(57)【要約】  高温の炉内の溶融ガラスを観察対象として溶融ガラスを撮像する場合に、良好なコントラストの画像を得ることができる炉内撮像方法を提供する。  炉内の溶融ガラスを炉内の構造物とともに撮像し、画像を生成する。そして、その画像を所定のパラメータを用いて補正する。また、補正前の画像を用いて、画像内で構造物に該当する領域として予め定められた所定領域の各画素の輝度値の統計量を算出し、その統計量に基づいて、所定のパラメータの値を算出する。
2013100069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察対象である炉内の溶融ガラスを撮像する炉内撮像方法であって、
前記溶融ガラスを炉内の構造物とともに撮像し、画像を生成する撮像ステップと、
前記撮像ステップで生成された画像を、所定のパラメータを用いて補正する画像補正ステップと、
補正前の画像における、画像内で構造物に該当する領域として予め定められた所定領域の輝度値のデータ群から算出される統計量を特定する輝度統計量特定ステップと、
前記輝度統計量特定ステップで特定された前記所定領域の輝度値の統計量に基づいて、前記所定のパラメータの値を算出するパラメータ値算出ステップと、
前記画像補正ステップで用いる前記所定のパラメータの値を、前記パラメータ値算出ステップで算出された値で更新するパラメータ値更新ステップと、
を含むことを特徴とする炉内撮像方法。
【請求項２】
前記画像補正ステップで、補正前の画像における所定領域の輝度値の統計量と予め定められた値との差を表すパラメータであるオフセットを所定のパラメータとして用いて画像を補正し、
前記パラメータ値算出ステップで、補正前の画像における所定領域の輝度値の統計量に基づいて、前記オフセットの値を算出する、
請求項１に記載の炉内撮像方法。
【請求項３】
撮像して得られる画像内で構造物に該当する領域の輝度値と構造物の温度との関係が既知である構造物を炉内に設け、画像内で前記構造物に該当する領域を予め所定領域として定める、
請求項１または２に記載の炉内撮像方法。
【請求項４】
画像補正ステップで得られる補正後の画像における所定領域の画素に、前記画像補正ステップにおける補正処理の逆算を行うことによって補正前の画像における前記所定領域の画素の輝度値を算出する補正前輝度値算出ステップを含み、
輝度統計量特定ステップで、前記補正前輝度値算出ステップで算出された輝度値から、補正前の画像における所定領域の輝度値の統計量を特定する、
請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の炉内撮像方法。
【請求項５】
前記輝度統計量特定ステップで、画像補正ステップで得られる補正後の画像における所定領域の輝度値の統計量を特定し、当該輝度値の統計量に、画像補正ステップにおける補正処理の逆算を行うことによって、補正前の画像における所定領域の輝度値の統計量を特定する、
請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の炉内撮像方法。
【請求項６】
前記輝度統計量特定ステップで、撮像ステップで生成された画像における所定領域の輝度値の統計量を特定する、
請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の炉内撮像方法。
【請求項７】
撮像ステップで所定の周期で撮像し、画像補正ステップの前または後に行なうステップであって、画像内の所定領域の明暗のコントラストを表す量を算出し前記コントラストを表す量に関して予め定められた条件を満たす画像を選択するコントラスト処理ステップを含む、
請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の炉内撮像方法。
【請求項８】
前記輝度統計量特定ステップで、輝度値の統計量として、所定領域の輝度値の平均値を特定する、
請求項１から７のうちのいずれか一項に記載の炉内撮像方法。
【請求項９】
観察対象である炉内の溶融ガラスを撮像する炉内撮像システムであって、
前記溶融ガラスを炉内の構造物とともに撮像し、画像を生成する撮像手段と、
撮像手段が生成した画像を、所定のパラメータを用いて補正する画像補正手段と、
補正前の画像における、画像内で構造物に該当する領域として予め定められた所定領域の輝度値のデータ群から算出される統計量を特定する輝度統計量特定手段と、
前記輝度統計量特定手段が特定した前記所定領域の輝度値の統計量に基づいて、前記所定のパラメータの値を算出するパラメータ値算出手段と、
前記画像補正手段が用いる前記所定のパラメータの値を、前記パラメータ値算出手段が算出した値で更新するパラメータ値更新手段と、
を備えることを特徴とする炉内撮像システム。
【請求項１０】
前記画像補正手段は、補正前の画像における所定領域の輝度値の統計量と予め定められた値との差を表すパラメータであるオフセットを所定のパラメータとして用いて画像を補正し、
前記パラメータ値算出手段は、補正前の画像における所定領域の輝度値の統計量に基づいて、前記オフセットの値を算出する、
請求項９に記載の炉内撮像システム。
【請求項１１】
画像補正手段による補正後の画像における所定領域の画素に、前記画像補正手段が行う補正処理の逆算を行うことによって補正前の画像における前記所定領域の画素の輝度値を算出する補正前輝度値算出手段を備え、
前記輝度統計量特定手段は、前記補正前輝度値算出手段が算出した輝度値から、補正前の画像における所定領域の輝度値の統計量を特定する、
請求項９または１０に記載の炉内撮像システム。
【請求項１２】
前記輝度統計量特定手段は、画像補正手段が行う補正処理後の画像における所定領域の輝度値の統計量を特定し、当該輝度値の統計量に、前記補正処理の逆算を行うことによって、補正前の画像における所定領域の輝度値の統計量を特定する、
請求項９または１０に記載の炉内撮像システム。
【請求項１３】
前記輝度統計量特定手段は、撮像手段が生成した画像における所定領域の輝度値の統計量を特定する、
請求項９または１０に記載の炉内撮像システム。
【請求項１４】
撮像手段が所定の周期で撮像した画像内の所定領域の明暗のコントラストを表す量を算出し、前記コントラストを表す量に関して予め定められた条件を満たす画像を選択するコントラスト処理手段を備える、
請求項９から１３のうちのいずれか一項に記載の炉内撮像システム。
【請求項１５】
前記輝度統計量特定手段は、輝度値の統計量として、所定領域の輝度値の平均値を特定する、
請求項９から１４のうちのいずれか一項に記載の炉内撮像システム。
【請求項１６】
溶解槽内で溶融ガラスを製造するガラス溶融ステップと、
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、
前記清澄ステップにて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、
前記清澄槽内の溶融ガラスを観察対象として、当該溶融ガラスを前記清澄槽内の構造物とともに撮像し、画像を生成する撮像ステップと、
前記撮像ステップで生成された画像を、所定のパラメータを用いて補正する画像補正ステップと、
補正前の画像における、画像内で構造物に該当する領域として予め定められた所定領域の輝度値のデータ群から算出される統計量を特定する輝度統計量特定ステップと、
前記輝度統計量特定ステップで特定された前記所定領域の輝度値の統計量に基づいて、前記所定のパラメータの値を算出するパラメータ値算出ステップと、
前記画像補正ステップで用いる前記所定のパラメータの値を、前記パラメータ値算出ステップで算出された値で更新するパラメータ値更新ステップと、
を含むことを特徴とするガラス物品の製造方法。
【請求項１７】
溶解槽内で溶融ガラスを製造するガラス溶融ステップと、
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、
前記清澄ステップにて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、
前記溶解槽内の溶融ガラスを観察対象として、当該溶融ガラスを前記溶解槽内の構造物とともに撮像し、画像を生成する撮像ステップと、
前記撮像ステップで生成された画像を、所定のパラメータを用いて補正する画像補正ステップと、
補正前の画像における、画像内で構造物に該当する領域として予め定められた所定領域の輝度値のデータ群から算出される統計量を特定する輝度統計量特定ステップと、
