KR101204259B1 - A method for detecting fire or smoke - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 영상 촬영 장치에 의해 촬영된 영상으로부터 배경 영상을 추출한 후 촬영 영상과 배경 영상간의 차신호 영상인 전경 영상을 분리하고, 전경 영상의 이동성 내지 움직임 여부를 판단하기 위하여 명도 및 채도 등의 특성 변화를 분석하여 소정의 후보 영역을 추출한 다음, 추출된 해당 후보에 대하여 가우시안 혼합 모델링 방식을 적용하여 연기 또는 화염의 특성을 갖는 영역을 분리 추출하여 신속하면서도 정확히 화재의 발생을 검출하여 관리자에게 알려줄 수 있는 영상처리를 이용한 화재 검출 방법을 제공한다.In the present invention, after extracting the background image from the image photographed by the image capturing device to separate the foreground image which is the difference signal image between the captured image and the background image, the characteristics such as brightness and saturation to determine whether the foreground image mobility or motion Analyze the change and extract a predetermined candidate region, and then apply Gaussian mixture modeling method to the extracted candidate to separate and extract the region having the characteristics of smoke or flame to detect the fire occurrence quickly and accurately and inform the manager. It provides a fire detection method using an image processing.

Description

화재 검출 방법{A method for detecting fire or smoke}A method for detecting fire or smoke}

본 발명은 영상처리를 이용한 화재 검출 방법에 관한 것으로, 감시대상지역을 촬영하여 연기 및 화염의 발생 여부를 검출하고, 연기 및 화염발생에 따른 화재발생을 신속하게 알려주기 위한 화재 검출 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fire detection method using an image processing, and to a fire detection method for detecting the occurrence of smoke and flames by photographing the monitoring target area, and to quickly notify the fire occurrence according to the smoke and flame generation .

일반적으로, 화재 검출 시스템은 감시대상지역에 설치되어 연기 또는 온도를 검출하는 센서를 이용하는 방법과 감시대상지역을 촬영하는 카메라를 이용하는 방법이 있다.In general, the fire detection system is installed in the monitoring target area using a sensor for detecting smoke or temperature, and there is a method using a camera to photograph the monitoring target area.

상기 연기 또는 온도를 검출하는 센서를 이용하는 방법은 일정량 이상의 연기 또는 일정온도 이상의 온도를 검출하여 화재발생 여부를 판단하는 것이나, 화재가 발생된 후 화재범위가 광범위하게 확산된 이후, 많은 양의 연기가 발생하거나 온도가 충분히 상승된 상태에서 화재의 발생을 검출하게 되어, 화재발생에 따른 신속한 대응이 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.The method using the sensor for detecting the smoke or temperature is to determine whether a fire occurs by detecting a certain amount of smoke or a temperature above a certain temperature, or after a fire has occurred, a large amount of smoke after the fire range is widely spread. To detect the occurrence of a fire in the state or the temperature is sufficiently raised, there was a problem that can not be quickly responded to the fire.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로 연기, 화염의 징후를 조기에 포착할 수 있는 화재 검출 방법을 제공하고자 한다. The present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems, and to provide a fire detection method capable of catching the early signs of smoke, flames.

이를 위하여, 본 발명에서는 소정의 확률 분포 함수를 이용하여 연기와 화염의 통계적 특성을 파악한 후 이 데이터를 기초로하여 촬영된 영상중 움직임이 포착된 후보 영역에 대한 통계적 특성을 추출하여 연기, 화염 등의 통계적 특성과 비교하여 화재의 발생을 검출하는 방법을 제공하고자 한다. To this end, in the present invention, the statistical characteristics of the smoke and the flame are determined by using a predetermined probability distribution function, and then the statistical characteristics of the candidate region where the motion is captured in the captured image are extracted based on the data, and the smoke, flame, etc. The purpose of this study is to provide a method of detecting the occurrence of a fire in comparison with the statistical characteristics of.

이를 위하여, 본 발명에서는 영상 촬영 장치에 의해 촬영된 영상으로부터 배경 영상을 추출한 후 촬영 영상과 배경 영상간의 차신호 영상인 전경 영상을 분리하고, 전경 영상의 이동성 내지 움직임 여부를 판단하기 위하여 명도 및 채도 등의 특성 변화를 분석하여 소정의 후보 영역을 추출한 다음, 추출된 해당 후보에 대하여 가우시안 혼합 모델링 방식을 적용하여 연기 또는 화염의 특성을 갖는 영역을 분리 추출하여 신속하면서도 정확히 화재의 발생을 검출하여 관리자에게 알려줄 수 있는 영상처리를 이용한 화재 검출 방법을 제공하고자 한다. To this end, in the present invention, the background image is extracted from the image photographed by the image capturing apparatus, and the foreground image, which is the difference signal image between the captured image and the background image, is separated, and the brightness and saturation are determined to determine whether the foreground image is mobile or moved. After extracting a predetermined candidate region by analyzing the characteristic change, etc., the Gaussian mixture modeling method is applied to the extracted candidate to separate and extract the region having smoke or flame characteristics to detect the occurrence of fire quickly and accurately. To provide a fire detection method using an image processing that can inform.

본 발명에 따른 화재 검출 방버의 실시예는 (a)영상 촬영 장치를 통하여 촬영된 영상중에서 움직임이 있는 후보 영역을 추출하는 단계; (b)상기 후보 영역을 구성하는 해당 픽셀들의 색정보를 이용하여 상기 후보 영역에 대한 소정의 확률 분포 함수의 통계적 특성을 구하는 단계; 및 (c)상기 통계적 특성으로부터 상기 후보 영역이 연기 영역인지 화염 영역인지 여부를 판정하는 단계를 구비한다.An embodiment of a fire detection chamber according to the present invention includes the steps of: (a) extracting a candidate region with movement from the image photographed by the image photographing apparatus; obtaining statistical characteristics of a predetermined probability distribution function for the candidate region by using color information of corresponding pixels constituting the candidate region; And (c) determining from the statistical characteristic whether the candidate region is a smoke region or a flame region.

본 발명에 있어서, 상기 (b) 단계에서, 상기 해당 픽셀들의 색정보는 명도 또는 채도 정보 중 적어도 하나 이상을 포함한다.In the present invention, in step (b), the color information of the corresponding pixels includes at least one of brightness or chroma information.

본 발명에서, 상기 소정의 확률 분포 함수의 구체적인 일예는 가우시안 혼합 모델링 함수이다.In the present invention, a specific example of the predetermined probability distribution function is a Gaussian mixed modeling function.

