JP6857007B2 - Fire monitoring system - Google Patents

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Description

本発明は、火災感知器等のセンサや監視カメラで撮像した監視領域の画像からニューラルネットワークにより火災を判断して警報させる火災監視システムに関する。 The present invention relates to a fire monitoring system that determines a fire by a neural network from an image of a monitoring area captured by a sensor such as a fire detector or a surveillance camera and gives an alarm.

従来、煙感知器や熱感知器など、特定の物理量を監視するセンサを用いて、火災を検出するシステムが実用化されている。 Conventionally, a system for detecting a fire using a sensor that monitors a specific physical quantity such as a smoke detector or a heat detector has been put into practical use.

一方、従来、監視カメラで撮像した監視領域の画像に対し画像処理を施すことにより、火災を検知するようにした様々な装置やシステムが提案されている。 On the other hand, conventionally, various devices and systems have been proposed in which a fire is detected by performing image processing on an image of a surveillance area captured by a surveillance camera.

このような火災監視システムにあっては、火災発生に対する初期消火や避難誘導の観点から火災の早期発見が重要である。 In such a fire monitoring system, early detection of a fire is important from the viewpoint of initial fire extinguishing and evacuation guidance.

このため従来装置(特許文献1)にあっては、画像から火災に伴う煙により起きる現象として、透過率又はコントラストの低下、輝度値の特定値への収束、輝度分布範囲が狭まって輝度の分散の低下、煙による輝度の平均値の変化、エッジの総和量の低下、低周波帯域の強度増加を導出し、これらを総合的に判断して煙の検出を可能としている。 For this reason, in the conventional device (Patent Document 1), as phenomena caused by smoke accompanying a fire from an image, a decrease in transmittance or contrast, a convergence of a brightness value to a specific value, and a narrowing of the brightness distribution range to disperse the brightness. The decrease in brightness, the change in the average brightness due to smoke, the decrease in the total amount of edges, and the increase in intensity in the low frequency band are derived, and these are comprehensively judged to enable smoke detection.

特開2008−046916号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-046916 特開平7−245757号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-245757 特開2010−238028号公報JP-A-2010-238028 特開平6−325270号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-325270

しかしながら、特定の物理量を監視するセンサを用いた火災検出システムは、火災でない事象により監視基準が満たされた場合でも火災とみなし、正しく火災を判別できない問題があった。 However, a fire detection system using a sensor that monitors a specific physical quantity has a problem that even if a monitoring standard is satisfied due to a non-fire event, it is regarded as a fire and the fire cannot be correctly discriminated.

また、従来の火災に伴う煙の画像から火災を検知する火災監視システムにあっては、煙の画像における透過率、コントラスト、エッジ等の煙の特徴量を予め定め、監視カメラで撮像した画像を処理することで煙による特徴を生成しなければならず、火災による煙の発生状況は多種多様であり、その中に煙としてどのような特徴があるかを見出すことは極めて困難であり、決め手となる特徴がなかなか見いだせないため、監視画像から火災による煙を精度良く判断して火災警報を出力する火災監視システムは実用化の途上にある。 Further, in a conventional fire monitoring system that detects a fire from an image of smoke associated with a fire, the characteristics of smoke such as transmission rate, contrast, and edge in the smoke image are determined in advance, and the image captured by the surveillance camera is used. It is necessary to generate smoke characteristics by processing, and there are various situations of smoke generation due to fire, and it is extremely difficult to find out what characteristics smoke has in it, which is a decisive factor. Since it is difficult to find the characteristic, a fire monitoring system that accurately judges smoke caused by a fire from a monitoring image and outputs a fire alarm is in the process of being put into practical use.

一方、近年にあっては、例えば多数の猫と犬の画像にラベル付けをし、それを畳み込みニューラルネットワークを備えた多層式のニューラルネットワークに学習させ、所謂ディープラーニングを行い、新たな画像を学習済みの多層式のニューラルネットワークに提示し、それが猫なのか犬なのかを判定する技術が開示されている。 On the other hand, in recent years, for example, a large number of images of cats and dogs are labeled, and they are trained by a multi-layer neural network equipped with a convolutional neural network, so-called deep learning is performed, and new images are learned. A technique for presenting to a pre-existing multi-layer neural network and determining whether it is a cat or a dog is disclosed.

また、ディープラーニングは画像解析のみにとどまらず、自然言語処理や行動解析等に用いることが検討されている。 Further, deep learning is being studied to be used not only for image analysis but also for natural language processing and behavior analysis.

このような多層式のニューラルネットワークを、火災感知器に代表されるセンサから得られる物理量や監視カメラで撮像した監視領域の画像を入力情報とし、入力情報から火災を判断する判定装置に設け、学習時においては多数の火災時及び非火災時の入力情報を準備して多層式のニューラルネットワークに学習させ、監視時においては入力情報を学習済みの多層式のニューラルネットワークに入力すれば、その出力から火災か否かを高い精度で推定して警報を出力させる火災監視システムが構築可能となる。 Such a multi-layer neural network is provided in a judgment device that judges a fire from the input information by using the physical quantity obtained from a sensor represented by a fire detector or the image of the monitoring area captured by the monitoring camera as input information and learning. At times, a large number of input information during fire and non-fire is prepared and trained by a multi-layer neural network, and at the time of monitoring, if the input information is input to a trained multi-layer neural network, the output is used. It is possible to construct a fire monitoring system that estimates whether or not it is a fire with high accuracy and outputs an alarm.

この場合、火災監視システムの製造段階で予め準備された多数の火災時及び非火災時の入力情報を教師ありの学習情報として多層式のニューラルネットワークの学習を行い、学習の済んだ多層式のニューラルネットワークを備えた判定装置を、監視する施設に設置し、監視領域に設置している火災感知器等のセンサデータやカメラで撮像した画像を判定装置に入力して火災を監視することになる。 In this case, the multi-layer neural network is trained by using a large number of input information at the time of fire and non-fire prepared in advance at the manufacturing stage of the fire monitoring system as learning information with a teacher, and the trained multi-layer neural network is used. A judgment device equipped with a network is installed in the monitoring facility, and the sensor data of the fire detector or the like installed in the monitoring area or the image captured by the camera is input to the judgment device to monitor the fire.

しかしながら、製造段階で行われる多層式のニューラルネットワークの学習は実際の監視領域で取得したデータではなく、標準的に準備された入力情報を使用した学習となり、現地のセンサや監視カメラで入力される実際の物理量や監視画像を入力した場合に十分に高い精度で火災を推定することができない可能性が残る。 However, the learning of the multi-layer neural network performed at the manufacturing stage is not the data acquired in the actual monitoring area, but the learning using the input information prepared as standard, and is input by the local sensor or surveillance camera. It remains possible that the fire cannot be estimated with sufficiently high accuracy when the actual physical quantity or surveillance image is input.

本発明は、火災感知器を備えた火災報知設備との連携により、監視領域に適合した火災時及びまたは非火災時の入力情報により多層式のニューラルネットワークを効率良く学習させて火災の判定精度を向上可能とする火災監視システムを提供することを目的とする。 In the present invention, in cooperation with a fire alarm system equipped with a fire detector, a multi-layer neural network can be efficiently learned by input information at the time of fire and / or non-fire suitable for a monitoring area to improve the accuracy of fire determination. The purpose is to provide a fire monitoring system that can be improved.

(ディープラーニングによる火災検出)
本発明は、多層式のニューラルネットワークによって構成される火災検出器を用いて、入力情報に基づき火災を検出する火災監視システムに於いて、
ディープラーニングより火災検出器を学習させる学習制御部を有することを特徴とする。
(Fire detection by deep learning)
The present invention is a fire monitoring system that detects a fire based on input information by using a fire detector composed of a multi-layer neural network.
It is characterized by having a learning control unit that learns a fire detector from deep learning.

(入力情報)
センサにより検出された物理量及び又は、撮像部により撮像された監視領域の画像を入力情報とする
(Input information)
Physical quantity detected by the sensor and or the input information image of the monitored area captured by the imaging unit.

(受信機との連携)
学習制御部は、監視領域に設置された火災感知器が接続された受信機による火災監視結果に対応した入力情報を学習情報として学習させるまた、監視領域の画像を入力情報とする場合、撮像部により撮像された監視領域の動画を所定間隔ごとに抽出して監視領域の画像を作成しても良い。
(Cooperation with receiver)
Learning control unit causes the learning input information the installed fire detector to the monitoring area corresponding to the fire monitoring result by a receiver connected as learning information. Further, when the image of the monitoring area is used as the input information, the moving image of the monitoring area captured by the imaging unit may be extracted at predetermined intervals to create the image of the monitoring area.

(火災発報した感知器に対応する入力情報による火災学習)
学習制御部は、火災感知器の火災発報による信号が入力された場合、所定時間前から火災発報による信号の入力時までの入力情報のうち、火災発報した火災感知器に対応する入力情報を火災学習情報として学習させる。
又は、火災感知器は、温度又は煙濃度を検出して検出アナログ値を受信機に送って火災を判断させ、
学習制御部は、検出アナログ値が所定の火災判断レベルに達し、受信機により火災と判断された場合、検出アナログ値が火災判断レベルより低い所定の火災予兆レベルを超えたときから受信機により火災と判断された時までの入力情報のうち、火災発報した火災感知器に対応する入力情報を火災学習情報として学習させる。
(Fire learning by input information corresponding to the detector that reported the fire)
When the signal from the fire alarm of the fire detector is input, the learning control unit inputs the input information from the predetermined time before the signal input by the fire alarm to the input information corresponding to the fire detector that issued the fire alarm. It makes learning the information as fire learning information.
Alternatively, the fire detector detects the temperature or smoke concentration and sends the detected analog value to the receiver to judge the fire.
When the detected analog value reaches a predetermined fire judgment level and the receiver determines that there is a fire, the learning control unit fires from the receiver when the detected analog value exceeds a predetermined fire sign level lower than the fire judgment level. Of the input information up to the time when it is determined that the fire is reported, the input information corresponding to the fire detector that reported the fire is learned as fire learning information.

(火災発報の所定時間前からの入力情報による火災断定時の火災学習)
学習制御部は、受信機により火災感知器の火災発報に基づく火災移報信号が入力された後に火災断定操作に基づく火災断定移報信号が入力された場合、所定時間前から火災移報信号の入力時までの入力情報のうち、火災発報した火災感知器に対応する入力情報を火災学習情報として学習させる。
(Fire learning at the time of fire determination by input information from the specified time before the fire alarm)
When the fire signal is input based on the fire alarm of the fire detector by the receiver and then the fire signal is input based on the fire assertion operation, the learning control unit starts the fire transfer signal from a predetermined time before. of the input information to the time of input of the causes learning input information corresponding to the fire detector which is fire alert as fire learning information.

(火災予兆レベル超えからの入力情報による火災断定時の火災学習)
火災感知器は温度又は煙濃度を検出して検出アナログ値を受信機に送って火災を判断させ
学習制御部は、検出アナログ値が所定の火災判断レベルに達し、受信機から火災感知器の火災発報に基づく火災移報信号が入力された後に火災断定操作に基づく火災断定移報信号が入力された場合、検出アナログ値が火災判断レベルより低い所定の火災予兆レベルを超えたときから火災移報信号の入力時までの入力情報のうち、火災発報した火災感知器に対応する入力情報を火災学習情報として学習させる。
(Fire learning at the time of fire determination by input information from exceeding the fire sign level)
The fire detector detects the temperature or smoke concentration and sends the detected analog value to the receiver to judge the fire .
In the learning control unit, after the detection analog value reaches a predetermined fire judgment level and a fire transfer signal based on the fire alarm of the fire detector is input from the receiver, the fire determination transfer signal based on the fire determination operation is input. If it is, among the input information to the time of input of a fire Utsuriho signals from when the detection analog value exceeds a predetermined fire indication level lower than the fire determination level, the input information corresponding to the fire detector which is fire alert make learning as fire learning information.

(火災発報の所定時間前からの入力情報による復旧時の非火災学習)
学習制御部は、受信機により火災感知器の火災発報に基づく火災移報信号が入力された後に復旧操作に基づく復旧移報信号が入力された場合、所定時間前から火災移報信号の入力時までの入力情報のうち、火災発報した火災感知器に対応する入力情報を非火災学習情報として学習させる。
(Non-fire learning at the time of restoration by input information from the specified time before the fire alarm)
When the recovery transfer signal based on the recovery operation is input after the fire transfer signal based on the fire alarm of the fire detector is input by the receiver, the learning control unit inputs the fire transfer signal from a predetermined time before. of the input information until causes learn the input information corresponding to the fire detector which is fire alert as a non-fire learning information.

(火災予兆レベル超えからの入力情報による復旧時の非火災学習)
火災感知器は温度又は煙濃度を検出して検出アナログ値を受信機に送って火災を判断させ
学習制御部は、検出アナログ値が所定の火災判断レベルに達し、受信機から火災感知器の火災発報に基づく火災移報信号が入力された後に復旧操作に基づく復旧移報信号が入力された場合、検出アナログ値が火災判断レベルより低い所定の火災予兆レベルを超えたときから火災移報信号の入力時までの入力情報のうち、火災発報した火災感知器に対応する入力情報を非火災学習情報として学習させる。
(Non-fire learning at the time of recovery by input information from exceeding the fire sign level)
The fire detector detects the temperature or smoke concentration and sends the detected analog value to the receiver to judge the fire .
In the learning control unit, the detection analog value reached a predetermined fire judgment level , a fire transfer signal based on the fire alarm of the fire detector was input from the receiver, and then a recovery transfer signal based on the restoration operation was input. In the case, among the input information from the time when the detected analog value exceeds the predetermined fire sign level lower than the fire judgment level to the time when the fire transfer signal is input, the input information corresponding to the fire detector that issued the fire is non-fire. make learning as learning information.

