JP7745504B2 - Reading method, reading device, reading system, and program - Google Patents
Reading method, reading device, reading system, and programInfo
- Publication number
- JP7745504B2 JP7745504B2 JP2022073767A JP2022073767A JP7745504B2 JP 7745504 B2 JP7745504 B2 JP 7745504B2 JP 2022073767 A JP2022073767 A JP 2022073767A JP 2022073767 A JP2022073767 A JP 2022073767A JP 7745504 B2 JP7745504 B2 JP 7745504B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- indicator
- image
- indication
- unit
- pseudo
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Description
本開示は、読取方法、読取装置、読取システム及びプログラムに関する。 This disclosure relates to a reading method, a reading device, a reading system, and a program.
指示針によって状態を示す指示器をカメラで撮像し、その撮像画像から指示針が示す指示値を読み取る方法が提案されている。例えば、特許文献1には、指示器を撮影した撮影画像と指示針が示す指示値が既知の状態で撮影された基準画像を比較して、撮影画像に写った指示針の回転角を求め、回転角と目盛情報から指示値を特定するメータ読取装置が開示されている。 A method has been proposed in which an indicator, which shows its state with a pointer, is imaged with a camera and the value indicated by the pointer is read from the image. For example, Patent Document 1 discloses a meter reading device that compares an image of an indicator with a reference image taken when the value indicated by the pointer is known, determines the rotation angle of the pointer shown in the image, and determines the indicated value from the rotation angle and scale information.
撮像画像から指示器が示す指示値を読み取るためには、指示針が示す位置を精度よく特定する必要がある。 In order to read the value indicated by the indicator from the captured image, it is necessary to accurately identify the position indicated by the indicator needle.
本開示は、上記課題を解決することができる読取方法、読取装置、読取システム及びプログラムを提供する。 This disclosure provides a reading method, reading device, reading system, and program that can solve the above problems.
本開示の読取方法は、指示部の位置で指示値を示す指示器を撮影した撮影画像を取得するステップと、前記指示器を模擬した疑似画像における前記指示部の位置を移動するステップと、前記疑似画像における前記指示部の位置が、前記撮影画像における前記指示部の位置に最も近づくときの前記疑似画像における前記指示部の移動量を特定するステップと、特定された前記移動量に基づいて前記指示器が示す指示値を推定するステップと、を有し、前記指示器がスイッチ、前記指示部は前記スイッチの操作部であって、前記推定するステップでは、特定された前記操作部の移動量に基づいて前記スイッチにおける設定値を推定する。 The reading method disclosed herein includes the steps of: acquiring a captured image of an indicator that indicates an indication value at the position of the indication unit; moving the position of the indicator in a pseudo-image that simulates the indicator; identifying the amount of movement of the indicator in the pseudo-image when the position of the indicator in the pseudo-image is closest to the position of the indicator in the captured image; and estimating the indication value indicated by the indicator based on the identified amount of movement, wherein the indicator is a switch, the indication unit is an operating unit of the switch, and in the estimating step, the setting value of the switch is estimated based on the identified amount of movement of the operating unit.
本開示の読取装置は、指示部の位置で指示値を示す指示器を撮影した撮影画像を取得する手段と、前記指示器を模擬した疑似画像における前記指示部の位置を移動する手段と、前記疑似画像における前記指示部の位置が、前記撮影画像における前記指示部の位置に最も近づくときの前記疑似画像における前記指示部の移動量を特定する手段と、特定された前記移動量に基づいて前記指示器が示す指示値を推定する手段と、を備え、前記指示器がスイッチ、前記指示部は前記スイッチの操作部であって、前記推定する手段は、特定された前記操作部の移動量に基づいて前記スイッチにおける設定値を推定する。 The reading device of the present disclosure comprises a means for acquiring a captured image of an indicator that indicates an indication value at the position of the indication unit, a means for moving the position of the indicator in a pseudo image that simulates the indicator, a means for identifying the amount of movement of the indicator in the pseudo image when the position of the indicator in the pseudo image is closest to the position of the indicator in the captured image, and a means for estimating the indication value indicated by the indicator based on the identified amount of movement , wherein the indicator is a switch, the indication unit is an operating unit of the switch, and the estimating means estimates the setting value of the switch based on the identified amount of movement of the operating unit.
本開示の読取システムは、指示部の位置で指示値を示す指示器と、前記指示器を撮影するカメラと、前記指示値を送信する手段をさらに備える上記の読取装置と、を備える。 The reading system of the present disclosure comprises an indicator that indicates an indication value at the position of the indicator, a camera that photographs the indicator, and the above-mentioned reading device that further comprises means for transmitting the indication value.
本開示のプログラムは、コンピュータに、指示部の位置で指示値を示す指示器を撮影した撮影画像を取得するステップと、前記指示器を模擬した疑似画像における前記指示部の位置を移動するステップと、前記疑似画像における前記指示部の位置が、前記撮影画像における前記指示部の位置に最も近づくときの前記疑似画像における前記指示部の移動量を特定するステップと、特定された前記移動量に基づいて前記指示器が示す指示値を推定するステップと、を有し、前記指示器がスイッチ、前記指示部は前記スイッチの操作部であって、前記推定するステップでは、特定された前記操作部の移動量に基づいて前記スイッチにおける設定値を推定する処理、を実行させる。
The program disclosed herein causes a computer to perform the following steps: acquiring a captured image of an indicator that indicates an indication value at the position of the indicator; moving the position of the indicator in a pseudo-image that simulates the indicator; identifying the amount of movement of the indicator in the pseudo-image when the position of the indicator in the pseudo-image is closest to the position of the indicator in the captured image; and estimating the indication value indicated by the indicator based on the identified amount of movement, wherein the indicator is a switch and the indicator is an operating part of the switch, and the estimating step causes the computer to execute a process of estimating the setting value of the switch based on the identified amount of movement of the operating part .
上述の読取方法、読取装置、読取システム及びプログラムによれば、指示器が示す指示値を精度よく読み取ることができる。 The above-described reading method, reading device, reading system, and program enable the indicated value shown by the indicator to be read with high accuracy.
以下、本開示の指示値取得システムについて、図1~図10を参照して説明する。
<実施形態>
(システム構成)
図1は、実施形態に係る指示値取得システムの一例を示す図である。
指示値取得システム100は、指示器1と、カメラ5と、読取装置10と、端末装置20と、他システム30と、を含む。指示器1は、通信や伝送の手段を有さない計測器やスイッチである。指示器1の一例を図2(a)~(c)に例示する。指示器1は、図2(a)に例示するような指示針が時計の針の移動方向に振れたり、左右両側に触れたりすることによって、監視対象の状態量(例えば、電流、電圧、温度、圧力、流量、回転数、振動数など)を示す丸型のアナログ計測器である。あるいは、指示器1は、図2(b)に例示するような横型、図2(c)に例示するような縦型のアナログ計測器である。これら計測器類の指示器1では、指示部2(指示針)によって計測値が指し示される。また、指示器1は、レバーやつまみ等の操作部によって操作するスイッチ類であってもよい。レバー式のスイッチ、つまみ式のスイッチ、スライド式のスイッチ、ダイヤル式のスイッチの例をそれぞれ図3(a)、図3(b)、図3(c)、図3(d)に例示する。これらスイッチ類の指示器1では、指示部2(操作部)の指し示す位置によって設定値(ON又はOFF、低中高、1~4、明度・暗度など)が示される。これらの計測器が計測した計測値やスイッチが示す設定値は、指示器1が設置された場所まで行かなければ確認できない。指示値取得システム100は、工場、プラント、商業施設などに設置された指示器1が表示する指示値を読み取り、読み取った内容をデジタルデータへ変換し、端末装置20や他システム30へ送信する。
The indication value acquisition system of the present disclosure will be described below with reference to FIGS.
<Embodiment>
(System configuration)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an indication value acquisition system according to an embodiment.