본 발명에서, 상기 (c) 단계의 판정은 상기 후보 영역에 대한 상기 가우시안 혼합 함수의 통계적 특성을 구성하는 복수개 클러스터의 각 평균치를 이용하여 상기 후보 영역이 연기 영역 또는 화염 영역인지 여부를 결정한다.In the present invention, the determination of step (c) determines whether the candidate area is a smoke area or a flame area by using each average value of a plurality of clusters constituting a statistical characteristic of the Gaussian mixing function for the candidate area.

본 발명에서, 상기 (c) 단계의 판정은 상기 후보 영역에 대한 상기 가우시안 혼합 함수의 통계적 특성을 구성하는 복수개 클러스터의 각 분산치를 이용하여 상기 후보 영역이 연기 영역 또는 화염 영역인지 여부를 결정한다.In the present invention, the determination of step (c) determines whether the candidate area is a smoke area or a flame area by using respective variance values of a plurality of clusters constituting a statistical characteristic of the Gaussian mixing function for the candidate area.

본 발명에서, 상기 (c) 단계의 판정은 상기 후보 영역에 대한 상기 가우시안 혼합 함수의 통계적 특성을 구성하는 복수개 클러스터의 각 평균치와 분산치를 이용하여 상기 후보 영역이 연기 영역 또는 화염 영역인지 여부를 결정한다.In the present invention, the determination of the step (c) determines whether the candidate region is a smoke region or a flame region using respective average values and variance values of a plurality of clusters constituting statistical characteristics of the Gaussian mixing function for the candidate region. do.

본 발명에 따른 화재 검출 방법을 실시하는 경우 연기 또는 화염의 징후를 사전에 포착하여 대형 화재로 이어지는 사태를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다. When the fire detection method according to the present invention is carried out, there is an effect of preventing a situation leading to a large fire by capturing signs of smoke or flame in advance.

또한, 본 발명의 화재 검출 방법은 움직임이 포착된 후보 영역 영상에 대한 통계적 확률 분석 함수를 통하여 화염 내지 연기의 통계적 특성과 비교하는 관계로 연기나 화염의 확률 분포 함수의 특성을 정확히 특정함으로써 종래의 일반적인 검출 방식보다 화재 발생의 징후를 보다 명확히 포착할 수 있는 효과가 있다. In addition, the fire detection method of the present invention compares the statistical characteristics of the flame to the smoke through the statistical probability analysis function of the candidate region image in which the motion is captured, thereby accurately specifying the characteristics of the smoke or the probability distribution function of the flame. It has the effect of catching the signs of fire more clearly than usual detection methods.

도 1은 발명에 따른 화재 검출 방법을 기술적으로 가능하게 하는 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명에서 제안하는 영상 신호 처리 장치를 이용한 화재 검출 방법의 기술적 사상을 설명하는 실시예이다.
도 3은 본 발명에 따라 추출한 후보 영역이 연기 영역인지 여부를 판정하는 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따라 추출한 후보 영역이 화재 영역인지 여부를 판정하는 흐름도이다.
도 5는 도 2에서 추출되는 차신호 영상(전경 영상)의 일예이다.
도 6은 도 2에서 추출되는 후보 영역의 일예이다.
도 7은 본 발명에 따른 화재 검출 방법 실시시 관리자 모니터로 연기의 발생이 통지된 경우의 실험예이다.
도 8은 본 발명에 따른 화재 검출 방법 실시시 관리자 모니터로 화염의 발생이 통지된 경우의 실험예이다.
1 is a schematic block diagram of a system that technically enables a fire detection method according to the invention.
2 is an embodiment for explaining the technical idea of a fire detection method using a video signal processing device proposed in the present invention.
3 is a flowchart for determining whether a candidate region extracted according to the present invention is a postpone region.
4 is a flowchart for determining whether a candidate region extracted according to the present invention is a fire region.
FIG. 5 is an example of a difference signal image (foreground image) extracted from FIG. 2.
6 is an example of a candidate region extracted from FIG. 2.
7 is an example of experiments in the case that the smoke is notified to the manager monitor when the fire detection method according to the present invention is executed.
8 is an example of the experiment when the generation of the flame is notified to the manager monitor during the fire detection method according to the present invention.

먼저, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하겠으며, 본 명세서에서 사용하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있는 관계로 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 당업자 수준에서 해석되어야 할 것이다.First, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted, and the terms used herein are used in the present invention. As terms defined in consideration of functions, they may vary according to the intention or custom of the user or operator, and thus the meaning of each term should be interpreted at the level of ordinary skill in the art based on the contents throughout the specification.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 화재 검출 방법을 구현하는 구체적인 실시예에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, a specific embodiment for implementing the fire detection method according to the present invention with reference to the drawings will be described.

도 1은 발명에 따른 화재 검출 방법을 기술적으로 가능하게 하는 시스템의 개략적인 블록도이고, 도 2는 본 발명에서 제안하는 영상 신호 처리 장치를 이용한 화재 검출 방법의 기술적 사상을 설명하는 실시예이고, 도 3은 본 발명에 따라 추출한 후보 영역이 연기 영역인지 여부를 판정하는 흐름도이고, 도 4는 본 발명에 따라 추출한 후보 영역이 화재 영역인지 여부를 판정하는 흐름도이고, 도 5는 도 2에서 추출되는 차신호 영상(전경 영상)의 일예이고, 도 6은 도 2에서 추출되는 후보 영역의 일예이고, 도 7은 본 발명에 따른 화재 검출 방법 실시시 관리자 모니터로 연기의 발생이 통지된 경우의 실험예이고, 도 8은 본 발명에 따른 화재 검출 방법 실시시 관리자 모니터로 화염의 발생이 통지된 경우의 실험예이다. 1 is a schematic block diagram of a system for technically enabling a fire detection method according to the present invention, FIG. 2 is an embodiment for explaining a technical idea of a fire detection method using an image signal processing apparatus proposed by the present invention. 3 is a flowchart for determining whether the candidate region extracted according to the present invention is a smoke region, FIG. 4 is a flowchart for determining whether the candidate region extracted according to the present invention is a fire region, and FIG. 5 is extracted from FIG. 6 shows an example of a difference signal image (foreground image), FIG. 6 is an example of a candidate region extracted from FIG. 2, and FIG. 7 is an experimental example when the occurrence of smoke is notified to the manager monitor when the fire detection method according to the present invention is executed. 8 is an example of the experiment when the generation of the flame is notified to the manager monitor when the fire detection method according to the present invention is executed.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 화재 검출 방법은 카메라 등과 같은 영상 촬영 장치(110)를 통하여 촬영한 영상을 영상 신호 처리 장치(112)로 전송한 후 촬영된 영상내에 연기 또는 화염의 특성이 포함되어있는지 여부에 대하여 분석한 후 유무선 네트워크를 통하여 연결되는 다양한 종류의 경보 신호 발생 장치(114)를 통하여 화재 경보를 통보할지 여부를 결정하게 된다.As illustrated in FIG. 1, the fire detection method of the present invention transmits an image photographed through an image capturing apparatus 110 such as a camera to the image signal processing apparatus 112 and then displays smoke or flame characteristics in the captured image. After analyzing whether it is included or not through the various types of alarm signal generating device 114 connected through the wired or wireless network to determine whether to notify the fire alarm.