(多層式のニューラルネットワークの機能構成)
多層式のニューラルネットワークは、
特徴抽出部と認識部で構成され、
特徴抽出部は、入力情報入力されて入力情報の特徴が抽出された特徴情報を生成する複数の畳込み層を備えた畳込みニューラルネットワークとし、
認識部は、畳込みニューラルネットワークから出力される特徴情報入力され、火災特徴値を出力する複数の全結合層を備えたニューラルネットワークとする。
(Functional configuration of multi-layer neural network)
Multi-layer neural networks
It consists of a feature extraction unit and a recognition unit.
Feature extraction unit, a neural network narrowing seen tatami with a plurality of convolution layer for generating feature information input information is entered features of the input information is extracted,
Recognition unit is supplied with characteristic information outputted from the neural network narrowing seen tatami, a neural network having a plurality of total binding layer for outputting a fire characteristic value.

(バックプロパゲーションによる学習)
学習制御部は、火災検出器の多層式のニューラルネットワーク学習情報を入力した場合に出力される値と所定の期待値との誤差に基づくバックプロパゲーション(誤差逆伝搬)により学習させる。
(Learning by backpropagation)
The learning control unit learns by backpropagation (error backpropagation) based on the error between the value output when the learning information is input to the multi-layer neural network of the fire detector and the predetermined expected value.

(監視領域の通常監視入力情報による初期化学習)
学習制御部は、受信機の通常監視状態入力情報非火災学習情報として初期化学習させる。
(Initialization learning using normal monitoring input information in the monitoring area)
Learning control unit causes the initial learning of the input information of the normal monitoring state of the receiver as a learning information of a non-fire.

(初期化学習のタイミング)
初期化学習のタイミングは、装置立ち上げ時、所定の操作が行われたとき、入力情報に変化が略ないとき、所定時間間隔毎、のうちいずれかいずれか一つ以上を含み、
所定時間間隔毎の場合、初回の時刻と時間間隔は複数のパターンで初期化学習を行っても良い
(Timing of initialization learning)
Initialization timing learning, when starting up the apparatus, when a predetermined operation is performed, when there is no substantially change in input information, see containing a predetermined time interval, one or more either one of,
In the case of each predetermined time interval, initialization learning may be performed in a plurality of patterns for the initial time and the time interval .

(火災判断根拠の明示)
火災検出器は、火災の検出に加え火災と判定した要因について表示させる。
(Clarification of fire judgment grounds)
Fire detector, Ru is displayed about the factors determining the fire addition to the detection of a fire.

(基本的な効果)
本発明は、多層式のニューラルネットワークによって構成される火災検出器を用いて入力情報に基づき火災を検出する火災監視システムに於いて、ディープラーニングより火災検出器を学習させる学習制御部を有するようにしたため、人為的な解析では火災か非火災かが判断できないセンサの出力や監視領域の画像から高い精度で火災を推定して警報可能とする。
(Basic effect)
The present invention has a learning control unit that learns a fire detector from deep learning in a fire monitoring system that detects a fire based on input information using a fire detector composed of a multi-layered neural network. Therefore, it is possible to estimate a fire with high accuracy from the output of the sensor and the image of the monitoring area, which cannot be determined by artificial analysis as to whether it is a fire or a non-fire.

(入力情報による効果)
また、センサにより検出された物理量及び又は、撮像部により撮像された監視領域の画像を入力情報したため、センサで検出された物理量や撮像部で撮像された監視領域の画像等の入力情報から多数の学習情報を取得して火災検出器の多層式のニューラルネットワークを効率良く学習させることができ、その後、入力情報を学習済みの火災検出器に入力することで、高い精度で火災を推定して警報可能とする。
(Effect of input information)
The physical quantity detected by the sensor and or, since the input information image of the monitored area captured by the imaging unit, a number from the input information such as an image of the imaged surveillance area by the physical quantity or the imaging unit, which is detected by the sensor It is possible to efficiently learn the multi-layered neural network of the fire detector by acquiring the learning information of the fire detector, and then by inputting the input information to the trained fire detector, the fire is estimated with high accuracy. Allows alarm.

(受信機との連携による効果)
また、学習制御部は、監視領域に設置された火災感知器が接続された受信機による火災監視結果に対応した入力情報を学習情報として学習させるようにしたため、製造段階での標準的な火災及び非火災の画像により学習された火災検出器の多層式のニューラルネットワークは、受信機の火災監視結果に基づき、例え火災警報が出力された場合は、そのとき画像を火災の画像として多層式のニューラルネットワークを学習し、また、火災警報が出力されたが非火災であった場合には、そのとき画像を非火災の画像として多層式のニューラルネットワークを学習することで、実際に撮像部としての監視カメラにより監視している監視領域に対応した火災及び非火災の画像による学習が効率的に行われ、監視カメラにより撮像している監視画像から高い精度で火災を推定して警報可能とする。
(Effect of cooperation with receiver)
Further, the learning control unit, due to so as to learn the input information the installed fire detector to the monitoring area corresponding to the fire monitoring result by a receiver connected as learning information, standard fire and at the manufacturing stage multilayered neural network of the fire detector learned by non-fire images, based on the fire monitoring result of the receiver, if the fire alarm is output for example, the multilayered the time image as a fire image By learning the neural network and learning the multi-layered neural network with the image as a non-fire image at that time when a fire alarm is output but it is non-fire, it can actually be used as an imaging unit. Learning from images of fire and non-fire corresponding to the monitoring area monitored by the surveillance camera is efficiently performed, and it is possible to estimate a fire with high accuracy from the surveillance image captured by the surveillance camera and make an alarm.

この点はセンサにより検出される温度や煙濃度等の物理量についても同様であり、センサの検出信号から高い精度で火災を推定して警報可能とする。 This point also applies to physical quantities such as temperature and smoke concentration detected by the sensor, and it is possible to estimate a fire with high accuracy from the detection signal of the sensor and make an alarm.

(火災発報した感知器に対応する入力情報による火災学習の効果
また、学習制御部は、火災感知器の火災発報による信号が入力された場合、所定時間前から火災発報による信号の入力時までの入力情報のうち、火災発報した火災感知器に対応する入力情報を火災学習情報として学習させる、又は、火災感知器は、温度又は煙濃度を検出して検出アナログ値を受信機に送って火災を判断させ、学習制御部は、検出アナログ値が所定の火災判断レベルに達し、受信機により火災と判断された場合、検出アナログ値が火災判断レベルより低い所定の火災予兆レベルを超えたときから受信機により火災と判断された時までの入力情報のうち、火災発報した火災感知器に対応する入力情報を火災学習情報として学習させるようにしたため、火災の発生箇所における入力情報を学習データとして得られ、自動的に学習データを得ることが可能となる。
(Effect of fire learning by input information corresponding to the detector that reported the fire)
In addition, when the signal from the fire alarm of the fire detector is input, the learning control unit corresponds to the fire detector that issued the fire among the input information from the predetermined time before the signal input by the fire alarm. input information makes learning as fire learning information, or fire detector may send to the receiver detected analog value by detecting the temperature or smoke density is determined fire, learning control unit detects analog values predetermined When the fire judgment level is reached and the receiver determines that the fire is a fire, the input information from the time when the detected analog value exceeds the predetermined fire sign level lower than the fire judgment level to the time when the receiver determines that the fire is a fire. Of these, since the input information corresponding to the fire detector that reported the fire is learned as fire learning information, the input information at the location where the fire occurred can be obtained as learning data, and it is possible to automatically obtain the learning data. Become.

火災感知器等のセンサで検出された物理量を入力情報とする場合、例えば火災発報の5分前からの物理量火災物理量として学習させる場合、所定の時間間隔毎、例えば5秒ごとにセンサデータが検出されていたとすると、60セットのセンサデータが得られる。また、監視カメラの画像を入力情報とする場合、例えば、火災発報の5分前からの画像を火災の画像として学習させる場合、録画画像が30フレーム/秒で録画されていたとすると、5分の録画画像から9000枚の画像が得られる。上記のように、1度の火災感知器の発報により、当該火災感知器に応じた複数の入力情報による学習が簡単に実現できることで、入力情報からより高い精度で火災を推定して警報可能とする。
Sensor case, for example, when the physical quantity from 5 minutes before the fire alert is learned as a physical quantity of a fire, every predetermined time intervals, for example every five seconds to input information of physical quantity detected by the sensor of the fire detector or the like Assuming that the data has been detected, 60 sets of sensor data will be obtained. Further, when the image of the surveillance camera is used as the input information, for example, when the image from 5 minutes before the fire alarm is learned as the image of the fire , if the recorded image is recorded at 30 frames / second, it takes 5 minutes. 9000 images can be obtained from the recorded images of. As described above, by issuing a fire detector once, learning with multiple input information corresponding to the fire detector can be easily realized, so that a fire can be estimated with higher accuracy from the input information and an alarm can be given. And.

(火災発報の所定時間前からの入力情報による火災断定時の火災学習の効果
また、学習制御部は、受信機により火災感知器の火災発報に基づく火災移報信号が入力された後に火災断定操作に基づく火災断定移報信号が入力された場合、所定時間前から火災移報信号の入力時までの入力情報のうち、火災発報した火災感知器に対応する入力情報を火災学習情報として学習させるようにしたため、火災が確実に発生している状態での入力情報を火災時の入力情報として学習できるため、学習データに火災か非火災かのラベリングをする手間なく、誤りのない学習データにより学習できるようになる。
(Effect of fire learning at the time of fire determination by input information from a predetermined time before the fire alarm)
In addition, when the fire signal is input based on the fire alarm of the fire detector by the receiver and then the fire signal is input based on the fire determination operation, the learning control unit starts the fire transfer from a predetermined time before. of the input information to the time of input of the broadcast signal, since the input information corresponding to the fire detector which is fire alert was set to be learned as a fire learning information, fire information input in a state where the fire is reliably generated Since it can be learned as input information of time, it becomes possible to learn with error-free training data without the trouble of labeling the training data as fire or non-fire.

(火災予兆レベル超えからの入力情報による火災学習の効果
また、火災感知器は温度又は煙濃度を検出して検出アナログ値を送って火災を判断させ学習制御部は、検出アナログ値が所定の火災判断レベルに達し、受信機から火災感知器の火災発報に基づく火災移報信号が入力された後に火災断定操作に基づく火災断定移報信号が入力された場合、検出アナログ値が火災判断レベルより低い所定の火災予兆レベルを超えたときから火災移報信号の入力時までの入力情報のうち、火災発報した火災感知器に対応する入力情報を火災学習情報として学習させるようにしたため、アナログ型の火災感知器により検出された物理量である監視領域の温度や煙濃度が、火災レベルより低い火災の予兆となる所定の火災予兆レベルに達したときから火災移報信号の入力時までの入力情報学習することから、火災の初期段階からの火災と判断されるまでの多数の入力情報を火災の入力情報として読み出して学習することができ、火災の予兆検出を可能とする。
(Effect of fire learning by input information from exceeding the fire sign level)
Further, the fire detector sends a detection analog value by detecting the temperature or smoke density is determined fire, learning control unit detects an analog value reaches a predetermined fire determination level, the fire detector from the receiver If a fire definitively Utsuriho signal based on fire assertive operation after the fire Utsuriho signal based on fire alert has been input is entered, the fire from the time when the detected analog value exceeds a predetermined fire indication level lower than the fire determination level of the input information to the time of input of the Utsuriho signal, since the input information corresponding to the fire detector which is fire alert was set to be learned as a fire learning information, a physical quantity detected by the analog type fire detector monitoring temperature and smoke density regions, since it learns the input information from the time it reaches a predetermined fire sign level as a sign of lower fire level fire until the input of the fire Utsuriho signals, from the initial stages of a fire It is possible to read and learn a large amount of input information until it is determined to be a fire as the input information of the fire, and it is possible to detect a sign of a fire.

(火災発報の所定時間前からの入力情報による復旧時の非火災学習の効果
学習制御部は、受信機により火災感知器の火災発報に基づく火災移報信号が入力された後に復旧操作に基づく復旧移報信号が入力された場合、所定時間前から火災移報信号の入力時までの入力情報のうち、火災発報した火災感知器に対応する入力情報を非火災学習情報として学習させるようにしたため、例えば、火災発報の5分前からの入力情報を非火災の入力情報として学習させる場合、火災が確実に発生していない状態での入力情報を非火災時の入力情報として学習できるため、学習データに火災か非火災かのラベリングをする手間なく、誤りのない学習データにより学習できるようになる。
(Effect of non-fire learning at the time of recovery by input information from a predetermined time before the fire alarm)
When the recovery transfer signal based on the recovery operation is input after the fire transfer signal based on the fire alarm of the fire detector is input by the receiver, the learning control unit inputs the fire transfer signal from a predetermined time before. of the input information until, due to so as to learn the input information corresponding to the fire detector which is fire alert as a non-fire learning information, for example, inputs the input information from five minutes before the fire alert non-fire When learning as information, the input information in the state where a fire has not occurred can be learned as the input information at the time of non-fire, so there is no need to label the training data as fire or non-fire, and there is no error in learning. You will be able to learn from the data.