The indicator value acquisition system 100 includes an indicator 1, a camera 5, a reading device 10, a terminal device 20, and another system 30. The indicator 1 is a measuring instrument or switch that does not have a means for communication or transmission. An example of the indicator 1 is shown in FIGS. 2( a) to 2(c). The indicator 1 is a round analog measuring instrument that indicates a state quantity of a monitored object (e.g., current, voltage, temperature, pressure, flow rate, rotation speed, vibration frequency, etc.) by swinging an indicator needle in the direction of clockwise movement or by touching both sides, as shown in FIG. 2(a). Alternatively, the indicator 1 may be a horizontal analog measuring instrument as shown in FIG. 2(b) or a vertical analog measuring instrument as shown in FIG. 2(c). In the indicator 1 of these measuring instruments, the measurement value is indicated by an indicator unit 2 (pointer needle). The indicator 1 may also be a switch operated by an operating unit such as a lever or knob. Examples of a lever switch, a knob switch, a slide switch, and a dial switch are shown in Figures 3(a), 3(b), 3(c), and 3(d), respectively. In these switch-type indicators 1, the setting value (ON or OFF, low/medium/high, 1-4, brightness/darkness, etc.) is indicated by the position pointed to by the indicator 2 (operation unit). The measured values measured by these measuring instruments and the setting values indicated by the switches can only be confirmed by going to the location where the indicator 1 is installed. The indication value acquisition system 100 reads the indication values displayed by the indicators 1 installed in factories, plants, commercial facilities, etc., converts the read content into digital data, and transmits it to the terminal device 20 or another system 30.
カメラ5は、指示器1を撮影できる位置に設置され、指示器1が示す値を常時、又は、所定の時間間隔で継続的に撮影し続ける。カメラ5は、読取装置10と通信可能に接続されており、撮影した画像を読取装置10へ出力する。読取装置10は、カメラ5の近傍に設置してもよいし、カメラ5から離れた場所に設置してもよい。読取装置10は、カメラ5によって撮影された画像(撮影画像と称する。)を解析して、計測器類が示す計測値、スイッチ類が示す設定値などを読み取って、デジタルデータとして出力する。読取装置10は、ネットワークNWを介して端末装置20や他システム30と通信可能に接続されており、計測値や設定値を含んだデジタルデータを端末装置20や他システム30へ送信する。端末装置20は、例えば、PC(personal computer)20a、スマートフォンやタブレット端末などの携帯端末20bである。他システム30とは、例えば、指示器1が示す計測値等を監視する監視システム、指示器1が示す計測値等を取得して動作するシステムである。指示値取得システム100によれば、指示器1が表示する指示値を遠隔地にてオンラインで収集し、活用することができる。 The camera 5 is installed in a position where it can photograph the indicator 1, and continuously photographs the values indicated by the indicator 1, either constantly or at predetermined time intervals. The camera 5 is communicatively connected to the reading device 10 and outputs the photographed images to the reading device 10. The reading device 10 may be installed near the camera 5 or at a distance from the camera 5. The reading device 10 analyzes the images photographed by the camera 5 (referred to as photographed images), reads the measured values indicated by the measuring instruments and the setting values indicated by the switches, and outputs them as digital data. The reading device 10 is communicatively connected to the terminal device 20 and other systems 30 via the network NW, and transmits digital data including the measured values and setting values to the terminal device 20 and other systems 30. The terminal device 20 is, for example, a personal computer (PC) 20a or a mobile terminal 20b such as a smartphone or tablet. The other system 30 is, for example, a monitoring system that monitors the measurement values indicated by the indicator 1, or a system that operates by acquiring the measurement values indicated by the indicator 1. The indication value acquisition system 100 allows the indication values displayed by the indicator 1 to be collected online at a remote location and used.
読取装置10は、画像取得部11と、画像処理部12と、外乱除去部13と、指示値推定部14と、深層学習部15と、設定受付部16と、記憶部17と、通信部18と、を備える。
画像取得部11は、カメラ5が撮影した撮影画像を取得する。
画像処理部12は、撮影画像をリサイズしたり、指示値の読み取りに必要な領域だけ切出したりする画像処理を行う。
外乱除去部13は、撮影画像から、影、ハレーションなどの外乱を除去する。外乱除去部13は、DnCNN(Denoising Convolutional Neural Network)を利用して構築された深層学習モデルを用いて、ノイズ等の外乱除去を行う。DnCNNは、公知の外乱除去用のCNNであって、DnCNNに学習用画像を与えて学習させることで、精度よくノイズを除去する深層学習モデルを構築できる。
The reading device 10 includes an image acquisition unit 11, an image processing unit 12, a disturbance removal unit 13, an instruction value estimation unit 14, a deep learning unit 15, a setting reception unit 16, a memory unit 17, and a communication unit 18.
The image acquisition unit 11 acquires the image captured by the camera 5 .
The image processing unit 12 performs image processing such as resizing the captured image and cutting out only the area necessary for reading the indicated value.
The disturbance removal unit 13 removes disturbances such as shadows and halation from the captured image. The disturbance removal unit 13 removes disturbances such as noise using a deep learning model constructed using a DnCNN (Denoising Convolutional Neural Network). The DnCNN is a known CNN for removing disturbances, and by providing learning images to the DnCNN and having it learn, a deep learning model that accurately removes noise can be constructed.
指示値推定部14は、指示器1を模擬した画像(疑似画像と称する。)上で、指示針やレバー等を模擬した指示部(疑似針と称する。)を、指示針やレバー等の可動範囲内で移動させ、撮影画像に写った指示部との重なり具合を評価する。図4(a)に、丸型の計測器(指示器1)の撮影画像50の一例を示す。撮影画像50では、指示部51が、指示値αを指している。図4(b)に、図4(a)の撮影画像50の疑似画像60を示す。疑似画像60では、指示部51に対応する疑似針61が移動可能(画像処理による移動)に構成されている。図4(b)に示すmin~maxは指示器1が備える指示部2の可動範囲に対応している。指示値推定部14は、疑似画像60において、所定の開始位置(例えば、minの位置)から所定の分解能で疑似針61を時計回りに移動(回転)させる。分解能とは最小の移動量であり、この移動量がそのまま読み取り精度における分解能となる。例えば、疑似針61の先端が1画素ずつ移動するような移動量を分解能とすることができる。指示値推定部14は、撮影画像50と疑似画像60を重畳させて、指示部51と疑似針61の重なり具合を評価する。指示値推定部14は、移動の都度、撮影画像50の指示部51との重なり具合を計算する。例えば、疑似針61と指示部51の重なり具合を示す信号強度を畳み込み積分によって計算してもよい。指示値推定部14は、疑似針61と指示部51の重なり具合を示す信号強度が最大となるときの移動量(移動角度)θを特定する。図4(c)に、疑似針61と指示部51の重なり具合を示す信号強度が最大となるとき(指示部51の位置に疑似針61の位置が最も近づくとき)の疑似画像60および移動角度θを示す。指示器1における指示部2の移動量と指示値との関係は予め解析されており、移動量と指示値の対応関係を定めたテーブルが記憶部17に記録されている。指示値推定部14は、特定した移動量θと、移動量と指示値の対応関係を定めたテーブルから指示値αを推定する。 The indicated value estimation unit 14 moves an indicator (called a pseudo needle) simulating an indicator needle, lever, etc., within the movable range of the indicator needle, lever, etc. on an image simulating the indicator 1 (called a pseudo image), and evaluates the degree of overlap with the indicator captured in the captured image. Figure 4(a) shows an example of a captured image 50 of a round measuring instrument (indicator 1). In the captured image 50, the indicator 51 points to the indicated value α. Figure 4(b) shows a pseudo image 60 of the captured image 50 in Figure 4(a). In the pseudo image 60, the pseudo needle 61 corresponding to the indicator 51 is configured to be movable (moved by image processing). The min to max values shown in Figure 4(b) correspond to the movable range of the indicator 2 of the indicator 1. In the pseudo image 60, the indicated value estimation unit 14 moves (rotates) the pseudo needle 61 clockwise from a predetermined starting position (e.g., the min position) at a predetermined resolution. Resolution is the minimum amount of movement, and this amount of movement directly determines the resolution in terms of reading accuracy. For example, the amount of movement by which the tip of the pseudo needle 61 moves by one pixel can be defined as the resolution. The indication value estimation unit 14 superimposes the pseudo image 60 on the captured image 50 and evaluates the degree of overlap between the indicator 51 and the pseudo needle 61. The indication value estimation unit 14 calculates the degree of overlap between the indicator 51 and the captured image 50 each time movement is performed. For example, the signal intensity indicating the degree of overlap between the pseudo needle 61 and the indicator 51 may be calculated using a convolution integral. The indication value estimation unit 14 identifies the amount of movement (movement angle) θ when the signal intensity indicating the degree of overlap between the pseudo needle 61 and the indicator 51 is maximized. Figure 4(c) shows the pseudo image 60 and the movement angle θ when the signal intensity indicating the degree of overlap between the pseudo needle 61 and the indicator 51 is maximized (when the position of the pseudo needle 61 is closest to the position of the indicator 51). The relationship between the movement amount of the indicator 2 in the indicator 1 and the indication value is analyzed in advance, and a table defining the correspondence between the movement amount and the indication value is stored in the memory unit 17. The indication value estimation unit 14 estimates the indication value α from the identified movement amount θ and the table defining the correspondence between the movement amount and the indication value.