이하 도 2를 참조하여 도 1의 영상 신호 처리 장치(112) 내에서 처리되는 본 발명에 따른 화재 검출 방법의 구체적인 실시예를 설명하기로 한다. Hereinafter, a specific embodiment of a fire detection method according to the present invention processed in the image signal processing device 112 of FIG. 1 will be described with reference to FIG. 2.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 화재 검출 방법은 영상 촬영 장치(110)를 통하여 촬영 영상을 수신하는 단계(S201)를 구비한다. As shown in FIG. 2, the fire detection method according to the present invention includes a step S201 of receiving a captured image through the image capturing apparatus 110.

영상 촬영 장치(110)는 화재 감시 및 검출을 위하여 사무소, 빌딩 등과 같은 건물의 실내 혹은 산악 지대, 공원, 유원지 등의 야외 공공 장소 등 화재의 발생을 사전에 방지할 필요가 있는 지역에 설치되는 것이 바람직하다.The image capturing apparatus 110 may be installed in an area where a fire needs to be prevented in advance, such as indoors of a building such as an office or a building, or an outdoor public place such as a park or an amusement park for fire monitoring and detection. desirable.

본 발명에서 적용될 영상 촬영 장치(110)는 외부의 영상을 촬영할 수 있는 기능을 갖춘 팬/틸트 카메라, 돔 카메라, 적외선 카메라, CCTV 등 다양한 형태의 촬상 장치를 포함한다. The image capturing apparatus 110 to be applied in the present invention includes various types of image capturing apparatuses, such as a pan / tilt camera, a dome camera, an infrared camera, a CCTV, and the like, capable of capturing an external image.

다음, 본 발명의 실시예는 영상 촬영 장치(110)에서 촬상된 영상을 현재 영상으로 수신하는 단계(S202)를 구비한다. Next, an embodiment of the present invention includes the step S202 of receiving the image captured by the image capturing apparatus 110 as the current image.

여기서, 현재 영상은 배경 영상과 전경 영상을 포함하는 영상을 의미한다. 배경 영상은 영상 좔영 장치(110)에 의하여 촬상되는 고정적인 주변 환경의 이미지를 의미하고, 전경 영상은 비일상적인 환경 이미지로 사람, 구름, 자동차 등이나 연기, 화염 등과 같이 시간에 따라 위치가 변하고 일시적으로 촬상되는 이미지를 의미한다. Here, the current image means an image including a background image and a foreground image. The background image refers to the image of the fixed surrounding environment captured by the image capturing apparatus 110, and the foreground image is an extraordinary environment image where the position changes with time such as a person, a cloud, a car, a smoke, a flame, and the like. Means an image to be photographed.

다음, 본 발명은 영상 촬영 장치(110)를 통하여 수신된 현재 영상으로부터 배경 영상을 추출하는 단계를 더 구비한다(S203).Next, the present invention further includes extracting a background image from the current image received through the image capturing apparatus 110 (S203).

영상 통신과 관련된 당업계에서는 현재 영상으로부터 배경 영상을 추출하기 위한 다양한 방법이 공지되어 있으나 본 발명의 실시예에서는 영상의 색정보(예를들어, YCbCr) 변화량을 이용하여 현재 영상으로부터 배경 영상을 추출하는 방법을 사용하였다. 그러나, 일반적으로 공지된 기타의 다른 방법을 사용하여 배경 영상을 추출하는 경우도 본 발명의 기술적 사상의 범주에 당연히 포함된다. Although various methods for extracting a background image from the current image are known in the art related to video communication, in the embodiment of the present invention, the background image is extracted from the current image by using a change amount of color information (for example, YCbCr) of the image. Method was used. However, the case in which the background image is extracted using other commonly known methods is naturally included in the scope of the technical idea of the present invention.

다음, 본 발명의 실시예는 전술한 현재 영상과 배경 영상의 차를 이용하여 차신호 영상을 생성하는 단계를 구비한다(S204). 여기서, 차신호 영상은 배경 영상이 아닌 영상, 즉 비일상적인 이미지(예컨대, 자동차, 사람, 구름, 연기, 화염 등)로 업계에서 통상적으로 사용하는 전경 영상과 동일한 의미이다. Next, an embodiment of the present invention includes generating a difference signal image by using the difference between the current image and the background image as described above (S204). Here, the difference signal image is not the background image, that is, the same meaning as the foreground image that is commonly used in the industry as an unusual image (for example, automobiles, people, clouds, smoke, flames, etc.).

보다 구체적으로 설명하면, 차신호 영상의 추출은 아래와 같이 배경 영상의 Y, Cb, Cr 영상과 현재 영상에서의 Y, Cb, Cr 영상을 각각 비교하여 그 차이를 판정하고 이로부터 차신호 영상을 구성하는 픽셀들의 값을 추출하는 방식으로 이루어진다. In more detail, the extraction of the difference signal image is performed by comparing the Y, Cb, Cr image of the background image with the Y, Cb, Cr image of the current image as follows, and determining the difference, and constructing the difference signal image. It is made by extracting the values of the pixels.

D(x, y)= 1, {where │Iy(x, y) -By(x, y)│ > T1 and │Icb(x, y) -Bcb(x, y)│> T2 and │Icr(x, y) -Bcr(x, y)│ > T3 }D (x, y) = 1, {where │ Iy (x, y) -By (x, y) │> T1 and │Icb (x, y) -Bcb (x, y) │> T2 and │Icr ( x, y) -Bcr (x, y) │> T3}

D(x, y)=0, otherwiseD (x, y) = 0, otherwise

여기서, D(x, y)는 차신호 영상을 나타내고 Iy(x, y)는 현재 영상의 Y 값을, By(x, y)는 배경 영상의 Y값을, Icb(x, y)는 현재 영상의 Cb 값을, Bcb(x, y)는 배경 영상의 Cb 값을, Icr(x, y)는 현재 영상의 Cr 값을, Bcr(x, y)은 배경 영상의 Cr 값을 나타낸다. 그리고, T1, T2, T3는 원하는 차신호 영상을 추출하기 위한 소정의 임계치를 나타낸다. Where D (x, y) represents the difference signal image, Iy (x, y) represents the Y value of the current image, By (x, y) represents the Y value of the background image, and Icb (x, y) represents the current Cb value of the image, Bcb (x, y) represents the Cb value of the background image, Icr (x, y) represents the Cr value of the current image, Bcr (x, y) represents the Cr value of the background image. T1, T2, and T3 indicate predetermined thresholds for extracting a desired difference signal image.