前記輝度統計量特定ステップで特定された前記所定領域の輝度値の統計量に基づいて、前記所定のパラメータの値を算出するパラメータ値算出ステップと、
前記画像補正ステップで用いる前記所定のパラメータの値を、前記パラメータ値算出ステップで算出された値で更新するパラメータ値更新ステップと、
を含む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、高温の炉内を撮像して画像を得る炉内撮像方法、炉内撮像システム、およびその炉内撮像方法を適用したガラス物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高温の炉内を観察する技術が種々提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１には、コークス炉、高炉等の高温炉における壁面状態を炉の外部から観察するための高温炉壁面観察装置が記載されている（特許文献１の第２頁の右下段の１９行目〜第３頁の左上段の２行目参照）。特許文献１に記載された装置には、炉壁を撮像し、撮像した画像を炉壁外部に供給するＴＶカメラと、ＴＶカメラに透過する炉内光量を印加電圧に応じて調整する光量調整素子とが設けられている。炉内温度が変化すると壁面の明るさが変化する。そして、操作者は、ＴＶカメラによって撮像された画像を観察しながら、遠隔操作で光量調整素子への印加電圧値を変えて、ＴＶカメラへの透過光量を調整する。【０００３】
また、特許文献２には、炉壁の窪みや亀裂を検出するために、炉壁を撮像する炉内観察装置が記載されている（特許文献２の段落００４１参照）。特許文献２に記載の装置では、炉の外部から炉壁にレーザ光を照射し、炉壁によるレーザの反射光および炉壁の放射光により炉壁を撮像する。このとき、特許文献２に記載の装置は、反射レーザ光の受光強度が放射光の受光強度よりも大きくなるようにシャッタースピードを短くする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本特開昭６４−７１３８４号公報
【特許文献２】日本特開２０１０−１３３９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の発明では、炉壁自体が観察対象であり、その観察対象の画像に基づいて、画像撮像時のパラメータ（具体的には、ＴＶカメラへの透過光量）を変化させる。このように、特許文献１に記載された技術では、観察対象を撮像し、その観察対象の画像自体に基づいて、撮像時のパラメータを変化させることで、鮮明な画像を得ることができる。また、特許文献２に記載の発明でも、炉壁自体が観察対象であり、炉壁の状態（炉壁からの放射光の受光強度）等に基づいて炉壁の撮像時のパラメータ（シャッタースピード）を変化させる。【０００６】
しかし、観察対象の画像自体に基づいて、画像を得る際に用いるパラメータを変化させることが好ましくない場合もある。以下、この場合について具体的に説明する。【０００７】
ガラス板等のガラス物品を製造する際に、溶融ガラスを観察する場合がある。ガラス原料を溶融させて製造した溶融ガラスには初期状態で泡が存在する。この泡は、ガラス溶融炉である原料を溶解する溶解槽や、この泡を溶融ガラスから除去（即ち、清澄）するための清澄槽等で発生する。ここでは、清澄槽の内部の溶融ガラスを観察する場合を例に説明する。観察対象である溶融ガラスを撮像し、溶融ガラスの画像に基づいて、画像を得る際に用いるパラメータを変化させると仮定する。一般には、観察対象の物体の温度が高くなれば、その物体から放射される光の明るさも上昇するので、その明るさに応じて、観察対象の物体の画像を得る際に用いるパラメータを変化させることで良好な画像が得られると考えられる。しかし、溶融ガラスの液面部分では状態が時間の経過とともに変化するため、溶融ガラスの温度とは別の要因で明るさが変化する。例えば、泡が通過したり、液面部分に泡が集合または積層して形成された泡層が発生したりすれば明るくなる。また、清澄槽の底面に対する液面の位置が変化すれば、画像上に固定された点では評価位置が変化して明るさが変わり、溶融ガラス面に固定された点であれば反射先が変化するため明るさが変わる。これらの明るさ変化の影響を除去し、温度の影響のみを抽出することは容易ではない。そのため、溶融ガラスの表面の画像に基づいて、画像を得る際に用いるパラメータを変化させたとしても、良好なコントラストの画像を得ることが難しい。【０００８】
そこで、本発明は、高温の炉内の溶融ガラスを観察対象として溶融ガラスを撮像する場合に、良好なコントラストの画像を得ることができる炉内撮像方法、炉内撮像システム、および、その炉内撮像方法を適用した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】
【０００９】
本発明による炉内撮像方法は、観察対象である炉内の溶融ガラスを撮像する炉内撮像方法であって、溶融ガラスを炉内の構造物とともに撮像し、画像を生成する撮像ステップと、撮像ステップで生成された画像を、所定のパラメータを用いて補正する画像補正ステップと、補正前の画像における、画像内で構造物に該当する領域として予め定められた所定領域の輝度値のデータ群から算出される統計量を特定する輝度統計量特定ステップと、輝度統計量特定ステップで特定された所定領域の輝度値の統計量に基づいて、所定のパラメータの値を算出するパラメータ値算出ステップと、画像補正ステップで用いる所定のパラメータの値を、パラメータ値算出ステップで算出された値で更新するパラメータ値更新ステップと、を含むことを特徴とする。【００１０】
前記画像補正ステップで、補正前の画像における所定領域の輝度値の統計量と予め定められた値との差を表すパラメータであるオフセットを所定のパラメータとして用いて画像を補正し、前記パラメータ値算出ステップで、補正前の画像における所定領域の輝度値の統計量に基づいて、オフセットの値を算出してもよい。【００１１】
撮像して得られる画像内で構造物に該当する領域の輝度値と構造物の温度との関係が既知である構造物を炉内に設け、画像内でその構造物に該当する領域を予め所定領域として定めてもよい。【００１２】
画像補正ステップで得られる補正後の画像における所定領域の画素に、画像補正ステップにおける補正処理の逆算を行うことによって補正前の画像における所定領域の画素の輝度値を算出する補正前輝度値算出ステップを含み、輝度統計量特定ステップで、補正前輝度値算出ステップで算出された輝度値から、補正前の画像における所定領域の輝度値の統計量を特定してもよい。【００１３】
前記輝度統計量特定ステップで、画像補正ステップで得られる補正後の画像における所定領域の輝度値の統計量を特定し、当該輝度値の統計量に、画像補正ステップにおける補正処理の逆算を行うことによって、補正前の画像における所定領域の輝度値の統計量を特定してもよい。【００１４】
また、前記輝度統計量特定ステップで、撮像ステップで生成された画像における所定領域の輝度値の統計量を特定してもよい。【００１５】
撮像ステップで所定の周期で撮像し、画像補正ステップの前または後に行なうステップであって、画像内の所定領域の明暗のコントラストを表す量を算出しコントラストを表す量に関して予め定められた条件を満たす画像を選択するコントラスト処理ステップを含んでもよい。【００１６】
前記輝度統計量特定ステップで、輝度値の統計量として、所定領域の輝度値の平均値を特定してもよい。【００１７】
また、本発明による炉内撮像システムは、観察対象である炉内の溶融ガラスを撮像する炉内撮像システムであって、溶融ガラスを炉内の構造物とともに撮像し、画像を生成する撮像手段と、撮像手段が生成した画像を、所定のパラメータを用いて補正する画像補正手段と、補正前の画像における、画像内で構造物に該当する領域として予め定められた所定領域の輝度値のデータ群から算出される統計量を特定する輝度統計量特定手段と、輝度統計量特定手段が特定した所定領域の輝度値の統計量に基づいて、所定のパラメータの値を算出するパラメータ値算出手段と、画像補正手段が用いる所定のパラメータの値を、パラメータ値算出手段が算出した値で更新するパラメータ値更新手段と、を備えることを特徴とする。【００１８】
前記画像補正手段が、補正前の画像における所定領域の輝度値の統計量と予め定められた値との差を表すパラメータであるオフセットを所定のパラメータとして用いて画像を補正し、前記パラメータ値算出手段が、補正前の画像における所定領域の輝度値の統計量に基づいて、オフセットの値を算出する構成であってもよい。【００１９】
