JP6943401B2 - Fire monitoring system - Google Patents
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Description
本発明は、火災感知器等の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 surveillance camera such as a fire detector 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.
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、正しく火災を判定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 determined.
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 transparency, 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 kind of smoke characteristics there are, and it 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、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定する火災検出器に設け、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-layered neural network is provided in a fire detector that determines a fire from the input information by using an image of a monitoring area captured by a surveillance camera as input information, and during learning, a large number of fires and non-fires occur. If the input information is prepared and trained by the multi-layered neural network, and the input information is input to the trained multi-layered neural network during monitoring, it is estimated with high accuracy whether it is a fire or not from the output and an alarm is issued. It becomes possible to construct a fire monitoring system that outputs.
しかしながら、燻焼火災と有炎火災では火災として現れる事象が異なっており、炎が上がるかどうかに加え、煙の速さ、向き、色等が異なり、監視カメラにより撮像される映像が変化する。また、有炎火災においても火災の種類によって、火花の有無や炎の色、炎の上がり方などが変化する。このため燻焼火災と有炎火災を同じ火災として捉え、それぞれの火災画像を火災検出器の多層式のニューラルネットワークに入力して学習させた場合、監視カメラで撮像された火災画像が入力された場合の判定精度が落ちる恐れがあり、特に、調理による湯気や煙による非火災の事象との切り分けが困難になる虞れがある。 However, the phenomenon that appears as a fire differs between a smoked fire and a flame fire, and in addition to whether or not the flame rises, the speed, direction, color, etc. of smoke differ, and the image captured by the surveillance camera changes. Also, in a flame fire, the presence or absence of sparks, the color of the flame, the way the flame rises, etc. change depending on the type of fire. Therefore, when a smoked fire and a flaming fire are regarded as the same fire and each fire image is input to the multi-layered neural network of the fire detector for training, the fire image captured by the surveillance camera is input. There is a risk that the determination accuracy of the case will drop, and in particular, it may be difficult to distinguish it from non-fire events caused by steam or smoke caused by cooking.
本発明は、多層式のニューラルネットワークを備えた火災検出器により、火災の種類が異なっても精度高い火災を判定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。 An object of the present invention is to provide a fire monitoring system capable of determining a fire with high accuracy even if the type of fire is different by using a fire detector provided with a multi-layer neural network.
(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、監視領域の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、
火災の種類毎にディープラーニングにより学習された複数種類の火災検出器と、
入力情報を複数種類の火災検出器に入力した場合に出力される火災推定値に基づいて火災判定する火災判定部と、
が設けられたことを特徴とする。
(Fire detection by deep learning)
The present invention is a fire monitoring system that detects a fire based on the input information of the monitoring area by using a fire detector composed of a multi-layer neural network.
Multiple types of fire detectors learned by deep learning for each type of fire,
A fire judgment unit that judges a fire based on the estimated fire value output when input information is input to multiple types of fire detectors,
Is provided.
(重み付けによる火災判定1)
火災判定部は、複数種類の火災検出器による火災推定値の各々に火災の種類に応じた所定の重みを乗算して重み付け火災推定値を算出し、重み付け火災推定値の何れかが所定の閾値以上又は超えた場合に火災と判定する。
(Fire judgment by weighting 1)
The fire judgment unit calculates a weighted fire estimated value by multiplying each of the fire estimated values by a plurality of types of fire detectors by a predetermined weight according to the type of fire, and one of the weighted fire estimated values is a predetermined threshold value. If it exceeds or exceeds, it is judged as a fire.
(火災判定2)
火災判定部は、複数種類の火災検出器による火災推定値の総和として火災尤度を算出し、火災尤度が所定の閾値以上又は超えた場合に火災と判定する。
(Fire judgment 2)
The fire determination unit calculates the fire likelihood as the sum of the fire estimates by a plurality of types of fire detectors, and determines that the fire is a fire when the fire likelihood is equal to or greater than a predetermined threshold.
(重み付けによる火災判定2)
火災判定部は、複数種類の火災検出器による火災推定値の各々に火災の種類に応じた所定の重みを乗算した総和として火災尤度を算出し、火災尤度が所定の閾値以上又は超えた場合に火災と判定する。
(Fire judgment by weighting 2)
The fire judgment unit calculates the fire likelihood as the sum of multiplying each of the fire estimates by multiple types of fire detectors by a predetermined weight according to the type of fire, and the fire likelihood exceeds or exceeds a predetermined threshold. If it is judged as a fire.
(非火災検出を加えた火災判定2)
更に、非火災が学習された非火災検出器が設けられ、
火災判定部は、複数種類の火災検出器による火災推定値と非火災検出部による非火災推定値の総和から火災尤度を算出し、火災尤度が所定の閾値以上又は超えた場合に火災と判定する。
(
In addition, a non-fire detector that learned non-fire was installed.
The fire judgment unit calculates the fire likelihood from the sum of the fire estimates by multiple types of fire detectors and the non-fire estimates by the non-fire detectors, and if the fire likelihood exceeds or exceeds a predetermined threshold, it is considered as a fire. judge.
(非火災検出と重み付けによる火災判定2)
更に、非火災が学習された非火災検出器が設けられ、
火災判定部は、複数種類の火災検出器による火災推定値と非火災検出部による非火災推定値に火災の種類及び非火災に応じた所定の重みを乗算した総和として火災尤度を算出し、火災尤度が所定の閾値以上又は超えた場合に火災と判定する。
(Fire judgment by non-fire detection and weighting 2)
In addition, a non-fire detector that learned non-fire was installed.
The fire judgment unit calculates the fire likelihood as the sum of the fire estimates by multiple types of fire detectors and the non-fire estimates by the non-fire detectors multiplied by a predetermined weight according to the type of fire and non-fire. If the fire likelihood exceeds or exceeds a predetermined threshold, it is judged as a fire.
(火災推定値と非火災推定値)
複数種類の火災検出器の火災推定値を正の値とし、非火災検出器の非火災推定値を負の値とする。
(Fire estimates and non-fire estimates)
The fire estimates of multiple types of fire detectors are positive values, and the non-fire estimates of non-fire detectors are negative values.
(環境に応じた重みの設定)
火災の種類に応じた重みは、火災の起き易さを示す監視領域の環境に応じて設定される。
(Setting the weight according to the environment)
The weight according to the type of fire is set according to the environment of the monitoring area indicating the susceptibility to fire.
(火災の種類)
複数種類の火災検出器として、
燻焼火災が学習された燻焼火災検出器と、
油火災が学習された油火災検出器と、
電気火災が学習された電気火災検出器と、
薬品火災が学習された薬品火災検出器と、
が設けられる。
(Type of fire)
As multiple types of fire detectors
Smoked fire detectors that learned about smoked fires and
Oil fire detectors learned from oil fires and
An electric fire detector that learned about electric fires, and
Chemical fire detectors learned from chemical fires and
Is provided.
(多層式のニューラルネットワーク)
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、入力情報を入力することで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を入力することで火災推定値を出力する全結合ニューラルネットワークとする。
(Multi-layer neural network)
Multi-layer neural networks
It consists of a feature extraction unit and a recognition unit.
The feature extraction unit is a convolutional neural network having a plurality of convolutional layers that generate feature information from which the features of the input information are extracted by inputting the input information.
Recognition unit, the total binding neural network for outputting a fire estimate by inputting the feature information output from the convolutional neural network.
(バックプロパゲーションによる学習)
火災検出器は、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値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多層式のニューラルネットワークを学習させる。
(Learning by backpropagation)
The fire detector trains a multi-layer neural network by backpropagation based on an error between a value output when learning information is input to the multi-layer neural network and an expected value of a predetermined value.