도 5는 이렇게 추출된 차신호 영상(전경 영상)의 일예이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 차신호 영상(전경 영상)을 구성하는 픽셀은 배경 영상과 현재 영상간의 명도차 및 채도차에 따라 0 또는 1로 표시되며, 1로 표시된 픽셀 영역은 움직임이 있는 영역으로 인식된다. 5 is an example of the extracted difference signal image (foreground image). As shown in FIG. 5, pixels constituting the difference signal image (foreground image) are represented by 0 or 1 according to brightness and saturation differences between the background image and the current image, and the pixel region indicated by 1 is an area in which movement is performed. Is recognized.

다음, 본 발명의 실시예에서는 전술한 차신호 영상(혹은 전경 영상) 영역에 대하여 레이블링 과정을 통해 인접한 움직임 픽셀들을 군집화하여 후보 영역을 산정하는 단계(S205)를 구비한다. Next, an exemplary embodiment of the present invention includes a step of calculating a candidate region by clustering adjacent motion pixels with respect to the aforementioned difference signal image (or foreground image) region through a labeling process.

도 6은 전술한 레이블 과정을 통하여 추출된 후보 영역의 일예가 되시되어 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 전경 영상에 대한 레이블링 과정을 통해 획득된 후보 영역은 차신호 영상(전경 영상) 영역을 에워싸는 사각형 형상을 구성한다. 6 shows an example of a candidate region extracted through the above-described labeling process. As shown in FIG. 6, the candidate region obtained through the labeling process for the foreground image forms a rectangular shape surrounding the difference signal image (foreground image) region.

도 6에는 3 개의 후보 영역이 추출된 일예가 도시되어 있으며, 이들 각 후보 영역에 포착되는 대상으로는 이동중인 사람, 차량, 동물이나 화염 또는 연기 등을 포함한다. 6 illustrates an example in which three candidate regions are extracted, and a target captured by each candidate region includes a moving person, a vehicle, an animal, a flame or smoke.

다음, 본 발명에서는 이렇게 추출된 각 후보 영역을 구성하는 픽셀의 색정보 값을 이용하여 각 후보 영역별로 소정의 통계적 특성을 추출하기 위하여 소정의 확률 분포 함수 예컨대, 가우시안 혼합 모델링을 적용하는 단계를 거친다(S206). Next, in the present invention, a predetermined probability distribution function, for example, Gaussian mixture modeling, is applied to extract predetermined statistical characteristics for each candidate region by using color information of pixels constituting each candidate region thus extracted. (S206).

본 발명에서 제안하는 화염과 연기검출을 위한 가우시안 혼합 모델링은 다음과 같다.The Gaussian mixture model for flame and smoke detection proposed in the present invention is as follows.

가우시안 혼합 모델링은 입력 데이터를 복수개의 가우시안 분포 함수의 합으로 나타내는 방법으로 복잡한 입력데이터를 각 가우시안 분포함수의 평균과 분산값으로 모델링을 함으로써 연산량을 줄일 수 있다.Gaussian mixture modeling is a method of representing input data as a sum of a plurality of Gaussian distribution functions, thereby reducing the amount of computation by modeling complex input data as the mean and variance of each Gaussian distribution function.

입력 데이터에 대한 k차원의 가우시안 혼합 모델 함수는 다음과 같이 표현할 수 있다.The k-dimensional Gaussian mixture model function for the input data can be expressed as follows.

Figure 112010064618684-pat00001
Figure 112010064618684-pat00001

이때, k는 가우시안 분포함수의 개수이며,

Figure 112010064618684-pat00002
는 각 가우시안 분포의 혼합 가중치를 나타내고,
Figure 112010064618684-pat00003
는 가우시안 분포함수로서 다음 식으로 정의된다.Where k is the number of Gaussian distribution functions,
Figure 112010064618684-pat00002
Represents the mixed weight of each Gaussian distribution,
Figure 112010064618684-pat00003
Is a Gaussian distribution function defined by

Figure 112010064618684-pat00004
Figure 112010064618684-pat00004

여기서, d는 입력 데이터의 차원을 나타내며,

Figure 112010064618684-pat00005
는 평균,
Figure 112010064618684-pat00006
는 공분산행렬을 나타낸다.Where d represents the dimension of the input data,
Figure 112010064618684-pat00005
Is average,
Figure 112010064618684-pat00006
Denotes a covariance matrix.

가우시안 혼합 모델의 추출은 EM 알고리즘에 의하여 각 가우시안 분포함수의 평균과 공분산행렬, 혼합가중치를 추정할 수 있다. The Gaussian mixture model can be extracted using the EM algorithm to estimate the mean, covariance matrix, and mixed weight of each Gaussian distribution function.

Figure 112010064618684-pat00007
Figure 112010064618684-pat00007

본 발명의 경우 앞서 검출한 후보 영역에서의 Y, Cb, Cr 값을 입력데이터로 하여 가우시안 혼합 모델링을 한다. In the present invention, Gaussian mixture modeling is performed using Y, Cb, and Cr values in the candidate region detected as input data.

본 발명에서는 3차원의 가우시안 혼합모델을 사용하였으나 보다 고차원의 가우시안 혼합모델을 사용하는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다. 또한, 가우시안 분포함수를 이후 클러스터로 기술한다.In the present invention, the three-dimensional Gaussian mixture model is used, but the case of using a higher-order Gaussian mixture model is also included in the technical idea of the present invention. In addition, the Gaussian distribution function is described later as a cluster.

한편, 영상 촬영 장치(110)로 선택된 카메라의 성능에 따라 그 입력되는 촬상 신호의 색성분에 차이가 발생할 수 있으므로 연기 또는 화염 판별을 위한 통계적 분석을 위한 특성값 예컨대 평균값 등을 변경할 필요가 있다. Meanwhile, since the color component of the input image signal may be different according to the performance of the camera selected by the image capturing apparatus 110, it is necessary to change a characteristic value, for example, an average value, for statistical analysis for smoke or flame discrimination.

