JP6317490B2 - 火災検知装置及び火災検知方法 - Google Patents
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Description
本発明は、火災検知装置に於いて、
監視領域の画像を撮像する撮像手段と、
撮像手段で撮像した画像にエッジ強調処理を施して稜線を抽出する稜線抽出手段と、
稜線抽出手段で抽出した稜線の画像を複数の画像領域に分割し、画像領域毎に稜線の直線成分を抽出する直線成分抽出手段と、
画像領域毎に、直線成分抽出手段で抽出した直線成分の時系列での変化を求める時系列変化検出手段と、
時系列変化検出手段で検出した直線成分の時系列変化の中から煙による特徴的な所定の時系列変化を検知した場合に煙候補領域と判断する煙候補判断手段と、
を備えたことを特徴とする。
本発明は、火災検知方法に於いて、
撮像手段により監視領域の画像を撮像し、
撮像手段で撮像した監視領域の画像に稜線抽出手段によりエッジ強調処理を施して稜線を抽出し、
稜線抽出手段で抽出した稜線の画像を複数の画像領域に分割し、画像領域毎に直線成分抽出手段により稜線の直線成分を抽出し、
画像領域毎に、直線成分抽出手段で抽出した直線成分の時系列での変化を時系列変化検出手段により求め、
時系列変化検出手段で検出した直線成分の時系列変化の中から、煙候補判断手段により、煙による特徴的な所定の時系列変化を検知した場合に煙候補領域と判断する、
ことを特徴とする。
図1は本発明による火災検知装置を設置した監視領域を示した説明図であり、図1(A)は側面を示し、図1(B)は監視カメラから見た正面を示す。
本発明により微量の煙を検知する原理を説明すると次のようになる。本発明は、図2(A)に示す火源18から立ち上がる微量の煙24を画像処理により検知するが、この場合、初期の煙24は、図2(B)に示すように、半透明かつ円筒状の物体が、揺らぎつつ火源より上方へ伸びて行く煙モデル24aとして考えられる。
本発明の検出原理に示したように、画像に対しエッジ強調処理を適用して煙の稜線を抽出し、細かい領域に分割した後に、各々の領域に対してハフ変換を行って直線成分を抽出し、抽出した直線成分の煙による特徴的な時系列変化を捉えて火災を判断する場合、例えばテレビ画面16aの映像の処理で得られた直線成分の時系列的変化が煙による特徴的な時系列変化と区別できない場合があり、そのままでは、テレビ画面16aの動きある映像を、火災と誤って判断してしまう可能性がある。本発明にあっては、テレビ画面の映像のように動きのある画像から誤って火災を判断してしまうこと防止する。
(火災検知装置の機能構成)
図3は本発明による火災検知装置の機能構成の概略を示したブロック図である。図3に示すように、火災検知装置は、監視カメラ10と画像処理装置12で構成される。
図6は図5の火源18の直上となる領域A1について間引きフレームの4周期分となる時刻t1〜t4で抽出した直線成分の時系列変化を示している。時刻t1では、領域A1を通過する煙稜線の直線成分は、領域下辺中央を原点とした二次元座標において、上方をθ1=0°とすると発生頻度は2本となり、右斜め上方をθ2とすると発生頻度は2本となり、左斜め上方をθ3とすると発生頻度は1本となる。このような領域A1を通過する煙稜線の直線成分は、立ち上がる煙の揺らぎに応じ時刻t2〜t4に示すように、その方向と発生頻度が変化する。
ベクトルB1は(θ1,2)
ベクトルB2は(θ2,2)
ベクトルB2は(θ3,1)
となり、時刻t2〜t4では、その時系列変化に応じて累積的に増加していく。
ベクトルB1は(θ1,1)、
ベクトルB2は(θ2,1)
ベクトルB3は(θ3,2)、
ベクトルB4は(θ4,1)、
ベクトルB5は(θ5,1)
となり、時刻t2〜t4では、その時系列変化に応じて累積的に増加していく。
図10は図5の背景となる領域A5について、間引きフレームの4周期分の時刻t1〜t4で抽出した直線成分の時系列変化を示している。領域A5では背景に上下に4本の直線成分が定常的に存在しており、このため、時刻t1〜t4の全てで、領域A5に存在する直線成分は、上方をθ1=0°とすると発生頻度は4本となる。
θ1の発生頻度は1本
θ5の発生頻度は2本
θ6の発生頻度は2本
θ7の発生頻度は2本
となり、傾き及び発生頻度は変化せず、一定である。
ベクトルB1は(θ1,1)
ベクトルB5は(θ5,2)
ベクトルB6は(θ6,2)
ベクトルB7は(θ7,2)
となり、時刻t2〜t4では、その時系列変化に応じて一定の発生頻度により累積的に増加していく。
図4のテレビ画面16aには放送番組の映像から抽出した映像稜線画像が生成されており、この映像稜線画像は時系列的に様々に変化する動きのある画像であり、このため図3の時系列変化検出部34による領域A7〜A18の各々についての稜線直線成分の時系列変化は、図7及び図9に示したと同様、傾きと発生頻度の異なる累積ベクトルが放射状に複数存在する所謂デイジーパターンとなっており、煙による特徴的な時系列変化と同様な変化となり、そのままでは区別できない。
