ処理手段と、
前記データ処理手段で算出した微粒子の濃度の算出結果を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする微粒子の濃度測定装置。
【請求項７】
空間に光を照射する光照射手段と、
微粒子からの散乱光を動画として取得する撮像手段と、
前記撮像手段で取得した動画を入力データとし、前記動画における異なる時刻の２枚の画像を差分処理して時間差分処理画像を生成し、前記時間差分処理画像を二値化処理して前記微粒子を白斑とする二値化画像を生成する画像処理部、前記二値化画像に基づいて微粒子の濃度に関連する特徴量を抽出し、前記抽出した特徴量に基づいて微粒子の濃度レベルを評価する演算処理部、を有するデータ処理手段と、
前記データ処理手段で評価した微粒子の濃度レベルの評価結果を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする微粒子の濃度測定装置。
【請求項８】
前記画像処理部において前記時間差分処理画像を生成するための前記動画における異なる時刻の２枚の画像は連続画像である請求項６又は７記載の微粒子の濃度測定装置。
【請求項９】
前記画像処理部は、前記二値化画像において距離変換を行い前記画像に勾配をつけた後、該画像の勾配に基づいてウォータージェット処理を行うことで連続した白斑の画素領域を分割し、前記演算処理部は、前記連続した白斑の画素領域を分割した後の二値化画像に基づいて前記特徴量を抽出する請求項６乃至８の何れか一項記載の微粒子の濃度測定装置。
【請求項１０】
前記特徴量は、前記微粒子に対応する画素領域の数である請求項９記載の微粒子の濃度測定装置。
【請求項１１】
前記撮像手段、前記データ処理手段及び前記出力手段として、ビデオカメラとコンピュータの組み合わせ、又はスマートフォンを利用する請求項６乃至１０の何れか一項記載の微粒子の濃度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉じん等の空中に浮遊する微粒子の濃度を測定する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネルの建設現場等において発生する粉じんは、作業員の健康を損なう原因となる。そのため、作業現場において、デジタル粉じん計による粉じん濃度の測定が行われている。ところが、デジタル粉じん計は高価であり、また、取り扱いが煩雑なため測定結果をリアルタイムで求めることが困難である。
【０００３】
そこで、本発明者らは、デジタルカメラを利用した簡易粉じん測定器を開発した。当該簡易粉じん測定器は、デジタルカメラにより暗空間をフラッシュ撮影し、フラッシュ光による粉じんの散乱光を画像に記録し、コンピュータ上において前記画像から粉じん濃度に関連する特徴量を抽出し、当該特徴量に基づいて粉じん濃度を測定するものである（特許文献１、非特許文献１を参照。）。
【０００４】
特許文献１に記載された測定法は、画像中に存在する白斑画像の数をカウントし、当該白斑画像の数に基づいて粉じん濃度を測定する。他方、非特許文献１に記載された測定法は、画像全体の輝度やその平均値・分散値を求め、当該輝度情報に基づいて粉じん濃度を算出する。
【０００５】
上記の様に、デジタルカメラを利用した簡易粉じん測定器は、デジタル粉じん計に比べ簡易で安価な装置であり、測定結果をリアルタイムで求めることができる利点がある。
しかしながら、前記簡易粉じん測定器は、撮影画像がレンズの汚れや背景の影響等、周囲環境の影響を受けやすく、測定精度が安定しない問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００８／０５６４４４号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】岸田・進士，“フラッシュ写真を用いた簡易粉じん測定法”，トンネルと地下，土木工学社，2011年11月，第42巻，第11号，p.55-60
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、周囲環境の影響を受けることがなく、測定精度が安定する微粒子の濃度測定方法及び測定装置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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の微粒子の濃度測定方法は、
