(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線の情報を含む画像に含まれるガス領域のガス速度を、前記画像の時系列画像を用いて算出し、算出された前記ガス速度を用いて、漏洩したガスが前記ガス領域を通過するガス通過時間を算出する第１の算出部と、
前記赤外線の情報を含む画像に含まれる前記ガス領域の画像データを用いて前記ガス領域のガス濃度厚み積を算出し、算出された前記ガス濃度厚み積を用いて、前記ガス領域のガス量を算出する第２の算出部と、
前記ガス通過時間と前記ガス量とを用いて、前記ガスの流量の推定値を算出する第３の算出部と、を備える、ガス流量推定装置。
【請求項２】
前記第１の算出部は、前記ガス領域の移動ベクトルを用いて、前記ガス通過時間を算出する、請求項１に記載のガス流量推定装置。
【請求項３】
前記第２の算出部は、前記ガス領域の面積と前記ガス領域の前記ガス濃度厚み積の平均値とを用いて、前記ガス量を算出する、請求項１または２に記載のガス流量推定装置。
【請求項４】
前記ガスの流れの下流側に非ガス領域があるか否かを決定する決定部をさらに備える、請求項１から３の何れか一項に記載のガス流量推定装置。
【請求項５】
前記決定部が、前記非ガス領域があると決定したとき、前記第２の算出部は、前記非ガス領域を前記ガス領域に含めて、前記ガス量を算出する、請求項４に記載のガス流量推定装置。
【請求項６】
前記決定部が、前記非ガス領域があると決定したとき、前記第１の算出部は、前記移動ベクトルから算出した平均移動ベクトルの向きに沿った前記ガス領域の長さの最大値と、前記平均移動ベクトルとを用いて、前記ガス通過時間を算出する、請求項２を引用する請求項４に記載のガス流量推定装置。
【請求項７】
赤外線の情報を含む画像に含まれるガス領域のガス速度を、前記画像の時系列画像を用いて算出し、算出された前記ガス速度を用いて、漏洩したガスが前記ガス領域を通過するガス通過時間を算出する第１の算出ステップと、
前記赤外線の情報を含む画像に含まれる前記ガス領域の画像データを用いて前記ガス領域のガス濃度厚み積を算出し、算出された前記ガス濃度厚み積を用いて、前記ガス領域のガス量を算出する第２の算出ステップと、
前記ガス通過時間と前記ガス量とを用いて、前記ガスの流量の推定値を算出する第３の算出ステップと、を備える、ガス流量推定方法。
【請求項８】
赤外線の情報を含む画像に含まれるガス領域のガス速度を、前記画像の時系列画像を用いて算出し、算出された前記ガス速度を用いて、漏洩したガスが前記ガス領域を通過するガス通過時間を算出する第１の算出ステップと、
前記赤外線の情報を含む画像に含まれる前記ガス領域の画像データを用いて前記ガス領域のガス濃度厚み積を算出し、算出された前記ガス濃度厚み積を用いて、前記ガス領域のガス量を算出する第２の算出ステップと、
前記ガス通過時間と前記ガス量とを用いて、前記ガスの流量の推定値を算出する第３の算出ステップと、をコンピュータに実行させるガス流量推定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、漏洩したガスの流量を推定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス漏洩が発生したとき、漏洩したガスの流量が推定できれば、危険度（例えば、ガス爆発）の判定の目安にすることができる。カメラで撮影された画像に含まれるガス領域を基にして、ガス雲の深さ（撮影方向に関するガス雲の厚さ）を推定し、ガス雲の移動方向と垂直な仮想平面を設定し、所定時間内に仮想平面を通過するガス雲の質量、およびガス雲の移動速度から、漏れたガスの時間当たりの質量漏れ量を推定する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
本発明者らは、特許文献１の技術とは異なる原理で、画像に含まれるガス領域を基にして、ガス流量を比較的簡単に推定することができる技術を検討した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第９２２５９１５号明細書
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、画像に含まれるガス領域を基にして、ガス流量を比較的簡単に推定することができるガス流量推定装置、ガス流量推定方法及びガス流量推定プログラムを提供することを目的とする。
【０００６】
上述した目的を実現するために、本発明の一側面を反映したガス流量推定装置は、第１算出部と、第２算出部と、第３算出部と、を有する。前記第１算出部は、画像に含まれるガス領域の平均移動ベクトルを用いて、漏洩したガスが前記ガス領域を通過するガス通過時間を算出する。前記第２の算出部は、前記ガス領域のガス濃度厚み積を用いて、前記ガス領域のガス量を算出する。前記第３の算出部は、前記ガス通過時間と前記ガス量とを用いて、前記ガスの流量の推定値を算出する。
【０００７】
発明の１又は複数の実施形態により与えられる利点及び特徴は以下に与えられる詳細な説明及び添付図面から十分に理解される。これら詳細な説明及び添付図面は、例としてのみ与えられるものであり本発明の限定の定義として意図されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】実施形態に係るガス流量推定システムの構成を示すブロック図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示すガス流量推定システムのハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態に係るガス流量推定装置の動作を説明するフローチャートである。
【図３】赤外画像の動画データを構成するフレーム群の中から選択された４つのフレームを時系列に並べた画像図である。
【図４】ガス領域を見やすくする画像処理がされた画像を時系列で示す画像図である。
【図５】最大画素値で構成される画像の一例を示す画像図である。
【図６】図５に示す画像に対してノイズ除去および二値化処理をした画像の一例を示す画像図である。
【図７】図４に示す画像のオプティカルフローを示す画像において、ガス領域の一部を拡大した模式図である。
【図８】図３に示す赤外画像にガス領域と平均移動ベクトルとを合成した画像を示す画像図である。