指示値推定部14は、疑似針61と指示部51の重なり具合を示す信号強度を計算する際、指示部2の特徴に重み係数を大きく設定して、信号強度を計算してもよい。例えば、指示値推定部14は、図5に例示する形状の指示部51を領域51a~51cの3つの領域に分割し、各領域別に重なり具合の信号強度を計算する。そして、最も特徴的な形状をした領域51aに最も大きい重み係数を付与し、最も特徴が無い領域51cに最も小さい重み係数を付与し、領域51bには、中程度の重み係数を付与して疑似針61と指示部51の重なり具合を示す信号強度を計算する。例えば、領域51a~51cについて計算した信号強度をそれぞれSa~Sc、領域51a~51cの重み係数をそれぞれka~kc(ka>kb>kc)とすると、指示値推定部14は、ka・Sa+kb・Sb+kc・Scによって、重なり具合を示す信号強度を計算する。なお、疑似針61と指示部51の重なり具合を示す信号強度の計算手法には、任意の手法を用いることができる。また、図5では撮影画像50の指示部51を用いて重み付けの説明を行ったが、疑似画像60の疑似針61について、重み付け係数を設定してもよい。 When calculating the signal strength indicating the degree of overlap between the pseudo-needle 61 and the indicator 51, the indication value estimation unit 14 may calculate the signal strength by setting a large weighting coefficient for the characteristics of the indicator 2. For example, the indication value estimation unit 14 divides the indicator 51, which has the shape shown in FIG. 5, into three regions, 51a to 51c, and calculates the signal strength of the degree of overlap for each region. The indication value estimation unit 14 then assigns the largest weighting coefficient to region 51a, which has the most distinctive shape, the smallest weighting coefficient to region 51c, which has the least distinctive shape, and a medium weighting coefficient to region 51b to calculate the signal strength indicating the degree of overlap between the pseudo-needle 61 and the indicator 51. For example, if the signal intensities calculated for regions 51a-51c are Sa-Sc, respectively, and the weighting coefficients for regions 51a-51c are ka-kc (ka > kb > kc), respectively, the indication value estimation unit 14 calculates the signal intensity indicating the degree of overlap using ka*Sa + kb*Sb + kc*Sc. Note that any method can be used to calculate the signal intensity indicating the degree of overlap between the pseudo-needle 61 and the indication unit 51. Also, while weighting was explained using the indication unit 51 in the captured image 50 in Figure 5, a weighting coefficient may also be set for the pseudo-needle 61 in the pseudo image 60.
深層学習部15は、DnCNNによって、外乱除去を行う深層学習モデルを作成する。例えば、様々な種類の指示器1について、様々な外乱が加わった画像(指示器1全体は必ずしも必要なく、目盛り領域と指示部2にノイズが加わった画像)と外乱が無い状態の画像を深層学習部15に与える。深層学習部15は、DnCNNに、それらの画像から外乱を検出して除去する方法を学習させ、ノイズ除去用の深層学習モデルを作成する。 The deep learning unit 15 uses DnCNN to create a deep learning model that removes disturbances. For example, for various types of indicators 1, images with various disturbances added (not necessarily the entire indicator 1, but images with noise added to the scale area and indicator part 2) and images without disturbances are provided to the deep learning unit 15. The deep learning unit 15 trains the DnCNN to learn how to detect and remove disturbances from these images, and creates a deep learning model for noise removal.
設定受付部16は、キーボード、マウス、タッチパネル、ボタン等の入力装置を用いて構成され、ユーザがこれらの入力装置を用いて入力した指示値の読み取り処理に関する各種の設定を受け付ける。例えば、設定受付部16は、分解能の設定、指示部2の移動を開始する位置、移動範囲、移動方向の設定、重み係数およびその重み係数を付与する領域などの設定を受け付ける。例えば、指示器1が0~100℃まで計測できる温度計であって、計測値が45~50℃の範囲に収まることが分かっていれば、例えば、ユーザは、移動開始位置を45℃の位置、移動範囲を45~50℃の範囲、移動方向を温度が上昇する方向、分解能を最小の分解能(例えば、1画素分の分解能、あるいは元の計測器の最小分解能に合わせて0.1℃とする等)と設定することができる。1℃単位の温度しか必要が無い場合であれば、分解能を1℃に対応する移動量(画素数等)に設定してもよい。また、ユーザは、移動開始位置を50℃とし、移動方向を温度が低下する方向に設定してもよいし、移動開始位置を47℃とし、最初の移動方向を温度が低下する方向に設定し、45℃に至った後は、47℃から50℃へ向けて移動するように設定してもよい。また、指示器1が計測する値に大きな変動が無い場合、移動の開始位置を前回推定した指示値に対応する位置とし、その開始位置から変動の可能性がある範囲を移動範囲として設定してもよい。設定受付部16は、ユーザが入力した設定を取得し、記憶部17に記録する。 The setting acceptance unit 16 is configured using input devices such as a keyboard, mouse, touch panel, and buttons, and accepts various settings related to the reading of indicated values entered by the user using these input devices. For example, the setting acceptance unit 16 accepts settings such as the resolution setting, the starting position of the indicator 2's movement, the movement range, the movement direction, the weighting factor, and the area to which the weighting factor is assigned. For example, if the indicator 1 is a thermometer capable of measuring temperatures from 0 to 100°C and the measured values are known to fall within the range of 45 to 50°C, the user can set the movement starting position to 45°C, the movement range to 45 to 50°C, the movement direction to the direction of increasing temperature, and the resolution to the minimum resolution (e.g., one pixel resolution, or 0.1°C to match the minimum resolution of the original measuring device). If only temperatures in 1°C increments are required, the resolution can be set to the movement amount (e.g., number of pixels) corresponding to 1°C. The user may also set the movement start position to 50°C and the movement direction to a decreasing temperature, or may set the movement start position to 47°C and the initial movement direction to a decreasing temperature, and then move from 47°C to 50°C after reaching 45°C. Furthermore, if there is no significant change in the value measured by the indicator 1, the movement start position may be set to a position corresponding to the previously estimated indicated value, and the movement range may be set to the range of possible change from that start position. The setting reception unit 16 acquires the settings input by the user and records them in the memory unit 17.
記憶部17は、HDD(hard disk drive)やフラッシュメモリ等の記憶装置を用いて構成され、撮影画像、疑似画像、設定受付部16が受け付けた設定、ノイズ除去用の深層学習モデルの構築に用いる学習用画像、学習後の深層学習モデル、移動量と指示値の対応関係を定めたテーブルなどを記憶する。 The memory unit 17 is configured using a storage device such as a hard disk drive (HDD) or flash memory, and stores captured images, pseudo images, settings accepted by the setting acceptance unit 16, learning images used to construct a deep learning model for noise removal, the deep learning model after learning, a table defining the correspondence between movement amounts and instruction values, etc.
通信部18は、他装置との通信を行う。例えば、通信部18は、指示値推定部14によって推定された指示値を端末装置20や他システム30へ送信する。通信部18は、指示値が推定される度に指示値を送信してもよいし、端末装置20や他システム30からの要求に応じて、指示値を送信してもよい。 The communication unit 18 communicates with other devices. For example, the communication unit 18 transmits the indication value estimated by the indication value estimation unit 14 to the terminal device 20 or other system 30. The communication unit 18 may transmit the indication value each time an indication value is estimated, or may transmit the indication value in response to a request from the terminal device 20 or other system 30.
(動作)
次に図6を参照して、指示値取得システム100の動作について説明する。
前提として、構築済みの外乱除去用の深層学習モデルと、設定受付部16が受け付けた各種設定と、疑似針61を任意に動かすことができる疑似画像60と、移動量と指示値の対応関係を定めたテーブルは記憶部17に予め記録されているとする。
画像取得部11が、カメラ5によって撮影された指示器1の撮影画像50を取得する(ステップS1)。画像取得部11は、撮影画像50を記憶部17に記録する。
次に画像処理部12が、撮影画像50を画像処理する(ステップS2)。画像処理部12は、撮影画像50を所定の解像度(例えば、指示値の読み取りに必要な最低限の解像度)の画像にリサイズしたり、指示値の読み取りに必要な部分の画像だけを切出したりする。これらの処理は、処理負荷を軽減するために行われる。画像処理部12は、画像処理後の撮影画像50を記憶部17に記録する。画像処理部12は、画像処理後の撮影画像50から所定の画像処理を施すことにより疑似画像を作成して、作成した疑似画像60を記憶部17に記録してもよい。
(operation)
Next, the operation of the indication value acquisition system 100 will be described with reference to FIG.