(火災判定根拠の明示)
火災判定部は、火災の判定に加え火災判定の根拠とした火災の種類を報知させる。
(Clarification of fire judgment grounds)
In addition to the fire judgment, the fire judgment unit notifies the type of fire on which the fire judgment is based.
(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、監視領域の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、火災の種類毎にディープラーニングにより学習された複数種類の火災検出器と、入力情報を複数種類の火災検出器に入力した場合に出力される火災推定値に基づいて火災判定する火災判定部と、が設けられたため、監視領域で燻焼火災や有炎火災といった異なった種類の火災が発生して火災として現れる炎の有無、煙の速さ、向き、色等の事象が異なっても、監視領域で検出された入力情報が火災の種類毎に学習された火災検出器に入力された場合、学習された火災の種類に対応した内容の入力情報が入力された火災検出器が出力する火災推定値が高くなり、精度の高い火災判定結果を得ることができ、調理に伴う湯気や煙等の非火災の事象との切り分けが確実となり、高い信頼性が得られる。
(Basic effect)
The present invention is a plurality of fire monitoring systems learned by deep learning for each type of fire in a fire monitoring system that detects a fire based on input information in a monitoring area using a fire detector composed of a multi-layered neural network. the type of fire detector, because the fire determining fire determination section based on the fire estimation value output if you enter the input information to the plurality of types of fire detectors, are provided, smoldering fire Ya in the monitored area whether appearing different types of fires such as flaming fire occurs as fire flames, smoke velocity, orientation, be different events such as color, input information detected by the monitoring area for each type of fire If input to the learned fire detectors, fire estimate fire detector input information contents corresponding to the type of learned fire has been input is output is increased to obtain a high fire determination result accurate It is possible to ensure the separation from non-fire events such as steam and smoke associated with cooking, and high reliability can be obtained.
(入力情報の効果)
また、複数の火災検出器は、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して入力して火災推定値を出力するようにしたため、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を学習済みの複数種類の火災検出器に入力することで、高い精度で火災を判定可能とする。
(Effect of input information)
In addition, since the plurality of fire detectors input the physical quantity detected by the sensor and / or the image of the monitoring area captured by the imaging unit as input information and output the fire estimated value, the physical quantity detected by the sensor By inputting images of the monitoring area captured by the image pickup unit or the image of the monitoring area into a plurality of types of trained fire detectors, it is possible to determine a fire with high accuracy.
(火災判定1の効果)
また、火災判定部は、複数種類の火災検出器の何れかの火災推定値が所定の閾値以上又は超えた場合に火災と判定するようにしたため、学習された火災の種類に対応した入力情報が入力された火災検出器が出力する高い火災推定値から確実に火災と判定できる。
(Effect of fire judgment 1)
Moreover, the fire judgment portion, since any fire estimate of a plurality of types of fire detectors has to be determined to fire if it exceeds more or a predetermined threshold, the input information corresponding to the type of learned fire From the high fire estimate output by the input fire detector, it can be reliably determined as a fire.
(重み付けによる火災判定1の効果)
また、火災判定部は、複数種類の火災検出器による火災推定値の各々に火災の種類に応じた所定の重みを乗算して重み付け火災推定値を算出し、重み付け火災推定値の何れかが所定の閾値以上又は超えた場合に火災と判定するようにしたため、学習された火災の種類に対応した入力情報が入力された火災検出器が出力する高い火災推定値が重み付けにより更に強調され、より確実に火災と判定できる。
(Effect of fire judgment 1 by weighting)
Further, the fire judgment unit calculates a weighted fire estimated value by multiplying each of the fire estimated values by a plurality of types of fire detectors by a predetermined weight according to the type of fire, and one of the weighted fire estimated values is determined. due to so as to determine the fire when the threshold above or beyond the further emphasized, more surely higher fire estimate the fire detector input information is input for the type of learned fire output from the weighting It can be judged as a fire.
(火災判定2の効果)
また、火災判定部は、複数種類の火災検出器による火災推定値の総和として火災尤度を算出し、火災尤度が所定の閾値以上又は超えた場合に火災と判定するようにしたため、学習された火災の種類に対応した入力情報が入力された火災検出器が出力する高い火災推定値に火災の種類の異なる他の火災検出器の出力する火災推定値を加算した総和を火災尤度として求めて火災を判定することで、精度良く火災が判定されると共に、非火災の事象との切り分けが確実となり、非火災の事象を誤って火災と判定することを確実に防止できる。
(Effect of fire judgment 2)
In addition, the fire judgment unit calculates the fire likelihood as the sum of the estimated fire values by a plurality of types of fire detectors, and determines that the fire is a fire when the fire likelihood exceeds or exceeds a predetermined threshold. obtained a sum of input information corresponding to the type of fire by adding the output fire estimate that the high fire estimate fire different other fire detectors for outputting fire detector is input as a fire likelihood By determining the fire, the fire can be accurately determined, and the non-fire event can be reliably separated from the non-fire event, and the non-fire event can be reliably prevented from being mistakenly determined as a fire.
(重み付けによる火災判定2の効果)
また、火災判定部は、複数種類の火災検出器による火災推定値の各々に火災の種類に応じた所定の重みを乗算した総和として火災尤度を算出し、火災尤度が所定の閾値以上又は超えた場合に火災と判定するようにしたため、学習された火災の種類に対応した入力情報が入力された火災検出器が出力する高い火災推定値に重み付けし、火災の種類の異なる他の火災検出器の出力する火災推定値にも重みづけて、これらの総和を火災尤度として求めて火災を判定することで、更に精度良く火災が判定されると共に、非火災の事象との切り分けが更に確実となり、非火災の事象を誤って火災と判定することを確実に防止できる。
(Effect of
In addition, the fire judgment unit calculates the fire likelihood as the sum of multiplying each of the fire estimates by the plurality of types of fire detectors by a predetermined weight according to the type of fire, and the fire likelihood is equal to or higher than the predetermined threshold. due to so as to determine the fire if it exceeds the learning input information corresponding to the type of fire is weighted higher fire estimation value output from the fire detector input, different from the fire detection of the type of fire By weighting the estimated fire output output by the vessel and determining the fire by calculating the sum of these as the fire likelihood, the fire can be judged more accurately and the separation from non-fire events is more reliable. Therefore, it is possible to reliably prevent a non-fire event from being mistakenly determined as a fire.
(非火災検出を加えた火災判定2の効果)
更に、非火災が学習された非火災検出器が設けられ、火災判定部は、複数種類の火災検出器による火災推定値と非火災検出部による非火災推定値の総和から火災尤度を算出し、火災尤度が所定の閾値以上又は超えた場合に火災と判定するようにしたため、非火災の事象との切り分けが更に確実となり、非火災の事象を誤って火災と判定することを確実に防止できる。
(Effect of
Furthermore, a non-fire detector that has learned non-fire is provided, and the fire judgment unit calculates the fire likelihood from the sum of the fire estimates by multiple types of fire detectors and the non-fire estimates by the non-fire detector. , When the fire likelihood exceeds or exceeds a predetermined threshold, it is judged as a fire, so that it is more reliable to distinguish it from a non-fire event, and it is surely prevented that a non-fire event is mistakenly judged as a fire. can.