画像補正手段による補正後の画像における所定領域の画素に、画像補正手段が行う補正処理の逆算を行うことによって補正前の画像における所定領域の画素の輝度値を算出する補正前輝度値算出手段を備え、前記輝度統計量特定手段が、補正前輝度値算出手段が算出した輝度値から、補正前の画像における所定領域の輝度値の統計量を特定する構成であってもよい。【００２０】
前記輝度統計量特定手段が、画像補正手段が行う補正処理後の画像における所定領域の輝度値の統計量を特定し、当該輝度値の統計量に、補正処理の逆算を行うことによって、補正前の画像における所定領域の輝度値の統計量を特定する構成であってもよい。【００２１】
前記輝度統計量特定手段が、撮像手段が生成した画像における所定領域の輝度値の統計量を特定する構成であってもよい。【００２２】
撮像手段が所定の周期で撮像した画像内の所定領域の明暗のコントラストを表す量を算出し、コントラストを表す量に関して予め定められた条件を満たす画像を選択するコントラスト処理手段を備えてもよい。【００２３】
前記輝度統計量特定手段が、輝度値の統計量として、所定領域の輝度値の平均値を特定する構成であってもよい。【００２４】
また、本発明によるガラス物品の製造方法は、溶解槽内で溶融ガラスを製造するガラス溶融ステップと、清澄槽内で溶融ガラスの泡を除去する清澄ステップと、前記清澄ステップにて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、清澄槽内の溶融ガラスを観察対象として、当該溶融ガラスを清澄槽内の構造物とともに撮像し、画像を生成する撮像ステップと、撮像ステップで生成された画像を、所定のパラメータを用いて補正する画像補正ステップと、補正前の画像における、画像内で構造物に該当する領域として予め定められた所定領域の輝度値のデータ群から算出される統計量を特定する輝度統計量特定ステップと、輝度統計量特定ステップで特定された所定領域の輝度値の統計量に基づいて、所定のパラメータの値を算出するパラメータ値算出ステップと、画像補正ステップで用いる所定のパラメータの値を、パラメータ値算出ステップで算出された値で更新するパラメータ値更新ステップと、を含むことを特徴とする。【００２５】
また、本発明によるガラス物品の製造方法は、溶解槽内で溶融ガラスを製造するガラス溶融ステップと、清澄槽内で溶融ガラスの泡を除去する清澄ステップと、前記清澄ステップにて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、溶解槽内の溶融ガラスを観察対象として、当該溶融ガラスを溶解槽内の構造物とともに撮像し、画像を生成する撮像ステップと、撮像ステップで生成された画像を、所定のパラメータを用いて補正する画像補正ステップと、補正前の画像における、画像内で構造物に該当する領域として予め定められた所定領域の輝度値のデータ群から算出される統計量を特定する輝度統計量特定ステップと、輝度統計量特定ステップで特定された所定領域の輝度値の統計量に基づいて、所定のパラメータの値を算出するパラメータ値算出ステップと、画像補正ステップで用いる所定のパラメータの値を、パラメータ値算出ステップで算出された値で更新するパラメータ値更新ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、高温の炉内の溶融ガラスを観察対象として溶融ガラスを撮像する場合に、良好なコントラストの画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】清澄槽内の溶融ガラスを撮像する状況を示す模式図。
【図２】本発明の第１の実施形態の炉内撮像システムの構成例を示すブロック図。
【図３】画像全体における輝度値のヒストグラム。
【図４】画像生成部１１が生成した画像の例を示す模式図。
【図５】第１の実施形態の処理経過の例を示すフローチャート。
【図６】構造物の温度と画像内の炉壁部分の平均輝度との関係を示す散布図。
【図７】画像全体における輝度のヒストグラム。
【図８】炉内を撮像して得た画像の例を示す模式図。
【図９】図８に示す画像内において下流側に該当する領域を抽出した模式図。
【図１０】本発明の第２の実施形態の構成例を示すブロック図。
【図１１】第２の実施形態の処理経過の例を示すフローチャート。
【図１２】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１３】本発明によるガラス物品の製造方法の例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、清澄槽内の溶融ガラスを撮像する状況を示す模式図である。清澄槽３０は炉の一種であり、内部は高温となり、ガラスの溶融状態を維持する。清澄槽３０の下部には、流入口３３および流出口３４が設けられ、溶融ガラス３１は流入口３３から流入し、流出口３４から流出する。清澄槽の種類として、例えば、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や、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がある。以下の説明では、図１に示す清澄槽３０が減圧タイプの清澄槽である場合を例にして説明するが、清澄槽３０は、減圧タイプの清澄槽に限定されず、他の種類の清澄槽であってもよい。また、本発明が適用される高温の炉は、清澄槽に限らず、泡が発生する溶解槽であってもよい。
【００２９】
清澄槽３０内に流入する溶融ガラス３１は泡を含んでおり、その泡が溶融ガラス３１の表面に上昇することにより、溶融ガラス３１の表面に泡層３２が生じる。清澄槽３０内部を減圧状態にすることで、泡が破れ、泡が除去される。従って、清澄槽３０内の上流側では泡が存在するが、下流側ほど泡が除去され、泡が除去された状態で溶融ガラス３１は流出口３４から流出する。
【００３０】
このような炉（清澄槽３０）の内部の溶融ガラス３１を、炉内撮像システムが備えるカメラ１で撮像し、溶融ガラス３１の画像を得る。ただし、カメラ１は、溶融ガラス３１と、溶融ガラス３１以外に炉の構造物（本例では、清澄槽３０内部の壁面とする。）をあわせて撮像する。従って、溶融ガラス３１および構造物（炉壁）を含む画像を得る。また、画像に泡層３２が写っていてもよい。
【００３１】
カメラ１は、図１に示すように炉（清澄槽３０）の内部に向けられて配置され、清澄槽３０の内部を撮像する。このとき、溶融ガラス３１と壁面とを併せて撮像するように角度を調整されて配置される。なお、図１では、清澄槽３０の窓の図示を省略しているが、カメラ１は、清澄槽３０の窓を通して、溶融ガラス３１および壁面を撮像する。また、図１には、カメラ１が下流側から上流側を撮像するように配置されている場合が例示されているが、カメラ１が上流側から下流側を撮像するように配置されていてもよい。
【００３２】
［実施形態１］
図２は、本発明の第１の実施形態の炉内撮像システムの構成例を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態の炉内撮像システムは、カメラ１と、補正パラメータ値更新装置２とを備える。そして、カメラ１は、画像生成部１１と、画像補正部１２と、第１の補正パラメータ値記憶部１３とを備える。補正パラメータ値更新装置２は、補正前輝度統計量導出部２１と、補正パラメータ値更新部２２と、第２の補正パラメータ値記憶部２３と、を備える。以下、第１の補正パラメータ値記憶部１３を単に補正パラメータ値記憶部１３と記し、第２の補正パラメータ値記憶部２３を単に補正パラメータ値記憶部２３と記す。
【００３３】
画像生成部１１は、清澄槽３０内部の溶融ガラス３１および壁面を併せて撮像し、その画像を生成する。画像生成部１１が清澄槽３０内を撮像する際のシャッタースピードは、固定値として予め定められている。ただし、カメラ１を操作してシャッタースピードの値を変更することができる構成であってもよい。
【００３４】
画像補正部１２は、画像生成部１１によって生成された画像を補正する。このとき、画像補正部１２は、補正パラメータ値記憶部１３に記憶された補正パラメータを用いて画像を補正する。補正パラメータ値記憶部１３は、補正パラメータの値を記憶する記憶装置（例えば、メモリ）である。
【００３５】
