(57)【要約】【解決手段】本発明は炉中の少なくとも炎のまたはシーンのイメージを処理する方法に関し、この方法はムービング時間間隔中に感知された炎のイメージから速い変動を除去するために、イメージのムービング統計処理を少なくとも含む。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの炎のまたは炉中のシーンのイメージを処理する方法において、
高速変動を除去するように、スライディング時間間隔のうちに獲得された炎のイメージの少なくとも１つのスライディング統計処理を含む方法。
【請求項２】
時間間隔は変化する期間である請求項１記載の方法。
【請求項３】
少なくとも１つの炎のまたは炉中のシーンのイメージを処理する方法において、炎のまたはシーンのｎ個のイメージを獲得した後に、
（ａ）最後のｎ個のイメージの少なくとも１つの統計処理を実行し、
（ｂ）処理（ａ）が終了したときに、新しいイメージを獲得し、
（ｃ）ステップ（ａ）を反復する方法。
【請求項４】
２つの連続する処理イメージ間のギャップは５秒と１０００秒との間であるように、一連のイメージにおいて統計処理が実行される請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
２つの連続する処理イメージ間のギャップは２０秒と２００秒との間である請求項４記載の方法。
【請求項６】
スライディング統計処理により処理される一連のイメージに含まれるイメージ数は１０よりも大きい請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
スライディング統計処理により処理される一連のイメージに含まれるイメージの数は２５と１０００との間である請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
統計処理は時間の経過に対するイメージの分散を計算することである請求項１ないし請求項７のいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
統計処理は、スライディング時間間隔のまたは最後のｎ個の間に獲得された炎のまたはシーンのイメージのスライディング平均を計算することである請求項１ないし請求項７のいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
統計処理は各イメージからその瞬間的な変動のイメージを生成できるようにする請求項１ないし請求項７のいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
イメージの処理は、
まったく同一のスライディング時間間隔のそれぞれ一連のｎ個のイメージに対する、またはそれぞれ一連の最後のｎ個のイメージに対する、平均イメージの計算と、
一連のｎ個のイメージのまたは最後のｎ個のイメージのそれぞれのイメージに対する、イメージと一連のｎ個のイメージの平均イメージとの差の計算と、
２値化イメージとして呼ばれるイメージを得るように、このようにして得られた各差イメージと予め定められたしきい値とを比較するステップを含む請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
統計処理は、炎のまたはシーンの変動の空間的エンベロープを得ることができるようにする処理である請求項１ないし請求項７のいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
イメージの処理は、
まったく同一のスライディング時間間隔のそれぞれ一連のｎ個のイメージに対する、またはそれぞれ一連の最後のｎ個のイメージに対する、平均イメージの計算と、
一連のｎ個のイメージのまたは最後のｎ個のイメージのそれぞれのイメージに対する、イメージと一連のｎ個のイメージの平均イメージとの差の計算と、
２値化イメージとして呼ばれるイメージを得るように、このようにして得られたｎ個の差イメージのそれぞれと予め定められたしきい値とを比較することと、
このようにして得られたｎ個の２値化イメージの平均イメージを計算するステップを含む請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
イメージの処理は、
まったく同一のスライディング時間間隔の一連のｎ個のイメージの各イメージに対する、または一連の最後のｎ個のイメージの各イメージに対する、イメージと一連の中でそのイメージに先行するイメージとの差の計算と、
２値化イメージとして呼ばれるイメージを得るように、このようにして得られた差イメージのそれぞれと予め定められたしきい値とを比較することと、
このようにして得られたｎ個の２値化イメージの平均イメージを計算するステップを含む請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
統計処理は、
２値イメージを得るように、まったく同一のスライディング時間間隔の一連のｎ個のイメージの各イメージと、または一連の最後のｎ個のイメージの各イメージと、予め定められたしきい値との比較と、
このようにして得られたｎ個の２値イメージの平均イメージを計算するステップを含む請求項１ないし請求項７のいずれか１項の方法。
【請求項１６】
輪郭を抽出するまたは輪郭をセグメント化するステップをさらに含む請求項１２ないし請求項１５のいずれか１項記載の方法。
【請求項１７】
炎のまたはシーンの変動ゾーンの輪郭を含む矩形、および／またはこの輪郭の重心、および／またはこの輪郭の領域、および／またはこの輪郭の境界線を計算するステップをさらに含む請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
イメージは作業中に工業炉中で生じる燃焼の炎のイメージである請求項１ないし請求項１７のいずれか１項記載の方法。
【請求項１９】
イメージは振動燃焼の炎のイメージである請求項１ないし請求項１８のいずれか１項記載の方法。
【請求項２０】
処理されたイメージは、同期化されたイメージ、あるいは振動燃焼とまたは振動燃焼の位相と同期化されたイメージまたは同位相のイメージである請求項１ないし請求項１９のいずれか１項記載の方法。
【請求項２１】
請求項１ないし請求項２０のいずれか１項にしたがった炎のイメージを処理する方法を実現し、炎のまたは燃焼の物理的パラメータを調整する方法において、
炎のまたは燃焼のまたは燃焼が生じている炉の物理的パラメータを調整するステップを含む方法。
【請求項２２】
物理的パラメータは、少なくとも炎の長さまたは量または位置、あるいは複数のバーナーのケースでは炎の相対位置を含む請求項１ないし請求項２１のいずれか１項記載の方法。
【請求項２３】
物理的なパラメータは、液体燃料の噴霧の流量率または圧力、あるいは燃料または酸化剤のステージング度、あるいは燃料または酸化剤の流量率、あるいは複数のバーナーのケースでは、少なくとも１つのバーナーの位置および／または噴射のモードおよび／または運動量、あるいはバーナーに再導入される廃棄物の割合、あるいは少なくとも２つの酸化剤を使用するケースでは、これらの酸化剤の濃度比、あるいは燃焼が生じている炉の圧力を少なくとも含む請求項２１または請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