As a premise, it is assumed that a deep learning model for removing disturbances that has already been constructed, various settings accepted by the setting acceptance unit 16, a pseudo image 60 that allows the pseudo needle 61 to be moved arbitrarily, and a table that defines the correspondence between the amount of movement and the indicated value are pre-recorded in the memory unit 17.
The image acquisition unit 11 acquires the captured image 50 of the indicator 1 captured by the camera 5 (step S1). The image acquisition unit 11 records the captured image 50 in the storage unit 17.
Next, the image processing unit 12 processes the captured image 50 (step S2). The image processing unit 12 resizes the captured image 50 to an image with a predetermined resolution (for example, the minimum resolution required to read the indicated value) or cuts out only the portion of the image required to read the indicated value. These processes are performed to reduce the processing load. The image processing unit 12 records the captured image 50 after image processing in the storage unit 17. The image processing unit 12 may also create a pseudo image 60 by performing predetermined image processing on the captured image 50 after image processing, and record the created pseudo image 60 in the storage unit 17.
次に外乱除去部13が、画像処理後の撮影画像50を外乱除去用の深層学習モデルに与えて、撮影画像から影やハレーションなどの外乱を除去する(ステップS3)。外乱除去部13は、外乱除去後の撮影画像50を記憶部17に記録する。 Next, the disturbance removal unit 13 provides the processed captured image 50 to a deep learning model for disturbance removal to remove disturbances such as shadows and halation from the captured image (step S3). The disturbance removal unit 13 records the disturbance-removed captured image 50 in the memory unit 17.
なお、ステップS3とステップS2の順番は逆であってもよい。即ち、外乱除去部13が、画像取得部11によって取得された撮影画像50から外乱を除去し(ステップS3)、その後、画像処理部12が、外乱除去後の撮影画像50を画像処理してもよい(ステップS2)。 Note that the order of steps S3 and S2 may be reversed. That is, the disturbance removal unit 13 may remove disturbances from the captured image 50 acquired by the image acquisition unit 11 (step S3), and then the image processing unit 12 may perform image processing on the captured image 50 after the disturbances have been removed (step S2).
次に指示値推定部14が、外乱除去後の撮影画像50と疑似画像60を使って指示器1の指示値を推定する。まず、指示値推定部14は、図4(a)の撮影画像50と図4(b)の疑似画像60が同じ大きさとなるように画像を調整する。そして、指示値推定部14は、図4(b)に例示する疑似画像60において、疑似針61を移動開始位置から所定の分解能ごとに移動(この例の場合、時計の針が動く方向に疑似針61の先端を例えば1画素ごと動かす。)させ(ステップS4)、その都度、疑似針61と図4(b)に例示する指示部51との重なり具合を示す信号強度を計算する。例えば、移動範囲が図4(b)のmin~maxまで設定されている場合、指示値推定部14は、疑似針61の先端がminを指す位置から開始して、疑似針61の先端がmaxを指す位置まで分解能の単位で移動させる。指示値推定部14は、移動量(この例の場合、移動開始位置の疑似針61と移動後の疑似針61が成す角度)と信号強度を対応付けて記憶部17に記録する。移動範囲の全域に亘って疑似針61の移動が完了すると、指示値推定部14は、撮影画像50における指示部51と、疑似画像60における疑似針61が最も近づいたとき(重なったとき)の移動量を特定する(ステップS5)。具体的には、指示値推定部14は、移動のたびに計算した信号強度の中から値が最大のものを選び、選んだ信号強度と対応付けて記録された移動量を記憶部17から読み出す。読み出された移動量が特定された移動量である。次に指示値推定部14は、特定した移動量から指示値を推定する(ステップS6)。具体的には、指示値推定部14は、記憶部17が記憶する移動量と指示値の対応関係を定めたテーブルを参照して、信号強度が最大となる移動量に対応する指示値を読み出す。指示値推定部14は、読み出した指示値を、指示器1の指示値として推定する。指示値推定部14は、推定した指示値を記憶部17に記録する。 Next, the indication value estimation unit 14 estimates the indication value of the indicator 1 using the photographed image 50 and pseudo image 60 after the disturbance has been removed. First, the indication value estimation unit 14 adjusts the image so that the photographed image 50 in FIG. 4(a) and the pseudo image 60 in FIG. 4(b) are the same size. Then, in the pseudo image 60 illustrated in FIG. 4(b), the indication value estimation unit 14 moves the pseudo needle 61 from its movement start position in units of a predetermined resolution (in this example, the tip of the pseudo needle 61 is moved, for example, by one pixel in the direction of the clock's hands) (step S4), and each time, calculates the signal strength indicating the degree of overlap between the pseudo needle 61 and the indicator 51 illustrated in FIG. 4(b). For example, if the movement range is set from min to max in FIG. 4(b), the indication value estimation unit 14 starts from the position where the tip of the pseudo needle 61 points to min and moves it in units of resolution to the position where the tip of the pseudo needle 61 points to max. The indication value estimation unit 14 associates the movement amount (in this example, the angle between the pseudo needle 61 at the movement start position and the pseudo needle 61 after movement) with the signal strength and records them in the storage unit 17. When the pseudo needle 61 has completed movement throughout the entire movement range, the indication value estimation unit 14 identifies the movement amount when the indication unit 51 in the captured image 50 and the pseudo needle 61 in the pseudo image 60 are closest (overlapped) (step S5). Specifically, the indication value estimation unit 14 selects the largest signal strength from the signal strengths calculated for each movement and reads out the movement amount recorded in association with the selected signal strength from the storage unit 17. The read-out movement amount is the identified movement amount. Next, the indication value estimation unit 14 estimates the indication value from the identified movement amount (step S6). Specifically, the indication value estimation unit 14 refers to a table that defines the correspondence relationship between movement amounts and indication values stored in the storage unit 17, and reads out the indication value corresponding to the movement amount that maximizes the signal strength. The indication value estimation unit 14 estimates the read indication value as the indication value of the indicator 1. The indication value estimation unit 14 records the estimated indication value in the memory unit 17.
次に、通信部18が、記憶部17から推定された指示値を読み出して、端末装置20や他システム30へ送信する(ステップS7)。端末装置20は、送信された指示値を表示する。端末装置20のユーザは、指示器1が設けられた場所へ赴くことなく、指示器1が表示する指示値を確認することができる。他システム30では、例えば、送信された指示値を閾値と比較して異常検知などを行う。これにより、通信手段を有しない計測器類(指示器1)が設けられた機器や設備についても、例えば、監視室などの遠隔地に居ながら、リアルタイムに計測値を取得し、監視を行うことができる。 Next, the communication unit 18 reads the estimated indication value from the memory unit 17 and transmits it to the terminal device 20 or the other system 30 (step S7). The terminal device 20 displays the transmitted indication value. The user of the terminal device 20 can check the indication value displayed by the indicator 1 without going to the location where the indicator 1 is installed. The other system 30, for example, compares the transmitted indication value with a threshold value to detect abnormalities. This makes it possible to obtain measurement values in real time and monitor equipment and facilities equipped with measuring instruments (indicators 1) that do not have communication means, even from a remote location such as a monitoring room.