補正パラメータおよび画像補正部１２による画像の補正処理について説明する。図３は、画像全体における輝度値のヒストグラムの例である。図３（ａ）は、画像生成部１１が生成した画像（すなわち、補正前の画像）全体の輝度値のヒストグラムの例を示す。また、図３（ｂ）は、画像補正部１２による補正後の画像全体の輝度値のヒストグラムの例を示す。ただし、図３（ａ），（ｂ）で示した「所定領域の輝度値の平均値」とは、画像内における予め定められた所定領域の輝度値の平均値である。なお、所定領域の輝度値の平均値は、所定領域の輝度値の統計量の一例である。本実施形態および後述の各実施形態では、所定領域の輝度値の統計量として、所定領域の輝度値の平均値を用いる場合を例に説明する。ただし、所定領域の輝度値の統計量は、所定領域の輝度値の平均値に限定されず、平均値の代わりに他の統計量（例えば、中間値等）を用いてもよい。図４は、画像生成部１１が生成した画像の例を示す模式図である。図４に示すように、画像には、溶融ガラスの表面部分４５と、炉壁部分４２とが写っている。なお、図４では、炉壁に設けられた窓４１も写っている場合が例示されている。また、溶融ガラスの表面部分４５に、泡層部分４６と液面部分４７とが含まれている。上記の所定領域として、観察対象である溶融ガラスに該当する表面部分４５以外の構造物（本例では、炉壁）に該当する領域を定めておけばよい。例えば、図４に例示する画像内の領域４３を所定領域として定めておけばよい。画像内の炉壁部分４２全体を所定領域として定めてもよいが、図４に示すように、その一部の領域４３を所定領域と定めてもよい。以下、画像内で炉壁部分４２内の一部の領域４３を所定領域とした場合を例にして説明する。なお、図４に示す領域４３は、所定領域の一例であり、画像内における所定領域の位置や大きさは、図４に示す例に限定されない。
【００３６】
補正前および補正後の各画像の輝度値の最小値は０である。また、輝度値の最大値をＬとする。輝度値をｎビットで表す場合、Ｌ＝２ｎ−１である。本例では、輝度値を８ビットで表す場合を例にして説明する。従って、輝度値の最大値Ｌは、２８−１＝２５５である。
【００３７】
画像補正部１２は、画像全体における輝度の分布の広がりを所定倍に広げるように、画像生成部１１が生成した画像全体を変換する。画像全体における輝度の分布の広がりとは、画像全体における輝度値の最大値から輝度値の最小値を減算した値である。また、この輝度の分布の広がりを何倍にするかを示す補正パラメータを以下、ゲインと記し、ゲインの値をＧで表す。
【００３８】
画像補正部１２は、補正前の画像における所定領域４３の輝度値の平均値を、所定の値（Ｃとする。）に近づけるように補正を行う。この所定の値Ｃは、所定領域４３の輝度値と、溶融ガラスの表面部分の輝度値との差に応じて予め定めておけばよい。例えば、溶融ガラスの表面に近い炉壁に該当する部分を所定領域とした場合、画像内において、所定領域の輝度値と、溶融ガラスの表面部分の輝度値との差は小さい。このような場合、表現し得る輝度値の最大値Ｌを用いて、Ｃ＝（Ｌ＋１）／２と定めておけばよい。また、集光する反射面形状の構造物やヒーター等に該当する領域を所定領域とする場合には、所定領域の輝度値と、溶融ガラスの表面部分の輝度値との差は大きくなる。このような場合、Ｃ＝｛（Ｌ＋１）／２｝＋αと定めておけばよい。αは、所定領域の平均輝度値から溶融ガラスの表面部分の輝度値を減算して得られる差分である。
【００３９】
以下、Ｃ＝（Ｌ＋１）／２と定めておく場合を例にして説明する。この例では、Ｃは、輝度値として表現し得る０〜Ｌの範囲における中央の値である。本例では、Ｌ＝２５５であるので、Ｃ＝１２８であり、画像補正部１２は、補正前の画像における所定領域４３の輝度値の平均値を１２８に近づけるように補正を行う。補正前の画像における所定領域４３の輝度値の平均値をどれだけ変化させるかを表す補正パラメータを、以下、オフセットと記す。また、オフセットの値をＢで表す。オフセット値Ｂは、具体的には、補正前の所定領域４３の輝度値の平均値に−１を乗算し、Ｃ／Ｇを加算した値である。
【００４０】
すなわち、オフセット値Ｂは、以下の式（１）で表すことができる。
【００４１】
Ｂ＝−ｂ＋（Ｃ／Ｇ）      式（１）
【００４２】
また、式（１）におけるｂは、補正前の画像における所定領域４３の輝度値の平均値である。ただし、本実施形態では、補正パラメータ値更新装置２が、補正後の画像を用いて、補正前の画像における所定領域４３の輝度値の平均値を算出し、その平均値の移動平均を算出する。そして、その算出結果をｂとして用いる場合を例にして説明する。
【００４３】
オフセットは、補正前の画像における所定領域の各画素の平均輝度値と、補正後の画像における所定領域の各画素についての所望の平均輝度値Ｃとの差に応じた値を表すパラメータであるということができる。
【００４４】
補正パラメータ値記憶部１３は、ゲイン値Ｇおよびオフセット値Ｂを記憶する。ゲイン値Ｇは、予め固定値として定められている。カメラ１を操作してゲイン値Ｇを変更することができる構成であってもよい。また、補正パラメータ値記憶部１３には、オフセット値Ｂの初期値を記憶させておく。その後、オフセット値Ｂは、補正パラメータ値更新部２２によって更新される。
【００４５】
画像補正部１２は、補正パラメータ値記憶部１３に記憶されたＧ，Ｂを用いて、画像生成部１１が生成した画像における画素毎に、以下の式（２）の計算を行って輝度値を変換することで、画像を補正する。
【００４６】
ｇｃ＝Ｉ（Ｇ（ｇ０＋Ｂ））      式（２）
【００４７】
ただし、任意の値をｘとしたとき、Ｉ（ｘ）は以下の式（３）で表されるものとする。
【００４８】
【数１】
2013100069.tif 000003
【００４９】
式（３）で示した［］はガウス記号であり、［ｘ］は、ｘを越えない最大の整数である。
【００５０】
式（２）において、ｇ０は、補正前の画像における輝度値である。また、ｇｃは、補正後の画像における輝度値である。すなわち、画像補正部１２は、補正前の画像の輝度値ｇ０にオフセット値Ｂを加算し、その加算結果にＧを乗算した結果を補正後の画像の輝度値とする。ただし、その乗算結果が０未満であれば、補正後の画像の輝度値を０とする。また、その乗算結果がＬ（本例では２５５）を超える値であれば、補正後の画像の輝度値をＬとする。
【００５１】
画像補正部１２は、補正後の画像を補正パラメータ値更新装置２の補正前輝度統計量導出部２１に入力する。このように、本実施形態では、カメラ１が撮像した画像に対する補正を行い、補正後の画像を補正パラメータ値更新装置２に入力する。
【００５２】
補正前輝度統計量導出部２１は、画像補正部１２から入力された補正後の画像に基づいて、補正前の画像における所定領域４３（図４参照）における輝度値の平均値を算出する。具体的には、補正前輝度統計量導出部２１は、画像補正部１２から入力された補正後の画像における所定領域４３内の個々の画素毎に、以下に示す式（４）の計算を行って、補正前の輝度値を逆算する。
【００５３】
ｇ０’＝（ｇｃ／Ｇ）−Ｂ          式（４）
【００５４】
ｇ０’は、逆算によって求められた補正前の画像における輝度値である。補正前輝度統計量導出部２１は、所定領域４３内の各画素に関して、補正前の輝度値ｇ０’を求め、所定領域４３における補正前の輝度値の平均値を算出する。この平均値をｇ０’ａｖｅと記す。前述のように所定領域の輝度値の平均値は、所定領域の輝度値の統計量の一例である。各実施形態では、所定領域の輝度値の平均値を用いる場合を例にして説明するが、平均値の代わりに中間値等の他の統計量を用いてもよい。
【００５５】
また、補正前輝度統計量導出部２１は、画像補正部１２から補正後の画像が入力される毎にｇ０’ａｖｅを算出し、過去に求めたｇ０’ａｖｅを用いてｇ０’ａｖｅの移動平均を求める。
【００５６】
補正パラメータ値記憶部２３は、補正パラメータの値を記憶する記憶装置（例えば、メモリ）である。具体的には、補正パラメータ値記憶部２３は、ゲイン値Ｇおよびオフセット値Ｂを記憶する。補正パラメータ値記憶部２３は、Ｇ，Ｂとしてカメラ１の補正パラメータ値記憶部１２が記憶するＧ，Ｂと同じ値を記憶する。
【００５７】
補正前輝度統計量導出部２１は、式（４）の計算によってｇ０’を求める際、補正パラメータ値記憶部２３に記憶されたＧ，Ｂを用いればよい。なお、補正パラメータ値更新装置２が補正パラメータ値記憶部２３を備えずに、補正前輝度統計量導出部２１がカメラ１の補正パラメータ値記憶部１３にアクセスして、補正パラメータ値記憶部１３に記憶されたＧ，Ｂを読み込んで、式（４）の計算を行う構成であってもよい。