燃焼は振動タイプであり、物理的なパラメータは、バーナーの振動する酸化剤および／または燃料供給の振動周波数または振幅のうち少なくとも１つを含む請求項２１ないし請求項２３のいずれか１項記載の方法。
【請求項２５】
イメージは炉中のチャージのイメージである請求項１ないし請求項１７のいずれか１項記載の方法。
【請求項２６】
イメージはガラスのバスのイメージ、または溶解炉中のバスのイメージ、またはビレットの軌跡のイメージである請求項１ないし請求項２５のいずれか１項記載の方法。
【請求項２７】
少なくとも１つの炎のまたは炉中のシーンのイメージを処理する装置において、
炉中に位置する炎のまたはシーンのイメージを受信する手段と、これらのイメージの少なくとも１つのスライディング統計処理を実行する手段とを具備する処理装置。
【請求項２８】
少なくとも１つの炎のイメージを処理する装置において、
時間の経過に沿って獲得された炎のまたはシーンのｎ個のイメージを記憶する手段と、
最後のｎ個のイメージの少なくとも１つの統計処理を実行する手段と、
統計処理が終了したときに、付加的なイメージを記憶する手段とを具備する処理装置。
【請求項２９】
少なくとも１つの統計処理を実行する手段は、時間の経過に対するイメージの分散の計算、および／またはイメージのスライディング平均の計算、および／またはその瞬間的な変動のイメージを各イメージから生成するような処理、および／または炎のもしくはシーンのもしくはそれらの変動の空間的エンベロープを得ることができるようにする処理、を実行する手段である請求項２７または請求項２８記載の処理装置。
【請求項３０】
炎のまたはシーンのイメージの１つ以上の統計処理を選択する手段をさらに具備する請求項２７ないし請求項２９のいずれか１項記載の処理装置。
【請求項３１】
１つ以上の統計処理が実行されるべきイメージの数を選択する手段をさらに具備する請求項２７ないし請求項３０のいずれか１項記載の処理装置。
【請求項３２】
スライディング時間間隔の期間を選択する手段をさらに具備する請求項２７ないし請求項３１のいずれか１項記載の処理装置。
【請求項３３】
炎のまたはシーンのイメージのゾーンまたは部分を選択し、このゾーンまたは部分の強度の値を表示する手段をさらに具備する請求項２７ないし請求項３２のいずれか１項記載の処理装置。
【請求項３４】
炎のまたはシーンのイメージの１つ以上の統計処理の実行のために１つ以上のしきい値を選択する手段をさらに具備する請求項２７ないし請求項３３のいずれか１項記載の処理装置。
【請求項３５】
統計処理後にイメージを見る手段をさらに具備する請求項２７ないし請求項３４のいずれか１項記載の処理装置。
【請求項３６】
イメージは１つ以上のアナログまたはデジタルビデオカメラにより記憶されたものである請求項２７ないし請求項３５のいずれか１項記載の処理装置。
【請求項３７】
バーナー（４２）と、
少なくとも１つの酸化剤と少なくとも１つの燃料をバーナーに噴射する手段と、
請求項２７ないし請求項３６のいずれか１項記載の処理装置とを具備する燃焼システム。
【請求項３８】
炎のまたは燃焼のまたは燃焼が生じている炉の物理的パラメータを調整する手段（５２）をさらに具備する請求項３７記載のシステム。
【請求項３９】
チャージと、
請求項２７ないし請求項３６のいずれか１項記載のチャージのイメージを処理する装置とを具備する工業炉。
【請求項４０】
プログラムがコンピュータ上で実行されるときに請求項１ないし請求項２６のいずれか１項記載の方法のステップを実行するプログラムコード命令を含むコンピュータプログラム。
【請求項４１】
コンピュータで使用可能な媒体上に記録されたプログラムのためのプログラムコード手段と、請求項１ないし請求項２６のいずれか１項記載の方法の少なくとも１つのステップを実行するコンピュータ読み取り可能なプログラミング手段を具備するコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシーンの時間的変動ゾーンを特徴付けおよび／または制御する分野に関する。
さらに正確には、本発明は、シーンの時間的変動ゾーンを特徴付けるおよび／または制御する方法および装置に関し、イメージ処理システムを実現する。
本発明は例えば炉中、特に工業炉、あるいは任意の他のタイプの環境中の炎の特徴付けおよび／または制御に適用する。
本発明は工業炉の他の特性に適用することもできる。
【０００２】
一般に、本発明は、位置的に固定されたカメラから生じるビデオ信号に基づいて、炎のまたは炉中のシーンの時間的変動ゾーンを特徴付けることができるようにする。本発明は特に静的ゾーンから時間的変動ゾーンを識別および／または分離することができるようにする。
【０００３】
【従来の技術】
工業炉の熱状態の制御は少数のセンサを使用することにより通常実行される。一般的に使用されるセンサはガスブリードシステムであり、このシステムは煙の構成、および／または炉中の壁のまたはチャージの局所温度の測定を行う熱電対、および／または炎制御または監視目的（安全）のために光軸（“見通し線”）に沿った燃焼の分光測定を実行するセンサを特徴付けることを可能にする。
【０００４】
しかしながら、炉中に存在する温度センサは、数が少ないことから、時間の経過に対して炎特性のドリフトについての情報を常に提供することはできない。その配置、長さまたは位置にしがっていない炎を検出しないと、炉の耐火性壁が早く弱り、作られる製品の品質を低下させ、環境標準の限界を超える汚染物質を放出することになる。
【０００５】
工業炉でビデオカメラを使用して炉内部の光景をオペレータに提供することがある。視覚的情報の質は、それにもかかわらず、乱流によって炎が大きく変動する性質により、そして解釈の主観的特性により制限される。
【０００６】
商業的にコンピュータ化されたシステムがつい最近出現した。このシステムはビデオイメージの解析を通して炎の連続的な追跡を提供する。しかしながら、これらの炎特徴付与システムは先に言及した問題を解消することはできない。
【０００７】
米国特許第５２４９９５４号は、さまざまな電気化学発光フィールドと酸化剤／燃料流量率の比と相関するために、ニューラルネットワークとともに、炎の電気化学発光の解析をＣＣＤセンサにより行うことを説明している。ここで再度説明すると、このタイプの装置は時間の経過に対して炎の特性のドリフトについての情報を提供することができない。
【０００８】
米国特許第５９７１７４７号は燃焼を制御する自動化システムを説明しており、これはビデオカメラ、ニューラルネットワークによるイメージ処理、ファジー論理制御システムを実現する。光検出器、温度センサまたは圧力センサのような他のタイプのセンサと組み合わされる。このようなシステムは非常に複雑であり、壁を弱らせる問題、生産させる製品の品質を低下させる問題、時間の経過に対して炎の特性をドリフトさせることに関係する汚染物質の放射問題を解決することができない。
【０００９】
最後に、これらの既知の技術のいずれも炉の外での、例えばオープンエアでの炎の特徴付けおよび／または調整と適合しない。
【００１０】
例えば炉のチャージのような工業炉のシーンの時間的変動の特徴付けにおよび／または制御に適用することができる技術は何ら知られていない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、例えばバーナーのあるいは燃料および／または酸化剤供給の不適合操作、あるいは、炉のケースでは炉の耐火性壁の早期脆弱化を生じさせるかもしれず、すべてのケースでは作られる製品の品質を低下させ、および／または環境標準の限界を上回る汚染物質の放出につながるかもしれない操作を検出するように、炎のまたは工業炉中のシーンの幾何学的特性を追跡できるようにする方法および装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明にしたがうと、例えばカメラの助けにより得られる炎のイメージまたは炉中のシーンのイメージの“スライディング”統計処理が実行され、この処理はイメージの内容の早い変動を除去する。
【００１３】
イメージはスライディング時間間隔の途中で獲得され、この間隔の期間は特に統計処理が実行されるより速いまたは遅い速度のために可変である。
【００１４】
他の観点にしたがうと、本発明は炎のまたは炉中のシーンのイメージを処理する方法にも関係し、炎のまたはシーンのｎ個のイメージを獲得した後に、
（ａ）最後のｎ個のイメージの少なくとも１つの統計処理を実行し、
（ｂ）処理（ａ）が終了したときに、新しいイメージを獲得し、
（ｃ）ステップ（ａ）を反復することを特徴とする。
【００１５】
獲得されたイメージは統計処理のために記憶され、統計処理は獲得された、または記録された、またはスタック記憶された最後のｎ個のイメージのみを考慮する。新しいイメージの獲得は、最も早く獲得されたイメージの、イメージが記憶されているメモリからのまたはスタックからの削除を伴う。
【００１６】
好ましくは、統計処理は一連のイメージで実行され、
１．最後のイメージ処理（現在の瞬間）と最も早いイメージ処理との間のギャップは５秒と１０００秒の間であり、好ましくは２０秒と２００秒との間であり、２．および／または、一連のイメージに含まれ、統計結果の計算に関係しているイメージの数は５よりも大きく、好ましくは２５と１０００との間である。
【００１７】
本発明の他の観点にしたがうと、統計処理は一連のイメージ上で実行され、連続する２つのイメージ間のギャップは５秒と１０００秒の間、好ましくは２０秒と２００秒との間である。
【００１８】
実行される統計処理は時間の経過に対するイメージの分散の計算とすることができる。
【００１９】
この統計処理はスライディング時間間隔中に獲得される炎のまたはシーンのイメージのスライディング平均の計算ともすることができる。
【００２０】
この統計処理は、各イメージから、その瞬間的な変動のイメージを獲得できるようにする処理、あるいは炎のまたはシーンの変動の空間的なエンベロープを獲得できるようにする処理ともすることができる。
【００２１】
さらに、その強度があるしきい値よりも大きい獲得イメージの点を選択することもできる。
【００２２】
この方法はさらに、炎のまたはシーンの変動の空間的なエンベロープの輪郭を抽出するステップを含むことができる。
【００２３】
同様に、この方法はさらに、炎のまたはシーンの時間的変動のゾーンの輪郭を含むまたは含有する矩形および／またはこの輪郭の重心および／またはこの輪郭の領域および／またはこの輪郭の境界線の計算を決定するステップを含むことができる。
【００２４】
本発明にしたがったイメージを処理する方法は、炎の、あるいは燃焼の、あるいは燃焼またはシーンが生じている炉の、あるいは１つ以上のバーナーの物理的パラメータを調整するステップと組み合わせることができる。
【００２５】
特に、調整されるべきパラメータ（炎の幾何学的特性）と、実行されているパラメータとの間を識別することができる。
【００２６】
本発明は本発明にしたがった、特に先に説明したような方法を実現する装置にも関係する。
【００２７】
したがって、本発明は炎のまたは炉中のシーンのイメージを特徴付ける装置にも関係し、この装置はイメージのスライディング統計処理を実行する手段を備える。先に説明したように、このような処理は炎のまたはシーンの速い変動を除去できるようにする。
【００２８】
本発明は炎のまたは炉中のシーンのイメージを処理する装置にも関係し、この装置は、
時間の経過順に獲得された、炎のまたはシーンのｎ個のイメージを記憶する手段と、
最後のｎ個のイメージの少なくとも１つの統計処理を実行する手段と、
統計処理が終了したときに、付加的なイメージを記憶する手段とを備える。
【００２９】
本発明の特徴および効果は以下の説明の観点からさらに明らかになるであろう。この説明は制限のない説明により与えられる例示的な実施形態に適している一方で、添付図面を参照している。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明にしたがうと、“スライディング”統計処理がイメージに適用される。
【００３１】
この処理は図１（Ａ）に図示されているようなｎ個の連続イメージに適用される。期間Ｔｇのスライディング間隔が規定され、この中ではｎ個のイメージ、Ｉｍｇ（ｉ）、ｉ＝１，……，ｎが瞬間１，２，……，ｎでメモリに記録され、記憶される。
【００３２】
これらのｎ個のイメージは以下で説明する統計処理の１つのような統計処理にしたがって処理される。
【００３３】
瞬間ｎ＋１では、新しいイメージＩｍｇ（ｎ＋１）が記憶され、統計処理がイメージＩｍｇ（２），……，Ｉｍｇ（ｎ＋１）に適用される。イメージＩｍｇ（１）はメモリから、あるいは処理すべきイメージのスタックから削除される。
【００３４】
ｎ個のイメージは期間Ｔｇの間隔中に位置している。期間Ｔｇは予め定められた期間δｔのストライドで動く。
【００３５】
しかしながら、図１（Ｂ）に示されているように、瞬間ｎ＋１において、ｎ個のイメージの統計処理が終了していない場合には、イメージ獲得Ｉｍｇ（ｎ＋１）は生じない。
【００３６】
イメージＩｍｇ（１），……，Ｉｍｇ（ｎ）の統計処理が瞬間ｎ＋２で終了している場合には、イメージＩｍｇ（ｎ＋２）は記録され、統計処理がｎ個のイメージＩｍｇ（２），……，Ｉｍｇ（ｎ−１），Ｉｍｇ（ｎ），Ｉｍｇ（ｎ＋２）に適用される。
【００３７】
スライディング時間間隔は可変である（Ｔｇ１≠Ｔ’ｇ２）。
【００３８】
これは図３のフローチャートにより示されている。
【００３９】
最後のｎ個のイメージが統計的に処理される（ステップ１０）。統計処理が終了したか否かのチェックがなされる（ステップ１２）。
【００４０】
新しいイメージの獲得（ステップ１４）は、以前に獲得されたまたは記憶された最後のｎ個のイメージが処理されている場合に限りなされる。
【００４１】
さらに他の観点にしたがうと、２つの連続イメージの獲得間に最小時間間隔を課すことが望ましい場合がある。これはコンピュータが所要の時間ウィンドウに関して迅速に計算を実行する場合のケースである。
【００４２】
計算は回帰的に行われることが好ましい。すなわち、新しいイメージが獲得されるときに、アルゴリズムはスタック中のすべてのイメージを再計算する必要がない。新しいイメージからの寄与を考慮（付加）し、オーバーライトされる最も古いイメージからの寄与を除去するだけで十分である。
【００４３】
あるケースでは、例えば、振動燃焼のケースでは、燃焼サイクルと同期してイメージを選択すると利点がある。これは図２のケースであり、イメージは瞬間ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４で記録され、これらは例えば燃焼プロセスの特定の位相に対応し、例えば、燃料または酸化剤供給バルブの開放などの特定の状態に対応する。
【００４４】
図２のケースでは、上側部分は、バーナーに噴射される燃料の流量率Ｑの時間プロファイルを表している。このプロファイルは周期的（ここでは：シヌソイド的）であり、イメージ獲得は流量率Ｑがそのサイクルの予め定められた位相においてのみ生じる。他の例は振動燃焼の変動または周期的現象の他の任意のタイプに関係する。イメージ獲得はこの変動またはこの周期的現象と同期しており、この変動または周期的現象の予め定められた位相に対してのみ実行される。
【００４５】
ここで再度説明すると、図１（Ｂ）および図３に関して既に上記で説明しているように、新しいイメージを獲得する前に、最後のｎ個のイメージで実行される統計計算の終了を待つことが好ましい。
【００４６】
本発明にしたがって実現される統計処理はスライディングしており、これはｎ個のスライディングイメージのスタックにおいて実行されることを意味している。したがって、これは時間に対して止まらない。新しいイメージが獲得されたとき（例えば、図１（Ａ）中のイメージｎ＋１、あるいは図１（Ｂ）中のイメージｎ＋２）、これはスタックの最も古いイメージ（イメージ１）をオーバーライトする。したがって、アルゴリズムに対するメモリの割り当ては常にスタックされているイメージの数に対応しており、このスタックされているイメージに対して統計処理が適用される。
【００４７】
イメージの数ｎは計算を初期化するときにユーザにより選択される。
【００４８】
５より大きい数、例えば５または１０と１０００との間、例えば２０または２５に等しい、あるいは２５と１０００との間、あるいは２０または２５と２００との間、あるいはまた５０よりも大きい数は、ｎ個のイメージセットに対してビデオ雑音の十分な円滑効果を得ることができる。イメージ中のすべての変動は目に対する雑音として考えられる。結果として、炎の変動または炉中で見られるシーンの変動とともに、イメージの背景も円滑化される。
【００４９】
イメージを選択するのに採用される時間間隔Ｔｇは１０秒と１０００秒との間が好ましい。１０秒近辺の期間が乱流の性質によく適合する。乱流は炎中にまたは炉中に現れ、乱流は１０秒よりも短い期間を有する。間隔の上限（１０００秒近辺、あるいは１０分以上）は、この期間に獲得されたイメージの統計処理から得られる情報が、進行中の燃焼プロセスに関して、観察者に依然として意味があるように、あるいはこのプロセスに関して余りにも遅延して観察者に到達しないように選択される。
【００５０】
図１Ｂおよび図３に関して上記に説明したことから、この時間間隔Ｔｇは可変にすることができる。したがって、図１Ｂでは、Ｔ’ｇ２はＴｇ１とは異なる。一般的に、この間隔の長さは統計処理に関して獲得されるべきイメージ数ｎとともに、統計処理を実行するコンピュータの計算速度に依存する。ユーザは何らかの統計計算が実行される前にＴｇに対する（概算）期間を規定することができる。しかしながら、実際の獲得は現実にはｔｇにちょうど等しい期間に対して生じない。獲得の期間は、新しい獲得が実行されるべき瞬間に統計計算が終了されていないときより長いあるいはわずかに長いかもしれない。
【００５１】
図４は例示的な瞬間イメージＩｍｇを表している。
【００５２】
炉の壁２０とバーナー２２が、燃料と酸化剤の噴射用のそのさまざまなオリフィスとともにそこに見られる。
【００５３】
ｎ個のイメージにおける第１の例示的な統計処理はこれらのｎ個のイメージにおける分散計算である。イメージが獲得され、その各ピクセルまたはゾーンはすべてのイメージにおけるピクセルまたは対応するゾーンに対する分散計算の結果である。このイメージ上の大きな強度値は強度変動が大きいゾーンに対応する。小さい値は変動が小さいゾーンに対応する。
【００５４】
分散はイメージのシーケンスの平均イメージと瞬間的なイメージとの差として規定される。ｎ個のイメージのスタックに対して、（Ｖで表される）分散は例えば次式で表され、ｘ￣はスタックの平均イメージであり、ｘは瞬間的なイメージである。
【数１】
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【００５５】
イメージがすべて同一である場合、言い換えれば１つのイメージから他のイメージへの動きがない場合には分散はゼロになる傾向がある。実際、そうすると平均化イメージと瞬間的なイメージとの差はまったくない。本発明では、分散は炎の変動についての情報を提供する。
【００５６】
標準偏差イメージは、Ｌ．Ａｕｄｏｕｉｎ、Ｇ．Ｋｏｌｂ氏ら（１９９５年）の文献“ビデオ記録のイメージ処理により得られる浮遊プール火の平均中心温度”（Ｌａｂｏｒａｔｏｉｒｅ ｄｅ ｃｏｍｕｓｔｉｏｎ ｓｔ ｄｅ ｄｅｔｏｎｉｑｕｅ ［燃焼および爆発理論のための研究所］ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｅ ｄｅ Ｐｏｉｔｉｅｒｓ）において次式のように規定されており、ここで、Ｉはそれぞれの瞬間的なイメージに対する各ピクセルのグレーレベルである。分散は標準偏差の２乗である。
【数２】
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【００５７】
ｎ個のイメージにおける第２の例示的な統計処理はスライディング平均処理（あるいは“ランニング平均”）であり、本発明のフレームワークで適用することができる。
【００５８】
スライディング平均計算は炎のあるいは炉中のシーンの変動のエンベロープ用のアルゴリズムに対して使用され、カラー比の計算のためにも使用することができる。これは例えば１／２スケールのイメージ（３８４＊２８８ピクセル）に実行されるマトリックスの逐次加算の演算である。
【００５９】
アルゴリズムに対する数学的な表現は次のようであり、ここで、ｔ＋１はイメージｉ＋１の獲得の瞬間であり、ｔはイメージｉの獲得の瞬間であり、ｘｉ＋１は新しく獲得されたイメージｉ＋１を表し、ｘ１はいわゆるスタックの最も古いイメージ１を表し、このイメージはスタックに入る新しいイメージによりオーバーライトされる。
【数３】
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【００６０】
すべての初期イメージから平均を再計算しなければならないことはなく、それぞれ新しい獲得後に量（ｘｉ＋１−ｘ１）／Ｎの付加が必要なだけであるという意味でこのアルゴリズムは回帰的である。
【００６１】
図５は６０イメージ対して平均化された平均を表している。この図はイメージの静的なゾーン２０を示しており、これらのゾーンは耐火性壁である。参照２２はバーナーのアウトレットを示しており、参照２４は炎の平滑化イメージを示している。一般的に、工業炉で獲得されるイメージ（例えば、炎のイメージまたは炉中のバスのイメージ）では、静的ゾーンは耐火性壁であり、変動ゾーンは乱流炎および／またはおそらくチャージ（ガラスのバス、融解金属のバスなど）である。スライディング平均による処理は情報平滑化効果をもたらし、したがって炎のまたは見られているシーンの変動のゾーンを抑制する傾向がある。
【００６２】
ビデオ獲得電子装置による雑音の処理時間に関係なく、結果として得られるイメージは良質なものである。
【００６３】
この結果として得られるイメージは後続計算に対して選択されるべきしきい値の決定をさらに容易にするために使用される。特に、強度の値すなわち壁（図５のゾーン２０）における最大強度値を決定することができる。
【００６４】
第３の処理例または処理アルゴリズムはイメージ毎の炎の変動を追跡することができる。この例は実際に後の計算のために中間的な結果を得ることができる。
【００６５】
この処理にしたがうと、スライディング平均Ａｖｇのイメージが計算され、スタックの瞬間的なイメージのそれぞれから減算される。次に結果的なイメージのそれぞれの絶対値イメージはユーザにより選択されたしきい値にしたがって２値化される。
【００６６】
最後に、統計処理が終了したか否かのチェックが行われる。終了していない場合には、前にステップに戻ることにより完了し、終了している場合には、新しいイメージが獲得される。
【００６７】
ランク１のイメージはその後にオーバーライトまたはスタックから削除され、ランク２のイメージにより置換される。同様に、１とｎとの間のすべてのｉに対して、ランクｉ＋１のイメージはランクｉのイメージを置換する。新しい平均がこのようにして得られた新しい最後のｎ個のイメージに対して計算される。
【００６８】
それぞれの瞬間的なイメージから平均を減算することは炎の静的なエンベロープを除去する。これはその瞬間的な変動のみを残す。このアルゴリズムに対する簡単な数学的表現は次の通りであり：
Ｂｉｎ（Ａｂｓ（Ｉｍ（ｉ）−Ａｖｇ）、しきい値）
ここで、Ｉｍ（ｉ）は瞬間ｉにおいて獲得された瞬間的なイメージであり、Ａｖｇは最後のｎ個のイメージに対する平均であり、Ａｂｓは絶対値計算の演算であり、Ｂｉｎはユーザにより選択された強度しきい値に関して実行される２値化演算である（その強度がこのしきい値を超えるか、このしきい値に等しいＡｂｓ（Ｉｍ（ｉ）−Ａｖｇ）のピクセルは１にセットされ、これより下のものは０にセットされる）。
【００６９】
（瞬間的な炎エンベロープとしても呼ばれる）得られた例示的イメージは図６で表されている。
【００７０】
このイメージは炎の点別異常状態（その形状のドリフトまたは変化）を検出するのを助ける。
【００７１】
この第３のアルゴリズムは炎の強度が時間に対して変動しているゾーンを強調することができる。このアルゴリズムは炎の強度が一定であるゾーンを除去し、炎の端を目立たせることも可能である。
【００７２】
第４および第５のアルゴリズムは炎の変動のエンベロープを検出できる。
【００７３】
第４のアルゴリズムは上記の第３の例示的な処理を実現する。このアルゴリズムは結果として得られるイメージから背景雑音を減算するために基準イメージとしてスライディング平均を使用する。シーケンスの各イメージに対して、イメージと一連の平均イメージとの差の絶対値が計算される。この結果的なイメージは任意のしきい値に関して２値化され、そして一連の他のイメージと平均化される。
【００７４】
統計処理が終了したか否かのチェックが行われる。終了していない場合には、前のステップに戻ることにより完了する。終了している場合には、新しいイメージが獲得される。ランク１のイメージはオーバーライトされるかあるいはスタックから削除され、ランク２のイメージで置換される。同様に、１とｎとの間の各ランク毎について、イメージｉ＋１はイメージｉを置換する。新しい平均が計算される。
【００７５】
炎エンベロープを計算するアルゴリズムについての式は以下の式：
炎エンベロープ１＝
Ａｖｇ（Ｂｉｎ（Ａｂｓ（Ｉｍｇ（ｉ）−Ａｖｇ）、しきい値））
により要約することができる。
【００７６】
ここで、Ａｖｇは上記（第２の例示的な処理）で既に説明したようにスライディング平均（“ランニング平均”）である。
Ｂｉｎはユーザにより規定されるしきい値（この値を超えるあるいはこの値に等しい強度を持つＡｂｓ（Ｉｍｇ（ｉ）−Ａｖｇ）のピクセルは１にセットされ、この値より下の強度を持つピクセルは０にセットされる）にしたがった２値化演算である。
Ｉｍ（ｉ）はイメージのスタックのそれぞれの瞬間的なイメージを表している。
【００７７】
しきい値の選択は開始イメージ（最後のｎ個のイメージの平均イメージ）のグレーレベルの値に依存する。これらの値は背景雑音を前景炎から分離することができる。したがって、しきい値はこの値を超える振幅を持つ変動のゾーンを識別することができる。ユーザにより規定されるこのしきい値は、静的ゾーン中のビデオ雑音により生じる低強度の変動をすべて除去することができる。したがって、しきい値より大きな強度の変動ゾーンのみが結果的として得られるイメージで見ることができる。
【００７８】
この第４のアルゴリズムを通して得られる例示的なイメージが図７に提供されている。
【００７９】
第５のアルゴリズムは瞬間的なイメージとスタック中でそれに先行するイメージとの差の絶対値を計算することにある。２つの連続するイメージの減算は２つの瞬間の間に変化したものを強調することができる。結果として得られるイメージは任意のしきい値にしたがって２値イメージに変換される。その後に（スライディング平均により）スタックの他のイメージと平均化される。
【００８０】
統計処理が終了したか否かのチェックが行われる。終了していない場合には、前のステップに戻って完了する。終了している場合には、新しいイメージが獲得される。ランク１のイメージはオーバーライトされるか、あるいはスタックから削除され、ランク２のイメージにより置換される。同様に、ｉのすべての値について、イメージｉ＋１はイメージｉを置換する。新しい平均が計算される。
【００８１】
第５のアルゴリズムは以下のように：
炎エンベロープ２＝
Ａｖｇ（Ｂｉｎ（Ａｂｓ（Ｉｍｇ（ｉ）−Ｉｍｇ（ｉ−１））、しきい値））
として数学的に表現される。
【００８２】
ここで、Ａｖｇはスライディング平均である。
Ｂｉｎは任意のしきい値（この値を超えるあるいはこの値に等しい強度を持つＡｂｓ（Ｉｍｇ（ｉ）−Ｉｍｇ（ｉ−１））のピクセルは１にセットされ、この値より下の強度を持つピクセルは０にセットされる）にしたがった２値化演算である。
Ｉｍ（ｉ）は獲得スタックのそれぞれの瞬間的なイメージを表している。
Ｉｍｇ（ｉ）とＩｍｇ（ｉ−１）は獲得スタックの２つの連続するイメージである。
【００８３】
図８は“炎エンベロープ２”アルゴリズムの結果を示している。
【００８４】
図７および図８のイメージは、６０イメージのスタックにアルゴリズムを実行することにより得られる例である。両ケースでは、炉の静的な壁はイメージから消失されている。炉の静的な壁は黒に色付けされ、炎の輪郭は平滑化されている。
【００８５】
第４のアルゴリズムに対して、結果として得られるイメージは炎の最速変化にもはや感応的ではない。
【００８６】
第４のアルゴリズムと第５のアルゴリズムとの差は、第４のアルゴリズムはスタックの最後のｎ個のイメージの寄与により影響を受ける一方で、第５のアルゴリズムはさらに瞬間的な結果であることである。
【００８７】
平均を減算することにより、第４のアルゴリズムは炎の一定部分（図７における炎の中心で黒に色つけされている）を強調する。したがって、炎の変動端もこの結果として得られるイメージでさらによく目立つ。第５のアルゴリズムの情報はさらに瞬間的である。
【００８８】
第６の例示的な計算またはアルゴリズムは第７のアルゴリズムより前の“瞬間的な間欠”の計算である。最初のイメージに適用されるこのような計算は、ソフトウェアのユーザにより選択される他のしきい値に基づく。選択された値を超える各ピクセルは１にセットされ（イメージ中の白）、予め定められたしきい値より下のピクセルは０にセットされる（イメージ中の黒）。
【００８９】
このアルゴリズムは以下のように：
瞬間的な間欠＝Ｂｉｎ（Ｉｍ（ｉ）、しきい値）
として数学的に書かれる。
【００９０】
瞬間的な間欠イメージは２値イメージであり、これはユーザによる固定しきい値を超える確率についての情報を提供する（ｐ＝０％＝黒、またはｐ＝１００％＝白）。結果的に、選択されるしきい値はイメージ中の炎の存在を決定する。２値イメージは炎の位置において白であり、ピクセルがしきい値を超えない場合には黒であり、２値イメージのピクセル値は０または１である。
【００９１】
炎イメージのグレーレベル値のヒストグラムはユーザがしきい値を選択するのを助けることができる。しきい値は一般的に壁の最大強度より上にある。図９は炉中で獲得されるイメージの一般的なヒストグラムを表している。
【００９２】
“平均間欠”の計算を実行することができ（第７の例示的な計算またはアルゴリズム）、これは瞬間的な間欠の時間に対するスライディング平均である。したがって、イメージのピクセルは０から２５５まで変化し、それらのグレーレベル（あるいは強度）はスライディングウィンドウの時間間隔中に選択されたしきい値を超える確率を表す。
【００９３】
壁の輝度より大きい輝度のしきい値を超える確率のイメージは図１０に示されているようにイメージ中の炎の存在および実際の位置を強調することができる。
【００９４】
このアルゴリズムに対する数学的な式は次のようであり：
Ａｖｇ（Ｂｉｎ（Ｉｍ（ｉ））、しきい値）
ここで、Ａｖｇはスライディング平均である。
Ｂｉｎは任意のしきい値にしたがった瞬間的なイメージＩｍ（ｉ）の２値化演算であり：Ｉｍ（ｉ）のピクセルはその強度がしきい値よりも小さい（または大きい）とき０に（または１に）セットされる。
【００９５】
第３ないし第７のアルゴリズムの１つにしたがったしきい値の使用は壁のイメージおよび輝度から雑音を除去し、炎の輪郭を抽出するのに有用である。このタイプのアルゴリズムにはいくつかの制限がある。特に、背景よりも明るい場合にのみこのように炎を特徴付けることができる。しかしながら、工業サイトではいつもこのようなケースではなく、特に、その理由は耐火性壁の放射に対していくつかの炎が低い輝度を持つことによる。結果として得られるイメージはしきい値の選択に依存するが、これはこの依存性の体系的観点により補償され、この依存性は時間に対して結果的に得られるイメージの比較を可能にする。
【００９６】
第４、第５および第７のアルゴリズムは関数Ａｖｇ（Ｂｉｎ（＿、しきい値））を実現し、引数はそれぞれＡｂｓ（Ｉｍｇ（ｉ）−Ａｖｇ）（第４のアルゴリズム）、Ａｂｓ（Ｉｍｇ（ｉ）−Ｉｍｇ（ｉ−１））（第５のアルゴリズム）およびＡｂｓ（Ｉｍｇ（ｉ））（第７のアルゴリズム）である。
【００９７】
結果として、本発明の他の規定にしたがうと、実現される統計処理は、
引数イメージからの、しきい値に対する、２値イメージの計算を含み、その強度がしきい値より小さい（あるいは大きいまたは等しい）場合に、この引数イメージのピクセルは２値化演算により０（または１）にセットされ、
このようにして得られる２値イメージの平均の計算を含む。
【００９８】
引数イメージは例えば上記に示された３つのイメージタイプ、Ａｂｓ（Ｉｍｇ（ｉ）−Ａｖｇ）、Ａｂｓ（Ｉｍｇ（ｉ）−Ｉｍｇ（ｉ−１））、またはＡｂｓ（Ｉｍｇ（ｉ））の１つとすることができる。
【００９９】
オペレータによる解釈がより簡単なイメージの表示としての簡単な使用を超えて、第４または第５のアルゴリズムの１つにより得られた炎の変動のエンベロープ、あるいは瞬間的なまたは平均的な間欠のイメージ（第６および第７のアルゴリズム）を使用して、炎の境界線、領域、長さのような量的な幾何学パラメータを抽出してもよい。イメージ処理により、例えば、輪郭抽出により、さもなければ“輪郭セグメント化”により、対象（ここでは炎）を検出する方法に適用することができる。
【０１００】
例示的な輪郭抽出にしたがうと、イメージはユーザにより選択されたグレーレベルに対して最初に２値化される。例えば、値１または０は、このピクセルが炎の一部を形成すると考えられるか、あるいは炎の一部を形成しないと考えられるかに基づいて、イメージの各ピクセルに割り当てられる。次に、イメージはより広いピクセルにより広げられる。元のイメージが１つのピクセルにより広げられたイメージから減算される。この減算の結果は１つ以上の連続的な輪郭、１つのピクセル密集部である。最後に、これまたはこれらの輪郭は、２つのイメージを加算することにより結果的なイメージ（例えば、“炎エンベロープ１”または“炎エンベロープ２”）上にオーバーレイされる。
【０１０１】
図１１は炎を含む矩形による例示的な輪郭抽出を示している。矩形を含む座標（ｘｍｉｎ、ｘｍａｘ、ｙｍｉｎ、ｙｍａｘ）および／または、重心もしくは輪郭の領域もしくはその境界線のような他の１つ以上のパラメータが計算され、表示される。結果がファイルまたはメモリ領域に送られ、時間に対する炎の特性を保存および追跡できるようになる。
【０１０２】
この解析は非常に多くの量的な幾何学パラメータを提供する。これらはニューラルネットワークのような最新制御システムとダイナミックにリンクされてもよい。これらは炎のオンライン制御に対する補足的な入力として使用されてもよい。
【０１０３】
これらの炎輪郭パラメータの追跡は炉のおよび／または燃焼のおよび／または１つ以上のバーナーのパラメータの１つまたはいくつかのタイプの最適設定を維持するために使用されてもよい。例えば以下の１つ以上のパラメータである。
【０１０４】
１．噴霧流体の圧力
液体燃料に関して動作するバーナーのケースでは、炎エンベロープパラメータ、特に炎の根の位置を使用して噴霧条件、特に流量率および／または圧力を調整することができる。低すぎる圧力は通常、長すぎる炎となり、炎の根はインジェクタからかなり遠くである。
【０１０５】
２．炎のステージング度
燃料または酸化剤のいくらかが２次インジェクタに流用できるバーナーについて、炎の輪郭を使用してステージング度を調整し（２次インジェクタに向けられるべき燃料または酸化剤の割合）、炎の長さおよび量を最適化することができる。特に、炎が熱チャージ（ガラスのバス、金属製品）にまたは耐火性壁に近づき過ぎている状況を避けようと努めることができる。ステージング度の調整を使用して汚染物質の放出を最小化してもよい。
【０１０６】
３．燃料および酸化剤の流量率
燃料および酸化剤の流量率とともに、酸化剤／燃料流量率の比を使用して、正しい炎エンベロープを維持してもよい。特に、理論比よりも小さい酸化剤／燃料流量率の比は一般的に過度に長い炎になり、バーナーの公称出力に対して小さすぎる総流量率（酸化剤＋燃料）は炉の天井に向けて炎を上昇させる。
【０１０７】
４．隣接バーナーの出力および運動量
いくつかのバーナーを使用するケースでは、イメージ処理システムを使用していくつかの炎のエンベロープを同時に追跡してもよく、このシステムは隣接バーナーの炎間の望まない相互作用を診断または識別することができる。炎エンベロープに関する情報を使用して、これらの望ましくない相互作用（流体の運動量が質量流量率とこの流体の速度との積に等しい）を避けるような方法で、各バーナーの噴射の位置、噴射のモード、および流体の運動量（質量流量率および流体の速度）を最適化することができる。これらの条件は特にガラス炉に関係し、そしていくつかの金属炉（再熱炉）にも関係する。
【０１０８】
５．バーナーに導入される廃棄物の割合
廃棄物が従来の燃料とともに焼却される燃焼のケースでは、イメージ処理システムを使用して、炎の根の形状および／または位置に、ともに焼却される廃棄物の割合を従わせてもよい。これは例えばセメント工場の炉（キルン）におけるケースであり、廃棄物により与えられるエネルギの割合を最大にすることが望ましい一方で、満足な燃料特性（安定な炎、バーナーの直下流の炎の根）に適合しなければならない。
【０１０９】
６．バーナーにより導入される総酸化剤の割合
酸化剤を異なる酸素濃度に関連付けるバーナーのケース（例えば、空気と酸素、リサイクルされた煙と酸素など）では、許容可能な領域内に炎の長さを維持するような方法で、炎の輪郭を使用して２つの酸化剤の比を調整してもよい。特に、酸化剤中の酸素の全体含有量を増加させると、一般的に炎の長さが短くなる。
【０１１０】
７．炉の圧力
バーナー近くの空気入口の存在は炎の方向および形状に関して重要な結果を有する。炎のエンベロープに関する情報は、おそらく、他のセンサから生じる情報と組み合わされて、炉の空気入口を制御するパラメータを従わせる。このパラメータは、炉内部の圧力に作用するように、煙排気ダクト中のゲートの位置であってもよい。バーナー周りの漏れ止めを向上させる目的のメインテナンス作業を通して空気の流入に作用することもできる。炎のエンベロープの位置における変動は実際、炉への望まない空気の流入が存在するサインである。
【０１１１】
８．バーナーの酸化剤供給と燃料供給の振動の周波数
振動燃焼を可能にするバルブを使用するケースでは、イメージ獲得はバルブの位相と同期させることができ、イメージ解析は燃料／酸化剤混合の振動のさまざまな位相に対して炎におけるあるいは炎のエンベロープにおける統計処理を可能にすることができる。本発明にしたがったイメージ処理は振動サイクルの各位相に対して、炎のエンベロープが許容可能な特性を維持することをチェックすることができる。例えば温度および煙組成の他のセンサと組み合わせた、ビデオ解析を通した制御は、汚染物質の放出を最小にする一方で、プロセスと互換性のある炎エンベロープを維持するように、振動の周波数および／または振幅の最適化を可能にする。
【０１１２】
図１２は工業炉４０において本発明を実現した装置の例を表している。
【０１１３】
この例は炎を見ることに関して提供されている。これは炉中のチャージを観察することにも等しく適用する。
【０１１４】
バーナー４２は炎４４とともに概略的に表されている。
【０１１５】
１つ以上のカメラ４６のようなイメージ獲得手段は、炎４４のイメージを獲得できるようにする。これらのイメージはイメージをデジタル化する装置またはカード４８により処理される。
【０１１６】
工業炉で使用されるビデオカメラは、可視、紫外線または赤外線で動作することができる。炎と耐火性壁との間のコントラストを増加させるために、これらのカメラには干渉フィルタが備えられてもよい（紫外線では、ＯＨラジカルの放出を強調するために３１０ｎｍ辺りを中心とするフィルタ、可視では、ＣＨラジカルのために４３１ｎｍ辺り、Ｃ２ラジカルのために５１６ｎｍ辺り、ナトリウムの放出のために５８９ｎｍ辺りを中心とするフィルタ、フィルタの通過帯域は１０および２０ｎｍの間である）。
【０１１７】
デジタル化イメージは計算手段５０に送信され、この計算手段５０は本質的に中央処理ユニット６０、ディスプレイおよびビューイング手段６９、キーボード７２およびマウス６１のような制御周辺装置を備えている。スクリーン６９上に表示されるページのゾーンまたはフィールドを選択する他の手段も使用され、例えばスクリーンを触ることにより選択を可能とする任意の手段が使用される。
【０１１８】
振動燃料のケースでは、付加的なデータ項目が計算システム５０に導入され、これは振動周期信号を表すデジタル信号である。
【０１１９】
図１３に図示されているように、中央処理ユニット６０自体はマイクロプロセッサ６２、ＲＡＭおよびＲＯＭメモリアセンブリ６４、ハードディスク６６を備え、ハードディスク６６は情報記憶機能も有し、これらすべての構成要素はバス６８に結合されている。
【０１２０】
スクリーン６９は１つ以上の（統計処理前の）生イメージまたは統計処理後に得られるイメージを見ることができるようにする。図１２では、スクリーン６９は瞬間的なイメージ６９−１、平均間欠イメージ６９−２、炎エンベロープイメージ６９−３および輪郭イメージ６９−４で表されている。
【０１２１】
本発明にしたがって統計処理を実現する命令は計算システムのメモリ手段６４、６６に記憶される。
【０１２２】
手段、例えばマウスの助けで動くメニューまたはカーソルはユーザが実行されるべき統計処理（例えば、上記で説明した第１ないし第７の処理またはアルゴリズムの１つ）を選択できるようにする。ユーザはこれらの処理のいくつかを並列に実行することを選択することもできる。
【０１２３】
同一の手段または同じタイプの手段はまた、ユーザがスライディング統計処理を実行するために獲得すべきイメージ数ｎを、および／またはスライディング時間間隔の正確なまたは近似の期間を選択する可能性を提供する。
【０１２４】
同一の手段または同じタイプの手段はまた、先に説明したアルゴリズムの１つまたは他のものを実現するために、１つ以上のしきい値を選択する可能性を提供する。
【０１２５】
同一の手段または同じタイプの手段はまた、先に言及したＡｖｇ（Ｂｉｎ（＿、しきい値））関数を実現する統計処理のために１つ以上の引数イメージを選択する可能性を提供する。
【０１２６】
カメラ４６およびデジタル化カード４８の助けで獲得された生イメージは中央処理ユニット６０のメモリ領域に記憶される。獲得された最後のｎ個のイメージのセットまたはスタック、あるいは選択されたスライディング間隔の期間に対して獲得されたイメージのセットまたはスタックは、実際、このメモリ領域に記憶される。
【０１２７】
同様にメモリ領域に記憶されるものは、スライディング平均Ａｖｇにより得られる最後のｎ個のイメージ、またはこれら最後のｎ個の平均イメージのスタック、または獲得の途中に変化したイメージの他のスタックである（例えば、Ａｂｓ（Ｉｍｇ（ｉ）−Ｉｍｇ（ｉ−１））の結果のスタック）。
【０１２８】
表示の方法はまた、スクリーン６９上に表示されているイメージの部分またはゾーンに対応する炎の強度をオペレータに示す。
【０１２９】
この機能は、例えばカーソルの助けによりイメージの部分またはゾーンを選択する手段により、そして、例えばイメージの特定フィールドにおけるイメージ上に、選択されたゾーンの強度を表示する手段により構成される。
【０１３０】
ユーザは、例えばスクリーンの特定フィールドを選択することにより、このような情報に関するしきい値をセットすることができる。
【０１３１】
輪郭表示モード（図１１および図１２中のイメージ６９−４）では、輪郭フレームの座標の量的値、そしておそらくは重心、および／または輪郭の領域、および／またはこの輪郭の境界線のような計算された値も表示される。
【０１３２】
本発明にしたがった方法を構成するプログラムの命令は計算システム５０のメモリ領域に記憶される。これらの命令は例えば媒体からインストールされる。媒体はこのシステムにより読み取ることができ、媒体上に命令が記録される。このような媒体は例えばハードディスク、ＲＯＭリードオンリーメモリ、光コンパクトディスク、ＤＲＡＭダイナミックランダムアクセスメモリまたは他の任意タイプのＲＡＭメモリ、磁気または光記憶素子、レジスタ、あるいは他の揮発性および／または不揮発性メモリとすることができる。
【０１３３】
この装置を使用して瞬間的なイメージまたは統計処理から得られるイメージを見ることができる。この情報は燃焼を監視および理解する際に既に大きな有用性がある。
【０１３４】
この情報から、炎のまたは（いくつかのバーナーの場合には）複数の炎の位置または配置を特徴付ける１つ以上のパラメータを制御するために、オペレータはおそらく炉またはバーナーを制御するパラメータ（例えば出力および／または理論比など）に基づいて行動するであろう。
【０１３５】
これは上記で既に言及したパラメータ１ないし８の１つであってもよい。
【０１３６】
図１２に図示されているように、装置はさらにパラメータ、例えば先に言及したパラメータ１ないし８の１つ以上を調整する手段５２をさらに備えることができる。この調整は例えば統計処理により得られるイメージの解析、例えばニューラル処理および／またはファジー論理制御を実現する解析に基づいて実行されてもよい。コマンド５２は例えば燃料または酸化剤供給バルブの開放を調整できるようにする。
【０１３７】
本発明にしたがった装置の他の例示的な使用にしたがうと、デジタル化により得られるイメージをビデオカセット７４に記憶させてもよく（図１４参照）、これはビデオレコーダ７６により読み取られる。デジタル化後に、既に上述したような計算システム５０上で見てもよい。燃料のまたは炎の解析が後に研究室で実行されてもよい。
【０１３８】
それぞれの生ビデオイメージは３色または３チャネル、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の組み合わせから生じる。いくつかのケースでは、１つのチャネルのみを採用することが有効かもしれない。例えば、いくつかのケースでは、Ｒチャネルが十分に飽和され、Ｂチャネルは少しだけ寄与し、Ｇチャネルが最も“バランス”される。したがって、Ｇチャネルのみが選択される。
【０１３９】
（瞬間的なまたは統計処理により得られる）イメージの各タイプに対して、したがって装置は、色Ｒ、Ｇ、Ｂの１つのみで、または３色のうちの２つでイメージを表示することを選択する手段を備えることができる。これらの手段（例えばユーザがカーソルで１つ以上のフィールドを選択するメニュー）は、各所定タイプのイメージについて、イメージ中のこれらの色のうちの２つの比の表現を選択できるようにする。
【０１４０】
イメージは８ビット（したがって２５６強度レベル）にコード化される。
【０１４１】
関数Ａｖｇが２値化イメージに適用されるアルゴリズムのケースでは、各ピクセルは他のイメージの対応するピクセルで平均化される。これは、各ピクセルについて、０と１との間の強度値となる。これは次に２５５だけ乗算することによりフルスケールに（２５６強度レベルに）再変換される。
【０１４２】
この説明で示され、しきい値の選択に関係するすべてのイメージ処理は、このしきい値のために、任意でありまたはバイアスされる。しかしながら、この任意の特性は時間の経過に対して一定であり、スライディング間隔Ｔｇのｎ個のすべてのイメージに対して、あるいは最後のｎ個のすべてのイメージに対して同じである。
【０１４３】
本発明にしたがったイメージの処理は扱いにくいものではなく、ニューラル処理が各イメージに適用されるＵＳ５９７１７４７で説明されているシステムよりもコンピュータ能力に依存する。本発明にしたがうと、スライディング統計処理がイメージに適用され、ＵＳ５９７１７４７で説明されているようなニューラル処理は必要ない。このようなニューラル処理は調整ループに代わるだけであり、あるとすれば上述したループ５２のようなものである（図１２）。
【０１４４】
本発明は炎のまたは炉中の燃焼の観察および制御に適用されるが、野外を含む他の任意のタイプの工業環境にも適用される。
【０１４５】
説明した発明および統計処理は炉中のシーンの、例えば炉中に存在するチャージ（ガラスのバスの表面上に浮いている塊、溶解炉中で溶解されていない物質の存在の境界を示すライン、金属炉中のビレットの軌跡の空間的なエンベロープなど）の変動を特徴付けることができるようにもする。上述したアルゴリズムの任意の１つを適用してもよく、炎のケースについて説明したものと同じ効果がある。特に、輪郭抽出機能を炉中のチャージの変動ゾーンに適用して、既に上述したような配置パラメータ（輪郭の境界線、および／または重心、および／または輪郭の領域）をそれから導き出すことが可能であり、おそらくバスの調整（その温度またはチャージによるその供給）またはビレットの軌跡の調整をすることができる。
【０１４６】
本発明は炉中で、時間変動性質を持つ任意の構成要素または環境の輝度とは異なる輝度の任意の構成要素を見ることができるようにする。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、本発明にしたがったイメージ獲得のための時間チャートを表している。
【図２】
図２は、本発明にしたがったイメージ獲得のための時間チャートを表している。
【図３】
図３は、本発明にしたがった統計処理の観点を表すフローチャートである。
【図４】
図４は、炎の瞬間的なイメージを表している。
【図５】
図５は、いくつかの瞬間的なイメージのスライディング平均を表している。
【図６】
図６は、瞬間的な炎エンベロープを表している。
【図７】
図７は、本発明にしたがったイメージ処理を通して得られるイメージを表している。
【図８】
図８は、本発明にしたがったイメージ処理を通して得られるイメージを表している。
【図９】
図９は、イメージの強度レベルのヒストグラムである。
【図１０】
図１０は、本発明にしたがったイメージ処理を通して得られるイメージを表している。
【図１１】
図１１は、本発明にしたがったイメージ処理を通して得られるイメージを表している。
【図１２】
図１２は、本発明にしたがった装置の概略図である。
【図１３】
図１３は、計算システムのさまざまな構成部品を表している。
【図１４】
図１４は、本発明にしたがった装置の概略図である。
【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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【国際公開パンフレット】
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2004510236.tif 000021
2004510236.tif 000022
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【国際調査報告】
2004510236.tif 000058
2004510236.tif 000059
2004510236.tif 000060
2004510236.tif 000061