(非火災検出と重み付けによる火災判定2)
更に、非火災が学習された非火災検出器が設けられ、火災判定部は、複数種類の火災検出器による火災推定値と非火災検出部による非火災推定値に火災の種類及び非火災に応じた所定の重みを乗算した総和として火災尤度を算出し、火災尤度が所定の閾値以上又は超えた場合に火災と判定するようにしたため、非火災の事象との切り分けがより一層確実なものとなり、非火災の事象を誤って火災と判定することを確実に防止できる。
(Fire judgment by non-fire detection and weighting 2)
Furthermore, a non-fire detector that has learned non-fire is provided, and the fire judgment unit responds to the fire estimation value by multiple types of fire detectors and the non-fire estimation value by the non-fire detection unit according to the type of fire and non-fire. Since the fire likelihood is calculated as the sum of multiplying the predetermined weights and the fire likelihood is determined to be a fire when the fire likelihood exceeds or exceeds the predetermined threshold, it is more reliable to distinguish it from a non-fire event. Therefore, it is possible to reliably prevent a non-fire event from being mistakenly determined as a fire.
(火災推定値と非火災推定値の効果)
また、複数種類の火災検出器の火災推定値を正の値とし、非火災検出器の非火災推定値を負の値とするようにしたため、複数種類の火災推定値と非火災推定値の総和又は重み付け総和として求める火災尤度の値が火災の場合はより高く、非火災の事象の場合はより低くなり、精度良く火災と判定できると共に非火災の事象との切り分けを確実にできる。
(Effects of fire estimates and non-fire estimates)
In addition, since the fire estimates of multiple types of fire detectors are set to positive values and the non-fire estimates of non-fire detectors are set to negative values, the sum of the multiple types of fire estimates and non-fire estimates is used. Alternatively, the value of the fire likelihood obtained as the weighted sum is higher in the case of a fire and lower in the case of a non-fire event, so that it can be accurately determined as a fire and can be reliably separated from the non-fire event.
(環境に応じた重みの設定による効果)
また、火災の種類に応じた重みは、火災の起き易さを示す監視領域の環境に応じて設定されたため、火災が起きやすい火災環境であれば大きい重みが設定され、火災が起きにくい火災環境であれば小さい重みが設定され、火災が起きやすい環境か火災が起きにくい環境かに応じて精度の高い火災判定が可能となる。例えば、ボイラー室のように油を使用している場所では油火災を学習した火災検出器に対する重み付けを高くし、サーバ室等では電気火災を学習した火災検出器に対する重み付けを高くし、薬品倉庫等では薬品火災を学習した火災検出器に対する重み付けを高くすることで、監視領域の環境に応じた重み設定により、精度の高い火災判定を可能とする。
(Effect of setting weight according to environment)
In addition, since the weight according to the type of fire is set according to the environment of the monitoring area indicating the susceptibility to fire, a large weight is set if the fire environment is prone to fire, and the fire environment is less likely to cause a fire. If so, a small weight is set, and it is possible to make a highly accurate fire judgment according to the environment in which a fire is likely to occur or the environment in which a fire is unlikely to occur. For example, in places where oil is used, such as in a boiler room, the weighting of fire detectors that have learned oil fires is high, and in server rooms, etc., the weighting of fire detectors that have learned electric fires is high. By increasing the weighting of the fire detector that has learned the chemical fire, it is possible to make a highly accurate fire judgment by setting the weight according to the environment of the monitoring area.
(火災の種類による効果)
複数種類の火災検出器として、燻焼火災が学習された燻焼火災検出器と、油火災が学習された油火災検出器と、電気火災が学習された電気火災検出器と、薬品火災が学習された薬品火災検出器とが設けられたため、火災の種類が燻焼火災、油火災、電気火災、薬品火災というように異なっても、火災の種類により影響されることなく、精度良く火災を判定することができる。
(Effect depending on the type of fire)
As multiple types of fire detectors, smoky fire detectors learned smoldering fires, oil fire detectors learned oil fires, electric fire detectors learned electric fires, and chemical fires learned. Even if the type of fire is different, such as smoldering fire, oil fire, electric fire, or chemical fire, it is not affected by the type of fire and the fire can be judged accurately. can do.
(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を入力することで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を入力することで火災推定値を出力する全結合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 networks that generate feature information from which the features of the input information are extracted by inputting the input information of the monitoring area. a neural network convolution with a layer recognition unit, because the set as the total binding neural network for outputting a fire estimate by inputting the feature information output from the convolutional neural network, characterized by a convolutional neural network automatic By pre-processing the input information of the monitoring area, the characteristics of the fire input information, for example, the characteristics of the input information without the need for pre-processing such as extracting the contour etc. in the image. It is possible to estimate the fire with high accuracy by the recognition unit that is extracted and subsequently performed.
(バックプロパゲーションによる学習の効果)
火災検出器は、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値の期待値との誤差に基づくバックプロパゲーション(誤差逆伝播)により多層式のニューラルネットワークを学習させるようにしたため、火災の種類毎に準備された多数の入力情報を火災入力情報として入力した場合に、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ウェイト(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)
The fire detector trains a multi-layer neural network by backpropagation (error backpropagation) based on the error between the value output when the training information is input to the multi-layer neural network and the expected value of a predetermined value. Therefore, when a large number of input information prepared for each type of fire is input as fire input information, the estimated value of the fire is given as the expected value of the output and the error between the output value and the expected value is obtained by backpropagation processing. Weights and biases in a multi-layer neural network are learned so as to minimize, and a fire can be estimated with higher accuracy from the input information and an alarm can be made.
同様に、予め準備された非火災入力情報を入力した場合に、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 the non-fire input information prepared in advance is input, the estimated value of non-fire is given as the expected value of the output, and the back propagation process minimizes the error between the output value and the expected value. The weights and biases in the neural network of the above are learned, and non-fire can be estimated with higher accuracy from the input information, and false reports can be reliably prevented.
(火災判断根拠の明示による効果)
また、火災判定部は、火災の判定に加え火災判定の根拠とした火災の種類を報知させるようにしたため、発生した火災の種類がわかることで、火災の種類に対応した消火活動や避難指示を行うことを可能とする。
(Effect of clarifying the grounds for fire judgment)
In addition to the fire judgment, the fire judgment department notifies the type of fire that was the basis of the fire judgment, so by knowing the type of fire that occurred, fire extinguishing activities and evacuation instructions corresponding to the type of fire can be issued. Make it possible to do.
[火災監視システムの概要]
図1は火災監視システムの実施形態を示した説明図である。図1に示すように、ビル等の施設の監視領域14には撮像部として機能する監視カメラ16が設置され、監視領域14を監視カメラ16により動画撮像している。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。
[Overview of fire monitoring system]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of a fire monitoring system. As shown in FIG. 1, a
また、監視領域14にはそれぞれオンオフ型の火災感知器18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。
In addition, on-off
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、火災判定装置10と火災報知設備の火災受信機12が設置されている。なお、火災判定装置10と火災受信機12は一体としても良い。火災判定装置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22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
火災受信機12からは監視領域14に感知器回線25が引き出され、感知器回線25単位に火災感知器18が接続されている。
A
火災判定装置10には、燻焼火災検出器20−1、油火災検出器20−2、電気火災検出器20−3、薬品火災検出器20−4及び非火災検出器20−5が設けられ、それぞれ多層式ニューラルネットワークを備えている。なお、以下の説明では、燻焼火災検出器20−1、油火災検出器20−2、電気火災検出器20−3、薬品火災検出器20−4を複数種類の火災検出器20−1〜20−4という場合がある。
The
燻焼火災検出器20−1の多層式ニューラルネットワークは燻焼火災が学習されており、油火災検出器20−2の多層式ニューラルネットワークは油火災が学習されており、電気火災検出器20−3の多層式ニューラルネットワークは電気火災が学習されており、薬品火災検出器20−4の多層式ニューラルネットワークは薬品火災が学習されており、更に、非火災検出器20−5の多層式ニューラルネットワークは非火災が学習されている。
Multilayered neural network of the smoldering fire detector 20-1 is learned Ibushisho fire, multi-layer neural network of the oil fire detector 20-2 is oil fires is learned, an electric fire detector 20- 3 of multilayered neural networks have electrical fires are learned, multilayered neural network of chemical fire detector 20-4 are chemicals fire is learned, further, the non-fire detector 20-5 multilayered neural network Is learning non-fire.