즉, 본 발명에 따른 화재 검출 방법의 일 실시예에 따라 후술되는 연기 및 화염의 명도와 채도의 평균값(μYmax , μYmin , μCbmaxCrmax , μCbmid ,μCrmid, μCbmin , μC rm in 등)의 범위는 영상 촬영 장치로 선택된 카메라의 기능과 성능에 따라 조절 가능할 것이다. 마찬가지로 촬영 지역의 조도 변화(밤, 낮, 자연광, 인공광 등)에 대응하여 통계적 특성 추출을 위한 특성값(평균치 또는 분산치) 등을 변경할 필요가 있다.That is, the average value of the brightness and saturation of the smoke and flame described later (μ Ymax , μ Ymin , μ Cbmax , μ Crmax , μ Cbmid , μ Crmid , μ Cbmin , μ C) according to one embodiment of the fire detection method according to the present invention. rm in, etc.) will be adjustable depending on the capabilities and capabilities of the camera selected by the imaging device. Similarly, it is necessary to change the characteristic value (average value or variance value) for statistical characteristic extraction in response to the illumination change (night, daytime, natural light, artificial light, etc.) of the shooting area.

이하에서는 도 3과 도 4를 참조하여 후보 영역에 대한 가우시안 혼합 모델링 결과에 기초하여 해당 후보 영역이 연기 또는 화염 영역인지 여부를 판정하는 과정(도 2의 단계 S2071, S2072)을 설명한다. Hereinafter, a process (steps S2071 and S2072 of FIG. 2) for determining whether the candidate region is a smoke or flame region based on the Gaussian mixture modeling result for the candidate region will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

본 발명에서는 화염, 연기 특성과의 비교를 위하여 각 클러스터에 대하여 명도의 평균값으로 정렬하여 최대 클러스터, 중간 클러스터, 최소 클러스터를 구한다. In the present invention, the maximum cluster, the intermediate cluster, and the minimum cluster are obtained by sorting the average values of brightness for each cluster for comparison with the flame and smoke characteristics.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 후보 영역의 통계적 특성이 연기의 통계적 특성과 유사한지 아래의 조건을 통하여 비교한다.As shown in FIG. 3, the present invention compares the statistical characteristics of the candidate regions with those of the smoke through the following conditions.

조건 1. 최소 클러스터의 명도 평균값이 0.4 이상 Condition 1.Minimum Cluster Brightness Average Above 0.4

조건 2. 최대 클러스터와 최소 클러스터의 명도 평균값 차이가 0.2 이내 Condition 2. The difference between the brightness averages of the maximum and minimum clusters is within 0.2

상기 조건을 수식으로 표현하면 다음 식과 같이 나타내어 진다.When the above condition is expressed by a formula, it is expressed as the following formula.

조건 1: μYmin 〉0.4 Condition 1: μ Ymin > 0.4

조건 2: μYmax - μYmin 〈 0.2Condition 2: μ YmaxYmin <0.2

여기서 μYmax, μYmin 은 각각 최대 클러스터와 최소 클러스터에 대한 명도 평균값이다.Where μ Ymax and μ Ymin are the brightness mean values for the maximum and minimum clusters, respectively.

상기 조건에 대한 판정 조건을 만족하지 않는 경우 연기의 특성을 내포하지 않다고 판단하고 프로세스 절차가 종료된다.If the determination conditions for the above conditions are not satisfied, it is determined that the characteristic of the smoke is not implied, and the process procedure is terminated.

상기 조건을 만족하는 경우는 아래와 같이 색차 조건에 대한 비교를 수행한다.When the above condition is satisfied, the color difference condition is compared as follows.

조건 3. 모든 클러스터에 대하여 Cb 색차 평균값이 0.5 이상 0.7 이내이어야 한다.Condition 3. The average value of Cb chrominance should be 0.5 or more and 0.7 for all clusters.

조건 4. 모든 클러스터에 대하여 Cr 색차 평균값이 0.45 이상 0.55 이내이어야 한다.Condition 4. The average value of Cr color difference should be 0.45 or more and 0.55 for all clusters.

상기 조건을 수식으로 표현하면 다음식과 같다.When the above condition is expressed by a formula, it is as follows.

조건 3: 0.5〈μCbmin〈 0.7, 0.5〈μYCbmid〈 0.7, 및 0.5〈μCbmax〈 0.7 Condition 3: 0.5 <μ Cbmin <0.7, 0.5 <μ YCbmid <0.7, and 0.5 <μ Cbmax <0.7

조건 4: 0.45〈μCrmin〈 0.55, 0.45〈μCrmid〈 0.55, 및 0.45〈μCrmax〈 0.55Condition 4: 0.45 <μ Crmin <0.55, 0.45 <μ Crmid <0.55, and 0.45 <μ Crmax <0.55

여기서 μCbminYCbmid, 및 μCbmax 는 각각 최대 클러스터, 중간 클러스터, 최소 클러스터에 대한 Cb 색차의 평균값이며, μCrmin, μCrmid, 및 μCrmax 는 각각 최대 클러스터, 중간 클러스터, 최소 클러스터에 대한 Cr 색차의 평균값이다.Where μ Cbmin, μ YCbmid, and μ Cbmax is the average value of the Cb color difference for the largest cluster, the intermediate cluster, a minimum cluster, respectively, μ Crmin, μ Crmid, and μ Crmax is Cr for the maximum cluster, the intermediate cluster, the minimum clusters, each Average value of color difference.

상기 색차 조건 중 어느 하나를 충족시키지 못하는 경우 연기의 특성을 내포하지 않는다고 판단하여 프로세스를 종료하고, 모두 충족하는 경우 연기의 특성을 내포한다고 판정한다.If any one of the color difference conditions is not satisfied, it is determined that the smoke does not contain the characteristics, and the process is terminated.

다음, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 후보 영역에 대한 가우시안 혼합 모델링 결과가 화염의 통계적 특성을 내포하는지를 다음 조건을 통해 판별한다.Next, as shown in FIG. 4, the present invention determines whether the Gaussian mixture modeling result for the candidate region includes the statistical characteristics of the flame through the following conditions.

조건 5. 최소 클러스터의 명도 평균값이 0.9 이상Condition 5. The minimum cluster brightness average is at least 0.9

조건 6. 최대 클러스터의 명도 평균값 대비 최대-최소 클러스터간 명도 평균값의 차이가 0.75 이상 0.95 이하Condition 6. The difference between the brightness averages of the maximum clusters and the brightness mean values of the maximum and minimum clusters is 0.75 or more and 0.95 or less.

상기 조건을 수식으로 나타내면 다음과 같다.The above condition is expressed by the following formula.

조건 5: μYmin 〉0.9 Condition 5: μ Ymin > 0.9

조건 6: 0.75 〈 (μYmax - μYmin)/μYmax 〈 0.95Condition 6: 0.75 <(μ YmaxYmin ) / μ Ymax <0.95

상기 판정 결과 조건을 만족하지 않는 경우 화염의 특성을 내포하지 않는다고 판정하여 프로세스 절차가 종료되며, 모두 만족하는 경우 아래의 색차 조건을 비교한다.If the result of the determination is not satisfied, the process procedure is ended by determining that the characteristic of the flame is not included. If all of the conditions are satisfied, the following color difference conditions are compared.

