ES2243699T3 - Procedimiento y dispositivo de deteccion de fuegos basados en el analisis de imagenes. - Google Patents

Procedimiento y dispositivo de deteccion de fuegos basados en el analisis de imagenes.

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ES2243699T3
ES2243699T3 ES02711747T ES02711747T ES2243699T3 ES 2243699 T3 ES2243699 T3 ES 2243699T3 ES 02711747 T ES02711747 T ES 02711747T ES 02711747 T ES02711747 T ES 02711747T ES 2243699 T3 ES2243699 T3 ES 2243699T3
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Abstract

Procedimiento de detección automática de fuego, basado en el reconocimiento de llamas y/o de humo a partir del análisis de una secuencia de imágenes, basándose el análisis en varios algoritmos de procesamiento de imágenes, caracterizado porque un algoritmo consiste en comparar el contenido frecuencial de por lo menos una imagen (31) de dicha secuencia con el contenido frecuencial de una imagen de referencia (32), a fin de detectar una atenuación de las altas frecuencias, independientemente de las variaciones sobre las otras porciones del espectro espacial de la imagen.

Description

Procedimiento y dispositivo de detección de fuegos basados en el análisis de imágenes.
La presente invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo o a un sistema de detección de fuegos basado en el análisis de imágenes, en particular en el análisis de secuencias de imágenes animadas digitales.
En el campo de la vigilancia y de la seguridad de instalaciones industriales o de tramos de carreteras o de túneles, la velocidad de detección de incendios constituye un factor de seguridad preponderante. En particular, es necesario poder detectar un conato de incendio lo más rápidamente posible a fin de poder combatirlo eficazmente y tomar medidas para limitar la amplitud del siniestro. Por razones de costes, es sin embargo generalmente imposible emplear una vigilancia humana continua. Por consiguiente, son muy necesarios sistemas de vigilancia y de detección automáticos.
Diferentes sistemas ya han sido propuestos o comercializados para detectar fuegos o humos.
La mayoría de los sistemas utilizados actualmente ponen en práctica sensores de humo puntuales que deben esperar a que el humo se propague hasta ellos para poder tener la posibilidad de detectarlo. Estos sensores no son utilizables en exteriores (refinerías, depósitos de contenedores, etc.), en locales grandes en los cuales el humo se dispersa y tarda mucho tiempo en alcanzar el sensor (hangar, central nuclear, etc.), o en locales con fuerte corriente de aire (túneles, locales muy ventilados, etc.). Los sensores deben estar suficientemente cerca y cableados; el coste del cableado de un gran número de sensores puede ser sin embargo prohibitivo. Estas soluciones son por consiguiente poco apropiadas para la vigilancia de grandes espacios o de grandes extensiones.
Otros sistemas conocidos se basan en la medición del aumento de temperatura en el local, o en la medición de la cantidad de radiación UV o infrarrojo recibido.
Los sistemas que utilizan el aumento de temperatura son relativamente lentos (inercia térmica), y no funcionan de manera fiable en exteriores o en locales grandes. Los sistemas basados en la medición del rayo UV funcionan en cualquier entorno pero pierden rápidamente su eficacia cuando el sensor se atasca, sin que ello sea detectable.
Los sistemas que se basan en la medición de la radiación infrarroja funcionan en cualquier entorno pero generan falsas detecciones cuando están en presencia de un objeto caliente o cuando están expuestos a los rayos solares.
Más recientemente, se ha sugerido detectar fuegos con ayuda de métodos basados en el análisis de imágenes. Muchas instalaciones potencialmente peligrosas ya están equipadas con cámaras de vigilancia conectadas a una central de alarma y que se emplean por ejemplo para detectar robos o accidentes. El empleo de estos sistemas de vigilancia para detectar también incendios permite ahorrar la colocación y la conexión de un sistema de sensores distinto. También se han sugerido soluciones de análisis automático de imágenes, empleando cámaras de vídeo ya instaladas y programas informáticos de procesamiento de las señales de vídeo suministradas por las cámaras.
La detección de humo mediante el análisis de imagen tiene las ventajas siguientes con respecto a las soluciones que utilizan sensores puntuales:
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La cámara puede detectar el humo y las llamas a distancia, antes de que éstos alcancen el sensor, por consiguiente tal sistema es capaz de subsanar las lagunas de los sistemas tradicionales en exteriores o en locales grandes.