燻焼火災検出器20−1、油火災検出器20−2、電気火災検出器20−3、薬品火災検出器20−4及び非火災検出器20−5には監視カメラからの信号ケーブルが分岐して入力され、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て燻焼火災推定値、油火災推定値、電気火災推定値、薬品火災推定値及び非火災推定値を判定部24に出力する。
Signal cables from surveillance cameras branch to smoked fire detector 20-1, oil fire detector 20-2, electric fire detector 20-3, chemical fire detector 20-4 and non-fire detector 20-5. The video image sent from the
判定部24は燻焼火災検出器20−1、油火災検出器20−2、電気火災検出器20−3、薬品火災検出器20−4及び非火災検出器20−5から出力された燻焼火災推定値W、油火災推定値X、電気火災推定値Y、薬品火災推定値Z及び非火災推定値Nを読み込み、これらの推定値に基づいて火災を判定した場合は火災判定信号を火災受信機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。なお、以下の説明では、燻焼火災推定値W、油火災推定値X、電気火災推定値Y、薬品火災推定値Zを複数種類の火災推定値W,X,Y,Zという場合がある。
The
判定部24による火災判定の実施形態として、燻焼火災検出器20−1、油火災検出器20−2、電気火災検出器20−3、薬品火災検出器20−4及び非火災検出器20−5から出力された燻焼火災推定値W、油火災推定値X、電気火災推定値Y、薬品火災推定値Z、及び非火災推定値Nを加算した総和として火災尤度Lを
算出する。
As an embodiment of fire determination by the
ここで燻焼火災推定値W、油火災推定値X、電気火災推定値Y、薬品火災推定値Zは正の値をもち、非火災推定値Nは負の値をもつことから、火災尤度Lは、
L=W+X+Y+Z+N (1)
として算出される。そして、判定部24は、火災尤度Lが所定の閾値Lthを超えた場合に火災と判定する。
Here, the smoked fire estimated value W, the oil fire estimated value X, the electric fire estimated value Y, and the chemical fire estimated value Z have positive values, and the non-fire estimated value N has negative values. L is
L = W + X + Y + Z + N (1)
Is calculated as. Then, the
また、判定部24による火災判定の他の実施形態として、燻焼火災検出器20−1、油火災検出器20−2、電気火災検出器20−3、薬品火災検出器20−4及び非火災検出器20−5から出力されたつ燻焼火災推定値W、油火災推定値X、電気火災推定値Y、薬品火災推定値Z、及び非火災推定値Nに、火災の種類及び非火災に応じた所定の重みa,b,c,d,eを乗算をした総和として火災尤度Lを
L=Wa+Xb+Yc+Zd+Ne (2)
として算出し、火災尤度Lが所定の閾値Lthを超えた場合に火災と判定する。
In addition, as another embodiment of fire determination by the
When the fire likelihood L exceeds a predetermined threshold value Lth, it is determined as a fire.
ここで、燻焼火災推定値W、油火災推定値X、電気火災推定値Y、薬品火災推定値Z及び非火災推定値Nを重み付けする重みa,b,c,d,eは、火災の起き易さを示す監視領域14の環境に応じて設定される。
Here, the weights a, b, c, d, and e for weighting the smoked fire estimated value W, the oil fire estimated value X, the electric fire estimated value Y, the chemical fire estimated value Z, and the non-fire estimated value N are the weights of the fire. It is set according to the environment of the
例えば、監視領域14に燻焼火災の要因となる火源や布等が存在する場合には、燻焼火災推定値Wに対する重みaが例えばa=2に設定され、それ以外の重みb〜eは1又は1より小さい値に設定される。また、監視領域14がボイラー室のように油を使用している場合には、油火災推定値Xに対する重みbが例えばb=2に設定され、それ以外の重みa,c〜eは1又は1より小さい値に設定される。
For example, when there is a fire source, cloth, or the like that causes a smoked fire in the
また、監視領域14がサーバ室の場合には、電気火災推定値Yに対する重みcが例えばc=2に設定され、それ以外の重みa,b,d,eは1又は1より小さい値に設定される。また、監視領域14が薬品保管室や実験室の場合には、薬品火災推定値Zに対する重みdが例えばd=2に設定され、それ以外の重みa〜c,eは1又は1より小さい値に設定される。
When the
更に、監視領域14に火災原因となる機器や物がない場合には、非火災推定値Nに対する重みeが例えばe=2に設定され、それ以外の重みa〜dは1又は1より小さい値に設定される。
Further, when there is no equipment or object causing a fire in the
このように監視領域14の環境が火災が起きやすい環境か起きにくい環境かに応じて各火災推定値に対する重みが設定され、火災が起きやすい環境であれば、その火災推定値による火災尤度Lへの寄与の度合いを大きくし、逆に火災が起きにくい環境であれば、その火災推定値による火災尤度Lへの寄与の度合いを小さくし、より精度の高い火災判定を可能とする。
In this way, weights are set for each estimated fire value according to whether the environment of the
[火災判定装置]
(火災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燻焼火災検出器の機能構成を示した説明図である。
[Fire judgment device]
(Functional configuration of fire judgment device)
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a functional configuration of a smoked fire detector 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、燻焼火災検出器20−1は、画像入力部26、多層式ニューラルネットワーク28、学習画像保持部30及び学習制御部32で構成され、これらの機能は、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 smoked fire detector 20-1 is composed of an image input unit 26, a multi-layer
燻焼火災検出器20−1は監視カメラ16で撮像された監視領域の画像を、画像入力部26を介して多層式ニューラルネットワーク28に入力し、燻焼火災推定値Wを出力する。
The smoked fire detector 20-1 inputs the image of the monitoring area captured by the
学習制御部32は、図示しない録画装置等から燻焼火災の動画を読み出して学習画像保持部30に一時的に記憶保持させ、学習画像保持部30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26を介して多層式ニューラルネットワーク28に教師ありの燻焼火災画像として入力し、例えばバックプロパゲーション法(誤差逆伝播法)等の学習法により多層式ニューラルネットワーク28の重みとバイアスを学習させる。
The
この教師ありの燻焼火災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28に、監視カメラ16で撮像された監視領域の燻焼火災の画像を入力すると、燻焼火災の画像に対応した燻焼火災推定値Wが出力される。この燻焼火災検出器20−1から出力される燻焼火災推定値Wは学習に用いたと同様な燻焼火災の画像の場合は燻焼推定値Wが1又は1に近い値となり、燻焼火災以外の火災画像の場合は燻焼推定値Wは1より小さい値となり、非火災画像の場合は燻焼火災推定値Wが0又は0に近い値となる。
When the image of the smoked fire in the monitoring area captured by the
図1に示した油火災検出器20−2、電気火災検出器20−3、薬品火災検出器20−4も図2に示した燻焼火災検出器20−1と同様に、画像入力部26、多層式ニューラルネットワーク28、学習画像保持部30及び学習制御部32で構成され、学習制御部32は、油火災、電気火災、又は薬品火災の動画を学習画像保持部30に一時的に記憶保持させ後にフレーム単位に画像を順次読み出して多層式ニューラルネットワーク28に教師ありの油火災、電気火災、又は薬品火災の画像として入力しバックプロパゲーション法(誤差逆伝播法)等の学習法により多層式ニューラルネットワーク28の重みとバイアスを学習させる。
The oil fire detector 20-2, the electric fire detector 20-3, and the chemical fire detector 20-4 shown in FIG. 1 also have the same image input unit 26 as the smoked fire detector 20-1 shown in FIG. , A multi-layer
この教師ありの油火災、電気火災、又は薬品火災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28に、監視カメラ16で撮像された監視領域の油火災、電気火災、又は薬品火災の画像を入力すると、それぞれの火災の種類の画像に対応した油火災推定値X、電気火災推定値Y又は薬品火災推定値Zが出力される。この油火災検出器20−2、電気火災検出器20−3又は薬品火災検出器20−4から出力される油火災推定値X、電気火災推定値Y又は薬品火災推定値Zは、学習に用いたと同様な火災の種類の画像の場合は火災推定値X,Y,Zは1又は1に近い値となり、学習した火災の種類以外の火災画像の場合は火災推定値X,Y,Zは1より小さい値となり、非火災画像の場合は火災推定値X,Y,Zは0又は0に近い値となる。
An image of an oil fire, an electric fire, or a chemical fire in a surveillance area captured by a
例えば、炎が上がらずに煙のみが生じるような場合は燻焼火災推定値Wが突出した値となり、炎が上がり黒煙を生じるような場合は油火災推定値Xが突出した値となり、火花が散ったような場合は電気火災推定値Yが突出した値となり、赤色以外の炎が上がるような場合は薬品火災推定値Zが突出した値となることが期待される。 For example, if the flame does not rise and only smoke is generated, the smoked fire estimated value W becomes a prominent value, and if the flame rises and black smoke is generated, the oil fire estimated value X becomes a prominent value and sparks. It is expected that the estimated electric fire value Y will be a prominent value when the fire is scattered, and the estimated chemical fire value Z will be a prominent value when a flame other than red rises.