【００５８】
補正パラメータ値更新部２２は、補正前輝度統計量導出部２１によって算出されたｇ０’ａｖｅの移動平均をｂとして、式（１）の計算を行うことによって、オフセット値Ｂを求め直す。補正パラメータ値更新部２２は、式（１）の計算によって求めたオフセット値Ｂで、補正パラメータ値記憶部１３，２３に記憶されたＢを更新する。
【００５９】
次に、動作について説明する。図５は、第１の実施形態の処理経過の例を示すフローチャートである。カメラ１の画像生成部１１は、炉内（清澄槽内）の溶融ガラスの表面および炉壁を撮像し、その画像を生成する（ステップＳ１）。
【００６０】
ステップＳ１の後、画像補正部１２は、カメラ１の補正パラメータ値記憶部１３に記憶されているＧ，Ｂを読み込む。そして、画像補正部１２は、ステップＳ１で生成された画像の画素毎に式（２）の計算を行って輝度値を変換することによって、ステップＳ１で生成された画像を補正する（ステップＳ２）。画像補正部１２は、補正後の画像を補正パラメータ値更新装置２の補正前輝度統計量導出部２１に入力する。
【００６１】
画像補正部１２から画像が入力されると、補正前輝度統計量導出部２１は、補正パラメータ値更新装置２の補正パラメータ値記憶部２３に記憶されているＧ，Ｂを読み込む。そして、補正前輝度統計量導出部２１は、入力された補正後の画像における所定領域４３（図４参照）内の画素毎に式（４）の計算を行って、補正前の画像における所定領域４３の各画素の輝度値ｇ０’を逆算する（ステップＳ３）。
【００６２】
続いて、補正前輝度統計量導出部２１は、補正前の画像における所定領域４３の各画素の輝度値（すなわち、ステップＳ３で算出した各輝度値ｇ０’）の平均値ｇ０’ａｖｅを算出する（ステップＳ４）。また、ステップＳ４において、補正前輝度統計量導出部２１は、算出したｇ０’ａｖｅを記憶する。
【００６３】
補正前輝度統計量導出部２１は、画像補正部１２から補正後の画像が入力される毎にステップＳ３，Ｓ４の処理を行ってｇ０’ａｖｅを算出する。補正前輝度統計量導出部２１は、直近の所定数の画像分、ｇ０’ａｖｅを記憶する。例えば、直近に入力されたｍ個の画像に対応するｍ個のｇ０’ａｖｅを記憶する。例えば、ステップＳ４で新たに算出したｇ０’ａｖｅを記憶したならば、最も古いｇ０’ａｖｅを削除すればよい。
【００６４】
そして、ステップＳ４の後、補正前輝度統計量導出部２１は、直近の所定数の画像に対応するｇ０’ａｖｅの平均値を計算することによって、ｇ０’ａｖｅの移動平均を算出する（ステップＳ５）。
【００６５】
ステップＳ５の後、補正パラメータ値更新部２２は、補正パラメータ値記憶部２３に記憶されているＧを読み込む。そして、補正パラメータ値更新部２２は、ステップＳ５で計算されたｇ０’ａｖｅの移動平均を用いて式（１）の計算を行うことによって、オフセット値Ｂを算出する（ステップＳ６）。なお、本例では、ステップＳ５で計算されたｇ０’ａｖｅの移動平均を、式（１）におけるｂとする。
【００６６】
次に、補正パラメータ値更新部２２は、補正パラメータ値記憶部１３，２３に記憶されたオフセット値Ｂの更新タイミングであるか否かを判定する（ステップＳ７）。補正パラメータ値更新部２２は、例えば、前回、補正パラメータ値記憶部１３，２３に記憶されたオフセット値Ｂを更新した時刻から所定期間が経過しているならば、オフセット値Ｂの更新タイミングであると判定し、その所定期間が経過していなければ、オフセット値Ｂの更新タイミングではないと判定すればよい。
【００６７】
オフセット値Ｂの更新タイミングであると判定した場合（ステップＳ７におけるＹｅｓ）、補正パラメータ値更新部２２は、補正パラメータ値記憶部１３，２３に記憶されたオフセット値Ｂを、直前のステップＳ６で計算したオフセット値で更新する（ステップＳ８）。
【００６８】
このように、補正パラメータ値記憶部１３，２３に記憶されたオフセット値Ｂは、定期的に更新される。また、本実施形態では、画像生成部１１も、定期的に炉内を撮像し、画像を生成する。画像生成部１１による画像生成周期と、補正パラメータ値更新部２２によるオフセット値Ｂの更新周期とでは、オフセット値Ｂの更新周期の方を長く設定する。
【００６９】
ステップＳ７においてオフセット値Ｂの更新タイミングでないと判定された場合（ステップＳ７におけるＮｏ）、ステップＳ８の後、ステップＳ１に移行する。または、オフセット値Ｂの更新のステップＳ８の後、ステップＳ１に移行する。画像生成部１１は、前回の画像生成時刻から一定期間が経過したときに、再度、炉内（清澄槽内）の溶融ガラスおよび炉壁を撮像し、その画像を生成する（ステップＳ１）。このステップＳ１以降の動作は、既に説明した動作と同様である。
【００７０】
なお、補正パラメータ値更新装置２は、カメラ１の画像補正部１２から入力された画像を記憶装置（図示略）に記憶させてもよい。あるいは、補正パラメータ値更新装置２は、画像補正部１２から入力された画像を表示装置（図示略）に表示させてもよい。
【００７１】
また、上記の説明では、所定領域４３に複数の画素が含まれている場合を例にして説明した。所定領域４３が１つの画素からなる領域であってもよい。この場合、ステップＳ３で、補正前輝度統計量導出部２１は、入力された補正後の画像内で所定領域４３に該当する１つの画素に関して、補正前の画像における輝度値ｇ０’を逆算すればよい。また、ステップＳ４では、補正前輝度統計量導出部２１は、その１画素の輝度値を、所定領域４３における輝度値の平均値ｇ０’ａｖｅとすればよい。すなわち、ｇ０’ａｖｅ＝ｇ０’とすればよい。
【００７２】
また、上記の実施形態では、補正前輝度統計量導出部２１がｇ０’ａｖｅの移動平均を算出する場合を例示したが、補正パラメータ値更新部２２は、ｇ０’ａｖｅの移動平均を用いずに、ｇ０’ａｖｅからオフセット値Ｂを算出してもよい。すなわち、ステップＳ５の処理を実行しなくてもよい。
【００７３】
また、上記の実施形態では、補正前輝度統計量導出部２１が、補正後の画像における所定領域４３の画素に対して式（４）の計算を行うことによって、補正前の画像における所定領域４３の画素の輝度値ｇ０’を逆算し、ｇ０’の平均値ｇ０’ａｖｅを算出する場合を説明した（ステップＳ３，Ｓ４参照）。補正前輝度統計量導出部２１は、補正後の画像における所定領域４３の画素の平均輝度値を求め、その平均輝度値に対してステップＳ２の補正処理の逆算を行うことによって、補正前の画像における所定領域の輝度値の平均値を算出してもよい。
【００７４】
具体的には、補正前輝度統計量導出部２１は、補正後の画像における所定領域４３の画素の平均輝度値を求めてもよい。そして、補正前輝度統計量導出部２１は、その平均輝度値を式（４）のｇｃに代入して、式（４）の計算を行った結果を、補正前の画像における所定領域４３の画素の輝度値の平均値ｇ０’ａｖｅとしてもよい。ステップＳ３，４の代わりにこの処理を行って、ステップＳ５に移行してもよい。
【００７５】
本実施形態によれば、画像において、観察対象である溶融ガラスの表面部分４５以外の構造物（本例では、炉壁）に該当する所定領域４３（図４参照）を予め定めておく。そして、補正前の画像における、その所定領域４３の各画素の平均輝度を求め、その平均輝度に基づいて、オフセット値Ｂを計算し直す。画像補正部１２（図２参照）は、そのオフセット値Ｂと、固定値として定められたゲイン値Ｇとを用いて、画像生成部１１に生成された画像の画素毎に式（２）の計算を行うことによって、画像を補正する。
【００７６】
既に説明したように、溶融ガラスの液面部分における反射光の状態は時間の経過とともに変化し、溶融ガラスの表面の画像に基づいてパラメータを変化させたとしても良好なコントラストの画像を得ることは難しい。それに対し、本実施形態では、観察対象である溶融ガラスの表面部分４５以外の構造物に該当する画像内の領域を所定領域４３として定めておく。そして、前述のように、所定領域４３の各画素の平均輝度に基づいてオフセット値Ｂを算出し、式（２）の計算によって画像を補正する。従って、溶融ガラスや炉内の構造物の温度が高くなり、補正前の画像において各画素の輝度値が高い値に偏っていたり、あるいは、溶融ガラスや構造物の温度が低くなり、補正前の画像において各画素の輝度値が低い値に偏ったりしていても、補正後の画像では、平均輝度がＣ（例えば、（Ｌ＋１）／２）となる。また、輝度の分布の広がりも広がる。よって、上記のような輝度値の偏りが生じていても、補正により、良好なコントラストの画像を得ることができる。
