(57)【要約】【課題】  誤差が少なく安定して流速を算出する【解決手段】  テクスチャマッチング部６は、過去画像データの所定位置に配置された流速監視エリアにおけるブロックエリアのテクスチャを、現画像データの流速監視エリアに対してテクスチャマッチングして移動先を探索して移動ベクトルを求め、移動ベクトル算出部７は、各マッチングブロック領域の移動ベクトルを平均化することにより、各流速監視エリア全体の移動ベクトルを算出し、移動ベクトル分別部８は、複数の流速監視エリアの移動ベクトルを相互に比較し、予め設定された所定以上の差がある場合に、算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルに誤差が存在していると判断し、移動ベクトル補正部９は複数の流速監視エリアの移動ベクトルを平均化して移動ベクトルを補正する。【選択図】        図１
2006208171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を撮像して得られた画像データに基づいて上記流体の流速を計測する流速計測装置において、
入力されたテクスチャマッチング用の複数の流速監視エリアと各流速監視エリアにおける複数のマッチングブロック領域を設定するブロック指定部と、
過去画像データの所定位置に配置された上記各流速監視エリアにおける上記各マッチングブロック領域のテクスチャを、現画像データに対してテクスチャマッチングして移動先を探索して上記各マッチングブロック領域の移動ベクトルを求めるテクスチャマッチング部と、
該テクスチャマッチング部により算出された各マッチングブロック領域の移動ベクトルを平均化して各流速監視エリア全体の移動ベクトルを算出する移動ベクトル算出部と、
該移動ベクトル算出部により算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルを相互に比較し、予め設定された所定以上の差がある場合に、算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルに誤差が存在していると判断する移動ベクトル分別部と、
該移動ベクトル分別部により誤差が存在していると判断された場合に、上記移動ベクトル算出部により算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルを平均化することにより移動ベクトルを補正する移動ベクトル補正部と、
該移動ベクトル補正部により補正された移動ベクトルに基づき、流体全体の流速を算出する流速算出部とを備えたことを特徴とする流速計測装置。
【請求項２】
移動ベクトル算出部は、テクスチャマッチング部により求められた移動ベクトルのうち、流体の流れ方向を利用して誤差の大きな移動ベクトルを除外して流速監視エリアの移動ベクトルを算出することを特徴とする請求項１記載の流速計測装置。
【請求項３】
移動ベクトル算出部は、テクスチャマッチング部により求められた移動ベクトルのうち、流体の流れ方向と流速を利用して誤差の大きな移動ベクトルを除外して流速監視エリアの移動ベクトルを算出することを特徴とする請求項１記載の流速計測装置。
【請求項４】
移動ベクトル分別部は、各流速監視エリアの流速の一定時間内の時間的流速推移パターンを考慮して、移動ベクトル算出部により算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルに誤差が存在していると判断することを特徴とする請求項１記載の流速計測装置。
【請求項５】
移動ベクトル分別部は、各流速監視エリアの流速増減率を考慮して、移動ベクトル算出部により算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルに誤差が存在していると判断することを特徴とする請求項１記載の流速計測装置。
【請求項６】
移動ベクトル補正部は、各流速監視エリアの流速増減率を相互に近づけて移動ベクトルを補正することを特徴とする請求項５記載の流速計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、河川等の流体を撮像して得られた画像データに基づいて流体の流速を計測する流速計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の流速計測装置は、例えば特許文献１に示すように、流体を予め定められた時間間隔で撮像して画像データとして送出する撮像手段と、画像データを受け現時点における画像データを原画像とし該原画像よりも時間的に過去の画像データを順次第１〜第Ｎ（Ｎは１以上の整数）の画像として、原画像及び第１〜第Ｎの画像に応じて流体の流速を求める画像処理装置とを有し、画像処理装置は、原画像上に少なくとも一つの予め定められた測定領域を規定して該原画像の測定領域とマッチングする領域が第１の画像上に存在するか否かを判定して原画像上の測定領域の移動先領域を第１の移動先領域として求める第１の手段と、第１の移動先領域に基づいて原画像上の測定領域における流速を求める第２の手段とを備えている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−８４００６号公報（段落番号００１３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の流速計測装置は、以上のように、原画像上に測定領域を規定してそれとマッチングする領域が第１の画像上に存在するか否かを判定するよう構成されている。