(57)【要約】【課題】溶融ガラスの素地面全体に周期的にガラス原料が供給されコールドトップが形成される電気溶解槽内部を良好に監視することができる画像処理方法を提供する。【解決手段】溶融ガラスの素地面上にガラス原料を供給する動作の１周期または複数の周期内で素地面の範囲を撮影して得られた複数の画像における共通の位置の画素の階調値の変化に基づいて、当該位置の画素に対応する実空間内の位置におけるコールドトップの状態を評価する。この処理を、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素の各位置に関して行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融ガラスに通電することによって前記溶融ガラスの素地面上に形成されたコールドトップを溶解させる電気溶解槽内で、周期的にガラス原料が供給される溶融ガラスの素地面の範囲を定期的に撮影して得られた画像を用いる画像処理方法であって、
溶融ガラスの素地面上にガラス原料を供給する動作の１周期または複数の周期内で前記素地面の範囲を撮影して得られた複数の画像における共通の位置の画素の階調値の変化に基づいて、当該位置の画素に対応する実空間内の位置におけるコールドトップの状態を評価することを、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素の各位置に関して行うことを
特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
コールドトップの状態を評価する評価値として、複数の画像における共通の位置の画素の階調値の統計量を利用する
請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項３】
複数の画像における共通の位置の画素の階調値の最大値を特定する最大値特定処理、および、
複数の画像における共通の位置の画素の階調値の最小値を特定する最小値特定処理の少なくともいずれか一方を行い、
前記最大値または最小値の少なくとも一方を、前記位置の画素に対応する実空間内の位置におけるコールドトップの状態を評価する評価値とする
請求項１または請求項２に記載の画像処理方法。
【請求項４】
複数の画像における共通の位置の画素の階調値の最大値を特定し、
前記複数の画像における前記共通の位置の画素の階調値の最小値を特定し、
前記位置の画素に対応する実空間内の位置におけるコールドトップの状態を評価する評価値として、前記共通の位置における画素の階調値の最大値と最小値の差分の値を算出する
請求項１から請求項３のうちのいずれか一項に記載の画像処理方法。
【請求項５】
溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素に対応する実空間の位置に原料が投入された時刻に基づいて、前記画素の位置の階調値が所望の統計量であるとみなすことができる画像を特定し、当該画像から前記画素の位置の階調値を抽出し、コールドトップの状態を評価する評価値として当該階調値を利用する
請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項６】
溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素に対応する実空間の位置に原料が投入された時刻に基づいて、前記画素の位置の階調値が最大値であるとみなすことができる画像を特定し、当該画像から前記画素の位置の階調値を抽出する第１の抽出処理、および、
溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素に対応する実空間の位置に原料が投入された時刻に基づいて、前記画素の位置の階調値が最小値であるとみなすことができる画像を特定し、当該画像から前記画素の位置の階調値を抽出する第２の抽出処理の少なくともいずれか一方を行い、
前記第１の抽出処理で抽出する階調値と、前記第２の抽出処理で抽出する階調値の少なくとも一方を、前記位置の画素に対応する実空間内の位置におけるコールドトップの状態を評価する評価値とする
請求項１または請求項５に記載の画像処理方法。
【請求項７】
溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素に対応する実空間の位置に原料が投入された時刻に基づいて、前記画素の位置の階調値が最大値であるとみなすことができる画像を特定し、当該画像から前記画素の位置の階調値を抽出する第１の抽出処理を実行し、
前記時刻に基づいて、前記画素の位置の階調値が最小値であるとみなすことができる画像を特定し、当該画像から前記画素の位置の階調値を抽出する第２の抽出処理を実行し、
前記位置の画素に対応する実空間内の位置におけるコールドトップの状態を評価する評価値として、前記第１の抽出処理で抽出した階調値と前記第２の処理で抽出した階調値の差分の値を算出する
請求項１、請求項５、請求項６のうちのいずれか一項に記載の画像処理方法。
【請求項８】
複数の画像における共通の位置の画素の階調値の変化が、所定のパターンに合致している場合に、前記所定のパターンに応じた現象が、前記位置の画素に対応する実空間内の位置で生じていると判定する
請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項９】
溶融ガラスに通電することによって前記溶融ガラスの素地面上に形成されたコールドトップを溶解させる電気溶解槽内で、周期的にガラス原料が供給される溶融ガラスの素地面の範囲を定期的に撮影して得られた画像を用いる画像処理装置であって、
溶融ガラスの素地面上にガラス原料を供給する動作の１周期または複数の周期内で前記素地面の範囲を撮影して得られた複数の画像における共通の位置の画素の階調値の変化に基づいて、当該位置の画素に対応する実空間内の位置におけるコールドトップの状態を評価することを、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素の各位置に関して行う状態評価手段を備える
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
状態評価手段は、コールドトップの状態を評価する評価値として、複数の画像における共通の位置の画素の階調値の統計量を利用する
請求項９に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
状態評価手段は、
複数の画像における共通の位置の画素の階調値の最大値を特定する最大値特定手段と、
複数の画像における共通の位置の画素の階調値の最小値を特定する最小値特定手段のうち、少なくとも、いずれか一方を備える
請求項９または請求項１０に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
状態評価手段は、
複数の画像における共通の位置の画素の階調値の最大値を特定する最大値特定手段と、
前記複数の画像における前記共通の位置の画素の階調値の最小値を特定する最小値特定手段と、
前記共通の位置における画素の階調値の最大値と最小値の差分の値を算出する差分算出手段とを備える
請求項９から請求項１１のうちのいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
状態評価手段は、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素に対応する実空間の位置に原料が投入された時刻に基づいて、前記画素の位置の階調値が所望の統計量であるとみなすことができる画像を特定し、当該画像から前記画素の位置の階調値を抽出する
請求項９に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
状態評価手段は、
溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素に対応する実空間の位置に原料が投入された時刻に基づいて、前記画素の位置の階調値が最大値であるとみなすことができる画像を特定し、当該画像から前記画素の位置の階調値を抽出する第１抽出手段と、
溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素に対応する実空間の位置に原料が投入された時刻に基づいて、前記画素の位置の階調値が最小値であるとみなすことができる画像を特定し、当該画像から前記画素の位置の階調値を抽出する第２抽出手段のうち、少なくとも、いずれか一方を備える
請求項９または請求項１３に記載の画像処理装置。
【請求項１５】
状態評価手段は、
溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素に対応する実空間の位置に原料が投入された時刻に基づいて、前記画素の位置の階調値が最大値であるとみなすことができる画像を特定し、当該画像から前記画素の位置の階調値を抽出する第１抽出手段と、
前記時刻に基づいて、前記画素の位置の階調値が最小値であるとみなすことができる画像を特定し、当該画像から前記画素の位置の階調値を抽出する第２抽出手段と、
第１抽出手段が抽出した階調値と第２抽出手段が抽出した階調値の差分の値を算出する差分算出手段とを備える
請求項９、請求項１３、請求項１４のうちのいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項１６】
状態評価手段は、
複数の画像から、共通の位置の画素の階調値を抽出して階調値の時系列データを生成する階調値抽出手段と、
前記時系列データが所定のパターンに合致している場合に、前記所定のパターンに応じた現象が、前記位置の画素に対応する実空間内の位置で生じていると判定する現象発生判定手段とを備える
請求項９に記載の画像処理装置。
【請求項１７】
溶融ガラスに通電することによって前記溶融ガラスの素地面上に形成されたコールドトップを溶解させるとともに、前記溶融ガラスの素地面に周期的にガラス原料が供給される電気溶解槽の制御方法であって、
溶融ガラスの素地面上にガラス原料を供給する動作の１周期または複数の周期内で前記素地面の範囲を撮影して得られた複数の画像における共通の位置の画素の階調値の変化に基づいて、当該位置の画素に対応する実空間内の位置におけるコールドトップの状態を評価することを、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素の各位置に関して行い、
コールドトップの状態の評価結果に応じて、前記電気溶解槽を制御する
ことを特徴とする電気溶解槽の制御方法。
【請求項１８】
溶融ガラスの素地面に周期的にガラス原料が供給される電気溶解槽内で、前記溶融ガラスに通電することによって前記溶融ガラスの素地面上に形成されたコールドトップを溶解させることによって、溶融ガラスを製造する溶融ステップと、
清澄槽内で前記溶融ガラスの泡を除去する清澄ステップと、
泡が除去された溶融ガラスを成形する成形ステップと、
成形された溶融ガラスを徐冷する徐冷ステップと、を含むとともに、