[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28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
多層式ニューラルネットワーク28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
通常のニューラルネットワークは、画像から火災を判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28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 determining a fire from an image, but in a multi-layer
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、中間層50と全結合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
(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
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)と呼ばれ、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徴マップ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
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
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, and the
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、各ユニットにはウェイト(重み)とバイアス値が設定され、複数の入力値とウェイト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播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. The vector product of multiple input values and weights is calculated, the bias values are added to obtain the sum, and this is passed through a predetermined activation function and output to the unit of the next layer. Forward propagation is performed in which the value propagates until it reaches.
このようなニューラルネットワークのウェイト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 square 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. 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ウェイトとバイアスを補正しながら値を伝播させる。各ウェイト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、ウェイト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) ウェイト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、ニューラルネットワークのウェイト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 using different combinations of input values x and expected values y to minimize the value of the error function until the neural network weight and bias errors are minimized as much as possible.
[複数種類の火災推定値に基づく火災判定]
(火災推定値の総和に基づく火災判定)
図4は図1の判定部による火災判定処理の実施形態を示したフローチャートである。図4に示すように、判定部24は、ステップS1で燻焼火災検出器20−1、油火災検出器20−2、電気火災検出器20−3及び薬品火災検出器20−4から出力された複数種類の火災推定値W,X,Y,Zを読み込み、続いて、ステップS2で非火災検出器20−5から出力された非火災推定値Nを読み込み、ステップS3で火災尤度Lを前記(1)式に従って算出する。
[Fire judgment based on multiple types of fire estimates]
(Fire judgment based on the sum of fire estimates)
FIG. 4 is a flowchart showing an embodiment of a fire determination process by the determination unit of FIG. As shown in FIG. 4, the
続いて、判定部24はステップS4で火災尤度Lを所定の閾値Lthと比較し、閾値Lth以上(又は閾値Lth超え)を判別した場合はステップS5に進み、火災判定信号を火災受信機12に出力し、火災予兆警報等を出力させる。
Subsequently, the
ここで、火災推定値を0〜1の範囲の値とすると、燻焼火災の画像が入力した場合、例えば
燻焼火災推定値W=1.0
油火災推定値 X=0.4
電気火災推定値Y=0.3
薬品火災推定値Z=0.3
非火災推定値 N=−0.1
となり、この場合、火災尤度LはL=1.9なり、例えば閾値LthをLth=0.5に設定しておくことで、火災を確実に判定することができる。
Here, assuming that the estimated fire value is a value in the range of 0 to 1, when an image of a smoked fire is input, for example, the estimated smoked fire value W = 1.0.
Oil fire estimate X = 0.4
Electric fire estimate Y = 0.3
Chemical fire estimate Z = 0.3
Non-fire estimate N = -0.1
In this case, the fire likelihood L is L = 1.9, and for example, by setting the threshold value Lth to Lth = 0.5, the fire can be reliably determined.
一方、非火災の画像が入力した場合には、例えば
燻焼火災推定値W=0.1
油火災推定値 X=0.0
電気火災推定値Y=0.0
薬品火災推定値Z=0.1
非火災推定値 N=−1.0
となり、この場合、火災尤度LはL=−0.8となり、閾値Lth=0.5に対し十分な差が生ずることで、非火災を誤って火災と判定してしまうことが確実に防止できる。
On the other hand, when a non-fire image is input, for example, a smoked fire estimated value W = 0.1.
Oil fire estimate X = 0.0
Electric fire estimate Y = 0.0
Chemical fire estimate Z = 0.1
Non-fire estimate N = -1.0
In this case, the fire likelihood L becomes L = -0.8, and a sufficient difference occurs with respect to the threshold value Lth = 0.5, so that it is surely prevented that a non-fire is mistakenly judged as a fire. can.
続いて判定部24はステップS6に進み、ステップS3〜S4の処理で火災判定の根拠となった火災の種類、即ち火災推定値W〜Zの内の最も高い値となる燻焼火災、油火災、電気火災又は薬品火災のいずれかを例えば火災受信機12のディスプレイ上に表示させる制御を行う。このように火災判定の主要因となった火災の種類が表示されることで、燻焼火災、油火災、電気火災、又は薬品火災に対応した消火活動や避難誘導が適切に行われることが可能となる。
Subsequently, the
(火災推定値の重み付け総和に基づく火災判定)
図5は図1の判定部による火災判定処理の他の実施形態を示したフローチャートである。図5に示すように、判定部24は、ステップS11で複数種類の火災検出器20−1〜20−4から出力された複数種類の火災推定値W,X,Y,Zを読み込み、続いて、ステップS12で非火災検出器20−5から出力された非火災推定値Nを読み込む。
(Fire judgment based on the total weighting of fire estimates)
FIG. 5 is a flowchart showing another embodiment of the fire determination process by the determination unit of FIG. As shown in FIG. 5, the
続いて判定部24はステップS13に進み、複数種類の火災推定値W,X,Y,Z及び非火災推定値Nに予め設定された重みa,b,c,d,eを乗算して重み付けした火災推定値及び非火災推定値Wa,Xb,Yc,Zd,Neを求める。続いて判定部24はステップS14で、前記(2)式に従い、重み付け火災推定値及び非火災推定値Wa,Xb,Yc,Zd,Neの総和を火災尤度Lとして求める。
Subsequently, the
例えば判定部24は、監視領域14の火災の起き易さに対応して重みa〜eを設定しており、例えばサーバ室の電気火災を監視する場合、電気火災に対する重みcは例えばc=2.0に設定され、それ以外の火災の種類に対する重みa,b,dは、それぞれ1に設定され、更に、非火災に対する重みeもe=1に設定される。
For example, the
ここで、電気火災の画像が入力した場合i、例えば
燻焼火災推定値W=0.3
油火災推定値 X=0.4
電気火災推定値Y=1.0
薬品火災推定値Z=0.3
非火災推定値 N=−0.1
が得られたとすると、重み付けされた火災推定値は、
Wa=0.3
Xb=0.4
Yc=2.0
Zd=0.3
Ne=−0.1
となる。この場合、前記(2)式に従って算出される火災尤度LはL=2.9となる。
Here, when an image of an electric fire is input, i, for example, an estimated value of smoked fire W = 0.3.