これは、すなわち、流体の表面の測定領域のテクスチャが、次の画像で水流と共に移動し、時間相応の位置に流れ着くことを想定している。流体の表面の測定領域のテクスチャが、流速に従って正確に下流に移動すれば、その移動距離は正確に流速に比例する。それを期待し、測定領域のテクスチャの元の位置と流れ着いた次の画像上の位置の距離を、２枚の画像を取得した時間間隔で割ることにより流体の移動速度を算出する。しかし、流体の表面のテクスチャは、剛体のテクスチャと異なり刻々と姿を変動させる。その結果、まれにではあるが、測定領域のテクスチャが実際に流れた位置とは無関係な位置に、類似のテクスチャが偶然に発生することもあり、その場合、その偶然の位置が最もマッチング結果が良好になる。しかし、その位置は元の測定領域のテクスチャが流れ着いた位置ではなく、流体の移動とは無関係な位置である。しかし、この方式では、その誤りを自ら気づくことができず、そのまま使用してしまう。その結果、その誤った位置を元に算出された流速は、実際の流速と異なった誤った値となってしまうという課題があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、偶然の位置に最もマッチング結果が良好になる誤ったテクスチャが表れることにより、正確なマッチング結果が得られない状況においても、誤差が少なく安定して流速を算出することができると共に、新たな装置やＨ／Ｗを必要とせず、安価で容易にかつ開発の手間が最小で短期間で実現することができる流速計測装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る流速計測装置は、流体を撮像して得られた画像データに基づいて上記流体の流速を計測するものにおいて、入力されたテクスチャマッチング用の複数の流速監視エリアと各流速監視エリアにおける複数のマッチングブロック領域を設定するブロック指定部と、過去画像データの所定位置に配置された上記各流速監視エリアにおける上記各マッチングブロック領域のテクスチャを、現画像データに対してテクスチャマッチングして移動先を探索して上記各マッチングブロック領域の移動ベクトルを求めるテクスチャマッチング部と、該テクスチャマッチング部により算出された各マッチングブロック領域の移動ベクトルを平均化して各流速監視エリア全体の移動ベクトルを算出する移動ベクトル算出部と、該移動ベクトル算出部により算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルを相互に比較し、予め設定された所定以上の差がある場合に、算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルに誤差が存在していると判断する移動ベクトル分別部と、該移動ベクトル分別部により誤差が存在していると判断された場合に、上記移動ベクトル算出部により算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルを平均化することにより移動ベクトルを補正する移動ベクトル補正部と、該移動ベクトル補正部により補正された移動ベクトルに基づき、流体全体の流速を算出する流速算出部とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明により、正確なマッチング結果が得られない状況においても、誤差が少なく安定して流速を算出することができると共に、新たな装置やＨ／Ｗを必要とせず、安価で容易にかつ開発の手間が最小で短期間で実現することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による流速計測装置の構成を示すブロック図である。この流速計測装置はビデオ入力部１と、Ａ／Ｄ変換部２と、現画像蓄積部３と、過去画像蓄積部４と、ブロック指定部５と、テクスチャマッチング部６と、移動ベクトル算出部７と、移動ベクトル分別部８と、移動ベクトル補正部９と、流速算出部１０とを備えている。
【０００９】
ビデオ入力部１はビデオ信号を入力し、Ａ／Ｄ変換部２はビデオ入力部１から取得したアナログのビデオ信号をデジタルの画像データにＡ／Ｄ変換する。現画像蓄積部３は最も最近に取り込まれたＡ／Ｄ変換部２からの現画像データを、後述のテクスチャマッチング用に一時的に蓄積する。過去画像蓄積部４は時間的に過去に取り込まれたＡ／Ｄ変換部２からの過去画像データを、後述のテクスチャマッチング用に一時的に蓄積する。
【００１０】
ブロック指定部５はオペレータから入力されたテクスチャマッチング用の複数の流速監視エリアと各流速監視エリアにおける複数のマッチングブロック領域を設定し保持している。テクスチャマッチング部６は、過去画像データの中でブロック指定部５により設定された各流速監視エリアにおける各マッチングブロック領域をテンプレートデータとし、現画像データの中より最も類似なブロック位置を探索して移動ベクトルを求める。以降、この処理をテクスチャマッチングと呼称する。すなわち、テクスチャマッチング部６は、過去画像データの所定位置に配置された各流速監視エリアにおける各マッチングブロック領域のテクスチャを、現画像データに対してテクスチャマッチングして移動先を探索して各マッチングブロック領域の移動ベクトルを求める。
【００１１】
移動ベクトル算出部７は、テクスチャマッチング部６により算出された各マッチングブロック領域の移動ベクトルを平均化することにより、各流速監視エリア全体の移動ベクトルを算出する。移動ベクトル分別部８は、移動ベクトル算出部７により算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルを相互に比較し、予め設定された所定以上の差がある場合に、算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルに誤差が存在していると判断する。
【００１２】
移動ベクトル補正部９は、移動ベクトル分別部８により誤差が存在していると判断された場合に、移動ベクトル算出部７により算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルを平均化することにより移動ベクトルを補正する。流速算出部１０は、移動ベクトル補正部９により補正された移動ベクトルに基づき、河川等の流体全体の流速を算出する。
【００１３】
次に動作について説明する。
ビデオ入力部１はビデオ信号を入力し、Ａ／Ｄ変換部２はビデオ入力部１から取得したアナログのビデオ信号を、以降の処理に利用しやすい多値のデジタルの画像データにＡ／Ｄ変換する。
【００１４】
現画像蓄積部３は、最も最近にＡ／Ｄ変換部２から取得した現画像データを、後述のテクスチャマッチング用に一時的に蓄積する。過去画像蓄積部４は、時間的に過去にＡ／Ｄ変換部２から取得した過去画像データを、後述のテクスチャマッチング用に一時的に蓄積する。ここで、過去画像データとして、例えば１〜２フレーム前の過去画像データを用いる。
【００１５】
ブロック指定部５は事前にオペレータより入力されたテクスチャマッチング用の流速監視エリア及びマッチングブロック領域を設定し保持する。設定された流速監視エリア及びマッチングブロック領域は、必要に応じて適宜以降の処理に渡される。
【００１６】
図２は設定された流速監視エリアとマッチングブロック領域を示す図である。図２において、下流域にある流速監視エリア１００と上流域にある流速監視エリア２００が設定され、また、流速監視エリア１００には９つのマッチングブロック領域ＭＢ１〜ＭＢ９が設定され、流速監視エリア２００には、９つのマッチングブロック領域ＭＢ１０〜ＭＢ１８が設定されている。ここでは、２つの流速監視エリアが設定されているが、この数は２つ以上の任意数で良い。また、各流速監視エリア１００，２００には、それぞれ９つのマッチングブロック領域が設定されているが、これらの数は任意で良い。さらに、マッチングブロック領域の大きさは１６×１６画素程度が一般的であるが、この値も任意である。さらに、流速監視エリア１００，２００は基本的に同じ数のマッチングブロック領域が設定されるが必須ではない。
【００１７】
テクスチャマッチング部６は、過去画像蓄積部４に蓄積されている過去画像データにおけるブロック指定部５により指定されたマッチングブロック領域のテクスチャーを、現画像蓄積部３に蓄積されている現画像データに対してテクスチャマッチングすることにより、移動先を探索して移動ベクトルを求める。
【００１８】
例として、マッチングブロック領域ＭＢ１のテクスチャマッチングについて説明する。テクスチャマッチング部６は、過去画像蓄積部４に蓄積されている過去画像データにおけるマッチングブロック領域ＭＢ１のテクスチャをテンプレートとし、現画像蓄積部３に蓄積されている現画像データ全体よりこのテンプレートと同じテクスチャーの場所を探索する。例えば河川のように、動きの緩やかな画像データの場合には、通常はテンプレートを採取したマッチングブロック領域ＭＢ１の近傍に同じテクスチャが存在するが、それは保証されたものではない。かつ、通常は形状が若干とも変形し全く同じと言うことはない。
【００１９】
従って、テクスチャマッチング部６は、現画像データの中のあらゆる領域で類似度を計算し、最も類似している領域を１つ決定し、決定された最も類似度の高い領域がマッチングブロック領域ＭＢ１の移動先と見なされる。そして、マッチングブロック領域ＭＢ１の中点と移動先の領域の中点を結ぶ直線が、マッチングブロック領域ＭＢ１の移動ベクトルとなる。テクスチャマッチング部６は、このようなテクスチャマッチングを、マッチングブロック領域ＭＢ２〜ＭＢ１８についても同様に行う。
【００２０】
そして、移動ベクトル算出部７は、マッチングブロック領域ＭＢ１〜ＭＢ９の移動ベクトルを平均化することにより流速監視エリア１００の移動ベクトルを算出し、マッチングブロック領域ＭＢ１０〜１８の移動ベクトルを平均化することにより流速監視エリア２００の移動ベクトルを算出する。
【００２１】
移動ベクトル分別部８は、移動ベクトル算出部７により算出された流速監視エリア１００の移動ベクトルと、流速監視エリア２００の移動ベクトルを相互に比較し、予め設定された所定以上の差がある場合に、算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルに誤差が存在していると判断する。
【００２２】
移動ベクトル補正部９は、移動ベクトル分別部８により誤差が存在していると判断された場合に、移動ベクトル算出部７により算出された流速監視エリア１００の移動ベクトルと、流速監視エリア２００の移動ベクトルを平均化することにより移動ベクトルを補正する。流速算出部１０は、移動ベクトル補正部９により補正された移動ベクトルに基づき、河川等の流体全体の流速を算出する。
【００２３】
なお、以上の説明の中で、過去画像よりテンプレートを切り出して、現画像にテクスチャマッチングすることにより移動ベクトルを計算しているが、現画像よりテンプレートを切り出して、過去画像にテクスチャマッチングすることにより移動ベクトルを計算しても良い。その際の移動ベクトルは１８０度回転させて上記処理を行う。
【００２４】
以上のように、この実施の形態１によれば、テクスチャマッチング部６が、過去画像データの所定位置に配置された流速監視エリアにおけるブロックエリアのテクスチャを、現画像データの流速監視エリアに対してテクスチャマッチングして移動先を探索して移動ベクトルを求め、移動ベクトル算出部７が、テクスチャマッチング部６により算出された各マッチングブロック領域の移動ベクトルを平均化することにより、各流速監視エリア全体の移動ベクトルを算出し、移動ベクトル分別部８が、移動ベクトル算出部７により算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルを相互に比較し、予め設定された所定以上の差がある場合に、算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルに誤差が存在していると判断し、移動ベクトル補正部９が、移動ベクトル算出部７により算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルを平均化して移動ベクトルを補正することにより、例えば流体の流れが穏やかになり、表面のテクスチャーが一様に類似のものとなり、正確なマッチング結果が得られない状況においても、誤差が少なく安定して流速を算出することができるという効果が得られる。
【００２５】
また、この実施の形態１によれば、画像の中に複数の流速監視エリアと、各流速監視エリアに複数のマッチングブロック領域を設定することで実現可能なため、新たな装置やＨ／Ｗを必要とせず、さらに、基本的なテクスチャマッチングのアルゴリズムをそのまま流用できることにより、安価で容易にかつ開発の手間が最小で短期間で実現することができるという効果が得られる。
【００２６】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２による流速計測装置の構成を示すブロック図は、上記実施の形態１の図１と同じである。
【００２７】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１では、移動ベクトル算出部７は、マッチングブロック領域ＭＢ１〜ＭＢ９の移動ベクトルを平均することにより流速監視エリア１００の移動ベクトルを算出し、マッチングブロック領域ＭＢ１０〜１８の移動ベクトルを平均することにより流速監視エリア２００の移動ベクトルを算出している。しかし、元々、マッチングブロック領域ＭＢ１〜ＭＢ９の移動ベクトル及びマッチングブロック領域ＭＢ１０〜１８の移動ベクトルは、相応の誤差を含んでいる。一般に、テクスチャマッチングは形状の変わらない剛体の場合は正確な移動ベクトルを得られるが、形状の安定しない流体の場合は誤差を含んだ移動ベクトルとなることがあり、正確な流速監視エリア１００及び流速監視エリア２００の移動ベクトルを算出できないことがある。そこで、この実施の形態２では、流体の流れ方向を考慮して、正確な流速監視エリア１００及び流速監視エリア２００の移動ベクトルを算出する。
【００２８】
図３は移動ベクトル算出部７の処理を説明する図である。図３において、Ａは移動ベクトル算出部７に事前に設定されている流体の流れ方向、Ｂ，Ｃは移動ベクトル算出部７に事前に設定されている流体の流れ方向Ａに対する誤差の範囲限度を示している。また、図３には、流速監視エリア２００のマッチングブロック領域ＭＢ１０〜ＭＢ１５を便宜的に配置し、それぞれに算出された移動ベクトルを図示している。一般の河川等の流体では、流速は不定でも方向は常に安定しており、誤差の範囲限度Ｂ，Ｃ内の移動ベクトルのみが、流体の流れ方向Ａと一致した移動ベクトルと判断できる。
【００２９】
すなわち、移動ベクトル算出部７は、テクスチャマッチング部６により求められた移動ベクトルのうち、流体の流れ方向Ａに対する誤差の範囲限度Ｂ，Ｃ内の移動ベクトルを平均して流速監視エリアの移動ベクトルを算出する。図３の例では、マッチングブロック領域ＭＢ１０，ＭＢ１５の移動ベクトルは、誤差の範囲限度Ｂ，Ｃ内に入らない。このような移動ベクトルを持つマッチングブロック領域は、テクスチャマッチングに失敗したと判断できる。そこで、移動ベクトル算出部７は、この２つのマッチングブロック領域ＭＢ１０，ＭＢ１５を除外し、残ったマッチングブロック領域ＭＢ１１〜ＭＢ１４の移動ベクトルを平均して流速監視エリア１００の移動ベクトルを算出する。その他の処理は上記実施の形態１と同様である。
【００３０】
この実施の形態２では、移動ベクトル算出部７が、流体の流れ方向Ａに対する誤差の範囲限度Ｂ，Ｃにより、誤差の大きい移動ベクトルを除外しているが、例えば、流体の流れ方向Ａの±ｎ％以上の移動ベクトルを除外しても良いし、複数の移動ベクトルの中で禁止領域内の移動ベクトルを除外しても良く、河川の流れ方向を利用するものであれば、いずれの方法でも良い。
【００３１】
以上のように、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果が得られる共に、移動ベクトル算出部７が、テクスチャマッチング部６により求められた移動ベクトルのうち、流体の流れ方向を利用して誤差の大きな移動ベクトルを除外して流速監視エリアの移動ベクトルを算出することにより、精度良く流速を算出することができるという効果が得られる。
【００３２】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３による流速計測装置の構成を示すブロック図は、上記実施の形態１の図１と同じである。
【００３３】
次に動作について説明する。
上記実施の形態２では、移動ベクトル算出部７は、流体の流れ方向を考慮して、各流速監視エリアの移動ベクトルを算出しているが、この実施の形態３では、さらに、移動ベクトル算出部７は、流体の流速も考慮して各流速監視エリアの移動ベクトルを算出する。
【００３４】
先に示したとおり、流体の表面はテクスチャマッチングとして条件が悪いため、移動ベクトルには誤差が含まれるが、角度の誤差だけではなく長さの誤差も含まれている。移動ベクトルの長さは流体の流速を示し、流速は安定したものではないため、絶対値で可否判断をすることはできない。従って、移動ベクトルの長さの平均値から所定範囲（±ｎ％）内の移動ベクトルを使用する。ここで、±ｎ％は移動ベクトル算出部７に事前に設定されている。
【００３５】
すなわち、移動ベクトル算出部７は、テクスチャマッチング部６により求められた各マッチングブロック領域の移動ベクトルのうち、流体の流れ方向Ａに対する誤差の範囲限度Ｂ，Ｃ内の移動ベクトルにより、各マッチングブロック領域の流速を求め、求めた流速の平均値を求め、求めた平均値から所定範囲（±ｎ％）内の流速を持つ各マッチングブロック領域の移動ベクトルを平均化して流速監視エリアの移動ベクトルを算出する。図３の例では、マッチングブロック領域ＭＢ１１〜ＭＢ１４の移動ベクトルのうち、マッチングブロック領域ＭＢ１１の移動ベクトルが他の移動ベクトルより相当長くなっており、流速の平均値の±ｎ％内に入っていない場合には、マッチングブロック領域ＭＢ１１の移動ベクトルを除外し、残ったマッチングブロック領域ＭＢ１２〜ＭＢ１４の移動ベクトルを平均化することにより流速監視エリア２００の移動ベクトルを算出する。その他の処理は上記実施の形態１と同様である。
【００３６】
この実施の形態３では、移動ベクトル算出部７が、各マッチングブロック領域の流速の平均値から所定範囲（±ｎ％）外の流速を持つ各マッチングブロック領域の移動ベクトルを除外しているが、例えば、複数の流速の中で最も速い流速と最も遅い流速を持つ各マッチングブロック領域の移動ベクトルを除外しても良く、流体の流速を利用するものであれば、いずれの方法でも良い。
【００３７】
以上のように、実施の形態３によれば、実施の形態１と同様の効果が得られる共に、移動ベクトル算出部７が、テクスチャマッチング部６により求められた移動ベクトルのうち、流体の流れ方向と流速を利用して誤差の大きな移動ベクトルを除外して流速監視エリアの移動ベクトルを算出することにより、上記実施の形態２よりも、さらに精度良く流速を算出することができるという効果が得られる。
【００３８】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４による流速計測装置の構成を示すブロック図は、上記実施の形態１の図１と同じである。
【００３９】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１では、移動ベクトル分別部８は、移動ベクトル算出部７により算出された流速監視エリア１００の移動ベクトルと、流速監視エリア２００の移動ベクトルを相互に比較し、予め設定された所定以上の差がある場合に、算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルに誤差が存在していると判断しているが、この実施の形態４では、流速監視エリアの流速の一定時間内の時間的流速推移パターンを考慮して、算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルに誤差が存在していると判断する。
【００４０】
図４は流速監視エリア１００，２００の移動ベクトルの流速の推移を示す図である。移動ベクトル分別部８は、移動ベクトル算出部７により算出された流速監視エリア１００の移動ベクトルと流速監視エリア２００の移動ベクトルにより、流速監視エリア１００の流速と流速監視エリア２００の流速を算出し、最も最近に演算された流速同士を流速監視エリア１００，２００間で比較し、事前に移動ベクトル分別部８に設定されている所定以上の差がある場合に、算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルに誤差が存在していると判断する。その他の処理は上記実施の形態１と同様である。
【００４１】
この実施の形態４では、移動ベクトル分別部８が、各流速監視エリアの流速の一定時間内の時間的流速推移パターンを考慮して、算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルに誤差が存在していると判断しているが、例えば、複数の流速が所定範囲（±ｎ％）以上離れていれば、算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルに誤差が存在していると判断しても良く、流速の一定時間内の時間的流速推移パターンを利用するものであれば、いずれの方法でも良い。
【００４２】
以上のように、この実施の形態４によれば、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、移動ベクトル分別部８が、各流速監視エリアの流速の一定時間内の時間的流速推移パターンを考慮して、移動ベクトル算出部７により算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルに誤差が存在していると判断することにより、流速を算出する際の流速の変化に対する影響を少なくすることができるという効果が得られる。
【００４３】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５による流速計測装置の構成を示すブロック図は、上記実施の形態１の図１と同じである。
【００４４】
次に動作について説明する。
上記実施の形態４では、移動ベクトル分別部８が、流速の一定時間内の時間的流速推移パターンを考慮して、算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルに誤差が存在していると判断しているが、この実施の形態５では、流速の増加率や減少率を示す流速増減率を考慮して、算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルに誤差が存在していると判断する。
【００４５】
図４において、流速監視エリア１００，２００は物理的に異なった位置を観測しているため、計測される流速の絶対値に関しては原則一致しないことがあり、このままで流速の値のみで比較するのは、精度的に問題となることがある。
【００４６】
そこで、移動ベクトル分別部８は、流速監視エリア１００，２００の最も最近に演算された流速が、それ以前の所定時間（例えば１０秒）の平均流速に対して何パーセント増減しているかにより流速増減率をそれぞれ算出し、流速監視エリア１００，２００間で、流速増減率の差が、事前に設定されている所定の誤差範囲に入っていない場合に、算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルに誤差が存在していると判断する。この流速増減率は、物理的に異なった位置に配置される流速監視エリア１００，２００間においても、相互に類似性を保つ特徴を持っており、流速を算出する際の流速の変化に対する影響をさらに少なくすることができる。その他の処理は上記実施の形態１と同様である。
【００４７】
この実施の形態５では、移動ベクトル分別部８が、各流速増減率の値を考慮して、算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルに誤差が存在していると判断しているが、各流速増減率の比率を考慮して、算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルに誤差が存在していると判断しても良く、流速増減率を利用するものであれば、いずれの方法でも良い。
【００４８】
以上のように、この実施の形態５によれば、上記実施の形態１と同様の効果が得られると共に、移動ベクトル分別部８が、各流速監視エリアの流速増減率を考慮して、移動ベクトル算出部７により算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルに誤差が存在していると判断することにより、上記実施の形態４よりも、流速を算出する際の流速の変化に対する影響をさらに少なくすることができるという効果が得られる。
【００４９】
実施の形態６．
この発明の実施の形態６による流速計測装置の構成を示すブロック図は、上記実施の形態１の図１と同じである。
【００５０】
次に動作について説明する。
上記実施の形態５では、移動ベクトル分別部８が、各流速監視エリアの流速増減率を考慮して、算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルに誤差が存在していると判断し、移動ベクトル補正部９は、上記実施の形態１と同様に、移動ベクトル分別部８により誤差が存在していると判断された場合に、移動ベクトル算出部７により算出された流速監視エリア１００の移動ベクトルと、流速監視エリア２００の移動ベクトルを平均化することにより移動ベクトルを補正しているが、この実施の形態６では、上記実施の形態５と同様に、移動ベクトル分別部８が、流速増減率を考慮して、算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルに誤差が存在していると判断し、移動ベクトル補正部９は、移動ベクトル分別部８により算出された各流速監視エリアの流速増減率を相互に近づけることにより平均化して移動ベクトルを補正する。
【００５１】
一般に河川等の流体では流速増減率の急変はまれであり、流速が大きくなるには所定の時間を要する。その見地から判断すると、流速監視エリア１００，２００間で大きな流速増減率の差があったと言う時点で、より流速度増減率の大きな流速監視エリアの方が誤りであると判断できる。
【００５２】
従ってこのような２つの流速監視エリア１００，２００の場合には、移動ベクトル補正部９は、流速増減率の大きな流速監視エリアの流速増減率の値を、流速増減率の小さな流速監視エリアの流速増減率値に置換することにより、各流速監視エリアの流速増減率を相互に近づけて移動ベクトルを補正する。また、流速監視エリアが２つ以上ある場合には、移動ベクトル補正部９は、流速増減率の最も中庸なものに置換することにより、各流速監視エリアの流速増減率を相互に近づけて移動ベクトルを補正しても良いし、又は複数の流速監視エリアの流速増減率の平均値に置換することにより、各流速監視エリアの流速増減率を相互に近づけて移動ベクトルを補正しても良い。その他の処理は上記実施の形態１と同様である。
【００５３】
この実施の形態６では、移動ベクトル補正部９は、２つの流速監視エリアの場合には、大きな流速増減率を小さな流速増減率に置換しているが、大きな流速増減率と小さな流速増減率をそれぞれ所定の値又は所定の比率だけ相互に近づけることにより移動ベクトルを補正しても良く、移動ベクトル分別部８により算出された各流速監視エリアの流速増減率を相互に近づける方法であれば、いずれの方法でも良い。
【００５４】
以上のように、この実施の形態６によれば、上記実施の形態１と同様の効果が得られると共に、移動ベクトル分別部８が、各流速監視エリアの流速増減率を考慮して、移動ベクトル算出部７により算出された複数の流速監視エリアの移動ベクトルに誤差が存在していると判断し、移動ベクトル補正部９は、各流速監視エリアの流速増減率を相互に近づけて平均化して移動ベクトルを補正することにより、上記実施の形態５よりも、流速を算出する際の流速の変化に対する影響をさらに少なくすることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】この発明の実施の形態１による流速計測装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１による流速計測装置のブロック指定部に設定された流速監視エリアとマッチングブロック領域を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態２による流速計測装置の移動ベクトル算出部の処理を説明する図である。
【図４】この発明の実施の形態４による流速計測装置における流速監視エリアの移動ベクトルの流速の推移を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  ビデオ入力部、２  Ａ／Ｄ変換部、３  現画像蓄積部、４  過去画像蓄積部、５  ブロック指定部、６  テクスチャマッチング部、７  移動ベクトル算出部、８  移動ベクトル分別部、９  移動ベクトル補正部、１０  流速算出部、１００  流速監視エリア、２００  流速監視エリア。
【図１】
2006208171.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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