前記電気溶解槽内の溶融ガラスの素地面上にガラス原料を供給する動作の１周期または複数の周期内で前記素地面の範囲を撮影して得られた複数の画像における共通の位置の画素の階調値の変化に基づいて、当該位置の画素に対応する実空間内の位置におけるコールドトップの状態を評価することを、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素の各位置に関して行い、
コールドトップの状態の評価結果に応じて、前記電気溶解槽を制御する
ことを特徴とするガラス物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理方法、画像処理装置、電気溶解槽の制御方法、およびガラス物品の製造方法に関し、特に、電気溶解槽内の画像を対象とする画像処理方法、画像処理装置、ならびにその画像処理方法を利用した電気溶解槽の制御方法、およびガラス物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス物品の製造の際、ガラス原料を溶解させる態様として、溶解槽内のガラス原料に対してバーナー等で加熱する態様と、通電による加熱でガラス原料を溶解させる態様等がある。以下、通電によって加熱を行う溶解槽を電気溶解槽と記す。電気溶解槽の例が、特許文献１，２に記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載されているように、電気溶解槽では、ガラスが高温時に導電体となることを利用して、電気溶解槽内の電極から溶融ガラスに直接通電し、発生するジュール熱によって、ガラス原料を溶解させる。
【０００４】
図２２は、電気溶解槽を側方から見た場合の模式的断面図である。電気溶解槽８１には、電極８３が設けられる。また、電気溶解槽８１には、開口部分８８から原料供給部８２が挿入され、原料供給部８２は、原料供給部８２自身の先端から溶融ガラス８５の素地面上にガラス原料を供給する。そして、電極８３によって溶融ガラス８５に直接通電を行い、発生するジュール熱により、溶融ガラス８５の素地面上に堆積したガラス原料を溶解させる。ガラス原料の溶解によって生じた溶融ガラス８５は、排出口８７（図２２参照）から次工程に供給される。
【０００５】
図２３は、電気溶解槽を原料供給部８２の挿入面側から見た場合の模式的断面図である。電極８３は、例えば、図２３に示すように、電気溶解槽８１の側面側に配置される。ただし、図２３に示す電極８３の配置は例示であり、電極８３は他の場所に配置されてもよい。例えば、電極８３は、電気溶解槽８１の底面に配置されてもよい。あるいは、電気溶解槽８１の側面近傍において、上方から電極８３を溶融ガラス８５に入り込ませるようにして、電極８３を配置してもよい。また、図２２、図２３では、電気溶解槽８１内に４つの電極８３が配置される場合を表しているが、電極８３の数は４つに限定されない。
【０００６】
また、特許文献１に記載されているように、電気溶解槽では、通電により生じた熱エネルギーを有効に使うために、溶融ガラスの素地面をガラス原料の層で覆う。このガラス原料の層はコールドトップと呼ばれる。コールドトップは、コールドクラウンまたはブランケットと呼ばれる場合もある。溶融ガラス８５の素地面上にガラス原料を供給し、コールドトップ８６（図２２、図２３参照）を設けることで、放熱量を低減し、ガラス原料（すなわち、コールドトップ８６）を効率的に溶解させることができる。
【０００７】
上記のように、コールドトップ８６を設けた状態を維持して、コールドトップ８６を溶解させて、溶融ガラスにすることが好ましい。従って、原料供給部８２（図２２参照）は、周期的にガラス原料を供給することによって、コールドトップ８６が形成されている状態を保つ。このとき、溶融ガラス８５の素地面全体にコールドトップ８６を形成するために、原料供給部８２は、電気溶解槽８１内で前後左右、あるいは必要に応じて斜めに動き、素地面全体にガラス原料を供給する。原料供給部８２は、例えば、内部のタンクにガラス原料を保持し、移動しながらタンク内の原料を排出する構成である。あるいは、原料供給部８２は、コンベア（conveyer）を備え、コンベアでガラス原料を原料供給部８２の先端まで移動し、その先端から素地面にガラス原料を供給する構成であってもよい。
【０００８】
図２４は、電気溶解槽８１での原料供給部８２の移動経路の例を示す説明図である。なお、図２４では、原料供給部８２の先端が通過する経路を示している。
【０００９】
図２４（ａ）は、手前側（図１に示す開口部分８８側）の位置９１から奥側（図１に示す排出口８７側）の位置９２までの原料供給部８２の移動経路（往路）の例を示す。図２４（ａ）に示すように、原料供給部８２は、例えば、位置９１から左方向に移動し、左側の側面近傍に達すると、奥側に所定距離移動してから右方向に移動し、右側の側面近傍に達すると、奥側に所定移動してから左方向に移動する。原料供給部８２は、この動作を繰り返し、位置９２まで移動する。なお、最後に側面近傍に達してから位置９２に移動するまでの距離は、前述の所定距離の例えば１／２とする。
【００１０】
図２４（ｂ）は、奥側の位置９２から手前側の位置９１までの原料供給部８２の移動経路（復路）の例を示す。図２４（ｂ）に示すように、原料供給部８２は、例えば、位置９２から右方向に移動し、右側の側面近傍に達すると、手前側に所定距離移動してから左方向に移動し、左側の側面近傍に達すると、手前側に所定距離移動してから右方向に移動する。原料供給部８２は、この動作を繰り返し、位置９１まで移動する。なお、最後に側面近傍に達してから位置９１に移動するまでの距離は、前述の所定距離の例えば１／２とする。
【００１１】
図２４に例示するように原料供給部８２が移動すれば、往路と復路で左右方向に移動するときのガラス原料供給位置がずれるので、素地面全体にコールドトップを形成しやすくなる。なお、原料供給部８２の移動経路は、図２４に例示する経路に限定されない。例えば、往路と復路とが重なっていてもよい。
【００１２】
原料供給部８２は、往路および復路を一定速度で移動し、その間、ガラス原料を供給し続ける。また、原料供給部８２は、位置９１に戻ると、ガラス原料の供給を停止し、一定時間待機する。その後、原料供給部８２は、再び、図２４に例示する経路に沿って一定速度で移動し、ガラス原料を供給する。原料供給部８２が位置９１を出発し、位置９１に戻るまでの時間は、例えば３０〜４０分であり、待機時間は、例えば３分である。ただし、ここに示した時間は例示であり、これらの時間に限られない。
【００１３】
このように、原料供給部８２は、素地面全体に原料を供給し、待機するという動作を、一定周期で繰り返す。
【００１４】
従って、コールドトップ８６は、溶融ガラス８５への通電によって生じた熱で溶解するが、周期的にガラス原料が供給されることで、コールドトップ８６は維持される。
【００１５】
なお、コールドトップ８６の一部が、下方から突き破られる現象が生じることがある。この現象は、コールドトップ８６と溶融ガラス８５との境界にガスが溜まり、そのガスがコールドトップ８６を破って吹き出す現象であると考えられる。以下、この現象を「吹き出し現象」と記す。
【００１６】
また、特許文献２には、コールドトップの表面の高さ、およびコールドトップと溶融ガラスの境界の高さ等を計測することによって、コールドトップの厚さを計測する技術が記載されている。
【００１７】
また、特許文献３には、ガラス溶融炉内のガラス溶融面の画像を撮影し、その撮影によって得られたガラス溶融面画像情報と、撮影時刻に対応するガラス溶融炉操炉情報等にタイムキーを付して時系列データとして保存し、その時系列データから複数のガラス溶融面画像情報を抽出し、各撮影時刻のガラス溶融面画像を比較する方法が記載されている。特許文献３に記載された方法では、１０秒から３６×１０２秒の範囲内の間隔でガラス溶融面の画像を撮影する。また、特許文献３に記載された方法では、ガラス溶融面画像を比較する際、ガラス溶融炉内のガラス原料と溶融ガラスとの界面位置や、泡層面と溶融ガラス面との界面位置を比較する。また、特許文献３には、炉内の斜視像として撮影された画像を、アフィン変換によって平面画像にすることが記載されている。なお、特許文献３に記載されたガラス溶融炉は、電気溶解槽ではなく、バーナーによって加熱を行う態様の溶解槽である。
【００１８】
また、特許文献４には、プラント監視装置が記載されている。特許文献４に記載されたプラント監視装置は、赤外線カメラによって監視対象プラントの温度分布を画像データの形で計測し、ある時間間隔で監視対象プラントの画像を監視装置本体に入力する。そして、その監視装置は、プラント監視上重要な画像上の複数の領域について、各々の領域内に含まれる画素の平均輝度からその平均温度を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開平５−１６３０２４号公報
【特許文献２】米国特許第４７１８９３１号公報
【特許文献３】特開２００９−１６１３９６号公報
【特許文献４】特開平６−２５９６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
電気溶解槽内のコールドトップの状態とは、ガラス原料の溶解の状態、コールドトップの厚みその他の状態をいう。このコールドトップの状態に関して、例えば、「ガラス原料がすぐに溶解してしまいコールドトップを維持できない領域がある。」、「吹き出し現象が生じている領域がある。」、「吹き出し現象が発生するおそれがある領域がある。」等の種々の評価を行えることが好ましい。
【００２１】
特許文献３，４に記載された技術は、ガラス溶融炉またはプラントの内部を撮影し、その画像に基づいて、ガラス溶融炉内の状況やプラント内部の温度等を評価する。しかし、特許文献３，４に記載された技術は、電気溶解槽を監視対象としているわけではない。すなわち、溶融ガラス８５の素地面全体に周期的にガラス原料が供給されている状況を撮影しているわけではない。
【００２２】
特許文献３に記載された技術では、１０秒から３６×１０２秒の範囲内の間隔で画像を撮影し、複数の画像を比較する。このような撮影態様を電気溶解槽内の監視に適用したとしても、周期的なガラス原料供給におけるどのタイミングの画像を用いるかによって、画像の比較結果が変わってくるので、電気溶解槽内のコールドトップの状態の監視を良好に行えない。
【００２３】
また、特許文献４に記載された技術のように、赤外線カメラで画像を撮影し、ある時間間隔で画像を監視装置本体に入力したとしても、周期的なガラス原料供給におけるどのタイミングの画像を用いるかによって、コールドトップの評価結果は変わってくる。従って、特許文献４に記載された技術でも、電気溶解槽内のコールドトップの状態の監視を良好に行えない。
【００２４】
さらに、電気溶解槽内を良好に監視して、電気溶解槽を適切に制御できるようにすることが好ましい。
【００２５】
そこで、本発明は、溶融ガラスの素地面全体に周期的にガラス原料が供給されコールドトップが形成される電気溶解槽内部を良好に監視することができる画像処理方法、画像処理装置を提供することを目的とする。また、その画像処理方法を利用して、電気溶解槽を適切に制御することができる電気溶解槽の制御方法、および、ガラス物品の製造方法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】
【００２６】