(火災予兆レベル超えからの入力情報による復旧時の非火災学習の効果
また、火災感知器は温度又は煙濃度を検出して検出アナログ値を受信機に送って火災を判断させ学習制御部は、検出アナログ値が所定の火災判断レベルに達し、火災受信機から火災感知器の火災発報に基づく火災移報信号が入力された後に復旧操作に基づく復旧移報信号が入力された場合、検出アナログ値が火災判断レベルより低い所定の火災予兆レベルを超えたときから火災移報信号の入力時までの入力情報のうち、火災発報した火災感知器に対応する入力情報を非火災学習情報として学習させるようにしたため、アナログ型の火災感知器により検出された物理量である監視領域の温度や煙濃度が、火災判断レベルより低い火災の予兆を示す所定の火災予兆レベルに達したが、火災以外の原因による温度や煙濃度の増加による非火災であった場合に、火災予兆レベルに達したときからの非火災の入力情報を非火災時の入力情報として学習することから、初期段階から非火災と判断されるまでの多数の入力情報を非火災の入力情報を学習することができ、火災の予兆と捉えられかねない非火災の状態に対して、より高い精度で非火災を推定して誤報を確実に防止可能とする。
(Effect of non-fire learning at the time of recovery by input information from exceeding the fire sign level)
Further, the fire detector may send to the receiver detected analog value by detecting the temperature or smoke density is determined fire, learning control unit detects an analog value reaches a predetermined fire determination level, the fire receiver When the recovery transfer signal based on the recovery operation is input after the fire transfer signal based on the fire alarm of the fire detector is input, when the detected analog value exceeds the predetermined fire sign level lower than the fire judgment level. of the input information to the input mode of the fire Utsuriho signals from, because it so as to learn the input information corresponding to the fire detector which is fire alert as learning information of the non-fire has been detected by the analog type fire detector When the temperature or smoke concentration in the monitoring area, which is a physical quantity, reaches a predetermined fire sign level that indicates a fire sign lower than the fire judgment level, but it is a non-fire due to an increase in temperature or smoke concentration due to a cause other than fire. In addition, since learning the non-fire input information from the time when the fire sign level is reached as the non-fire input information, a large amount of input information from the initial stage to the non-fire input information is used as the non-fire input information. You can learn, with respect to non-fire state of which could be regarded as a sign of fire reliably prevented possible to false alarms by estimating the non-fire with greater accuracy.

(多層式のニューラルネットワークの機能構成による効果)
また、多層式のニューラルネットワークは、特徴抽出部と認識部で構成され、特徴抽出部は、監視領域の入力情報入力されて入力情報の特徴が抽出された特徴情報を生成する複数の畳み込み層を備えた畳み込みニューラルネットワークとし、認識部は、畳み込みニューラルネットワークから出力される特徴情報入力され、火災特徴値を出力する複数の全結合層を備えたニューラルネットワークとするようにしたため、畳み込みニューラルネットワークにより特徴が自動的に抽出されることで、監視領域の入力情報から前処理により火災入力情報の特徴、例えば、画像に於いては輪郭等を抽出するような前処理を必要とすることなく入力情報の特徴が抽出され、引き続いて行う認識部により高い精度で火災を推定可能とする。
(Effect of functional configuration of multi-layer neural network)
Further, the multi-layer neural network is composed of a feature extraction unit and a recognition unit, and the feature extraction unit is a plurality of convolutional layers that generate feature information from which input information of a monitoring area is input and features of the input information are extracted. a neural network convolution with a recognition unit characteristic information outputted from the convolutional neural network is input, since as a neural network having a plurality of total binding layer for outputting a fire characteristic value, a convolution neural network By automatically extracting the features by, the features of the fire input information by preprocessing from the input information of the monitoring area, for example, in the image, input without the need for preprocessing such as extracting the contour etc. The characteristics of the information are extracted, and the subsequent recognition unit makes it possible to estimate the fire with high accuracy.

(バックプロパゲーションによる学習の効果)
学習制御部は、火災検出器の多層式のニューラルネットワークに学習情報を入力した場合に出力される値と所定の期待値との誤差に基づくバックプロパゲーション(誤差逆伝搬)により学習させるようにしたため、火災警報に対応して多数の入力情報を火災の学習情報として入力し、出力の期待値として火災の推定値を与えてバックプロパゲーション処理により出力値と期待値の誤差を最小とするように多層式のニューラルネットワークにおける重みとバイアスが学習され、入力情報からより高い精度で火災を推定して警報可能とする。
(Effect of learning by backpropagation)
Learning control unit because it has so as to learn by back propagation based on the error between the value and the predetermined expectation value is output when you enter learning information multilayered neural network of the fire detector (Back Propagation) , Input a large amount of input information as fire learning information in response to the fire alarm, give the estimated value of the fire as the expected value of the output, and minimize the error between the output value and the expected value by back propagation processing. Weights and biases in multi-layer neural networks are learned, and fires can be estimated with higher accuracy from input information and alerted.

同様に、火災警報に対し非火災であった場合に多数の入力情報を非火災の学習情報として入力し、出力の期待値として非火災の推定値を与えてバックプロパゲーション処理により出力値と期待値の誤差を最小とするように多層式のニューラルネットワークにおける重みとバイアスが学習され、入力情報からより高い精度で非火災を推定して誤報を確実に防止可能とする。
Similarly, when a fire alarm is non-fire, a large amount of input information is input as non-fire learning information, an estimated non-fire value is given as the expected output value, and the output value and expectation are obtained by back propagation processing. Weights and biases in multi-layer neural networks are learned to minimize value errors, and non-fire can be estimated with higher accuracy from input information to ensure prevention of false alarms.

(監視領域の通常監視入力情報による初期化学習の効果)
また、学習制御部は、受信機の通常監視状態入力情報非火災の学習情報として初期化学習させるようにしたため、通常監視状態での監視領域の入力情報に対する非火災の推定精度が向上し、受信機の火災監視に連動した火災の入力情報又は非火災の入力情報による学習が行われ、多層式のニューラルネットワークの火災及び非火災に対する推定の精度が更に向上される。
(Effect of initialization learning by normal monitoring input information in the monitoring area)
In addition, since the learning control unit initializes and learns the input information of the receiver 's normal monitoring state as non-fire learning information , the non-fire estimation accuracy for the input information of the monitoring area in the normal monitoring state is improved. , Learning is performed by the input information of the fire linked to the fire monitoring of the receiver or the input information of the non-fire, and the accuracy of the estimation for the fire and the non-fire of the multi-layered neural network is further improved.

(初期化学習のタイミングによる効果)
また、初期化学習のタイミングは、装置立ち上げ時、所定の操作が行われたとき、入力情報に変化が略ないとき、所定時間間隔毎、のうちいずれかいずれか一つ以上を含み、所定時間間隔毎の場合、初回の時刻と時間間隔は複数のパターンで初期化学習を行っても良いようにしたため、装置立ち上げ時に初期化学習を行うことにより設置環境における非火災の状態を教育することが可能なり、所定の操作が行われたときに初期化学習を行うことにより任意のタイミングで非火災の状態を教育することができ、例えば内装が変化したときなどにすぐ非火災の状態を教育することが可能となる。また、センサ出力・カメラの撮影画像に変化が略ないときに初期化学習行うことにより確実に監視領域が安定した状態で自動的に非火災の状態を教育することができ、更に、所定時間間隔毎に初回の時刻と時間間隔は複数のパターンで初期化学習が行うことにより、例えば、初期化学習のタイミングを所定の時刻ごとにずらして行うことにより、ばらばらな時刻で非火災の学習情報を得て非火災を学習することができる。
(Effect of initialization learning timing)
The timing of the initialization learning, when starting up the apparatus, when a predetermined operation is performed, when there is no substantially change in input information, see containing a predetermined time interval, any one or more one of, In the case of each predetermined time interval, the initial time and time interval may be initialized in multiple patterns, so the non-fire condition in the installation environment is educated by performing initialization learning when the device is started up. By performing initialization learning when a predetermined operation is performed, it is possible to educate the non-fire state at any time. For example, when the interior is changed, the non-fire state can be immediately learned. It becomes possible to educate. In addition, by performing initialization learning when there is almost no change in the sensor output or the image captured by the camera, it is possible to automatically educate the non-fire state in a stable monitoring area, and further, at predetermined time intervals. Initialization learning is performed for each initial time and time interval in a plurality of patterns . For example, by shifting the timing of initialization learning by predetermined times, non-fire learning information can be obtained at different times. You can get and learn non-fire.

(火災判断根拠の明示による効果)
また、火災検出器は、火災の検出に加え火災と判定した要因について表示させるようにしたため、例えばカメラ画像の監視においては、火災と判定した画像を表示し、更に火災判定の寄与率が高かった領域について強調表示することにより、火災検出器が火災と判断した領域について目視確認が容易となり、真に火災が発生したかどうかを容易に判定できるようになり、また状況に応じた対応判断の助けとすることができる。
(Effect of clarifying the grounds for fire judgment)
Further, the fire detector, because you so that to display the factors that determines that fire addition to the detection of a fire, for example, in the surveillance camera images, and displays the image determined as a fire, even higher contribution rate determination fire By highlighting the area where the fire has occurred, it becomes easier to visually check the area determined by the fire detector as a fire, and it becomes possible to easily determine whether or not a fire has really occurred. Can help.

監視カメラと火災感知器により火災を監視する火災監視システムの概略を示した説明図Explanatory drawing showing the outline of a fire monitoring system that monitors a fire with a surveillance camera and a fire detector. 監視カメラで撮像した画像から火災を推定する多層式ニューラルネットワークを用いた判定装置の機能構成を示した説明図Explanatory drawing showing the functional configuration of the judgment device using the multi-layer neural network that estimates the fire from the image captured by the surveillance camera. 図2に示した多層式ニューラルネットワークの機能構成を示した説明図Explanatory diagram showing the functional configuration of the multi-layer neural network shown in FIG. 図1の学習制御部による火災受信機の火災監視に連動した多層式ニューラルネットワークの学習制御を示したフローチャートA flowchart showing learning control of a multi-layer neural network linked to fire monitoring of a fire receiver by the learning control unit of FIG. アナログ火災感知器により検出された検出アナログ値の時間変化を示した説明図Explanatory drawing showing the time change of the detected analog value detected by the analog fire detector センサとして機能するアナログ火災感知器により火災を監視する火災監視システムの概略を示した説明図Explanatory drawing showing the outline of a fire monitoring system that monitors a fire with an analog fire detector that functions as a sensor. アナログ火災感知器からの検出信号により火災を推定する多層式のニューラルネットワークを用いた判定装置の機能構成を示した説明図Explanatory diagram showing the functional configuration of a judgment device using a multi-layer neural network that estimates a fire from a detection signal from an analog fire detector. 図7の時系列データ生成部に記憶されるアナログ火災感知器で検出される煙濃度の時間変化を示したタイムチャートA time chart showing the time change of smoke concentration detected by the analog fire detector stored in the time series data generator of FIG.

[火災監視システムの概要]
図1は監視カメラと火災感知器により火災を監視する火災監視システムの概略を示した説明図である。
[Overview of fire monitoring system]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a fire monitoring system that monitors a fire with a surveillance camera and a fire detector.

図1に示すように、ビル等の施設の監視領域14−1、14−2にはそれぞれ撮像手段として機能する監視カメラ16−1、16−2が設置され、監視領域14−1を監視カメラ16−1により、監視領域14−2を監視カメラ16−2により動画撮像している。 As shown in FIG. 1, surveillance cameras 16-1 and 16-2 that function as imaging means are installed in the monitoring areas 14-1 and 14-2 of facilities such as buildings, respectively, and the monitoring areas 14-1 are monitored cameras. According to 16-1, the surveillance area 14-2 is imaged as a moving image by the surveillance camera 16-2.

監視領域14−1、14−2は特に区別の必要がないときは監視領域14として、監視カメラ16−1、16−2は特に区別の必要がないときは監視カメラ16として記述する。 The surveillance areas 14-1 and 14-2 are described as the surveillance area 14 when there is no particular need to distinguish them, and the surveillance cameras 16-1 and 16-2 are described as the surveillance cameras 16 when there is no particular need to distinguish them.

監視カメラ16はRGBのカラー画像を例えば30フレーム/秒で撮像して動画として出力する。また、1フレームは例えば縦横4056×4056ピクセルの画素配置となる。 The surveillance camera 16 captures an RGB color image at, for example, 30 frames / second and outputs it as a moving image. Further, one frame has, for example, a pixel arrangement of 4056 × 4056 pixels in length and width.

また、監視領域14−1、14−2にはそれぞれオンオフ型の火災感知器18−1、18−2が設置されており、火災による温度又は煙濃度を検出し、所定の閾値レベルを超えた場合に発報し、火災発報信号を出力するようにしている。 On-off type fire detectors 18-1 and 18-2 are installed in the monitoring areas 14-1 and 14-2, respectively, to detect the temperature or smoke concentration due to the fire and exceed a predetermined threshold level. The case is issued and a fire alarm signal is output.

火災感知器18−1、18−2は特に区別の必要がないときは火災感知器18として記述する。 The fire detectors 18-1 and 18-2 are described as the fire detector 18 when it is not necessary to distinguish them.

監視領域14に対し施設の防災監視センターや管理人室等には、判定装置10と火災報知設備の受信機12が設置されている。なお、判定装置10と受信機12は一体としても良い。判定装置10には監視領域14に設置された監視カメラ16が信号ケーブル20により接続されており、監視カメラ16で撮像された動画画像を入力している。 A determination device 10 and a receiver 12 of a fire alarm system are installed in the disaster prevention monitoring center and the manager's room of the facility with respect to the monitoring area 14. The determination device 10 and the receiver 12 may be integrated. A surveillance camera 16 installed in the surveillance area 14 is connected to the determination device 10 by a signal cable 20, and a moving image image captured by the surveillance camera 16 is input.

受信機12からは監視領域14に感知器回線22が引き出され、感知器回線22単位に火災感知器18が接続されている。 A sensor line 22 is pulled out from the receiver 12 to the monitoring area 14, and a fire detector 18 is connected to each of the sensor lines 22.