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Las imágenes tomadas por la cámara pueden ser no sólo tratadas, sino también utilizadas para la visualización del incidente por un operador. Esto es útil para despejar dudas en caso de falsa detección: la visualización de la imagen o de la secuencia de imágenes por un humano permite evitar numerosos desplazamientos inútiles.
\sqbullet
Las imágenes tomadas permiten también hacerse una idea más precisa de la amplitud del incendio, así como del tipo de incendio. De este modo es posible preparar inmediatamente el material adecuado de intervención, y ganar minutos preciosos.
\sqbullet
Un atascamiento del sensor (cámara) es visible sobre la imagen y según la invención puede incluso ser detectado automáticamente, contrariamente a los sensores de rayo UV que pierden su eficacia sin que ello sea detectable.
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Una avería o un sabotaje de la cámara es detectable automáticamente.
\sqbullet
La cámara utilizada para la detección de incendios es utilizable simultáneamente para aplicaciones de vídeo-vigilancia clásicas, lo cual permite simplificar el cableado.
Ya se han descrito sistemas de detección de fuegos mediante análisis de imágenes de vídeo en la técnica anterior. El documento WO00/23959 describe un sistema de detección de humo, que consiste en un equipo de cámara de vídeo, una unidad de digitalización de las señales de vídeo, y una unidad de procesamiento de los datos digitales. El humo es detectado por algoritmos de procesamiento de imagen basados en la comparación de píxeles entre imágenes sucesivas. Los métodos de comparación empleados pretenden detectar por ejemplo si un cambio importante se ha producido entre una imagen y una imagen de referencia, que pueda indicar la aparición de humo y también de otro objeto en el campo visual filmado. Otro algoritmo detecta la convergencia del color de varios píxeles hacia un valor medio, que pueda indicar una disminución de contraste provocada por el humo. Tal convergencia puede también indicar una modificación de las condiciones de iluminación. Un tercer algoritmo mide los cambios en la nitidez de las zonas de transición, afectada por el humo pero también por las características de la óptica que son modificadas por ejemplo durante los zooms o los cambios de abertura. Estos procedimientos están adaptados únicamente a la detección de humos, pero no de llamas que desprenden poco o ningún humo. Los algoritmos empleados son complejos y necesitan una potencia de cálculo importante.
El documento WO97/16926 describe un método de detección de cambio en una secuencia de imagen a fin de detectar eventos. El método de detección se basa en la toma de una imagen de referencia que contiene la información del segundo plano de la escena grabada. La aparición de nuevos objetos es detectada mediante métodos de umbrales y de agrupamiento de píxeles. Los algoritmos empleados permiten distinguir mal entre la aparición de humo o de otro objeto en el campo visual filmado.
El documento EP0818766 describe un sistema de detección de incendios de bosques por procesamiento de imágenes animadas. Para detectar el fuego, se emplea un algoritmo de detección de humo. Este documento describe un procedimiento de detección de las variaciones temporales de la intensidad de los píxeles en baja frecuencia (entre 0,3 y 0,1 Hz). El sistema es por consiguiente bastante lento para reaccionar ya que son necesarios numerosos ciclos de algunas décimas de segundos para detectar una decorrelación que pueda indicar la presencia de humo.
El documento FR-A-2696939 describe un sistema de detección de incendio de bosque automático, mediante procesamiento de imágenes. Los algoritmos de procesamiento se basan en la detección y el análisis de los movimientos de las volutas y de las nubes de humo; son en cambio poco adecuados para detectar llamas o humos que se producen de manera inhabitual, por ejemplo, bajo el efecto del viento o de una ventilación.
Los sistemas existentes de detección de fuego por análisis de imagen de vídeo son muy adecuados para la detección de tipos de fuego particulares en entornos bien definidos. Una empresa que desee especializarse en la vigilancia de incendios en instalaciones diferentes debe sin embargo adquirir y familiarizarse con diferentes programas informáticos; no existe actualmente ninguna solución suficientemente fiable y polivalente que permita detectar mediante un mismo programa fuegos muy diferentes.