Oil fire estimate X = 0.4
Electric fire estimate Y = 1.0
Chemical fire estimate Z = 0.3
Non-fire estimate N = -0.1
If, then the weighted fire estimate is
Wa = 0.3
Xb = 0.4
Yc = 2.0
Zd = 0.3
Ne = -0.1
Will be. In this case, the fire likelihood L calculated according to the above equation (2) is L = 2.9.
続いて、判定部24はステップS15で火災尤度Lが所定の閾値Lthと比較し、閾値Lth以上(又は閾値Lth超え)を判別した場合はステップS16に進み、火災判定信号を火災受信機12に出力し、火災予兆警報等を出力させる。この場合、例えば閾値LthをLth=1.5と高めに設定しておくことで、火災を確実に判定することができる。
Subsequently, the
一方、非火災の画像が入力した場合には、例えば
燻焼火災推定値W=0.1
油火災推定値 X=0.0
電気火災推定値Y=0.0
薬品火災推定値Z=0.1
非火災推定値 N=−1.0
が得られたとすると、重み付けされた火災推定値は、
Wa=0.1
Xb=0.0
Yc=0.0
Zd=0.1
Ne=―1.0
となる。
On the other hand, when a non-fire image is input, for example, a smoked fire estimated value W = 0.1.
Oil fire estimate X = 0.0
Electric fire estimate Y = 0.0
Chemical fire estimate Z = 0.1
Non-fire estimate N = -1.0
If, then the weighted fire estimate is
Wa = 0.1
Xb = 0.0
Yc = 0.0
Zd = 0.1
Ne = -1.0
Will be.
この場合、火災尤度LはL=−0.8となり、閾値Lth=1.5に対し十分な差が生ずることで、非火災を誤って火災と判定してしまうことが確実に防止できる。 In this case, the fire likelihood L is L = −0.8, and a sufficient difference from the threshold value Lth = 1.5 is generated, so that it is possible to surely prevent a non-fire from being mistakenly determined as a fire.
続いて判定部24はステップS17に進み、ステップS13〜S15の処理で火災判定の主要因となった火災の種類、即ち火災推定値W〜Zの内の最も高い値となる燻焼火災、油火災、電気火災又は薬品火災のいずれかを火災判定の根拠として例えば火災受信機12のディスプレイ上に表示させる制御を行う。このように火災判定の根拠となった火災の種類が表示されることで、燻焼火災、油火災、電気火災、又は薬品火災に対応した消火活動や避難誘導が適切に行われることが可能となる。
Subsequently, the
[火災監視システムの他の実施形態]
図6は火災監視システムの他の実施形態を示した説明図である。図6に示すように、本実施形態にあっては、火災判定装置10に、燻焼火災検出器20−1、油火災検出器20−2、電気火災検出器20−3及び薬品火災検出器20−4が設けられており、図1の実施形態とは非火災検出器20−5が設けられていない点で相違する。それ以外の構成及び機能は、判定部24を除き、図1の実施形態と同じになる。
[Other Embodiments of Fire Monitoring System]
FIG. 6 is an explanatory diagram showing another embodiment of the fire monitoring system. As shown in FIG. 6, in the present embodiment, the
(複数種類の火災推定値の閾値比較による火災判定)
判定部24による火災判定の実施形態として、燻焼火災検出器20−1、油火災検出器20−2、電気火災検出器20−3、薬品火災検出器20−4から出力された複数種類の火災推定値W,X,Y,Zの何れかが所定の閾値TH以上又は超えた場合に火災と判定して火災判定信号を出力させる。
(Fire judgment by comparing thresholds of multiple types of fire estimates)
As an embodiment of fire determination by the
図7は図6の判定部による火災判定処理の実施形態を示したフローチャートである。図7に示すように、判定部24は、ステップS21で燻焼火災検出器20−1、油火災検出器20−2、電気火災検出器20−3及び薬品火災検出器20−4から出力された複数種類の火災推定値W,X,Y,Zを読み込み、続いて、ステップS22で所定の閾値THと比較し、ステップS23で閾値TH以上(又は閾値TH超え)を判別した場合はステップS24に進み、火災判定信号を火災受信機12に出力し、火災予兆警報等を出力させる。
FIG. 7 is a flowchart showing an embodiment of the fire determination process by the determination unit of FIG. As shown in FIG. 7, the
続いて判定部24はステップS25に進み、ステップS22〜S23で火災判定の主要因となった火災の種類、即ち火災推定値W〜Zの内の最も高い値となる燻焼火災、油火災、電気火災又は薬品火災のいずれかを火災主要因として例えば火災受信機12のディスプレイ上に表示させる制御を行う。
Subsequently, the
(火災推定値の総和に基づく火災判定)
図8は図6の判定部による火災判定処理の他の実施形態を示したフローチャートである。図8に示すように、判定部24は、ステップS31で燻焼火災検出器20−1、油火災検出器20−2、電気火災検出器20−3及び薬品火災検出器20−4から出力された複数種類の火災推定値W,X,Y,Zを読み込む。
(Fire judgment based on the sum of fire estimates)
FIG. 8 is a flowchart showing another embodiment of the fire determination process by the determination unit of FIG. As shown in FIG. 8, the
続いて判定部24はステップS32で火災推定値W,X,Y,Zの総和として火災尤度Lを求め、ステップS33で火災尤度Lを所定の閾値Lthと比較し、閾値Lth以上(又は閾値Lth超え)を判別した場合はステップS34に進み、火災判定信号を火災受信機12に出力し、火災予兆警報等を出力させる。
Subsequently, the
続いて判定部24はステップS35に進み、ステップS32〜S33で火災判定の主要因となった火災の種類、即ち火災推定値W〜Zの内の最も高い値となる燻焼火災、油火災、電気火災又は薬品火災のいずれかを火災主要因として例えば火災受信機12のディスプレイ上に表示させる制御を行う。
Subsequently, the
(火災推定値の重み付け総和に基づく火災判定)
図9は図6の判定部による火災判定処理の他の実施形態を示したフローチャートである。図9に示すように、判定部24は、ステップS41で複数種類の火災検出器20−1〜20−4から出力された複数種類の火災推定値W,X,Y,Zを読み込み、続いてステップS42に進み、複数種類の火災推定値W,X,Y,Zに予め設定された所定の重みa,b,c,dを乗算して重み付けした火災推定値Wa,Xb,Yc,Zdを求める。なお、重みa,b,c,dは監視領域14の火災の起き易さに対応して設定されている。
(Fire judgment based on the total weighting of fire estimates)
FIG. 9 is a flowchart showing another embodiment of the fire determination process by the determination unit of FIG. As shown in FIG. 9, the
続いて判定部24は、ステップS43で重み付け火災推定値Wa,Xb,Yc,Zdの総和として火災尤度Lを、
L=Wa+Xb+Yc+Zd
として求める。
Subsequently, the
L = Wa + Xb + Yc + Zd
Ask as.
続いて判定部24はステップS44で火災尤度Lを所定の閾値Lthと比較し、閾値Lth以上(又は閾値Lth超え)を判別した場合はステップS45に進み、火災判定信号を火災受信機12に出力し、火災予兆警報等を出力させる。
Subsequently, the
続いて判定部24はステップS46に進み、ステップS42〜S44で火災判定の主要因となった火災の種類、即ち火災推定値W〜Zの内の最も高い値となる燻焼火災、油火災、電気火災又は薬品火災のいずれかを火災主要因として例えば火災受信機12のディスプレイ上に表示させる制御を行う。
Subsequently, the
重みa,b,c,dは使用者が設定できるものとしても良い。この場合は、代表的な環境に応じてプリセット値を記憶させておき、ユーザは設置する環境を選択するだけで設定が反映されるようにすることが好適である。 The weights a, b, c, and d may be set by the user. In this case, it is preferable to store the preset values according to the typical environment so that the user can reflect the settings only by selecting the environment to be installed.