조건 7. 모든 클러스터에 대하여 Cb 색차 평균값이 0.55 이하Condition 7. The average Cb chrominance is less than 0.55 for all clusters

조건 8. 모든 클러스터에 대하여 Cr 색차 평균값이 0.55 이상 0.65 이하Condition 8. The average value of Cr chrominance is 0.55 or more and 0.65 or less for all clusters.

상기 조건을 수식으로 나타내면 다음과 같다.The above condition is expressed by the following formula.

조건 7: μCbmin 〈 0.55 μCbmid 〈 0.55 및 μCbmax 〈 0.55 Condition 7: μ Cbmin <0.55 μ Cbmid <0.55 and μ Cbmax <0.55

조건 8: 0.55〈μCrmin〈0.65, 0.55〈μCrmid〈0.65, 및 0.55〈μCrmax〈 0.65Condition 8: 0.55 <μ Crmin <0.65, 0.55 <μ Crmid <0.65, and 0.55 <μ Crmax <0.65

본 발명에서는 후보 영역이 연기 영역 또는 화염 영역인지 여부를 판정하는 과정을 연기 영역인지 여부에 대한 판정 후 화염 영역인지 여부에 대하여 판정하는 단계로 수행하였으나 그 순서는 변경되어도 무관하며 특히 독립적 또는 병렬적 처리 또한 가능하며 이는 본 발명의 기술적 사상에 포함된다. In the present invention, the process of determining whether the candidate region is a smoke region or a flame region is performed as a step of determining whether the candidate region is a flame region after the determination as to whether the smoke region is a smoke region, but the order thereof is irrelevant and is particularly independent or parallel. Processing is also possible and is included in the technical spirit of the present invention.

다음, 본 발명에 따른 화재 검출 방법은 후보 영역중에서 소정의 영역에 대하여 연기 또는 화염이 발생하였다고 판단되는 경우에는 유무선 네트워크를 통하여 관리자에게 통보하는 단계(S208)를 더 구비한다. 이러한 단계는 기존에 고지되어 있는 다양한 방법으로 구축 가능하므로 본 발명에서는 추가적인 설명을 생략하기로 한다.Next, the fire detection method according to the present invention further comprises a step (S208) of notifying an administrator through a wired or wireless network when it is determined that smoke or flame has occurred in a predetermined area among the candidate areas. These steps can be built in a variety of ways known in the art so that the additional description will be omitted in the present invention.

다음 도 7은 본 발명에 따른 화재 검출 방법 실시시 관리자 모니터로 연기의 발생이 통지된 경우의 실험예이고, 도 8은 본 발명에 따른 화재 검출 방법 실시시 관리자 모니터로 화염의 발생이 통지된 경우의 실험예이다.7 is an example of the experiment when the smoke is notified to the administrator monitor when the fire detection method according to the present invention, Figure 8 is a case of the flame is notified to the manager monitor when the fire detection method according to the present invention Is an experimental example.

도 7 및 도 8로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 화재 검출 방법을 수행하는 경우 관리자의 모니터로 연기 및 화염 발생 영역이 정확히 표시되어 나타남을 알 수 있었다. As can be seen from Figures 7 and 8, when performing the fire detection method according to the invention it can be seen that the smoke and flame generation area is displayed correctly on the monitor of the manager.

지금까지 설명한 본 발명의 실시예에서는 해당 후보 영역의 가우시안 혼합 모델링 결과 도출된 복수개의 클러스터의 평균치를 이용하여 해당 후보 영역 연기 영역인지 화염 영역인지 여부를 판정하는 방법을 설명하였으나 이는 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐으로 이와 유사한 다른 통계적 변수를 이용하는 것도 당연히 가능하다.In the above-described embodiments of the present invention, a method of determining whether the candidate region is a smoke region or a flame region by using an average value of a plurality of clusters derived from the Gaussian mixture modeling of the candidate region has been described. It is only possible to use other statistical variables similar to this as examples only.

예컨대, 해당 후보 영역에 대하여 가우시안 혼합 모델링을 적용하여 복수개의 클러스터의 분산값을 도출한 후 그 결과로부터 연기와 화염 특성에 대한 가우시안 혼합 모델링의 분산값과 상호 비교하여 해당 후보 영역이 연기 영역인지 여부, 화염 영역인지 여부 등을 판별하는 것도 가능하다.For example, by applying Gaussian mixture modeling to the candidate region, a dispersion value of a plurality of clusters is derived and compared with the dispersion value of Gaussian mixture modeling for smoke and flame characteristics from the result, and whether the candidate region is a smoke region. It is also possible to determine whether or not the flame region.

이 경우, 가우시안 혼합 모델링을 적용하여 해당 후보 영역으로부터 도출한 분산값은 연기 또는 화염 판정을 위한 독립적인 변수로 사용할 수도 있으나, 바람직하게로는 전술한 평균값과 함께 비교하여 판정하는 것이 바람직할 것이다. In this case, the variance value derived from the candidate region by applying Gaussian mixture modeling may be used as an independent variable for smoke or flame determination, but it may be preferable to compare the average value with the aforementioned average value.

다만, 분산값을 고려하는 경우 처리 계산량이 증가한다는 문제점이 있으나 후보 영역이 연기 영역인지 화염 영역인지 여부를 보다 더 명확히 판정하는데 도움이 될 것이다. However, when the variance value is considered, the amount of processing calculation increases, but it may be helpful to more clearly determine whether the candidate area is a smoke area or a flame area.

그 외, 본 발명의 기술적 사상은 연기 내지 화염에 대한 여타의 통계적 특성을 이용하여 후보 영역의 해당 영상이 연기 내지 화염인지 여부를 판별하는 것도 가능하며 이러한 기술적 특징은 본 발명에 대한 특허청구범위 기재 범위내에서 본 발명의 권리 범위내에 당연히 포함된다. In addition, the technical idea of the present invention may determine whether the corresponding image of the candidate area is a smoke or a flame by using other statistical characteristics of the smoke or the flame, and the technical features describe the claims for the present invention. It is naturally included within the scope of the present invention within the scope.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 화재 검출 방법의 기술적 사상은 영상 촬영 장치에 의해 촬영된 영상으로부터 배경 영상을 추출한 후 촬영 영상과 배경 영상간의 차신호 영상인 전경 영상을 분리한 다음, 레이블링 과정을 통하여 후보 영역을 추출한 다음, 추출된 해당 후보에 대하여 가우시안 혼합 모델링 방식을 적용하여 클러스터의 평균치 또는 분산치를 추출하여 화염 또는 연기의 통계적 특성과 비교함으로써 신속하면서도 정확히 화재의 발생을 사전에 검출하여 관리자에게 통보할 수 있는 방법 내지 시스템을 제안한다.As described above, the technical idea of the fire detection method according to the present invention is to extract the background image from the image photographed by the image capturing apparatus and then to separate the foreground image which is the difference signal image between the captured image and the background image, and then the labeling process After extracting the candidate region through the method, the Gaussian mixture modeling method is applied to the extracted candidates, and the average or variance of the clusters is extracted and compared with the statistical characteristics of the flame or smoke to detect the fire quickly and accurately. Suggest a method or system that can notify the user.