(適用例1)
次に図7を参照して、指示器1が横型のアナログ計測器の場合の指示値の推定処理について説明する。図7(a)に画像処理後(ステップS2)の撮影画像50を例示する。撮影画像50には、影などの外乱が写っている。外乱除去部13は、撮影画像50の外乱を除去し(ステップS3)、外乱を除去後の撮影画像50´を出力する。(ステップS2とステップS3の処理順は逆でもよい。)撮影画像50´を図7(b)に示す。次に、指示値推定部14が外乱除去後の撮影画像50´と疑似画像60(図示せず)を重畳させて、疑似針61を移動させることにより、指示値推定を行う(ステップS6)。具体的には、疑似針61を左右方向に移動させ、疑似針61と指示部51´の重なる面積が最も大きくなるときの移動量を特定して、その移動量に対応する位置を針位置として指示値を読み取る。この場合、左右方向の移動距離が移動量となる。また、図5で説明したように、指示部51´や疑似針61の先端部分に大きな重み付けを付与して重なり具合の信号強度を計算してもよい。図7で説明した処理と同様の処理を適用することによって、図2(c)に例示する縦型のアナログ計測器から指示値を読み取ることができ、図3(c)に例示するスライド式のスイッチから設定値1~4を読み取ることができる。また、図3(b)に例示するつまみ式のスイッチや図3(d)に例示するダイヤル式のスイッチに関しては、図4を用いて説明した丸型の計測器類と同様の処理によって、設定値(低中高や明度・暗度)を読み取ることができる。なお、疑似針61の移動については、設定された分解能に応じて、スイープ(連続的に動かす。)させてもよいし、ステップ動作(離散的に動かす。)させてもよい。例えば、図3(b)のスイッチの場合、指示値推定部14は、疑似針61を低、中、高の3ステップで移動させ、それぞれの位置における重なり具合を示す信号強度を算出し、その中から信号強度が最大となるときの移動量を特定してもよい。図3(c)のスライド式のスイッチの場合にも同様である。
(Application example 1)
Next, referring to FIG. 7 , the process of estimating the indicated value when the indicator 1 is a horizontal analog measuring instrument will be described. FIG. 7( a) illustrates an example of a captured image 50 after image processing (step S2). The captured image 50 includes disturbances such as shadows. The disturbance removal unit 13 removes disturbances from the captured image 50 (step S3) and outputs a captured image 50' after the disturbances have been removed. (The order of steps S2 and S3 may be reversed.) The captured image 50' is shown in FIG. 7( b). Next, the indicated value estimation unit 14 superimposes the disturbance-removed captured image 50' on a pseudo image 60 (not shown) and moves the pseudo needle 61 to estimate the indicated value (step S6). Specifically, the pseudo needle 61 is moved left and right to determine the amount of movement when the overlapping area between the pseudo needle 61 and the indicator 51' is largest. The position corresponding to this amount of movement is used as the needle position, and the indicated value is read. In this case, the distance moved left and right is the amount of movement. 5, a greater weight may be assigned to the tip of the indicator 51' or the pseudo needle 61 to calculate the signal strength of the overlap. By applying a process similar to that described in FIG. 7, the indicated value can be read from the vertical analog measuring instrument shown in FIG. 2(c), and setting values 1 to 4 can be read from the slide switch shown in FIG. 3(c). Furthermore, for the knob switch shown in FIG. 3(b) and the dial switch shown in FIG. 3(d), setting values (low, medium, high, brightness, and darkness) can be read by the same process as for the round measuring instruments described in FIG. 4. The pseudo needle 61 may be moved in a sweep (continuous movement) or stepwise movement (discrete movement) depending on the set resolution. For example, in the case of the switch shown in Fig. 3(b), the indication value estimation unit 14 may move the pseudo needle 61 in three steps of low, medium, and high, calculate the signal strength indicating the degree of overlap at each position, and specify the amount of movement when the signal strength is at its maximum. The same applies to the slide switch shown in Fig. 3(c).
(適用例2)
次に図8を参照して、指示器1がレバー式のスイッチ(トグルスイッチ)の場合の設定値の推定処理について説明する。図8(a)に斜め方向からトグルスイッチを撮影した撮影画像の一例を示す。撮影画像50には、6個のトグルスイッチ(指示部51)が写っている。図8(a)に例示する撮影画像50を模擬した疑似画像を用意する。そして、指示値推定部14は、疑似画像における疑似トグルスイッチ(疑似針61に相当)の根元を固定したまま先端を移動させ、図8(a)の撮影画像50と重畳させ、疑似トグルスイッチと指示部51の重なり具合を評価して、各スイッチがONを指示しているか、OFFを指示しているのかを推定する。
(Application example 2)
Next, with reference to FIG. 8 , a process for estimating a set value when the indicator 1 is a lever-type switch (toggle switch) will be described. FIG. 8( a) shows an example of a captured image of a toggle switch photographed from an oblique direction. Six toggle switches (indicators 51) are shown in the captured image 50. A pseudo image simulating the captured image 50 shown in FIG. 8( a) is prepared. The indicated value estimation unit 14 then moves the tip of the pseudo toggle switch (corresponding to the pseudo needle 61) in the pseudo image while keeping its base fixed, and superimposes it on the captured image 50 shown in FIG. 8( a). The indicated value estimation unit 14 evaluates the degree of overlap between the pseudo toggle switch and the indicators 51 to estimate whether each switch is indicating ON or OFF.
図8(b)に正面からトグルスイッチを撮影した撮影画像の一例を示す。この場合も同様にして、図8(b)に例示する撮影画像50を模擬した疑似画像を用意する。そして、指示値推定部14は、疑似画像における疑似トグルスイッチを上下方向に移動させ、図8(b)の撮影画像50と重畳させ、疑似トグルスイッチと指示部51の重なり具合を評価して、各スイッチがONを指示しているか、OFFを指示しているのかを推定する。 Figure 8(b) shows an example of a captured image of a toggle switch taken from the front. In this case, a pseudo image simulating the captured image 50 shown in Figure 8(b) is similarly prepared. The indication value estimation unit 14 then moves the pseudo toggle switch in the pseudo image vertically, superimposing it on the captured image 50 in Figure 8(b), and evaluates the degree of overlap between the pseudo toggle switch and the indication unit 51 to estimate whether each switch is indicating ON or OFF.
(従来方法との比較)
次に本実施形態との比較のため従来の読み取り方法の一例について説明する。この従来方法では以下のような処理を行う。まず、図9に例示するように指示器1の指示部2をmin~maxの範囲で1°毎移動させつつ撮影した数百枚の画像を用意する。さらにそれぞれの画像に対して、影、ハレーションなどが発生した画像を用意する。そしてこれらの画像を用いて深層学習を行い、CNNモデルを構築する。評価対象の撮影画像をCNNモデルにより評価すると、評価対象の撮影画像に最も近い画像が選択される。選択された画像における指示針の位置から指示値を推定する。
(Compared to conventional methods)
Next, an example of a conventional reading method will be described for comparison with this embodiment. This conventional method performs the following process. First, as shown in FIG. 9, several hundred images are prepared by moving the indicator 2 of the indicator 1 in increments of 1° within the min to max range. Furthermore, for each image, images in which shadows, halation, etc. occur are prepared. These images are then used to perform deep learning and build a CNN model. When the captured image of the evaluation target is evaluated using the CNN model, the image closest to the captured image of the evaluation target is selected. The indicated value is estimated from the position of the indicator needle in the selected image.
この従来方法の場合、精度向上のためには膨大な学習用の画像が必要である。例えば、事前に用意する画像の移動間隔の1°が分解能となるが、この分解能では精度が不十分な場合、例えば0.1°単位で指示部2を動かしながら撮影した画像が必要になる等、処理コストが膨大になる。また、指示針の位置が一致する画像が選択できない場合、尤度が低下する。これに比べ、本実施形態では、画像処理によって疑似針61を移動させるので、高い分解能であっても自由に設定することができ、分解能にかかわらず、比較的軽い負荷の処理で指示値を推定することができる。また、事前に多数の画像(教示データ)を用意する必要が無く、それらの画像を学習する処理が不要である。また、教示データに依存しない為、精度や尤度が低下することが無い。 With this conventional method, a huge number of training images are required to improve accuracy. For example, the resolution is 1°, the movement interval of images prepared in advance. However, if this resolution is insufficient for accuracy, images must be captured while moving the indicator 2 in 0.1° increments, for example, resulting in enormous processing costs. Furthermore, if an image matching the position of the indicator needle cannot be selected, the likelihood decreases. In contrast, with this embodiment, the pseudo-needle 61 is moved through image processing, so even high resolution can be freely set. Regardless of the resolution, the indicated value can be estimated with relatively light processing load. Furthermore, there is no need to prepare a large number of images (training data) in advance, and no learning process is required for these images. Furthermore, because it does not rely on training data, there is no decrease in accuracy or likelihood.