【００７７】
次に、本発明により、良好なコントラストの画像が得られる炉内の構造物の温度の上限および下限の導出について説明する。構造物の種々の温度のもとで、カメラ１が撮像した炉壁の画像（画像補正部１２による補正前の画像）における炉壁部分の平均輝度を算出する。図６は、構造物（本例では炉壁とする。）の温度と画像内の炉壁部分の平均輝度との関係を示す散布図である。図６において、横軸は構造物（炉壁）の温度を表し、縦軸は炉壁部分の平均輝度を表す。また、図６において、実際に得られた炉壁の温度と輝度との関係から求めた線形回帰式によって表される直線を実線で示している。なお、図６および図７では、Ｌ＝２５５の場合を例示する。
【００７８】
また、図７は、カメラ１が撮像した溶融ガラス３１および壁面の画像全体における輝度のヒストグラムの例である。炉壁の温度が変化した場合、画像全体の輝度のヒストグラムが平行移動するものと仮定する。設計者は、図７に例示するヒストグラムにおいて、輝度値の上限および下限を定めておく。この場合、例えば、観察対象となる溶融ガラスにおける泡層に該当する画素の輝度値および観察対象とならない構造物に該当する画素の輝度値の範囲の上限値および下限値を定めればよい。すなわち、例えば、鏡面状態となる溶融ガラスの液面以外の領域における輝度の上限値および下限値を定めておけばよい。このように設計者が定めた輝度値の上限値をＬ１とし、下限値をＬ２とする。また、炉壁に該当する領域の輝度の平均値をＬａｖｅとする。そして、ＬａｖｅとＬ１との差をΔ１とし、ＬａｖｅとＬ２との差をΔ２とする。
【００７９】
そして、図６では、線形回帰式が示す輝度値にΔ１を加算した値の変化を二点破線で示し、線形回帰式が示す輝度値からΔ２を減算した値の変化を一点破線で示す。温度変化に伴い図７に例示するヒストグラムは平行移動すると仮定しているので、これらの変化は直線で表される（図６参照）。
【００８０】
線形回帰式が示す輝度値からΔ２を減算した値が０未満である場合、そのような輝度値は全て０に設定される。すなわち、線形回帰式が示す輝度値からΔ２を減算した結果が０になるときの炉壁の温度が、ヒストグラムの形状（図７に例示する形状）を乱さずに、ヒストグラムを平行移動できる限界であり、炉壁の温度がその温度よりも低いと、補正前の画像において輝度値が０である画素が増加していくことになる。このような画像を式（２）の計算によって補正しても良好なコントラストの画像を得られない。よって、線形回帰式が示す輝度値からΔ２を減算した値が０になるときの炉壁の温度が、良好なコントラストの画像が得られる炉壁の温度の下限である。図６では、良好なコントラストの画像が得られる炉壁の温度の下限をｔｍｉｎとして示している。
【００８１】
また、線形回帰式が示す値にΔ１を加算した値が２５５を超える場合、そのような輝度値は全て２５５に設定される。すなわち、線形回帰式が示す輝度値にΔ１を加算した値が２５５となるときの炉壁の温度が、ヒストグラムの形状（図７に例示する形状）を乱さずに、ヒストグラムを平行移動できる限界であり、炉壁の温度がその温度よりも高いと、補正前の画像において輝度値が２５５である画素が増加していくことになる。このような画像を式（２）の計算によって補正しても良好なコントラストの画像を得られない。よって、線形回帰式が示す輝度値にΔ１を加算した値が２５５となる温度が、良好なコントラストの画像が得られる炉壁の温度の上限である。図６では、良好なコントラストの画像が得られる炉壁の温度の上限をｔｍａｘとして示している。
【００８２】
次に、第１の実施形態の変形例について説明する。第１の実施形態では、画像内において炉壁に該当する領域を所定領域と定め、その所定領域を、補正前の輝度値の平均値ｇ０’ａｖｅやｇ０’ａｖｅの移動平均の算出対象領域とする場合を例にして説明した。画像内において炉壁以外の構造物に該当する領域をこの所定領域と定めてもよい。例えば、炉内には、サーモカップルや素地面計等の計測器が配置される。画像内の領域のうち、炉内に配置した計測器に該当する領域を所定領域として定めてもよい。なお、素地面計は、目視で素地面レベルを確認するための炉内構造物である。
【００８３】
また、炉内の既存の構造物に該当する画像内の領域を所定領域とするのではなく、画像内の所定領域を定めるために、新たな構造物（たとえば、煉瓦のブロック）を炉内に配置してもよい。そして、カメラ１（図１、図２参照）が炉内を撮像して得た画像において、その構造物に該当する領域を所定領域として定めればよい。また、この場合、画像内の構造物に該当する領域の平均輝度値と、その構造物の温度との関係を調べ、そのような関係が既知となっている構造物を炉内に配置することが好ましい。画像内の構造物に該当する領域の平均輝度値と炉内の構造物の温度との関係が既知であれば、その関係を回帰式で表し、図６および図７を参照して説明したように、良好なコントラストの画像が得られる構造物の温度の上限および下限を求めることができる。
【００８４】
また、輝度値の平均値ｇ０’ａｖｅやｇ０’ａｖｅの移動平均の算出対象領域である所定領域を画像内に複数定めて、所定領域毎にオフセット値を算出してもよい。この場合、オフセット値を用いて補正する画像内の領域を、個々の所定領域に対応させて定めておく。そして、個々の所定領域に対応する画像内の領域毎に、第１の実施形態と同様の処理を行い、その後、領域毎に得られた補正後の画像を合成してもよい。以下に具体例を示す。
【００８５】
図８は、炉内を撮像して得た画像の例を示す模式図である。図８では、炉内の上流側から下流側を撮像した場合が例示されている。従って、図８に示す矢印方向が溶融ガラスの流れの方向である。また、本例では、炉内にトンネルが設けられ、溶融ガラスはトンネルの入り口からトンネルに入り、トンネル内を通過して下流側に流れていく。図８は、炉内の上流側からトンネルの入り口付近を撮像して得た画像である。図８に示す画像には、溶融ガラスの液面部分４７の他に、トンネル内部の炉壁５０、トンネルの入り口上部の炉壁５２、および、トンネルの入り口の両側の炉壁５１に該当する部分も含まれている。
【００８６】
炉内では、上流側が高温になっていて、下流側が低温になっている。このように温度差がある状態で、所定領域を１つだけ定め、その所定領域から算出したオフセット値Ｂで画像を補正すると画像内における上流に該当する領域と下流に該当する領域のいずれかが非常に暗くなったり、あるいは非常に明るい白色になったりする。例えば、上流側の構造物として、トンネルの入り口上部の炉壁５２を選択し、炉壁５２に該当する領域４３ａのみを所定領域として定めた場合、画像内で下流側に該当する領域は非常に暗くなる。なお、図８は、画像の模式図であり、領域の違いによる輝度の違いに関しては表現していない。図９は、図８に示す画像内において低温である下流側に該当する領域を抽出した模式図である。
【００８７】
図８に例示する画像を、低温である下流側に該当する領域（図９参照）と、その他の領域とに分け、その領域毎に、輝度値の平均値ｇ０’ａｖｅやｇ０’ａｖｅの移動平均の算出対象領域である所定領域を定めればよい。本例では、下流側に該当する領域において、トンネル内部の炉壁５０に該当する部分に、所定領域４３ｂを定める。炉内撮像システムは、下流側に該当する領域（図９参照）に関しては、所定領域４３ｂを用いてオフセット値Ｂを導出し、そのオフセット値を用いて画像の補正を行えばよい。また、上流側に該当する領域（図８に示す画像のうち、図９に示す領域を除いた領域）において、トンネルの入り口上部の炉壁５２に該当する部分に所定範囲４３ａを定める。図８に示す画像のうち、図９に示す領域を除いた領域（上流側に該当する領域）に対しては、所定領域４３ａを用いてオフセット値Ｂを算出し、そのオフセット値を用いて画像の補正を行えばよい。そして、下流側に該当する領域と、上流側に該当する領域とに関してそれぞれ求めた補正後の画像を合成して、１つの画像を導出すればよい。
【００８８】
［実施形態２］
前述の第１の実施形態では、カメラ１（図２参照）が炉内を撮像して画像を生成した後、その画像に対する補正を行い、補正後の画像を補正パラメータ値更新装置２に入力する。そのため、第１の実施形態では、補正パラメータ値更新装置２の補正前輝度統計量導出部２１が補正後の画像における所定領域４３（図４参照）の輝度値から、補正前の画像における所定領域４３の輝度値を逆算する。これに対して、第２の実施形態では、カメラは、炉内を撮像して得た画像を、補正せずに補正パラメータ値更新装置に入力する。