本発明による画像処理方法は、溶融ガラスに通電することによって前記溶融ガラスの素地面上に形成されたコールドトップを溶解させる電気溶解槽内で、周期的にガラス原料が供給される溶融ガラスの素地面の範囲を定期的に撮影して得られた画像を用いる画像処理方法であって、溶融ガラスの素地面上にガラス原料を供給する動作の１周期または複数の周期内で前記素地面の範囲を撮影して得られた複数の画像における共通の位置の画素の階調値の変化に基づいて、当該位置の画素に対応する実空間内の位置におけるコールドトップの状態を評価することを、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素の各位置に関して行うことを特徴とする。
【００２７】
コールドトップの状態を評価する評価値として、複数の画像における共通の位置の画素の階調値の統計量を利用してもよい。
【００２８】
複数の画像における共通の位置の画素の階調値の最大値を特定する最大値特定処理、および、複数の画像における共通の位置の画素の階調値の最小値を特定する最小値特定処理の少なくともいずれか一方を行い、前記最大値または最小値の少なくとも一方を、前記位置の画素に対応する実空間内の位置におけるコールドトップの状態を評価する評価値としてもよい。
【００２９】
複数の画像における共通の位置の画素の階調値の最大値を特定し、前記複数の画像における前記共通の位置の画素の階調値の最小値を特定し、前記位置の画素に対応する実空間内の位置におけるコールドトップの状態を評価する評価値として、前記共通の位置における画素の階調値の最大値と最小値の差分の値を算出してもよい。
【００３０】
溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素に対応する実空間の位置に原料が投入された時刻に基づいて、前記画素の位置の階調値が所望の統計量であるとみなすことができる画像を特定し、当該画像から前記画素の位置の階調値を抽出し、コールドトップの状態を評価する評価値として当該階調値を利用してもよい。
【００３１】
溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素に対応する実空間の位置に原料が投入された時刻に基づいて、前記画素の位置の階調値が最大値であるとみなすことができる画像を特定し、当該画像から前記画素の位置の階調値を抽出する第１の抽出処理、および、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素に対応する実空間の位置に原料が投入された時刻に基づいて、前記画素の位置の階調値が最小値であるとみなすことができる画像を特定し、当該画像から前記画素の位置の階調値を抽出する第２の抽出処理の少なくともいずれか一方を行い、前記第１の抽出処理で抽出する階調値と、前記第２の抽出処理で抽出する階調値の少なくとも一方を、前記位置の画素に対応する実空間内の位置におけるコールドトップの状態を評価する評価値としてもよい。
【００３２】
溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素に対応する実空間の位置に原料が投入された時刻に基づいて、前記画素の位置の階調値が最大値であるとみなすことができる画像を特定し、当該画像から前記画素の位置の階調値を抽出する第１の抽出処理を実行し、前記時刻に基づいて、前記画素の位置の階調値が最小値であるとみなすことができる画像を特定し、当該画像から前記画素の位置の階調値を抽出する第２の抽出処理を実行し、前記位置の画素に対応する実空間内の位置におけるコールドトップの状態を評価する評価値として、前記第１の抽出処理で抽出した階調値と前記第２の処理で抽出した階調値の差分の値を算出してもよい。
【００３３】
複数の画像における共通の位置の画素の階調値の変化が、所定のパターンに合致している場合に、前記所定のパターンに応じた現象が、前記位置の画素に対応する実空間内の位置で生じていると判定してもよい。
【００３４】
また、本発明による画像処理装置は、溶融ガラスに通電することによって前記溶融ガラスの素地面上に形成されたコールドトップを溶解させる電気溶解槽内で、周期的にガラス原料が供給される溶融ガラスの素地面の範囲を定期的に撮影して得られた画像を用いる画像処理装置であって、溶融ガラスの素地面上にガラス原料を供給する動作の１周期または複数の周期内で前記素地面の範囲を撮影して得られた複数の画像における共通の位置の画素の階調値の変化に基づいて、当該位置の画素に対応する実空間内の位置におけるコールドトップの状態を評価することを、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素の各位置に関して行う状態評価手段を備えることを特徴とする。
【００３５】
状態評価手段が、コールドトップの状態を評価する評価値として、複数の画像における共通の位置の画素の階調値の統計量を利用する構成であってもよい。
【００３６】
状態評価手段が、複数の画像における共通の位置の画素の階調値の最大値を特定する最大値特定手段と、複数の画像における共通の位置の画素の階調値の最小値を特定する最小値特定手段のうち、少なくとも、いずれか一方を備える構成であってもよい。
【００３７】
状態評価手段が、複数の画像における共通の位置の画素の階調値の最大値を特定する最大値特定手段と、前記複数の画像における前記共通の位置の画素の階調値の最小値を特定する最小値特定手段と、前記共通の位置における画素の階調値の最大値と最小値の差分の値を算出する差分算出手段とを備える構成であってもよい。
【００３８】
状態評価手段が、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素に対応する実空間の位置に原料が投入された時刻に基づいて、前記画素の位置の階調値が所望の統計量であるとみなすことができる画像を特定し、当該画像から前記画素の位置の階調値を抽出する構成であってもよい。
【００３９】
状態評価手段が、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素に対応する実空間の位置に原料が投入された時刻に基づいて、前記画素の位置の階調値が最大値であるとみなすことができる画像を特定し、当該画像から前記画素の位置の階調値を抽出する第１抽出手段と、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素に対応する実空間の位置に原料が投入された時刻に基づいて、前記画素の位置の階調値が最小値であるとみなすことができる画像を特定し、当該画像から前記画素の位置の階調値を抽出する第２抽出手段のうち、少なくとも、いずれか一方を備える構成であってもよい。
【００４０】
状態評価手段が、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素に対応する実空間の位置に原料が投入された時刻に基づいて、前記画素の位置の階調値が最大値であるとみなすことができる画像を特定し、当該画像から前記画素の位置の階調値を抽出する第１抽出手段と、前記時刻に基づいて、前記画素の位置の階調値が最小値であるとみなすことができる画像を特定し、当該画像から前記画素の位置の階調値を抽出する第２抽出手段と、第１抽出手段が抽出した階調値と第２抽出手段が抽出した階調値の差分の値を算出する差分算出手段とを備える構成であってもよい。
【００４１】
状態評価手段が、複数の画像から、共通の位置の画素の階調値を抽出して階調値の時系列データを生成する階調値抽出手段と、前記時系列データが所定のパターンに合致している場合に、前記所定のパターンに応じた現象が、前記位置の画素に対応する実空間内の位置で生じていると判定する現象発生判定手段とを備える構成であってもよい。
【００４２】
また、本発明による電気溶解槽の制御方法は、溶融ガラスに通電することによって前記溶融ガラスの素地面上に形成されたコールドトップを溶解させるとともに、前記溶融ガラスの素地面に周期的にガラス原料が供給される電気溶解槽の制御方法であって、溶融ガラスの素地面上にガラス原料を供給する動作の１周期または複数の周期内で前記素地面の範囲を撮影して得られた複数の画像における共通の位置の画素の階調値の変化に基づいて、当該位置の画素に対応する実空間内の位置におけるコールドトップの状態を評価することを、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素の各位置に関して行い、コールドトップの状態の評価結果に応じて、前記電気溶解槽を制御することを特徴とする。
【００４３】
また、本発明によるガラス物品の製造方法は、溶融ガラスの素地面に周期的にガラス原料が供給される電気溶解槽内で、前記溶融ガラスに通電することによって前記溶融ガラスの素地面上に形成されたコールドトップを溶解させることによって、溶融ガラスを製造する溶融ステップと、清澄槽内で前記溶融ガラスの泡を除去する清澄ステップと、泡が除去された溶融ガラスを成形する成形ステップと、成形された溶融ガラスを徐冷する徐冷ステップと、を含むとともに、前記電気溶解槽内の溶融ガラスの素地面上にガラス原料を供給する動作の１周期または複数の周期内で前記素地面の範囲を撮影して得られた複数の画像における共通の位置の画素の階調値の変化に基づいて、当該位置の画素に対応する実空間内の位置におけるコールドトップの状態を評価することを、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素の各位置に関して行い、コールドトップの状態の評価結果に応じて、前記電気溶解槽を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、溶融ガラスの素地面全体に周期的にガラス原料が供給されコールドトップが形成される電気溶解槽内部を良好に監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の画像処理装置を示す説明図。
【図２】複数の画像における共通の位置の画素の階調値の変化の例を示すグラフ。
【図３】原料供給部８２が最も右側に寄っているとき、または、最も左側に寄っているときに電気溶解槽内を撮影して得られた各画像における階調値の変化の例を示すグラフ。
【図４】本発明の第１の実施形態における状態評価手段１０を示すブロック図。
【図５】第１の実施形態における画像処理装置の処理経過の例を示すフローチャート。
【図６】最大階調画像の例を示す模式図。
【図７】最小階調画像の例を示す模式図。
【図８】差分画像の例を示す模式図。
【図９】変換手段１５による変換での画像の変化の例を示す模式図。
【図１０】ステップＳ６の処理結果を示す模式図。
【図１１】各領域での階調値の平均値の出力例を示すグラフ。
【図１２】画像内の１つの画素を示す模式図。
【図１３】本発明の第２の実施形態における状態評価手段１０を示すブロック図。
【図１４】最大階調画像に対する変換の例を示す模式図。
【図１５】最小階調画像に対する変換の例を示す模式図。
【図１６】本発明の第３の実施形態における状態評価手段１０を示すブロック図。
【図１７】吹き出し現象が発生し、その後吹き出し現象が収束する状況を撮影した１周期分の画像において、吹き出し現象発生箇所を写した画素における階調値の変化の例を示す模式図。
【図１８】吹き出し現象が発生し、その後しばらく吹き出しが継続する状況を撮影した１周期分の画像において、吹き出し現象発生箇所を写した画素における階調値の変化の例を示す模式図。
【図１９】第３の実施形態における画像処理装置の処理経過の例を示すフローチャート。
