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水位検出システム、水位検出方法、及びプログラム

国内特許コード P07P005757
掲載日 2007年9月14日
出願番号 特願2006-049247
公開番号 特開2007-226681
登録番号 特許第4677561号
出願日 平成18年2月24日(2006.2.24)
公開日 平成19年9月6日(2007.9.6)
登録日 平成23年2月10日(2011.2.10)
発明者
  • 岩橋 政宏
  • 今井 裕二
出願人
  • 国立大学法人長岡技術科学大学
発明の名称 水位検出システム、水位検出方法、及びプログラム
発明の概要

【課題】水中にいかなる物体をも設置することなく、河川等を被写体とする映像信号のみから流水領域を検出できるようにする。
【解決手段】固定カメラCMを用いて撮影された流水領域及び非流水領域が含まれる映像を複数フレームにわたって加算するフレーム加算部2と、加算された映像にウェーブレット変換を施すウェーブレット変換部3と、ウェーブレット変換により得られた特徴量に基づいて、流水領域の画素であるか又は非流水領域の画素であるかを画素毎に推定する最尤推定部4と、その推定結果に基づいて流水領域及び非流水領域に分割する領域分割部5とを備え、水中にいかなる物体をも設置することなく、河川等を被写体とする映像信号のみから流水領域を検出できるようにする。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


河川の氾濫による水害を事前に察知して水防活動に役立てるために、河川敷の各所に水位計や監視カメラを設置し、それらにより得られるデータを一箇所に集約するシステムが、国土交通省が設置するテレメータをはじめとして多数実現されている。また、傾斜模様が描かれた量水板を河川中に設置し、その量水板を含む画像を取り込んで画像処理を行うことで、水位計を設置せずに河川映像から河川の水位を検出する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。




【特許文献1】特開平9-161076号公報

産業上の利用分野


本発明は、水位検出システム、水位検出方法、及びプログラムに関し、詳しくは、撮影して得られる映像信号に基づく河川等の水位検出技術に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
固定カメラを用いて撮影された映像に基づいて水位を検出する水位検出システムであって、
固定カメラを用いて撮影された流水領域及び非流水領域が含まれる映像が供給され、供給された映像を時間方向に積分する積分手段と、
上記積分手段により得られた映像にウェーブレット変換を施す変換手段と、
上記変換手段でのウェーブレット変換により得られた特徴量に基づいて、上記流水領域の画素であるか又は上記非流水領域の画素であるかを画素毎に推定する推定手段と、
上記推定手段での推定結果に基づいて、映像内領域を上記流水領域及び上記非流水領域に分割することによって水位を検出する領域分割手段とを備え、
上記領域分割手段は、上記流水領域と推定された画素又は上記非流水領域と推定された画素を対象画素として、当該対象画素数を上記流水領域と非流水領域との境界が伸びる方向に関して積算し、さらに得られた対象画素数の分布から境界画素数を決定し、当該境界画素数をしきい値として上記得られた対象画素数に基づき上記流水領域及び上記非流水領域に分割することによって上記流水領域と上記非流水領域との境界を水位として検出することを特徴とする水位検出システム。

【請求項2】
上記積分手段は、供給される映像を複数のフレームにわたって加算することを特徴とする請求項1記載の水位検出システム。

【請求項3】
上記推定手段は、上記ウェーブレット変換により分割された複数の帯域信号を上記特徴量として、上記流水領域の画素であるか又は上記非流水領域の画素であるかを推定することを特徴とする請求項1又は2記載の水位検出システム。

【請求項4】
上記固定カメラを用いて撮影された映像から上記流水領域及び非流水領域が含まれる領域映像を抽出して上記積分手段に供給する領域抽出手段をさらに備えることを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の水位検出システム。

【請求項5】
上記固定カメラを用いて撮影された映像から互いに領域の異なる複数の上記領域映像を抽出し、抽出した各領域映像毎に処理して得られる各領域映像での上記流水領域及び上記非流水領域の分割結果に基づいて、上記撮影された映像における水位を検出することを特徴とする請求項4記載の水位検出システム。

【請求項6】
固定カメラを用いて撮影された映像に基づいて水位を検出する水位検出方法であって、
固定カメラを用いて撮影された流水領域及び非流水領域が含まれる映像を時間方向に積分する積分工程と、
上記積分工程で得られた映像にウェーブレット変換を施す変換工程と、
上記ウェーブレット変換により得られた特徴量に基づいて、上記流水領域の画素であるか又は上記非流水領域の画素であるかを画素毎に推定する推定工程と、
上記推定工程での推定結果に基づいて、映像内領域を上記流水領域及び上記非流水領域に分割することによって水位を検出する領域分割工程とを有し、
上記領域分割工程にて、上記流水領域と推定された画素又は上記非流水領域と推定された画素を対象画素として、当該対象画素数を上記流水領域と非流水領域との境界が伸びる方向に関して積算し、さらに得られた対象画素数の分布から境界画素数を決定し、当該境界画素数をしきい値として上記得られた対象画素数に基づき上記流水領域及び上記非流水領域に分割することによって上記流水領域と上記非流水領域との境界を水位として検出することを特徴とする水位検出方法。

【請求項7】
固定カメラを用いて撮影された映像に基づく水位検出処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
固定カメラを用いて撮影された流水領域及び非流水領域が含まれる映像を時間方向に積分する積分ステップと、
上記積分ステップで得られた映像にウェーブレット変換を施す変換ステップと、
上記ウェーブレット変換により得られた特徴量に基づいて、上記流水領域の画素であるか又は上記非流水領域の画素であるかを画素毎に推定する推定ステップと、
上記推定ステップでの推定結果に基づいて、映像内領域を上記流水領域及び上記非流水領域に分割することによって水位を検出する領域分割ステップとをコンピュータに実行させ、
上記領域分割ステップにて、上記流水領域と推定された画素又は上記非流水領域と推定された画素を対象画素として、当該対象画素数を上記流水領域と非流水領域との境界が伸びる方向に関して積算し、さらに得られた対象画素数の分布から境界画素数を決定し、当該境界画素数をしきい値として上記得られた対象画素数に基づき上記流水領域及び上記非流水領域に分割することによって上記流水領域と上記非流水領域との境界を水位として検出することを特徴とするプログラム。
産業区分
  • 計算機応用
  • その他通信
  • 測定
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006049247thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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