【００８９】
カメラが撮像により得た画像を補正する構成である場合には、第１の実施形態が適する。一方、カメラが画像を補正しない構成である場合には、第２の実施形態が適する。
【００９０】
以下、第２の実施形態について説明する。図１０は、本発明の第２の実施形態の構成例を示すブロック図である。本発明の第２の実施形態の炉内撮像システムは、カメラ６０と、補正パラメータ値更新装置７０とを備える。そして、カメラ６０は、画像生成部６１を備える。補正パラメータ値更新装置７０は、画像補正部７１と、補正パラメータ値記憶部７２と、補正前輝度統計量導出部７３と、補正パラメータ値更新部７４とを備える。
【００９１】
カメラ６０は、第１の実施形態におけるカメラ１（図１参照）と同様に清澄槽３０（図１参照）の内部を撮像するように配置される。そして、画像生成部６１は、清澄槽３０内部の溶融ガラス３１および壁面を併せて撮像し、その画像を生成する。画像生成部６１は、その画像を補正パラメータ値更新装置７０に入力する。なお、撮像時のシャッタースピードは固定値として予め定められているが、カメラ６０を操作してシャッタースピードの値を変更することができる構成であってもよい。
【００９２】
補正パラメータ値記憶部７２は、補正パラメータの値を記憶する記憶装置（例えば、メモリ）であり、具体的に、ゲイン値Ｇおよびオフセット値Ｂを記憶する。第１の実施形態と同様に、ゲイン値Ｇは、予め固定値として定められている。カメラ６０を操作してゲイン値Ｇを変更することができる構成であってもよい。また、補正パラメータ値記憶部７２の初期値を記憶させておく。その後、オフセット値Ｂは、補正パラメータ値更新部７４によって更新される。
【００９３】
画像補正部７１は、カメラ６０の画像生成部６１から入力される画像を補正する。この補正処理は、第１の実施形態における画像補正部１２による補正処理と同様である。すなわち、画像補正部７１は、補正パラメータ値記憶部７２に記憶されたＧ，Ｂを用いて、画像生成部６１から入力される画像における画素毎に、前述の式（２）の計算を行って輝度値を変換することによって、画像を補正する。
【００９４】
補正前輝度統計量導出部７３は、画像生成部６１から入力される画像（換言すれば、補正前の画像）における所定領域の輝度値の平均値を算出する。以下、本実施形態では、この平均値をｇ０ａｖｅと記す。また、所定領域とは、第１の実施形態と同様に、観察対象である溶融ガラスに該当する表面部分４５（図４参照）以外の構造物（本例では、炉壁）に該当する領域である。例えば、図４に例示する画像内の領域４３を所定領域として定めておけばよい。以下、図４に示す領域４３が所定領域と定められている場合を例にして説明する。
【００９５】
また、補正前輝度統計量導出部７３は、画像生成部６１から画像が入力される毎に所定領域４３における所定領域の輝度値の平均値ｇ０ａｖｅを算出し、過去に求めたｇ０ａｖｅを用いて、ｇ０ａｖｅの移動平均を求める。
【００９６】
本実施形態では、補正前輝度統計量導出部７３は、画像生成部６１が生成した画像を直接用いて、所定領域４３の輝度値の平均値ｇ０ａｖｅを算出する。従って、補正前輝度統計量導出部７３は、画像補正部７１による補正後の画像から所定領域４３の輝度値を逆算しなくてよい。
【００９７】
補正パラメータ値更新部７４は、第１の実施形態における補正パラメータ値更新部２２と同様である。本例では、補正パラメータ値更新部７４は、補正前輝度統計量導出部７３によって算出されたｇ０ａｖｅの移動平均をｂとして、式（１）の計算を行うことによって、オフセット値Ｂを求め直す。補正パラメータ値更新部７４は、式（１）の計算によって求めたオフセット値Ｂで、補正パラメータ値記憶部７２に記憶されたＢを更新する。
【００９８】
次に、動作について説明する。図１１は、第２の実施形態の処理経過の例を示すフローチャートである。画像生成部６１は、炉内（清澄槽内）の溶融ガラスおよび炉壁を撮像し、その画像を生成する（ステップＳ１１）。画像生成部６１は、生成した画像を補正パラメータ値更新装置７０に入力する。
【００９９】
画像生成部６１から補正パラメータ値更新装置７０に画像が入力されると、画像補正部７１は、補正パラメータ値記憶部７２に記憶されているＧ，Ｂを読み込む。そして、画像補正部７１は、カメラ６０（画像生成部６１）から入力された画像の画素毎に式（２）の計算を行って輝度値を変換することによって、生成された画像を補正する（ステップＳ１２）。なお、画像補正部７１は、ステップＳ１２で生成した補正後の画像を記憶装置（図示略）に記憶させてもよい。あるいは、画像補正部７１は、補正後の画像を表示装置（図示略）に表示させてもよい。
【０１００】
また、画像生成部６１から補正パラメータ値更新装置７０に画像が入力されると、補正前輝度統計量導出部７３は、その画像（補正前の画像）における所定領域４３の各画素の輝度値の平均値ｇ０ａｖｅを算出する（ステップＳ１３）。また、ステップＳ１３において、補正前輝度統計量導出部７３は、算出したｇ０ａｖｅを記憶する。
【０１０１】
補正前輝度統計量導出部７３は、画像生成部６１から補正パラメータ値更新装置７０に画像が入力される毎にステップＳ１３の処理を行ってｇ０ａｖｅを算出する。補正前輝度統計量導出部７３は、直近に入力されたｍ個の画像に対応するｍ個のｇ０ａｖｅを記憶する。
【０１０２】
そして、ステップＳ１３の後、補正前輝度統計量導出部７３は、直近の所定数の画像に対応するｇ０ａｖｅの平均値を計算することによって、ｇ０ａｖｅの移動平均を算出する（ステップＳ１４）。
【０１０３】
ステップＳ１４の後、補正パラメータ値更新部７４は、補正パラメータ値記憶部７２に記憶されているゲイン値Ｇを読み込む。そして、補正パラメータ値更新部７４は、ステップＳ１４で計算されたｇ０ａｖｅの移動平均を用いて式（１）の計算を行うことによって、オフセット値Ｂを算出する（ステップＳ１５）。なお、本例では、ステップＳ１４で計算されたｇ０ａｖｅの移動平均を、式（１）におけるｂとする。
【０１０４】
次に、補正パラメータ値更新部７４は、補正パラメータ値記憶部７２に記憶されたオフセット値Ｂの更新タイミングであるか否かを判定する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６の判定処理は、第１の実施形態におけるステップＳ７の判定処理と同様である。
【０１０５】
オフセット値Ｂの更新タイミングであると判定した場合（ステップＳ１６におけるＹｅｓ）、補正パラメータ値更新部７４は、補正パラメータ値記憶部７２に記憶されたオフセット値Ｂを、直前のステップＳ１５で計算したオフセット値で更新する（ステップＳ１７）。
【０１０６】
従って、補正パラメータ値記憶部７２に記憶されたオフセット値Ｂは、第１の実施形態と同様に、定期的に更新される。また、第２の実施形態においても、画像生成部６１は、定期的に炉内を撮像し、画像を生成する。画像生成部６１による画像生成周期と、補正パラメータ値更新部７４によるオフセット値Ｂの更新周期とでは、オフセット値Ｂの更新周期の方を長く設定する。
【０１０７】
ステップＳ１６においてオフセット値Ｂの更新タイミングでないと判定された場合（ステップＳ１６におけるＮｏ）、または、ステップＳ１７の後、ステップＳ１１に移行する。画像生成部１１は、前回の画像生成時刻から一定期間が経過したときに、再度、炉内（清澄槽内）の溶融ガラスおよび炉壁を撮像し、その画像を生成する（ステップＳ１１）。このステップＳ１１以降の動作は、既に説明した動作と同様である。
【０１０８】
上記の説明では、所定領域４３に複数の画素が含まれている場合を例にして説明した。所定領域４３が１つの画素からなる領域であってもよい。この場合、補正前輝度統計量導出部７３は、ステップＳ１３で、その一つの画素の輝度値をｇ０ａｖｅとすればよい。
【０１０９】
また、上記の実施形態では、補正前輝度統計量導出部７３がｇ０ａｖｅの移動平均を算出する場合を例示したが、補正パラメータ値更新部７４は、ｇ０ａｖｅの移動平均を用いずに、ｇ０ａｖｅからオフセット値Ｂを算出してもよい。
【０１１０】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１１１】
また、第１の実施形態で説明した各変形例を、第２の実施形態に適用してもよい。
【０１１２】