例えば、
{環境:ボイラー室 a=0.5,b=2.0,c=0.5,d=0.5}
{環境:コインランドリー a=2.0,b=0.5,c=0.5,d=0.5}
{環境:サーバルーム a=0.5,b=0.5,c=2.0,d=0.5}
等がプリセット値として記憶される。
for example,
{Environment: Boiler room a = 0.5, b = 2.0 , c = 0.5, d = 0.5}
{Environment: Coin laundry a = 2.0 , b = 0.5, c = 0.5, d = 0.5}
{Environment: Server room a = 0.5, b = 0.5, c = 2.0 , d = 0.5}
Etc. are stored as preset values.
また、システムに対して予め火災の種類に応じた火災の発生要因を画像として学習させ、システムが現場の画像に基づき火災の発生要因を識別した上で、火災の種類ごとに発生要因が含まれるかどうかで重みa,b,c,dを設定するものとしても良い。プリセット値や、システムが自動で重みを設定したうえで使用者が修正できるものがより好適である。 In addition, the system is made to learn the cause of the fire according to the type of fire in advance as an image, the system identifies the cause of the fire based on the image of the site, and then the cause of the fire is included for each type of fire. The weights a, b, c, and d may be set depending on whether or not. It is more preferable that the preset values and the ones that can be corrected by the user after the system automatically sets the weights.
〔本発明の変形例〕
(学習機能)
上記の実施形態に示した火災検出器は、多層式ニューラルネットワークの学習機能を備えた場合を例にとっているが、多層式ニューラルネットワークの学習は、学習機能を備えたサーバ等の別のコンピュータ設備を使用して行い、その結果得られた学習済みの多層式ニューラルネットワークを火災検出器に実装して使用するようにしても良い。
[Modification of the present invention]
(Learning function)
Fire detector shown in the above embodiments, although taking a case having a learning function of the multi-layered neural network as an example, the learning of multi-layer neural network, another computer equipment such as a server having a learning function It may be done using and the resulting trained multi-layer neural network may be mounted on a fire detector for use.
(火災の種類)
上記の実施形態は、火災判定装置に燻焼火災検出器、油火災検出器、電気火災検出器及び薬品火災検出器を設けた場合を例にとっているが、この内、少なくとも2種類の火災検出器を備えればよい。
(Type of fire)
In the above embodiment, a case where a smoked fire detector, an oil fire detector, an electric fire detector and a chemical fire detector are provided in the fire judgment device is taken as an example, and at least two types of fire detectors are used. Should be provided.
また、複数種類の火災検出器としては、燻焼火災検出器、油火災検出器、電気火災検出器及び薬品火災検出器に限定されず、これ以外の種類の火災検出器でもよく、また、監視領域の種類、例えば、厨房、事務室、ボイラー室等の種類に対応した火災検出器としても良い。 Further, the plurality of types of fire detectors are not limited to smoked fire detectors, oil fire detectors, electric fire detectors and chemical fire detectors, and other types of fire detectors may also be used for monitoring. It may be a fire detector corresponding to the type of area, for example, the type of kitchen, office, boiler room, and the like.
(放火監視)
上記の実施形態は、監視領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出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 the monitoring area as an example, but in addition to this, a fire configured by a multi-layer 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、多層式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)
The above embodiments have been learned by the back-propagation learning method of the multilayered 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を例にとっているが、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, fire monitoring using images is taken as an example, but image data and sensor data may be handled in parallel as 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火災検出器の多層式ニューラルネットワークをバックプロパゲーションにより学習し、学習済みの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. Infrared image is taken by a surveillance camera, the multi-layer neural network of the fire detector is learned by back propagation, and the infrared image of the surveillance area is input to the trained multi-layer neural network to determine whether it is fire or non-fire. It may be judged.
このように監視領域の赤外線画像を火災検出器に入力することで、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 fire detector in this way, it is possible to monitor the fire using the monitoring image 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。
(others)
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:火災判定装置
12:火災受信機
14:監視領域
16:監視カメラ
18:火災感知器
20−1:燻焼火災検出器
20−2:油火災検出器
20−3:電気火災検出器
20−4:薬品火災検出器
20−5:非火災検出器
22:信号ケーブル
24:判定部
26:画像入力部
28:多層式ニューラルネットワーク
30:学習画像保持部
32:学習制御部
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:全結合
50:中間層
52:出力層
10: Fire judgment device 12: Fire receiver 14: Monitoring area 16: Surveillance camera 18: Fire detector 20-1: Smoked fire detector 20-2: Oil fire detector 20-3: Electric fire detector 20- 4: Chemical fire detector 20-5: Non-fire detector 22: Signal cable 24: Judgment unit 26: Image input unit 28: Multilayer neural network 30: Learning image holding unit 32: Learning control unit 38: Feature extraction unit 40 : Recognition unit 42:
Claims (9)
火災の種類毎にディープラーニングにより学習された複数種類の火災検出器と、
前記入力情報を前記複数種類の火災検出器に入力した場合に出力される火災推定値に基づいて火災判定する火災判定部と、
が設けられ、
前記火災判定部は、前記複数種類の火災検出器による火災推定値の各々に火災の種類に応じた所定の重みを乗算して重み付け火災推定値を算出し、前記重み付け火災推定値の何れかが所定の閾値以上又は超えた場合に火災と判定す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 the input information of the monitoring area using a fire detector composed of a multi-layer neural network.
Multiple types of fire detectors learned by deep learning for each type of fire,
A fire determination unit that determines a fire based on a fire estimate output when the input information is input to the plurality of types of fire detectors.
Is provided,
The fire determination unit calculates a weighted fire estimated value by multiplying each of the fire estimated values by the plurality of types of fire detectors by a predetermined weight according to the type of fire, and any one of the weighted fire estimated values is used. A fire monitoring system characterized in that a fire is determined when a predetermined threshold is exceeded or exceeded.
火災の種類毎にディープラーニングにより学習された複数種類の火災検出器と、
前記入力情報を前記複数種類の火災検出器に入力した場合に出力される火災推定値に基づいて火災判定する火災判定部と、
が設けられ、
前記火災判定部は、前記複数種類の火災検出器による火災推定値の総和として火災尤度を算出し、前記火災尤度が所定の閾値以上又は超えた場合に火災と判定す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 the input information of the monitoring area using a fire detector composed of a multi-layer neural network.
Multiple types of fire detectors learned by deep learning for each type of fire,
A fire determination unit that determines a fire based on a fire estimate output when the input information is input to the plurality of types of fire detectors.
Is provided,
The fire determination unit calculates the fire likelihood as the sum of the estimated fire values of the plurality of types of fire detectors, and determines that the fire is a fire when the fire likelihood is equal to or greater than or exceeds a predetermined threshold. Fire monitoring system.
火災の種類毎にディープラーニングにより学習された複数種類の火災検出器と、
前記入力情報を前記複数種類の火災検出器に入力した場合に出力される火災推定値に基づいて火災判定する火災判定部と、
が設けられ、
前記火災判定部は、前記複数種類の火災検出器による火災推定値の各々に火災の種類に応じた所定の重みを乗算した総和として火災尤度を算出し、前記火災尤度が所定の閾値以上又は超えた場合に火災と判定す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 the input information of the monitoring area using a fire detector composed of a multi-layer neural network.