Un objetivo de la presente invención consiste en proponer un procedimiento y un dispositivo de detección de fuego más fiable, más rápido y más polivalente que los procedimientos y los sistemas de la técnica anterior.
Otro objetivo es el de proponer un procedimiento y un sistema de detección de fuego que pueda ser puesto en práctica con ayuda de un sistema de vigilancia de vídeo ya instalado en el lugar que debe ser vigilado.
La invención se comprenderá mejor tras la lectura de la descripción dada a título de ejemplo e ilustrada por las figuras que muestran:
La figura 1 un esquema de bloque de un sistema de detección automática de fuego que permite poner en práctica el procedimiento de la invención.
La figura 2 es un esquema de bloque de una variante de sistema de detección automática de fuego que permite poner en práctica el procedimiento de la invención, en la cual diferentes elementos están integrados en una cámara de vídeo inteligente.
La figura 3 es un esquema de bloque de una variante de sistema de detección automática de fuego que comprende varias cámaras conectadas a un ordenador mediante una unidad de procesamiento.
La figura 4 es una representación esquemática de un algoritmo de análisis frecuencial de las imágenes para la detección de humo.
La figura 5 es una representación de botones deslizantes de una interfaz gráfica que permite ajustar separadamente la sensibilidad de la detección de llamas y de humo.
La figura 1 ilustra un esquema de bloques de un sistema de detección automática de fuego que permite poner en práctica el procedimiento de la invención. El sistema ilustrado permite adquirir imágenes a partir de diferentes fuentes, por ejemplo de una cámara de vídeo PAL o NTSC 3, de una cámara de vídeo digital, de un soporte de grabación tal como un disco duro 2 ó un disco óptico, o de una cinta de vídeo 1. Las secuencias de las imágenes son digitalizadas si es necesario por un digitalizador 4 y transmitidas a un sistema de procesamiento digital 6, por ejemplo un PC industrial, que ejecuta los algoritmos de detección de llamas y de humos descritos más adelante. El digitalizador 4 está constituido por ejemplo por una tarjeta de digitalización de las secuencias de vídeo procedentes de la cámara o del magnetoscopio insertada en el sistema de procesamiento digital 6. Ciertos algoritmos pueden utilizar una o varias imágenes o secuencias de imágenes de referencia, por ejemplo, una vista del segundo plano de la imagen sin fuego, en una memoria 5.
Los resultados de los algoritmos de detección pueden ser visualizados localmente sobre la pantalla del sistema de procesamiento digital 6 ó tratados por un sistema de interpretación de los resultados y de toma de decisión 7 apto para generar alarmas o pre-alarmas de fuego o de humo cuando ciertas condiciones predefinidas se hayan cumplido. Esta alarma se puede transmitir a una central de alarma 8, a un equipo 9 que genere una alarma acústica y/o a un operador mediante una interfaz gráfica 10 sobre uno de los sistemas 7 u 8. La central de alarma gestiona todas las alarmas procedentes del sistema de interpretación de los resultados y de toma de decisión. El sistema 7 puede ser puesto en práctica por un ordenador industrial próximo a la zona vigilada o por un programa o conjunto de programas ejecutados por el sistema de procesamiento digital 6. La central de alarma puede encontrarse lejos y administrar las alarmas procedentes de diferentes instalaciones bajo vigilancia.
La figura 2 ilustra una variante de sistema que permite poner en práctica la invención, en la cual la mayoría de los elementos de la figura 1 están integrados en una única cámara inteligente 3, es decir, una cámara que integra medios de procesamiento digital de imágenes. La cámara integra una óptica 30, un sensor de imagen no representado, por ejemplo un sensor de acceso aleatorio, y un sistema de adquisición de imágenes y de procesamiento digital 6 para adquirir las secuencias de imágenes de la cámara bajo una forma digital y para ejecutar sobre estas secuencias de imágenes los diferentes algoritmos de detección de llamas y de humo descritos más abajo. La cámara inteligente 3 integra además una memoria 5 para almacenar estos algoritmos así como una o varias imágenes o secuencias de imágenes de referencia empleadas por estos algoritmos. Un sistema de interpretación de los resultados y de toma de decisión 7 puede estar realizado por ejemplo en forma de módulo informático cargado en la memoria 5 y ser ejecutado por el sistema de procesamiento digital 6. La cámara inteligente 3 puede además integrar un sistema de gestión de eventos 70 para controlar los eventos detectados por el sistema 7 y activar por ejemplo el envío de una alarma o de una pre-alarma. La cámara inteligente 2 puede estar conectada a través de una interfaz de comunicación a una pantalla 15 para visualizar las secuencias de imágenes adquiridas en directo o imágenes grabadas correspondientes a eventos detectados. La cámara 3 es también capaz de comunicar sus resultados a un ordenador 12. Una unidad de mando 11 permite escoger zonas de interés en la imagen, variar la sensibilidad de la detección, programar movimientos de la cámara, etc. La cámara 3 constituye por consiguiente un sistema completo de cámara inteligente capaz de detectar llamas y humo y de generar señales de alerta en consecuencia.
