JP2591117B2 - Flock measuring device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、水中の凝集物（フロック）を照明するラン
プの劣化寿命の指示及びフロック計測の実行，停止を行
いうるようにしたフロック計測装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Industrial Field of the Invention The present invention relates to a floc measuring device capable of instructing the deterioration life of a lamp for illuminating aggregates (flock) in water and executing and stopping floc measurement. About.
B.発明の概要 本願発明のフロック計測装置は、フロックを照らす照
明器と、フロックを検出する水中カメラ検出部と、この
水中カメラ検出部よりの信号を処理する画像処理装置
と、この画像処理装置よりのデータよりフロック性状を
認識するコンピュータよりなるフロック計測装置におい
て、前記照明器のランプ印加電圧又は電流検出回路と、
この検出回路よりの信号をディジタル化するA/D変換回
路を設け、前記コンピュータは、前記画像処理装置より
の情報に基づき水平走査方向バックグランド輝度レベル
を計測してランプの劣化を判定し、次いで、前記A/D変
換回路よりの信号に基づきランプの劣化を判定し、前記
画像処理の判定を優先させてフロック計測の実行，停止
及びランプの劣化寿命の指示等を行いうるようにしたも
のである。B. Summary of the Invention A flock measuring device of the present invention includes an illuminator for illuminating a flock, an underwater camera detection unit for detecting a flock, an image processing device for processing a signal from the underwater camera detection unit, and an image processing device In a floc measuring device comprising a computer that recognizes floc properties from the data, a lamp applied voltage or current detection circuit of the illuminator,
An A / D conversion circuit for digitizing a signal from the detection circuit is provided, and the computer determines a lamp deterioration by measuring a background luminance level in a horizontal scanning direction based on information from the image processing apparatus, and then determines The lamp deterioration is determined based on the signal from the A / D conversion circuit, and the execution of the floc measurement, the stop, the instruction of the lamp deterioration life, and the like can be performed by giving priority to the determination of the image processing. is there.
C.従来の技術 浄水場においては水質管理，制御のためフロックの計
測を行っている。水質管理，制御の信頼性を向上させる
ためには、従来の間欠計測から昼夜連続計測が必要とな
る。C. Conventional technology Water treatment plants measure flocs for water quality management and control. In order to improve the reliability of water quality management and control, continuous measurement day and night is required from conventional intermittent measurement.
フロック計測においてはCCDカメラで水中のフロック
を撮像するため照明装置を必要とする。照明装置には必
ず光源の劣化寿命があり、例えば、ハロゲンランプを使
用した場合、照度条件にもよるが寿命は約500〜2000時
間である。このため、昼夜連続計測を目的としたフロッ
ク計測装置では、ランプの劣化寿命の検出，制御を必要
とする。In flock measurement, a CCD camera requires an illumination device to image the underwater flock. A lighting device always has a deterioration life of a light source. For example, when a halogen lamp is used, the life is about 500 to 2000 hours depending on the illuminance condition. For this reason, a floc measuring device intended for continuous measurement day and night requires detection and control of the deterioration life of the lamp.
D.発明が解決しようとする課題 ところで、一般に販売されているハロゲンランプ照明
装置には、ランプ劣化寿命を検出する手段を有する装置
もあるが、いずれも間欠使用時だけ働く機能しかなく、
昼夜連続仕様となっていない。又、フロック計測装置に
おいては、浮遊しているフロックを忠実に検出及び認識
する目的からランプ特性（経時変化，分光特性等）とカ
メラのCCD素子特性の両者の変化を考慮した寿命検出方
法でなければならない。D. Problems to be Solved by the Invention By the way, some halogen lamp lighting devices that are generally sold include a device having a means for detecting the lamp deterioration life, but all have a function that only works during intermittent use.
It is not a day and night continuous specification. In addition, in order to faithfully detect and recognize floating flocs, the floc measuring device must use a life detecting method that takes into account changes in both lamp characteristics (aging, spectral characteristics, etc.) and camera CCD element characteristics. Must.