【図９】図８に示す画像に対して、ガス領域の外接矩形が設定された画像を示す画像図である。
【図１０】図８に示す画像に対して、ガス領域に矩形が設定された画像を示す画像図である。
【図１１】変形例に係るガス流量推定システムの構成を示すブロック図である。
【図１２】外接矩形内の全域がスキャンされている状態を示す画像図である。
【図１３】スキャンによって見つけられた非ガス領域を、図９に示す画像に合成した画像を示す画像図である。
【図１４】平均移動ベクトルの向きに沿ったガス領域の長さの最大値を求める工程を示す工程図である。
【図１５】図８に示す画像に対して、２つの線が設定された画像を示す画像図である。
【図１６】図１５に示す画像に対してスキャンされている状態を示す画像図である。
【図１７】スキャンによって見つけられた非ガス領域を、図１５に示す画像に合成した画像を示す画像図である。
【図１８】図９に示す画像に対して、構造物の像が追加された画像を示す画像図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の１又は複数の実施形態が説明される。しかし、発明の範囲は、開示された実施形態に限定されない。
【００１０】
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。本明細書において、総称する場合にはハイフンを省略した参照符号で示し（例えば、画像Ｉｍ２）、個別の構成を指す場合にはハイフンを付した参照符号で示す（例えば、画像Ｉｍ２−１）。
【００１１】
図１Ａは、実施形態に係るガス流量推定システム１の構成を示すブロック図である。ガス流量推定システム１は、赤外線カメラ２とガス流量推定装置３とを備える。
【００１２】
赤外線カメラ２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）を含む被写体について、赤外画像の動画を撮影し、動画を示す動画データＭＤを生成する。時系列に撮像された複数の赤外画像であればよく、動画に限定されない。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。
【００１３】
光学系４は、被写体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ＭＤとなる。
【００１４】
ガス流量推定装置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、画像データ入力部８、演算処理部９、表示制御部１０、ディスプレイ１１及び入力部１２を備える。
【００１５】
画像データ入力部８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８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ＭＤが入力される。画像データ入力部８は、動画データＭＤを演算処理部９へ送る。
【００１６】
演算処理部９は、動画データＭＤを用いて、ガス流量の推定値を求める。演算処理部９は、記憶部９１と、領域抽出部９２と、ベクトル算出部９３と、濃度厚み積算出部９４と、通過時間算出部９５と、ガス量算出部９６と、推定値算出部９７と、を備える。
【００１７】
記憶部９１は、動画データＭＤ、ガス流量の推定値の算出に必要な各種のプログラム等を記憶する。領域抽出部９２は、赤外画像に対して画像処理をして、赤外画像からガス領域を抽出する。
【００１８】
ベクトル算出部９３は、ガス領域の平均移動ベクトルを算出する。ガス領域（言い換えれば、ガス雲の像）の平均移動ベクトルは、例えば、ガス領域を構成する画素の移動ベクトルの平均値でもよいし、ガス領域を１画素より大きい小領域（例えば、２×２画素）に分割し、小領域の移動ベクトルの平均値でもよい。平均値の算出には、移動ベクトルの全てが用いられてもよいし、サンプリングされた移動ベクトル（例えば、縦横２画素毎にサンプリングされた移動ベクトル）の平均値でもよい。
【００１９】
濃度厚み積算出部９４は、ガス領域を構成する各画素について、ガス濃度厚み積を算出し、これらの平均値を算出する。この平均値がガス領域のガス濃度厚み積の平均値となる。
【００２０】
通過時間算出部９５（第１の算出部）は、赤外画像から抽出されたガス領域（言い換えれば、画像に含まれるガス領域）の平均移動ベクトルを用いて、漏洩したガスがガス領域を通過するガス通過時間を算出する。
【００２１】
ガス通過時間は、例えば、ガスが流れる方向に沿ったガス領域の長さを、平均移動ベクトルの長さで割り算することにより算出される。ガスが流れる方向に沿ったガス領域の長さは、例えば、平均移動ベクトルの向きに沿った、ガス領域の矩形（外接矩形）の長さでもよいし、平均移動ベクトルの向きに沿った、ガス領域の長さの最大値でもよい。
【００２２】
ガス量算出部９６（第２の算出部）は、ガス領域のガス濃度厚み積を用いて、ガス領域のガス量を算出する。詳しくは、ガス量算出部９６は、ガス領域の面積とガス領域のガス濃度厚み積の平均値とを用いて、ガス領域のガス量を算出する。
【００２３】
推定値算出部９７（第３の算出部）は、ガス通過時間とガス量とを用いて、ガス流量の推定値を算出する。
【００２４】
表示制御部１０は、動画データＭＤで示される動画、演算処理部９で演算処理された画像（例えば、ガス領域の抽出処理がされた画像）をディスプレイ１１に表示させる。
【００２５】
入力部１２は、ガス流量の推定に関連する各種入力がされる。実施形態に係るガス流量推定装置３は、表示制御部１０、ディスプレイ１１及び入力部１２を備えるが、これらを備えないガス流量推定装置３でもよい。
【００２６】
図１Ｂは、図１Ａに示すガス流量推定装置３のハードウェア構成を示すブロック図である。ガス流量推定装置３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）３ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）３ｂ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）３ｃ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）３ｄ、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、ディスプレイ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８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。キーボードの替わりに、タッチパネルでもよい。