判定装置10は多層式ニューラルネットワークを備え、監視カメラ16から送られてきた動画画像をフレーム単位に入力し、火災画像が入力された場合は火災判定信号を受信機12に出力し、例えば、火災予兆を示す火災予兆警報等を出力させる。また、監視カメラ16からの動画は判定装置10に設けられた録画装置により継続的に録画されている。
The determination device 10 includes a multi-layer neural network, inputs a moving image image sent from the surveillance camera 16 in frame units, and when a fire image is input, outputs a fire determination signal to the receiver 12, for example, a fire. Output a fire sign alarm, etc. that indicates a sign. Further, the moving image from the surveillance camera 16 is continuously recorded by the recording device provided in the determination device 10.

受信機12は火災感知器18の発報による火災発報信号を受信すると火災警報を出力し、また判定装置10にどの火災感知器が発報したか識別する信号も含めた火災移報信号を出力する。受信機12から火災警報が出力された場合、管理責任者又は防災担当者は、発報した火災感知器18の設置現場に出向いて火災の有無を確認し、火災を確認した場合には、受信機12で火災断定操作を行う。受信機12で火災断定操作が行われると、一時停止されていた地区音響警報が解除され、火災断定移報信号が判定装置10に出力される。 When the receiver 12 receives the fire alarm signal from the fire detector 18, the receiver 12 outputs a fire alarm, and also outputs a fire transfer signal including a signal for identifying which fire detector has been issued to the determination device 10. Output. When a fire alarm is output from the receiver 12, the person in charge of management or the person in charge of disaster prevention goes to the installation site of the fire detector 18 that has issued a fire alarm to check for the presence of a fire, and if a fire is confirmed, receives the fire alarm. A fire determination operation is performed on the machine 12. When the fire determination operation is performed by the receiver 12, the temporarily suspended district acoustic alarm is canceled, and the fire determination transfer signal is output to the determination device 10.

また、火災警報に対する現場確認で非火災であった場合には、非火災の要因を取り除いた後に、受信機12で復旧操作を行い、火災警報状態を解除して通常監視状態に戻す。このように受信機12で火災警報が出力された後に、火災断定操作が行われることなく火災復旧操作が行われた場合、受信機12から判定装置10に復旧移報信号が出力される。 If there is no fire in the on-site confirmation of the fire alarm, after removing the cause of the non-fire, the receiver 12 performs a recovery operation to cancel the fire alarm state and return to the normal monitoring state. If a fire recovery operation is performed without performing the fire determination operation after the fire alarm is output by the receiver 12 in this way, the recovery transfer signal is output from the receiver 12 to the determination device 10.

判定装置10は受信機12から出力される火災移報信号、火災断定移報信号及び復旧移報信号による火災監視結果に基づき、火災感知器の発報場所に対応する録画装置に録画されている火災警報の出力に至るまでの監視領域14を監視カメラ16で撮像した動画を録画装置から読み出し、これを火災画像又は非火災画像として判定装置10の多層式ニューラルネットワークを学習させる制御を行う。例えば、火災感知器18−1が発報した場合、監視カメラ16−1で撮像した動画を録画装置から読み出すこととなる。 The determination device 10 is recorded in the recording device corresponding to the alarm location of the fire detector based on the fire monitoring result by the fire transfer signal, the fire determination signal, and the recovery signal output from the receiver 12. A moving image captured by the monitoring camera 16 in the monitoring area 14 up to the output of the fire alarm is read from the recording device, and this is used as a fire image or a non-fire image to control the learning of the multi-layer neural network of the determination device 10. For example, when the fire detector 18-1 issues a report, the moving image captured by the surveillance camera 16-1 is read from the recording device.

[判定装置]
(判定装置の機能構成)
図2は監視カメラで撮像した画像から火災を推定する多層式ニューラルネットワークを用いた判定装置の機能構成を示した説明図である。
[Judgment device]
(Functional configuration of judgment device)
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a functional configuration of a determination device using a multi-layer neural network that estimates a fire from an image captured by a surveillance camera.

図2に示すように、判定装置10は、火災検出器24、記憶部として機能する録画装置26、学習画像保持部28、学習制御部30を備え、また、火災検出器24は画像入力部32、多層式ニューラルネットワーク34および判定部36で構成される。ここで、火災検出器24、学習画像保持部28、学習制御部30の機能は、ニューラルネットワークの処理に対応したコンピュータ回路のCPUによるプログラムの実行により実現される。 As shown in FIG. 2, the determination device 10 includes a fire detector 24, a recording device 26 functioning as a storage unit, a learning image holding unit 28, and a learning control unit 30, and the fire detector 24 includes an image input unit 32. , A multi-layer neural network 34 and a determination unit 36. Here, the functions of the fire detector 24, the learning image holding unit 28, and the learning control unit 30 are realized by executing a program by the CPU of the computer circuit corresponding to the processing of the neural network.

火災検出器24は監視カメラ16撮像された監視領域の画像を、画像入力部32を介して多層式ニューラルネットワーク34に入力し、その出力値から判定部36が火災か非火災かを判定し、火災を判定した場合に受信機12に火災判定信号を出力する。
An image of the monitored area fire detector 24 is captured by the surveillance camera 16, via the image input unit 32 inputs to the multi-layered neural network 34, the determination unit 36 determines whether a fire or non-fire from the output value , When a fire is determined, a fire determination signal is output to the receiver 12.

録画装置26は監視カメラ16により撮像された監視領域の動画を録画しており、外部からの再生指示により録画している動画を部分的に読み出すことができる。 The recording device 26 records a moving image in the monitoring area captured by the monitoring camera 16, and can partially read the recorded moving image according to a playback instruction from the outside.

学習制御部30は、受信機12からの火災移報信号E1、火災断定移報信号E2及び復旧移報信号E3に基づき、受信機12で火災警報が出力され場合に、録画装置26から必要とする部分の動画を読み出して学習画像保持部28に一時的に記憶保持させ、学習画像保持部28に保持された動画からフレーム単位に画像を順次読み出し、画像入力部32を介して多層式ニューラルネットワーク34に教師ありの画像として入力し、例えばバックプロパゲーション法(誤差逆伝搬法)等の学習法により多層式ニューラルネットワーク34の重みとバイアスを学習させる。
Learning control unit 30, the fire Utsuriho signal E1 from the receiver 12, based on the fire assertion Utsuriho signal E2 and recovery Utsuriho signal E3, when the fire alarm is output by the receiver 12, needed from the recording device 26 The moving image of the portion to be used is read out and temporarily stored and held in the learning image holding unit 28, the images are sequentially read out frame by frame from the moving image held in the learning image holding unit 28, and the multi-layer neural network is passed through the image input unit 32. It is input to the network 34 as a supervised image, and the weight and bias of the multi-layer neural network 34 are learned by a learning method such as a back propagation method (error back propagation method).

この教師ありの画像を用いて学習の済んだ多層式ニューラルネットワーク34に、監視カメラ16で撮像された監視領域の画像を入力すると火災画像に対応した推定値が出力される。この推定値は学習に用いる火災画像の場合に期待値が1となり、非火災画像の場合に期待値が0となり、実際の画像を入力した場合は、0〜1の範囲の値をもつことから、判定部36に入力して所定の閾値、例えば0.5と比較し、閾値以上の場合に火災判定信号を受信機12に出力し、受信機12から例えば火災予兆警報を出力させる。 When an image of the surveillance area captured by the surveillance camera 16 is input to the multi-layer neural network 34 that has been trained using the supervised image, an estimated value corresponding to the fire image is output. This estimated value has an expected value of 1 in the case of a fire image used for learning, an expected value of 0 in the case of a non-fire image, and a value in the range of 0 to 1 when an actual image is input. , Is input to the determination unit 36 and compared with a predetermined threshold value, for example, 0.5, and when the threshold value or more is exceeded, a fire determination signal is output to the receiver 12, and the receiver 12 outputs, for example, a fire sign alarm.

なお、判定装置10にモニタ装置を設け、火災を判定した場合に監視カメラ16により撮像している火災が判定された監視領域の画像を画面表示し、受信機12からの火災予兆警報を知った管理責任者や防災担当者による火災確認ができるようにしても良い。この場合、判定装置10の操作部に火災断定スイッチを設け、モニタ画像から火災を確認した場合に火災断定スイッチを操作すると、受信機12操作した場合と同様に、火災移報信号を出力し、受信機12から火災警報を出力させるようにしても良い。
In addition, a monitor device was provided in the determination device 10, and when a fire was determined, the image of the monitoring area where the fire was determined was displayed on the screen, which was captured by the surveillance camera 16, and the fire sign warning from the receiver 12 was known. The person in charge of management or the person in charge of disaster prevention may be able to confirm the fire. In this case, if a fire determination switch is provided in the operation unit of the determination device 10 and the fire determination switch is operated when a fire is confirmed from the monitor image , a fire transfer signal is output in the same manner as when the receiver 12 is operated. , The fire alarm may be output from the receiver 12.

また、判定装置10は火災感知器の発報場所に対応する録画情報を入力情報とするが、火災検出器24もそれぞれ感知器ごとに独立したものとする方が好適である。つまり、学習方法についてはいずれの火災検出器24も同様であるが、それぞれの火災検出器24は異なる入力情報を与えられ、火災の判定もそれぞれ異なる判定により行われる。これにより、設置環境に特化した学習が行われる。 Further, although the determination device 10 uses the recorded information corresponding to the alarm location of the fire detector as the input information, it is preferable that the fire detector 24 is also independent for each detector. That is, the learning method is the same for all the fire detectors 24, but each fire detector 24 is given different input information, and the fire determination is also performed by different determinations. As a result, learning specialized in the installation environment is performed.

[多層式ニューラルネットワーク]
図3は図2に示した多層式ニューラルネットワークの機能構成を示した説明図であり、図3(A)に概略を示し、図3(B)に詳細を模式的に示している。
[Multi-layer neural network]
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the functional configuration of the multi-layer neural network shown in FIG. 2, the outline is shown in FIG. 3 (A), and the details are schematically shown in FIG. 3 (B).

図3(A)に示すように、本実施形態の多層式ニューラルネットワーク34は、特徴抽出部38と認識部40で構成される。特徴抽出部38は畳み込みニューラルネットワークであり、認識部40は全結合ニューラルネットワークである。 As shown in FIG. 3A, the multi-layer neural network 34 of the present embodiment is composed of a feature extraction unit 38 and a recognition unit 40. The feature extraction unit 38 is a convolutional neural network, and the recognition unit 40 is a fully connected neural network.

多層式ニューラルネットワーク34は、深層学習(ディープラーニング)を行うニューラルネットワークであり、中間層を複数つなぎ合わせた深い階層をもつニューラルネットワークであり、特徴抽出となる表現学習を行う。 The multi-layer neural network 34 is a neural network that performs deep learning, is a neural network that has a deep layer that connects a plurality of intermediate layers, and performs expression learning that is feature extraction.

通常のニューラルネットワークは、画像から火災を推定するための特徴抽出には、人為的な試行錯誤による作業を必要とするが、多層式ニューラルネットワーク34では、特徴抽出部38として畳み込みニューラルネットワークを用いることで、画像の画素値を入力とし、学習により最適な特徴を抽出し、認識部40の全結合ニューラルネットワークに入力して火災か非火災かを識別する。 A normal neural network requires work by artificial trial and error to extract features for estimating a fire from an image, but in a multi-layer neural network 34, a convolutional neural network is used as a feature extraction unit 38. Then, the pixel value of the image is input, the optimum feature is extracted by learning, and the optimum feature is input to the fully connected neural network of the recognition unit 40 to identify whether it is a fire or a non-fire.

認識部40の全結合ニューラルネットワークは、図3(B)に模式的に示すように、入力層46、結合層48、中間層50と結合層48の繰り返し、及び出力層52で構成されている。 As schematically shown in FIG. 3B, the fully connected neural network of the recognition unit 40 is composed of an input layer 46, a connecting layer 48, a repetition of the intermediate layer 50 and the connecting layer 48, and an output layer 52. ..

(畳み込みニューラルネットワーク)
図3(B)は特徴抽出部38を構成する畳み込みニューラルネットワークの構造を模式的に示している。
(Convolutional neural network)
FIG. 3B schematically shows the structure of the convolutional neural network constituting the feature extraction unit 38.

畳み込みニューラルネットワークは、通常のニューラルネットワークとは少し特徴が異なり、視覚野から生物学的な構造を取り入れている。視覚野には、視野の小区域に対し敏感な小さな細胞の集まりとなる受容野が含まれており、受容野の挙動は、行列の形で重み付けを学習することで模倣できる。この行列は重みフィルタ(カーネル)呼ばれ、生物学的に受容野が果たす役割と同様に、ある画像の類似した小区域に対して敏感になる。
Convolutional neural networks have slightly different characteristics from ordinary neural networks and incorporate biological structures from the visual cortex. The visual cortex contains a receptive field, which is a collection of small cells that are sensitive to a small area of the visual field, and the behavior of the receptive field can be imitated by learning weighting in the form of a matrix. This matrix is called the weight filter (kernel) and is sensitive to similar subregions of an image, similar to the biological role played by receptive fields.

畳み込みニューラルネットワークは、畳み込み演算により、重みフィルタと小区域との間の類似性を表すことでき、この演算を通して、画像の適切な特徴を抽出することができる。 The convolutional neural network can express the similarity between the weight filter and the subarea by the convolution operation, and through this operation, the appropriate feature of the image can be extracted.