空間に光を照射し、微粒子からの散乱光を動画として取得する工程と、
前記動画における異なる時刻の２枚の画像を差分処理した時間差分処理画像を生成する工程と、
前記時間差分処理画像を二値化処理し、前記微粒子を白斑とする二値化画像を生成する工程と、
前記二値化画像に基づいて微粒子の濃度に関連する特徴量を抽出する工程と、
前記抽出した特徴量に基づいて微粒子の濃度を算出する工程と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の微粒子の濃度測定方法は、
空間に光を照射し、微粒子からの散乱光を動画として取得する工程と、
前記動画における異なる時刻の２枚の画像を差分処理した時間差分処理画像を生成する工程と、
前記時間差分処理画像を二値化処理し、前記微粒子を白斑とする二値化画像を生成する工程と、
前記二値化画像に基づいて微粒子の濃度に関連する特徴量を抽出する工程と、
前記抽出した特徴量に基づいて微粒子の濃度レベルを評価する工程と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の微粒子の濃度測定方法は、前記動画における異なる時刻の２枚の画像が連続画像であることが好ましい。
【００１２】
本発明の微粒子の濃度測定方法は、前記二値化画像において所定面積（所定画素数）以下の白斑の画素領域（連続画素又は独立した１つの画素）をノイズとして除去し、当該ノイズが除去された二値化画像に基づいて前記特徴量を抽出することが好ましい。
【００１３】
本発明の微粒子の濃度測定方法は、前記二値化画像において距離変換を行い前記画像に勾配をつけた後、該画像の勾配に基づいてウォータージェット処理を行うことで連続した白斑の画素領域を分割し、その後、前記特徴量を抽出することが好ましい。
【００１４】
本発明の微粒子の濃度測定方法は、前記特徴量が、前記微粒子に対応する画素領域の数であることが好ましい。
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明の微粒子の濃度測定装置は、
空間に光を照射する光照射手段と、
微粒子からの散乱光を動画として取得する撮像手段と、
前記撮像手段で取得した動画を入力データとし、前記動画における異なる時刻の２枚の画像を差分処理して時間差分処理画像を生成し、前記時間差分処理画像を二値化処理して前記微粒子を白斑とする二値化画像を生成する画像処理部、前記二値化画像に基づいて微粒子の濃度に関連する特徴量を抽出し、前記抽出した特徴量に基づいて微粒子の濃度を算出する演算処理部、を有するデータ処理手段と、
前記データ処理手段で算出した微粒子の濃度の算出結果を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の微粒子の濃度測定装置は、
空間に光を照射する光照射手段と、
微粒子からの散乱光を動画として取得する撮像手段と、
前記撮像手段で取得した動画を入力データとし、前記動画における異なる時刻の２枚の画像を差分処理して時間差分処理画像を生成し、前記時間差分処理画像を二値化処理して前記微粒子を白斑とする二値化画像を生成する画像処理部、前記二値化画像に基づいて微粒子の濃度に関連する特徴量を抽出し、前記抽出した特徴量に基づいて微粒子の濃度レベルを評価する演算処理部、を有するデータ処理手段と、
前記データ処理手段で評価した微粒子の濃度レベルの評価結果を出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明の微粒子の濃度測定装置は、前記画像処理部において前記時間差分処理画像を生成するための前記動画における異なる時刻の２枚の画像が連続画像であることが好ましい。
【００１８】
本発明の微粒子の濃度測定装置は、前記画像処理部が、前記二値化画像において所定面積（所定画素数）以下の白斑の画素領域（連続画素又は独立した１つの画素）をノイズとして除去し、前記演算処理部が、前記ノイズが除去された後の二値化画像に基づいて前記特徴量を抽出することが好ましい。
【００１９】
本発明の微粒子の濃度測定装置は、前記画像処理部が、前記二値化画像において距離変換を行い前記画像に勾配をつけた後、該画像の勾配に基づいてウォータージェット処理を行うことで連続した白斑の画素領域を分割し、前記演算処理部が、前記連続した白斑の画素領域を分割した後の二値化画像に基づいて前記特徴量を抽出することが好ましい。