La figura 3 ilustra otra variante de sistema que permite poner en práctica la invención, en la cual una o varias cámaras de vídeo 3 de detección de humo 13 ó de llamas 14 suministran secuencias de imágenes directamente tratadas por el sistema de procesamiento digital de imágenes 6, por ejemplo un PC industrial en el lugar vigilado. El sistema 6 ejecuta los algoritmos de detección de fuego mediante el procesamiento de las imágenes y la interpretación de los resultados. Las imágenes tratadas y los eventos detectados son transmitidos a un operador a distancia provisto de un ordenador 12 que integra una interfaz gráfica que permite visualizar las imágenes de vídeo procedentes de las cámaras 3 e informar al operador en caso de detección de alarma.
A fin de permitir la toma de decisiones fiables sobre el estado del lugar vigilado, es decir, reducir el número de falsas alarmas o de fuegos no detectados, el sistema de procesamiento digital de imágenes 6 y el sistema de interpretación de los resultados y de toma de decisión 7 utilizan varios algoritmos de procesamiento de imagen distintos y combinados entre sí. Los algoritmos empleados pueden basarse en los métodos siguientes:
1. Análisis frecuencial de la imagen actual y de la imagen de referencia con una comparación de los resultados
La presencia de humo reduce la nitidez de los contornos de los objetos presentes en la escena, lo cual corresponde a un filtro de alisado espacial de paso bajo. Las altas frecuencias de la imagen 31 son por consiguiente atenuadas por la presencia de humo con respecto a la imagen de referencia 32 almacenada en la memoria 5 y correspondiente por ejemplo a una imagen de segundo plano sin humo ni llamas. El procedimiento consiste por consiguiente en calcular la transformada frecuencial de cada imagen 31 ó porción de imagen adquirida con ayuda de un módulo 33 de transformación rápida de Fourier FFT ó FHT por ejemplo, y en compararla con ayuda de un sistema de comparación 35 con la transformada frecuencial de la imagen de referencia 32 calculada por un módulo 34. Cuando el sistema de comparación detecta una atenuación de las altas frecuencias de la imagen superior a la atenuación de las bajas frecuencias con respecto a la imagen de referencia, un módulo de decisión 36 puede indicar una alarma de humo o una probabilidad de alarma de humo.
Este algoritmo puede utilizarse sobre toda la imagen. Para detectar más nítidamente y más rápidamente la aparición de humo, este algoritmo se aplica preferentemente sobre una o varias sub-porciones o zonas de la imagen filmada, disparándose una alarma en cuanto una o un número mínimo de zonas indican una atenuación de las altas frecuencias espaciales con respecto a la imagen de referencia. También es posible aplicar este algoritmo únicamente sobre las porciones de la imagen sobre las cuales el humo es susceptible de aparecer o en las cuales otro algoritmo ha indicado una probabilidad de evento fuego. Finalmente, se puede aplicar este algoritmo sobre una imagen con un matiz de gris o de otro componente, o separadamente sobre los diferentes componentes de una imagen de color. Según los colores de humo susceptibles de aparecer, es posible ponderar diferentemente los diferentes componentes cromáticos.
2. Análisis frecuencial entre imágenes consecutivas para la detección de oscilación de las llamas
La aparición de un objeto cuyos contornos, la crominancia o la luminosidad oscilan a una frecuencia superior a 0,5 Hz, es un signo de la presencia eventual de llamas. Esto puede ser detectado con ayuda de un procedimiento de análisis frecuencial que utilice las imágenes sucesivas de una secuencia de imágenes. Para hacer este análisis, el ordenador debe disponer de toda una secuencia de imágenes en su memoria y detectar objetos en el campo espacial con ayuda de un algoritmo de reconocimiento de forma.