畳み込みニューラルネットワークは、図3(B)に示すように、まず、入力画像42に対し重みフィルタ43により畳み込み処理を行う。例えば、重みフィルタ43は縦横3×3の所定の重み付けがなされた行列フィルタであり、入力画像42の各画素にフィルタ中心を位置合わせしながら畳み込み演算を行うことで、入力画像42の9画素を小区域となる特マップ44aの1画素に畳み込み、複数の特徴マップ44aが生成される。
As shown in FIG. 3B, the convolutional neural network first performs convolution processing on the input image 42 by the weight filter 43. For example, the weight filter 43 is a matrix filter having a predetermined weighting of 3 × 3 in the vertical and horizontal directions, and by performing a convolution calculation while aligning the filter center with each pixel of the input image 42, 9 pixels of the input image 42 can be obtained. convolution to one pixel of feature maps 44a to be subregions, a plurality of feature maps 44a is generated.

続いて、畳み込み演算により得られた特徴マップ44aに対しプーリングの演算を行う。プーリングの演算は、識別に不必要な特徴量を除去し、識別に必要な特徴量を抽出する処理である。 Subsequently, the pooling calculation is performed on the feature map 44a obtained by the convolution calculation. The pooling operation is a process of removing features unnecessary for identification and extracting features necessary for identification.

続いて、重みフィルタ45a,45bを使用した畳み込み演算とプーリングの演算を多段に繰り返して特徴マップ44b,44cが得られ、最後の層の特徴マップ44cを認識部40に入力し、通常の全結合ニューラルネットワークを用いた認識部40により火災か非火災かを推定する。 Subsequently, the convolution calculation and the pooling calculation using the weight filters 45a and 45b are repeated in multiple stages to obtain the feature maps 44b and 44c, the feature map 44c of the last layer is input to the recognition unit 40, and the normal full coupling is performed. A recognition unit 40 using a neural network estimates whether it is a fire or a non-fire.

なお、畳み込みニューラルネットワークにおけるプーリングの演算は、火災か非火災かの識別に不必要な特徴量が必ずしも明確でなく、必要な特徴量を削除する可能性があることから、プーリングの演算は行わないようにしても良い。 Note that the pooling calculation in the convolutional neural network does not perform the pooling calculation because the features unnecessary for distinguishing between fire and non-fire are not always clear and the necessary features may be deleted. You may do so.

[多層式ニューラルネットワークの学習]
(バックプロパゲーション)
入力層、複数の中間層及び出力層で構成されるニューラルネットワークは、各層に複数のユニットを設けて他の層の複数のユニットと結合し、各ユニットには重みとバイアス値が設定され、複数の入力値と重みとのベクトル積を求めてバイアス値を加算して総和を求め、これを所定の活性化関数に通して次の層のユニットに出力するようにしており、最終層に到達するまで値が伝搬するフォワードプロパゲーションが行われる。
[Learning of multi-layer neural network]
(Backpropagation)
A neural network composed of an input layer, a plurality of intermediate layers, and an output layer is provided with a plurality of units in each layer and connected to a plurality of units in other layers, and weights and bias values are set for each unit, and a plurality of units are set. The vector product of the input value and the weight of is obtained, the bias value is added to obtain the sum, and this is passed through a predetermined activation function and output to the unit of the next layer to reach the final layer. Forward propagation is performed in which the value propagates to.

このようなニューラルネットワークの重みやバイアスを変更するには、バックプロパゲーションとして知られている学習アルゴリズムを使用する。バックプロパゲーションでは、入力値xと期待される出力値(期待値)yというデータセットをネットワークに与えた場合の教師ありの学習と、入力値xのみをネットワークに与えた場合の教師なしの学習があり、本実施形態は、教師ありの学習を行う。
To change the weights and biases of such neural networks, a learning algorithm known as backpropagation is used. In backpropagation, supervised learning when a data set of input value x and expected output value (expected value) y is given to the network, and unsupervised learning when only input value x is given to the network. In this embodiment, supervised learning is performed.

教師ありの学習でバックプロパゲーションを行う場合は、ネットワークを通ってきたフォワードプロパゲーションの結果である推定値y*と期待値yの値を比較する誤差として、例えば、平均二乗誤差の関数を使用する。 When performing backpropagation in supervised learning, for example, a function of mean squared error is used as an error to compare the estimated value y * and the expected value y, which are the results of forward propagation that has passed through the network. To do.

バックプロパゲーションでは、推定値y*と期待値yの誤差の大きさを使い、ネットワークの後方から前方まで重みとバイアスを補正しながら値を伝播させる。各重みとバイアスについて補正した量は、誤差への寄与として扱われ、最急降下法で計算され、重みとバイアスの値を変更することにより、誤差関数の値を最小化する。
In backpropagation, the magnitude of the error between the estimated value y * and the expected value y is used to propagate the value from the rear to the front of the network while correcting the weight and bias. The corrected amount for each weight and bias is treated as a contribution to the error, calculated by the steepest descent method, and the value of the error function is minimized by changing the weight and bias values.

ニューラルネットワークに対するバックプロパゲーションによる学習の手順は次にようになる。
(1) 入力値xをニューラルネットワークに入力して、フォワードプロパゲーションを行い推定値y*を求める。
(2) 推定値y*と期待値yに基づき誤差関数で誤差を計算する。
(3) 重みとバイアスを更新しながら、ネットワークにて、バックプロパゲーションを行う。
The procedure for learning by backpropagation for a neural network is as follows.
(1) The input value x is input to the neural network, forward propagation is performed, and the estimated value y * is obtained.
(2) Calculate the error with an error function based on the estimated value y * and the expected value y.
(3) Backpropagation is performed on the network while updating the weight and bias.

この手順は、ニュウーラルネットワークの重みとバイアスの誤差が可能な限り最小になるまで、異なる入力値xと期待値yの組み合わせを使って繰り返し、誤差関数の値を最小化する。
This procedure is repeated with different combinations of input values x and expected values y to minimize the value of the error function until the error in the weight and bias of the neural network is minimized as much as possible.

[受信機の火災監視に連動した学習制御]
(火災画像による学習)
図2に示した判定装置10の学習制御部30は、受信機12により火災感知器18の火災発報に基づく火災移報信号E1が入力されて火災警報が出力され、管理責任者等による現場確認で火災が確認され、これに基づき受信機12の火災断定操作に基づく火災断定移報信号E2が入力された場合、例えば5分前となる所定時間前から火災移報信号E1が入力するまでの監視領域の画像を録画装置26から読出し、火災検出器24の多層式ニューラルネットワーク34に画像入力部32を介して火災画像として入力して推定値y*を求め、火災の期待値y=1との誤差関数の値を最小とするようにバックプロパゲーションを、教師ありの画像を変えながら繰り返し行って誤差関数を最小化することで重みとバイアスを変更する学習を行う。
[Learning control linked to receiver fire monitoring]
(Learning with fire images)
The learning control unit 30 of the determination device 10 shown in FIG. 2 receives a fire transfer signal E1 based on the fire alarm of the fire detector 18 by the receiver 12 and outputs a fire alarm, and the site by the manager or the like. When a fire is confirmed by confirmation and the fire determination signal E2 based on the fire determination operation of the receiver 12 is input based on this, for example, from a predetermined time 5 minutes before to the input of the fire transfer signal E1. The image of the monitoring area of the above is read from the recording device 26, input as a fire image to the multi-layer neural network 34 of the fire detector 24 as a fire image via the image input unit 32, the estimated value y * is obtained, and the expected value y = 1 of the fire. Back propagation is repeated while changing the supervised image so as to minimize the value of the error function of and, and learning is performed to change the weight and bias by minimizing the error function.

この場合、録画画像が録画装置26に30フレーム/秒の動画画像として録画されていたとすると、5分の録画画像から9000枚の火災画像が得られ、9000枚といった多数の火災画像による学習が簡単に実現できることで、カメラにより撮像している監視画像からより高い精度で火災を推定して警報可能とする。 In this case, assuming that the recorded image is recorded on the recording device 26 as a moving image of 30 frames / second, 9000 fire images can be obtained from the recorded image of 5 minutes, and learning with a large number of fire images such as 9000 is easy. By realizing this, it is possible to estimate a fire with higher accuracy from the surveillance image captured by the camera and make an alarm.

なお、5分間の動画から火災画像を生成した場合、1/30秒周期となる各フレーム画像間の変化はごく僅かであることから、例えば1秒周期の間引きされたフレーム画像を教師ありの画像としても良い。この場合、5分間の動画から300枚の火災画像が得られ、バックプロパゲーションによる多層式ニューラルネットワーク34の学習に十分な枚数の画像が得られる。 When a fire image is generated from a 5-minute video, the change between each frame image having a 1/30 second cycle is very small. Therefore, for example, a frame image thinned out with a 1-second cycle is a supervised image. May be. In this case, 300 fire images can be obtained from the 5-minute moving image, and a sufficient number of images can be obtained for learning the multi-layer neural network 34 by backpropagation.

(非火災画像による学習)
また、学習制御部30は、受信機12により火災感知器18の火災発報に基づく火災移報信号E1が入力された後に、管理責任者等のよる現場確認で非火災であった場合には、受信機12で復旧操作が行われ、復旧操作に基づく復旧移報信号E3が入力されることから、この場合に、例えば5分前といった所定時間前から火災移報信号E1が入力するまでの監視領域の画像を録画装置26から読出し、火災検出器24の多層式ニューラルネットワーク34に画像入力部32を介して非火災画像として入力して推定値y*を求め、非火災の期待値y=0との誤差関数の値を最小とするようにバックプロパゲーションを、教師ありの画像を変えながら繰り返し行って重みとバイアスを変更する学習を行う。
(Learning with non-fire images)
Further, if the learning control unit 30 is non-fired by the site confirmation by the manager or the like after the fire transfer signal E1 based on the fire alarm of the fire detector 18 is input by the receiver 12. , The recovery operation is performed by the receiver 12, and the recovery transfer signal E3 based on the recovery operation is input. Therefore, in this case, from a predetermined time before, for example, 5 minutes before, until the fire transfer signal E1 is input. The image of the monitoring area is read from the recording device 26 and input to the multi-layer neural network 34 of the fire detector 24 as a non-fire image via the image input unit 32 to obtain an estimated value y *, and the expected non-fire value y = Back propagation is repeated while changing the supervised image so as to minimize the value of the error function from 0, and learning is performed to change the weight and bias.

この場合にも、録画画像が録画装置26に30フレーム/秒の動画画像として録画されていたとすると、5分の録画画像から9000枚の火災画像が得られ、9000枚といった多数の非火災画像による学習が簡単に実現できることで、カメラにより撮像している監視画像からより高い精度で非火災を推定して誤報を防止可能とする。
In this case as well, assuming that the recorded image is recorded on the recording device 26 as a moving image of 30 frames / second, 9000 non- fire images can be obtained from the 5-minute recorded image, and a large number of non-fire images such as 9000 can be obtained. By easily realizing learning by, it is possible to estimate non-fire with higher accuracy from the surveillance image captured by the camera and prevent false reports.

また、5分間の動画から非火災画像を生成した場合、1/30秒周期となる各フレーム画像間の変化はごく僅かであることから、例えば1秒周期の間引きされたフレーム画像を非火災画像としても良い。 Further, when a non-fire image is generated from a 5-minute video, the change between each frame image having a 1/30 second cycle is very small. Therefore, for example, a frame image thinned out with a 1-second cycle is used as a non-fire image. May be.

(判定装置の初期化学習)
図2に示した判定装置10の多層式ニューラルネットワーク34は、工場等における製造段階で重みとバイアスがランダムに初期化されており、予め準備された標準的な火災画像と非火災画像を用いたバックプロパゲーションによる学習で初期化され、この状態で図1に示すように監視対象となる施設に設置される。
(Initialization learning of judgment device)
In the multi-layer neural network 34 of the determination device 10 shown in FIG. 2, weights and biases are randomly initialized at the manufacturing stage in a factory or the like, and standard fire images and non-fire images prepared in advance are used. It is initialized by learning by backpropagation, and in this state, it is installed in the facility to be monitored as shown in FIG.

この場合、監視カメラ16で撮像されている監視領域14の画像は、監視領域14により様々であり、初期化学習で使用した標準的な教師ありの画像とは異なる画像であることから、施設に設置した後の立ち上げ時に、監視カメラ16により撮像して録画装置26に録画している通常監視状態での動画、即ち非火災の動画を録画装置26に録画し、その中から再生操作により所定時間分、例えば5分間の録画を読出して学習画像保持部28に非火災画像として保持し、この非火災画像を多層式ニューラルネットワーク34に入力して推定値y*を求め、非火災の期待値y=0との誤差を最小とするようにバックプロパゲーションを、教師画像を変えながら繰り返し行って誤差関数を最小化することで重みとバイアスを変更する学習を行う事が望ましい。 In this case, the image of the surveillance area 14 captured by the surveillance camera 16 varies depending on the surveillance area 14, and is different from the standard supervised image used in the initialization learning. At the time of start-up after installation, a moving image in a normal monitoring state, that is, a non-fire moving image, which is captured by a surveillance camera 16 and recorded on a recording device 26, is recorded on the recording device 26, and a predetermined state is determined by a playback operation from the moving image. A recording for an hour, for example, 5 minutes is read and held as a non-fire image in the learning image holding unit 28, and this non-fire image is input to the multilayer neural network 34 to obtain an estimated value y *, and an expected non-fire value is obtained. It is desirable to perform learning to change the weight and bias by repeatedly performing back propagation while changing the teacher image so as to minimize the error with y = 0 and minimizing the error function.

この学習に使用する教師ありの画像としては、監視領域の一日の動画の中から、朝、昼、夜といった時間帯により異なる動画を録画装置26から読み出して非火災画像として学習させることが望ましい。 As the image with a teacher used for this learning, it is desirable to read out a video different depending on the time zone such as morning, noon, and night from the video of the day in the monitoring area from the recording device 26 and train it as a non-fire image. ..