Multiple types of fire detectors learned by deep learning for each type of fire,
A fire determination unit that determines a fire based on a fire estimate output when the input information is input to the plurality of types of fire detectors.
Is provided,
The fire determination unit calculates the fire likelihood as the sum of multiplying each of the fire estimates by the plurality of types of fire detectors by a predetermined weight according to the type of fire, and the fire likelihood is equal to or greater than a predetermined threshold. Or, a fire monitoring system characterized in that a fire is determined when the value is exceeded.
火災の種類毎にディープラーニングにより学習された複数種類の火災検出器と、
非火災が学習された非火災検出器と、
前記入力情報を、前記複数種類の火災検出器に入力した場合に出力される正の値である火災推定値と前記非火災検出器に入力した場合に出力される負の値である非火災推定値に基づいて火災判定する火災判定部と、
が設けられ、
前記火災判定部は、前記複数種類の火災検出器による火災推定値と前記非火災検出部による非火災推定値の総和から火災尤度を算出し、前記火災尤度が所定の閾値以上又は超えた場合に火災と判定す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 the input information of the monitoring area using a fire detector composed of a multi-layer neural network.
Multiple types of fire detectors learned by deep learning for each type of fire,
Non-fire detectors learned non-fire and
A fire estimation value that is a positive value output when the input information is input to the plurality of types of fire detectors and a non-fire estimation value that is a negative value output when the input information is input to the non-fire detectors. Fire judgment unit that judges fire based on the value,
Is provided,
The fire determination unit calculates the fire likelihood from the sum of the fire estimates by the plurality of types of fire detectors and the non-fire estimates by the non-fire detectors, and the fire likelihood exceeds or exceeds a predetermined threshold value. A fire monitoring system characterized in that a fire is determined in case of a fire.
火災の種類毎にディープラーニングにより学習された複数種類の火災検出器と、
非火災が学習された非火災検出器と、
前記入力情報を、前記複数種類の火災検出器に入力した場合に出力される正の値である火災推定値と前記非火災検出器に入力した場合に出力される負の値である非火災推定値に基づいて火災判定する火災判定部と、
が設けられ、
前記火災判定部は、前記複数種類の火災検出器による火災推定値と前記非火災検出部による非火災推定値に火災の種類及び非火災に応じた所定の重みを乗算した総和として火災尤度を算出し、前記火災尤度が所定の閾値以上又は超えた場合に火災と判定す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 the input information of the monitoring area using a fire detector composed of a multi-layer neural network.
Multiple types of fire detectors learned by deep learning for each type of fire,
Non-fire detectors learned non-fire and
A fire estimation value that is a positive value output when the input information is input to the plurality of types of fire detectors and a non-fire estimation value that is a negative value output when the input information is input to the non-fire detectors. Fire judgment unit that judges fire based on the value,
Is provided,
The fire determination unit calculates the fire likelihood as the sum of the fire estimation value by the plurality of types of fire detectors and the non-fire estimation value by the non-fire detection unit multiplied by a predetermined weight according to the type of fire and the non-fire. A fire monitoring system for calculating and determining a fire when the fire likelihood exceeds or exceeds a predetermined threshold.
前記火災の種類に応じた重みは、火災の起き易さを示す前記監視領域の環境に応じて設定された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 , 3 or 5.
A fire monitoring system characterized in that the weight according to the type of fire is set according to the environment of the monitoring area indicating the susceptibility to a fire.
火災の種類毎にディープラーニングにより学習された複数種類の火災検出器と、
前記入力情報を前記複数種類の火災検出器に入力した場合に出力される火災推定値に基づいて火災判定する火災判定部と、
が設けられ、
前記複数種類の火災検出器として、
燻焼火災が学習された燻焼火災検出器と、
油火災が学習された油火災検出器と、
電気火災が学習された電気火災検出器と、
薬品火災が学習された薬品火災検出器と、
が設けられた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 the input information of the monitoring area using a fire detector composed of a multi-layer neural network.
Multiple types of fire detectors learned by deep learning for each type of fire,
A fire determination unit that determines a fire based on a fire estimate output when the input information is input to the plurality of types of fire detectors.
Is provided,
As the above-mentioned multiple types of fire detectors
Smoked fire detectors that learned about smoked fires and
Oil fire detectors learned from oil fires and
An electric fire detector that learned about electric fires, and
Chemical fire detectors learned from chemical fires and
A fire monitoring system characterized by the fact that
火災の種類毎にディープラーニングにより学習された複数種類の火災検出器と、
前記入力情報を前記複数種類の火災検出器に入力した場合に出力される火災推定値に基づいて火災判定する火災判定部と、
が設けられ、
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、前記入力情報を入力することで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、
前記認識部は、前記畳み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を入力することで前記火災推定値を出力する全結合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 a fire monitoring system that detects a fire based on the input information of the monitoring area using a fire detector composed of a multi-layer neural network.
Multiple types of fire detectors learned by deep learning for each type of fire,
A fire determination unit that determines a fire based on a fire estimate output when the input information is input to the plurality of types of fire detectors.
Is provided,
The multi-layer neural network is composed of a feature extraction unit and a recognition unit.
The feature extraction unit, and the input information neural network convolution having a plurality of convolutions layers for generating feature information characteristic of the input information is extracted by inputting,
The recognition unit is a fire monitoring system characterized in that it is a fully connected neural network that outputs the estimated fire value by inputting the feature information output from the convolutional neural network.
火災の種類毎にディープラーニングにより学習された複数種類の火災検出器と、
前記入力情報を前記複数種類の火災検出器に入力した場合に出力される火災推定値に基づいて火災判定する火災判定部と、
が設けられ、
前記火災検出器は、前記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値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前記多層式のニューラルネットワークを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 the input information of the monitoring area using a fire detector composed of a multi-layer neural network.
Multiple types of fire detectors learned by deep learning for each type of fire,
A fire determination unit that determines a fire based on a fire estimate output when the input information is input to the plurality of types of fire detectors.
Is provided,
The fire detector trains the multi-layer neural network by backpropagation based on an error between a value output when learning information is input to the multi-layer neural network and an expected value of a predetermined value. A featured fire monitoring system.
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KR102361488B1 (en) * | 2020-09-21 | 2022-02-11 | 주식회사 디티앤바이오 | Surround Internet Protocol Camera |
CN112216055B (en) * | 2020-09-24 | 2021-05-11 | 佛山市天然气高压管网有限公司 | Fire early warning detection method and system for gas field station |
WO2022064610A1 (en) * | 2020-09-24 | 2022-03-31 | 日本電気株式会社 | Object detection device, trained model generation method, and recording medium |
KR20230112004A (en) * | 2022-01-19 | 2023-07-26 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Apparatus and method for fire monitoring |
CN114935358B (en) * | 2022-04-12 | 2023-06-16 | 合肥工业大学智能制造技术研究院 | Automatic fire monitoring and control method for oil storage place |
Family Cites Families (4)
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JPH05135000A (en) * | 1991-07-04 | 1993-06-01 | Fujitsu Ltd | Pattern learning system |
JP3126601B2 (en) * | 1993-09-30 | 2001-01-22 | ニッタン株式会社 | SENSING DEVICE, DISASTER PREVENTION SYSTEM AND ELECTRONIC APPARATUS USING THE SAME, FIRE DETECTION METHOD, DETECTION ELEMENT, AND DETECTION METHOD OF DETECTION DEVICE USING THE SAME |
JP2004354250A (en) * | 2003-05-29 | 2004-12-16 | Nidek Co Ltd | Defect inspection device |
JP5356094B2 (en) * | 2009-03-31 | 2013-12-04 | 能美防災株式会社 | Fire detection system |
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