また、読み取り精度向上のためには、外乱除去を確実に行う必要があるが、従来方法の場合、外乱除去の精度向上のためには、画像中の影やハレーションに関係する光源位置等を考慮した複数パターンの画像を準備し学習させる必要がある。つまり、指示部2の位置のパターンを数多く用意するだけではなく、さらに光源位置のパターンとの組み合わせの数だけの画像が必要であり、さらに膨大な教示データが必要である。これに比べ、本実施形態では、外乱除去と指示値推定を分離し、外乱除去には、DnCNNを利用する為、DnCNNを学習させるための画像は必要になるものの、指示針位置のパターンと外乱のパターンを組み合わせた数の教示データを用意したり、学習したりといった処理は不要となり、大幅に処理コストを低減することができる。また、従来方法の場合、カメラ5の設置後、実際に撮影された撮影画像から教示データを生成し、学習を行わなければ、実環境に応じたノイズを十分に除去できない可能性があり、充分な精度で指示値を読み取ることができるようになるまで時間を要す可能性がある。これに対し、本実施形態では、DnCNNを利用することで、事前の学習だけでも様々な実環境で生じるノイズの多くを除去する汎用的な深層学習モデルを構築することができるので、精度の確保が容易であり、実運用開始後に深層学習モデルを再構築するような手間を省くことができる。 In addition, to improve reading accuracy, reliable disturbance removal is necessary. However, with conventional methods, improving disturbance removal accuracy requires preparing and training multiple image patterns that take into account factors such as shadows and halation in the image, such as the light source position. This requires not only numerous patterns for the position of the indicator 2, but also as many images as there are combinations of light source position patterns, necessitating a huge amount of training data. In contrast, this embodiment separates disturbance removal from indicated value estimation, and uses DnCNN for disturbance removal. While images are required for training the DnCNN, there is no need to prepare or train as many training data sets as there are combinations of indicator needle position patterns and disturbance patterns, significantly reducing processing costs. Furthermore, with conventional methods, unless training data is generated from actual captured images after camera 5 is installed and training is performed, noise corresponding to the actual environment may not be sufficiently removed, potentially resulting in a long time being required to read indicated values with sufficient accuracy. In contrast, in this embodiment, by using DnCNN, it is possible to construct a general-purpose deep learning model that can remove much of the noise that occurs in various real environments through pre-training alone, making it easy to ensure accuracy and eliminating the need to reconstruct the deep learning model after the start of actual operation.
(効果)
以上、説明したように、本実施形態によれば、現場でのみ確認可能なアナログ計測器類やスイッチなど指示器1が表示する指示値(測定値や設定値)の読み取りを精度よく行うことができる。また、指示値の読み取りのために教示データの用意、学習を行う必要が無く、比較的低い処理負荷で読み取りを実行することができる。また、分解能を細かくすることにより、読み取り精度を向上することができるので、(学習などを行う必要が無く)速やかに読み取り精度を向上することができる。また、分解能は、ユーザが、分解能の設定を行うだけで変更が可能である。
(effect)
As described above, according to this embodiment, it is possible to accurately read indicated values (measured values and set values) displayed by the indicator 1, such as analog measuring instruments and switches that can only be checked on-site. Furthermore, there is no need to prepare teaching data or perform learning in order to read indicated values, and reading can be performed with a relatively low processing load. Furthermore, by setting the resolution finer, reading accuracy can be improved, so reading accuracy can be improved quickly (without the need for learning, etc.). Furthermore, the user can change the resolution simply by setting the resolution.
また、読取装置10によれば、推定した指示値を端末装置20や他システム30へ送信することができる。指示値(デジタルデータ)のデータサイズは小さいため、通信上の制約も少なく、原子力プラントのような通信量に対して制限を設けるプラントを含む、多くのプラント、工場、施設などに適用することができる。これにより、例えば、現場の作業員が指示器1の指示値の確認を目視で行っているような作業を自動化し、業務効率を向上することができる。 Furthermore, the reading device 10 can transmit the estimated indication value to the terminal device 20 or another system 30. Because the data size of the indication value (digital data) is small, there are few communication constraints, making it applicable to many plants, factories, facilities, etc., including plants that impose limits on communication volume, such as nuclear plants. This makes it possible to automate tasks such as visually checking the indication value of the indicator 1 by on-site workers, thereby improving work efficiency.
図10は、実施形態に係る読取装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
コンピュータ900は、CPU901、主記憶装置902、補助記憶装置903、入出力インタフェース904、通信インタフェース905を備える。
上述の読取装置10は、コンピュータ900に実装される。そして、上述した各機能は、プログラムの形式で補助記憶装置903に記憶されている。CPU901は、プログラムを補助記憶装置903から読み出して主記憶装置902に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、CPU901は、プログラムに従って、記憶領域を主記憶装置902に確保する。また、CPU901は、プログラムに従って、処理中のデータを記憶する記憶領域を補助記憶装置903に確保する。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a reading device according to an embodiment.
The computer 900 includes a CPU 901 , a main memory device 902 , an auxiliary memory device 903 , an input/output interface 904 , and a communication interface 905 .
The above-described reading device 10 is implemented in a computer 900. The above-described functions are stored in the auxiliary storage device 903 in the form of a program. The CPU 901 reads the program from the auxiliary storage device 903, loads it into the main storage device 902, and executes the above-described processing in accordance with the program. The CPU 901 also allocates a storage area in the main storage device 902 in accordance with the program. The CPU 901 also allocates a storage area in the auxiliary storage device 903 for storing data being processed in accordance with the program.
なお、読取装置10の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各機能部による処理を行ってもよい。ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、CD、DVD、USB等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ900に配信される場合、配信を受けたコンピュータ900が当該プログラムを主記憶装置902に展開し、上記処理を実行しても良い。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。 A program for implementing all or part of the functions of the reading device 10 may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program may be loaded into a computer system and executed to perform processing by each functional unit. The term "computer system" as used here includes hardware such as the OS and peripheral devices. Furthermore, if a WWW system is used, the term "computer system" also includes the homepage provision environment (or display environment). Furthermore, "computer-readable recording medium" refers to portable media such as CDs, DVDs, and USBs, as well as storage devices such as hard disks built into the computer system. Furthermore, if the program is distributed to the computer 900 via a communication line, the computer 900 that receives the program may load the program into the main storage device 902 and execute the above-mentioned processing. Furthermore, the program may be for implementing part of the above-mentioned functions, or may be capable of implementing the above-mentioned functions in combination with a program already stored in the computer system.
以上のとおり、本開示に係るいくつかの実施形態を説明したが、これら全ての実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 As described above, several embodiments of the present disclosure have been described. However, all of these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments may be embodied in a variety of other forms, and various omissions, substitutions, and modifications may be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their variations are included within the scope of the invention and its equivalents as set forth in the claims, as well as within the scope and spirit of the invention.
<付記>
各実施形態に記載の読取方法、読取装置、読取システム及びプログラムは、例えば以下のように把握される。
<Additional Notes>
The reading method, reading device, reading system, and program described in each embodiment can be understood, for example, as follows.
(1)第1の態様に係る読取方法は、指示部2の位置で指示値を示す指示器1(アナログ計測器やスイッチ)を撮影した撮影画像50を取得するステップと(S1)、前記指示器1を模擬した疑似画像60における前記指示部の位置を移動するステップと(S4)、前記疑似画像における前記指示部の位置が、前記撮影画像における前記指示部の位置に最も近づくとき(理想的には、完全に重なるとき)の前記疑似画像における前記指示部の移動量を特定するステップと(S5)、特定された前記移動量に基づいて前記機器が示す指示値を推定するステップと(S6)、を有する。
これにより、指示器の指示値を少ない処理負担で、精度よく、読み取ることができる。
(1) The reading method according to the first aspect includes the steps of: acquiring a photographed image 50 of an indicator 1 (an analog measuring instrument or a switch) that indicates an indication value at the position of an indication part 2 (S1); moving the position of the indication part in a pseudo image 60 that simulates the indicator 1 (S4); identifying the amount of movement of the indication part in the pseudo image when the position of the indication part in the pseudo image is closest to the position of the indication part in the photographed image (ideally, when they completely overlap) (S5); and estimating the indication value indicated by the device based on the identified amount of movement (S6).
This allows the indicated value of the indicator to be read with high accuracy and with a small processing load.
(2)第2の態様に係る読取方法は、(1)の読取方法であって、前記撮影画像から外乱を除去するステップをさらに有する。
外乱を除去することによよって、さらに精度よく、指示値を読み取ることができる。
(2) A reading method according to a second aspect is the reading method of (1), further comprising the step of removing disturbance from the captured image.
By eliminating the disturbance, the indicated value can be read with greater accuracy.