初期化学習のタイミングとしては、更に装置立ち上げ時に行うようにしても良い。これにより、まず設置環境における非火災の状態を教育することが可能となる。 The timing of initialization learning may be further performed when the device is started up. This makes it possible to first educate the non-fire condition in the installation environment.

また初期化学習のタイミングとしては、所定の操作が行われたときに行うようにしても良い。これにより、任意のタイミングで非火災の状態を教育することができ、例えば内装が変化したときなどにすぐ非火災の状態を教育することが可能となる。 Further, the timing of initialization learning may be performed when a predetermined operation is performed. As a result, it is possible to educate the non-fire state at any timing, and it is possible to immediately educate the non-fire state when, for example, the interior is changed.

また初期化学習のタイミングとしては、センサ出力・カメラの撮影画像がないまたはほぼないときに行うようにしても良い。これにより、確実に監視領域が安定した状態で自動的に非火災の状態を教育することができる。 Further, the timing of initialization learning may be performed when there is no or almost no image taken by the sensor output / camera. As a result, it is possible to automatically educate the non-fire state in a state where the monitoring area is stable.

また初期化学習のタイミングを所定の時刻ごとにずらして行うようにしても良い。例えば、1度目は6時・12時・18時・24時に初期化学習を行い、2度目は7時・13時・19時・1時に初期化学習を行うようにする。これにより、ばらばらな時刻で非火災の学習データを得ることができ、調理時や朝焼けや夕焼けといった特殊な状態を含めて非火災を学習することができるようになる。 Further, the timing of initialization learning may be shifted by a predetermined time. For example, the first time the initialization learning is performed at 6:00, 12:00, 18:00, and 24:00, and the second time the initialization learning is performed at 7:00, 13:00, 19:00, and 1:00. As a result, non-fire learning data can be obtained at different times, and non-fire learning can be performed including special conditions such as cooking, sunrise, and sunset.

この監視領域14の監視画像を非火災画像とした学習により、通常監視状態での監視領域の画像に対する非火災の推定精度が向上する。その後、前述した受信機12による火災監視に連動した火災画像又は非火災画像による学習が行われ、多層式ニューラルネットワーク34の火災及び非火災に対する推定の精度が更に向上される。 By learning that the monitoring image of the monitoring area 14 is a non-fire image, the estimation accuracy of the non-fire with respect to the image of the monitoring area in the normal monitoring state is improved. After that, learning is performed using a fire image or a non-fire image linked to the fire monitoring by the receiver 12 described above, and the accuracy of estimating fire and non-fire of the multi-layer neural network 34 is further improved.

(学習制御部による制御動作)
図4は図1の学習制御部による火災受信機の火災監視に連動した多層式ニューラルネットワークの学習制御を示したフローチャートである。
(Control operation by the learning control unit)
FIG. 4 is a flowchart showing learning control of a multi-layer neural network linked to fire monitoring of a fire receiver by the learning control unit of FIG.

図4に示すように、学習制御部30はステップS1で監視領域に設置された監視カメラ16からの動画を録画装置26に録画させており、ステップS2で受信機12からの火災移報信号の入力を判別するとステップS3に進み、所定時間前からの録画画像を録画装置26から読み出して学習画像保持部28に保持させる。 As shown in FIG. 4, the learning control unit 30 has the recording device 26 record the moving image from the surveillance camera 16 installed in the surveillance area in step S1, and the fire transfer signal from the receiver 12 is recorded in step S2. When the input is determined, the process proceeds to step S3, and the recorded image from a predetermined time ago is read out from the recording device 26 and held by the learning image holding unit 28.

続いてステップS4に進み、学習制御部30は受信機12からの火災断定移報信号の入力を判別するとステップS5に進み、その後、受信機12からの復旧移報信号の入力を判別するとステップS6に進み、学習画像保持部28に保持している所定時間分の録画画像を読み出し、火災画像として多層式ニューラルネットワーク34に入力してバックプロパゲーションにより重みとバイアスを変更する学習を行う。 Subsequently, the process proceeds to step S4, and when the learning control unit 30 determines the input of the fire determination signal from the receiver 12, the process proceeds to step S5. After that, when the input of the recovery signal from the receiver 12 is determined, step S6 Proceed to, the recorded image for a predetermined time held in the learning image holding unit 28 is read out, input to the multi-layer neural network 34 as a fire image, and learning is performed to change the weight and bias by backpropagation.

一方、学習制御部30は、ステップS4で火災断定移報信号の入力を判別することなくステップS7で復旧移報信号の入力の有無を判別している間に、火災断定移報信号の入力を判別することなくステップS7で復旧移報信号の入力を判別した場合は、ステップS8に進み、学習画像保持部28に保持している所定時間分の録画画像を読み出し、非火災画像として多層式ニューラルネットワーク34に入力してバックプロパゲーションにより重みとバイアスを変更する学習を行う。 On the other hand, the learning control unit 30 inputs the fire determination signal while determining whether or not the recovery signal is input in step S7 without determining the input of the fire determination signal in step S4. If the input of the recovery transfer signal is determined in step S7 without discrimination, the process proceeds to step S8, the recorded image for a predetermined time held in the learning image holding unit 28 is read out, and the multi-layer neural network is used as a non-fire image. Learning is performed by inputting to the network 34 and changing the weight and bias by back propagation.

[火災予兆レベル超えからの監視画像による火災学習]
(火災画像による学習)
図2に示した判定装置の学習制御部30による他の学習制御の実施形態として、警戒区域にアナログ火災感知器が設置され、アナログ火災感知器により温度又は煙濃度を検出して検出アナログ値を受信機12に送って火災を判断させている場合、火災予兆が判断された時から火災が判断されるまでの画像を録画装置26から読み出し、多層式ニューラルネットワーク34の学習をバックプロパゲーションにより行う。
[Fire learning by monitoring images from exceeding the fire sign level]
(Learning with fire images)
As another embodiment of learning control by the learning control unit 30 of the determination device shown in FIG. 2, an analog fire detector is installed in the caution area, and the temperature or smoke concentration is detected by the analog fire detector to detect the detected analog value. When the fire is judged by sending to the receiver 12 , the image from the time when the fire sign is judged to the time when the fire is judged is read from the recording device 26, and the multi-layer neural network 34 is learned by backpropagation. ..

火災予兆レベルは図5に示すように、時刻t0で発生した火災により時間の経過にともなって火災感知器で検出している温度が上昇した場合、火災判断レベルTH2より低い火災予兆レベルTH1に時刻t1で達したときから火災判断レベルTH2に時刻t2に達するまでの時間Tの間に録画された画像を火災画像としてバックプロパゲーションを行うことになる。
As shown in FIG. 5, the fire sign level is set to the fire sign level TH1 which is lower than the fire judgment level TH2 when the temperature detected by the fire detector rises with the passage of time due to the fire that occurred at time t0. The image recorded during the time T from the time when the fire is reached at t1 to the time when the fire judgment level TH2 is reached at time t2 is back-propagated as a fire image.

この時間Tの間に録画された画像は、全て火災による画像であり、非火災画像は含まれていないことから、火災画像として多層式ニューラルネットワーク34に入力してバックプロパゲーションにより重みとバイアスを変更する学習を行ことで、入力画像から火災を識別する精度を確実に高めることができる。
Since all the images recorded during this time T are images due to fire and do not include non-fire images, they are input to the multi-layer neural network 34 as fire images and weighted and biased by back propagation. By learning to change, the accuracy of identifying a fire from the input image can be surely improved.

具体的に説明すると、図2に示した判定装置10の学習制御部30は、受信機12からアナログ火災感知器からの温度又は煙濃度の検出アナログ値が所定の火災予兆レベルTH1に達して予兆警報が出力され、続いて、検出アナログ値が火災判断レベルTH2に達して火災発報に基づく火災移報信号が入力されて火災警報が出力され、管理責任者等による現場確認で火災が確認され、これに基づき受信機12の火災断定操作に基づく火災断定移報信号E2が入力された場合、火災予兆が検出された時から火災移報信号が入力するまでの監視領域の画像を録画装置26から読出し、火災検出器24の多層式ニューラルネットワーク34に画像入力部32を介して火災画像として入力してバックプロパゲーションにより重みとバイアスを変更する学習を行う。
Specifically, the learning control unit 30 of the determination device 10 shown in FIG. 2 predicts that the detection analog value of the temperature or smoke concentration from the receiver 12 to the analog fire detector reaches a predetermined fire sign level TH1. An alarm is output, then the detected analog value reaches the fire judgment level TH2, a fire transfer signal based on the fire alarm is input, a fire alarm is output, and the fire is confirmed by on-site confirmation by the manager etc. Based on this, when the fire determination signal E2 based on the fire determination operation of the receiver 12 is input, the image of the monitoring area from the time when the fire sign is detected to the time when the fire signal is input is recorded by the recording device 26. Is read from, and is input as a fire image to the multi-layer neural network 34 of the fire detector 24 via the image input unit 32, and learning is performed to change the weight and bias by back propagation.

(非火災画像による学習)
また、学習制御部30は、受信機12からアナログ火災感知器からの温度又は煙濃度の検出アナログ値が所定の火災予兆レベルTH1に達して予兆警報が出力され、続いて、検出アナログ値が火災判断レベルTH2に達して火災発報に基づく火災移報信号が入力されて火災警報が出力され、管理責任者等のよる現場確認で非火災であった場合には、受信機12で復旧操作が行われ、復旧操作に基づく復旧移報信号が入力されることから、火災予兆が検出された時から火災移報信号が入力するまでの監視領域の画像を録画装置26から読出し、火災検出器24の多層式ニューラルネットワーク34に画像入力部32を介して非火災画像として入力してバックプロパゲーションにより重みとバイアスを変更する学習を行う。
(Learning with non-fire images)
Further, the learning control unit 30 outputs a sign alarm when the detection analog value of the temperature or smoke concentration from the analog fire detector reaches a predetermined fire sign level TH1 from the receiver 12, and then the detected analog value is a fire. When the judgment level TH2 is reached, a fire transfer signal based on a fire alarm is input, a fire alarm is output, and if there is no fire at the site confirmation by the manager, etc., the receiver 12 performs a recovery operation. Since the recovery signal is input based on the restoration operation, the image of the monitoring area from the time when the fire sign is detected to the time when the fire signal is input is read from the recording device 26, and the fire detector 24 is read. The multi-layer neural network 34 is input as a non-fire image via the image input unit 32, and learning is performed to change the weight and bias by back propagation.

[センサにより火災を監視する火災監視システム]
(火災監視システムの概要)
図6はセンサとして機能するアナログ火災感知器により火災を監視する火災監視システムの概略を示した説明図である。
[Fire monitoring system that monitors fires with sensors]
(Overview of fire monitoring system)
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an outline of a fire monitoring system that monitors a fire with an analog fire detector that functions as a sensor.

図6に示すように、ビル等の施設の監視領域14にはセンサとして機能するアナログ火災感知器60−160−2が設置され、受信機12から引き出された伝送路62に接続され、シリアルデータ伝送を可能としている。アナログ火災感知器60−160−2は特に区別の必要がないときはアナログ火災感知器60として記述する。
As shown in FIG. 6, analog fire detectors 60-1 and 60-2 that function as sensors are installed in the monitoring area 14 of a facility such as a building, and are connected to a transmission line 62 drawn from the receiver 12. It enables serial data transmission. The analog fire detectors 60-1 and 60-2 are described as analog fire detectors 60 when there is no particular need to distinguish them.

アナログ火災感知器60は検煙部により煙濃度を検出して煙濃度検出信号を出力し、受信機12からの一括AD変換コマンドの送信により周期的にA/D変換してメモリに煙濃度データとして記憶すると共に感知器アドレスを指定した受信機12からのポーリングに対し煙濃度データを送信しており、煙濃度が所定の閾値レベルを超えた場合に火災と判断し、火災割込み信号を受信機12に送信して火災警報を出力させている。なお、アナログ火災感知器60は、煙濃度以外に、温度やCO濃度等を検出するものであっても良い。 The analog fire detector 60 detects the smoke concentration by the smoke detector, outputs a smoke concentration detection signal, periodically performs A / D conversion by transmitting a batch AD conversion command from the receiver 12, and stores the smoke concentration data in the memory. Smoke concentration data is transmitted to the poll from the receiver 12 that specifies the sensor address, and if the smoke concentration exceeds a predetermined threshold level, it is judged as a fire and the fire interruption signal is received by the receiver. It is transmitted to 12 to output a fire alarm. The analog fire detector 60 may detect temperature, CO concentration, etc. in addition to smoke concentration.

判定装置10は多層式ニューラルネットワークを備え、アナログ火災感知器60で検出された煙濃度データを、受信機12を介して入力して記憶部にセンサからの入力情報として記憶している。 The determination device 10 includes a multi-layer neural network, and the smoke concentration data detected by the analog fire detector 60 is input via the receiver 12 and stored in the storage unit as input information from the sensor.

受信機12はアナログ火災感知器60の火災割込信号を受信すると火災警報を出力し、また判定装置10に火災移報信号を出力する。受信機12から火災警報が出力されると、管理責任者又は防災担当者は、発報したアナログ火災感知器60の設置現場に出向いて火災の有無を確認し、火災を確認した場合には、受信機12で火災断定操作を行う。受信機12で火災断定操作が行われると、一時停止されていた地区音響警報が解除され、火災断定移報信号が判定装置10に出力される。
Receiver 12 receives the fire interrupt signal of an analog fire detector 60 outputs a fire alarm, and the decision unit 10 outputs a fire Utsuriho signal. When a fire alarm is output from the receiver 12, the person in charge of management or the person in charge of disaster prevention goes to the installation site of the notified analog fire detector 60 to check for the presence of a fire, and if the fire is confirmed, The receiver 12 performs a fire determination operation. When the fire determination operation is performed by the receiver 12, the temporarily suspended district acoustic alarm is canceled, and the fire determination transfer signal is output to the determination device 10.