図3の煙候補判断部36は、時系列変化検出部34で検出した稜線直線成分の時系列変化の中から煙による特徴的な所定の時系列変化を検知した場合に煙候補領域と判断する。例えば煙候補判断部36は、傾きが一定で発生頻度の異なる直線成分の時系列変化を複数検知した場合、所謂デイジーパターンを検知した場合に、煙候補領域と判断し、一方、傾きが一定で発生頻度も一定となる直線成分の時系列変化を検知した場合、所謂定常パターンを検知した場合に、非煙候補領域と判断して除外する。
図16は図3の画像処理装置による火災検知動作を示したフローチャートである。
(動きのあるもの)
上記の実施形態は、煙以外で煙候補領域と判断される対象としてテレビ画面の映像、一箇所に人が留まっている場合の手足などの動きを例にとるものであったが、これ以外に時計の振り子の動き、ペット動物、エアコンの風量調整の動き、扇風機の首振り動作などの動きのあるもの全てにつき、煙候補領域と判断しても、その分布から火災と誤って判断することを防止可能とする。
上記の実施形態にあっては、画像にゾーベルフィルタを適用して煙の稜線を抽出しているが、プレヴィットフィルタ(Prewitt Filter)等のエッジ強調処理に用いた適宜のフィルタを適用しても良い。
上記の実施形態にあっては、ハフ変換を適用して煙の稜線を抽出しているが、Line Segment Detector(LSD)等の画像から直線成分を抽出する処理方法を適用しても良い。
上記の実施形態にあっては、監視カメラと画像処理装置を分離配置して伝送路により接続しているが、両者を一体化した装置としても良い。
12:画像処理装置
14:火災報知設備
16:監視領域
18:火源
20:画像
24:煙
24a:煙モデル
24b:煙稜線
26:伝送部
28:稜線抽出部
30:火災判断部
32:直線成分抽出部
34:時系列変化検出部
36:煙候補判断部
38:火災判断部
Claims (4)
- 監視領域の画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像した画像にエッジ強調処理を施して稜線を抽出する稜線抽出手段と、
前記稜線抽出手段で抽出した稜線の画像を複数の画像領域に分割し、前記画像領域毎に稜線の直線成分を抽出する直線成分抽出手段と、
前記画像領域毎に、前記直線成分抽出手段で抽出した直線成分の時系列での変化を求める時系列変化検出手段と、
前記時系列変化検出手段で検出した直線成分の時系列変化の中から煙による特徴的な所定の時系列変化を検知した場合に煙候補領域と判断する煙候補判断手段と、
を備えたことを特徴とする火災検知装置。
- 請求項1記載の火災検知装置に於いて、前記煙候補判断手段は、傾きが一定で発生頻度の異なる直線成分の時系列変化を1又は複数検知した場合に煙候補領域と判断し、傾きが一定で発生頻度も一定となる直線成分の時系列変化を検知した場合に非煙候補領域と判断して除外することを特徴とする火災検知装置。
- 撮像手段により監視領域の画像を撮像し、
前記撮像手段で撮像した監視領域の画像に稜線抽出手段によりエッジ強調処理を施して稜線を抽出し、
前記稜線抽出手段で抽出した稜線の画像を複数の画像領域に分割し、前記画像領域毎に直線成分抽出手段により稜線の直線成分を抽出し、
前記画像領域毎に、前記直線成分抽出手段で抽出した直線成分の時系列での変化を時系列変化検出手段により求め、
前記時系列変化検出手段で検出した直線成分の時系列変化の中から、煙候補判断手段により、煙による特徴的な所定の時系列変化を検知した場合に煙候補領域と判断する、
ことを特徴とする火災検知方法。
- 請求項3記載の火災検知方法に於いて、前記煙候補判断手段は、傾きが一定で発生頻度の異なる直線成分の時系列変化を1又は複数検知した場合に煙候補領域と判断し、傾きが一定で発生頻度も一定となる直線成分の時系列変化を検知した場合に非煙候補領域と判断して除外することを特徴とする火災検知方法。
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JP2017026497A JP6317490B2 (ja) | 2017-02-16 | 2017-02-16 | 火災検知装置及び火災検知方法 |
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JP5405365B2 (ja) * | 2010-03-18 | 2014-02-05 | セコム株式会社 | 画像監視装置および監視システム |
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