이러한 본 발명의 기술적 사상은 본 발명에서 제안하는 일부 단계에 대하여 당업계에 공지되어 있는 별도의 기술로 대체, 변경하는 경우도 포함하며 특히 제안된 가우시안 혼합 모델 이외에 연기 내지 화염의 통계적 특성 등을 이용하여 해당 후보 영역의 통계적 특징 등과 비교할 수 있는 다양한 형태의 확률 분포 함수를 사용하는 경우에도 동일하게 적용되며 이러한 변경 및 대체는 특허청구범위의 기재 범위내에서 본 발명의 권리범위에 당연히 포함된다.The technical idea of the present invention may include a case where a certain step proposed by the present invention is replaced or changed with a separate technology known in the art. In particular, in addition to the proposed Gaussian mixture model, smoke or flame statistical characteristics may be used. The same applies to the case of using various types of probability distribution functions that can be compared with statistical features of the candidate region, and such changes and substitutions are naturally included in the scope of the present invention within the scope of the claims.

예컨대, 본 발명에서 YCbCr 색정보를 사용하였으나 RGB 색정보로 대체 변경하는 것도 가능하며, 가우시안 혼합 모델링 이외에도 후보 영역에 대하여 여타의 확률 분포 함수를 사용하여 그 통계적 특징으로부터 화재의 징후를 포착하는 방식은 당연히 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 것이다.For example, although YCbCr color information is used in the present invention, it is also possible to substitute and substitute RGB color information. In addition to Gaussian mixture modeling, a method of capturing the signs of a fire from its statistical characteristics by using other probability distribution functions for the candidate region is described. Naturally, it is included in the technical idea of this invention.

Claims (6)