【図２０】本実施形態のガラス物品の製造方法で用いるガラス物品の製造ラインの一例を示す模式図。
【図２１】本実施形態のガラス物品の製造方法の例を示すフローチャート。
【図２２】電気溶解槽を側方から見た場合の模式的断面図。
【図２３】電気溶解槽を原料供給部８２の挿入面側から見た場合の模式的断面図。
【図２４】電気溶解槽８１での原料供給部８２の移動経路の例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下では、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００４７】
［実施形態１］
図１は、本発明の画像処理装置を示す説明図である。図１において、画像処理装置１と併せて図示した電気溶解槽８１は図２２に示した電気溶解槽８１と同様であり、図２２に示す要素と同一の要素については、図２２と同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００４８】
電気溶解槽８１は、電極８３によって溶融ガラス８５に直接通電し、コールドトップ８６（ガラス原料）を溶解させる。ガラス原料の溶解によって生じた溶融ガラス８５は、排出口８７から次工程に供給される。
【００４９】
原料供給部８２は、溶融ガラス８５の素地面全体に原料を供給し、待機するという動作を、一定周期で繰り返す。また、原料供給部８２は、移動中においてガラス原料の供給量を調整可能であってもよい。以下の説明では、原料供給部８２が、図２４に例示する往路および復路に沿って一定速度で移動し、溶融ガラス８５の素地面全体に原料を供給する場合を例にして説明する。ただし、溶融ガラス８５の素地面全体に原料を供給することができれば、原料供給部８２の移動経路は図２４に示す例に限定されない。
【００５０】
原料供給部８２が溶融ガラス８５の素地面全体に周期的にガラス原料を供給することによって、溶融ガラス８５の素地面全体にコールドトップ８６が形成された状態が維持される。ただし、例えば、溶融ガラス８５の温度や電気溶解槽８１内の溶融ガラス８５の量の増減の状況等によっては、ガラス原料を供給したとしても、すぐにそのガラス原料が溶解してしまうという現象が生じ得る。すなわち、コールドトップ８６が常時形成されていることが保証されるわけではない。
【００５１】
カメラ２は、例えば、可視光カメラまたは赤外線カメラである。カメラ２は、電気溶解槽８１内の溶融ガラス８５の素地面の範囲を撮影することができる姿勢で開口部分８８付近に配置される。また、カメラ２の姿勢は一定に保たれる。そして、カメラ２は、一定時間毎に溶融ガラス８５の素地面の範囲を撮影し、その撮影の結果得られた画像をその画像の撮影時刻とともに画像処理装置１に出力する。溶融ガラス８５の素地面の範囲には、コールドトップ８６が存在するので、コールドトップ８６が撮影されるが、コールドトップ８６が溶解している箇所に関しては溶融ガラス８５の素地面が撮影される。従って、撮影の結果得られた画像には、コールドトップ８６や、溶融ガラス８５が写る。
【００５２】
時刻情報出力手段３は、原料供給部８２の位置を監視し、原料供給部８２が所定の位置に存在したときの時刻を画像処理装置１に出力する。時刻情報出力手段３は、移動経路（図２４参照）において、原料供給部８２が最も右側に寄っているときの時刻、および、最も左側に寄っているときの時刻を画像処理装置１に出力する。なお、「右」、「左」とは、それぞれ、カメラ２から溶融ガラス８５の素地面方向を見た場合における「右」、「左」を意味する。
【００５３】
また、時刻情報出力手段３は、原料供給部８２の動作の周期の開始時刻の情報を、画像処理装置１に出力する。
【００５４】
画像処理装置１は、状態評価手段１０を備える。状態評価手段１０は、原料供給部８２の動きの１周期または複数の周期内で得られた複数の画像を用いて、その複数の画像における共通の位置の画素の階調値の変化に基づいて、その位置の画素に対応する実空間内の位置におけるコールドトップ８６の状態を評価する。状態評価手段１０は、この評価を、溶融ガラス８５の素地面の範囲に該当する画像内の画素毎に行う。各実施形態では、状態評価手段１０が、原料供給部８２の動きの１周期内で撮影された複数の画像を用いて、コールドトップ８６の状態を評価する処理を、周期毎に繰り返す場合を例にして説明する。
【００５５】
図２は、複数の画像における共通の位置の画素の階調値の変化の例を示すグラフである。図２に示す横軸は経過時間を示す。破線で囲んだ時間帯は、原料供給部８２が待機している時間帯である。原料供給部８２は、位置９１（図２４参照）から往路に沿って移動し、位置９２に達した後、復路に沿って位置９１に戻り、その後一定時間、待機する。そして、原料供給部８２は、この動作を繰り返す。位置９１（図２４参照）を出発してから、次に位置９１を出発するまでの期間を１周期とする。
【００５６】
図２に示す縦軸は階調値である。カメラ２（図１参照）は、一定時間毎に溶融ガラス９５の素地面の範囲を撮影する。その結果得られた複数の画像のうち、１つの画素位置に着目し、その画素の階調値の変化の例を図２に表している。また、その画素位置に対応する実空間での素地面上の位置にガラス原料が供給される時刻を、図２では矢印で示している。
【００５７】
図２では、連続する撮影時刻で階調値が上下に大きく変化する。これは、原料供給部８２が図２４に例示する移動経路に沿って移動することから、着目している画素位置に、コールドトップ８６が写ったり、原料供給部８２が写ったりすることがあり、その画素に原料供給部８２が写ったときには、その画素の階調値が大きく低下するためである。
【００５８】
図３は、原料供給部８２が最も右側に寄っているとき、または、最も左側に寄っているときに電気溶解槽内を撮影して得られた各画像における上記の画素の階調値の変化を表している。図３では、原料供給部８２が最も右側に寄っているとき、または、最も左側に寄っているときにおける撮影時刻における階調値をマーカで示している。この撮影時刻に原料供給部８２は電気溶解槽内で壁面近傍に位置しているので、着目している画素位置には、コールドトップが写っている。従って、図３に示すマーカの変化は、着目している画素位置に写ったコールドトップの明るさの変化を表している。そして、このマーカの変化は、連続する撮影時刻での階調値の変化とは異なり、上下に急激に大きく変動しない。
【００５９】
図３においても、図２と同様に、着目している画素位置に対応する実空間での素地面上の位置にガラス原料が供給される時刻を矢印で表している。
【００６０】
着目している画素位置に写ったコールドトップの階調値の変化（図３に示すマーカの変化）には、一定の傾向がある。この傾向について説明する。なお、着目している画素位置に対応する実空間での溶融ガラス８５の素地面上の位置を、着目している素地面上の位置と記す。
【００６１】
着目している素地面上の位置にガラス原料が供給される前（例えば、直前）に、階調値が最も高くなる（図３参照）。これは、コールドトップは、ガラス原料が供給される前の時点で最も薄くなっているためである。
【００６２】
そして、着目している素地面上の位置にガラス原料が供給された後、階調値は、徐々に下降する（図３参照）。これは、ガラス原料が供給されたことにより、コールドトップの厚みが増すためである。ただし、その位置より奥側では、ガラス原料がまだ供給されておらず、明るい領域があるので、階調値が急激に下降するわけではない。着目している素地面上の位置よりも奥側の領域でも順次ガラス原料が供給され、着目している素地面上の位置の周囲でコールドトップの厚みが増した領域が広くなるにつれ、階調値は下降していく。
【００６３】
着目している画素位置に写ったコールドトップの階調値は、上記のように徐々に下降していくが、その後、上昇に転じ、階調値は、徐々に上昇する（図３参照）。これは、時間経過ともに、コールドトップが電気溶解槽内の通電による加熱で溶解し、薄くなっていくためである。
【００６４】
ただし、原料供給部８２は復路においてもガラス原料を供給するので、一時的に階調値は低下し、その後再び、上昇する（図３参照）。
【００６５】
そして、着目している素地面上の位置に、再度ガラス原料が供給される前に、階調値は、再び、最大になる。
【００６６】
なお、溶融ガラス８５の素地面の位置によって、周期の開始からガラス原料投入時刻までの時間や、往路を移動中の原料供給部８２によってガラス原料を投入されてから、復路移動中の原料供給部８２によってガラス原料を投入されるまでの時間等に違いがある。従って、階調値変化の一般的な傾向は図３に示すようになるが、ガラス原料投入時と階調値が最小となる時刻との時間差や、ガラス原料投入時と階調値が最大となる時刻との時間差は、溶融ガラス８５の素地面の位置により異なる。
【００６７】
図４は、本発明の第１の実施形態における状態評価手段１０を示すブロック図である。第１の実施形態において、状態評価手段１０は、画像保持手段１１と、最大階調画像生成手段１２と、最小階調画像生成手段１３と、差分画像生成手段１４と、変換手段１５と、領域別平均階調値算出手段１６と、出力制御手段１７とを備える。
【００６８】
画像保持手段１１は、１周期内で、原料供給部８２が最も右側に寄っているときの各画像、および、原料供給部８２が最も左側に寄っているときの各画像を記憶する。具体的には、画像保持手段１１には、カメラ２が１周期内で撮影した各画像およびその撮影時刻の情報がカメラ２から入力される。また、時刻情報出力手段３から、原料供給部８２が最も右側に寄っているときの時刻、および、最も左側に寄っているときの時刻の情報がそれぞれ入力される。画像保持手段１１は、１周期内で撮影された各画像のうち、撮影時刻が、原料供給部８２が最も右側または左側に寄っているときの時刻と合致している画像を記憶する。画像保持手段１１は、その他の画像に関しては、記憶しなくてよい。
【００６９】
ただし、原料供給部８２が最も右側または左側に寄っているときの時刻と、撮影時刻とは完全に合致していなくてもよい。例えば、原料供給部８２が最も右側によっている時刻と撮影時刻との差が、予め定められた閾値以下であれば、画像保持手段１１は、その２つの時刻が合致しているとみなし、その撮影時刻に対応する画像を記憶してよい。原料供給部８２が最も左側によっている時刻に関しても同様である。
【００７０】
最大階調画像生成手段１２は、画像保持手段１１が記憶した各画像に基づいて、最大階調画像を生成する。最大階調画像は、個々の画素位置毎に、階調値が最大となる画素を複数の画像から選択し、選択した画素を合成することによって得られる画像である。
【００７１】
ただし、最大階調画像生成手段１２は、最大階調画像の中央より右側の領域の各画素に関しては、原料供給部８２が最も左側に寄っているときの各画像の中から選択することが好ましい。同様に、最大階調画像の中央より左側の領域の各画素に関しては、原料供給部８２が最も右側に寄っているときの各画像の中から選択することが好ましい。このように画素を選択することによって、原料供給部８２で反射した光の影響の少ない最大階調画像が得られる。
【００７２】
最小階調画像生成手段１３は、画像保持手段１１が記憶した各画像に基づいて、最小階調画像を生成する。最小階調画像は、個々の画素位置毎に、階調値が最小となる画素を複数の画像から選択し、選択した画素を合成することによって得られる画像である。
【００７３】
ただし、最小階調画像生成手段１３は、最小階調画像の中央より右側の領域の各画素に関しては、原料供給部８２が最も左側に寄っているときの各画像の中から選択することが好ましい。同様に、最小階調画像の中央より左側の領域の各画素に関しては、原料供給部８２が最も右側に寄っているときの各画像の中から選択することが好ましい。このように画素を選択することによって、原料供給部８２で反射した光の影響の少ない最小階調画像が得られる。
【００７４】
差分画像生成手段１４は、差分画像を生成する。差分画像は、個々の画素毎に、最大階調画像内の対応する画素の階調値から、最小階調画像内の対応する画素の階調値を減算した値を階調値として割り当てた画像である。すなわち、差分画像生成手段１４は、階調値を定める対象となる差分画像の画素を順次選択し、選択した画素に対応する最大階調画像内の画素の階調値から、選択した画素に対応する最小階調画像内の画素の階調値を減算し、その減算結果を、選択した画素の階調値と定めることによって、差分画像を生成する。
【００７５】
差分画像の画素の階調値は、１周期分の各画像におけるその画素の階調値の最大値と最小値の差である。そして、差分画像において、溶融ガラス８５の素地面の範囲に該当する画素の階調値は、コールドトップが溶解した程度を表す。１つの画素に着目し、１周期内でその画素の最大値と最小値との差が大きいということは、コールドトップの溶解量が多いことを意味する。一方、１周期内でその画素の最大値と最小値との差が小さいということは、コールドトップの溶解量が少ないことを意味する。従って、差分画像内で明るい領域に対応する実空間の素地面ではコールドトップの溶解量が多いことになる。また、差分画像内で暗い領域に対応する実空間の素地面ではコールドトップの溶解量が少ないことになる。
【００７６】
また、差分画像は、カメラを視点とした場合の画像である。変換手段１５は、視点をカメラの位置から溶融ガラスの素地面の真上（換言すれば、素地面に対向する上方）に変えた画像に、差分画像を変換する。この変換の結果、コールドトップの溶解量を表す画像として、上方から素地面を観察した場合の画像が得られる。以下、視点を溶融ガラスの素地面の真上とした画像を鳥瞰画像と記す。
【００７７】
領域別平均階調値算出手段１６は、鳥瞰画像内で溶融ガラスの素地面の範囲に該当する領域を複数の領域に分割し、分割した領域毎に、領域内の画素の階調値の平均値を算出する。
【００７８】
鳥瞰画像は、差分画像の視点を素地面の真上に変えた画像である。従って、領域毎に算出した階調値の平均値が大きければ、その領域では、コールドトップの溶解量が多いと言える。また、階調値の平均値が小さければ、その領域では、コールドトップの溶解量が少ないと言える。
【００７９】
出力制御手段１７は、領域別平均階調値算出手段１６によって領域毎に算出された画素の階調値の平均値を、出力装置（例えば、ディスプレイ装置。図示略。）に出力させる。
【００８０】
画像保持手段１１、最大階調画像生成手段１２、最小階調画像生成手段１３、差分画像生成手段１４、変換手段１５、領域別平均階調値算出手段１６、および出力制御手段１７は、例えば、プログラムに従って動作するコンピュータのＣＰＵによって実現される。すなわち、ＣＰＵは、プログラムに従って、上記の各手段１１〜１７として動作すればよい。また、上記の各手段１１〜１７が別々のユニットで実現されていてもよい。
【００８１】
次に、第１の実施形態の処理経過の例を説明する。図５は、第１の実施形態における画像処理装置の処理経過の例を示すフローチャートである。
【００８２】
電気溶解槽８１において、原料供給部８２は図２４に例示する経路に沿って移動しながら溶融ガラス８５の素地面上にガラス原料を供給し、その後、待機するという動作を、一定周期で繰り返す。この間、カメラ２は、一定時間毎に溶融ガラス８５の素地面の範囲を撮影し、その結果得られた各画像を撮影時刻の情報とともに、画像保持手段１１に出力する。また、時刻情報出力手段３は、原料供給部８２の動作の周期の開始時刻の情報を周期毎に画像保持手段１１に出力する。さらに、時刻情報出力手段３は、原料供給部８２が最も右側に寄っているときの時刻、および、最も左側に寄っているときの時刻の情報を画像保持手段１１に出力する。
【００８３】
ある周期の開始時刻から次の周期の開始時刻までが、１周期となる。画像保持手段１１は、１周期内でカメラ２によって生成された各画像のうち、原料供給部８２が最も右側に寄っているときの各画像、および、原料供給部８２が最も左側に寄っているときの各画像を記憶する（ステップＳ１）。画像保持手段１１は、撮影時刻が、原料供給部８２が最も右側に寄っているときの時刻と合致している画像、および、撮影時刻が、原料供給部８２が最も右側に寄っているときの時刻と合致している画像を記憶すればよい。
【００８４】
最大階調画像生成手段１２は、ステップＳ１で記憶された１周期分の各画像（原料供給部８２が最も左側または右側に寄っているときの各画像）にもとづいて、個々の画素位置毎に階調値が最大となる画素を選択し、それらの画素を合成することによって、最大階調画像を生成する（ステップＳ２）。本例では、最大階調画像生成手段１２は、最大階調画像の中央より右側の領域の各画素に関しては、原料供給部８２が最も左側に寄っているときの各画像の中から選択する。同様に、最大階調画像の中央より左側の領域の各画素に関しては、原料供給部８２が最も右側に寄っているときの各画像の中から選択する。
【００８５】
最大階調画像の例を図６に模式的に示す。図６では、コールドトップが存在し、暗く写っている箇所を黒色で示し、コールドトップが存在しているが、コールドトップが薄くなっているため、比較的明るく写っている箇所を散点模様で示している。また、コールドトップが存在せず、非常に明るく写っている箇所を白色で示している。なお、同じ色または模様で表した領域において、若干の階調値のばらつきが生じている場合があるが、図面内では一律に同じ色または同じ模様で模式的に示している。さらに、電気溶解槽の構造物（例えば、壁面等）に相当する箇所は、斜線で示している。これらの点は、図７、図８、図９、図１０、図１４、図１５においても同様である。ガラス原料が投入される時刻は、溶融ガラスの素地面の位置毎にずれるので、コールドトップが最も薄くなる時刻も各位置でずれる。最大階調画像は、各位置におけるコールドトップが最も薄くなったときの状況を１つの画像に合成した画像であると言える。なお、図６では、矢印で示した箇所に吹き出し現象が写っている。
【００８６】
最小階調画像生成手段１３は、ステップＳ１で記憶された１周期分の各画像（原料供給部８２が最も左側または右側に寄っているときの各画像）にもとづいて、個々の画素位置毎に階調値が最小になる画素を選択し、それらの画素を合成することによって、最小階調画像を生成する（ステップＳ３）。本例では、最小階調画像生成手段１３は、最小階調画像の中央より右側の領域の各画素に関しては、原料供給部８２が最も左側に寄っているときの各画像の中から選択する。同様に、最小階調画像の中央より左側の領域の各画素に関しては、原料供給部８２が最も右側に寄っているときの各画像の中から選択する。
【００８７】
最小階調画像の例を図７に模式的に示す。最小階調画像は、各位置におけるコールドトップが最も暗く写るときの状況を１つの画像に合成した画像であると言える。
【００８８】
次に、差分画像生成手段１４は、階調値を定める対象となる差分画像の画素を順次選択し、選択した画素に対応する最大階調画像内の画素の階調値から、選択した画素に対応する最小階調画像内の画素の階調値を減算し、その減算結果を、選択した画素の階調値と定めることによって、差分画像を生成する（ステップＳ４）。
【００８９】
差分画像の例を図８に模式的に示す。なお、図８に例示する差分画像において、グレーで観察される領域については、縦線の模様で表している。この点は、図９、図１０に関しても同様である。差分画像は、１周期内における各位置のコールドトップの溶解の程度を表している。
【００９０】
そして、変換手段１５は、差分画像を鳥瞰画像に変換する（ステップＳ５）。図９は、変換手段１５による変換での画像の変化の例を示す。図９（ａ）は、変換前の差分画像を示す。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す差分画像を変換したときの鳥瞰画像を示す。そして、図９（ｂ）に示す鳥瞰画像では、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する部分のみを抜き出して示している。
【００９１】
領域別平均階調値算出手段１６は、鳥瞰画像内で溶融ガラスの素地面の範囲に該当する部分を複数の領域に分割する。そして、領域別平均階調値算出手段１６は、分割後の領域毎に、領域内の画素の階調値の平均値を算出する（ステップＳ６）。図１０は、ステップＳ６の処理結果を示す模式図である。図１０では、図９（ｂ）に示す鳥瞰画像を９個の領域に分割した場合を例示している。また、各領域において、上段に示す符号は、各領域の識別情報であり、下段に示す値は、領域内の画素の階調値の平均値である。なお、鳥瞰画像の分割数は９に限定されない。
【００９２】
次に、出力制御手段１７は、ステップ６で領域毎に算出された階調値の平均値を出力装置に出力させる（ステップＳ７）。ここでは、ディスプレイ装置に表示させる場合を例にする。
【００９３】
状態評価手段１０は、原料供給部８２の動きの周期毎に、ステップＳ１〜Ｓ７の処理を繰り返す。ステップＳ７で、出力制御手段１７は、周期毎に算出した各領域での階調値の平均値をグラフとしてディスプレイ装置に表示させ、各領域での階調値の平均値の変化を視覚的に表してもよい。図１１は、各領域での階調値の平均値の出力例を示すグラフである。図１１では、図１０に示す領域のうち、領域１Ｌ，２Ｌ，１Ｃ，２Ｃ，３Ｃ，１Ｒ，２Ｒにおける階調値を出力する場合を例示している。図１１に示すように、ステップ７毎の出力の変化をグラフ化して出力することによって、各領域、あるいは素地面の範囲全体における状況の変化を把握しやすくなる。例えば、図１１に例示するグラフからは、一旦、全体的にコールドトップの明るさが増し（換言すれば、コールドトップが薄くなり）、その後、元の状態に戻ったことが分かる。このことから、電気溶解槽８１から次工程への溶融ガラス供給量が増え、電気溶解槽８１内の溶融ガラス量が減少したことによって、溶融ガラス量の温度が一時的に増加したということが推定できる。
【００９４】
本実施形態では、各位置におけるコールドトップが最も薄くなったときの状況を１つの画像に合成した画像（最大階調画像）や、各位置におけるコールドトップが最も暗く写るときの状況を１つの画像に合成した画像（最小階調画像）を生成し、それらの画像に基づいて、溶融ガラスの素地面の範囲に存在するコールドトップの状況を評価する。従って、原料供給部８２が移動しながらガラス原料を供給することによって、溶融ガラスの素地面の各位置でガラス原料の供給時刻が異なっていても、溶融ガラスの素地面上のコールドトップの状況を一様に評価することができる。
【００９５】
電気溶解槽内のコールドトップの監視に特許文献３，４に記載の技術を適用した場合には、周期的なガラス原料供給におけるどのタイミングの画像を用いるかによって評価結果が変わってしまうという問題があった。これに対し、本発明では、各位置におけるコールドトップの状況を１つの画像に合成した画像（最大階調画像や最小階調画像）を用いて、コールドトップの状況を評価する。よって、上記のように、素地面上のコールドトップの状況を一様に評価することができる。従って、溶融ガラスの素地面全体に周期的にガラス原料が供給されコールドトップが形成される電気溶解槽内部を良好に監視することができる。
【００９６】
また、コールドトップの状況を評価する評価値として、画像の階調値（すなわち、明るさ）を用いる。従って、コールドトップの厚さだけでなく、コールドトップの厚さとコールドトップの下に存在する溶融ガラスの温度とを総合的に評価することができる。
【００９７】
［実施形態２］
図３に示したように、１周期内における、１画素に写ったコールドトップの明るさの変化には、前述の傾向がある（図３に示すマーカを参照）。第２の実施の形態では、この傾向を利用して、画素毎に、その画素の階調値が最大になるとみなすことができる画像を選択し、画素毎に選択した画像の画素を合成して、最大階調画像を生成する。同様に、画素毎に、その画素の階調値が最小になるとみなすことができる画像を選択し、画素毎に選択した画像の画素を合成して、最小階調画を生成する。
【００９８】
第２の実施形態では、個々の画素位置毎に、階調値が最大とみなすことができる画素を複数の画像から選択し、選択した画素を合成することによって得られる画像を最大階調画像と定義する。また、個々の画素位置毎に、階調値が最小とみなすことができる画素を複数の画像から選択し、選択した画素を合成することによって得られる画像を最小階調画像と定義する。
【００９９】
第２の実施形態の画像処理装置も、図１に示す場合と同様に、状態評価手段１０を含む。ただし、第２の実施形態における状態評価手段１０については後述する。電気溶解槽８１に関しては既に説明したとおりであり、説明を省略する。
【０１００】
カメラ２は、第１の実施形態におけるカメラ２と同様である。
【０１０１】
時刻情報出力手段３は、第１の実施形態と同様に、移動経路（図２４参照）において、原料供給部８２が最も右側に寄っているときの時刻、および、最も左側に寄っているときの時刻を画像処理装置１に出力する。また、各周期の開始時刻の情報も画像処理装置１に出力する。
【０１０２】
さらに、第２の実施形態では、時刻情報出力手段３は、カメラ２によって得られる画像の画素に対応する実空間での素地面上の位置への原料投入時刻を、画素毎に画像処理装置１に出力する。図１２は、画像内の１つの画素を示す模式図である。例えば、画像２０内の画素２１に対応する実空間における溶融ガラスの素地面上の位置に原料供給部８２の先端が移動すると、時刻情報出力手段３は、その時の時刻を、画素２１に対応する実空間での素地面上の位置への原料投入時刻として画像処理装置１に出力する。ここでは、画像２０内の画素２１を例にして説明したが、時刻情報出力手段３は、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素毎に、それぞれ、その画素に対応する実空間での素地面上の位置への原料投入時刻を画像処理装置１に出力する。以下、ある画素に対応する実空間での素地面上の位置へのガラス原料投入時刻を、単に、画素に対応する位置へのガラス原料投入時刻と記す。
【０１０３】
図１３は、本発明の第２の実施形態における状態評価手段１０を示すブロック図である。第１の実施形態と同様の要素は、図４と同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。第２の実施形態において、状態評価手段１０は、画像保持手段１１と、最大階調画像生成手段１２ａと、最小階調画像生成手段１３ａと、差分画像生成手段１４と、変換手段１５と、領域別平均階調値算出手段１６と、出力制御手段１７とを備える。
【０１０４】
画像保持手段１１には、カメラ２が１周期内で撮影した各画像およびその撮影時刻の情報がカメラ２から入力される。また、時刻情報出力手段３から、原料供給部８２が最も右側に寄っているときの時刻、最も左側に寄っているときの時刻の情報、および各週機の開始時刻がそれぞれ入力される。そして、画像保持手段１１は、第１の実施形態と同様に、１周期内で、原料供給部８２が最も右側に寄っているときの各画像、および、原料供給部８２が最も左側に寄っているときの各画像を記憶する。
【０１０５】
最大階調画像生成手段１２ａには、時刻情報出力手段３から、画素に対応する位置へのガラス原料投入時刻が、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素毎にそれぞれ入力される。また、最大階調画像生成手段１２ａは、カメラ２によって生成される画像２０（図１２参照）において、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素毎に、画素に対応する位置へのガラス原料投入時刻と、画素の階調値が最大になるとみなせる時刻との差分となる時間を予め記憶する。この差分となる時間を、最大階調に関する差分時間と記す。最大階調に関する差分時間は、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素毎に予め定めておき、最大階調画像生成手段１２ａに記憶させておけばよい。既に説明したように、着目している素地面上の位置にガラス原料が供給される前（例えば、直前）に、着目している画素の階調値が最も高くなる傾向がある。従って、着目している画素に関して、「画素の階調値が最大になるとみなすことができる画像」として、画素位置に対応する実空間での素地面上の位置に原料が供給される直前の画像を採用することができる。従って、最大階調に関する差分時間は負の値（例えば、−ｘ秒）として定められていてもよい。この場合、画素に対応する位置へのガラス原料投入時刻のｘ秒前の時刻の画像で、画素の階調値が最大になるとみなせることを意味する。なお、差分時間は、画素の位置毎に異なるように定められていてもよい。
【０１０６】
最大階調画像生成手段１２ａは、画素に対応する位置へのガラス原料投入時刻に、その画素に関して予め定められた最大階調に関する差分時間を加算することによって、その画素の階調値が最大になるとみなすことができる時刻を算出する。最大階調画像生成手段１２ａは、画像保持手段１１が保持する画像の中から、その時刻に最も近い撮影時刻の画像を選択し、さらにその画像から着目している画素位置の画素を選択する。
【０１０７】
例えば、最大階調画像生成手段１２ａは、図１２に示す画素２１に対応する位置へのガラス原料投入時刻に、画素２１に関して予め定められた最大階調に関する差分時間を加算する。その結果、画素２１の階調値が最大になるとみなすことができる時刻が得られる。最大階調画像生成手段１２ａは、画像保持手段１１が保持する画像の中から、その時刻に最も近い撮影時刻の画像を選択し、さらにその画像から画素２１の位置に該当する画素を選択する。
【０１０８】
最大階調画像生成手段１２ａは、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素毎に、同様に、画素を選択し、それらの画素を合成することによって、最大階調画像を生成する。なお、溶融ガラスの素地面の範囲以外の領域の画素に関しては、評価の対象外であるので、階調値を一定の値に定めてよい。
【０１０９】
なお、画素の階調値が最大になるとみなすことができる時刻に最も近い撮影時刻の画像を選択する際、その画素が中央より右側の領域の画素である場合、原料供給部８２が最も左側に寄っているときの各画像の中から、階調値が最大になるとみなすことができる時刻に最も近い撮影時刻の画像を選択することが好ましい。また、画素が中央より左側の領域の画素である場合、原料供給部８２が最も右側によっているときの各画像の中から、階調値が最大になるとみなすことができる時刻に最も近い撮影時刻の画像を選択することが好ましい。
【０１１０】
最小階調画像生成手段１３ａには、時刻情報出力手段３から、画素に対応する位置へのガラス原料投入時刻が、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素毎にそれぞれ入力される。また、最小階調画像生成手段１３ａは、カメラ２によって生成される画像２０（図１２参照）において、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素毎に、画素に対応する位置へのガラス原料投入時刻と、画素の階調値が最小になるとみなせる時刻との差分となる時間を予め記憶する。この差分となる時間を、最小階調に関する差分時間と記す。最小階調に関する差分時間は、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素毎に予め定めておき、最小階調画像生成手段１３ａに記憶させておけばよい。既に説明したように、着目している素地面上の位置にガラス原料が供給された後、着目している画素の階調値は徐々に下降し、その後、上昇する。従って、従って、着目している画素に関して、「画素の階調値が最小になるとみなすことができる画像」として、画素位置に対応する実空間での素地面上の位置に原料が供給された後の画像を採用することができる。このように、「画素の階調値が最小になるとみなすことができる画像」として、着目している素地面上の位置に原料を供給した後の画像を採用する場合、差分時間を正の値として定めておけばよい。「画素の階調値が最小になるとみなすことができる画像」として原料供給直後の画像を採用してもよい。また、「画素の階調値が最小になるとみなすことができる画像」として、着目している素地面上の位置に原料を供給する時刻よりも前の時刻の画像を採用することがあってもよい。この場合、最小階調に関する差分時間は負の値（例えば、−ｘ秒）として定められていてもよい。この場合、画素に対応する位置へのガラス原料投入時刻のｘ秒前の時刻の画像で、画素の階調値が最小になると見なせることを意味する。なお、差分時間は、画素の位置毎に異なるように定められていてもよい。
【０１１１】
最小階調画像生成手段１３ａは、画素に対応する位置へのガラス原料投入時刻に、その画素に関して予め定められた最小階調に関する差分時刻を加算することによって、その画素の階調値が最小になるとみなすことができる時刻を算出する。最小階調画像生成手段１３ａは、画像保持手段１１が保持する画像の中から、その時刻に最も近い撮影時刻の画像を選択し、さらにその画像から着目している画素位置の画素を選択する。
【０１１２】
例えば、最小階調画像生成手段１３ａは、図１２に示す画素２１に対応する位置へのガラス原料投入時刻に、画素２１に関して予め定められた最小階調に関する差分時間を加算する。その結果、画素２１の階調値が最小になるとみなすことができる時刻が得られる。最小階調画像生成手段１３ａは、画像保持手段１１が保持する画像の中から、その時刻に最も近い撮影時刻の画像を選択し、さらにその画像から画素２１の位置に該当する画素を選択する。
【０１１３】
最小階調画像生成手段１３ａは、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する画素毎に、同様に、画素を選択し、それらの画素を合成することによって、最小階調画像を生成する。なお、溶融ガラスの素地面の範囲以外の領域の画素に関しては、評価の対象外であるので、階調値を一定の値に定めてよい。
【０１１４】