また、火災警報に対する現場確認で非火災であった場合には、非火災の要因を取り除いた後に、受信機12で復旧操作を行い、火災警報状態を解除して通常監視状態に戻す。このように受信機12で火災警報が出力された後に、火災断定操作が行われることなく火災復旧操作が行われた場合、受信機12から判定装置10に復旧移報信号が出力される。 If there is no fire in the on-site confirmation of the fire alarm, after removing the cause of the non-fire, the receiver 12 performs a recovery operation to cancel the fire alarm state and return to the normal monitoring state. If a fire recovery operation is performed without performing the fire determination operation after the fire alarm is output by the receiver 12 in this way, the recovery transfer signal is output from the receiver 12 to the determination device 10.

判定装置10は受信機12から出力される火災移報信号、火災断定移報信号及び復旧移報信号による火災監視結果に基づき、火災割込み信号を送信した火災感知器の場所に対応する記憶部に記憶されている火災警報の出力に至るまでの監視領域14のアナログ火災感知器60により検出された煙濃度データから例えば、時系列データを生成し、これを学習情報として判定装置10の多層式ニューラルネットワークに入力して学習させる制御を行う。 The determination device 10 is stored in a storage unit corresponding to the location of the fire detector that transmitted the fire interruption signal based on the fire monitoring result by the fire transfer signal, the fire determination signal, and the recovery signal output from the receiver 12. For example, time-series data is generated from the smoke concentration data detected by the analog fire detector 60 in the monitoring area 14 up to the output of the stored fire alarm, and this is used as learning information for the multi-layer neural of the determination device 10. Controls input to the network for learning.

例えば、アナログ火災感知器60−1が火災割込み信号を送信した場合、アナログ火災感知器60−1の時系列データを記憶部から読み出すこととなる。また、アナログ火災感知器以外のセンサをさらに備える場合には、監視領域に配置されるセンサデータが記憶部から読み出されることとなる。 For example, when the analog fire detector 60-1 transmits a fire interrupt signal, the time-series data of the analog fire detector 60-1 is read from the storage unit. Further, when a sensor other than the analog fire detector is further provided, the sensor data arranged in the monitoring area is read from the storage unit.

センサにより火災を監視する火災監視の入力情報については、時系列データのほかに、複数のセンサによる多項データを採用しても良いし、その組み合わせである複数のセンサの時系列データを採用するようにしても良い。 For the input information of fire monitoring that monitors fires by sensors, in addition to time-series data, multi-term data from multiple sensors may be adopted, or time-series data from multiple sensors that are a combination thereof should be adopted. You can do it.

(判定装置)
図7はアナログ火災感知器からの検出信号により火災を推定する多層式のニューラルネットワークを用いた判定装置の機能構成を示した説明図である。
(Judgment device)
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a functional configuration of a determination device using a multi-layer neural network that estimates a fire from a detection signal from an analog fire detector.

図7に示すように、判定装置10は、火災検出器24、記憶部を備えた時系列データ生成部64、学習データ保持部68、学習制御部30を備え、また、火災検出器24は時系列データ入力部66、多層式ニューラルネットワーク34および判定部36で構成される。 As shown in FIG. 7, the determination device 10 includes a fire detector 24, a time-series data generation unit 64 including a storage unit, a learning data holding unit 68, and a learning control unit 30, and the fire detector 24 is a time. It is composed of a series data input unit 66, a multi-layer neural network 34, and a determination unit 36.

本実施形態の多層式ニューラルネットワーク34は、図3(A)に示す認識部40を構成する全結合ニューラルネットワークのみとし、特徴抽出部38となる畳み込みニューラルネットワークは除いている。 The multi-layer neural network 34 of the present embodiment is only the fully connected neural network constituting the recognition unit 40 shown in FIG. 3A, and the convolutional neural network serving as the feature extraction unit 38 is excluded.

時系列データ生成部64は、受信機12を介してアナログ火災感知器60で検出された煙濃度データを記憶部に記憶している。時系列データ生成部64の記憶部に記憶される煙濃度データは、例えば、図8に示すような時間の経過に伴う煙濃度の変化を示したデータとなる。 The time-series data generation unit 64 stores the smoke concentration data detected by the analog fire detector 60 via the receiver 12 in the storage unit. The smoke concentration data stored in the storage unit of the time-series data generation unit 64 is, for example, data showing a change in smoke concentration with the passage of time as shown in FIG.

図8の煙濃度データは、火災による煙濃度の時間変化の一例であり、時刻t0で煙濃度の上昇が始まり、時刻t1で所定の火災予兆レベルTH1に達し、その後、時刻t2で火災判断レベルTH2に達して火災警報が出力され、火災断定操作が行われた場合を示している。
The smoke concentration data of FIG. 8 is an example of a time change of the smoke concentration due to a fire. The smoke concentration starts to increase at time t0, reaches a predetermined fire sign level TH1 at time t1, and then reaches a fire judgment level at time t2. It shows the case where the fire alarm is output when TH2 is reached and the fire assertion operation is performed.

学習制御部30は、受信機12からの火災移報信号E1、火災断定移報信号E2及び復旧移報信号E3に基づき、受信機12で火災警報が出力され場合に、時系列データ生成部64に指示し、記憶部に記憶されている図8に示した煙濃度のセンサデータに基づき、時系列データを生成させ、時系列データ入力部66を介して多層式ニューラルネットワーク34に火災の時系列データとして入力し、バックプロパゲーション法により多層式ニューラルネットワーク34の重みとバイアスを学習させる。 The learning control unit 30 is a time-series data generation unit 64 when a fire alarm is output from the receiver 12 based on the fire transfer signal E1, the fire determination transfer signal E2, and the recovery transfer signal E3 from the receiver 12. Is instructed to generate time-series data based on the smoke concentration sensor data shown in FIG. 8 stored in the storage unit, and the multi-layer neural network 34 is connected to the multi-layer neural network 34 via the time-series data input unit 66 in the time-series of fire. It is input as data, and the weight and bias of the multi-layer neural network 34 are trained by the back propagation method.

時系列データ生成部64による時系列データの生成は、例えば図8の時刻t0から時刻t1で火災予兆レベルTH1に達するまでの所定単位時間Δtごとの煙濃度データをS1〜S18とすると、所定の単位時間Δtずつシフトしながら所定時間分の周期T1,T2,・・・・T9毎の時系列データ(S1〜S10)、(S2〜S11)、・・・(S9〜S18)を生成し、学習データ保持部68に記憶させる。
The time-series data generation unit 64 generates time-series data, for example, assuming that the smoke concentration data for each predetermined unit time Δt from time t0 to time t1 in FIG. 8 to reach the fire sign level TH1 is S1 to S18. While shifting by unit time Δt, time series data (S1 to S10), (S2 to S11), ... (S9 to S18) for each period T1, T2, ... T9 for a predetermined time are generated. It is stored in the training data holding unit 68.

時系列データ(S1〜S10)、(S2〜S11)、・・・(S9〜S18)による多層式ニューラルネットワークの学習は、例えば時系列データ(S1〜S10)による学習を例にとると、濃度値S1〜S10を多層式ニューラルネットワーク34の入力層に並列入力して行う。以下同様に残りの時系列データ(S2〜S11)、・・・(S9〜S18)についても、入力層に順次並列入力することで学習を行う。
The learning of the multi-layer neural network using the time series data (S1 to S10), (S2 to S11), ... (S9 to S18) is based on the case of learning from the time series data (S1 to S10). performing value Sl to S 10 in parallel to the input layer of the multi-layered neural network 34. Similarly, the remaining time series data (S2 to S11), ... (S9 to S18) are also learned by sequentially inputting them in parallel to the input layer.

また、学習制御部30は、受信機12によりアナログ火災感知器60の火災発報に基づく火災移報信号E1が入力された後に、管理責任者等のよる現場確認で非火災であった場合には、受信機12で復旧操作が行われ、復旧操作に基づく復旧移報信号E3が入力されることから、図8に示した火災の時系列データの場合と同様に、非火災の時系列データを生成し、火災検出器24の多層式ニューラルネットワーク34に時系列データ入力部66を介して非火災の時系列データとして入力し、バックプロパゲーション法により多層式ニューラルネットワーク34の重みとバイアスを学習させる。
Further, when the learning control unit 30 is non-fired by the site confirmation by the manager or the like after the fire transfer signal E1 based on the fire alarm of the analog fire detector 60 is input by the receiver 12. Is a non-fire time-series data as in the case of the fire time-series data shown in FIG. 8, since the recovery operation is performed by the receiver 12 and the recovery transfer signal E3 based on the recovery operation is input. Is input to the multi-layer neural network 34 of the fire detector 24 as non-fire time-series data via the time-series data input unit 66, and the weight and bias of the multi-layer neural network 34 are learned by the backpropagation method. Let me.

火災検出器24の多層式ニューラルネットワーク34の学習が済んだ後は、所定の単位時間Δt毎に、時系列データ生成部64により所定時間分の時系列データを生成し、時系列データ入力部66を介して多層式ニューラルネットワーク34に入力して火災を監視することになる。
After learning the multi-layer neural network 34 of the fire detector 24, the time-series data generation unit 64 generates time-series data for a predetermined time every predetermined unit time Δt, and the time-series data input unit 66 It will be input to the multi-layer neural network 34 via the above to monitor the fire.

判定装置10は火災割込み信号を送信したアナログ火災感知器に対応する時系列データを入力情報とするが、火災検出器24もそれぞれ感知器ごとに独立したものとする方が好適である。つまり、学習方法についてはいずれの火災検出器24も同様であるが、それぞれの火災検出器24は異なる入力情報を与えられ、火災の判定もそれぞれ異なる判定により行われる。これにより、設置環境に特化した学習が行われる。 The determination device 10 uses time-series data corresponding to the analog fire detector that transmitted the fire interrupt signal as input information, but it is preferable that the fire detector 24 is also independent for each detector. That is, the learning method is the same for all the fire detectors 24, but each fire detector 24 is given different input information, and the fire determination is also performed by different determinations. As a result, learning specialized in the installation environment is performed.

〔本発明の変形例〕
(火災判断根拠の明示)
上記の実施形態は、火災の有無の判定結果を報知しているが、これに加え火災と判定した要因について表示するようにしても良い。例えばカメラ画像の監視においては、火災と判定した画像を表示し、更に火災判定の寄与率が高かった領域について強調表示する。これにより、火災検出器が火災と判断した領域について目視確認が容易となり、真に火災が発生したかどうかを容易に判定できるようになり、また状況に応じた対応判断の助けとすることができる。
[Modification of the present invention]
(Clarification of fire judgment grounds)
In the above embodiment, the result of determining the presence or absence of a fire is notified, but in addition to this, the factor determined to be a fire may be displayed. For example, in monitoring a camera image, an image determined to be a fire is displayed, and an area in which the contribution rate of the fire determination is high is highlighted. As a result, it becomes easy to visually confirm the area determined by the fire detector as a fire, it becomes possible to easily determine whether or not a fire has really occurred, and it can be used as an aid in making a response decision according to the situation. ..

(放火監視)
上記の実施形態は、警戒区域の火災監視を例にとっているが、これ以外に、屋外に監視カメラや炎検知器などのセンサを設置して行う放火監視に多層式のニューラルネットワークによって構成される火災検出器を設け、火災検出器をディープラーニングより学習させ、放火を監視するようにしても良い。
(Arson monitoring)
The above embodiment takes fire monitoring in a caution area as an example, but in addition to this, a fire configured by a multi-layered neural network for arson monitoring performed by installing sensors such as a surveillance camera and a flame detector outdoors. A detector may be provided so that the fire detector can be learned from deep learning and the arson can be monitored.

(特徴抽出)
上記の実施形態は、畳み込みニューラルネットワークに画像を入力して火災による特徴を抽出しているが、畳み込みニューラルネットワークを使用せず、入力した画像から輪郭、濃淡等の特徴を抽出する前処理を行って所定の特徴を抽出し、特徴が抽出された画像を認識部として機能する全結合ニューラルネットワークに入力して火災か非火災かを推定させるようにしても良い。これにより画像の特徴抽出の処理負担を低減可能とする。
(Feature extraction)
In the above embodiment, the image is input to the convolutional neural network to extract the features due to the fire, but the preprocessing for extracting the features such as contour and shading from the input image is performed without using the convolutional neural network. It is also possible to extract a predetermined feature and input the extracted image into a fully connected neural network functioning as a recognition unit to estimate whether it is a fire or a non-fire. This makes it possible to reduce the processing load of image feature extraction.

(学習方法について)
上記の実施形態は、バックプロパゲーションによる学習を行っているが、多層ニューラルネットワークの学習方法はこれに限らない。
(About learning method)
In the above embodiment, learning by backpropagation is performed, but the learning method of the multi-layer neural network is not limited to this.

(画像とセンサの複合)
上記の実施形態は、画像による火災監視とセンサによる火災監視をそれぞれ別形態としているが、入力情報として、画像データとセンサデータを並列的に取り扱っても良い。画像データは例えば、1ピクセルあたりの白黒値が入力項として取り扱われ、センサデータは例えば、センサごとの検出値が入力項として取り扱われる。この場合、中間層に於いて画像の特徴抽出がなされた中間層の項と、センサデータによる影響を受ける中間層の項が、火災検出を判定する次段以降の中間層の項に対して影響を与えるようになることが教育結果として望ましいが、火災の監視を有効にできるならこれに限らない。
(Composite of image and sensor)
In the above embodiment, the fire monitoring by the image and the fire monitoring by the sensor are different forms, but the image data and the sensor data may be handled in parallel as the input information. For image data, for example, a black-and-white value per pixel is treated as an input term, and for sensor data, for example, a detection value for each sensor is treated as an input term. In this case, the term of the intermediate layer from which the features of the image are extracted in the intermediate layer and the term of the intermediate layer affected by the sensor data affect the terms of the intermediate layer after the next stage for determining fire detection. It is desirable as an educational result to be able to give, but it is not limited to this if fire monitoring can be enabled.