【００２０】
本発明の微粒子の濃度測定装置は、前記特徴量が、前記微粒子に対応する画素領域の数であることが好ましい。
【００２１】
本発明の微粒子の濃度測定装置は、前記撮像手段、前記データ処理手段及び前記出力手段として、ビデオカメラとコンピュータの組み合わせあるいはスマートフォンを利用することが好ましい。
【００２２】
なお、本発明において、微粒子の濃度に関連する特徴量とは、微粒子に対応する画素領域の数の他、微粒子に対応する画素領域の面積、画像全体の輝度やその平均値・分散値等の輝度情報等、微粒子からの散乱光を動画として取得し、該動画における異なる時刻の２枚の画像を差分処理した時間差分処理画像を生成し、該時間差分処理画像を二値化処理して生成した二値化画像に基づいて抽出される、微粒子の濃度と相関関係を有する特徴量である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の微粒子の濃度測定方法によれば、微粒子からの散乱光を動画として取得し、該動画における異なる時刻の２枚の画像を差分処理した時間差分処理画像を生成し、該時間差分処理画像を二値化処理して生成した二値化画像に基づいて微粒子の濃度に関連する特徴量を抽出するので、レンズの汚れや背景の影響等、周囲環境の影響を受けることがなく、測定精度が安定する。
また、本発明の微粒子の濃度測定方法は、動画を利用し濃度換算処理を行うことで、微粒子の濃度の経時的な変化に追随し、該微粒子の濃度を連続的にリアルタイムで測定することが可能となる。
【００２４】
本発明の微粒子の濃度測定方法は、前記二値化画像において所定面積以下の白斑の画素領域をノイズとして除去し、当該ノイズが除去された二値化画像に基づいて前記特徴量を抽出することとすれば、測定精度が向上する。
【００２５】
本発明の微粒子の濃度測定方法は、前記二値化画像において距離変換を行い前記画像に勾配をつけた後、該画像の勾配に基づいてウォータージェット処理を行うことで連続した白斑の画素領域を分割し、その後、前記特徴量を抽出することとすれば、動画の取得時に、レンズの極近傍に存在する微粒子が大きな白斑として画面上に写り込む場合でも、微粒子の濃度を誤って高く測定することがない。
また、本発明の微粒子の濃度測定方法は、前記特徴量が前記微粒子に対応する画素領域の数であれば、測定精度が優れる。
【００２６】
本発明の微粒子の濃度測定装置によれば、微粒子からの散乱光を動画として取得する撮像手段と、前記動画を入力データとし、前記動画における異なる時刻の２枚の画像を差分処理して時間差分処理画像を生成し、前記時間差分処理画像を二値化処理して前記微粒子を白斑とする二値化画像を生成する画像処理部、前記二値化画像に基づいて微粒子の濃度に関連する特徴量を抽出し、前記抽出した特徴量に基づいて微粒子の濃度を算出する演算処理部、を有するデータ処理手段を備えるので、レンズの汚れや背景の影響等、周囲環境の影響を受けることがなく、測定精度が安定する。
また、本発明の微粒子の濃度測定装置は、前記画像処理部が、動画における異なる時刻の２枚の画像を差分処理して時間差分処理画像を生成するので、微粒子の濃度の経時的な変化に追随し、該微粒子の濃度を連続的にリアルタイムで測定することが可能となる。
【００２７】
本発明の微粒子の濃度測定装置は、前記画像処理部が、前記二値化画像において所定面積以下の白斑の画素領域をノイズとして除去し、前記演算処理部が、前記ノイズが除去された後の二値化画像に基づいて前記特徴量を抽出することとすれば、測定精度が向上する。
【００２８】
本発明の微粒子の濃度測定装置は、前記画像処理部が、前記二値化画像において距離変換を行い前記画像に勾配をつけた後、該画像の勾配に基づいてウォータージェット処理を行うことで連続した白斑の画素領域を分割し、前記演算処理部が、前記連続した白斑の画素領域を分割した後の二値化画像に基づいて前記特徴量を抽出することとすれば、撮像手段による動画の取得時に、レンズの極近傍に存在する微粒子が大きな白斑として画面上に写り込む場合でも、微粒子の濃度を誤って高く測定することがない。
また、本発明の微粒子の濃度測定装置は、前記特徴量が前記微粒子に対応する画素領域の数であれば測定精度が優れる。
【００２９】
本発明の微粒子の濃度測定装置は、前記撮像手段、前記データ処理手段及び出力手段として、ビデオカメラとコンピュータの組み合わせ、又はスマートフォンを利用することとすれば、装置構成が簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態における微粒子の濃度測定装置の概略ブロック図。
【図２】図１の装置を利用した測定フロー図。
【図３】図１の装置で抽出した特徴量（粉じんに対応する画素領域の数）とデジタル粉じん計で測定した粉じん濃度との相関図。
【図４】図１の装置で抽出した特徴量（粉じんに対応する画素領域の合計面積）とデジタル粉じん計で測定した粉じん濃度との相関図。
【図５】本発明の他の実施の形態における微粒子の濃度測定装置を利用した測定フロー図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
＜本発明の実施の形態＞
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態における微粒子の濃度測定装置の概略ブロック図を示す。
本発明の実施の形態における微粒子の濃度測定装置１は、光照射手段２と、撮像手段３と、データ処理手段４と、出力手段５を備える。
【００３２】
前記光照射手段２には、例えばＬＥＤ光源等、空間に浮遊する粉じん等の微粒子が散乱光を発生するだけの光量を持つ光源を用いる。前記光照射手段２は、少なくとも前記撮像手段３の前方における所定範囲を照射することができればよく、ここではビーム径の小さな光線を照射するＬＥＤ懐中電灯を用いる例を示す。
【００３３】
前記撮像手段３には、例えばデジタルカメラ、スマートフォン等の携帯電話端末、ビデオカメラ、ｗｅｂカメラ等、前記微粒子からの散乱光を動画のデジタル画像として取得できる機器を用いる。
【００３４】
前記データ処理手段４には、例えばパーソナルコンピュータ等、前記動画のデジタル画像を画像処理する画像処理部４１、該画像処理した二値化画像に基づいて微粒子の濃度を算出する演算処理部４７を有する機器を用いる。
【００３５】
前記画像処理部４１は、前記撮像手段３で取得した動画を入力データとし、該動画の連続画像を差分処理して時間差分処理画像を生成する差分処理部４２、前記時間差分処理画像を二値化処理して二値化画像を生成する二値化処理部４３、前記二値化画像においてノイズを除去するノイズ処理部４４、前記ノイズを除去した二値化画像において微小な黒点を除去するモルフォロジー処理部４５、前記モルフォロジー処理した二値化画像においてセグメンテーション処理を行うセグメンテーション処理部４６を有する。
【００３６】
前記演算処理部４７は、前記セグメンテーション処理部４６において処理した二値化画像に基づいて微粒子の濃度に関連する特徴量を抽出する特徴量抽出処理部４８、前記抽出した特徴量に基づいて微粒子の濃度を算出する濃度算出処理部４９を有する。
【００３７】
前記出力手段５には、例えばディスプレイ等、前記データ処理手段４の演算処理部４７で算出した微粒子の濃度の算出結果をデジタル又はアナログ表示により出力できる機器を用いる。
【００３８】
図２は、図１に示す装置を利用して微粒子の濃度を測定するフローを示す。
本実施の形態において、微粒子の濃度の測定は、以下の各処理工程を経て行われる。
（１）撮像処理：Ｓ１
トンネル内において粉じんの濃度を測定する場合等、微粒子の濃度を測定する現場において、光照射手段２によって空間に光を照射し、微粒子からの散乱光を撮像手段３により動画として取得する。
【００３９】
（２）時間差分処理：Ｓ２
前記撮像手段３により取得した動画がデータ処理手段４の画像処理部４１に送られ、差分処理部４２において、２枚の連続画像を差分処理し、輝度差が発生した部分を微粒子として抽出することで、レンズの汚れや背景の影響等、周囲環境の影響を除去した時間差分処理画像を生成する。
ここで、前記差分処理に用いる画像は、異なる時刻の２枚の画像であればよく、必ずしも連続画像である必要はない。
【００４０】
（３）二値化処理：Ｓ３
前記時間差分処理画像を二値化処理し、前記微粒子を白斑とする二値化画像を生成する。
ここで、カラー動画の場合、前記時間差分処理画像をグレースケールに変換した後に二値化処理を行う。その際、事前に暗環境下において各画素の輝度値を調査し、白黒変換の閾値を設定しておけば、二値化処理の精度が向上する。
【００４１】