例えば、高輝度用ハロゲンランプの経時による変化は
第５図のようになり、ランプ間のバラツキにもよるが、
ほぼ一定時間安定な照度を保ち、ある時間から急激に照
度が低下する。これはハロゲンランプの特徴であり、他
のタングステン等のランプと比較すると安定した照度が
得られる。ハロゲンランプの劣化が著しくなると、ラン
プ特性の一つである色温度が低下し、分光特性も変化す
る。そのためフロックの性状によっては、一部輝度が低
下し、検出できない部分が発生する恐れがある。例え
ば、フロック形成池で形成されるフロックは、常に安定
した性状ではなく、第６図に示す微視的に見たフロック
の凝集性からも理解でき、フロックは核となる砂，土，
有機物等の物質のまわりを金属水酸化物で包み込み、微
フロック（100〜200μｍ）を形成し、この微フロックが
互いに衝突し合って成長フロックとなる。これら核物
質，水酸化物，間僚水で形成されるフロックは、投光に
より吸光，散乱や各物質の密度差のためにフロック内で
の輝度差を生じ、この変化は、フロックの核物質となる
無機物，有機物の割合やフロック凝集性の指標となるAL
T比（水酸化アルミと濁度の比）の変化によるところが
大きい。即ち、核物質と水酸化アルミの割合で核物質よ
り水酸化アルミの割合が高くなると、フロックの輝度が
低下し、逆に核物質の割合が高くなるとフロックの輝度
は高くなる。このようにフロックの性状の変化要因が多
い。For example, the change over time of a high-intensity halogen lamp is as shown in FIG. 5, and although it depends on the variation between the lamps,
The illuminance is kept stable for a certain period of time, and the illuminance rapidly decreases from a certain time. This is a feature of the halogen lamp, and a stable illuminance can be obtained as compared with other lamps such as tungsten. When the deterioration of the halogen lamp becomes remarkable, the color temperature, which is one of the lamp characteristics, decreases, and the spectral characteristics also change. For this reason, depending on the properties of the flocks, the luminance may be partially reduced and undetectable portions may be generated. For example, the floc formed in the floc formation pond is not always stable and can be understood from the microscopic cohesiveness of the floc shown in FIG.
A substance such as an organic substance is wrapped around with a metal hydroxide to form fine flocs (100 to 200 μm), and the fine flocks collide with each other to form growth flocs. The flocs formed by these nuclear materials, hydroxides, and staff water cause a difference in brightness in the flocs due to light absorption, scattering, and differences in the density of each material. AL as an index of the ratio of inorganic and organic substances and floc cohesion
This is largely due to the change in T ratio (ratio between aluminum hydroxide and turbidity). That is, when the ratio of the aluminum hydroxide is higher than that of the nuclear material in the ratio of the nuclear material and the aluminum hydroxide, the brightness of the floc decreases, and conversely, when the ratio of the nuclear material increases, the brightness of the floc increases. Thus, there are many factors that change the properties of flocs.
一方、フロックを確認するカメラのCCD素子特性も重
要となり、CCD素子の確認特性は第７図に示すように、
基本的に人間の視覚と同様な分光特性になっている（た
だし、近赤外、700nm〜1000nmの相対感度は高い）。そ
れ故ランプ分光特性が経時変化した場合、上述のよう
に、フロックの性状によっては著しく影響を受ける場合
がある。On the other hand, the CCD element characteristics of the camera that confirms the flocks also become important, and the confirmation characteristics of the CCD elements are as shown in FIG.
Basically, it has spectral characteristics similar to human vision (however, the near-infrared, the relative sensitivity between 700 nm and 1000 nm is high). Therefore, when the lamp spectral characteristic changes over time, as described above, it may be significantly affected by the properties of the floc.
本発明は、従来技術の有するこのような問題点を解決
すべくなされたものであり、ランプの特性とカメラのCC
D素子特性，フロックの性状の３要因を考慮し、ランプ
寿命保障するフロック計測装置を提供しようとするもの
である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem of the prior art, and has been made to solve the problem of lamp characteristics and camera CC.
It is an object of the present invention to provide a floc measuring device which guarantees the lamp life in consideration of three factors of D element characteristics and floc properties.
E.課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明におけるフロック
計測装置は、フロックを照らす照明器と、フロックを検
出する水中カメラ検出部と、この水中カメラ検出部より
の信号を処理する画像処理装置と、この画像処理装置よ
りのデータよりフロック性状を認識するコンピュータよ
りなるフロック計測装置において、前記照明器のランプ
印加電圧又は電流検出回路と、この検出回路よりの信号
をディジタル化するA/D変換回路を設け、前記コンピュ
ータは、前記画像処理装置よりの情報に基づき水平走査
方向バックグランド輝度レベウを計測してランプの劣化
を判定し、次いで、前記A/D変換回路よりの信号に基づ
きランプの劣化を判定し、前記画像処理の判定を優先さ
せてフロック計測の実行，停止及びランプの劣化寿命の
指示等を行いうるようにしたものである。E. Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, a flock measuring device according to the present invention includes an illuminator for illuminating the flock, an underwater camera detection unit for detecting the flock, and a signal from the underwater camera detection unit. And a floc measuring device comprising a computer for recognizing the floc property from data from the image processing device. A lamp applied voltage or current detecting circuit of the illuminator, and a signal from the detecting circuit are digitally converted. An A / D conversion circuit is provided, the computer measures the background luminance level in the horizontal scanning direction based on information from the image processing device to determine lamp deterioration, and then the A / D conversion circuit The lamp deterioration is judged based on the signal of the lamp, and the execution of the floc measurement, the stop and the lamp deterioration life are determined by giving priority to the judgment of the image processing. It is obtained so as to be subjected to the instruction or the like.