(a) 영상 촬영 장치에서 촬상된 영상을 현재 영상으로 수신하는 단계:
(b) 상기 현재 영상으로부터 색정보 변화량을 이용하여 배경 영상을 추출하는 단계;
(c) 상기 현재 영상과 배경 영상의 차를 이용하여 차신호 영상을 생성하는 단계;
(d) 상기 차신호 영상 영역에 대하여 레이블링 과정을 통해 인접한 움직임 픽셀들을 군집화하여 후보 영역을 추출하는 단계;
(e)상기 후보 영역을 구성하는 해당 픽셀들의 색정보를 이용하여 상기 후보 영역에 대한 가우시안 혼합 모델링 함수의 통계적 특성을 구하는 단계; 및
(f)상기 통계적 특성으로부터 상기 후보 영역이 연기 영역인지 화염 영역인지 여부를 판정하는 단계를 구비하며,
상기 단계(c)에서의 상기 차신호 영상의 추출은 상기 배경 영상의 Y, Cb, Cr 영상과 상기 현재 영상에서의 Y, Cb, Cr 영상을 다음과 같은 수식에 의하여 추출되고
D(x, y)= 1, {where │Iy(x, y) -By(x, y)│ > T1 and │Icb(x, y) -Bcb(x, y)│> T2 and │Icr(x, y) -Bcr(x, y)│ > T3 }
D(x, y)=0, 기타
여기서, D(x, y)는 차신호 영상을 나타내고 Iy(x, y)는 현재 영상의 Y 값을, By(x, y)는 배경 영상의 Y값을, Icb(x, y)는 현재 영상의 Cb 값을, Bcb(x, y)는 배경 영상의 Cb 값을, Icr(x, y)는 현재 영상의 Cr 값을, Bcr(x, y)은 배경 영상의 Cr 값을, T1, T2, T3는 원하는 차신호 영상을 추출하기 위한 소정의 임계치인 것을 특징으로 하는 화재 검출 방법.
(a) receiving the image captured by the image capturing apparatus as a current image:
(b) extracting a background image from the current image using a change amount of color information;
(c) generating a difference signal image by using the difference between the current image and the background image;
(d) extracting a candidate region by grouping adjacent motion pixels through a labeling process on the difference signal image region;
(e) obtaining statistical characteristics of a Gaussian mixture modeling function for the candidate region by using color information of corresponding pixels constituting the candidate region; And
(f) determining from the statistical characteristic whether the candidate region is a smoke region or a flame region,
In the extracting of the difference signal image in step (c), the Y, Cb, Cr image of the background image and the Y, Cb, Cr image of the current image are extracted by the following equation.
D (x, y) = 1, {where │ Iy (x, y) -By (x, y) │> T1 and │Icb (x, y) -Bcb (x, y) │> T2 and │Icr ( x, y) -Bcr (x, y) │> T3}
D (x, y) = 0, other
Where D (x, y) represents the difference signal image, Iy (x, y) represents the Y value of the current image, By (x, y) represents the Y value of the background image, and Icb (x, y) represents the current Cb value of the image, Bcb (x, y) is the Cb value of the background image, Icr (x, y) is the Cr value of the current image, Bcr (x, y) is the Cr value of the background image, T1, T2 and T3 are predetermined threshold values for extracting a desired difference signal image.
제 1 항에 있어서,
상기 (b) 단계에서, 상기 해당 픽셀들의 색정보는 명도 또는 채도 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 검출 방법.
The method of claim 1,
In the step (b), the color information of the corresponding pixel comprises at least one or more of brightness or chroma information.
삭제delete 제 2 항에 있어서,
상기 (f) 단계의 판정은 상기 후보 영역에 대한 상기 가우시안 혼합 모델링함수의 통계적 특성을 구성하는 복수개 클러스터의 각 평균치를 이용하여 상기 후보 영역이 연기 영역인지 여부를 결정하며,
상기 단계 (e)에서의 상기 가우시안 혼합 모델링 함수의 통계적 특성을 구한 결과,
최소 클러스터의 명도 평균값이 0.4 이상이고, 최대 클러스터와 최소 클러스터의 명도 평균값 차이가 0.2 보다 작고,
다음의 수식1과 수식2를 만족하는 경우,
수식 1: 0.5〈μCbmin〈 0.7, 0.5〈μYCbmid〈 0.7, 및 0.5〈μCbmax〈 0.7
수식 2: 0.45〈μCrmin〈 0.55, 0.45〈μCrmid〈 0.55, 및 0.45〈μCrmax〈 0.55
(여기서 μCbminYCbmid, 및 μCbmax 는 각각 최대 클러스터, 중간 클러스터, 최소 클러스터에 대한 Cb 색차의 평균값이며, μCrmin, μCrmid, 및 μCrmax 는 각각 최대 클러스터, 중간 클러스터, 최소 클러스터에 대한 Cr 색차의 평균값)
상기 단계 (f)에서 연기 영역으로 판정되는 것을 특징으로 하는 화재 검출 방법.
The method of claim 2,
The determination of the step (f) is used to determine whether the candidate region is a postpone region using each average value of a plurality of clusters constituting the statistical characteristics of the Gaussian mixed modeling function for the candidate region,
As a result of calculating the statistical characteristics of the Gaussian mixed modeling function in step (e),
The minimum brightness value of the minimum cluster is 0.4 or more, and the difference between the maximum and minimum cluster brightness averages is less than 0.2,
If the following Equations 1 and 2 are satisfied,
Equation 1: 0.5 <μ Cbmin <0.7, 0.5 <μ YCbmid <0.7, and 0.5 <μ Cbmax <0.7
Equation 2: 0.45 <μ Crmin <0.55, 0.45 <μ Crmid <0.55, and 0.45 <μ Crmax <0.55
(Where μ Cbmin, μ YCbmid, and μ Cbmax is the average value of the Cb color difference for the largest cluster, the intermediate cluster, a minimum cluster, respectively, μ Crmin, μ Crmid, and μ Crmax is for up to a cluster, the intermediate cluster, the minimum clusters, each Average value of Cr color difference)
Fire detection method, characterized in that determined in the step (f) smoke area.
제 2 항에 있어서,
상기 (f) 단계의 판정은 상기 후보 영역에 대한 상기 가우시안 혼합 모델링 함수의 통계적 특성을 구성하는 복수개 클러스터의 각 평균치를 이용하여 상기 후보 영역이 화염 영역인지 여부를 결정하며,
상기 단계 (e)에서의 상기 가우시안 혼합 모델링 함수의 통계적 특성을 구한 결과, 아래의 수식1과 수식2를 만족하고
수식1: μYmin 〉0.9
수식2: 0.75 〈 (μYmax - μYmin)/μYmax 〈 0.95
(여기서, μYmin 는 최소 클러스터의 명도 평균값, μYmax 는 최대 클러스터의 명도 평균값)
아래의 수식3과 수식4를 만족하는 경우
수식 3: μCbmin 〈 0.55 μCbmid 〈 0.55 및 μCbmax 〈 0.55
수식 4: 0.55〈μCrmin〈0.65, 0.55〈μCrmid〈0.65, 및 0.55〈μCrmax〈 0.65
(여기서, μCbmin 는 모든 클러스터에 대한 Cb 색차 평균값, μCrmin는 모든 클러스터에 대한 Cr 색차 평균값)
상기 단계 (f)에서 화염 영역으로 판정되는 것을 특징으로 하는 화재 검출 방법.
The method of claim 2,
The determination of the step (f) is to determine whether the candidate region is a flame region using each average value of a plurality of clusters constituting the statistical characteristics of the Gaussian mixed modeling function for the candidate region,
As a result of calculating the statistical characteristics of the Gaussian mixed modeling function in step (e), the following Equations 1 and 2 are satisfied.
Equation 1: μ Ymin > 0.9
Equation 2: 0.75 〈(μ Ymax − μ Ymin ) / μ Ymax 〈0.95
Where μ Ymin is the brightness mean of the smallest cluster and μ Ymax is the brightness mean of the largest cluster.
If the following Equations 3 and 4 are satisfied
Equation 3: μ Cbmin <0.55 μ Cbmid <0.55 and μ Cbmax <0.55
Equation 4: 0.55 <μ Crmin <0.65, 0.55 <μ Crmid <0.65, and 0.55 <μ Crmax <0.65
Where μ Cbmin is the average Cb color difference for all clusters and μ Crmin is the Cr color difference average for all clusters.
Fire detection method, characterized in that it is determined as the flame zone in the step (f).
삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101224494B1 (en) * 2012-05-29 2013-01-21 (주)에이치엠씨 Video based smoke detection method robust to light conditions
KR101592388B1 (en) 2014-10-15 2016-02-11 공주대학교 산학협력단 Flame detection method based on thermal imaging
KR101638621B1 (en) 2014-10-23 2016-07-12 공주대학교 산학협력단 Smoke detection method using density distribution characteristics of smoke
KR101679148B1 (en) * 2015-06-15 2016-12-06 동의대학교 산학협력단 Detection System of Smoke and Flame using Depth Camera
KR101709751B1 (en) 2015-11-24 2017-02-24 주식회사 지오멕스소프트 An automatic monitoring system for dangerous situation of persons in the sea
CN106650584B (en) * 2016-09-29 2019-12-03 广东安居宝数码科技股份有限公司 Flame detecting method and system
CN117011785B (en) * 2023-07-06 2024-04-05 华新水泥股份有限公司 Firework detection method, device and system based on space-time correlation and Gaussian heat map

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11144167A (en) 1997-11-06 1999-05-28 Nohmi Bosai Ltd Fire detecting device
KR100648319B1 (en) 2005-12-13 2006-11-23 주식회사 센텍 Infrared Sensing System of Fire and its Sensing Method reflecting Dynamic Pattern of Flame
KR100982347B1 (en) 2009-02-17 2010-09-15 (주)위니텍 smoke sensing method and system
KR100986834B1 (en) 2008-09-18 2010-10-08 (주)플렛디스 The device for detecting fire and method therefor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11144167A (en) 1997-11-06 1999-05-28 Nohmi Bosai Ltd Fire detecting device
KR100648319B1 (en) 2005-12-13 2006-11-23 주식회사 센텍 Infrared Sensing System of Fire and its Sensing Method reflecting Dynamic Pattern of Flame
KR100986834B1 (en) 2008-09-18 2010-10-08 (주)플렛디스 The device for detecting fire and method therefor
KR100982347B1 (en) 2009-02-17 2010-09-15 (주)위니텍 smoke sensing method and system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9443149B2 (en) 2013-07-23 2016-09-13 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Method and apparatus for detecting smoke from image
KR101869442B1 (en) * 2017-11-22 2018-06-20 공주대학교 산학협력단 Fire detecting apparatus and the method thereof

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Publication number Publication date
KR20120035734A (en) 2012-04-16

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