（４）ノイズ処理：Ｓ４
前記二値化画像に存在する微小な白点をノイズ処理により除去する。
前記白点は、微粒子の白斑よりも小さいため、所定面積（所定画素数）以下の小さな白斑の画素領域（連続画素又は独立した１つの画素）をノイズとして除去する。
前記ノイズとして除去する画素領域の面積（画素数）は、事前に暗環境下において取得した二値化画像から決定することができる。
【００４２】
（５）モルフォロジー処理：Ｓ５
前記二値化画像に収縮・膨張を順に施してモルフォロジー処理を行う。
これにより、微粒子の白斑中に存在する微小な黒点を除去するとともに、前記白斑の輪郭を明確にすることができる。
【００４３】
（６）セグメンテーション処理：Ｓ６
前記二値化画像において距離変換を行い前記画像に勾配をつけた後、該画像の勾配に基づいてウォータージェット処理を行うことで連続した白斑の画素領域を分割する。
これにより、前記撮像手段３におけるレンズの極近傍に存在する微粒子が、画面上に大きな白斑として写り込む場合でも、微粒子の濃度を誤って高く測定することがない。
【００４４】
（７）特徴量抽出処理：Ｓ７
前記セグメンテーション処理の施された二値化画像に基づいて、白斑の画素領域（連続画素又は独立した１つの画素）の数を微粒子の濃度に関連する特徴量として抽出する。
ここで、図３は、本実施の形態における微粒子の濃度測定装置において抽出された白斑の画素領域の数と、同条件下においてデジタル粉じん計で測定した粉じん濃度の相関図を示す。
図３から、前記セグメンテーション処理の施された二値化画像から抽出される白斑の画素領域の数は、デジタル粉じん計で測定した粉じん濃度と強い相関関係を有することが分かる。
【００４５】
（８）濃度算出処理：Ｓ８
前記抽出した白斑の画素領域の数に基づいて、微粒子の濃度を算出する。
例えば、図３に示す相関図に基づいて、事前に直線回帰式等の粉塵算出式を導出し、本実施の形態における微粒子の濃度測定装置において抽出される白斑の画素領域の数と、デジタル粉じん計で測定した微粒子の濃度との間に関連づけを行っておけば、前記抽出した白斑の画素領域の数を前記粉塵導出式に導入することで、微粒子の濃度を算出することが可能となる。
【００４６】
なお、上記測定フローにおいて、ノイズ処理（Ｓ４）及びモルフォロジー処理（Ｓ５）は、測定精度を向上させる役割をもつが、本発明を実施する上で必須のものではない。
【００４７】
前記特徴量抽出処理（Ｓ７）では、白斑の画素領域の数を微粒子の濃度に関連する特徴量として抽出したが、白斑の画素領域の合計面積や、画像全体の輝度の平均値・分散値等の輝度情報、微粒子の濃度と相関関係を有するその他の情報を、前記特徴量として抽出することもできる。その場合、前記セグメンテーション処理（Ｓ６）を省略してもよい。
【００４８】
図４は、本実施の形態における微粒子の濃度測定装置において、前記セグメンテーション処理（Ｓ６）を省略して抽出された白斑の画素領域の合計面積と、同条件下においてデジタル粉じん計で測定した粉じん濃度の相関図を示す。
【００４９】
図４から、前記白斑の画素領域の合計面積は、デジタル粉じん計で測定した粉じん濃度と強い相関関係を有することが分かる。
この場合も、図４に示す相関図に基づいて、事前に直線回帰式等の粉塵算出式を導出しておけば、前記抽出した白斑の画素領域の合計面積を前記粉塵算出式に導入することで微粒子の濃度を算出することが可能となる。
【００５０】
本発明の実施の形態によれば、微粒子からの散乱光を撮像手段３により動画として取得し、差分処理部４２において、２枚の連続画像を差分処理し、輝度差が発生した部分を微粒子として抽出した時間差分処理画像を生成し、該時間差分処理画像を二値化処理して生成した二値化画像に基づいて微粒子の濃度に関連する特徴量を抽出するので、レンズの汚れや背景の影響等、周囲環境の影響を受けることがなく、測定精度が安定する。
また、本発明の実施の形態によれば、動画を利用し濃度換算処理を行うことで、微粒子の濃度の経時的な変化に追随し、該微粒子の濃度を連続的にリアルタイムで測定することが可能となる。特に、動画の連続画像を差分処理すれば、短い時間間隔で微粒子の濃度の変化を測定することが可能となる。
【００５１】
なお、上記本発明の実施の形態において、微粒子の濃度測定装置を構成する光照射手段２、撮像手段３、データ処理手段４及び出力手段５は、それぞれ独立した機器として説明したが、スマートフォン（撮像手段、データ処理手段、出力手段等を有する携帯電話端末）のように複数の機能を有する機器を用いれば装置構成が簡素化できる。