なお、画素の階調値が最小になるとみなすことができる時刻に最も近い撮影時刻の画像を選択する際、その画素が中央より右側の領域の画素である場合、原料供給部８２が最も左側に寄っているときの各画像の中から、階調値が最小になるとみなすことができる時刻に最も近い撮影時刻の画像を選択することが好ましい。また、画素が中央より左側の領域の画素である場合、原料供給部８２が最も右側によっているときの各画像の中から、階調値が最小になるとみなすことができる時刻に最も近い撮影時刻の画像を選択することが好ましい。
【０１１５】
差分画像生成手段１４は、最大階調画像生成手段１２ａによって生成された最大階調画像と、最小階調画像生成手段１３ａによって生成された最小階調画像とを用いて差分画像を生成する。差分画像の生成処理は、第１の実施形態と同様である。
【０１１６】
また、変換手段１５、領域別階調値算出手段１６および出力制御手段１７は、第１の実施形態におけるそれらの手段と同様である。
【０１１７】
最大階調画像生成手段１２ａおよび最小階調画像生成手段１３ａは、例えば、プログラムに従って動作するコンピュータのＣＰＵによって実現される。あるいは、それぞれ独立したユニットで実現されていてもよい。
【０１１８】
第２の実施形態における画像処理装置の処理経過は、図５と同様のフローチャートで表すことができる。ステップＳ１は、第１の実施形態におけるステップＳ１と同様である。
【０１１９】
ステップＳ２では、最大階調画像生成手段１２ａが最大階調画像を生成する。第２の実施形態における最大階調画像の生成処理については既に説明したので、ここでは説明を省略する。
【０１２０】
ステップＳ３では、最小階調画像生成手段１３ａが最小階調画像を生成する。第２の実施形態における最小階調画像の生成処理については既に説明したので、ここでは説明を省略する。
【０１２１】
ステップＳ４〜Ｓ７は、第１の実施形態におけるステップＳ４〜Ｓ７と同様であり、説明を省略する。
【０１２２】
第２の実施形態においても、状態評価手段１０は、原料供給部８２の動きの周期毎に、ステップＳ１〜Ｓ７の処理を繰り返す。
【０１２３】
第２の実施形態において、最大階調画像は、コールドトップが最も薄くなったとみなせる画素を複数の画像から選択し、１つの画像に合成した画像であると言える。また、最小階調画像は、コールドトップが最も暗く写っているとみなせる画素を複数の画像から選択し、１つの画像に合成した画像であると言える。そして、状態評価手段１０は、それらの画像に基づいて、溶融ガラスの素地面の範囲に存在するコールドトップの状況を評価する。従って、原料供給部８２が移動しながらガラス原料を供給することによって、溶融ガラスの素地面の各位置でガラス原料の供給時刻が異なっていても、第１の実施形態と同様に、溶融ガラスの素地面上のコールドトップの状況を一様に評価することができる。
【０１２４】
次に、第１の実施形態および第２の実施形態の変形例について説明する。
まず、第１の変形例について説明する。第１の実施形態および第２の実施形態のステップＳ６で得られた各領域（図１０参照）での画素の階調値の平均値に基づいて、電気溶解槽を制御してもよい。
【０１２５】
例えば、ステップＳ６で算出された階調値の平均値が高い領域では、溶融ガラスの温度が高く、コールドトップがすぐに溶解していると考えられる。そこで、ステップＳ６で算出された階調値の平均値が予め定められた第１の所定値よりも高い領域では、原料供給部８２から供給するガラス原料の量を増加させてもよい。あるいは、その領域の溶融ガラスに対する通電量を低下させ、その領域の溶融ガラスの温度を低下させてもよい。この結果、コールドトップがすぐに溶解することを防ぐことができる。
【０１２６】
逆に、ステップＳ６で算出された階調値の平均値が低い領域では、溶融ガラスの温度が低く、コールドトップが他の領域に比べて厚くなっていると考えられる。そこで、ステップＳ６で算出された階調値の平均値が予め定められた第２の所定値よりも低い領域では、原料供給部８２から供給するガラス原料の量を減少させてもよい。あるいは、その領域の溶融ガラスに対する通電量を上昇させ、その領域の溶融ガラスの温度を上昇させてもよい。この結果、他の領域に比べて厚くなっているコールドトップを他の領域のコールドトップと同様の厚みにすることができる。なお、第２の所定値は、第１の所定値よりも低い値である。
【０１２７】
次に、第１の実施形態および第２の実施形態の第２の変形例について説明する。
第１の実施形態および第２の実施形態では、差分画像を生成し、差分画像の鳥瞰画像を生成する場合を示した。これに対して、差分画像を生成せずに、最大階調画像と最小階調画像のいずれか一方または両方の鳥瞰画像を生成してもよい。この場合、状態評価手段１０は、図４、図１３に示す差分画像生成手段１４を備えず、ステップＳ４（図５参照）を実行しなくてよい。また、この場合、変換手段１５は、ステップＳ５において、最大階調画像と最小階調画像のいずれか一方または両方を、鳥瞰画像に変換すればよい。そして、最大階調画像と最小階調画像の両方をそれぞれ鳥瞰画像に変換した場合、状態評価手段１０は、各鳥瞰画像に対して、ステップＳ６，Ｓ７の処理を実行すればよい。
【０１２８】
なお、最大階調画像および最小階調画像のうち、最大階調画像のみを生成する場合、状態評価手段１０は、図４に示す最小階調画像生成手段１３（または図１３に示す最小階調画像生成手段１３ａ）を備えず、ステップＳ３（図５参照）を実行しなくてよい。また、最大階調画像および最小階調画像のうち、最小階調画像のみを生成する場合、状態評価手段１０は、図４に示す最大階調画像生成手段１２（または図１３に示す最大階調画像生成手段１２ａ）を備えず、ステップＳ２（図５参照）を実行しなくてよい。
【０１２９】
図１４は、最大階調画像に対する変換の例を示す。図１４（ａ）は、変換前の最大階調画像を示す。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示す最大階調画像を変換して得た鳥瞰画像を示す。ただし、図１４（ｂ）に示す鳥瞰画像では、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する部分のみを抜き出して示している。図１４（ｂ）に例示する鳥瞰画像によって、コールドトップが最も薄くなったときの状況を、溶融ガラスの素地面の各位置に関して一様に評価することができる。図１４（ｂ）に示す例では、中央より奥側では、コールドトップが最も薄くなった場合に、溶融ガラスが露出する領域が多くなっていることが分かる。
【０１３０】
図１５は、最小階調画像に対する変換の例を示す。図１５（ａ）は、変換前の最小階調画像を示す。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）に示す最小階調画像を変換して得た鳥瞰画像を示す。ただし、図１５（ｂ）に示す鳥瞰画像では、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する部分のみを抜き出して示している。図１５（ｂ）に例示する鳥瞰画像によって、各位置におけるコールドトップが最も暗く写るときの状況を、溶融ガラスの素地面の各位置に関して一様に評価することができる。この鳥瞰画像で明るく写っている箇所では、原料を投入してもすぐにコールドトップが溶解してしまい、コールドトップが維持されないことになる。図１５（ｂ）に示す例では、その様な領域が左側にわずかに存在していることが分かる。
【０１３１】
また、本変形例で得られる最大階調画像または最小階調画像の変換結果に基づいて、前述の第１の変形例と同様に、電気溶解槽を制御してもよい。
【０１３２】
また、第１の実施形態や第２の実施形態では、階調値の統計量として、最大値（または最大値とみなすことができる値）、最小値（または最小値とみなすことができる値）を用いてコールドトップの状態を評価したが、最大値、最小値以外の統計量を用いてコールドトップを評価してもよい。例えば、共通の位置の画素の階調値でヒストグラムを作成し、度数の順位が所定の順位になっている階調値に基づいて、コールドトップの状態を評価してもよい。あるいは、階調値の中間値を用いて、コールドトップの状態を評価してもよい。
【０１３３】
［実施形態３］
既に説明したように、ある画素に着目した場合、その画素位置に写ったコールドトップの階調値の変化には、一定の傾向がある（図３に示すマーカの変化を参照）。しかし、吹き出し現象等の突発的な現象が生じた場合、階調値の変化は、別の傾向を示す。第３の実施の形態では、所定の現象を写した画素の階調値の変化のパターンを示す情報を予め記憶し、画素の階調値の変化がそのパターンに該当すると判定した場合に、その画素に対応する実空間での位置に、その現象が生じたと判定する。
【０１３４】
第３の実施形態の画像処理装置も、図１に示す場合と同様に、状態評価手段１０を含む。ただし、状態評価手段１０に含まれる構成要素は、第１および第２の実施形態と異なる。電気溶解槽８１に関しては既に説明したとおりであり、説明を省略する。
【０１３５】
時刻情報出力手段３は、第１の実施形態における時刻情報出力手段３と同様である。すなわち、移動経路（図２４参照）において、原料供給部８２が最も右側に寄っているときの時刻、および、最も左側に寄っているときの時刻を画像処理装置１に出力する。また、各周期の開始時刻の情報も画像処理装置１に出力する。
【０１３６】
カメラ２は、第１および第２の実施形態におけるカメラ２と同様である。
【０１３７】
図１６は、本発明の第３の実施形態における状態評価手段１０を示すブロック図である。第３の実施形態において、状態評価手段１０は、画像保持手段１１と、階調値時系列データ抽出手段３１と、現象データ記憶手段３２と、現象発生判定手段３３と、出力制御手段３４とを備える。
【０１３８】
画像保持手段１１は、第１および第２の実施形態における画像保持手段１１と同様であり、説明を省略する。
【０１３９】
階調値データ抽出手段３１は、画像保持手段１１に記憶された１周期分の画像から、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する個々の画素位置毎に、画素位置に対応する画素の階調値を抽出し、階調値の時系列データを生成する。
【０１４０】
なお、階調値データ抽出手段３１は、中央よりも右側の領域の画素の階調値については、原料供給部８２が最も左側に寄っているときの各画像の中から抽出することが好ましい。また、階調値データ抽出手段３１は、中央よりも左側の領域の画素の階調値については、原料供給部８２が最も左側によっているときの各画像の中から抽出することが好ましい。
【０１４１】
現象データ記憶手段３２は、所定の現象を写した画素における階調値の変化のパターンを示すデータ（以下、現象データと記す。）を記憶する。本実施形態では、所定の現象として、吹き出し現象を例にして説明する。
【０１４２】
図１７は、吹き出し現象が発生し、その後吹き出し現象が収束する状況を撮影した１周期分の画像において、吹き出し現象発生箇所を写した画素における階調値の変化の例を示す模式図である。吹き出し現象が発生し、その後吹き出し現象が収束する場合には、図１７に示すように、急激に階調値が上昇し、その後、急激に階調値が減少する。従って、「吹き出し現象が発生し、その後吹き出し現象が収束する」という現象に対応付けて、急激に階調値が上昇し、その後、急激に階調値が減少することを示すデータを現象データとして、現象データ記憶手段３２に記憶させておけばよい。なお、急激に階調値が上昇していること、急激に階調値が減少していることについては、階調値の傾き（微分値）等で定量化して表しておけばよい。
【０１４３】
図１８は、吹き出し現象が発生し、その後しばらく吹き出しが継続する状況を撮影した１周期分の画像において、吹き出し現象発生箇所を写した画素における階調値の変化の例を示す模式図である。吹き出し現象が発生し、その後しばらく吹き出しが継続する場合には、図１８に示すように、急激に階調値が上昇し、その後、階調値がほぼ一定の値となる。従って、「吹き出し現象が発生し、その後しばらく吹き出しが継続する」という現象に対応付けて、急激に階調値が上昇し、その後、階調値がほぼ一定の値となることを示すデータを現象データとして現象データ記憶手段３２に記憶させておけばよい。
【０１４４】
本実施形態では、「吹き出し現象が発生し、その後吹き出し現象が収束する」という現象に対応する現象データ、および、「吹き出し現象が発生し、その後しばらく吹き出しが継続する」という現象に対応する現象データを現象データ記憶手段３２が記憶している場合を例にして説明する。ただし、現象データ記憶手段３２が記憶する現象データは、これらの現象データに限定されない。
【０１４５】
現象発生判定手段３３は、階調値データ抽出手段３１によって画素位置毎に生成された階調値の時系列データが、現象データ記憶手段３２に記憶された現象データに合致するか否かを判定する。そして、時系列データが現象データに合致する場合には、その画素位置に対応する実空間での素地面上において、その現象データに対応する現象が生じていると判定する。
【０１４６】
出力制御部手段３４は、各位置における現象発生の有無の判定結果を出力装置（例えば、ディスプレイ装置。図示略。）に出力させる。
【０１４７】
画像保持手段１１、階調値データ抽出手段３１、現象発生判定手段３３および出力制御手段３４は、例えば、プログラムに従って動作するコンピュータのＣＰＵによって実現される。すなわち、ＣＰＵは、プログラムに従って、上記の各手段として動作すればよい。また、上記の各手段が別々のユニットで実現されていてもよい。
【０１４８】
図１９は、第３の実施形態における画像処理装置の処理経過の例を示すフローチャートである。画像保持手段１１は、１周期内でカメラ２によって生成された各画像のうち、原料供給部８２が最も右側に寄っているときの各画像、および、原料供給部８２が最も左側に寄っているときの各画像を記憶する（ステップＳ１）。この処理は、第１および第２の実施形態におけるステップＳ１と同様である。
【０１４９】
階調値データ抽出手段３１は、各画像における溶融ガラスの素地面の範囲に該当する各画素位置のうち、後述のステップＳ１２で未だ選択されていない画素位置があるか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【０１５０】
未選択の画素位置があると判定した場合（ステップＳ１１のＹｅｓ）、階調値データ抽出手段３１は、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する各画素位置のうち、未選択の画素位置を１つ選択する（ステップＳ１２）。
【０１５１】
そして、階調値データ抽出手段３１は、選択した画素位置に対応する画素の階調値を、画像保持手段１１によって記憶された画像から抽出し、その階調値を撮影時間順に並べた時系列データを生成する（ステップＳ１３）。ここでは、中央よりも右側の領域の画素の階調値については、原料供給部８２が最も左側に寄っているときの各画像の中から抽出する場合を例にする。また、中央よりも左側の領域の画素の階調値については、原料供給部８２が最も左側によっているときの各画像の中から抽出する場合を例にする。
【０１５２】
現象発生判定手段３３は、ステップＳ１３で生成された時系列データが現象データに合致するか否かを判定する。そして、時系列データが現象データに合致する場合には、現象発生判定手段３３は、ステップＳ１２で選択した画素位置に対応する実空間での素地面上の位置に、その現象データに対応する現象が生じたと判定する。また、時系列データが現象データに合致しない場合には、ステップＳ１２で選択した画素位置に対応する実空間での素地面上の位置に、その現象データに対応する現象が生じていないと判定する（ステップＳ１４）。
【０１５３】
例えば、時系列データが、「急激に階調値が上昇し、その後、急激に階調値が減少する」という内容の現象データに合致していれば、現象発生判定手段３３は、「吹き出し現象が発生し、その後吹き出し現象が収束する」という現象が生じたと判定する。
【０１５４】
また、例えば、時系列データが、「急激に階調値が上昇し、その後、階調値がほぼ一定の値となる」という内容の現象データに合致していれば、現象発生判定手段３３は、「吹き出し現象が発生し、その後しばらく吹き出しが継続する」という現象が生じたと判定する。
【０１５５】
ステップＳ１４の後、ステップＳ１１移行の処理を繰り返す。ステップＳ１１において、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する各画素位置のうち、未選択の画素位置がないと判定した場合（ステップＳ１１のＮｏ）、出力制御手段１５は、溶融ガラスの素地面の範囲に該当する各画素位置に対応する実空間での各位置における現象発生有無の判定結果を、出力装置（例えば、ディスプレイ装置）に出力させる（ステップＳ１５）。ステップＳ１５では、現象が発生していると判定された位置と、その現象の内容を出力してもよい。
【０１５６】
状態評価手段１０は、原料供給部８２の動きの周期毎に、図１９に示すステップＳ１〜Ｓ１５の処理を繰り返す。
【０１５７】
本実施形態によれば、例えば、吹き出し現象等の所定の現象が、溶融ガラスの素地面状のコールドトップで生じているか否かを判定することができる。また、そのような所定の現象が発生している場合、その発生場所も特定することができる。
【０１５８】
また、発生した現象に応じて、電気溶解槽８１を制御してもよい。例えば、所定の現象が発生した場所に供給するガラス原料の量を変化させてもよい。あるいは、所定の現象が発生した場所における通電量を変化させてもよい。
【０１５９】
上記の各実施形態において、カメラ２は、一定時間毎に電気溶解槽８１内の溶融ガラス８５の素地面の範囲を撮影する。このとき、カメラ２は、各撮影タイミングにおいて、連続して画像を撮影してもよく、あるいは、１枚の画像を撮影してもよい。
【０１６０】
［実施形態４］
次に、本発明の第４の実施形態として、ガラス物品の製造方法について説明する。本発明のガラス物品の製造方法には、第１ないし第３の実施形態で説明した画像処理方法が適用される。以下の説明では、第１の実施形態を適用したガラス物品の製造方法について説明する。図２０は、本実施形態のガラス物品の製造方法で用いるガラス物品の製造ラインの一例を示す模式図である。なお、図２０では、カメラ２を図示しているが、時刻情報出力手段３および画像処理装置１（図１参照）の図示を省略している。ガラス物品の製造ラインには、電気溶解槽８１と、清澄槽５０とが設けられる。
【０１６１】
電気溶解槽８１については、既に説明したとおりであり、説明を省略する。電気溶解槽８１内の溶融ガラス８５は、清澄槽５０に供給される。
【０１６２】
清澄槽５０は、溶融ガラス８５に生じた泡を除去する。清澄槽５０は、槽の内部を減圧状態にして泡を除去する減圧タイプの清澄槽であってもよい。あるいは、槽の内部を高温にして泡を除去する高温タイプの清澄槽等であってもよい。泡が除去された溶融ガラスは、成形工程、徐冷工程に移行する。
【０１６３】
図２１は、本実施形態のガラス物品の製造方法の例を示すフローチャートである。まず、電気溶解槽８１では、原料供給部８２が周期的に、溶融ガラス８５の素地面全体にガラス原料を供給することにより、溶融ガラス８５の素地面上にコールドトップ８６を形成する。そして、電極８３を用いて、溶融ガラス８５に通電することよって生じる熱によって、コールドトップ８６を溶解させ、新たに溶融ガラス８５を製造する（ステップＳ３１，ガラス溶解工程）。
【０１６４】
ステップＳ３１では、カメラ１が電気溶解槽８１内を撮影し、その結果得られた画像に対して画像処理装置１が第１の実施形態と同様の処理（ステップＳ１〜Ｓ７，図５参照）を行う。そして、ステップＳ６で得られた各領域（図１０参照）での画素の階調値の平均値に基づいて、電気溶解槽８１を制御する。
【０１６５】
ステップＳ３１で製造された溶融ガラス８５は、清澄槽５０に流される。この溶融ガラス８５には泡が存在し、溶融ガラス８５の表面に泡層が生じる。清澄槽５０の内部で、溶融ガラス８５に生じた泡を除去する（ステップＳ３２，清澄工程）。
【０１６６】
ステップＳ３２の後、泡が除去された溶融ガラスを成形する（ステップＳ３３，成形工程）。成形工程では、例えば、フロート法によって溶融ガラスを成形すればよい。具体的には、泡が除去された溶融ガラス８５を溶融錫（図示せず）上に浮かせて、搬送方向に進行させることによって連続した板状のガラスリボンとする。このとき、所定の板厚のガラスリボンを成形するために、ガラスリボンの両サイド部分に回転するロールを押圧し、ガラスリボンを幅方向（搬送方向に直角な方向）外側に引き伸ばす。
【０１６７】
次に、ステップＳ３３で成形されたガラスリボンを徐冷する（ステップＳ３４，徐冷工程）。徐冷工程では、ガラスリボンを溶融錫から引き出し、徐冷炉（図示せず）の内部で徐々にガラスリボンを冷却する。徐冷炉の外部に搬送された後でも、さらに常温近くまでガラスリボンを徐冷する。
【０１６８】
徐冷工程の後、徐冷工程で固化したガラスリボンを必要に応じて加工する（ステップＳ３５，加工工程）。ステップＳ３５における加工の例として、例えば、切断や研磨が挙げられる。ただし、切断や研磨に限定されず、他の加工処理を行ってもよい。
【０１６９】
上記のガラス物品の製造方法によれば、電気溶解槽８１の内部を良好に監視して、コールドトップの状態によって電気溶解槽８１を適切に制御することができる。その結果、ガラス物品の品質を向上させることができる。
【０１７０】
また、上記の第４の実施形態では、ステップＳ３１で第１の実施形態を用いる場合を示した。ステップＳ３１では、第２の実施形態と同様の処理を行ってもよい。また、ステップＳ３１で、第３の実施形態と同様の処理（ステップＳ１〜Ｓ１５，図１９参照）を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１７１】
本発明は、電気溶解槽の内部の監視に好適に適用可能である。
【符号の説明】
【０１７２】
１  画像処理装置
２  カメラ
３  時刻情報出力手段
１０  状態評価手段
１１  画像保持手段
１２，１２ａ  最大階調画像生成手段
１３，１３ａ  最小階調画像生成手段
１４  差分画像生成手段
１５  変換手段
１６  領域別平均階調値算出手段
１７，３４  出力制御手段
３１  階調値時系列データ抽出手段
３２  現象データ記憶手段
３３  現象発生判定手段
８１  電気溶解槽
８２  原料供給部
８３  電極
【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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