Este algoritmo puede ser puesto también en práctica para detectar y seguir sobre varias imágenes sucesivas objetos cuya forma, tamaño y/o color cambien de manera irregular y según una frecuencia aleatoria. Se pueden emplear métodos de identificación de objeto y de seguimiento de objeto.
3. Análisis de la información de la saturación de los colores para detectar el humo
Cuando una secuencia de imágenes de colores está disponible, es posible utilizar directamente la información color como criterio de presencia de humo. En efecto, el humo está generalmente poco coloreado (blanco, negro, gris, etc.). Una imagen o una porción de imagen que se torna menos coloreada es por consiguiente susceptible de representar humo. Según los colores de humo susceptibles de aparecer, es posible tener en cuenta este color.
A la inversa, una porción de imagen que se torna repentinamente más coloreada y más luminosa podría representar las llamas, con mayor motivo si esta porción se encuentra debajo de la imagen o debajo de una porción que pueda representar el humo.
4. Análisis de las temperaturas de colores
Cuando una secuencia de imágenes de colores está disponible, es posible aproximar el espectro de emisión de un objeto sobre cada imagen, midiendo los componentes rojos, verdes y azules, lo cual permite aproximar la temperatura de un objeto. Un objeto con fuerte luminosidad que tenga un espectro de emisión correspondiente a un cuerpo caliente con un máximo en los rojo-amarillo puede ser sospechoso de ser una llama (o el reflejo de una llama).
5. Detección de las desapariciones de los segmentos rectos (líneas) en la imagen actual
La aparición de un objeto cuyos contornos contengan pocos segmentos de rectas es un signo de la presencia eventual de humo o de llamas. Si se hace una comparación con la imagen de referencia, se puede detectar la desaparición de segmentos rectos.
6. Análisis de las diferencias entre la imagen actual y una imagen de referencia para la detección de las zonas de interés
Midiendo las diferencias entre la imagen actual filmada y una imagen de referencia de la misma escena, es posible detectar de manera más fiable la aparición de objetos que no estaban presentes en la imagen de referencia. Este algoritmo permite identificar zonas donde la probabilidad de aparición de humo es mayor. Los otros algoritmos de detección de llama o de humo pueden concentrarse en esta zona. Para evitar que los cambios de luces o sombras sean detectados como nuevos objetos, es posible renovar regularmente la imagen de referencia.
7. Análisis de varias secuencias de imagen de la misma escena desde varios ángulos de toma de vista diferente (análisis estéreo)
Cuando varias imágenes de la misma escena desde diferentes puntos de vista están disponibles, es posible utilizar algoritmos de visión estereoscópicos para evaluar la posición, la forma tridimensional, el volumen y la distancia de los objetos filmados, por ejemplo de nuevos objetos aparecidos con respecto a una imagen de referencia. De este modo, es posible distinguir por ejemplo entre una columna de humo que aparece delante de una pared y una sombra o un reflejo sobre esta pared. Al aire libre, este algoritmo permite distinguir entre una nueva nube y una columna de humo mucho más próxima. Este algoritmo puede ser utilizado por ejemplo para identificar de manera muy fiable las zonas de interés de una imagen o de una secuencia de imagen sobre las cuales los otros algoritmos deben concentrarse.
Las secuencias de imágenes múltiples pueden ser generadas por ejemplo con ayuda de varias cámaras, con ayuda de una única cámara motorizada que permita cambiar la posición o el ángulo de toma de vista, con ayuda de una o varias cámaras y de un juego de espejos, etc.
8. Alarmas suministradas por sensores externos
El sistema de procesamiento digital 6 puede además estar conectado a uno o varios sensores externos eventualmente presentes y que permitan detectar eventos particulares, por ejemplo, a unos sensores de temperatura, de radiación infrarroja o ultravioleta, de movimiento, etc. Las indicaciones suministradas por estos sensores son transmitidas a unas tarjetas de adquisición en el sistema de procesamiento digital 6 y pueden ser utilizadas para confirmar las indicaciones suministradas por los algoritmos de procesamiento de imagen o para mejorar los rendimientos de estos algoritmos. Por ejemplo, un sensor de movimientos puede ser utilizado para activar un desplazamiento o un movimiento de zoom óptico o digital de una cámara hacia la zona donde el movimiento se ha producido, o para concentrar los algoritmos de procesamiento de imagen sobre las porciones de imagen correspondientes a la zona donde se ha detectado el movimiento.