【００５２】
＜本発明の他の実施の形態＞
上記本発明の実施の形態では、前記特徴量抽出処理（Ｓ７）で抽出された特徴量に基づいて、前記濃度算出処理（Ｓ８）で微粒子の濃度を算出することとしたが、図１に示す装置ブロック図において、濃度算出処理部４９を濃度レベル評価処理部に置き換えることで、前記特徴量に基づいて、微粒子の濃度レベルを評価することもできる。
ここでは、上記本発明の実施の形態と異なる点についてのみ説明する。
【００５３】
図５は、図１に示すブロック図において、濃度算出処理部４９を濃度レベル評価処理部に置き換えた装置を利用して微粒子の濃度を測定するフローを示す。
本実施の形態において、微粒子の濃度の測定は、以下の各処理工程を経て行われる。
（１）撮像処理：Ｓ１
（２）時間差分処理：Ｓ２
（３）二値化処理：Ｓ３
（４）ノイズ処理：Ｓ４
（５）モルフォロジー処理：Ｓ５
（６）セグメンテーション処理：Ｓ６
（７）特徴量抽出処理：Ｓ７
上記撮像処理（Ｓ１）〜特徴量抽出処理（Ｓ７）は、図２に示すフローと同じであり、ここでの説明は省略する。
【００５４】
（８）濃度レベル評価処理：Ｓ８
前記特徴量抽出処理（Ｓ７）で抽出した特徴量に基づいて、微粒子の濃度レベルを評価する。
例えば、事前に特徴量の値に対応させて微粒子の濃度レベル（高・中・低等）を設定しておけば、前記抽出された特徴量に基づいて微粒子の濃度レベルを評価することができる。
【００５５】
前記微粒子の濃度レベルは、青・黄・赤等のカラー表示により前記出力手段５に出力することができる。また、前記出力手段５として警報ランプを用いれば、微粒子の濃度レベルが高い等の緊急事態を作業員に迅速に周知することができる。さらに、前記出力手段５としてスピーカやアラーム等を用いれば、微粒子の濃度レベルを音声により作業員に周知することもできる。なお、上記のような各種出力手段５を適宜組み合わせることで、微粒子の濃度レベルを同時に出力できることはいうまでもない。
【００５６】
＜本発明の更に他の実施の形態＞
上記本発明の他の実施の形態では、図１に示す装置ブロック図において、濃度算出処理部４９を濃度レベル評価処理部に置き換えることとしたが、濃度算出処理部４９と濃度レベル評価処理部の両方を備えるものとすることもできる。
【００５７】
その場合、微粒子の濃度の算出と、微粒子の濃度レベルの評価を同時に行うことができる。また、微粒子の濃度の算出と、微粒子の濃度レベルの評価を選択的に切り換えて行うこともできる。
【００５８】
微粒子の濃度の算出と、微粒子の濃度レベルの評価を同時に行う場合、微粒子の濃度と、微粒子の濃度レベルを、１つ又は複数の出力手段５に同時に出力することもできる。
【００５９】
そして、微粒子の濃度レベルは、上記本発明の他の実施の形態のように特徴量に基づいて評価することとしてもよいし、上記濃度算出処理部４９で算出した微粒子の濃度に基づいて評価することとしてもよい。
その他の構成は、上記各実施の形態と異なるところはなく、ここでの説明は省略する。
【００６０】
なお、本発明は、上記各実施の形態に限るものでなく、発明の範囲を逸脱しない限りにおいてその構成を適宜変更できることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の微粒子の濃度測定方法及び測定装置は、測定精度が安定し、かつ微粒子の濃度の経時的な変化に追随し、該微粒子の濃度を連続的にリアルタイムで測定することができるため、極めて実用的価値が高い。
【符号の説明】
【００６２】
１      微粒子の濃度測定装置
２      光照射手段
３      撮像手段
４      データ処理手段
５      出力手段
４１      画像処理部
４２      差分処理部
４３      二値化処理部
４４      ノイズ処理部
４５      モルフォロジー処理部
４６      セグメンテーション処理部
４７      演算処理部
４８      特徴量抽出処理部
４９      濃度算出処理部
【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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