(3)第3の態様に係る読取方法は、(1)~(2)の読取方法であって、前記指示部の移動量を特定するステップでは、前記撮影画像における前記指示部の特徴に重み係数を大きく付与して、前記疑似画像における前記指示部の位置が、前記撮影画像における前記指示部の位置に最も近づくときの前記移動量を算出する。
これにより、例えば、撮影画像が不鮮明であったり、ノイズ除去で処理しきれなかったノイズが含まれていたりして、疑似画像の疑似針と撮影画像の指示部の形状が一致せず、重なり具合の信号強度の信頼性が乏しい場合でも、特徴的な部分の重み付けを大きくして信号強度を算出することにより、疑似画像の疑似針と撮影画像の指示部が最も近づく位置を精度よく検出し、高精度な指示値の読み取りを行うことができる。
(3) A reading method according to a third aspect is a reading method according to (1) to (2), in which in the step of identifying the amount of movement of the indication part, a large weighting coefficient is assigned to the characteristics of the indication part in the captured image, and the amount of movement when the position of the indication part in the pseudo image is closest to the position of the indication part in the captured image is calculated.
This means that even if, for example, the captured image is unclear or contains noise that could not be completely removed by noise removal, so that the shapes of the pseudo needle in the pseudo image and the indicator in the captured image do not match and the signal strength of the overlap is unreliable, by increasing the weighting of characteristic parts and calculating the signal strength, it is possible to accurately detect the position where the pseudo needle in the pseudo image and the indicator in the captured image are closest to each other and read the indication value with high accuracy.
(4)第4の態様に係る読取方法は、(1)~(3)の読取方法であって、前記移動に関し、単位移動量が変更可能である。
設定により、単位移動量(分解能)を変更することができることにより、細かな単位移動量(分解能)を設定することで、例えば、細かな分解能を適用して撮影した指示器の画像を多数用意して学習するような時間や手間を要せず、画像処理における単位移動量の変更だけで読取精度を向上することができる。
(4) A reading method according to a fourth aspect is the reading method of (1) to (3), in which the unit movement amount is changeable.
The unit movement amount (resolution) can be changed through settings, and by setting a fine unit movement amount (resolution), reading accuracy can be improved simply by changing the unit movement amount in image processing, without the need for the time and effort required to prepare and learn a large number of images of an indicator photographed using a fine resolution.
(5)第5の態様に係る読取方法は、(1)~(4)の読取方法であって、前記移動の開始位置を所定の基準値(例えば、計測値が45~50℃の範囲に収まることが分かっている場合の移動開始位置45℃、47℃、50℃など)にする。
指示値のおおよその値が分かっている場合、移動の開始位置を基準値とすることで、移動の範囲を限定することができ、処理コストを低減することができる。
(5) The reading method according to the fifth aspect is a reading method according to any one of (1) to (4), in which the starting position of the movement is set to a predetermined reference value (for example, the starting position of the movement when it is known that the measured value falls within the range of 45 to 50°C is 45°C, 47°C, 50°C, etc.).
When the approximate value of the instruction value is known, the range of movement can be limited by using the start position of the movement as a reference value, thereby reducing processing costs.
(6)第6の態様に係る読取方法は、(1)~(5)の読取方法であって、前記移動の開始位置、移動方向および移動範囲の何れかを設定できる。
指示値の特性に応じて、前記移動の開始位置、移動方向および移動範囲の何れかを設定することにより、処理を効率化することができる。
(6) A reading method according to a sixth aspect is the reading method according to any one of (1) to (5), in which any one of the start position, direction, and range of movement can be set.
By setting any one of the start position, direction and range of movement according to the characteristics of the instruction value, it is possible to improve the efficiency of the processing.
(7)第7の態様に係る読取方法は、(1)~(6)の読取方法であって、前記指示部は指示針、前記指示器は、前記指示針の位置で計測値を指示する計測器(図2(a)~図2(c)に例示する計測器)であって、前記推定するステップでは、特定された前記指示針の移動量に基づいて前記計測値を推定する。
これにより、計測器が設けられた現場へ赴かなければ確認できない計測値を、撮影画像を取得することにより、遠隔でも確認することができる。
(7) A reading method according to a seventh aspect is a reading method according to any one of (1) to (6), wherein the indicator is a pointer, the indicator is a measuring instrument (such as the measuring instrument illustrated in Figures 2(a) to 2(c)) that indicates a measurement value based on the position of the pointer, and the estimating step estimates the measurement value based on the identified amount of movement of the pointer.
This allows measurement values that can only be confirmed by going to the site where the measuring instrument is installed to be confirmed remotely by capturing photographic images.
(8)第8の態様に係る読取方法は、(1)~(7)の読取方法であって、前記指示器がスイッチ、前記指示部は前記スイッチの操作部であって、前記推定するステップでは、特定された前記操作部の移動量に基づいて前記スイッチにおける設定値を推定する。
これにより、スイッチが設けられた現場へ赴かなければ確認できないスイッチの設定値を、撮影画像を取得することにより、遠隔でも確認することができる。
(8) A reading method according to an eighth aspect is a reading method according to any one of (1) to (7), wherein the indicator is a switch, the indicator unit is an operating unit of the switch, and the estimating step estimates the setting value of the switch based on the identified amount of movement of the operating unit.
This allows the setting value of a switch, which can only be confirmed by visiting the site where the switch is installed, to be confirmed remotely by acquiring a photographed image.
(9)第9の態様に係る読取装置10は、指示部の位置で指示値を示す指示器を撮影した撮影画像を取得する手段と、前記指示器を模擬した疑似画像における前記指示部の位置を移動する手段と、前記疑似画像における前記指示部の位置が、前記撮影画像における前記指示部の位置に最も近づくときの前記疑似画像における前記指示部の移動量を特定する手段と、特定された前記移動量に基づいて前記指示器が示す指示値を推定する手段とを備える。 (9) A reading device 10 according to a ninth aspect includes a means for acquiring a captured image of an indicator that indicates an indication value at the position of the indicator, a means for moving the position of the indicator in a pseudo image that simulates the indicator, a means for identifying the amount of movement of the indicator in the pseudo image when the position of the indicator in the pseudo image is closest to the position of the indicator in the captured image, and a means for estimating the indication value indicated by the indicator based on the identified amount of movement.
(10)第10の態様に係る読取システム(指示値取得システム100)は、指示部の位置で指示値を示す指示器と、前記指示器を撮影するカメラと、前記指示値を送信する手段をさらに備える(9)に記載の読取装置と、を備える。
これにより、非接触にて、指示値を読み取り、他の装置へ送信することができる。非接触により指示値を読み取ることができるため、例えば、カメラ5および読取装置10(読取装置10をカメラ5から離れた場所に設置する場合、カメラ5だけでもよい。)の設置だけでプラント等への工事を行うことなく、遠隔に居ながら指示値を取得することができる。
(10) A reading system (indication value acquisition system 100) according to the tenth aspect includes an indicator that indicates an indication value at the position of the indicator, a camera that photographs the indicator, and a reading device according to (9) that further includes a means for transmitting the indication value.
This allows the indicated value to be read and transmitted to another device without contact. Because the indicated value can be read without contact, for example, it is possible to obtain the indicated value remotely by simply installing the camera 5 and the reading device 10 (if the reading device 10 is installed at a location away from the camera 5, only the camera 5 will suffice), without having to perform any construction work on the plant or the like.
(11)第11の態様に係るプログラムは、コンピュータに、指示部の位置で指示値を示す指示器を撮影した撮影画像を取得するステップと、前記指示器を模擬した疑似画像における前記指示部の位置を移動するステップと、前記疑似画像における前記指示部の位置が、前記撮影画像における前記指示部の位置に最も近づくときの前記疑似画像における前記指示部の移動量を特定するステップと、特定された前記移動量に基づいて前記指示器が示す指示値を推定するステップと、を実行させる。 (11) A program according to an eleventh aspect causes a computer to execute the steps of: acquiring a captured image of an indicator that indicates an indication value at the position of the indicator; moving the position of the indicator in a pseudo image that simulates the indicator; identifying the amount of movement of the indicator in the pseudo image when the position of the indicator in the pseudo image is closest to the position of the indicator in the captured image; and estimating the indication value indicated by the indicator based on the identified amount of movement.