(赤外線照明と赤外線画像の撮像)
上記の実施形態は、監視カメラにより監視領域の照明を使用した状態及び又は自然光の状態で監視領域を撮像しているが、赤外線照明装置からの赤外線光を監視領域に照射し、赤外線領域に感度のある監視カメラにより赤外線画像を撮像して判定装置の多層式ニューラルネットワークをバックプログラムパーションにより学習し、学習が多層式ニューラルネットワークに監視領域の赤外線画像を入力して火災か非火災かを判定するようにしても良い。
(Infrared lighting and infrared image imaging)
In the above embodiment, the surveillance area is imaged by the surveillance camera in the state of using the illumination of the surveillance area and / or in the state of natural light, but the infrared light from the infrared illumination device is irradiated to the surveillance area and the infrared region is sensitive. An infrared image is taken by a surveillance camera and the multi-layered neural network of the judgment device is learned by the back program partition, and the infrared image of the surveillance area is input to the multi-layered neural network to judge whether it is fire or non-fire. You may do so.

このように監視領域の赤外線画像を判定装置に入力することで、監視領域の照明状態や昼夜の明るさ変化等に影響されることなく、監視画像を用いた火災監視が可能となる。 By inputting the infrared image of the monitoring area into the determination device in this way, fire monitoring using the monitoring image becomes possible without being affected by the lighting state of the monitoring area, the change in brightness during the day and night, and the like.

(その他)
また、本発明は上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
(Other)
Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, includes appropriate modifications that do not impair its purpose and advantages, and is not further limited by the numerical values shown in the above-described embodiment.

10:判定装置
12:受信機
14,14−1,14−2:監視領域
16,16−1,16−2:監視カメラ
18,18−1,18−2:火災感知器
20:信号ケーブル
22:感知器回線
24:火災検出器
26:録画装置
28:学習画像保持部
30:学習制御部
32:画像入力部
34:多層式ニューラルネットワーク
36:判定部
38:特徴抽出部
40:認識部
42:入力画像
43,45a,45b:重みフィルタ
44a,44b,44c:特徴マップ
46:入力層
48:結合層
50:中間層
52:出力層
60,60−1,60−2:アナログ火災感知器
62:伝送路
64:時系列データ生成部
66:時系列データ入力部
68:学習データ保持部
10: Judgment device 12: Receiver 14 , 14-1, 14-2 : Monitoring area 16 , 16-1, 16-2 : Surveillance camera 18 , 18-1, 18-2 : Fire detector 20: Signal cable 22 : Sensor line 24: Fire detector 26: Recording device 28: Learning image holding unit 30: Learning control unit 32: Image input unit 34: Multi-layer neural network 36: Judgment unit 38: Feature extraction unit 40: Recognition unit 42: Input images 43, 45a, 45b: Weight filters 44a, 44b, 44c: Feature map 46: Input layer 48: Bonding layer 50: Intermediate layer 52: Output layer 60 , 60-1, 60-2 : Analog fire detector 62: Transmission line 64: Time-series data generation unit 66: Time-series data input unit 68: Learning data holding unit

Claims (14)

多層式のニューラルネットワークによって構成される火災検出器を用いて、入力情報に基づき火災を検出する火災監視システムに於いて、
ディープラーニングより前記火災検出器を学習させる学習制御部を有し、
前記学習制御部は、監視領域に設置された火災感知器が接続された受信機による火災監視結果に対応した入力情報を学習情報として学習させることを特徴とする火災監視システム。
In a fire monitoring system that detects a fire based on input information using a fire detector composed of a multi-layer neural network.
Have a learning control unit from the deep learning to learn the fire detector,
The learning control unit is a fire monitoring system characterized in that input information corresponding to a fire monitoring result by a receiver connected to a fire detector installed in a monitoring area is learned as learning information.
請求項1記載の火災監視システムに於いて、
センサにより検出された物理量及び又は、撮像部により撮像された前記監視領域の画像を前記入力情報とすることを特徴とする火災監視システム。
In the fire monitoring system according to claim 1,
Fire monitoring system wherein the physical quantity detected by the sensor and or, where an image of the monitored area captured by the imaging unit and the input information.
請求項2記載の火災監視システムに於いて、In the fire monitoring system according to claim 2.
前記監視領域の画像を前記入力情報とする場合、前記撮像部により撮像された前記監視領域の動画を所定間隔ごとに抽出して前記監視領域の画像を作成することを特徴とする火災監視システム。When the image of the monitoring area is used as the input information, the fire monitoring system is characterized in that the moving image of the monitoring area captured by the imaging unit is extracted at predetermined intervals to create an image of the monitoring area.
請求項1乃至3何れか記載の火災監視システムに於いて、
前記学習制御部は、前記火災感知器の火災発報による信号が入力された場合、所定時間前から前記火災発報による信号の入力時までの前記入力情報のうち、火災発報した火災感知器に対応する入力情報を火災学習情報として学習させることを特徴とする火災監視システム。
In the fire monitoring system according to any one of claims 1 to 3.
The learning control unit, when the signal by the fire alarm of the fire detector is input, among the input information from a predetermined time before until the input signal by the fire alert, fire detector and fire alert A fire monitoring system characterized in that the input information corresponding to is learned as fire learning information.
請求項1乃至3何れか記載の火災監視システムに於いて、In the fire monitoring system according to any one of claims 1 to 3.
前記火災感知器は、温度又は煙濃度を検出して検出アナログ値を前記受信機に送って火災を判断させ、The fire detector detects the temperature or smoke concentration and sends the detected analog value to the receiver to judge the fire.
前記学習制御部は、前記検出アナログ値が所定の火災判断レベルに達し、前記受信機により火災と判断された場合、前記検出アナログ値が前記火災判断レベルより低い所定の火災予兆レベルを超えたときから前記受信機により火災と判断された時までの前記入力情報のうち、火災発報した火災感知器に対応する入力情報を火災学習情報として学習させることを特徴とする火災監視システム。When the detected analog value reaches a predetermined fire judgment level and the receiver determines that a fire has occurred, the learning control unit exceeds a predetermined fire sign level lower than the fire judgment level. A fire monitoring system characterized in that, among the input information from to the time when a fire is determined by the receiver, the input information corresponding to the fire detector that has issued a fire is learned as fire learning information.
請求項1乃至3何れか記載の火災監視システムに於いて、
前記学習制御部は、前記受信機により前記火災感知器の火災発報に基づく火災移報信号が入力された後に火災断定操作に基づく火災断定移報信号が入力された場合、所定時間前から前記火災移報信号の入力時までの前記入力情報のうち、火災発報した火災感知器に対応する入力情報火災学習情報として学習させることを特徴とする火災監視システム。
In the fire monitoring system according to any one of claims 1 to 3.
When the fire determination signal based on the fire determination operation is input after the fire transfer signal based on the fire alarm of the fire detector is input by the receiver, the learning control unit starts from a predetermined time before. A fire monitoring system characterized in that, of the input information up to the time of input of a fire transfer signal, the input information corresponding to the fire detector that issued a fire is learned as fire learning information.
請求項1乃至3何れか記載の火災監視システムに於いて、
前記火災感知器は温度又は煙濃度を検出して検出アナログ値を前記受信機に送って火災を判断させ
前記学習制御部は、前記検出アナログ値が所定の火災判断レベルに達し、前記受信機から前記火災感知器の火災発報に基づく火災移報信号が入力された後に火災断定操作に基づく火災断定移報信号が入力された場合、前記検出アナログ値が前記火災判断レベルより低い所定の火災予兆レベルを超えたときから前記火災移報信号の入力時までの前記入力情報のうち、火災発報した火災感知器に対応する入力情報火災学習情報として学習させることを特徴とする火災監視システム。
In the fire monitoring system according to any one of claims 1 to 3.
It said fire detector is detected analog value to determine a fire is sent to the receiver by detecting the temperature or smoke density,
In the learning control unit, after the detection analog value reaches a predetermined fire judgment level and a fire transfer signal based on the fire alarm of the fire detector is input from the receiver, the fire determination transfer based on the fire determination operation is performed. If the broadcast signal is input, among the input information from when the detecting analog value exceeds a predetermined fire indication level lower than the fire determination level until the input of the fire Utsuriho signal, the fire alarm and fire fire monitoring system, characterized in that to learn the input information corresponding to the detector as a fire learning information.
請求項1、2、3又は6記載の火災監視システムに於いて、
前記学習制御部は、前記受信機により前記火災感知器の火災発報に基づく火災移報信号が入力された後に復旧操作に基づく復旧移報信号が入力された場合、所定時間前から前記火災移報信号の入力時までの前記入力情報のうち、火災発報した火災感知器に対応する入力情報を非火災学習情報として学習させることを特徴とする火災監視システム。
In the fire monitoring system according to claim 1 , 2, 3 or 6.
When the recovery transfer signal based on the recovery operation is input after the fire transfer signal based on the fire alarm of the fire detector is input by the receiver, the learning control unit starts the fire transfer from a predetermined time before. A fire monitoring system characterized in that, of the input information up to the time of input of a signal signal, the input information corresponding to the fire detector that issued a fire is learned as non-fire learning information.
請求項1、2、3又は7記載の火災監視システムに於いて、
前記火災感知器は温度又は煙濃度を検出して検出アナログ値を前記受信機に送って火災を判断させ
前記学習制御部は、前記検出アナログ値が所定の火災判断レベルに達し、前記受信機から前記火災感知器の火災発報に基づく火災移報信号が入力された後に復旧操作に基づく復旧移報信号が入力された場合、前記検出アナログ値が前記火災判断レベルより低い所定の火災予兆レベルを超えたときから前記火災移報信号の入力時までの前記入力情報のうち、火災発報した火災感知器に対応する入力情報を非火災学習情報として学習させることを特徴とする火災監視システム。
In the fire monitoring system according to claim 1 , 2, 3 or 7.
It said fire detector is to determine the fire is sent to the receiver detected analog value by detecting the temperature or smoke density,
The learning control unit, the detection analog value reaches a predetermined fire determination level, recovery Utsuriho signal fire Utsuriho signal based on fire alert the fire detector from the receiver is based on recovery operations after being entered If There is input, among the input information from when the detecting analog value exceeds a predetermined fire indication level lower than the fire determination level until the input of the fire Utsuriho signal, the fire detector which is fire alert A fire monitoring system characterized in that the input information corresponding to is learned as non-fire learning information.
請求項1乃至9何れかに記載の火災監視システムに於いて、
前記多層式のニューラルネットワークは、
特徴抽出部と認識部で構成され、
前記特徴抽出部は、前記入力情報入力されて前記入力情報の特徴が抽出された特徴情報を生成する複数の畳込み層を備えた畳込みニューラルネットワークとし、
前記認識部は、前記畳込みニューラルネットワークから出力される前記特徴情報入力され火災特徴値を出力する複数の全結合層を備えたニューラルネットワークとしたことを特徴とする火災監視システム。
In the fire monitoring system according to any one of claims 1 to 9.
The multi-layer neural network
It consists of a feature extraction unit and a recognition unit.
The feature extraction unit, a neural network narrowing seen tatami with a plurality of convolutional viewed layer for generating feature information features have been extracted of the input information the input information is input,
The recognition unit, the characteristic information is input, the fire monitoring system is characterized in that a neural network having a plurality of total binding layer for outputting a fire characteristic value output from the neural network narrowing seen the mat.
請求項1乃至10何れかに記載の火災監視システムに於いて、
前記学習制御部は、前記火災検出器の前記多層式のニューラルネットワーク学習情報を入力した場合に出力される値と所定の期待値との誤差に基づくバックプロパゲーションにより学習させることを特徴とする火災監視システム。
In the fire monitoring system according to any one of claims 1 to 10.
The learning control unit is characterized in that is learned by back propagation based on the error between the value and the predetermined expectation value is output when you enter learning information to the multilayered neural network of the fire detector Fire monitoring system.
請求項1乃至11何れかに記載の火災監視システムに於いて、
前記学習制御部は、前記受信機の通常監視状態入力情報を非火災学習情報として初期化学習させることを特徴とする火災監視システム。
In the fire monitoring system according to any one of claims 1 to 11.
The learning control unit is a fire monitoring system characterized in that input information of a normal monitoring state of the receiver is initialized and learned as non-fire learning information.
請求項12記載の火災監視システムに於いて、
前記初期化学習のタイミングは、装置立ち上げ時、所定の操作が行われたとき、前記入力情報に変化が略ないとき、所定時間間隔毎のうちいずれか一つ以上を含み、
前記所定時間間隔毎の場合、初回の時刻と時間間隔は複数のパターンで前記初期化学習を行っても良いことを特徴とする火災監視システム。
In the fire monitoring system according to claim 12,
Timing of the initialization learning, when starting up the apparatus, when a predetermined operation is performed, when there is no substantially change in the input information, see containing a predetermined time interval, any one or more of,
A fire monitoring system characterized in that, in the case of each predetermined time interval, the initialization learning may be performed in a plurality of patterns for the initial time and the time interval.
請求項1乃至13何れかに記載の火災監視システムに於いて、
前記火災検出器は、火災の検出に加え火災と判定した要因について表示させることを特徴とする火災監視システム。
In the fire monitoring system according to any one of claims 1 to 13.
It said fire detector is a fire monitoring system according to claim Rukoto be displayed about the factors determining the fire addition to the detection of a fire.
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