F.作用 ランプの輝度が低下するとランプ印加電圧も低下する
ので、ランプ印加電圧を検出し、A/D変換した信号をコ
ンピュータに入れることにより、ランプの劣化状態が判
定できる。F. Operation Since the lamp applied voltage decreases as the lamp brightness decreases, the lamp applied voltage is detected, and the A / D converted signal is input to a computer to determine the deterioration state of the lamp.
ランプの分光特性，カメラのCCD素子の認識特性が低
下すると水平方向バックグラウンド輝度レベルが低下す
るので、画像処理装置よりの情報に基づき、水平走査方
向バックグラウンドをコンピュータにより測定すること
によりランプの劣化を判定することができる。If the spectral characteristics of the lamp and the recognition characteristics of the CCD element of the camera deteriorate, the horizontal background luminance level decreases. Therefore, the computer measures the background in the horizontal scanning direction based on information from the image processing device, and deteriorates the lamp. Can be determined.
優先的に画像処理判断から先行させることにより、ラ
ンプ印加電圧によりランプ劣化と判断されても、フロッ
ク計測可能状態であれば、フロック計測を実行すること
ができる。By prioritizing the image processing determination with priority, even if it is determined that the lamp is degraded by the lamp applied voltage, the floc measurement can be performed if the floc measurement is possible.
G.実施例 実施例について図面を参照して説明する。G. Example An example will be described with reference to the drawings.
第１図はフロック計測装置の構成図で、水中カメラ検
出部1,画像処理装置2,ホストコンピュータ部3,照明器4,
ランプ電源5,ランプ印加電圧・（電流）検出回路6,A/D
変換回路７よりなり、水中カメラ検出部１は照明器４に
より照明されているフロックを検出し、画像処理装置２
はフロックを認識に、ホストコンピュータ３は、マイク
ロコンピュータで画像処理装置の情報と、ランプ印加電
圧（電流）検出回路６で検出した信号をA/D変換回路７
でデジタル化したランプ印加電圧（電流）データによ
り、水中カメラ1,画像処理装置2,照明器4,ランプ電源５
を統括する。ホストコンピュータ３の判断機能は、画像
処理装置２で得た静止画像の走査線ヒストグラムを測定
する。即ち、例えば、インタレース方式による画像の場
合、一画面の構成を奇数，偶数の２フィールド1/30sec
で行われ、この両者の水平走査方向の輝度レベルを測定
すると、画像処理の輝度階調（256階調）と水平走査方
向の画素数（512画素）の関係は、第２図〜第４図のよ
うに照度によって異なってくる。そして、第２図では、
ほぼ20階調レベルで始まり、200画素付近でピークが存
在する。このピークは水平方向のフロックを表してい
る。この測定により次のような特性を得た。FIG. 1 is a block diagram of a floc measuring device, which includes an underwater camera detecting unit 1, an image processing device 2, a host computer unit 3, an illuminator 4,
Lamp power supply 5, Lamp applied voltage / (current) detection circuit 6, A / D
The underwater camera detection unit 1 detects a floc illuminated by the illuminator 4 and converts the image data into the image processing device 2.
The host computer 3 uses the microcomputer to recognize the information of the image processing apparatus and the signal detected by the lamp applied voltage (current) detection circuit 6 in the A / D conversion circuit 7.
Underwater camera 1, Image processing device 2, Illuminator 4, Lamp power supply 5 based on lamp applied voltage (current) data digitized in
Oversees. The determination function of the host computer 3 measures a scanning line histogram of a still image obtained by the image processing device 2. That is, for example, in the case of an image based on the interlace method, one screen is composed of two odd / even fields of 1/30 sec.
When the luminance levels in the horizontal scanning direction are measured, the relationship between the luminance gradation of image processing (256 gradations) and the number of pixels in the horizontal scanning direction (512 pixels) is shown in FIGS. It depends on the illuminance. And in FIG.
Starting at approximately 20 gray levels, there is a peak near 200 pixels. This peak represents a horizontal flock. The following characteristics were obtained by this measurement.
１）ランプの照度が多少変化しても水平方向のバックグ
ランド輝度レベルが安定している（第２図，第３図）。1) Even if the illuminance of the lamp slightly changes, the background luminance level in the horizontal direction is stable (FIGS. 2 and 3).
２）上記１）により画像処理における２値化しきい値レ
ベルが安定する。2) By the above 1), the binarization threshold level in the image processing is stabilized.
３）ランプ寿命の場合、第４図のように照度計照度が変
わらなくとも分光特性が変化すると、画像が０階調にな
り、ピーク輝度レベルが極端に低下し、輝度レベルの低
いフロックは認識できなくなる場合がある。3) In the case of the lamp life, if the spectral characteristics change even if the illuminance does not change as shown in FIG. 4, the image becomes 0 gradation, the peak luminance level drops extremely, and the floc with a low luminance level is recognized. May not be possible.
この特性により、この水平走査方向のバックグランド
輝度レベルを測定することで照度計では判定できないラ
ンプ寿命の判定が実行できる。By this characteristic, it is possible to determine the lamp life which cannot be determined by the illuminometer by measuring the background luminance level in the horizontal scanning direction.
一方、ランプ印加電圧（電流）検出回路６によりラン
プ印加電圧（電流の場合は過電流）を検出し、AD変換回
路７でA/D変換してホストコンピュータ部３でランプの
劣化を判断する。この判断基準は、第５図のようにラン
プの劣化が始まると、電圧降下を生ずる特性から常時監
視する。On the other hand, the lamp applied voltage (current) detection circuit 6 detects the lamp applied voltage (in the case of current, overcurrent), performs A / D conversion in the AD conversion circuit 7, and judges deterioration of the lamp in the host computer unit 3. This criterion is constantly monitored from the characteristics that cause a voltage drop when the lamp starts to deteriorate as shown in FIG.
コンピュータ部３では上記の画像処理特性とランプ電
圧（電流）特性より夫々ランプの劣化寿命を判断する。
ただし、この両者を同時判断すると互いの影響からフロ
ック計測可能状態でもフロック計測停止信号がでるた
め、第１図のホストコンピュータ部３に示すフローのよ
うに、優先的に画像処理装置よりの情報に基づき水平走
査方向バックグラウンド輝度レベルを計測してランプの
劣化を判定する画像処理の判定（第１手段）から先行
し、次にA/D変換回路よりの信号に基づきランプの劣化
を判定するランプの判定（第２手段）を行うプラグラム
にする。このようにするとフロック計測可能の間はラン
プを使用できるので、ランプの寿命時間を長く保てる。
コンピュータ部３の判断は、４条件となり表１に示す判
定を行い、結果が正常及び警報の場合にはフロック計測
を実行し、停止の場合はフロック計測を停止する。又警
報の場合にはランプの劣化寿命の指示をする。The computer unit 3 determines the deterioration life of the lamp from the image processing characteristics and the lamp voltage (current) characteristics.
However, if the two are determined simultaneously, a floc measurement stop signal is generated even in a floc measurable state due to the mutual influence, so that information from the image processing apparatus is preferentially transmitted to the host computer unit 3 as shown in the flow chart of FIG. A lamp which determines the lamp deterioration based on a signal from an A / D conversion circuit, which precedes the image processing determination (first means) which determines the lamp deterioration by measuring the background luminance level in the horizontal scanning direction based on the lamp luminance. (A second means). In this way, the lamp can be used while floc measurement is possible, so that the lamp life can be maintained long.
The computer unit 3 determines four conditions and performs the determination shown in Table 1. If the result is normal or alarm, the floc measurement is executed. If the result is stopped, the floc measurement is stopped. In the case of an alarm, an instruction is given for the lamp deterioration life.
H.発明の効果 本発明は、上述のとおり構成されているので、次に記
載する効果を奏する。 H. Effects of the Invention Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
照明器，水中カメラ検出部，画像処理装置及びコンピ
ュータよりなるフロック計測装置は、昼夜連続計測でき
るものであり、この装置においてランプ劣化寿命の判定
をコンピュータで行うものであるから、昼夜連続して行
うことが可能となる。A floc measuring device including an illuminator, an underwater camera detector, an image processing device, and a computer can continuously measure day and night. In this device, the lamp deterioration life is determined by a computer. It becomes possible.
ランプの劣化寿命を画像処理装置の情報に基づいて水
平走査方向のバックグランド輝度レベルから判断してい
るので、フロック計測におけるカメラのCCD素子の認識
特性の変化を考慮したランプの劣化寿命が検出できる。Since the deterioration life of the lamp is determined from the background luminance level in the horizontal scanning direction based on information from the image processing device, the deterioration life of the lamp can be detected in consideration of changes in the recognition characteristics of the camera's CCD element in floc measurement. .
ランプの劣化寿命をランプ印加電圧又は電流の変化か
ら判断しているので、構成が簡単で、しかも照度計を用
いた場合のように照度計の経年変化の影響を受けない。Since the deterioration life of the lamp is determined from a change in the voltage or current applied to the lamp, the configuration is simple, and the lamp is not affected by aging of the illuminometer as in the case of using an illuminometer.
上記，の判断基準をコンピュータで処理し、画像
処理の判定を優先とする４条件からフロック計測の実行
停止を行えるので、上記の判断でランプ劣化寿命とさ
れてもフロック計測可能なときは、ランプ劣化寿命の指
示をするにとどめ、フロック計測を続行することができ
る。The above criteria are processed by a computer, and the execution of the floc measurement can be stopped from the four conditions in which the image processing determination is prioritized. The floc measurement can be continued only by giving the instruction of the deterioration life.
照明器及びカメラ周辺機器の異常時（例えば、短絡，
地絡等）にも上記判断基準に準ずる場合に安全保護を目
的にフロック計測装置を停止させることができる。When the illuminator and camera peripherals are abnormal (for example, short-circuit,
In the event of a ground fault or the like, the floc measuring device can be stopped for the purpose of safety protection in the case where the above criterion is satisfied.
第１図は本発明の実施例を一部フローチャートで示すブ
ロック図、第２図〜第４図は夫々輝度階調を示す波形
図、第５図はランプ照度の経時変化を示す曲線図、第６
図はフロックの拡大図、第７図は視覚とCCD素子の分光
感度特性を示す曲線図である。 １……水中カメラ検出部、２……画像処理装置、３……
ホストコンピュータ部、４……照明器、５……ランプ電
源、６……ランプ印加電圧検出回路。FIG. 1 is a block diagram partially showing an embodiment of the present invention in a flow chart, FIGS. 2 to 4 are waveform diagrams each showing a luminance gradation, FIG. 5 is a curve diagram showing a temporal change in lamp illuminance, and FIG. 6
The figure is an enlarged view of the floc, and FIG. 7 is a curve diagram showing the visual sense and the spectral sensitivity characteristics of the CCD element. 1 ... underwater camera detection unit, 2 ... image processing device, 3 ...
Host computer unit 4, illuminator 5, lamp power supply 6, lamp applied voltage detection circuit.
Claims (1)
出する水中カメラ検出部と、この水中カメラ検出部より
の信号を処理する画像処理装置と、この画像処理装置よ
りのデータによりフロック性状を認識するコンピュータ
よりなるフロック計測装置において、 前記照明器のランプ印加電圧又は電流検出回路と、この
検出回路よりの信号をディジタル化するA/D変換回路を
設け、前記コンピュータは、前記画像処理装置よりの情
報に基づき水平走査方向バックグラウンド輝度レベルを
計測してランプの劣化を判定する第１手段と、前記A/D
変換回路よりの信号に基づきランプの劣化を判定する第
２手段とからなり、前記第１手段の判定結果が測定可能
と出力された場合のみに第２手段の判定結果と比較し、
この判定結果が測定不可能と出力された場合は第１手段
の判定結果を採用してフロック計測の実行，停止及びラ
ンプの劣化寿命の指示を行い得るようにしたことを特徴
としたフロック計測装置。An illuminator for illuminating a flock, an underwater camera detection unit for detecting a flock, an image processing device for processing a signal from the underwater camera detection unit, and recognizing a flock property based on data from the image processing device. A floc measuring device comprising a computer, comprising: a lamp applied voltage or current detecting circuit for the illuminator; and an A / D conversion circuit for digitizing a signal from the detecting circuit. First means for measuring the background luminance level in the horizontal scanning direction based on the information to determine the deterioration of the lamp;
A second means for judging lamp deterioration based on a signal from the conversion circuit, and comparing the judgment result of the first means with the judgment result of the second means only when the judgment result is output as measurable;
A floc measuring device characterized in that when the result of the determination is output that measurement is impossible, the result of the determination by the first means can be employed to execute and stop the floc measurement and to instruct the deterioration life of the lamp. .
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|---|---|---|---|---|
| JPH0658460B2 (en) * | 1985-02-02 | 1994-08-03 | オリンパス光学工業株式会社 | Light source device for endoscope |
| JPH068784B2 (en) * | 1985-10-01 | 1994-02-02 | 株式会社日立製作所 | Flock monitoring device |
-
1988
- 1988-11-16 JP JP63289530A patent/JP2591117B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02136732A (en) | 1990-05-25 |
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