1・・・指示器
5・・・カメラ
10・・・読取装置
11・・・画像取得部
12・・・画像処理部
13・・・外乱除去部
14・・・指示値推定部
15・・・深層学習部
16・・・設定受付部
17・・・記憶部
18・・・通信部
20・・・端末装置
20a・・・PC(personal computer)
20b・・・携帯端末
30・・・他システム
100・・・指示値取得システム
900・・・コンピュータ
901・・・CPU
902・・・主記憶装置
903・・・補助記憶装置
904・・・入出力インタフェース
905・・・通信インタフェース
1... indicator 5... camera 10... reading device 11... image acquisition unit 12... image processing unit 13... disturbance removal unit 14... indication value estimation unit 15... deep learning unit 16... setting reception unit 17... memory unit 18... communication unit 20... terminal device 20a... PC (personal computer)
20b...Mobile terminal 30...Another system 100...Indication value acquisition system 900...Computer 901...CPU
902: Main storage device 903: Auxiliary storage device 904: Input/output interface 905: Communication interface
Claims (10)
前記指示器を模擬した疑似画像における前記指示部の位置を移動するステップと、
前記疑似画像における前記指示部の位置が、前記撮影画像における前記指示部の位置に最も近づくときの前記疑似画像における前記指示部の移動量を特定するステップと、
特定された前記移動量に基づいて前記指示器が示す指示値を推定するステップと、
を有し、
前記指示器がスイッチ、前記指示部は前記スイッチの操作部であって、
前記推定するステップでは、特定された前記操作部の移動量に基づいて前記スイッチにおける設定値を推定する、
読取方法。 acquiring a captured image of an indicator indicating an indication value at the position of the indication unit;
moving a position of the indicator in a pseudo image that simulates the indicator;
specifying a movement amount of the indicator in the pseudo image when the position of the indicator in the pseudo image is closest to the position of the indicator in the captured image;
estimating an indication value indicated by the indicator based on the identified movement amount;
and
The indicator is a switch, and the indicator unit is an operation unit of the switch,
In the estimating step, a setting value of the switch is estimated based on the identified movement amount of the operation unit.
Reading method.
請求項1に記載の読取方法。 further comprising a step of removing disturbance from the captured image.
The reading method according to claim 1 .
請求項1又は請求項2に記載の読取方法。 In the step of specifying the movement amount of the indication part, a large weighting coefficient is assigned to a feature of the indication part in the photographed image, and the movement amount when the position of the indication part in the pseudo image is closest to the position of the indication part in the photographed image is calculated.
The reading method according to claim 1 or 2.
請求項1又は請求項2に記載の読取方法。 With respect to the movement, the unit movement amount is changeable.
The reading method according to claim 1 or 2.
請求項1又は請求項2に記載の読取方法。 setting the start position of the movement to a predetermined reference value;
The reading method according to claim 1 or 2.
請求項1又は請求項2に記載の読取方法。 Any of the start position, direction, and range of movement can be set.
The reading method according to claim 1 or 2.
前記推定するステップでは、特定された前記指示針の移動量に基づいて前記計測値を推定する、
請求項1又は請求項2に記載の読取方法。 The indicator is a measuring instrument that indicates a measurement value by the position of the indicator,
In the estimating step, the measurement value is estimated based on the identified movement amount of the indicator needle.
The reading method according to claim 1 or 2.
前記指示器を模擬した疑似画像における前記指示部の位置を移動する手段と、
前記疑似画像における前記指示部の位置が、前記撮影画像における前記指示部の位置に最も近づくときの前記疑似画像における前記指示部の移動量を特定する手段と、
特定された前記移動量に基づいて前記指示器が示す指示値を推定する手段と、
を備え、
前記指示器がスイッチ、前記指示部は前記スイッチの操作部であって、
前記推定する手段は、特定された前記操作部の移動量に基づいて前記スイッチにおける設定値を推定する、
読取装置。 a means for acquiring a photographed image of an indicator that indicates an indication value at the position of the indicator;
a means for moving the position of the indicator in a pseudo image that simulates the indicator;
a means for specifying a movement amount of the indicator in the pseudo image when the position of the indicator in the pseudo image comes closest to the position of the indicator in the captured image;
means for estimating an indication value indicated by the indicator based on the identified amount of movement;
Equipped with
The indicator is a switch, and the indicator unit is an operation unit of the switch,
the estimating means estimates the setting value of the switch based on the identified movement amount of the operation unit.
Reading device.
前記指示器を撮影するカメラと、
前記指示値を送信する手段をさらに備える請求項8に記載の読取装置と、
を備える読取システム。 An indicator that indicates an indication value at the position of an indication part; a camera that photographs the indicator;
The reading device according to claim 8 , further comprising means for transmitting the indicated value;
A reading system comprising:
指示部の位置で指示値を示す指示器を撮影した撮影画像を取得するステップと、
前記指示器を模擬した疑似画像における前記指示部の位置を移動するステップと、
前記疑似画像における前記指示部の位置が、前記撮影画像における前記指示部の位置に最も近づくときの前記疑似画像における前記指示部の移動量を特定するステップと、
特定された前記移動量に基づいて前記指示器が示す指示値を推定するステップと、
を有し、
前記指示器がスイッチ、前記指示部は前記スイッチの操作部であって、
前記推定するステップでは、特定された前記操作部の移動量に基づいて前記スイッチにおける設定値を推定する処理、を実行させるプログラム。 On the computer,
acquiring a captured image of an indicator indicating an indication value at the position of the indication unit;
moving a position of the indicator in a pseudo image that simulates the indicator;
specifying a movement amount of the indicator in the pseudo image when the position of the indicator in the pseudo image is closest to the position of the indicator in the captured image;
estimating an indication value indicated by the indicator based on the identified movement amount;
and
The indicator is a switch, and the indicator unit is an operation unit of the switch,
In the estimating step, a program is executed to execute a process of estimating a setting value of the switch based on the identified movement amount of the operation unit .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022073767A JP7745504B2 (en) | 2022-04-27 | 2022-04-27 | Reading method, reading device, reading system, and program |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022073767A JP7745504B2 (en) | 2022-04-27 | 2022-04-27 | Reading method, reading device, reading system, and program |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023163002A JP2023163002A (en) | 2023-11-09 |
| JP7745504B2 true JP7745504B2 (en) | 2025-09-29 |
Family
ID=88651303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022073767A Active JP7745504B2 (en) | 2022-04-27 | 2022-04-27 | Reading method, reading device, reading system, and program |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7745504B2 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006120133A (en) | 2004-09-27 | 2006-05-11 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | Analog meter automatic reading method, apparatus and program |
| WO2020045631A1 (en) | 2018-08-30 | 2020-03-05 | 株式会社オージス総研 | Meter reading device, meter reading system, and computer program |
-
2022
- 2022-04-27 JP JP2022073767A patent/JP7745504B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006120133A (en) | 2004-09-27 | 2006-05-11 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | Analog meter automatic reading method, apparatus and program |
| WO2020045631A1 (en) | 2018-08-30 | 2020-03-05 | 株式会社オージス総研 | Meter reading device, meter reading system, and computer program |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023163002A (en) | 2023-11-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7099509B2 (en) | Computer vision system for digitization of industrial equipment gauges and alarms | |
| US9412205B2 (en) | Extracting sensor data for augmented reality content | |
| JP2025517803A (en) | Method and system for operational inspection and trend analysis of power plant equipment | |
| CN118397000B (en) | Dynamic data processing method and system based on industrial equipment | |
| JP6610640B2 (en) | Position recognition method and system, and abnormality determination method and system | |
| CN104252712A (en) | Image generating apparatus and image generating method | |
| WO2020039559A1 (en) | Information processing device, information processing method, and work evaluation system | |
| JPWO2015033603A1 (en) | Information processing system, information processing method, and program | |
| JP6287486B2 (en) | Information processing apparatus, method, and program | |
| CN116860153B (en) | Finger interaction trajectory analysis method, system and storage medium | |
| JP7165108B2 (en) | Work training system and work training support method | |
| JP6618349B2 (en) | Video search system | |
| JP7745504B2 (en) | Reading method, reading device, reading system, and program | |
| JP5791555B2 (en) | Status tracking apparatus, method, and program | |
| JP6883699B1 (en) | Flow estimation system, information processing equipment and programs | |
| JP2024039883A (en) | Smoke detection device, method and program, and smoke detection model learning device, method and program | |
| JP7116770B2 (en) | Analog meter pointer reading method and analog meter pointer reading system | |
| CN114549399A (en) | Liquid level data acquisition method and interface and computer readable storage medium | |
| WO2015096824A1 (en) | Analysis device and analysis method | |
| CN110826422A (en) | System and method for obtaining motion parameter information | |
| CN117723706A (en) | A mobile carbon monitoring device and monitoring method | |
| JP7187394B2 (en) | Indicated value reading system, method and program | |
| CN117765600A (en) | Hand key point prediction model training method, prediction method and device | |
| CN114998414A (en) | A method, device and medium for measuring three-dimensional dimensions of parts based on point cloud data | |
| JP7798305B1 (en) | Information processing method, information processing device, and computer program |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240910 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20250403 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20250415 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250519 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250819 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250916 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7745504 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |