(57)【要約】  ガス濃度厚み積測定装置には、ガス漏れの監視対象の赤外画像が複数の時刻で撮影されることにより得られた、複数の赤外画像を示す画像データ（動画データ）が入力される。ガス濃度厚み積測定装置は、複数の赤外画像において、同じ位置にある画素の画素データを時系列に並べた時系列画素データを生成し、赤外画像を構成する複数の画素のうち所定の画素の時系列画素データを基にして、所定の画素に対応する領域にガスが有る場合の背景温度を示すガス有り背景温度と、所定の領域にガスが無い場合の背景温度を示すガス無し背景温度とを決定する。
2017104607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素により構成される赤外画像を用いて、ガスの濃度厚み積を測定するガス濃度厚み積測定装置であって、
ガス漏れの監視対象の前記赤外画像が複数の時刻で撮影されることにより得られた、前記複数の赤外画像を示す画像データが入力される画像データ入力部と、
前記画像データ入力部から入力される前記複数の赤外画像において、同じ位置にある前記画素の画素データを時系列に並べた時系列画素データを生成し、前記複数の画素のうち所定の画素の前記時系列画素データを基にして、前記所定の画素に対応する領域にガスが有る場合の背景温度を示すガス有り背景温度と、前記所定の領域にガスが無い場合の背景温度を示すガス無し背景温度とを決定する第１の決定部と、を備えるガス濃度厚み積測定装置。
【請求項２】
前記画像データ入力部には、フレームが時系列に複数並べられた構造を有する前記画像データが入力され、
前記第１の決定部は、前記時系列画素データのうち、連続する所定数のフレームを含むフレーム群に含まれる画素データで示される背景温度の中から、背景温度の最大値及び最小値を決定し、背景温度の最大値を前記ガス無し背景温度及び前記ガス有り背景温度の一方、背景温度の最小値を前記ガス無し背景温度及び前記ガス有り背景温度の他方と決定し、
前記第１の決定部は、前記フレームの組み合わせが異なる前記フレーム群を複数用意し、前記複数のフレーム群のそれぞれについて、前記ガス有り背景温度及び前記ガス無し背景温度を決定する請求項１に記載のガス濃度厚み積測定装置。
【請求項３】
前記画像データ入力部には、フレームが時系列に複数並べられた構造を有する前記画像データが入力され、
前記第１の決定部は、前記時系列画素データを、全フレームの前記所定の画素の画素データにより構成し、前記時系列画素データに含まれる画素データで示される背景温度の中から、背景温度の最大値及び最小値を決定し、背景温度の最大値を前記ガス無し背景温度及び前記ガス有り背景温度の一方、背景温度の最小値を前記ガス無し背景温度及び前記ガス有り背景温度の他方と決定する請求項１に記載のガス濃度厚み積測定装置。
【請求項４】
前記監視対象の背景の温度変化を示す周波数成分データを、前記時系列画素データから抽出する抽出部と、
前記時系列画素データと前記周波数成分データとの差分を示す差分データを算出する差分データ算出部と、
前記差分データの絶対値を示す絶対値データを算出する絶対値データ算出部と、
前記絶対値データの移動平均を示す平均絶対値データを算出する平均絶対値データ算出部と、をさらに備え、
前記第１の決定部は、前記平均絶対値データに基いて、前記時系列画素データとして、前記ガス有り背景温度及び前記ガス無し背景温度を決定する請求項１に記載のガス濃度厚み積測定装置。
【請求項５】
前記監視対象の背景の温度変化を示す周波数成分データを、前記時系列画素データから抽出する抽出部と、
前記時系列画素データと前記周波数成分データとの差分を示す差分データを算出する差分データ算出部と、
前記差分データのばらつきを示すばらつきデータを算出するばらつきデータ算出部と、をさらに備え、
前記第１の決定部は、前記ばらつきデータに基いて、前記ガス有り背景温度及び前記ガス無し背景温度を決定する請求項１に記載のガス濃度厚み積測定装置。
【請求項６】
前記複数のフレーム群のそれぞれについて、前記第１の決定部によって決定された前記ガス有り背景温度及び前記ガス無し背景温度を用いて、前記ガスの濃度厚み積を算出する積算出部と、
前記積算出部によって算出された、前記複数のフレーム群のそれぞれの前記ガスの濃度厚み積の中から、前記ガスの濃度厚み積を決定する第２の決定部と、をさらに備える請求項２に記載のガス濃度厚み積測定装置。
【請求項７】
前記第１の決定部は、前記所定の画素の前記平均絶対値データのうち、連続する所定数のフレームを含むフレーム群に含まれる画素データで示される背景温度の中から、背景温度の最大値及び最小値を決定し、背景温度の最大値を前記ガス無し背景温度及び前記ガス有り背景温度の一方、背景温度の最小値を前記ガス無し背景温度及び前記ガス有り背景温度の他方と決定し、
前記第１の決定部は、前記フレームの組み合わせが異なる前記フレーム群を複数用意し、前記複数のフレーム群のそれぞれについて、前記ガス有り背景温度及び前記ガス無し背景温度を決定し、
前記複数のフレーム群のそれぞれについて、前記第１の決定部によって決定された前記ガス有り背景温度及び前記ガス無し背景温度を用いて、前記ガスの濃度厚み積を算出する積算出部と、
前記積算出部によって算出された、前記複数のフレーム群のそれぞれの前記ガスの濃度厚み積の中から、前記ガスの濃度厚み積を決定する第２の決定部と、をさらに備える請求項４に記載のガス濃度厚み積測定装置。
【請求項８】
前記第１の決定部は、前記所定の画素の前記ばらつきデータのうち、連続する所定数のフレームを含むフレーム群に含まれる画素データで示される背景温度の中から、背景温度の最大値及び最小値を決定し、背景温度の最大値を前記ガス無し背景温度及び前記ガス有り背景温度の一方、背景温度の最小値を前記ガス無し背景温度及び前記ガス有り背景温度の他方と決定し、
前記第１の決定部は、前記フレームの組み合わせが異なる前記フレーム群を複数用意し、前記複数のフレーム群のそれぞれについて、前記ガス有り背景温度及び前記ガス無し背景温度を決定し、
前記複数のフレーム群のそれぞれについて、前記第１の決定部によって決定された前記ガス有り背景温度及び前記ガス無し背景温度を用いて、前記ガスの濃度厚み積を算出する積算出部と、
前記積算出部によって算出された、前記複数のフレーム群のそれぞれの前記ガスの濃度厚み積の中から、前記ガスの濃度厚み積を決定する第２の決定部と、をさらに備える請求項５に記載のガス濃度厚み積測定装置。
【請求項９】
前記第１の決定部は、前記赤外画像を構成する前記複数の画素のうち、注目画素、前記注目画素の周辺に位置する二以上の周辺画素のそれぞれの前記ガス有り背景温度及び前記ガス無し背景温度を決定し、
前記第１の決定部によって決定された、前記注目画素、二以上の前記周辺画素のそれぞれの前記ガス有り背景温度及び前記ガス無し背景温度を基にして、前記注目画素、二以上の前記周辺画素のそれぞれについて、前記ガスの濃度厚み積を算出する積算出部と、
前記積算出部によって算出された、前記注目画素、二以上の前記周辺画素のそれぞれの前記ガスの濃度厚み積の中から、前記ガスの濃度厚み積を決定する第２の決定部と、をさらに備える請求項１〜５のいずれか一項に記載のガス濃度厚み積測定装置。
【請求項１０】
前記赤外画像を用いてガス検知をする検知部と、
前記検知部によってガス検知がされたとき、前記複数の画素のうち、ガスが漂っている領域に対応する画素を、前記所定の画素と決定する第３の決定部をさらに備える請求項１〜９のいずれか一項に記載のガス濃度厚み積測定装置。
【請求項１１】
前記複数の赤外画像のいずれかを用いて、前記赤外画像に対してエッジを検出する検出部をさらに備え、
前記第１の決定部は、前記検出部によって検出された前記エッジに対応する前記画素の前記時系列画素データを、前記ガス有り背景温度及び前記ガス無し背景温度の決定に用いない請求項１〜１０のいずれか一項に記載のガス濃度厚み積測定装置。
【請求項１２】
前記第１の決定部は、前記所定の画素の周辺に位置する予め定められた二以上の前記画素、前記所定の画素のそれぞれの前記時系列画素データを基にして、前記二以上の画素、前記所定の画素のそれぞれについて、背景温度の最大値及び最小値を決定し、
前記二以上の画素のそれぞれについての背景温度の最大値及び最小値を基にして、前記所定の画素についての背景温度の最大値及び最小値を補正する補正部をさらに備える請求項１〜１１のいずれか一項に記載のガス濃度厚み積測定装置。
【請求項１３】
前記ガス濃度厚み積測定装置は、前記監視対象が位置する場所の気温を、前記ガスの温度と見なして、前記ガスの濃度厚み積を算出する請求項１〜１２のいずれか一項に記載のガス濃度厚み積測定装置。
【請求項１４】
前記ガス濃度厚み積測定装置は、前記赤外画像を構成する前記複数の画素のうち、前記ガスの濃度厚み積が等しいと予測した第１の画素及び第２の画素についての前記ガス有り背景温度及び前記ガス無し背景温度を用いて、前記ガスの濃度厚み積を算出する請求項１〜１３のいずれか一項に記載のガス濃度厚み積測定装置。
【請求項１５】
複数の画素により構成される赤外画像を用いて、ガスの濃度厚み積を測定するガス濃度厚み積測定方法であって、
ガス漏れの監視対象の前記赤外画像が複数の時刻で撮影されることにより得られた、前記複数の赤外画像を示す画像データを取得する第１のステップと、
前記第１のステップで取得された前記複数の赤外画像において、同じ位置にある前記画素の画素データを時系列に並べた時系列画素データを生成し、前記複数の画素の中に含まれる所定の画素の前記時系列画素データを基にして、前記所定の画素に対応する領域にガスが有る場合の背景温度を示すガス有り背景温度と、前記所定の領域にガスが無い場合の背景温度を示すガス無し背景温度とを決定する第２のステップと、を備えるガス濃度厚み積測定方法。
【請求項１６】
複数の画素により構成される赤外画像を用いて、ガスの濃度厚み積を測定するガス濃度厚み積測定プログラムであって、
ガス漏れの監視対象の前記赤外画像が複数の時刻で撮影されることにより得られた、前記複数の赤外画像を示す画像データを取得する第１のステップと、
前記第１のステップで取得された前記複数の赤外画像において、同じ位置にある前記画素の画素データを時系列に並べた時系列画素データを生成し、前記複数の画素の中に含まれる所定の画素の前記時系列画素データを基にして、前記所定の画素に対応する領域にガスが有る場合の背景温度を示すガス有り背景温度と、前記所定の領域にガスが無い場合の背景温度を示すガス無し背景温度とを決定する第２のステップとを、ガス濃度厚み積測定装置のコンピュータに実行させるガス濃度厚み積測定プログラム。
【請求項１７】
請求項１６に記載されたガス濃度厚み積測定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１８】
複数の画素により構成される赤外画像を用いて、ガスの濃度厚み積を測定するガス濃度厚み積測定装置であって、
ガス漏れの監視対象の前記赤外画像が複数の時刻で撮影されることにより得られた、前記複数の赤外画像を示す画像データが入力される画像データ入力部と、
前記画像データ入力部から入力される前記複数の赤外画像において、同じ位置にある前記画素の画素データを時系列に並べた時系列画素データを生成し、前記複数の画素のうち所定の画素の前記時系列画素データを基にして、前記所定の領域にガスが有る場合の背景温度を示すガス有り背景温度と、前記所定の領域にガスが無い場合の背景温度を示すガス無し背景温度とを決定する濃度厚み積演算部と、を備えるガス濃度厚み積測定装置。
【請求項１９】
前記濃度厚み積演算部は、前記時系列画素データで示される背景温度の中の最大値及び最小値を決定し、背景温度の最大値を前記ガス無し背景温度及び前記ガス有り背景温度の一方、背景温度の最小値を前記ガス無し背景温度及び前記ガス有り背景温度の他方と決定する請求項１８に記載のガス濃度厚み積測定装置。
【請求項２０】
前記濃度厚み積演算部は、前記監視対象が位置する場所の気温を、前記ガスの温度と見なして、前記ガスの濃度厚み積を算出する請求項１９に記載のガス濃度厚み積測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線カメラを利用してガスを検知する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス漏れが発生したとき、漏れたガスが漂っている空間では、わずかな温度変化が生じる。この原理を利用してガス検知する技術として、赤外線カメラを利用したガス検知が知られている。【０００３】
例えば、特許文献１は、検知対象ガスが吸収する第１波長域の赤外光の強度を測定する第１の赤外線カメラと、第１波長域とは異なる波長域と第１波長域とからなる第２波長域の赤外光の強度を測定する第２の赤外線カメラと、第１の赤外線カメラで測定された結果、及び、第２の赤外線カメラで測定された結果に基づいて、検知対象ガスの有無を判定する判定部と、を備えるガス検知装置を開示している。【０００４】
特許文献１は、二つの赤外線カメラを用いてガスを検知しているが、一つの赤外線カメラを利用したガス検知として、例えば、特許文献２は、以下のガス検知方法を開示している。この方法では、一つの赤外線カメラと、探索されるガスの特徴を示す吸収線を含む透過帯域を有する第１のフィルターと、第１のフィルターの透過帯域と同様の透過帯域を有し、かつ、吸収線を透過させない第２のフィルターと、が用いられる。この方法は、第１フィルターを介して、温度が異なる２点からの放射束を赤外線カメラで検知するステップと、第１のフィルターから第２のフィルターに切り替えて、第２のフィルターを介して、それら２点からの放射束を赤外線カメラで検知するステップと、これらの検知結果を基にしてガスが存在するか否かを推定するステップと、を備える。【０００５】
ガス漏れが検知されたとき、ガスの危険度（例えば、爆発の可能性）を判定する必要がある。ガスの危険度は、ガスが漂っている空間のガス濃度で判定することができる。しかし、赤外線カメラを利用した遠隔からのガス検知では、ガスが漂っている空間のガスの濃度を直接測定することができず、ガスの濃度厚み積を測定する。ガスの濃度厚み積とは、ガスの濃度を、ガスが漂っている空間の奥行き方向に沿って積分した値を意味する。【０００６】
赤外画像は、複数の画素が二次元に配列されて構成される。背景は、複数の画素のそれぞれに対応する複数の領域に仮想的に分割されている。各画素の画素データは、対応する領域の背景温度を示している。ある領域に位置するガスの濃度厚み積を算出するためには、その領域にガスが有る場合のその領域の背景温度（ガス有り背景温度）、及び、その領域にガスが無い場合のその領域の背景温度（ガス無し背景温度）が必要となる。【０００７】
これを一つの赤外線カメラで実現するために、特許文献２の技術では、フィルターを切り替えて背景温度を測定している。すなわち、特許文献２の技術では、検知対象のガスにより吸収される波長域を透過するフィルター、及び、その波長域を透過しないフィルターを用意し、これらの二種類のフィルターを切り替えて赤外線カメラで背景温度を測定することにより、ガス有り背景温度、及び、ガス無し背景温度を測定している。【０００８】
しかし、特許文献２の技術では、二種類のフィルター及びこれらを切り替える機構が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−２３７２１３号公報
【特許文献２】米国特許第５３０６９１３号明細書
【発明の概要】
【００１０】
本発明は、二種類のフィルター及びこれらを切り替える機構を必要とすることなく、一つの赤外線カメラで、ガス有り背景温度、及び、ガス無し背景温度を測定できるガス濃度厚み積測定装置、ガス濃度厚み積測定方法、ガス濃度厚み積測定プログラム、及び、ガス濃度厚み積測定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することを目的とする。
【００１１】
上記目的を達成する本発明の第１の局面に係るガス濃度厚み積測定装置は、複数の画素により構成される赤外画像を用いて、ガスの濃度厚み積を測定するガス濃度厚み積測定装置であって、画像データ入力部と第１の決定部とを備える。前記画像データ入力部は、ガス漏れの監視対象の前記赤外画像が複数の時刻で撮影されることにより得られた、前記複数の赤外画像を示す画像データが入力される。前記第１の決定部は、前記画像データ入力部から入力される前記複数の赤外画像において、同じ位置にある前記画素の画素データを時系列に並べた時系列画素データを生成し、前記複数の画素のうち所定の画素の前記時系列画素データを基にして、前記所定の画素に対応する領域にガスが有る場合の背景温度を示すガス有り背景温度と、前記所定の領域にガスが無い場合の背景温度を示すガス無し背景温度とを決定する。
【００１２】
上記並びにその他の本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な記載と添付図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】時刻Ｔ１０で撮影された赤外画像とガスを含む背景との関係を説明する説明図である。
【図２】時刻Ｔ１１で撮影された赤外画像とガスを含む背景との関係を説明する説明図である。
【図３】屋外の試験場所を撮影した赤外画像を示す画像図である。
【図４】試験場所の地点ＳＰ４（図３）の温度変化を示すグラフである。
【図５Ａ】本実施形態に係るガス濃度厚み積測定装置の構成を示すブロック図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示すガス濃度厚み積測定装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図６】時系列画素データを説明する説明図である。
【図７】本実施形態の第１態様で実行される処理のフローチャートである。
【図８】試験場所の地点ＳＰ４（図３）の温度変化とフレーム群との関係を示すグラフである。
【図９Ａ】ガスの温度が背景温度より低いとき、ガスの温度、ガス有り背景温度、及び、ガス無し背景温度の関係を説明する説明図である。
【図９Ｂ】ガスの温度が背景温度より高いとき、ガスの温度、ガス有り背景温度、及び、ガス無し背景温度の関係を説明する説明図である。
【図１０】本実施形態の第１態様が実行されているときに、表示部に表示される赤外画像の遷移を示す画像図である。
【図１１】ガス漏れと背景の温度変化とが並行して発生している状態で、屋外の試験場所を撮影した赤外画像を時系列で示す画像図である。
【図１２Ａ】試験場所の地点ＳＰ１の温度変化を示すグラフである。
【図１２Ｂ】試験場所の地点ＳＰ２の温度変化を示すグラフである。
【図１３】試験場所の地点ＳＰ１（図１１）の温度変化とフレーム群との関係を示すグラフである。
【図１４】本実施形態の第２態様で実行される処理のフローチャートである。
【図１５】本実施形態の第２態様において、表示部に表示される赤外画像を示す画像図である。
【図１６】本実施形態の第１態様及び第２態様のそれぞれが実行されているときに、表示部に表示される赤外画像の遷移を示す画像図である。
【図１７】本実施形態の第３態様で実行される処理のフローチャートである。
【図１８】試験場所の地点ＳＰ４（図３）の温度変化を示すグラフである。
【図１９】本実施形態の第４態様に係る注目画素及び周辺画素を説明する説明図である。
【図２０】本実施形態の第５態様に備えられる画像処理部で実行される処理のフローチャートである。
【図２１】地点ＳＰ１（図１１）に対応する画素の時系列画素データＤ２、時系列画素データＤ２から抽出された第２の周波数成分データＤ３、時系列画素データＤ２から抽出された第３の周波数成分データＤ６を示すグラフである。
【図２２Ａ】第１の差分データＤ４を示すグラフである。
【図２２Ｂ】第２の差分データＤ７を示すグラフである。
【図２３】第１のばらつきデータＤ５及び第２のばらつきデータＤ８を示すグラフである。
【図２４】第３の差分データＤ９を示すグラフである。
【図２５】本実施形態の第５態様に備えられる画像処理部で画像処理された、時刻Ｔ１のフレームの赤外画像Ｉ１５、並びに、これに関係する赤外画像Ｉ１３及び赤外画像Ｉ１４を示す画像図である。
【図２６】本実施形態の第５態様に備えられる画像処理部で画像処理された、時刻Ｔ２のフレームの赤外画像Ｉ１８、並びに、これに関係する赤外画像Ｉ１６及び赤外画像Ｉ１７を示す画像図である。
【図２７】本実施形態の第５態様で処理された赤外画像を示す画像図である。
【図２８】赤外線カメラのぶれにより、隣り合うフレームにおいて、エッジがずれることを説明する説明図である。
【図２９】検出されたエッジを示す画像図である。
【図３０】本実施形態の第６態様で実行される処理のフローチャートである。
【図３１】地点ＳＰ１（図１１）に対応する画素の時系列画素データＤ２０、時系列画素データＤ２０から抽出された第２の周波数成分データＤ２１、時系列画素データＤ２０から抽出された第３の周波数成分データＤ２２を示すグラフである。
【図３２】第１の差分データＤ２３及び第２の差分データＤ２４を示すグラフである。
【図３３】第１の絶対値データＤ２５及び第２の絶対値データＤ２６を示すグラフである。
【図３４Ａ】第１の平均絶対値データＤ２７、第２の平均絶対値データＤ２８及び第３の差分データＤ２９を示すグラフである。
【図３４Ｂ】最大値と最小値との差分データＤ３０を示すグラフである。
【図３５】本実施形態の第６態様の変形例で実行される処理のフローチャートである。
【図３６Ａ】第１のばらつきデータＤ３１、第２のばらつきデータＤ３２及び第３の差分データＤ３３を示すグラフである。
【図３６Ｂ】最大値と最小値との差分データＤ３０を示すグラフである。
【図３７】ガスの濃度厚み積を算出する第１の方法を説明する説明図である。
【図３８】ガスの濃度厚み積を算出する第２の方法を説明する説明図である。
【図３９】本実施形態の第７態様において、表示部に表示された赤外画像を示す画像図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。各図において、同一符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その構成について、既に説明している内容については、その説明を省略する。
【００１５】
図１は、時刻Ｔ１０で撮影された赤外画像とガスを含む背景との関係を説明する説明図である。ガスは、ガス漏れの監視対象（例えば、ガス輸送管どうしが接続されている箇所）から漏れており、空間を漂っている。赤外画像は、１番目からＭ番目までのＭ個の画素が二次元に配列されて構成される。Ｍは、複数である。背景は、Ｍ個の画素のそれぞれに対応する１番目からＭ番目までのＭ個の領域に仮想的に分割されている。例えば、１番目の画素は、１番目の領域に対応しており、１番目の画素の画素データは、１番目の領域の背景温度を示している。Ｊ番目の画素は、Ｊ番目の領域に対応しており、Ｊ番目の画素の画素データは、Ｊ番目の領域の背景温度を示している。
【００１６】
ある領域に位置するガスの濃度厚み積を算出するためには、その領域にガスが有る場合のその領域の背景温度（ガス有り背景温度）、及び、その領域にガスが無い場合のその領域の背景温度（ガス無し背景温度）が必要となる。例えば、Ｊ番目の領域に位置するガスの濃度厚み積を算出するためには、Ｊ番目の領域のガス有り背景温度、及び、Ｊ番目の領域のガス無し背景温度が必要となる。
【００１７】
図１に示す状態では、Ｊ番目の領域にガスが位置しているので、Ｊ番目の領域のガス有り背景温度を検知できるが、Ｊ番目の領域のガス無し背景温度を検知できない。図２は、時刻Ｔ１０と異なる時刻Ｔ１１で撮影された赤外画像とガスを含む背景との関係を説明する説明図である。時刻Ｔ１１では、Ｊ番目の領域にガスが無い。これは、漏れたガスがゆらいでいるからである。ガスのゆらぎは、風などによって発生する。本発明者は、漏れたガスがゆらぐことにより、時系列で見れば、Ｊ番目の領域にガスが有る状態とガスが無い状態とが発生する可能性が高いことを見出した。赤外線カメラから漏れたガスまでの距離が遠くなるに従って（例えば、１０ｍ以上）、その可能性が高くなることが分かった。
【００１８】
本実施形態の原理を説明する。図３は、屋外の試験場所を撮影した赤外画像を示す画像図である。これは、赤外線カメラで動画を撮影して得られた赤外画像である。試験場所には、ガスを噴出させることができる地点ＳＰ４がある。
【００１９】
図４は、試験場所の地点ＳＰ４の温度変化を示すグラフである。グラフの縦軸は、背景温度を示している。グラフの横軸は、フレームの順番を示している。例えば、１６０とは、１６０番目のフレームを意味する。フレームレートは、３０ｆｐｓである。
【００２０】
ガスの温度は１１．４℃であり、試験場所（すなわち、赤外画像が撮影された場所）の気温よりも低い。１７０番目あたりのフレームから地点ＳＰ４の背景温度が低下している。これは、このフレームに対応する時刻が、地点ＳＰ４でガスの噴出を開始させた時刻だからである。ガスは、地点ＳＰ４で噴出し続けている。１７０番目あたりのフレーム以降、地点ＳＰ４の背景温度が一定でなく、変化し続けるのは、噴出したガスがゆらいでいるからであり、地点ＳＰ４にガスが有る状態とガスが無い状態とが発生するからである。本実施形態では、ガス噴出後の背景温度の変化データ（背景温度の変動を示すグラフの振幅）を利用して、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を求める。
【００２１】
図５Ａは、本実施形態に係るガス濃度厚み積測定システム１の構成を示すブロック図である。ガス濃度厚み積測定システム１は、赤外線カメラ２とガス濃度厚み積測定装置３とを備える。
【００２２】
赤外線カメラ２は、ガス漏れの監視対象及び背景の赤外画像の動画を撮影し、動画を示す動画データＤ１を生成する。動画データＤ１は、赤外画像の画像データの一例である。動画に限らず、赤外線カメラ２によって、ガス漏れの監視対象及び背景の赤外画像を複数の時刻で撮影してもよい。赤外線カメラ２は、光学系４、フィルター５、二次元イメージセンサー６及び信号処理部７を備える。
【００２３】
光学系４は、被写体（監視対象及び背景）の赤外画像を二次元イメージセンサー６上で結像させる。フィルター５は、光学系４と二次元イメージセンサー６との間に配置され、光学系４を通過した光のうち、特定波長の赤外線のみを通過させる。赤外の波長帯のうち、フィルター５を通過させる波長帯は、検知するガスの種類に依存する。例えばメタンの場合、３．２〜３．４μｍの波長帯を通過させるフィルター５が用いられる。二次元イメージセンサー６は、例えば、冷却型インジウムアンチモン（ＩｎＳｂ）イメージセンサーであり、フィルター５を通過した赤外線を受光する。信号処理部７は、二次元イメージセンサー６から出力されたアナログ信号を、デジタル信号に変換し、公知の画像処理をする。このデジタル信号が、動画データＤ１となる。
【００２４】
ガス濃度厚み積測定装置３は、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレット端末等であり、機能ブロックとして、画像処理部８、濃度厚み積演算部９、表示制御部１０、表示部１１、入力部１２及び画像データ入力部１３を備える。
【００２５】
画像データ入力部１３は、赤外線カメラ２の通信部（不図示）と通信する通信インターフェイスである。画像データ入力部１３には、赤外線カメラ２の通信部から送られてきた動画データＤ１（画像データ）が入力される。動画データＤ１は、画像データの一例である。画像データとは、ガス漏れの監視対象の赤外画像が複数の時刻で撮影されることにより得られた、複数の赤外画像を示すデータである。画像データ入力部１３は、動画データＤ１を画像処理部８へ送る。
【００２６】
画像処理部８は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、及び、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等によって実現され、動画データＤ１に所定の処理をする。
【００２７】
動画データＤ１で示される動画は、フレームが時系列に複数並べられた構造を有する。複数のフレーム（複数の赤外画像）において、同じ位置にある画素の画素データを時系列に並べたデータを、時系列画素データとする。時系列画素データを具体的に説明する。図６は、時系列画素データを説明する説明図である。赤外画像の動画のフレーム数をＫとする。一つのフレームがＭ個の画素、すなわち、１番目の画素、２番目の画素、・・・、Ｍ−１番目の画素、Ｍ番目の画素で構成されている。画素データは、画素に対応する背景の温度を示す。
【００２８】
複数（Ｋ個）のフレームの同じ位置にある画素とは、同じ順番の画素を意味する。例えば、１番目の画素で説明すると、１番目のフレームに含まれる１番目の画素の画素データ、２番目のフレームに含まれる１番目の画素の画素データ、・・・、Ｋ−１番目のフレームに含まれる１番目の画素の画素データ、Ｋ番目のフレームに含まれる１番目の画素の画素データを、時系列に並べたデータが、１番目の画素の時系列画素データとなる。また、Ｍ番目の画素で説明すると、１番目のフレームに含まれるＭ番目の画素の画素データ、２番目のフレームに含まれるＭ番目の画素の画素データ、・・・、Ｋ−１番目のフレームに含まれるＭ番目の画素の画素データ、Ｋ番目のフレームに含まれるＭ番目の画素の画素データを、時系列に並べたデータが、Ｍ番目の画素の時系列画素データとなる。時系列画素データの数は、一つのフレームを構成する画素の数と同じである。
【００２９】
図５Ａの説明に戻る。濃度厚み積演算部９は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＨＤＤ等によって実現され、時系列画素データを基にして、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を決定し、ガスの濃度厚み積の推定値を求める。これについては、後で詳しく説明する。
【００３０】
表示制御部１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＨＤＤ等によって実現され、動画データＤ１で示される動画、及び、濃度厚み積演算部９で求められたガスの濃度厚み積の推定値を、表示部１１に表示させる。表示部１１は、例えば、液晶ディスプレイにより実現される。
【００３１】
入力部１２は、キーボードやタッチパネルにより実現され、ガス検知に関連する各種入力がされる。
【００３２】
図５Ｂは、図５Ａに示すガス濃度厚み積測定装置３のハードウェア構成を示すブロック図である。ガス濃度厚み積測定装置３は、ＣＰＵ３ａ、ＲＡＭ３ｂ、ＲＯＭ３ｃ、ＨＤＤ３ｄ、液晶ディスプレイ３ｅ、通信インターフェイス３ｆ、キーボード等３ｇ、及び、これらを接続するバス３ｈを備える。液晶ディスプレイ３ｅは、表示部１１を実現するハードウェアである。液晶ディスプレイ３ｅの替わりに、有機ＥＬディスプレイ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ  ｄｉｓｐｌａｙ）、プラズマディスプレイ等でもよい。通信インターフェイス３ｆは、画像データ入力部１３を実現するハードウェアである。キーボード等３ｇは、入力部１２を実現するハードウェアである。
【００３３】
ＨＤＤ３ｄには、図５Ａに示す画像処理部８、濃度厚み積演算部９、及び、表示制御部１０について、これらの機能ブロックをそれぞれ実現するためのプログラムが格納されている。画像処理部８を実現するプログラムは、動画データＤ１（画像データ）を取得し、動画データＤ１に上記所定の処理をする処理プログラムである。濃度厚み積演算部９を実現するプログラムは、後で説明する濃度厚み積を演算するための演算プログラムである。表示制御部１０を実現するプログラムは、画像（例えば、上記所定の処理がされた動画データＤ１で示される動画）を表示部１１に表示させる表示制御プログラムである。これらのプログラムは、ＨＤＤ３ｄの替わりにＲＯＭ３ｃに格納しても良い。
【００３４】
ＣＰＵ３ａは、処理プログラム、演算プログラム及び表示制御プログラムを、ＨＤＤ３ｄから読み出してＲＡＭ３ｂに展開させ、展開されたプログラムを実行することによって、これらの機能ブロックが実現される。処理プログラム、演算プログラム及び表示制御プログラムは、ＨＤＤ３ｄに予め記憶されているが、これに限定されない。例えば、これらのプログラムを記録している記録媒体（例えば、磁気ディスク、光学ディスクのような外部記録媒体）が用意されており、この記録媒体に記憶されているプログラムがＨＤＤ３ｄに記憶されてもよい。また、これらのプログラムは、ガス濃度厚み積測定装置３とネットワーク接続されたサーバに格納されており、ネットワークを介して、これらのプログラムがＨＤＤ３ｄに送られ、ＨＤＤ３ｄに記憶されても良い。
【００３５】
なお、ガス濃度厚み積測定装置３は、次に説明するように、第１態様から第７態様がある。これらの態様は、それぞれ、複数の要素によって構成される。従って、ＨＤＤ３ｄには、これらの要素を実現するためのプログラムが格納されている。例えば、ガス濃度厚み積測定装置３の第１態様は、要素として、第１の決定部、算出部、第２の決定部及び推定部を含む。ＨＤＤ３ｄには、第１の決定部、算出部、第２の決定部、推定部のそれぞれを実現するためのプログラムが格納されている。これらのプログラムは、第１の決定プログラム、算出プログラム、第２の決定プログラム、推定プログラムと表現される。
【００３６】
これらのプログラムは、要素の定義を用いて表現される。第１の決定部及び第１の決定プログラムを例にして説明する。第１の決定部は、画像データ入力部１３から入力される動画データＤ１（複数の赤外画像）において、同じ位置にある画素の画素データを時系列に並べた時系列画素データ（図６）を生成し、複数の画素のうち所定の画素の時系列画素データを基にして、所定の画素に対応する領域にガスが有る場合の背景温度を示すガス有り背景温度と、所定の領域にガスが無い場合の背景温度を示すガス無し背景温度とを決定する。第１の決定プログラムは、画像データ入力部１３から入力される動画データＤ１（複数の赤外画像）において、同じ位置にある画素の画素データを時系列に並べた時系列画素データ（図６）を生成し、複数の画素のうち所定の画素の時系列画素データを基にして、所定の画素に対応する領域にガスが有る場合の背景温度を示すガス有り背景温度と、所定の領域にガスが無い場合の背景温度を示すガス無し背景温度とを決定するプログラムである。
【００３７】
ＣＰＵ３ａによって実行されるこれらのプログラム（第１の決定プログラム、算出プログラム、第２の決定プログラム、推定プログラム）のフローチャートが、後で説明する図７である。
【００３８】
上述したように、本実施形態には、第１態様から第７態様がある。これらの態様は、矛盾が生じない限りで組み合わせてもよい。本実施形態の第１態様から説明する。図７は、本実施形態の第１態様で実行される処理のフローチャートである。図５Ａ及び図７を参照して、表示制御部１０は、ガス漏れの監視対象を含む背景の赤外画像を表示部１１に表示させる。操作者は、表示部１１に表示されている赤外画像の中で、操作者が注目する画素を注目画素とし、入力部１２を操作して、注目画素の位置を入力する（すなわち、注目画素を指定する）。注目画素は、所定の画素の一例であり、漏れたガスが漂っている領域に対応する画素である。例えば、図１及び図２に示すＪ番目の領域に対応する画素、すなわち、Ｊ番目の画素を注目画素にすることができる。以下、注目画素が、Ｊ番目の画素を例にして説明する。
【００３９】
濃度厚み積演算部９は、第１の決定部として機能する。図５Ａ及び図６を参照して、第１の決定部は、動画データＤ１からＪ番目の画素の時系列画素データを生成する。図１及び図２を参照して、第１の決定部は、Ｍ個の画素の中のＪ番目の画素（注目画素、所定の画素）について、Ｊ番目の画素の画素データで示される背景温度として、ガス無し背景温度、及び、ガスの温度とガス無し背景温度との間にあるガス有り背景温度があり、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を、Ｊ番目の画素の時系列画素データを基にして決定する。
【００４０】
詳しく説明すると、第１の決定部は、図６に示すＫ個（複数）のフレームの数より少なく、時系列の順番が連続する所定数のフレームの群をフレーム群とし、Ｊ番目の画素の時系列画素データのうち、フレーム群に含まれる画素データで示される背景温度の中から、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を決定する（ステップＳ３１）。言い換えれば、第１の決定部は、Ｊ番目の画素の時系列画素データのうち、連続する所定数のフレームを含むフレーム群に含まれる画素データで示される背景温度の中から、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を決定する。
【００４１】
フレーム群は、時系列の順番が連続する所定数のフレームにより構成される。ここでは、所定数を例えば、４１とする。フレーム群は、注目するフレーム、このフレームの直前の連続する２０個のフレーム、及び、このフレームの直後の連続する２０個のフレームにより構成される。これを図８で説明する。図８は、試験場所の地点ＳＰ４の温度変化とフレーム群との関係を示すグラフである。グラフの縦軸、横軸、及び、温度変化を示す線は、図４に示すそれらと同じである。この温度変化を示す線は、地点ＳＰ４に対応する画素の時系列画素データである。注目するフレームが、例えば、２００番目のフレームのとき、１８０番目から２２０番目のフレームにより一つのフレーム群が構成される。最初に、１番目のフレーム群が構成される。１番目のフレーム群は、注目するフレームが２１番目のフレームであり、１番目から４１番目のフレームにより構成される。最後のフレーム群は、例えば、フレーム数が３００の場合、２６０番目から３００番目のフレームにより構成されるフレーム群である。１番目から最後のフレーム群は、フレームの組み合わせが異なる複数のフレーム群である。
【００４２】
第１の決定部は、Ｊ番目の画素の時系列画素データのうち、フレーム群に含まれる画素データで示される背景温度の中から背景温度の最大値及び最小値を決定する。ここでは、フレーム群が１番目のフレーム群である。
【００４３】
最大値が、ガス有り背景温度又はガス無し背景温度の一方となり、最小値が、ガス有り背景温度又はガス無し背景温度の他方となる。これは、ガスの温度と、ガス有り背景温度と、ガス無し背景温度との関係で決まる。これを図９Ａ及び図９Ｂで説明する。図９Ａ及び図９Ｂは、その関係を説明する説明図である。赤外画像を構成する複数の画素の中で、Ｊ番目の画素（所定の画素）の画素データで示される背景温度として、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度がある。被写体にガスが含まれている場合、ガス温度とガス無し背景温度との間に、ガス有り背景温度がある。ガスの温度が、Ｊ番目の画素（所定の画素）の画素データで示される背景温度より低い場合、ガス無し背景温度＞ガス有り背景温度＞ガスの温度の関係が成立し（図９Ａ）、ガスの温度が、Ｊ番目の画素の画素データで示される背景温度より高い場合、ガスの温度＞ガス有り背景温度＞ガス無し背景温度の関係が成立する（図９Ｂ）。
【００４４】
ガスの温度が、Ｊ番目の画素の画素データで示される背景温度より低い場合、この背景温度の最大値がガス無し背景温度となり、この背景温度の最小値がガス有り背景温度となる。これに対して、ガスの温度が、Ｊ番目の画素の画素データで示される背景温度より高い場合、この背景温度の最大値がガス有り背景温度となり、この背景温度の最小値がガス無し背景温度となる。なお、検知の対象となるガスが常温の場合、気温をガスの温度にしてもよい。
【００４５】
以上のようにして、ステップＳ３１でのガス有り背景温度及びガス無し背景温度が決定される。このように、本実施形態の第１態様によれば、二種類のフィルター及びこれらを切り替える機構を必要とすることなく、一つの赤外線カメラ２で、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を測定できる。この効果は、残りの態様（本実施形態の第２態様から第７態様）でも言えることである。
【００４６】
濃度厚み積演算部９は、算出部（積算出部）として機能する。算出部は、ステップＳ３１で決定されたガス有り背景温度及びガス無し背景温度を用いて、Ｊ番目の領域にあるガスの濃度厚み積を算出する（ステップＳ３２）。ここでは、１番目のフレーム群のガス有り背景温度及びガス無し背景温度を用いて、ガスの濃度厚み積が算出される。ガスの濃度厚み積を算出する方法については、後で説明する。
【００４７】
濃度厚み積演算部９は、第２の決定部として機能する。第２の決定部は、上記算出部によって算出された、複数のフレーム群のそれぞれのガスの濃度厚み積を候補値とし、候補値の中から、ガスの濃度厚み積を決定する。言い換えれば、第２の決定部は、上記算出部によって算出された、複数のフレーム群のそれぞれのガスの濃度厚み積の中から、ガスの濃度厚み積を決定する。第２の決定部の下位概念として推定部がある。推定部は、上記算出部によって算出された、複数のフレーム群のそれぞれのガスの濃度厚み積を候補値とし、候補値のうち、最大値をガスの濃度厚み積の推定値とする。本実施形態では、推定部を例にして説明する。
【００４８】
濃度厚み積演算部９は、推定部として機能する。推定部は、ステップＳ３２で算出されたガスの濃度厚み積と候補値とを比較し、大きい方を候補値として記憶する（ステップＳ３３）。後で説明するように、推定部は、最終的に記憶されている候補値（つまり、候補値の最大値）を、漏れたガスの濃度厚み積の推定値とする。ガスが大きくゆらぐことにより、ガス有り背景温度とガス無し背景温度との差が最も大きくなるフレーム群を用いて、算出されたガスの濃度厚み積が、候補値の最大値となり、これを推定値とするである。候補値の初期値は、０である。従って、推定部は、ステップＳ３２で算出されたガスの濃度厚み積、すなわち、１番目のフレーム群のガス有り背景温度及びガス無し背景温度を用いて算出されたガスの濃度厚み積を候補値として記憶する。
【００４９】
推定部は、注目するフレームが最後か否かを判断する（ステップＳ３４）。フレームの数が、例えば、３００の場合、２８０番目のフレームが最後となる。注目するフレームが２８０番目の場合、２６０番目から３００番目のフレームによりフレーム群（最後のフレーム群）が構成されるからである。
【００５０】
推定部が、注目するフレームが最後でないと判断したとき（ステップＳ３４でＮｏ）、ステップＳ３１に戻る。第１の決定部は、注目するフレームを時系列に一つずらして次のフレーム群を作成する。ここでは、注目するフレームが２２番目のフレームの場合のフレーム群を作成する。このフレーム群は、２番目のフレーム群であり、２番目から４２番目のフレームにより構成される。
【００５１】
濃度厚み積演算部９は、第１の決定部として機能する。第１の決定部は、Ｊ番目の画素の時系列画素データのうち、２番目のフレーム群に含まれる画素データで示される背景温度の中から、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を決定する（ステップＳ３１）。
【００５２】
濃度厚み積演算部９は、算出部として機能する。算出部は、ステップＳ３１で決定された背景温度の最大値及び背景温度の最小値を用いて、Ｊ番目の背景にあるガスの濃度厚み積を算出する（ステップＳ３２）。ここでは、２番目のフレーム群のガス有り背景温度及びガス無し背景温度を用いて、ガスの濃度厚み積が算出される。
【００５３】
濃度厚み積演算部９は、推定部として機能する。推定部は、ステップＳ３２で算出されたガスの濃度厚み積と候補値とを比較し、大きい方を候補値として記憶する。ここでは、２番目のフレーム群のガス有り背景温度及びガス無し背景温度を用いて算出されたガスの濃度厚み積と、候補値（１番目のフレーム群のガス有り背景温度及びガス無し背景温度を用いて算出されたガスの濃度厚み積）とが比較される。従って、候補値として記憶されるガスの濃度厚み積は、これまでに演算されたガスの濃度厚み積の中で最大の値となる。
【００５４】
濃度厚み積演算部９は、注目するフレームが最後と判断するまで（ステップＳ３４でＹｅｓ）、ステップＳ３１からステップＳ３３の処理を繰り返す。つまり、第１の決定部は、フレームの組み合わせが異なるフレーム群を複数用意し、複数のフレーム群のそれぞれについて、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を決定する。算出部は、複数のフレーム群のそれぞれについて、第１の決定部によって決定されたガス有り背景温度及びガス無し背景温度を用いて、ガスの濃度厚み積を算出する。
【００５５】
推定部が、注目するフレームが最後であると判断したとき（ステップＳ３４でＹｅｓ）、推定部は、ステップＳ３３で記憶している候補値を、漂っているガスの濃度厚み積と推定する（ステップＳ３５）。このように、推定部は、第２の決定部の下位概念であり、算出部によって算出された、複数のフレーム群のそれぞれのガスの濃度厚み積の中で最大の値を、漂っているガスの濃度厚み積の推定値とする。
【００５６】
濃度厚み積演算部９が推定部の機能を有さない態様でもよい。すなわち、濃度厚み積演算部９が、ガスの濃度厚み積の推定値を求めるのではなく、ガスの濃度厚み積の瞬間値を求める態様でもよい。この態様では、ステップＳ３３及びステップＳ３５は不要であり、ステップＳ３２で算出された、複数のフレーム群のそれぞれのガスの濃度厚み積が、瞬間値となる。
【００５７】
図１０は、本実施形態の第１態様が実行されているときに、表示部１１に表示される赤外画像の遷移を示す画像図である。これらは、赤外線カメラ２で、図３で説明した試験場所の動画を撮影して得られた赤外画像である。
【００５８】
点線で示す枠内の部分が赤外画像である。これは、注目画素（Ｊ番目の画素）及びこれの周囲に位置する画素で構成されている。これらの画素は、ステップＳ３２で算出されたガスの濃度厚み積を１００倍した値に相当する。これらの画素について、ステップＳ３１からステップＳ３５の処理がされている。
【００５９】
ガスの濃度をＬＥＬ（Ｌｏｗｅｒ  Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ  Ｌｉｍｉｔ：爆発下限界）で示す。爆発下限界は、空気と混合した可燃性ガスが着火によって爆発を起こす最低濃度である。１００％ＬＥＬは、爆発下限界に到達したことを意味する。メタンの場合、濃度５％に到達したとき、１００％ＬＥＬとなる。ガスの濃度厚み積をＬＥＬｍで示す。ｍは、奥行き方向の距離である。
【００６０】
「ｃｔ」は、ステップＳ３２で算出されたガスの濃度厚み積を示し、「ｃｔ  ｍａｘ」は、ステップＳ３３の候補値（これまでに算出されたガスの濃度厚み積の最大の値）を示す。上述したように、点線で示す枠の部分の全ての画素に対して、ステップＳ３１からステップＳ３５の処理がされているが、「ｃｔ」及び「ｃｔ  ｍａｘ」は、注目画素についての値である。
【００６１】
時刻Ｔ２０で示す赤外画像は、ガスの噴出を開始した直後の赤外画像である。ここでのｃｔは、注目するフレームを時刻Ｔ２０のフレームとするフレーム群のガス有り背景温度及びガス無し背景温度を用いて算出されたガスの濃度厚み積を示している。
【００６２】
時刻Ｔ２１で示す赤外画像は、時刻Ｔ２０から２秒経過したときの赤外画像である。ここでのｃｔは、注目するフレームを時刻Ｔ２１のフレームとするフレーム群のガス有り背景温度及びガス無し背景温度を用いて算出されたガスの濃度厚み積を示している。この時刻では、注目画素に対応する領域（例えば、注目画素が図１及び図２に示すＪ番目の画素の場合、Ｊ番目の領域）に漂っているガスの濃度厚み積が比較的低い。これは、この領域に漂っているガスが比較的少ないことを意味する。
【００６３】
時刻Ｔ２２で示す赤外画像は、時刻Ｔ２０から５秒経過したときの赤外画像である。ここでのｃｔは、注目するフレームを時刻Ｔ２２のフレームとするフレーム群のガス有り背景温度及びガス無し背景温度を用いて算出されたガスの濃度厚み積を示している。この時刻では、注目画素に対応する領域に漂っているガスの濃度厚み積が比較的高い。これは、この領域に漂っているガスが比較的多いことを意味する。
【００６４】
時刻Ｔ２３で示す赤外画像は、時刻Ｔ２０から８秒経過したときの赤外画像である。ここでのｃｔは、注目するフレームを時刻Ｔ２３のフレームとするフレーム群のガス有り背景温度及びガス無し背景温度を用いて算出されたガスの濃度厚み積を示している。この時刻では、注目画素に対応する領域に漂っているガスの濃度厚み積が比較的低い。これは、この領域に漂っているガスが比較的少ないことを意味する。
【００６５】
時刻Ｔ２２でのガスの濃度厚み積（３．５％ＬＥＬｍ）が、注目画素に対応する領域のガスの濃度厚み積の推定値とされる。この領域のガスの濃度厚み積の正確な値は、３％ＬＥＬｍであった。上述したように、漏れているガスがゆらいでいる現象を利用して、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度は、決定できる。ガスのゆらぎは、風などによって発生するので、ガス有り背景温度とガス無し背景温度との温度差は、時間軸に沿って変動し、この結果、濃度厚み積も時間軸に沿って変動する。このため、ガス有り背景濃度及びガス無し背景温度の値に誤差が不可避的に生じ、この結果、ガスの濃度厚み積にも誤差が生じる。本実施形態では、時間軸において、濃度厚み積の最大値を濃度厚み積の推定値とし、この推定値を濃度厚み積と見なす。実験によれば、ガスの濃度厚み積の正確な値に対して、推定値が０．５倍〜２倍の範囲に収まることが分かった。
【００６６】
ここで、所定数のフレームを４１フレームとした理由を説明する。本実施形態では、各フレーム群において、例えば、図１及び図２に示すＪ番目の領域（注目画素に対応する領域）のガスの濃度厚み積を算出し、その中の最大の値を、ガスの濃度厚み積の推定値とする。あるフレーム群の全期間において、Ｊ番目の領域にガスが有る状態、又は、Ｊ番目の領域にガスが無い状態の場合、そのフレーム群でのガスの濃度厚み積を算出することができない。ガスの濃度厚み積を算出するためには、一つのフレーム群の期間中に、Ｊ番目の領域にガスが有る状態とガスが無い状態とが発生する必要がある。
【００６７】
一つのフレーム群の期間を長くすれば、Ｊ番目の領域にガスが有る状態とガスが無い状態とを確実に発生させることができる。しかし、雲が移動して太陽光を遮ったり、太陽光を遮っている雲が移動したりすると、背景温度が変化する。一つのフレーム群の期間を長くし過ぎると、この影響を受ける可能性が高くなる。一方、一つのフレーム群の期間を短くし過ぎると、Ｊ番目の領域にガスが有る状態とガスが無い状態との両方が発生し難い。
【００６８】
よって、一つのフレーム群の期間は、これらの観点から定められ、本発明者は、１．４秒とした。赤外線カメラ２で撮影する動画のフレームレートは、３０ｆｐｓなので、所定数のフレームを４１フレームとした。正確には、４２フレームであるが、奇数でなければ、注目するフレームの前のフレームの数（ここでは、２０）と後のフレーム数（ここでは、２０）とを同じにできないからである。フレームレートが変われば、所定数のフレームの数が変わる。
【００６９】
一つのフレーム群の期間は、１．４秒としたが、ガス漏れの監視対象が位置する場所の風速等により適宜定めることができる。例えば、風速が低い場合、一つのフレーム群の期間を、１．４秒より長くする（例えば、３秒）。
【００７０】
本実施形態の第２態様を説明する。この態様では、背景温度が急激に大きく変化する場合を考慮してガスの濃度厚み積を算出する。雲が移動して太陽光を遮ったり、太陽光を遮っている雲が移動したりすると、漏れたガスによる温度変化と比較して、背景温度は、急激に大きく変化する（例えば、４℃）。
【００７１】
図１１は、ガス漏れと背景の温度変化とが並行して発生している状態で、屋外の試験場所を撮影した赤外画像を時系列で示す画像図である。これらは、赤外線カメラ２で動画を撮影して得られた赤外画像である。試験場所には、ガスを噴出させることができる地点ＳＰ１がある。地点ＳＰ１と比較するために、ガスが噴出しない地点ＳＰ２を示している。
【００７２】
画像Ｉ１は、太陽光が雲で遮られる直前の時刻Ｔ１に撮影された試験場所の赤外画像である。画像Ｉ２は、時刻Ｔ１から５秒後の時刻Ｔ２に撮影された試験場所の赤外画像である。時刻Ｔ２は、太陽光が雲で遮られているので、時刻Ｔ１と比べて背景の温度が下がっている。
【００７３】
画像Ｉ３は、時刻Ｔ１から１０秒後の時刻Ｔ３に撮影された試験場所の赤外画像である。時刻Ｔ２から時刻Ｔ３まで、太陽光が雲で遮られた状態が継続されているので、時刻Ｔ３は、時刻Ｔ２と比べて背景の温度が下がっている。
【００７４】
画像Ｉ４は、時刻Ｔ１から１５秒後の時刻Ｔ４に撮影された試験場所の赤外画像である。時刻Ｔ３から時刻Ｔ４まで、太陽光が雲で遮られた状態が継続されているので、時刻Ｔ４は、時刻Ｔ３と比べて背景の温度が下がっている。
【００７５】
時刻Ｔ１から時刻Ｔ４までの１５秒間で、背景の温度が約４℃下がっている。このため、画像Ｉ４は、画像Ｉ１と比べて全体的に暗くなっており、背景の温度が低下していることが分かる。
【００７６】
時刻Ｔ１後かつ時刻Ｔ２前の時刻に、地点ＳＰ１において、ガスの噴出を開始させている。噴出されたガスによる温度変化は、わずかである（約０．５℃）。このため、時刻Ｔ２、時刻Ｔ３、時刻Ｔ４では、地点ＳＰ１でガスが噴出しているが、噴出されたガスによる温度変化よりも、背景の温度変化の方がはるかに大きいので、画像Ｉ２、画像Ｉ３、画像Ｉ４を見ても地点ＳＰ１からガスが出ている様子が分からない。
【００７７】
図１２Ａは、試験場所の地点ＳＰ１の温度変化を示すグラフであり、図１２Ｂは、試験場所の地点ＳＰ２の温度変化を示すグラフである。これらのグラフの縦軸は、背景温度を示している。これらのグラフの横軸は、フレームの順番を示している。例えば、４５とは、４５番目のフレームを意味する。フレームレートは、３０ｆｐｓである。よって、１番目のフレームから４５０番目のフレームまでの時間は、１５秒となる。
【００７８】
地点ＳＰ１の温度変化を示すグラフと地点ＳＰ２の温度変化を示すグラフとは異なる。地点ＳＰ２ではガスが噴出していないので、地点ＳＰ２の温度変化は、背景温度の変化を示している。これに対して、地点ＳＰ１では、ガスが噴出しているので、地点ＳＰ１には、ガスが漂っている。このため、地点ＳＰ１の温度変化は、背景温度の変化と漏れたガスによる温度変化とを加算した温度変化を示している。
【００７９】
図１３は、試験場所の地点ＳＰ１の温度変化とフレーム群との関係を示すグラフである。グラフの縦軸及び横軸は、図４のグラフの縦軸及び横軸と同じである。この温度変化を示す線は、地点ＳＰ１に対応する画素の時系列画素データである。９０番目のフレームの時刻あたりからガスの噴出が開始している。ガスの噴出による温度変化と背景温度の変化とが並行して発生していることが示されている。
【００８０】
本実施形態の第２態様は、ガス漏れによる温度変化と背景温度の変化とが並行して発生し、背景温度が急激に大きく変化する場合を考慮して、ガスの濃度厚み積を算出する。図１４は、本実施形態の第２態様で実行される処理のフローチャートである。図５Ａ及び図１４を参照して、表示制御部１０は、ガス漏れの監視対象を含む背景の赤外画像を表示部１１に表示させる。図１５は、本実施形態の第２態様において、表示部１１に表示される赤外画像を示す画像図である。操作者は、入力部１２を操作して、表示部１１に表示されている赤外画像の中で、注目画素（所定の画素の一例）の位置を入力する。注目画素は、漏れたガスが漂っている領域に対応する画素である。黒点は、注目画素を示している。白点は、注目画素の周辺に位置する二以上（２４個）の画素を示している。注目画素、二以上の画素は、連続していてもよいし、これらの間に他の画素が存在していてもよい。黒点及び白点は、これらの画素を説明するために、便宜上、赤外画像に含めているのであり、実際は、赤外画像に含まれていない。
【００８１】
濃度厚み積演算部９は、第１の決定部として機能する。第１の決定部は、図６に示すＫ個（複数）のフレーム数より少なく、時系列が連続する所定数のフレームの群をフレーム群とし、注目画素の周辺に位置する、白点で示される予め定められた二以上の画素、注目画素のそれぞれの時系列画素データのうち、フレーム群に含まれる画素データで示される背景温度の中から、二以上の画素、注目画素のそれぞれについて、本実施形態の第１態様と同様にして、背景温度の最大値及び最小値を決定する（ステップＳ４１）。
【００８２】
これについて詳しく説明する。二以上の画素、注目画素のそれぞれについて、図６に示すような時系列画素データがある。フレーム群は、本実施形態の第１態様のフレーム群と同じである。最初は、１番目のフレーム群である。第１の決定部は、本実施形態の第１態様と同様にして、上記二以上の画素、注目画素の時系列データのうち、フレーム群に含まれる画素データで示される背景温度の中から、二以上の画素、注目画素のそれぞれについて、背景温度の最大値及び最小値を決定する。
【００８３】
以上のようにして、１番目のフレーム群について、ステップＳ４１での背景温度の最大値及び最小値が決定される。
【００８４】
濃度厚み積演算部９は、補正部として機能する。補正部は、上記二以上の画素のそれぞれについての背景温度の最大値及び最小値を基にして、注目画素（所定の画素の一例）についての背景温度の最大値及び最小値を補正する。この補正について説明する。補正部は、まず、上記二以上の画素のそれぞれについて、ステップＳ４１で決定された背景温度の最大値と背景温度の最小値との差である温度差を算出し、補正値を決定する（ステップＳ４２）。詳しく説明すると、二以上の画素とは、図１５の白点で示す２４個の画素であり、これらの画素のそれぞれについて、第１の決定部で決定された背景温度の最大値と背景温度の最小値との差である温度差を算出する。補正値は、背景温度の変化量と見なされる値であり、算出した温度差の中で最小の値となる最小温度差、又は、算出した温度差の平均値のいずれでもよい。最小温度差とは、図１５の白点で示す２４個の画素の中で、例えば、左上に位置する画素について、温度差が最小であれば、この温度差が、最小温度差となる。平均値とは、２４個の画素のそれぞれの温度差を平均した値である。背景温度が変化する場合、ガスがない領域（図１、図２）に対応する画素についても、背景温度の最大値と背景温度の最小値との差が生じる。この差は、ガスの濃度厚み積の誤差を大きくする原因となるので、ステップＳ４２で補正値が求められる。
【００８５】
図１５を参照して、次に、補正部は、ステップＳ４１で決定された注目画素（所定の画素の一例）についての背景温度の最大値（例えば２１℃）と背景温度の最小値（例えば２０℃）との温度差（１℃）から補正値（例えば、０．２℃）を引いた値が、注目画素についての背景温度の最大値と背景温度の最小値との温度差（０．８℃）になるように、ステップＳ４１で決定された注目画素についての背景温度の最大値及び最小値のそれぞれを補正する。濃度厚み積演算部９は、ガスの温度が背景温度より低い場合、補正後の背景温度の最大値をガス無し背景温度、補正後の背景温度の最小値をガス有り背景温度と決定し、ガスの温度が背景温度より高い場合、補正後の背景温度の最大値をガス有り背景温度、補正後の背景温度の最小値をガス無し背景温度と決定する（ステップＳ４３）。補正前の背景温度の最大値と補正前の背景温度の最小値との平均値が、補正後の背景温度の最大値と補正後の背景温度の最小値との平均値と等しくなるようにされる。
【００８６】
補正値を平均値とした場合、最小温度差とした場合に比べて、注目画素の周辺に位置する二以上の画素のそれぞれに対応する背景温度の変化が考慮された補正値となるので、注目画素についての背景温度の最大値及び最小値をより正確に補正することができる。
【００８７】
濃度厚み積演算部９は、算出部として機能する。算出部は、ステップＳ４３で決定された、注目画素についてのガス有り背景温度及びガス無し背景温度を用いて、ガスの濃度厚み積を算出する（ステップＳ３２）。このステップは、図７に示すステップＳ３２と同様である。
【００８８】
後の処理、すなわち、ステップＳ３３、ステップＳ３４及びステップＳ３５は、図７に示すこれらのステップと同じであり、説明を省略する。
【００８９】
濃度厚み積演算部９は、注目するフレームが最後と判断するまで（ステップＳ３４でＹｅｓ）、ステップＳ４１、ステップ４２、ステップＳ４３、ステップＳ３２、ステップＳ３３の処理を繰り返す。つまり、第１の決定部は、フレームの組み合わせが異なるフレーム群を複数用意し、複数のフレーム群のそれぞれについて、二以上の画素、注目画素のそれぞれについての背景温度の最大値及び最小値を決定する（ステップＳ４１）。補正部は、複数のフレーム群のそれぞれについて、補正値を決定し（ステップＳ４２）、複数のフレーム群のそれぞれについて、注目画素についてのガス有り背景温度及びガス無し背景温度を決定する（ステップＳ４３）。算出部は、複数のフレーム群のそれぞれについて、ガスの濃度厚み積を算出する（ステップＳ３２）。
【００９０】
図１６は、本実施形態の第１態様及び第２態様のそれぞれが実行されているときに、表示部１１に表示される赤外画像の遷移を示す画像図である。補正有りの赤外画像は、本実施形態の第２態様で処理された赤外画像である。補正無しの赤外画像は、本実施形態の第１態様で処理された赤外画像である。これらの画像図は、図１０に示す画像図と同様である。すなわち、枠内の部分が赤外画像であり、これは、注目画素及びこれの周囲に位置する画素で構成されている。これらの画素は、ステップＳ３２で算出されたガスの濃度厚み積を１００倍した値に相当する。周囲に位置する画素の中に、図１５の白点で示す画素が含まれる。「ｃｔ」及び「ｃｔ  ｍａｘ」は、注目画素についての値である。
【００９１】
５００番目のフレームに含まれるガスの濃度厚み積が、注目画素に対応する領域のガスの濃度厚み積の推定値とされる。本実施形態の第２態様（補正有り）で算出された推定値は、１３．８％ＬＥＬｍ、本実施形態の第１態様（補正無し）で算出された推定値は、２１．６％ＬＥＬｍであった。この領域のガスの濃度厚み積の正確な値は、８％ＬＥＬｍであった。従って、本実施形態の第２態様の方が、本実施形態の第１態様よりも、背景温度が変化の影響を少なくすることができる。
【００９２】
以上説明したように、本実施形態の第２態様では、注目画素（所定の画素の一例）の周辺に位置する二以上の画素を用いて補正値を算出して、この補正値を背景温度の変化量と見なして、これを考慮して、注目画素についてのガス有り背景温度とガス無し背景温度とを決定し、ガスの濃度厚み積を算出する。従って、本実施形態の第２態様によれば、ガスが漏れているときに、背景温度が急激に大きく変化しても、この影響を少なくすることができる。
【００９３】
本実施形態の第３態様を説明する。本実施形態の第１態様及び第２態様では、背景温度が変化することを考慮して、フレーム群毎にガスの濃度厚み積を算出している。屋内や夜間にガス検知をする場合、背景温度がほとんど変化しない。本実施形態の第３態様は、全フレーム（図６に示すＫ個のフレーム）をフレーム群に分けないで、ガスの濃度厚み積を算出する。
【００９４】
図１７は、本実施形態の第３態様で実行される処理のフローチャートである。図５Ａ及び図１７を参照して、表示制御部１０は、ガス漏れの監視対象を含む背景の赤外画像を表示部１１に表示させる。操作者は、入力部１２を操作して、表示部１１に表示されている赤外画像の中で、注目画素（所定の画素の一例）の位置を入力する。ここまでは、本実施形態の第１態様と同じである。
【００９５】
濃度厚み積演算部９は、第１の決定部の機能を有する。第１の決定部は、Ｋ個のフレームを全フレームとし、時系列画素データを、全フレームの注目画素の画素データにより構成し、この時系列画素データに含まれる画素データで示される背景温度の中から、背景温度の最大値及び最小値を決定し、ガスの温度が、所定の画素（例えば、Ｊ番目の画素）の画素データで示される背景温度より低い場合、背景温度の最大値をガス無し背景温度、背景温度の最小値をガス有り背景温度と決定し、ガスの温度が、所定の画素（例えば、Ｊ番目の画素）の画素データで示される背景温度より高い場合、背景温度の最大値をガス有り背景温度、背景温度の最小値をガス無し背景温度と決定する（ステップＳ５１、図９Ａ、図９Ｂ）。
【００９６】
背景温度の最大値及び最小値の決定について説明する。図１８は、試験場所の地点ＳＰ４の温度変化を示すグラフである。グラフの縦軸及び横軸は、図８に示すそれらと同じである。本実施形態の第３態様では、フレーム群の単位で、背景温度の最大値及び最小値を決定するのでなく、全フレームの単位で、背景温度の最大値及び最小値を決定する。
【００９７】
背景温度の最大値及び最小値から、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を決定する方法は、図９Ａ及び図９Ｂで説明した通りである。
【００９８】
濃度厚み積演算部９は、算出部として機能する。算出部は、ステップＳ５１で決定されたガス有り背景温度及びガス無し背景温度を用いて、ガスの濃度厚み積を算出する（ステップＳ５２）。ガスの濃度厚み積を算出する方法については、後で説明する。
【００９９】
濃度厚み積演算部９は、推定部として機能する。推定部は、ステップＳ５２で算出されたガスの濃度厚み積を、ガスが漂っている領域でのガスの濃度厚み積の推定値とする（ステップＳ５３）。
【０１００】
図１及び図２を参照して、本実施形態の第１態様及び第２態様によれば、注目画素（例えば、Ｊ番目の画素）に対応する領域（Ｊ番目の領域）に、ガスが有る状態からガスが無い状態、及び、ガスが無い状態からガスが有る状態に切り替わる周期が、フレーム群の期間より長い場合、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を決定することができない。これに対して、本実施形態の第３態様によれば、フレーム群を単位とするのでなく、全フレームを単位として、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を決定する。このため、上記周期が長くても、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を決定することができる。
【０１０１】
本実施形態の第４態様を説明する。注目画素に対応する領域において、ガスが有る状態とガスが無い状態とになるように、漏れているガスがゆらぐとは限らない。従って、注目画素に対応する領域でのガスの濃度厚み積の推定値が、正しいガスの濃度厚み積を示すとは限らない。本実施形態の第４態様は、注目画素の周辺に位置する画素に対応する領域でのガスの濃度厚み積の推定値も考慮する。
【０１０２】
図１９は、本実施形態の第４態様に係る注目画素及び周辺画素を説明する説明図である。注目画素の周辺に位置する予め定められた画素を周辺画素とし、二以上の周辺画素が予め定められている。図１９では、赤外画像の中で、注目画素を中心とした、１１×１１の画素のうち、注目画素以外の画素を周辺画素としている。
【０１０３】
濃度厚み積演算部９は、第１の決定部として機能する。第１の決定部は、本実施形態の第１態様で説明した第１の決定部と同様にして、注目画素、二以上の周辺画素のそれぞれを、所定の画素とし、注目画素、二以上の周辺画素のそれぞれのガス有り背景温度及びガス無し背景温度を決定する。
【０１０４】
濃度厚み積演算部９は、算出部として機能する。算出部は、本実施形態の第１態様で説明した算出部と同様にして、注目画素、二以上の周辺画素のそれぞれについて、ガスの濃度厚み積を算出する。
【０１０５】
濃度厚み積演算部９は、第２の決定部として機能する。第２の決定部は、算出部によって算出された、注目画素、二以上の周辺画素のそれぞれのガスの濃度厚み積を候補値とし、候補値の中から、ガスの濃度厚み積を決定する。第２の決定部の下位概念として推定部がある。推定部は、注目画素、二以上の周辺画素のそれぞれのガスの濃度厚み積の推定値を求め、これらを候補値とし、候補値のうち、最大値をガスの濃度厚み積の推定値とする。本実施形態では、推定部を例にして説明する。
【０１０６】
推定部は、注目画素、二以上の周辺画素のそれぞれについて、本実施形態の第１態様に係る図７のフローチャート、本実施形態の第２態様に係る図１４のフローチャート、又は、本実施形態の第３態様に係る図１７のフローチャートで示す処理を用いて、ガスの濃度厚み積の推定値を求める。推定部は、求めた推定値（１１×１１個の推定値）の中で最大の値を、ガスの濃度厚み積の推定値とする。最大の値となる画素に対応する領域において、ガスが有る状態とガスが無い状態とが生じていると推定するのである。
【０１０７】
なお、二次元イメージセンサー６（図５Ａ）のセンサー画素のノイズ（ドットノイズ）等が原因で、求めた推定値（１１×１１個の推定値）の中で、一つの推定値が極端に大きな値になる可能性がある。そこで、推定部は、求めた推定値（１１×１１個の推定値）について、メディアンフィルター（例えば、３×３画素）で処理をし、処理した後の推定値（１１×１１個の推定値）の中の最大の値を、ガスの濃度厚み積の推定値としてもよい。
【０１０８】
本実施形態の第５態様を説明する。本実施形態の第１態様から第４態様では、操作者が所定の画素（注目画素）を決定していたが、第５態様では、ガス濃度厚み積測定装置３が、所定の画素を決定する。すなわち、ガス濃度厚み積測定装置３によって検知されたガスが漂っている領域に対応する画素が、所定の画素とされる。
【０１０９】
本実施形態の第５態様において、図５Ａに示す画像処理部８は、検知部として機能する。検知部は、時系列画素データ（赤外画像）を利用してガスを検知する。これについて詳しく説明する。図１１及び図１２Ａを参照して、本実施形態の第２態様で説明したように、噴出されたガス（漏れたガス）による温度変化よりも、背景の温度変化の方がはるかに大きい場合、図１１に示す画像Ｉ２、画像Ｉ３、画像Ｉ４を見ても地点ＳＰ１からガスが出ている様子が分からない（図１２Ａに示すグラフからは、地点ＳＰ１でガスが噴出していることが分かる）。
【０１１０】
この原因は、動画データＤ１（図３）には、漏れたガスによる温度変化を示す第１の周波数成分データに加えて、第１の周波数成分データよりも周波数が低く、背景温度の変化を示す第２の周波数成分データが含まれるからである。第２の周波数成分データで示される像（背景の明暗の変化）により、第１の周波数成分データで示される像が見えなくなるのである。図１２Ａを参照して、地点ＳＰ１の温度変化を示すグラフに含まれる細かい変化が、第１の周波数成分データに対応する。地点ＳＰ２の温度変化を示すグラフが第２の周波数成分データに対応する。
【０１１１】
そこで、画像処理部８（図５Ａ）は、画素の位置がそれぞれ異なる複数の時系列画素データ（すなわち、動画データＤ１を構成する複数の時系列画素データ）のそれぞれに対して、第２の周波数成分データを除く処理をする。画素の位置がそれぞれ異なる複数の時系列画素データとは、図６を参照して、１番目の画素の時系列画素データ、２番目の画素の時系列画素データ、・・・、Ｍ−１番目の画素の時系列画素データ、Ｍ番目の画素の時系列画素データを意味する。
【０１１２】
第１の周波数成分データの周波数よりも周波数が高く、高周波ノイズを示す周波数成分データを、第３の周波数成分データとする。画像処理部８は、動画データＤ１を構成する複数の時系列画素データのそれぞれに対して、第２の周波数成分データを除く処理に加えて、第３の周波数成分データを除く処理をする。
【０１１３】
このように、画像処理部８は、フレームの単位で第２の周波数成分データ及び第３の周波数成分データを除く処理をするのではなく、時系列画素データの単位で第２の周波数成分データ及び第３の周波数成分データを除く処理をする。
【０１１４】
図２０は、本実施形態の第５態様に備えられる画像処理部８で実行される処理のフローチャートである。画像処理部８は、第１の抽出部として機能する。第１の抽出部は、第１の時系列画素データに対して、図６に示すＫ個のフレームより少ない第１の所定数のフレームを単位とする単純移動平均（第１の所定処理）を算出することにより第１の時系列画素データから抽出されたデータを、第２の周波数成分データとし、図６に示すＭ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第２の周波数成分データを抽出する（ステップＳ１）。
【０１１５】
第１の所定数のフレームは、例えば、２１フレームである。内訳は、ターゲットとなるフレーム、これより前の連続する１０フレーム、これより後の連続する１０フレームである。第１の所定数は、時系列画素データから第２の周波数成分データを抽出できる数であればよく、２１に限らず、２１より多くてもよいし、２１より少なくてもよい。
【０１１６】
画像処理部８は、第２の抽出部として機能する。第２の抽出部は、第１の時系列画素データに対して、第１の所定数（例えば、２１）より少ない第３の所定数（例えば、３）のフレームを単位とする単純移動平均（第２の所定処理）を算出することにより第１の時系列画素データから抽出されたデータを、第３の周波数成分データとし、図６に示すＭ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第３の周波数成分データを抽出する（ステップＳ４）。
【０１１７】
図２１は、地点ＳＰ１（図１１）に対応する画素の時系列画素データＤ２、時系列画素データＤ２から抽出された第２の周波数成分データＤ３、時系列画素データＤ２から抽出された第３の周波数成分データＤ６を示すグラフである。グラフの縦軸及び横軸は、図４のグラフの縦軸及び横軸と同じである。時系列画素データＤ２で示される温度は、比較的急に変化し（変化の周期が比較的短く）、第２の周波数成分データＤ３で示される温度は、比較的緩やかに変化している（変化の周期が比較的長い）。第３の周波数成分データＤ６と時系列画素データＤ２とは、高周波成分のみが異なるので、ほぼ重なって見える。
【０１１８】
第３の所定数のフレームは、例えば、３フレームである。内訳は、ターゲットとなるフレーム、この直前の１フレーム、この直後の１フレームである。第３の所定数は、時系列画素データから第３の周波数成分を抽出できる数であればよく、３に限定されず、３より多くてもよい。
【０１１９】
画像処理部８は、第１の算出部として機能する。第１の算出部は、第１の時系列画素データとこの第１の時系列画素データから抽出された第２の周波数成分データとの差分を算出して得られるデータを、第１の差分データとし、Ｍ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第１の差分データを算出する（ステップＳ２）。
【０１２０】
画像処理部８は、第３の算出部として機能する。第３の算出部は、第１の時系列画素データとこの第１の時系列画素データから抽出された第３の周波数成分データとの差分を算出して得られるデータを、第２の差分データとし、Ｍ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第２の差分データを算出する（ステップＳ５）。
【０１２１】
図２２Ａは、第１の差分データＤ４を示すグラフであり、図２２Ｂは、第２の差分データＤ７を示すグラフである。これらのグラフの縦軸及び横軸は、図４のグラフの縦軸及び横軸と同じである。第１の差分データＤ４は、図２１に示す時系列画素データＤ２と第２の周波数成分データＤ３との差分を算出して得られたデータである。図１１に示す地点ＳＰ１でガスの噴出を開始する前において（９０番目くらいまでのフレーム）、第１の差分データＤ４で示される微小な振幅の繰り返しは、主に、二次元イメージセンサー６のセンサーノイズを示している。地点ＳＰ１でガスの噴出を開始した後において（９０番目以降のフレーム）、第１の差分データＤ４の振幅及び波形のばらつきが大きくなっている。
【０１２２】
第２の差分データＤ７は、図２１に示す時系列画素データＤ２と第３の周波数成分データＤ６との差分を算出して得られたデータである。
【０１２３】
第１の差分データＤ４は、第１の周波数成分データ（漏れたガスによる温度変化を示すデータ）及び第３の周波数成分データＤ６（高周波ノイズを示すデータ）を含む。第２の差分データＤ７は、第１の周波数成分データを含まず、第３の周波数成分データＤ６を含む。
【０１２４】
第１の差分データＤ４は、第１の周波数成分データを含むので、地点ＳＰ１でガスの噴出を開始した後において（９０番目以降のフレーム）、第１の差分データＤ４の振幅及び波形のばらつきが大きくなっている。これに対して、第２の差分データＤ７は、第１の周波数成分データを含まないので、そのようなことはない。第２の差分データＤ７は、微小な振幅を繰り返している。これが高周波ノイズである。
【０１２５】
第１の差分データＤ４と第２の差分データＤ７とは、相関しているが、完全に相関していない。すなわち、あるフレームにおいて、第１の差分データＤ４の値がプラス、第２の差分データＤ７の値がマイナスとなり、又は、その逆となる場合がある。このため、第１の差分データＤ４と第２の差分データＤ７との差分を算出しても、第３の高周波成分データＤ６を除去できない。第３の高周波成分データＤ６を除去するには、第１の差分データＤ４及び第２の差分データＤ７を絶対値に変換する必要がある。
【０１２６】
そこで、画像処理部８は、ステップＳ３を実行する、すなわち、第１のばらつきデータを算出する第２の算出部として機能する。第２の算出部は、第１の差分データに対して、Ｋ個のフレームより少ない第２の所定数のフレームを単位とする移動標準偏差を算出して得られるデータを、第１のばらつきデータとし、Ｍ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第１のばらつきデータを算出する（ステップＳ３）。なお、移動標準偏差の替わりに、移動分散を算出してもよい。
【０１２７】
また、画像処理部８は、第４の算出部として機能する。第４の算出部は、第２の差分データに対して、Ｋ個のフレームより少ない第４の所定数（例えば、２１）のフレームを単位とする移動標準偏差を算出して得られるデータを、第２のばらつきデータとし、Ｍ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第２のばらつきデータを算出する（ステップＳ６）。移動標準偏差の替わりに、移動分散を用いてもよい。
【０１２８】
図２３は、第１のばらつきデータＤ５及び第２のばらつきデータＤ８を示すグラフである。グラフの横軸は、図４のグラフの横軸と同じである。グラフの縦軸は、標準偏差を示している。第１のばらつきデータＤ５は、図２２Ａに示す第１の差分データＤ４の移動標準偏差を示すデータである。第２のばらつきデータＤ８は、図２２Ｂに示す第２の差分データＤ７の移動標準偏差を示すデータである。移動標準偏差の算出に用いるフレーム数は、第１のばらつきデータＤ５及び第２のばらつきデータＤ８のいずれの場合も、２１であるが、統計的に意義がある標準偏差が求められる数であればよく、２１に限定されない。
【０１２９】
第１のばらつきデータＤ５及び第２のばらつきデータＤ８は、標準偏差なので、マイナスの値を含まない。このため、第１のばらつきデータＤ５及び第２のばらつきデータＤ８は、第１の差分データＤ４及び第２の差分データＤ７を絶対値に変換したデータと見なすことができる。
【０１３０】
画像処理部８は、第５の算出部として機能する。第５の算出部は、同じ時系列画素データから得られた第１のばらつきデータと第２のばらつきデータとの差分を算出して得られるデータを、第３の差分データとし、Ｍ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第３の差分データを算出する（ステップＳ７）。
【０１３１】
図２４は、第３の差分データＤ９を示すグラフである。グラフの横軸は、図４のグラフの横軸と同じである。グラフの縦軸は、標準偏差である。第３の差分データＤ９は、図２３に示す第１のばらつきデータＤ５と第２のばらつきデータＤ８との差分を示すデータである。
【０１３２】
表示制御部１０は、ステップＳ７で得られたＭ個の第３の差分データを、第２の周波数成分データ及び第３の周波数成分データを除く処理がされた動画データＤ１とし、この動画データＤ１で示される動画を表示部１１に表示させる。この動画において、時刻Ｔ１のフレームの赤外画像Ｉ１５、並びに、これに関係する赤外画像Ｉ１３及び赤外画像Ｉ１４を、図２５に示し、時刻Ｔ２のフレームの赤外画像Ｉ１８、並びに、これに関係する赤外画像Ｉ１６及び赤外画像Ｉ１７を、図２６に示す。いずれも標準偏差を５０００倍にした画像である。
【０１３３】
図２５は、画像処理部８で処理された、時刻Ｔ１のフレームの赤外画像Ｉ１５、並びに、これに関係する赤外画像Ｉ１３及び赤外画像Ｉ１４を示す画像図である。赤外画像Ｉ１３は、図２０のステップＳ３で得られたＭ個の第１のばらつきデータ（動画データＤ１）で示される動画において、時刻Ｔ１のフレームの赤外画像である。赤外画像Ｉ１４は、図２０のステップＳ６で得られたＭ個の第２のばらつきデータ（動画データＤ１）で示される動画において、時刻Ｔ１のフレームの赤外画像である。赤外画像Ｉ１３と赤外画像Ｉ１４との差分が、赤外画像Ｉ１５となる。
【０１３４】
図２６は、画像処理部８で処理された、時刻Ｔ２のフレームの赤外画像Ｉ１８、並びに、これに関係する赤外画像Ｉ１６及び赤外画像Ｉ１７を示す画像図である。赤外画像Ｉ１６は、ステップＳ３で得られたＭ個の第１のばらつきデータ（動画データＤ１）で示される動画において、時刻Ｔ２のフレームの赤外画像である。赤外画像Ｉ１７は、ステップＳ６で得られたＭ個の第２のばらつきデータ（動画データＤ１）で示される動画において、時刻Ｔ２のフレームの赤外画像である。赤外画像Ｉ１６と赤外画像Ｉ１７との差分が、赤外画像Ｉ１８となる。
【０１３５】
図２５に示す赤外画像Ｉ１５では、図１１に示す地点ＳＰ１でガスが噴出していない様子が分かり、図２６に示す赤外画像Ｉ１８では、地点ＳＰ１でガスが噴出している様子が分かる。
【０１３６】
以上説明したように、本実施形態の第５態様によれば、画像処理部８が、動画データＤ１に含まれる第２の周波数成分データを除く処理をし、表示制御部１０が、この処理がされた動画データＤ１で示される動画を表示部１１に表示させる。従って、本実施形態の第５態様によれば、ガス漏れと背景の温度変化とが並行して発生し、背景の温度変化が、漏れたガスによる温度変化よりも大きい場合でも、ガスが漏れている様子を赤外画像から検知し、これを動画で表示できる。
【０１３７】
センサーノイズは、温度が高くになるに従って小さくなるので、温度に応じて異なる。二次元イメージセンサー６において、画素が感知している温度に応じたノイズが、各画素で発生する。すなわち、全ての画素のノイズが同じではない。本実施形態の第５態様によれば、動画から高周波ノイズを除くことができるので、僅かなガス漏れでも検知でき、これを表示部１１に表示させることができる。
【０１３８】
本実施形態の第５態様に備えられる濃度厚み積演算部９は、第３の決定部として機能する。第３の決定部は、画像処理部８（検知部）によってガス検知がされたとき、赤外画像を構成する複数の画素のうち、ガスが漂っている領域に対応する画素を、所定の画素と決定する。詳しく説明すると、第３の決定部は、図６に示すＭ個（複数）の画素のそれぞれの第３の差分データを、ガス漏れを示す所定のしきい値と比較し、Ｍ個の画素の中で、第３の差分データの少なくとも一部がしきい値を超えている二以上の画素のそれぞれを、所定の画素（注目画素）として決定する。例えば、Ｍ個の画素の中で、２〜１０番目の画素のそれぞれにおいて、第３の差分データの少なくとも一部がしきい値を超えていれば、２〜１０番目の画素のそれぞれが、所定の画素として決定される。
【０１３９】
ガス濃度厚み積測定装置３は、第３の決定部によって決定された二以上の所定の画素のそれぞれについて、図７に示すフローチャート（本実施形態の第１態様）、図１４に示すフローチャート（本実施形態の第２態様）、又は、図１７に示すフローチャート（本実施形態の第３態様）で説明した処理を用いて推定値を求める。濃度厚み積演算部９は、推定部として機能する。推定部は、第３の決定部が決定した二以上の所定の画素についての推定値の中で最大の値を、ガスの濃度厚み積の推定値とする。例えば、２〜１０番目の画素についての推定値の中で最大の値が、ガスの濃度厚み積の推定値とされる。
【０１４０】
図２７は、本実施形態の第５態様で処理された赤外画像を示す画像図である。白領域を構成する画素のそれぞれが、推定値が求められた画素である。黒点で示す画素が、推定値が最大の画素である。ちなみに、この推定値は、１４．０％ＬＥＬｍであった。ガスの濃度厚み積の正確な値は、８％ＬＥＬｍであった。
【０１４１】
本実施形態の第５態様によれば、第３の差分データから所定の画素を決定している。第３の差分データには、第２の周波数成分データ及び第３の周波数成分データが含まれていないので、背景の温度変化及びノイズの影響を受けずに、所定の画素を決定できる。これにより、ガスが漏れている箇所（所定の画素に対応する領域）をより正確に検知でき、検知した箇所に対応するガスの濃度厚み積を推定できる。
【０１４２】
図２３及び図２４を参照して、第１のばらつきデータＤ５は、第３の差分データＤ９と相関しているので、第３の差分データＤ９の替わりに、第１のばらつきデータＤ５を用いる態様も可能である。この態様では、図２０に示すステップＳ１、ステップＳ２及びステップＳ３により構成される。この態様において、上記第３の決定部は、図６に示すＭ個（複数）の画素のそれぞれの第１のばらつきデータを、ガス漏れを示す所定のしきい値と比較し、Ｍ個の画素の中で、第１のばらつきデータの少なくとも一部がしきい値を超えている二以上の画素のそれぞれを、所定の画素（注目画素）として決定する。
【０１４３】
本実施形態の第５態様の変形例を説明する。この変形例は、エッジノイズの影響を受けないようにする。
【０１４４】
赤外線カメラ２（図５Ａ）のぶれにより、隣り合うフレームを比較すると、エッジがずれることが発生する。図２８は、これを説明する説明図である。画像では、エッジの部分で画素データの値が大きく変化する。すなわち、エッジを構成する隣接する二つの画素のうち、一方の画素の画素データの値（この値で示される温度が１０℃とする）と、他方の画素の画素データの値（この値で示される温度が２０℃とする）とは、大きく異なる。赤外線カメラ２がぶれることにより、次のフレームにおいて、一方の画素側に、０．１画素ずれたとする。この場合、ガスの有無に関係なく、一方の画素の画素データの値が変化する。これにより、一方の画素の画素データで示される温度が１１℃となる。
【０１４５】
そこで、本実施形態の第５態様の変形例は、以下の構成を有する。変形例の画像処理部８は、検出部として機能する。検出部は、図６に示すＫ個のフレーム（Ｋ枚の赤外画像）のいずれかを用いて、赤外画像に対してエッジを検出する。例えば、３×３の画素群において、中心の画素を中心画素とし、中心画素の周辺に位置する８個の画素をそれぞれ周辺画素としたとき、検出部は、８個の周辺画素のそれぞれについて、中心画素の画素値と周辺画素の画素値との差分の絶対値を求め、これらの絶対値を加算する処理をする。検出部は、赤外画像を構成する複数の画素のそれぞれについて、その処理をすることでエッジを検出するである。図２９は、検出されたエッジを示す画像図である。白い線がエッジである。エッジ検出は、公知の方法を用いても構わない。例えば、ラプラシアンフィルターのようなエッジ検出フィルターを用いてもよい。
【０１４６】
変形例の濃度厚み積演算部９は、第１の決定部として機能を有する。第１の決定部は、上記検出部によって検出されたエッジに対応する画素の第３の差分データ（時系列画素データ）を、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度の決定に用いない。なお、上述した、第３の差分データの替わりに、第１のばらつきデータを用いる態様の場合、第１の決定部は、上記検出部によって検出されたエッジに対応する画素の第１のばらつきデータを、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度の決定に用いない。
【０１４７】
本実施形態の第５態様の変形例によれば、エッジノイズの影響を除くことができるので、ガスの濃度厚み積の推定値の精度を高めることができる。
【０１４８】
本実施形態の第６態様を説明する。本実施形態の第１態様から第４態様では、図１３及び図１８に示すような、背景温度を示す時系列画素データを用いて、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を決定している。これに対して、本実施形態の第６態様では、図１３及び図１８に示すような時系列画素データに対して所定の処理をし、この処理がされた後の時系列画素データ（所定の処理後の時系列画素データ）を用いて、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を決定する。
【０１４９】
図３０は、本実施形態の第６態様で実行される処理のフローチャートである。図５Ａ及び図３０を参照して、表示制御部１０は、ガス漏れの監視対象を含む背景の赤外画像を表示部１１に表示させる。操作者は、入力部１２を操作して、表示部１１に表示されている赤外画像の中で、注目画素（所定の画素の一例）の位置を入力する。ここまでは、本実施形態の第１態様と同じである。
【０１５０】
画像処理部８は、第１の抽出部として機能する。第１の抽出部は、時系列画素データに対して、図６に示すＫ個のフレームより少ない第１の所定数のフレームを単位とする単純移動平均（第１の所定処理）を算出することにより時系列画素データから抽出されたデータを、第２の周波数成分データとし、図６に示すＭ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第２の周波数成分データを抽出する（ステップＳ６１）。このステップは、図２０のステップＳ１と同じである。第２の周波数成分データは、ガスによる温度変化を示す第１の周波数成分データよりも周波数が低く、背景温度の変化を示す周波数成分データである。
【０１５１】
画像処理部８は、第２の抽出部として機能する。第２の抽出部は、時系列画素データに対して、第１の所定数（例えば、２１）より少ない第３の所定数（例えば、３）のフレームを単位とする単純移動平均（第２の所定処理）を算出することにより時系列画素データから抽出されたデータを、第３の周波数成分データとし、図６に示すＭ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第３の周波数成分データを抽出する（ステップＳ６２）。このステップは、図２０のステップＳ４と同じである。第３の周波数成分データは、高周波ノイズを示す。
【０１５２】
図３１は、地点ＳＰ１（図１１）に対応する画素の時系列画素データＤ２０、時系列画素データＤ２０から抽出された第２の周波数成分データＤ２１、時系列画素データＤ２０から抽出された第３の周波数成分データＤ２２を示すグラフである。グラフの縦軸及び横軸は、図４のグラフの縦軸及び横軸と同じである。時系列画素データＤ２０で示される温度は、比較的急に変化し（変化の周期が比較的短く）、第２の周波数成分データＤ２１で示される温度は、比較的緩やかに変化している（変化の周期が比較的長い）。第３の周波数成分データＤ２２と時系列画素データＤ２０とは、高周波成分のみが異なるので、ほぼ重なって見える。
【０１５３】
画像処理部８は、第１の算出部として機能する。第１の算出部は、時系列画素データとこの時系列画素データから抽出された第２の周波数成分データとの差分を算出して得られるデータを、第１の差分データとし、Ｍ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第１の差分データを算出する（ステップＳ６３）。このステップは、図２０のステップＳ２と同じである。
【０１５４】
画像処理部８は、第３の算出部として機能する。第３の算出部は、第１の時系列画素データとこの第１の時系列画素データから抽出された第３の周波数成分データとの差分を算出して得られるデータを、第２の差分データとし、Ｍ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第２の差分データを算出する（ステップＳ６４）。このステップは、図２０のステップＳ５と同じである。
【０１５５】
図３２は、第１の差分データＤ２３及び第２の差分データＤ２４を示すグラフである。グラフの縦軸及び横軸は、図４のグラフの縦軸及び横軸と同じである。第１の差分データＤ２３は、図３１に示す時系列画素データＤ２０と第２の周波数成分データＤ２１との差分を算出して得られたデータである。第２の差分データＤ２４は、図３１に示す時系列画素データＤ２０と第３の周波数成分データＤ２２との差分を算出して得られたデータである。
【０１５６】
第１の差分データＤ２３は、第１の周波数成分データ（漏れたガスによる温度変化を示すデータ）及び第３の周波数成分データＤ２２（高周波ノイズを示すデータ）を含む。第２の差分データＤ２４は、第１の周波数成分データを含まず、第３の周波数成分データＤ２２を含む。
【０１５７】
第１の差分データＤ２３は、第１の周波数成分データを含むので、地点ＳＰ１でガスの噴出を開始した後において（１６０番目以降のフレーム）、第１の差分データＤ２３の振幅及び波形のばらつきが大きくなっている。これに対して、第２の差分データＤ２４は、第１の周波数成分データを含まないので、そのようなことはない。
【０１５８】
画像処理部８は、第２の算出部として機能する。第２の算出部は、第１の差分データに対して、第２の所定数のフレームを単位とする所定の演算をすることにより算出された、第１の差分データの変動を示すデータを、第１の変動データとし、図６に示す複数（Ｍ個）の時系列画素データのそれぞれに対応する複数（Ｍ個）の第１の変動データを算出する。第１の変動データは、二種類あり、一つは、第１の平均絶対値データであり、もう一つは、第１のばらつきデータである。第１の平均絶対値データが第１の変動データとして用いられる場合で説明する。
【０１５９】
画像処理部８は、第４の算出部として機能する。第４の算出部は、第２の差分データに対して、第４の所定数のフレームを単位とする所定の演算をすることにより算出された、第２の差分データの変動を示すデータを、第２の変動データとし、図６に示す複数（Ｍ個）の時系列画素データのそれぞれに対応する複数（Ｍ個）の第２の変動データを算出する。第２の変動データは、二種類あり、一つは、第２の平均絶対値データであり、もう一つは、第２のばらつきデータである。第２の平均絶対値データが第２の変動データとして用いられる場合で説明する。
【０１６０】
第２の算出部は、第１の差分データの絶対値を示す第１の絶対値データを算出する（ステップＳ６５）。第４の算出部は、第２の差分データの絶対値を示す第２の絶対値データを算出する（ステップＳ６６）。
【０１６１】
図３３は、第１の絶対値データＤ２５及び第２の絶対値データＤ２６を示すグラフである。グラフの縦軸及び横軸は、図４のグラフの縦軸及び横軸と同じである。第１の絶対値データＤ２５は、図３２に示す第１の差分データＤ２３の絶対値を示すデータである。第２の絶対値データＤ２６は、図３２に示す第２の差分データＤ２４の絶対値を示すデータである。
【０１６２】
画像処理部８は、第２の算出部として機能する。第２の算出部は、第１の絶対値データに対して、第２の所定数のフレームを単位とする単純移動平均を求めることにより、第１の平均絶対値データを算出する（ステップＳ６７）。画像処理部８は、第４の算出部として機能する。第４の算出部は、第２の絶対値データに対して、第４の所定数のフレームを単位とする単純移動平均を求めることにより、第２の平均絶対値データを算出する（ステップＳ６８）。第２の所定数及び第４の所定数は、例えば、第１の所定数（２１）と同じである。
【０１６３】
画像処理部８は、第５の算出部として機能する。第５の算出部は、第３の差分データを算出する（ステップＳ６９）。第３の差分データは、ステップＳ６７で算出された第１の平均絶対値データ（第１の変動データ）とステップＳ６８で算出された第２の平均絶対値データ（第２の変動データ）との差分であり、所定の処理後の時系列画素データとなる。
【０１６４】
図３４Ａは、第１の平均絶対値データＤ２７、第２の平均絶対値データＤ２８及び第３の差分データＤ２９を示すグラフである。グラフの縦軸及び横軸は、図４のグラフの縦軸及び横軸と同じである。第１の平均絶対値データＤ２７は、図３３に示す第１の絶対値データＤ２５を単純移動平均したデータである。第２の平均絶対値データＤ２８は、図３３に示す第２の絶対値データＤ２６を単純移動平均したデータである。第３の差分データＤ２９は、第１の平均絶対値データＤ２７と第２の平均絶対値データＤ２８との差分を示すデータである。
【０１６５】
図３４Ｂに示す差分データＤ３０は、図３１に示す時系列画素データＤ２０について、図８で説明した方法により、フレーム群毎に背景温度の最大値及び最小値を決定し、最大値と最小値との差分を示している。第３の差分データＤ２９は、差分データＤ３０と相関していることが分かる。
【０１６６】
本実施形態の第６態様に備えられる濃度厚み積演算部９は、第１の決定部として機能する。第１の決定部は、ステップＳ６９で算出された第３の差分データを時系列画素データとして、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を決定する（ステップＳ７０）。ステップＳ７０が、第１態様でのガス有り背景温度及びガス無し背景温度を決定するステップと相違するのは、ステップＳ７０において、時系列画素データが、オリジナルの時系列画素データでなく、第３の差分データ（所定の処理後の時系列画素データ）である点であり、これ以外は同じである。ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を用いて、ガスの濃度厚み積の推定値を求める処理は、第１態様と同じである。
【０１６７】
なお、図３４Ａを参照して、第１の平均絶対値データＤ２７は、第３の差分データＤ２９と相関している。従って、第１の決定部は、第１の平均絶対値データ（第１の変動データ）を時系列画素データとして、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を決定してもよい。この態様は、図３０に示すステップＳ６１、ステップＳ６３、ステップＳ６５、ステップＳ６７及びステップＳ７０により構成される。但し、この態様、時系列画素データに高周波ノイズ（第２の平均絶対値データ）が含まれることになる。
【０１６８】
また、図３４Ａのグラフの縦軸で示す温度は、図３４Ｂのグラフの縦軸で示す温度の１０分の１である。従って、第１の決定部は、第３の差分データを１０倍したデータを時系列画素データとしても、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を決定することができる。なお、係数は１０に限定されず、実際に監視対象を撮影したデータ（図５Ａの動画データＤ１）から算出してもよい。
【０１６９】
本実施形態の第６態様によれば、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度の決定する基になる時系列画素データを、第３の差分データにしている。第３の差分データは、時系列画素データから、第２の周波数成分データ及び第３の周波数成分データが除かれたデータである。従って、背景温度の変化及びノイズの影響を小さくできるので、特に、背景温度の変化が大きい場合に、ガスの濃度厚み積の推定値の精度を高めることができる。
【０１７０】
本実施形態の第６態様をまとめると、以下の通りである。抽出部（上記第１の抽出部）は、監視対象の背景の温度変化を示す周波数成分データ（上記第２の周波数成分データ）を、時系列画素データから抽出する。差分データ算出部（上記第１の算出部）は、時系列画素データと周波数成分データ（第２の周波数成分データ）との差分を示す差分データ（上記第１の差分データ）を算出する。絶対値データ算出部（上記第２の算出部）は、前記差分データ（第１の差分データ）の絶対値を示す絶対値データ（上記第１の絶対値データ）を算出する。平均絶対値データ算出部（第２の算出部）は、絶対値データ（上記第１の絶対値データ）の移動平均を示す平均絶対値データ（上記第１の平均絶対値データ）を算出する。第１の決定部は、平均絶対値データ（第１の平均絶対値データ）を時系列画素データとして、第１態様と同様の方法を用いて、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を決定する。算出部は、第１態様と同様の方法を用いて、ガスの濃度厚み積を算出する。第２の決定部は、第１態様と同様の方法を用いて、ガスの濃度厚み積を決定する。
【０１７１】
本実施形態の第６態様は、本実施形態の第１態様と併用することも可能である。第１態様では、背景温度が急激に大きく変化した場合を考慮していないので、このような場合、ガスの濃度厚み積の推定値の精度が低下する。本実施形態の第６態様によれば、上記したように、背景温度が急激に大きく変化する場合でも、ガスの濃度厚み積の推定値の精度を高めることができる。そこで、第１態様を用いて、フレーム群毎にガスの濃度厚み積を求め、これらの中からガスの濃度厚み積の推定値を求め、これらの中で、第６態様で求めたガスの濃度厚み積の推定値よりも大きいガスの濃度厚み積については、推定値の候補から除外するのである。
【０１７２】
本実施形態の第６態様の変形例を説明する。変形例は、図３０で説明した第１の絶対値データ、第２の絶対値データ、第１の平均絶対値データ及び第２の平均絶対値データを算出する替わりに、第１のばらつきデータ及び第２のばらつきデータを算出する。
【０１７３】
図３５は、本実施形態の第６態様の変形例で実行される処理のフローチャートである。図３６Ａは、第１のばらつきデータＤ３１、第２のばらつきデータＤ３２及び第３の差分データＤ３３を示すグラフであり、図３６Ｂは、最大値と最小値との差分データＤ３０を示すグラフである。差分データＤ３０は、図３４Ｂの差分データＤ３０と同じである。
【０１７４】
ステップＳ６１からステップＳ６４までの処理は、図３０に示すステップＳ６１からステップＳ６４までの処理と同じである。
【０１７５】
画像処理部８は、第２の算出部として機能する。第２の算出部は、第１の差分データに対して、図６に示すＫ個のフレームより少ない第２の所定数（例えば、２１）のフレームを単位とする移動標準偏差を算出して得られるデータを、第１のばらつきデータ（第１の変動データ）とし、Ｍ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第１のばらつきデータを算出する（ステップＳ７１）。移動標準偏差の替わりに、移動分散を用いてもよい。
【０１７６】
画像処理部８は、第４の算出部として機能する。第４の算出部は、第２の差分データに対して、Ｋ個のフレームより少ない第４の所定数（例えば、２１）のフレームを単位とする移動標準偏差を算出して得られるデータを、第２のばらつきデータ（第２の変動データ）とし、Ｍ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第２のばらつきデータを算出する（ステップＳ７２）。移動標準偏差の替わりに、移動分散を用いてもよい。
【０１７７】
移動標準偏差の算出に用いるフレーム数は、第１のばらつきデータ及び第２のばらつきデータのいずれの場合も、２１であるが、統計的に意義がある標準偏差が求められる数であればよく、２１に限定されない。
【０１７８】
画像処理部８は、第５の算出部として機能する。第５の算出部は、同じ時系列画素データから得られた第１のばらつきデータ（第１の変動データ）と第２のばらつきデータ（第２の変動データ）との差分を算出して得られるデータを、第３の差分データとし、Ｍ個の時系列画素データのそれぞれに対応するＭ個の第３の差分データを算出する（ステップＳ７３）。図３６Ａ及び図３６Ｂを参照して、第３の差分データＤ３３は、差分データＤ３０と相関していることが分かる。
【０１７９】
ステップＳ７０及びその以降の処理は、本実施形態の第６態様と同じである。なお、図３６Ａに示すように、第１のばらつきデータＤ３１は、第３の差分データＤ３３と相関している。従って、第１のばらつきデータを時系列画素データとして、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を決定してもよい。この態様は、図３５に示すステップＳ６１、ステップＳ６３、ステップＳ７１及びステップＳ７０により構成される。但し、この場合、時系列画素データに高周波ノイズ（第２のばらつきデータ）が含まれることになる。
【０１８０】
この変形例も、本実施形態の第６態様と同様の効果を有する。すなわち、変形例によれば、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度の決定する基になる時系列画素データを、第３の差分データにしている。第３の差分データは、時系列画素データから、第２の周波数成分データ及び第３の周波数成分データが除かれたデータである。従って、背景温度の変化及びノイズの影響を小さくできるので、ガスの濃度厚み積の推定値の精度を高めることができる。
【０１８１】
本実施形態の第６態様の変形例をまとめると、以下の通りである。抽出部（上記第１の抽出部）は、監視対象の背景の温度変化を示す周波数成分データ（上記第２の周波数成分データ）を、時系列画素データから抽出する。差分データ算出部（上記第１の算出部）は、時系列画素データと周波数成分データ（第２の周波数成分データ）との差分を示す差分データ（上記第１の差分データ）を算出する。ばらつきデータ算出部（上記第２の算出部）は、差分データ（上記第１の差分データ）のばらつきを示すばらつきデータ（上記第１のばらつきデータ）を算出する。第１の決定部は、ばらつきデータ（第１のばらつきデータ）を時系列画素データとして、第１態様と同様の方法を用いて、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を決定する。算出部は、第１態様と同様の方法を用いて、ガスの濃度厚み積を算出する。第２の決定部は、第１態様と同様の方法を用いて、ガスの濃度厚み積を決定する。
【０１８２】
本実施形態の第６態様の変形例は、図２０に示す本実施形態の第５態様と組み合わせることができる。すなわち、第１の決定部が、第１のばらつきデータを時系列画素データとして、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を決定する場合、図２０のステップＳ３で算出された第１のばらつきデータを用いる。第１決定部が、第３の差分データを時系列画素データとして、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を決定する場合、図２０のステップＳ７で算出された第３の差分データを用いる。
【０１８３】
ガスの濃度厚み積を算出する第１の方法について説明する。図３７は、この方法を説明する説明図である。図５Ａに示す赤外線カメラ２に含まれる二次元イメージセンサー６は、画素（図１、図２）に対応するセンサー画素を備える。すなわち、二次元イメージセンサー６は、１番目からＭ番目までのＭ個のセンサー画素が二次元に配列されて構成される。例えば、二次元イメージセンサー６は、Ｊ番目の画素に対応するＪ番目のセンサー画素を備える。Ｊ番目のセンサー画素は、Ｊ番目の領域に対応することになる。
【０１８４】
Ｉｇａｓは、あるセンサー画素に対応する領域にガスが有るときに、そのセンサー画素が出力する信号（ガス有り背景信号）を示す式である。Ｉｎｏｇａｓは、その領域にガスが無いときに、そのセンサー画素が出力する信号（ガス無し背景信号）を示す式である。Ｊ番目のセンサー画素で説明すると、Ｉｇａｓは、Ｊ番目の領域にガスが有るときに、Ｊ番目のセンサー画素が出力する信号を示す式である。Ｉｎｏｇａｓは、Ｊ番目の領域にガスが無いときに、Ｊ番目のセンサー画素が出力する信号を示す式である。
【０１８５】
ガスの濃度厚み積ｃｔは、τｇａｓ（λ）の式に含まれ、この式は、Ｉｇａｓの式に含まれている。Ｉｇａｓの式から分かるように、ガス有り背景信号、ガスの温度、気温、湿度、赤外線カメラ２と被写体（ガス漏れの監視対象）との距離、及び、背景赤外線量Ｐｂａｃｋが分かれば、ガスの濃度厚み積ｃｔが求まる。背景赤外線量Ｐｂａｃｋは、背景温度に相当する。以下、Ｊ番目の領域のガスの濃度厚み積ｃｔを例にして説明する。
【０１８６】
Ｊ番目のセンサー画素から出力されるガス有り背景信号は、Ｊ番目の画素の画素データで示されるガス有り背景温度から求めることができる。ガスの温度は、気温と近似できるので、気温と同じとする。気温は、気温センサーを用いて求める。湿度は、湿度センサーを用いて求める。湿度は、ガスの濃度厚み積に与える影響が小さいので、湿度センサーで湿度を求めるのでなく、湿度を５０％としてもよい。距離は、赤外線カメラ２に設定された、赤外線カメラ２と被写体との距離を用いる。
【０１８７】
Ｊ番目の領域の背景赤外線量Ｐｂａｃｋは、Ｉｎｏｇａｓの式を用いて求める。詳しく説明すると、Ｉｎｏｇａｓの式から分かるように、ガス無し背景信号、気温、湿度、及び、赤外線カメラ２と被写体（ガス漏れの監視対象）との距離が分かれば、背景赤外線量Ｐｂａｃｋが求まる。
【０１８８】
Ｊ番目のセンサー画素から出力されるガス無し背景信号は、Ｊ番目の画素の画素データで示されるガス無し背景温度から求めることができる。気温、湿度、距離は、上述したようにして求めることができる。これらのパラメータ（ガス無し背景信号、気温、湿度、距離）から背景赤外線量Ｐｂａｃｋを求める式は、存在しないので、これらのパラメータと背景赤外線量Ｐｂａｃｋとの関係を示すテーブルを予め作成しておく。このテーブル及びパラメータを利用して（必要であれば、さらに補間を利用して）、背景赤外線量Ｐｂａｃｋを求める。なお、テーブルを利用することなく、収束計算を用いて、背景赤外線量Ｐｂａｃｋを求めても良い。
【０１８９】
以上のようにして求めたパラメータ（ガス有り背景信号、ガスの温度、気温、湿度、距離、背景赤外線量Ｐｂａｃｋ）からガスの濃度厚み積ｃｔを求める式は、存在しないので、これらのパラメータとガスの濃度厚み積ｃｔとの関係を示すテーブルを予め作成しておく。このテーブル及びパラメータを利用して（必要であれば、さらに補間を利用して）、ガスの濃度厚み積ｃｔを求める。なお、テーブルを利用することなく、収束計算を用いて、ガスの濃度厚み積ｃｔを求めても良い。
【０１９０】
以上説明した第１の方法によれば、ガス濃度厚み積測定装置３は、監視対象が位置する場所の気温を、ガスの温度と見なして、ガスの濃度厚み積を算出する。よって、ガスの濃度厚み積の算出に、ガスの温度が不要となる。
【０１９１】
次に、ガスの濃度厚み積を算出する第２の方法について説明する。図３８は、この方法を説明する説明図である。第２の方法では、ガスの濃度厚み積の算出に、ガスの温度が不要となる。
【０１９２】
赤外画像を構成する複数の画素のうち、ガス濃度厚み積測定装置３の操作者が、ガスの濃度厚み積が等しいと予測した二つの画素を、第１の画素と第２の画素とする。第１の画素に対応するセンサー画素を第１のセンサー画素、第２の画素に対応するセンサー画素を第２のセンサー画素とする。Ｉｇａｓ１は、第１のセンサー画素に対応する領域にガスが有るときに、第１のセンサー画素が出力する信号（ガス有り背景信号）を示す式である。Ｉｇａｓ２は、第２のセンサー画素に対応する領域にガスが有るときに、第２のセンサー画素が出力する信号（ガス有り背景信号）を示す式である。
【０１９３】
第１のセンサー画素（第１の画素）に対応する領域と第２のセンサー画素（第２の画素）に対応する領域とは、背景赤外線量Ｐｂａｃｋだけが異なるとする。背景赤外線量Ｐｂａｃｋは、背景温度に相当する。この場合、Ｉｇａｓ２−Ｉｇａｓ１で示す式は、ガスの温度に依存しない。第２の方法では、Ｉｇａｓ２−Ｉｇａｓ１で示す式を利用して、ガスの濃度厚み積を求める。
【０１９４】
まず、第１の方法と同様にして、Ｉｎｏｇａｓの式を用いて、第１のセンサー画素に対応する領域の背景赤外線量Ｐｂａｃｋ、第２のセンサー画素に対応する領域の背景赤外線量Ｐｂａｃｋをそれぞれ求める。
【０１９５】
次に、第１のセンサー画素から出力されるガス有り背景信号、及び、第２のセンサー画素から出力されるガス有り背景信号を求める。前者は、第１の画素の画素データで示されるガス有り背景温度から求めることができ、後者は、第２の画素の画素データで示されるガス有り背景温度から求めることができる。そして、Ｉｇａｓ２−Ｉｇａｓ１、すなわち、第２のセンサー画素から出力されるガス有り背景信号と第１のセンサー画素から出力されるガス有り背景信号との差を求める。
【０１９６】
パラメータ（Ｉｇａｓ２−Ｉｇａｓ１、気温、湿度、距離）からガスの濃度厚み積ｃｔを求める式は、存在しないので、これらのパラメータとガスの濃度厚み積ｃｔとの関係を示すテーブルを予め作成しておく。このテーブル及びパラメータを利用して（必要であれば、さらに補間を利用して）、ガスの濃度厚み積ｃｔを求める。なお、テーブルを利用することなく、収束計算を用いて、ガスの濃度厚み積ｃｔを求めても良い。
【０１９７】
本実施形態の第７態様を説明する。この態様は、ガスの濃度厚み積を算出するのに第２の方法を利用する。図５Ａを参照して、表示制御部１０は、ガス漏れの監視対象を含む背景の赤外画像を表示部１１に表示させる。図３９は、表示部１１に表示された赤外画像を示す画像図である。操作者が、ガスの濃度厚み積が等しいと予測した二つの画素を、第１の画素と第２の画素とする。例えば、地点ＳＰ５に対応する画素を第１の画素、地点ＳＰ６に対応する画素を第２の画素とする。操作者は、入力部１２を操作して、表示部１１に表示されている赤外画像の中で、第１の画素及び第２の画素の位置を入力する。
【０１９８】
本実施形態の第７態様に備えられるガスの濃度厚み積演算部９は、第１の決定部として機能する。第１の決定部は、図７のステップＳ３１と同様にして、第１の画素及び第２の画素のそれぞれについてのガス有り背景温度及びガス無し背景温度を決定する。すなわち、第１の決定部は、図６に示すＭ個の画素の中の第１の画素において、第１の画素に対応する第１の領域にガスが有る場合に、第１の画素の画素データで示される背景温度をガス有り背景温度とし、第１の領域にガスが無い場合に、第１の画素の画素データで示される背景温度をガス無し背景温度とし、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を、第１の画素の時系列画素データを基にして決定する。また、第１の決定部は、第２の画素についても、同様に、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を、第２の画素の時系列画素データを基にして決定する。
【０１９９】
図７のステップＳ３２と同様に、ガスの濃度厚み積が算出される。本実施形態の第７態様では、上記第２の方法を用いて、ガスの濃度厚み積を算出する。すなわち、本実施形態の第７態様に備えられるガスの濃度厚み積演算部９は、算出部として機能する。算出部は、複数のフレーム群のそれぞれについて、上記決定された第１の画素についてのガス有り背景温度及びガス無し背景温度、並びに、第２の画素についてのガス有り背景温度及びガス無し背景温度を用いて、ガスの濃度厚み積を算出する。後の処理は、図７と同じである。
【０２００】
本実施形態の第７態様において、ガスの濃度厚み積を算出する処理は、図７に示す本実施形態の第１態様を応用したが、図１４に示す本実施形態の第２態様又は図１７に示す本実施形態の第３態様を応用してもよい。
【０２０１】
図５Ａに示す本実施形態に係るガス濃度厚み積測定装置３は、表示制御部１０及び表示部１１を備える。本発明は、この構成に限定されず、ガス濃度厚み積測定装置３が、表示制御部１０及び表示部１１を備えない構成でもよいし、ガス濃度厚み積測定装置３が、表示部１１を備えない構成でもよい。
【０２０２】
（実施形態の纏め）
本実施形態の第１の局面に係るガス濃度厚み積測定装置は、複数の画素により構成される赤外画像を用いて、ガスの濃度厚み積を測定するガス濃度厚み積測定装置であって、ガス漏れの監視対象の前記赤外画像が複数の時刻で撮影されることにより得られた、前記複数の赤外画像を示す画像データが入力される画像データ入力部と、前記画像データ入力部から入力される前記複数の赤外画像において、同じ位置にある前記画素の画素データを時系列に並べた時系列画素データを生成し、前記複数の画素のうち所定の画素の前記時系列画素データを基にして、前記所定の画素に対応する領域にガスが有る場合の背景温度を示すガス有り背景温度と、前記所定の領域にガスが無い場合の背景温度を示すガス無し背景温度とを決定する第１の決定部と、を備える。この構成は、実施形態の第１態様〜第７態様に対応する。
【０２０３】
本発明者は、漏れたガスがゆらぐことにより、時系列で見れば、所定の画素に対応する領域に、ガスが有る状態とガスが無い状態とが発生する可能性が高いことを見出した。所定の画素の時系列画素データは、所定の画素に対応する領域の背景温度の変化データである。第１の決定部は、所定の画素の時系列画素データを利用して、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を求める。従って、本実施形態の第１の局面に係るガスの濃度厚み積測定装置によれば、二種類のフィルター及びこれらを切り替える機構を必要とすることなく、一つの赤外線カメラで、ガス有り背景温度、及び、ガス無し背景温度を測定できる。
【０２０４】
上記構成において、前記画像データ入力部には、フレームが時系列に複数並べられた構造を有する前記画像データが入力され、前記第１の決定部は、前記時系列画素データのうち、連続する所定数のフレームを含むフレーム群に含まれる画素データで示される背景温度の中から、背景温度の最大値及び最小値を決定し、背景温度の最大値を前記ガス無し背景温度及び前記ガス有り背景温度の一方、背景温度の最小値を前記ガス無し背景温度及び前記ガス有り背景温度の他方と決定し、前記第１の決定部は、前記フレームの組み合わせが異なる前記フレーム群を複数用意し、前記複数のフレーム群のそれぞれについて、前記ガス有り背景温度及び前記ガス無し背景温度を決定する。この構成は、実施形態の第１態様、第２態様、第４態様〜第７態様に対応する。
【０２０５】
この構成は、時系列画素データを用いて、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を決定する態様の一つである。
【０２０６】
上記構成において、前記画像データ入力部には、フレームが時系列に複数並べられた構造を有する前記画像データが入力され、前記第１の決定部は、前記時系列画素データを、全フレームの前記所定の画素の画素データにより構成し、前記時系列画素データに含まれる画素データで示される背景温度の中から、背景温度の最大値及び最小値を決定し、背景温度の最大値を前記ガス無し背景温度及び前記ガス有り背景温度の一方、背景温度の最小値を前記ガス無し背景温度及び前記ガス有り背景温度の他方と決定する。この構成は、実施形態の第３態様に対応する。
【０２０７】
この構成によれば、フレーム群を単位とするのでなく、全フレーム（複数のフレーム）を単位として、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を決定する。このため、ガスが有る状態からガスが無い状態、及び、ガスが無い状態からガスが有る状態に切り替わる周期が長くても、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度を決定することができる。
【０２０８】
上記構成において、前記監視対象の背景の温度変化を示す周波数成分データを、前記時系列画素データから抽出する抽出部と、前記時系列画素データと前記周波数成分データとの差分を示す差分データを算出する差分データ算出部と、前記差分データの絶対値を示す絶対値データを算出する絶対値データ算出部と、前記絶対値データの移動平均を示す平均絶対値データを算出する平均絶対値データ算出部と、をさらに備え、前記第１の決定部は、前記平均絶対値データに基いて、前記ガス有り背景温度及び前記ガス無し背景温度を決定する。この構成は、実施形態の第６態様に対応する。
【０２０９】
この構成によれば、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度の決定する基になる時系列画素データを、平均絶対値データにしている。平均絶対値データは、時系列画素データから、監視対象の背景の温度変化を示す周波数成分データが除かれたデータである。従って、背景温度の変化の影響を小さくできるので、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度の測定精度を高めることができる。
【０２１０】
上記構成において、前記監視対象の背景の温度変化を示す周波数成分データを、前記時系列画素データから抽出する抽出部と、前記時系列画素データと前記周波数成分データとの差分を示す差分データを算出する差分データ算出部と、前記差分データのばらつきを示すばらつきデータを算出するばらつきデータ算出部と、をさらに備え、前記第１の決定部は、前記ばらつきデータに基いて、前記ガス有り背景温度及び前記ガス無し背景温度を決定する。この構成は、実施形態の第６態様の変形例に対応する。
【０２１１】
この構成によれば、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度の決定する基になる時系列画素データを、ばらつきデータにしている。ばらつきデータは、時系列画素データから、監視対象の背景の温度変化を示す周波数成分データが除かれたデータである。従って、背景温度の変化の影響を小さくできるので、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度の測定精度を高めることができる。
【０２１２】
上記構成において、前記複数のフレーム群のそれぞれについて、前記第１の決定部によって決定された前記ガス有り背景温度及び前記ガス無し背景温度を用いて、前記ガスの濃度厚み積を算出する積算出部と、前記積算出部によって算出された、前記複数のフレーム群のそれぞれの前記ガスの濃度厚み積の中から、前記ガスの濃度厚み積を決定する第２の決定部と、をさらに備える。この構成は、実施形態の第１態様、第２態様、第４態様〜第７態様に対応する。
【０２１３】
上記構成において、前記第１の決定部は、前記所定の画素の前記平均絶対値データのうち、連続する所定数のフレームを含むフレーム群に含まれる画素データで示される背景温度の中から、背景温度の最大値及び最小値を決定し、背景温度の最大値を前記ガス無し背景温度及び前記ガス有り背景温度の一方、背景温度の最小値を前記ガス無し背景温度及び前記ガス有り背景温度の他方と決定し、前記第１の決定部は、前記フレームの組み合わせが異なる前記フレーム群を複数用意し、前記複数のフレーム群のそれぞれについて、前記ガス有り背景温度及び前記ガス無し背景温度を決定し、前記複数のフレーム群のそれぞれについて、前記第１の決定部によって決定された前記ガス有り背景温度及び前記ガス無し背景温度を用いて、前記ガスの濃度厚み積を算出する積算出部と、前記積算出部によって算出された、前記複数のフレーム群のそれぞれの前記ガスの濃度厚み積の中から、前記ガスの濃度厚み積を決定する第２の決定部と、をさらに備える。この構成は、実施形態の第６態様に対応する。
【０２１４】
上記構成において、前記第１の決定部は、前記所定の画素の前記ばらつきデータのうち、連続する所定数のフレームを含むフレーム群に含まれる画素データで示される背景温度の中から、背景温度の最大値及び最小値を決定し、背景温度の最大値を前記ガス無し背景温度及び前記ガス有り背景温度の一方、背景温度の最小値を前記ガス無し背景温度及び前記ガス有り背景温度の他方と決定し、前記第１の決定部は、前記フレームの組み合わせが異なる前記フレーム群を複数用意し、前記複数のフレーム群のそれぞれについて、前記ガス有り背景温度及び前記ガス無し背景温度を決定し、前記複数のフレーム群のそれぞれについて、前記第１の決定部によって決定された前記ガス有り背景温度及び前記ガス無し背景温度を用いて、前記ガスの濃度厚み積を算出する積算出部と、前記積算出部によって算出された、前記複数のフレーム群のそれぞれの前記ガスの濃度厚み積の中から、前記ガスの濃度厚み積を決定する第２の決定部と、をさらに備える。この構成は、実施形態の第６態様の変形例に対応する。
【０２１５】
上述したように、漏れているガスがゆらいでいる現象を利用して、ガス有り背景温度及びガス無し背景温度は、決定できる。ガスのゆらぎは、風などによって発生するので、ガス有り背景温度とガス無し背景温度との温度差は、時間軸に沿って変動し、この結果、ガスの濃度厚み積も時間軸に沿って変動する。これら三つの構成では、複数のフレーム群のそれぞれのガスの濃度厚み積を候補値とし、候補値の中から、ガスの濃度厚み積を決定する。
【０２１６】
上記構成において、前記第１の決定部は、前記赤外画像を構成する前記複数の画素のうち、注目画素、前記注目画素の周辺に位置する二以上の周辺画素のそれぞれの前記ガス有り背景温度及び前記ガス無し背景温度を決定し、前記第１の決定部によって決定された、前記注目画素、二以上の前記周辺画素のそれぞれの前記ガス有り背景温度及び前記ガス無し背景温度を基にして、前記注目画素、二以上の前記周辺画素のそれぞれについて、前記ガスの濃度厚み積を算出する積算出部と、前記積算出部によって算出された、前記注目画素、二以上の前記周辺画素のそれぞれの前記ガスの濃度厚み積の中から、前記ガスの濃度厚み積を決定する第２の決定部と、をさらに備える。この構成は、実施形態の第４態様に対応する。
【０２１７】
漏れているガスは、ゆらぎ方が画素毎に異なるので、画素に映るガスの濃度が変化するレベルは、画素毎に異なる。このため、注目画素に対応する領域でのガスの濃度厚み積が、ガスの濃度厚み積の最大値とは限らない。この構成によれば、注目画素の周辺に位置する画素に対応する領域でのガスの濃度厚み積も考慮する。
【０２１８】
上記構成において、前記赤外画像を用いてガス検知をする検知部と、前記検知部によってガス検知がされたとき、前記複数の画素のうち、ガスが漂っている領域に対応する画素を、前記所定の画素と決定する第３の決定部をさらに備える。この構成は、実施形態の第５態様に対応する。
【０２１９】
この構成によれば、操作者が所定の画素を決定するのでなく、ガス濃度厚み積測定装置が、所定の画素を決定する。
【０２２０】
上記構成において、前記複数の赤外画像のいずれかを用いて、前記赤外画像に対してエッジを検出する検出部をさらに備え、前記第１の決定部は、前記検出部によって検出された前記エッジに対応する前記画素の前記時系列画素データを、前記ガス有り背景温度及び前記ガス無し背景温度の決定に用いない。この構成は、実施形態の第５態様の変形例に対応する。
【０２２１】
この構成によれば、エッジノイズの影響を除くことができるので、ガスの濃度厚み積の精度を高めることができる。
【０２２２】
上記構成において、前記第１の決定部は、前記所定の画素の周辺に位置する予め定められた二以上の前記画素、前記所定の画素のそれぞれの前記時系列画素データを基にして、前記二以上の画素、前記所定の画素のそれぞれについて、背景温度の最大値及び最小値を決定し、前記二以上の画素のそれぞれについての背景温度の最大値及び最小値を基にして、前記所定の画素についての背景温度の最大値及び最小値を補正する補正部をさらに備える。この構成は、実施形態の第２態様に対応する。
【０２２３】
この構成では、所定の画素の周辺に位置する二以上の画素を用いて補正値を算出して、この補正値を背景温度の変化量と見なして、これを考慮して、所定の画素についてのガス有り背景温度とガス無し背景温度とを決定する。従って、この構成によれば、ガスが漏れているときに、背景温度が急激に大きく変化しても、この影響を少なくすることができる。
【０２２４】
上記構成において、前記ガス濃度厚み積測定装置は、前記監視対象が位置する場所の気温を、前記ガスの温度と見なして、前記ガスの濃度厚み積を算出する。
【０２２５】
この構成によれば、ガスの濃度厚み積の算出に、ガスの温度が不要となる。
【０２２６】
上記構成において、前記ガス濃度厚み積測定装置は、前記赤外画像を構成する前記複数の画素のうち、前記ガスの濃度厚み積が等しいと予測した第１の画素及び第２の画素についての前記ガス有り背景温度及び前記ガス無し背景温度を用いて、前記ガスの濃度厚み積を算出する。この構成は、実施形態の第７態様に対応する。
【０２２７】
この構成によれば、ガスの濃度厚み積の算出に、ガスの温度が不要となる。
【０２２８】
本実施形態の第２の局面に係るガス濃度厚み積測定方法は、複数の画素により構成される赤外画像を用いて、ガスの濃度厚み積を測定するガス濃度厚み積測定方法であって、ガス漏れの監視対象の前記赤外画像が複数の時刻で撮影されることにより得られた、前記複数の赤外画像を示す画像データを取得する第１のステップと、前記第１のステップで取得された前記複数の赤外画像において、同じ位置にある前記画素の画素データを時系列に並べた時系列画素データを生成し、前記複数の画素の中に含まれる所定の画素の前記時系列画素データを基にして、前記所定の画素に対応する領域にガスが有る場合の背景温度を示すガス有り背景温度と、前記所定の領域にガスが無い場合の背景温度を示すガス無し背景温度とを決定する第２のステップと、を備える。
【０２２９】
本実施形態の第２の局面に係るガス濃度厚み積測定方法によれば、本実施形態の第１の局面に係るガス濃度厚み積測定装置と同様の作用効果を有する。
【０２３０】
本実施形態の第３の局面に係るガス濃度厚み積測定プログラムは、複数の画素により構成される赤外画像を用いて、ガスの濃度厚み積を測定するガス濃度厚み積測定プログラムであって、ガス漏れの監視対象の前記赤外画像が複数の時刻で撮影されることにより得られた、前記複数の赤外画像を示す画像データを取得する第１のステップと、前記第１のステップで取得された前記複数の赤外画像において、同じ位置にある前記画素の画素データを時系列に並べた時系列画素データを生成し、前記複数の画素の中に含まれる所定の画素の前記時系列画素データを基にして、前記所定の画素に対応する領域にガスが有る場合の背景温度を示すガス有り背景温度と、前記所定の領域にガスが無い場合の背景温度を示すガス無し背景温度とを決定する第２のステップとを、ガス濃度厚み積測定装置のコンピュータに実行させる。
【０２３１】
本実施形態の第３の局面に係るガス濃度厚み積測定プログラムによれば、本実施形態の第１の局面に係るガス濃度厚み積測定装置と同様の作用効果を有する。
【０２３２】
この出願は、２０１５年１２月１５日に出願された日本国特許出願特願２０１５−２４４１９２を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。
【０２３３】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【産業上の利用可能性】
【０２３４】
本発明によれば、ガス濃度厚み積測定装置、ガス濃度厚み積測定方法、ガス濃度厚み積測定プログラム、及び、ガス濃度厚み積測定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することができる。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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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２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４Ａ】
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【図３４Ｂ】
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【図３５】
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【図３６Ａ】
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【図３６Ｂ】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【国際調査報告】
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