【００２７】
ＨＤＤ３ｄには、演算処理部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、及び、各種データ（例えば、動画データＭＤ）が格納されている。演算処理部９を実現するプログラムは、動画データＭＤを取得し、動画データＭＤを用いてガス流量の推定値を算出する演算処理プログラムである。表示制御部１０を実現するプログラムは、例えば、動画データＭＤで示される動画をディスプレイ１１に表示させたり、演算処理部９で演算処理された画像をディスプレイ１１に表示させたりする表示制御プログラムである。これらのプログラムは、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、ガス流量推定装置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に記憶されてもよい。これらのプログラムは、ＨＤＤ３ｄの替わりにＲＯＭ３ｃに記憶してもよい。ガス流量推定装置３は、ＨＤＤ３ｄの替わりに、フラッシュメモリを備え、これらのプログラムはフラッシュメモリに記憶してもよい。
【００２８】
ＣＰＵ３ａは、これらのプログラムを、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、演算処理部９及び表示制御部１０が実現される。但し、演算処理部９の機能及び表示制御部１０の機能について、各機能の一部又は全部は、ＣＰＵ３ａによる処理に替えて、又は、これと共に、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）による処理によって実現されてもよい。又、同様に、各機能の一部又は全部は、ソフトウェアによる処理に替えて、又は、これと共に、専用のハードウェア回路による処理によって実現されてもよい。
【００２９】
なお、演算処理部９は、図１Ａに示す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。すなわち、ＨＤＤ３ｄには、領域抽出部９２、ベクトル算出部９３、濃度厚み積算出部９４、通過時間算出部９５、ガス量算出部９６、推定値算出部９７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、領域抽出プログラム、ベクトル算出プログラム、濃度厚み積算出プログラム、通過時間算出プログラム、ガス量算出プログラム、推定値算出プログラムと表現される。
【００３０】
これらのプログラムは、要素の定義を用いて表現される。通過時間算出部９５および通過時間算出プログラムを例にして説明する。通過時間算出部９５は、画像に含まれるガス領域の平均移動ベクトルを用いて、漏洩したガスがガス領域を通過するガス通過時間を算出する。通過時間算出プログラムは、画像に含まれるガス領域の平均移動ベクトルを用いて、漏洩したガスがガス領域を通過するガス通過時間を算出するプログラムである。
【００３１】
ＣＰＵ３ａによって実行されるこれらのプログラム（領域抽出プログラム、ベクトル算出プログラム等）のフローチャートが、次に説明する図２である。
【００３２】
赤外線カメラ２を用いて屋外の試験場所を撮影して得られた赤外画像の動画データＭＤを例にして、ガス流量推定装置３の動作を説明する。図２は、この動作を説明するフローチャートである。図３は、赤外画像の動画データＭＤを構成するフレーム群の中から選択された４つのフレームを時系列に並べた画像図である。試験場所には、ガスを噴出させることができる地点ＳＰがある。地点ＳＰではガスが噴出している。画像Ｉｍ１−１は、時刻Ｔ１に撮影された赤外画像（フレーム）である。画像Ｉｍ１−２は、時刻Ｔ１から０．２秒後の時刻Ｔ２に撮影された赤外画像（フレーム）である。画像Ｉｍ１−３は、時刻Ｔ１から０．４秒後の時刻Ｔ３に撮影された赤外画像（フレーム）である。画像Ｉｍ１−４は、時刻Ｔ１から０．６秒後の時刻Ｔ４に撮影された赤外画像（フレーム）である。
【００３３】
画像Ｉｍ１（赤外画像）からは、ガス領域（ここでは、ガス領域とは、地点ＳＰから噴出し、試験場所に漂っているガスを示す領域である）が明確に分からない。そこで、領域抽出部９２（図１Ａ）は、画像Ｉｍ１に含まれるガス領域を抽出する（図２のステップＳ１）。詳しく説明する。領域抽出部９２は、各画像Ｉｍ１に含まれるガス領域を見やすくする画像処理をする。図４は、この画像処理がされた画像Ｉｍ２を時系列で示す画像図である。
【００３４】
図３及び図４を参照して、画像Ｉｍ２−１は、画像Ｉｍ１−１に含まれるガス領域を見やすくする画像処理がされた画像である。画像Ｉｍ２−２は、画像Ｉｍ１−２に含まれるガス領域を見やすくする画像処理がされた画像である。画像Ｉｍ２−３は、画像Ｉｍ１−３に含まれるガス領域を見やすくする画像処理がされた画像である。画像Ｉｍ２−４は、画像Ｉｍ１−４に含まれるガス領域を見やすくする画像処理がされた画像である。画像Ｉｍ２の中心部に拡がっている白い領域がガス領域である。ガスは、地点ＳＰを起点にして、右から左へ流れていることが分かる。画像Ｉｍ２において、右側が風上であり、左側が風下となる。ガス領域は、言い換えれば、ガス雲の像である。
【００３５】
ガス領域を見やすくする画像処理は、公知技術を適用することができる。例えば、この公知技術は、国際公開ＷＯ２０１７０７３４３０に開示されている。この国際公開された技術は、本発明者らが発明した技術であり、具体的には、ガス漏れの監視対象を複数の時刻で撮影した赤外画像に対して画像処理をするガス検知用画像処理装置であって、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よりも周波数が低く、前記監視対象の背景の温度変化を示す第２の周波数成分データを、前記赤外画像を示す画像データから除く処理をする画像処理部を備えるガス検知用画像処理装置を開示している。
【００３６】
また、本発明者らが発明した技術ではないが、例えば、特開２０１２−５８０９３号公報は、検査対象領域におけるガス漏れを検出するガス漏れ検出装置において、検査対象領域を撮影する赤外線カメラと、赤外線カメラにより撮影された赤外線画像を処理する画像処理部と、を有し、画像処理部は、時系列に並べられた複数の赤外線画像からガス漏れによる動的なゆらぎを抽出するゆらぎ抽出部を有する、ことを特徴とするガス漏れ検出装置を開示している。
【００３７】
領域抽出部９２は、時系列に並ぶ画像Ｉｍ２の中から所定期間（例えば１秒間）の動画を構成する画像Ｉｍ２を選択する。領域抽出部９２は、例えば、時刻Ｔ１の画像Ｉｍ２−１、時刻Ｔ１から０．２秒経過した時刻Ｔ２の画像Ｉｍ２−２、時刻Ｔ１から０．４秒経過した時刻Ｔ３の画像Ｉｍ２−３、時刻Ｔ１から０．６秒経過した時刻Ｔ４の画像Ｉｍ２−４、時刻Ｔ１から０．８秒経過した時刻Ｔ５の画像Ｉｍ２−５（不図示）を選択する。
【００３８】
領域抽出部９２は、これらの画像Ｉｍ２（画像Ｉｍ２−１〜画像Ｉｍ２−５）を用いて、最大画素値で構成される画像Ｉｍ３を生成する。図５は、画像Ｉｍ３の一例を示す画像図である。画像Ｉｍ３の生成について詳しく説明する。領域抽出部９２は、これらの画像Ｉｍ２において、同じ順番に位置する画素の中から、画素が示す値の最大値を決定する。領域抽出部９２は、この最大値を、画像Ｉｍ３の上記順番に位置する画素の値とする。具体的に説明すると、領域抽出部９２は、これらの画像Ｉｍ２において、１番目の画素が示す値の最大値を決定し、この値を、画像Ｉｍ３の１番目の画素の値とする。領域抽出部９２は、これらの画像Ｉｍ２において、２番目の画素が示す値の最大値を決定し、この値を、画像Ｉｍ３の２番目の画素の値とする。領域抽出部９２は、３番目以降の画素についても同様の処理をする。
【００３９】
領域抽出部９２は、画像Ｉｍ３に対してノイズ除去および二値化処理をした画像Ｉｍ４を生成する。図６は、画像Ｉｍ４の一例を示す画像図である。画像Ｉｍ４は、ガス領域２１が抽出された画像である。
【００４０】
なお、ガス領域２１の抽出方法は、上述した方法に限定されない。また、ユーザがガス領域２１を指定してもよい。これによれば、ガス領域２１の抽出が不要となる。
【００４１】
ベクトル算出部９３（図１Ａ）は、領域抽出部９２によって抽出されたガス領域２１の平均移動ベクトルを算出する（図２のステップＳ２）。詳しく説明する。まず、ベクトル算出部９３は、異なる時刻の２つの画像Ｉｍ２（図４）を用いて、オプティカルフローを生成する。図７は、図４に示す画像Ｉｍ２のオプティカルフローを示す画像Ｉｍ５において、ガス領域２１の一部を拡大した模式図である。ここでは、時刻Ｔ１の画像Ｉｍ２−１から時刻Ｔ４の画像Ｉｍ２−４へ進む場合のオプティカルフローが生成されたとする。各画素に含まれる矢印は、各画素の移動ベクトルを示す。移動ベクトルは、各画素の移動方向と移動量を示す。
【００４２】
なお、移動ベクトルの算出は、オプティカルフローに限定されない。移動ベクトルは、例えば、テンプレートマッチングを用いて算出されてもよい。テンプレートマッチングは、例えば、ＳＡＤ（Ｓｕｍ  ｏｆ  Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）、ＮＣＣ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  Ｃｒｏｓｓ−Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）がある。テンプレートマッチングを用いた移動ベクトルの算出について、図４に示す時刻Ｔ１の画像Ｉｍ２−１と時刻Ｔ２の画像Ｉｍ２−２を例にして詳しく説明する。ベクトル算出部９３は、時刻Ｔ１の画像Ｉｍ２−１に含まれる多数の特徴点（例えば、エッジ）について、時刻Ｔ２の画像Ｉｍ２−２を用いて、テンプレートマッチングし、これらの特徴点の移動ベクトルを算出する。特徴点は、１画素でなく複数の画素で構成される領域である（例えば、５画素×５画素）。従って、例えば、特徴点Ａの移動ベクトルが、特徴点Ａを構成する複数の画素のそれぞれの移動ベクトルとなる。以上のようにして、画像Ｉｍ２−１を構成する各画素の移動ベクトルが算出される。なお、エッジ等の特徴点を用いずに、図４の画素で構成される領域をそのまま処理してもよい。
【００４３】
ベクトル算出部９３は、画像Ｉｍ５のうち、ガス領域２１（図６）と対応する領域を構成する画素について、移動ベクトルの平均値を算出する。この値が、ガス領域２１の平均移動ベクトルを示す。ここでは、平均移動ベクトルが、２５．５ｐｉｘ／ｓｅｃ（２．４ｍ／ｓｅｃ）とする。図８は、赤外画像Ｉｍ１にガス領域２１と平均移動ベクトル２２とを合成した画像Ｉｍ６を示す画像図である。
【００４４】
濃度厚み積算出部９４（図１Ａ）は、図６に示すガス領域２１のガス濃度厚み積の平均値を算出する（図２のステップＳ３）。詳しく説明する。まず、濃度厚み積算出部９４は、ガス領域２１（図６）を構成する各画素について、画像Ｉｍ２（図４）を基にして、ガスの濃度厚み積を算出する。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２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算出する。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。
【００４５】
ガスの濃度厚み積の算出には、公知技術を適用することができる。例えば、この公知技術は、国際公開ＷＯ２０１７１０４６０７（図３７、図３８）に開示されている。この国際公開された技術は、本発明者らが発明した技術であり、具体的には、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、を備えるガス濃度厚み積測定装置を開示している。
【００４６】
ガス有り背景温度とガス無し背景温度は、ガスの濃度厚み積を求めるためのパラメータであり、上記国際公開された明細書に添付された図３７や図３８は、ガス濃度厚み積を算出する式を示している。これらの式に、ガス有り背景温度およびガス無し背景温度が代入されることにより、ガス濃度厚み積を算出することができる。
【００４７】
濃度厚み積算出部９４は、ガス領域２１を構成する画素のうち、エッジノイズ等が原因でガス濃度厚み積の算出が困難な画素がある場合、この画素について、ガス濃度厚み積を算出しない。ガス領域２１を構成する一部の画素について、ガス濃度厚み積が算出できなくても、ガス濃度厚み積の平均値は算出できるからである。
【００４８】
なお、ガス濃度厚み積を算出する技術は、上記国際公開に開示された技術に限定されない。
【００４９】
濃度厚み積算出部９４は、算出できたガスの濃度厚み積を用いて、これらの平均値を算出する。これがガス領域２１に対するガス濃度厚み積の平均値とされる。ここでは、ガス濃度厚み積の平均値が、例えば、０．２８５％ＬＥＬｍとする。ＬＥＬ（Ｌｏｗｅｒ  Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ  Ｌｉｍｉｔ）は、爆発下限界を示す。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。ガスの濃度厚み積は、ＬＥＬｍで示される。ｍは、奥行き方向の距離である。
【００５０】
ガス流量の推定値を算出するには、ガス領域２１（図６）のガス量の算出とガス通過時間の算出が必要となる。これについて説明する。図９は、図８に示す画像Ｉｍ６に対して、ガス領域２１の外接矩形２３が設定された画像Ｉｍ７を示す画像図である。漏洩源から漏れたガス（ここでは地点ＳＰから噴出したガス）は、ガス領域２１を通過しながら拡散し、ガス領域２１を通過する。漏洩源から漏れたガスがガス領域２１を通過する時間を、ガス通過時間とする。図９において、ガス通過時間の一例として、６．７５秒が示されている。
【００５１】
図１０は、図８に示す画像Ｉｍ６に対して、ガス領域２１に矩形２４が設定された画像Ｉｍ８を示す画像図である。図９及び図１０を参照して、外接矩形２３が、その長手方向を１秒分に相当するサイズにされると、矩形２４となる。矩形２４は、１秒分のガス量（すなわち、ガス流量）を示している。ガス領域２１のガス量をガス通過時間で割った値が、ガス流量と見なすことができる（ガス流量の推定値）。よって、ガス流量の推定値は、以下の式１で示される。
ガス流量の推定値＝ガス量÷ガス通過時間・・・式１
【００５２】
ガス量算出部９６（図１Ａ）は、ガス濃度厚み積の平均値とガス領域２１の面積とを用いて、ガス領域２１のガス量を算出する（図２のステップＳ４）。ガス量は、以下の式２で示される。
ガス量＝ガス領域の面積×ガス濃度厚み積の平均値・・・式２
【００５３】
ガス領域２１の面積は、画素数で示すと、５０３２（ｐｉｘ）２とする。１画素に相当する面積は、[０．０９２１９ｍ／ｐｉｘ]２とする。この場合、ガス領域２１の面積は、４２．７７ｍ２となる。
５０３２（ｐｉｘ）２×[０．０９２１９ｍ／ｐｉｘ]２＝４２．７７ｍ２
【００５４】
１画素に相当する長さ（ここでは、０．０９２１９ｍ）は、固定してもいし、赤外線カメラ２からガス領域２１のガス雲までの距離に応じて変えてもよい。後者によれば、ガス領域２１の面積をより正確に算出することができる。
【００５５】
ガス濃度厚み積の平均値は、上述したように、０．２８５％ＬＥＬｍである。単位を揃えるために、０．２８５％ＬＥＬｍから％ＬＥＬが除かれる。メタンを例にして説明する。メタンの場合、濃度５％、すなわち、０．０５が１００％ＬＥＬとなるので、１％ＬＥＬは、０．０００５となる。従って、０．２８５％ＬＥＬｍから％ＬＥＬが除かれると、１．４２５×１０−４ｍとなる。
０．２８５％ＬＥＬｍ×０．０００５＝１．４２５×１０−４ｍ
【００５６】
ガス濃度厚み積の平均値の算出には、ガス領域２１を構成する画素のガス濃度厚み積の全てが用いられてよいし、ガス領域２１を構成する画素のガス濃度厚み積のうち異常な値が省かれてもよい。
【００５７】
ガス量算出部９６は、４２．７７ｍ２と１．４２５×１０−４ｍを式２に代入する。これにより、ガス量が６．０９５Ｌと算出される。
４２．７７ｍ２×１．４２５×１０−４ｍ＝６．０９５×１０−３ｍ３
＝６．０９５Ｌ
【００５８】
通過時間算出部９５（図１Ａ）は、ガス通過時間を算出する（図２のステップＳ５）。詳しく説明する。図９を参照して、通過時間算出部９５は、平均移動ベクトル２２と平行方向における外接矩形２３の画素数と、平均移動ベクトル２２の長さと、を用いて、ガス通過時間を算出する。外接矩形２３において、前記平行方向に並ぶ画素が平均移動ベクトル２２の向きに沿っていると見なすと、平均移動ベクトル２２と平行方向における外接矩形２３の画素数を、平均移動ベクトル２２の長さで割った値が、ガス通過時間（漏洩源から漏れたガスがガス領域２１を通過する時間）となる。従って、ガス通過時間は、以下の式３で示される。
ガス通過時間＝平均移動ベクトルと平行方向における外接矩形の画素数÷平均移動ベクトルの長さ・・・式３
【００５９】
平均移動ベクトル２２と平行方向における外接矩形２３の画素数が、１７２とする。通過時間出部は、１７２ｐｉｘと２５．５ｐｉｘ／ｓｅｃ（平均移動ベクトル２２の長さ）を式３に代入する。これにより、ガス通過時間が６．７５ｓｅｃと算出される。
１７２ｐｉｘ÷２５．５ｐｉｘ／ｓｅｃ＝６．７５ｓｅｃ
【００６０】
推定値算出部９７（図１Ａ）は、ガス流量の推定値を算出する（図２のステップＳ６）。詳しく説明する。推定値算出部９７は、６．０９５Ｌ（ガス量）と６．７５ｓｅｃ（ガス通過時間）を式１に代入する。これにより、ガス流量の推定値が５４．２Ｌ／ｍｉｎと算出される。
６．０９５Ｌ÷６．７５ｓｅｃ×６０＝５４．２Ｌ／ｍｉｎ
【００６１】
以上説明したように、実施形態に係るガス流量推定装置３によれば、画像に含まれるガス領域２１を基にして、ガス流量を比較的簡単に推定することができる。
【００６２】
ガス流量の実際の値は、７８Ｌ／ｍｉｎである。ある程度、ガス流量の推定ができている。ガス流量の推定値がガス流量の実際の値と少し離れているのは、ガス領域２１が欠損しているからである。逆に言えば、ガス領域２１が欠損していなければ、ガス流量の推定値は、ガス流量の実際の値にもっと近くなる。
【００６３】
ガス領域２１の欠損は、様々な原因で生じる。例えば、芝生が風で揺らいでいる状態で、ガスが芝生の上方を流れたとき、芝生の上方にあるガスはガス領域２１として抽出することができない。芝生のゆらぎがノイズとなり、領域抽出部９２がガス領域２１を抽出する際に、ノイズとして除去されるからである。配管、建物等の後ろを流れているガスは、赤外画像Ｉｍ１に写らないので、ガス領域２１として抽出することができない。
【００６４】
例えば、図９を参照して、ガスの流れの下流側において、外接矩形２３内のガス領域２１が途切れており、非ガス領域２５が存在する。ガスは全体として平均移動ベクトル２２で示す方向に流れているので、この途切れは不自然である。変形例では、ガスの流れの下流側に存在する非ガス領域２５を、ガス領域２１が欠損している領域（欠損領域）と見なし、非ガス領域２５を考慮してガス流量の推定値を算出する。
【００６５】
図１１は、変形例に係るガス流量推定システム１ａの構成を示すブロック図である。ガス流量推定システム１ａが図１Ａに示すガス流量推定システム１ａと相違するのは、以下の点である。演算処理部９は、機能ブロックとして、非ガス領域決定部９８（決定部）を備える。非ガス領域２５が考慮されずに、ガス流量の推定値が算出されれば、推定値が実際のガス流量と大きく異なるおそれがある。そこで、非ガス領域決定部９８は、ガスの流れの下流側に非ガス領域２５があるか否かを決定する。
【００６６】
非ガス領域２５（図９）は、非ガス領域決定部９８が見つけてもよいし、ユーザが見つけてもよい。非ガス領域決定部９８が、非ガス領域２５を見つける場合について簡単に説明する。図９を参照して、非ガス領域決定部９８は、平均移動ベクトル２２の向きをガスの流れの方向とし、外接矩形２３内において、ガス領域２１より下流側（図９ではガス領域２１の左側）に非ガス領域２５が存在するか否かをサーチする。サーチの結果、非ガス領域決定部９８が非ガス領域２５を見つけることができた場合、非ガス領域決定部９８は、非ガス領域２５があると決定する。
【００６７】
ユーザが非ガス領域２５を見つける場合について簡単に説明する。ユーザは、ディスプレイ１１に表示された画像Ｉｍ７を見て、外接矩形２３内において、ガス領域２１より下流側に非ガス領域２５があることを見つけたとき、入力部１２を用いて、画像Ｉｍ７に非ガス領域２５の範囲を設定する。これにより、非ガス領域決定部９８は、非ガス領域２５があると決定する。
【００６８】
変形例は、第１変形例と第２変形例とがある。第１変形例から説明する。図１２は、外接矩形２３内の全域がスキャンされている状態を示す画像図である。図１３は、スキャンによって見つけられた非ガス領域２５を、図９に示す画像Ｉｍ７に合成した画像Ｉｍ９を示す画像図である。図１３において、非ガス領域２５を明確にするために、非ガス領域２５を１つの画素値で示している。
【００６９】
図１２を参照して、非ガス領域決定部９８（図１１）は、図９に示す画像Ｉｍ７から外接矩形２３が設定された部分を切り出す。非ガス領域決定部９８は、平均移動ベクトル２２の向きに沿って、外接矩形２３内の全域をスキャンし、外接矩形２３内において、ガス領域２１より下流側に非ガス領域２５が存在するか否かをサーチする。例えば、走査線ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３は、ガス領域以外の領域、ガス領域２１、ガス領域以外の領域を通過する。走査線ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３は、ガス領域２１の通過後、ガス領域以外の領域を通過しており、この領域が、ガスの流れの下流側に位置する非ガス領域２５である（図１３）。
【００７０】
第１変形例は、非ガス領域２５をガス領域２１の一部と見なし、非ガス領域２５をガス領域２１に含めて、ガス量を算出する。第１変形例では、ガス領域２１の面積は以下の式４で示される。
ガス領域の面積＝領域抽出部が抽出したガス領域の面積＋非ガス領域の面積・・・式４
【００７１】
非ガス領域２５の面積は、画素数で示すと、２３００（ｐｉｘ）２とする。上述したように、領域抽出部９２が抽出したガス領域２１の面積は、画素数で示すと、５０３２（ｐｉｘ）２である。従って、ガス領域２１の面積は、画素数で示すと、７３３２（ｐｉｘ）２となる。上述したように、１画素に相当する面積は、[０．０９２１９ｍ／ｐｉｘ]２である。よって、ガス領域２１の面積は、６２．３１ｍ２となる。
７３３２（ｐｉｘ）２×[０．０９２１９ｍ／ｐｉｘ]２＝６２．３１ｍ２
【００７２】
ガス量算出部９６（第２の算出部）は、６２．３１ｍ２と１．４２５×１０−４ｍを式２に代入する。これにより、ガス量が８．８８０Ｌと算出される。１．４２５×１０−４ｍは、上述したように、ガス濃度厚み積の平均値（０．２８５％ＬＥＬｍ）から％ＬＥＬが除かれた値である。
６２．３１ｍ２×１．４２５×１０−４ｍ＝８．８８０×１０−３ｍ３
＝８．８８０Ｌ
【００７３】
ガス通過時間は、前記実施形態で求められた値と同じである（６．７５ｓｅｃ）。
【００７４】
推定値算出部９７は、８．８８０Ｌ（ガス量）と６．７５ｓｅｃ（ガス通過時間）を式１に代入する。これにより、ガス流量の推定値が７８．９Ｌ／ｍｉｎと算出される。
８．８８０Ｌ÷６．７５ｓｅｃ×６０＝７８．９Ｌ／ｍｉｎ
【００７５】
ガス流量の実際の値は、７８Ｌ／ｍｉｎであるので、第１変形例によれば、ガス流量の推定値がガス流量の実際の値に極めて近くなる。
【００７６】
第２変形例を説明する。図９および図１３を参照して、実施形態および第１変形例は、平均移動ベクトル２２の向きに沿ったガス領域２１の長さを、平均移動ベクトル２２と平行方向における外接矩形２３の画素数としている。そして、実施形態および第１変形例は、平均移動ベクトル２２と平行方向における外接矩形２３の画素数と、平均移動ベクトル２２の長さとを式３に代入して、ガス通過時間を算出する。しかし、非ガス領域２５（欠損領域）があるので、平均移動ベクトル２２の向きに沿ったガス領域２１の長さは、平均移動ベクトル２２と平行方向における外接矩形２３の画素数が示す長さよりも小さい。第２変形例は、平均移動ベクトル２２の向きに沿ったガス領域２１の最大の長さを算出し、最大の長さと平均移動ベクトル２２を式３に代入して、ガス通過時間を算出する。
【００７７】
図１４は、平均移動ベクトル２２の向きに沿ったガス領域２１の長さの最大値を求める工程を示す工程図である。まず、通過時間算出部９５（図１１）は、図１３に示す画像Ｉｍ９から外接矩形２３が設定された部分を切り出す（図１４（Ａ））。通過時間算出部９５は、切り出した部分に対して、スキャンし、スキャン方向に沿ったガス領域２１の画素数を算出する（図１４（Ｂ））。スキャンの方向は、平均移動ベクトル２２の向きである。通過時間算出部９５は、スキャンの始点を平均移動ベクトル２２の向きと直交する方向に移動させて、スキャンを繰り返す。通過時間算出部９５は、スキャン方向に沿ったガス領域２１の画素数のうち、最大値を、平均移動ベクトル２２の向きに沿ったガス領域２１の長さとする（図１４（Ｃ））。ここでは、１３８ｐｉｘが最大値とする。
【００７８】
図１４は、外接矩形２３を構成する四辺のうち、二辺の向きが平均移動ベクトル２２の向きと同じにされ、残り二辺の向きが平均移動ベクトル２２の向きと直角にされている。しかしながら、外接矩形２３を構成する四辺の向きはこれに限定されず、任意でよい。スキャンの方向が、平均移動ベクトル２２の向きであればよい。
【００７９】
スキャンの方向が、図１４に示す画像の縦方向または横方向と同じとき、画素数の算出処理が簡単となる。そこで、通過時間算出部９５は、図１４に示す画像を回転させて、この画像の縦方向または横方向をスキャン方向と同じに設定してもよい。
【００８０】
通過時間算出部９５は、１３８ｐｉｘと２５．５ｐｉｘ／ｓｅｃ（平均移動ベクトル２２の長さ）を式３に代入する。これにより、ガス通過時間が４．５８ｓｅｃと算出される。
１３８ｐｉｘ÷２５．５ｐｉｘ／ｓ＝４．５８ｓｅｃ
【００８１】
ガス量は、前記実施形態で求められた値と同じである（６．０９５Ｌ）。
【００８２】
推定値算出部９７（図１１）は、６．０９５Ｌ（ガス量）と４．５８ｓｅｃ（ガス通過時間）を式１に代入する。これにより、ガス流量の推定値が７９．８Ｌ／ｍｉｎと算出される。
６．０９５Ｌ÷４．５８ｓｅｃ×６０＝７９．８Ｌ／ｍｉｎ
【００８３】
ガス流量の実際の値は、７８Ｌ／ｍｉｎであるので、第２変形例によれば、ガス流量の推定値がガス流量の実際の値に極めて近くなる。
【００８４】
実施形態、第１変形例および第２変形例は、ガス領域２１の外接矩形２３を用いているが、ガス領域２１に相当する矩形でもよい。詳しく説明する。矩形は、平均移動ベクトル２２の方向と平行である第１の辺および第２の辺、並びに、平均移動ベクトル２２の方向に対して直角である第３の辺および第４の辺により構成されるとする。第１の辺および／または第２の辺は、ガス領域２１より外側に位置していてもよいが、ガス領域２１の内側に位置するのは好ましくない。ガス領域２１の一部がガス流量の推定値の算出に考慮されず、実際のガス流量の値より小さい推定値が算出されるからである。
【００８５】
第３の辺および／または第４の辺は、ガス領域２１より内側に位置していてもよいが、ガス領域２１の外側に位置するのは好ましくない。第３の辺と第４の辺との間の距離は、ガス通過時間と関係しており、その距離が長くなるとガス通過時間が長くなる。第３の辺および／または第４の辺が、ガス領域２１の外側に位置したとき、ガス領域２１と第３の辺（第４の辺）との間の領域はガスが通過していないにもかかわらず、ガス通過時間に考慮される。従って、ガス通過時間が長くなり、実際のガス流量の値より小さい推定値が算出される。
【００８６】
第３の辺および第４の辺が、ガス領域２１より内側に位置する矩形の場合、ガス通過時間は、実際のガス通過時間より短くなる。ガス量は、矩形内の画素を基にして算出されるので、推定値は、実際のガス流量の値に近づけることが可能となる。
【００８７】
図１３を参照して、第１変形例および第２変形例では、非ガス領域２５を見つけるために、外接矩形２３が設定されているが、これに限定されない。例えば、平均移動ベクトル２２の方向と直角であり、かつ、ガス領域２１と接する２つの線Ｌ１，Ｌ２が設定されてもよい。図１５は、図８に示す画像Ｉｍ６に対して、２つの線Ｌ１，Ｌ２が設定された画像Ｉｍ１０を示す画像図である。図１６は、図１５に示す画像Ｉｍ１０に対してスキャンされている状態を示す画像図である。図１７は、スキャンによって見つけられた非ガス領域２５を、図１５に示す画像Ｉｍ１０に合成した画像Ｉｍ１１を示す画像図である。図１７において、非ガス領域２５を明確にするために、非ガス領域２５を１つの画素値で示している。第１変形例の場合、ガス量算出部９６（図１１）は、非ガス領域２５の画素数を非ガス領域２５の面積として、上記式４を用いて、ガス領域２１の面積を算出する。
【００８８】
非ガス領域２５は、非ガス領域決定部９８（図１１）が見つけてもよいし、ユーザが見つけてもよい。前者から説明する。図１５を参照して、非ガス領域決定部９８は、図８に示す画像Ｉｍ６に対して、線Ｌ１，Ｌ２を設定する。図１６を参照して、非ガス領域決定部９８は、平均移動ベクトル２２の向きに沿って、線Ｌ１と線Ｌ２とで規定される領域をスキャンし、この領域内において、ガス領域２１より下流側に非ガス領域２５が存在するか否かをサーチする。例えば、走査線ＳＬ４および走査線ＳＬ５は、ガス領域２１を通過していない。従って、走査線ＳＬ４および走査線ＳＬ５上には、非ガス領域２５が存在しない。走査線ＳＬ６は、ガス領域以外の領域、ガス領域２１、ガス領域以外の領域を通過する。走査線ＳＬ６は、ガス領域２１の通過後、ガス領域以外の領域を通過しており、この領域が、ガスの流れの下流側に位置する非ガス領域２５である。サーチの結果、非ガス領域決定部９８が非ガス領域２５を見つけることができた場合、非ガス領域決定部９８は、非ガス領域２５があると決定する。
【００８９】
ユーザが非ガス領域２５を見つける場合について説明する。図１５を参照して、ユーザは、ディスプレイ１１に表示された画像Ｉｍ１０を見て、線Ｌ１と線Ｌ２とで規定される領域内において、ガス領域２１より下流側に非ガス領域２５があることを見つけたとき、入力部１２を用いて、画像Ｉｍ１０に非ガス領域２５の範囲を設定する。これにより、非ガス領域決定部９８は、非ガス領域２５があると決定する。
【００９０】
実施形態、第１変形例および第２変形例では、非ガス領域２５がガス領域２１の外側に存在する場合で説明している（例えば、図９）。しかしながら、非ガス領域２５は、ガス領域２１内に存在することがある。例えば、漏洩したガスと赤外線カメラ２との間に、物（例えば、構造物）が存在する場合である。これについて説明する。図１８は、図９に示す画像Ｉｍ７に対して、構造物の像２６が追加された画像Ｉｍ１２を示す画像図である。漏洩したガスと赤外線カメラ２との間に、構造物が存在しているので、ガス領域２１の一部分が構造物の像２６と重なっている。この一部分は、ガスの流れ方向２７の下流側にある非ガス領域２５となる。
【００９１】
（実施形態の纏め）
実施形態の第１局面に係るガス流量推定装置は、画像に含まれるガス領域の平均移動ベクトルを用いて、漏洩したガスが前記ガス領域を通過するガス通過時間を算出する第１の算出部と、前記ガス領域のガス濃度厚み積を用いて、前記ガス領域のガス量を算出する第２の算出部と、前記ガス通過時間と前記ガス量とを用いて、前記ガスの流量の推定値を算出する第３の算出部と、を備える。
【００９２】
ガス領域（言い換えれば、ガス雲の像）の平均移動ベクトルは、例えば、ガス領域を構成する画素の移動ベクトルの平均値でもよいし、ガス領域を１画素より大きい小領域（例えば、２×２画素）に分割し、小領域の移動ベクトルの平均値でもよい。平均値の算出には、移動ベクトルの全てが用いられてもよいし、サンプリングされた移動ベクトル（例えば、縦横２画素毎にサンプリングされた移動ベクトル）の平均値でもよい。
【００９３】
ガス通過時間は、例えば、ガスが流れる方向に沿ったガス領域の長さを、平均移動ベクトルの長さで割り算することにより算出される。ガスが流れる方向に沿ったガス領域の長さは、例えば、平均移動ベクトルの向きに沿った、ガス領域の矩形の長さでもよいし、平均移動ベクトルの向きに沿った、ガス領域の長さの最大値でもよい。
【００９４】
ガス量は、例えば、ガス領域の面積とガス領域のガス濃度厚み積の平均値とを掛け算することにより算出される。ガス濃度厚み積の平均値の算出には、ガス領域を構成する画素のガス濃度厚み積の全てが用いられてよいし、ガス領域を構成する画素のガス濃度厚み積のうち異常な値が省かれてもよい。
【００９５】
ガス流量の推定値は、例えば、ガス量をガス通過時間で割り算することにより算出される。
【００９６】
以上説明したように、実施形態の第１局面に係るガス流量推定装置によれば、画像に含まれるガス領域を基にして、ガス流量を比較的簡単に推定することができる。
【００９７】
上記構成において、前記ガスの流れの下流側に非ガス領域があるか否かを決定する決定部をさらに備える。
【００９８】
ガス領域の矩形内において、ガスの流れの下流側でガス領域が途切れ、非ガス領域が存在することがある。この非ガス領域は、ガス領域の欠損と見なすことができる。非ガス領域が考慮されずに、ガス流量の推定値が算出されれば、推定値が実際のガス流量と大きく異なるおそれがある。この構成は、ガス領域の矩形内において、ガスの流れの下流側に非ガス領域があるか否かを決定する。
【００９９】
決定部が、矩形が設定されたガス領域を含む画像に対して画像処理をすることにより、非ガス領域を見つけてもよいし、ユーザが、矩形が設定されたガス領域を含む画像を見ることにより、非ガス領域を見つけてもよい。決定部が非ガス領域を見つける場合、決定部が非ガス領域を見つけたとき、決定部は、非ガス領域があると決定する。ユーザが非ガス領域を見つける場合、ユーザが非ガス領域を見つけ、ガス流量推定装置に非ガス領域を設定したとき、決定部は、非ガス領域があると決定する。
【０１００】
上記構成において、前記決定部が、前記非ガス領域があると決定したとき、前記第２の算出部は、前記非ガス領域を前記ガス領域に含めて、前記ガス量を算出する。
【０１０１】
第２の算出部は、非ガス領域をガス領域に含めて（言い換えれば、非ガス領域をガス領域の一部と見なして）、ガス量を算出する。従って、この構成によれば、非ガス領域を考慮して、ガス流量の推定値を算出することができる。
【０１０２】
上記構成において、前記決定部が、前記非ガス領域があると決定したとき、前記第１の算出部は、前記平均移動ベクトルの向きに沿った前記ガス領域の長さの最大値と、前記平均移動ベクトルとを用いて、前記ガス通過時間を算出する。
【０１０３】
この構成によれば、ガス領域に非ガス領域を含めないで、ガス通過時間を算出している。よって、ガス流量の推定値は、実際のガス流量に近くすることができる。
【０１０４】
実施形態の第２局面に係るガス流量推定方法は、画像に含まれるガス領域の平均移動ベクトルを用いて、漏洩したガスが前記ガス領域を通過するガス通過時間を算出する第１の算出ステップと、前記ガス領域のガス濃度厚み積を用いて、前記ガス領域のガス量を算出する第２の算出ステップと、前記ガス通過時間と前記ガス量とを用いて、前記ガスの流量の推定値を算出する第３の算出ステップと、を備える。
【０１０５】
実施形態の第２局面に係るガス流量推定方法は、実施形態の第１局面に係るガス流量推定装置を方法の観点から規定しており、実施形態の第１局面に係るガス流量推定装置と同様の作用効果を有する。
【０１０６】
実施形態の第３局面に係るガス流量推定プログラムは、画像に含まれるガス領域の平均移動ベクトルを用いて、漏洩したガスが前記ガス領域を通過するガス通過時間を算出する第１の算出ステップと、前記ガス領域のガス濃度厚み積を用いて、前記ガス領域のガス量を算出する第２の算出ステップと、前記ガス通過時間と前記ガス量とを用いて、前記ガスの流量の推定値を算出する第３の算出ステップと、をコンピュータに実行させる。
【０１０７】
実施形態の第３局面に係るガス流量推定プログラムは、実施形態の第１局面に係るガス流量推定装置をプログラムの観点から規定しており、実施形態の第１局面に係るガス流量推定装置と同様の作用効果を有する。
【０１０８】
本発明の実施形態が詳細に図示され、かつ、説明されたが、それは単なる図例及び実例であって限定ではない。本発明の範囲は、添付されたクレームの文言によって解釈されるべきである。
【０１０９】
２０１８年１１月２８日に提出された日本国特許出願特願２０１８−２２２１２６は、その全体の開示が、その全体において参照によりここに組み込まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明によれば、ガス流量推定装置、ガス流量推定方法、及び、ガス流量推定プログラムを提供することができる。
【要約】
ガス流量推定装置は、画像に含まれるガス領域の平均移動ベクトルを用いて、漏洩したガスが前記ガス領域を通過するガス通過時間を算出する第１の算出部と、前記ガス領域のガス濃度厚み積を用いて、前記ガス領域のガス量を算出する第２の算出部と、前記ガス通過時間と前記ガス量とを用いて、前記ガスの流量の推定値を算出する第３の算出部と、を備える。【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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