上記の第１および第２の各実施形態で得られた画像（補正後の画像）は、例えば、炉内の溶融ガラスの状態を観察するために用いられる。例えば、画像から泡層の高さ（炉の底面から泡層の表面までの距離）が増加していると判断される場合には、補正パラメータ値更新装置２あるいは他の情報処理装置（図示略）が、溶融ガラスの突沸の可能性がある旨の警報を出力してもよい。なお、突沸とは、清澄により溶融ガラス表面に出てきた泡が層状となり、さらにその泡の量が急激に増加することによって泡層の厚みが増加する現象である。
【０１１３】
また、第１および第２の実施形態では、本発明の炉内撮像システムによって清澄槽内を撮像し、清澄槽内の溶融ガラスを観察する場合が例示されているが、本発明が適用される炉は清澄槽に限定されない。例えば、清澄槽の前段に設けられ、ガラスの原料を溶融する溶解槽内を本発明の炉内撮像システムによって撮像し、溶解槽内の溶融ガラスを観察してもよい。
【０１１４】
なお、溶解槽や清澄槽の溶融ガラス上部の空間に原料粉等が舞って内部空間が曇り、画像のコントラストが低下する場合がある。画像を利用した定量評価を行う際、上記の影響は避けられない。そのため、所定領域の明暗のコントラストを表す量を算出し、定量評価に利用する画像を選択するコントラスト処理ステップを設けることが好ましい。これにより、安定した評価が可能となる。このコントラスト処理ステップでは、所定領域の明暗のコントラストを表す量に関して予め定められた条件を満たす画像を選択し、選択された画像を用いて、第１の実施形態におけるステップＳ２以降の処理または第２の実施形態におけるステップＳ１２以降の処理を行ってもよい。その反対に、画像を補正する前のステップにおいて利用してもよい。上記の画像を選択する条件の一例として、例えば、所定の周期で生成される画像に関し、画像内の所定領域の明暗のコントラストを表す量が前の画像における所定領域のコントラストを表す量よりも一定値以上低下する事象の発生時からその一定時間経過後までの画像を選択しないという条件が挙げられる。また、コントラストを表す量として、例えば、所定領域の輝度値の標準偏差を用いることができる。上記の条件を採用する場合、ある画像で、所定領域の輝度値の標準偏差が急に小さくなったときに、原料粉等が舞い上がったとみなし、その時点から一定期間が経過するまでに生成された画像を、ステップＳ２以降の処理やステップＳ１２以降の処理の対象から除外すればよい。
【０１１５】
［実施形態３］
次に、本発明の第３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の実施形態または第２の実施形態で説明した炉内撮像方法が適用される。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１２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１２では、第１の実施形態におけるカメラ１を図示しているが、補正パラメータ値更新装置２（図２参照）の図示を省略している。ガラス物品の製造ラインには、溶解槽３６と、清澄槽３０とが設けられる。なお、清澄槽３０の種類は限定されず、清澄槽３０は、例えば、前述した減圧タイプの清澄槽であっても、あるいは、前述した高温タイプの清澄槽であってもよい。
【０１１６】
溶解槽３６は、ガラスの原料（図示略）を溶解させて、溶融ガラス３１に変化させる。清澄槽３０は、溶融ガラス３１に生じた泡を除去する。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。
【０１１７】
図１３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、溶解槽３６に、ガラスの原料が投入される。溶解槽３６は、例えばバーナー等の加熱手段（図示略）を備え、溶解槽３６の内部を高温に維持している。そして、溶解槽３６において、ガラスの原料を加熱することにより、溶融ガラス３１を製造する（ステップＳ３１，ガラス溶解工程）。
【０１１８】
ステップＳ３１で製造された溶融ガラス３１は、清澄槽３０に流される。この溶融ガラス３１には泡が存在し、溶融ガラス３１の表面に泡層３２（図１参照。）が生じる。清澄槽３０の内部で、溶融ガラス３１に生じた泡を除去する（ステップＳ３２，清澄工程）。
【０１１９】
ステップＳ３２では、炉内撮像システムのカメラ１が炉内（清澄槽３０内）を撮像し、その結果得られた画像に対して炉内撮像システムが第１の実施形態と同様の処理（ステップＳ１〜Ｓ８，図５参照）を行う。そして、この処理では、画像生成部１１（図２参照）が生成した画像に対して補正を行った画像が得られる。この画像によって、清澄槽３０内の溶融ガラス３１を観察する。第１の実施形態で説明したように、補正後の画像は、良好なコントラストを実現できる。補正後の画像を観察した結果、所定の事象が確認された場合には、その事象に応じた対処を行う。例えば、画像から、泡層の表面が高くなっていることが確認された場合には、補正パラメータ値更新装置２（または他の情報処理装置）が、突沸の可能性がある旨の警報を出力すればよい。
【０１２０】
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３１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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
上記のガラス物品の製造方法によれば、良好なコントラストの画像で炉内（上記の例では、清澄槽３０）の溶融ガラス３１を観察することができる。よって、溶融ガラス３１に生じた事象（例えば、泡層の高さの上昇等）を的確に判断することができ、その事象に対して迅速に対処することができる。
【０１２４】
上記の例では、炉内撮像システムによって清澄槽３０内を撮像し、清澄槽３０内の溶融ガラス３１を観察する場合を示したが、他の炉内の溶融ガラスを観察対象としてもよい。例えば、ステップＳ３１で、炉内撮像システムによって溶解槽３６内を撮像し、溶解槽３６内の溶融ガラス３１を観察してもよい。炉内撮像システムは、第１の実施形態と同様の処理（ステップＳ１〜Ｓ８，図５参照）を行えばよい。
【０１２５】
また、上記の第３の実施形態の説明では、第１の実施形態を用いた場合を示したが、第２の実施形態を用いてもよい。すなわち、清澄槽３０や溶解槽３６等の炉内を撮像し、撮像によって得た画像を補正する炉内撮像システムとして、第２の実施形態の炉内撮像システム（図１０参照）を用いてもよい。そして、炉内撮像システムは、第２の実施形態と同様の処理（ステップＳ１１〜Ｓ１７，図１１参照）を行えばよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明は、炉内の溶融ガラスの観察に好適に適用可能である。
なお、２０１１年１２月２７日に出願された日本特許出願２０１１−２８６１８９号の明細書、特許請求の範囲、図面および要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。
【符号の説明】
【０１２７】
１，６０  カメラ
２，７０  補正パラメータ値更新装置
１１，６１  画像生成部
１２，７１  画像補正部
１３  第１の補正パラメータ値記憶部
２１，７３  補正前輝度統計量導出部
２２，７４  補正パラメータ値更新部
２３  第２の補正パラメータ値記憶部
７２  補正パラメータ値記憶部
【図１】
2013100069.tif 000004
【図２】
2013100069.tif 000005
【図３】
2013100069.tif 000006
【図４】
2013100069.tif 000007
【図５】
2013100069.tif 000008
【図６】
2013100069.tif 000009
【図７】
2013100069.tif 000010
【図８】
2013100069.tif 000011
【図９】
2013100069.tif 000012
【図１０】
2013100069.tif 000013
【図１１】
2013100069.tif 000014
【図１２】
2013100069.tif 000015
【図１３】
2013100069.tif 000016
【国際調査報告】
2013100069.tif 000017
2013100069.tif 000018
2013100069.tif 000019