Los resultados de los diferentes algoritmos son combinados entre sí por un proceso de interpretación y de toma de decisión de los resultados ejecutados por ejemplo por el sistema 7 con el fin de detectar las llamas y/o el humo de modo fiable. Este proceso de interpretación de los resultados puede tener en cuenta la evolución de los diferentes criterios de detección en función del tiempo. Por ejemplo, un nivel de detección que crece rápidamente es más peligroso que un nivel de detección estable.
Tal como se ha mencionado anteriormente, es posible mejorar sensiblemente las prestaciones del sistema, segmentando la imagen en varias porciones y adaptando la sensibilidad de detección de los diferentes algoritmos según estas diferentes porciones. Las porciones de imagen que puedan plantear problemas de falsas alarmas (chimeneas en un paisaje, porción de una pared en la que se reflejan los faros de un coche, etc.) pueden de este modo ser desensibilizadas sin influir en la detección en las otras partes de la imagen. También es posible hacer más sensibles las partes más alejadas de la escena, y menos sensibles las partes más próximas a fin de compensar el efecto de perspectiva. Esta adaptación puede hacerse manual u automáticamente.
Según la invención, se puede modificar la sensibilidad para adaptar el sistema a su entorno. En un modo de realización preferido, este ajuste puede hacerse con ayuda de un parámetro único que influencie todos los algoritmos del sistema. Este parámetro puede ser modificado mediante un botón deslizante sobre la interfaz gráfica 10, un potenciómetro, o mediante cualquier otro elemento de ajuste.
Cuando el programa de detección de fuego está destinado a ser utilizado en entornos muy diferentes, por ejemplo si el mismo programa se emplea para detectar fuegos de bosques en un paisaje o incendios en un túnel de carretera, es deseable poder ajustar separadamente la sensibilidad de los algoritmos de detección de llama y de los algoritmos de detección de humo. La figura 5 ilustra dos botones deslizantes que permiten ajustar separadamente la detección de llamas y la detección de humo.
El experto en la materia comprenderá que es fácilmente posible, en el marco de la invención, imaginar un modo de parametrización avanzado que permita ajustar separadamente la sensibilidad de cada algoritmo, la sensibilidad aplicada sobre cada zona o sobre cada componente de colores, etc. De este modo, es posible emplear un mismo dispositivo y un mismo programa de detección de fuegos y parametrizarlo para detectar llamas o humo en entornos muy diferentes, por ejemplo en un túnel de carretera o ferroviario, al aire libre, en hangares, etc.
Los diferentes eventos que pueden surgir en el sistema son presentados por la interfaz gráfica 10 al operador por orden de urgencia. La interfaz gráfica muestra así por ejemplo, en cabeza de lista, las alarmas llama y humo, comenzando por la alarma más reciente, luego las pre-alarmas llama y humo, comenzando aquí también por la pre-alarma más reciente, siendo visualizados los otros eventos o alarmas eventualmente detectados en la cola de la lista. Estos otros eventos pueden comprender por ejemplo averías de cámara, cámaras / atascadas, indicaciones de luminosidad insuficiente de la escena vigilada, o eventos externos detectados por sensores no representados, tal como desenganche de los extintores, aperturas de puertas, etc. Un mensaje visual, preferiblemente una ventana "pop-up" que indique el tipo de alarma detectada y que se abra en una interfaz gráfica 10, y un pitido sonoro se generan preferentemente durante la detección de una alarma.
Estos diferentes eventos pueden ser almacenados en un fichero ("log file") en el sistema de procesamiento 6, en el sistema 7, ó en el ordenador empleado por el operador distante y que cataloga todos los hechos acontecidos. Este fichero está constituido preferiblemente por un documento XML que contiene también imágenes o secuencias de imágenes ligadas a cada evento, así como la fecha del evento. El operador puede de este modo consultar el fichero XML correspondiente al período de vigilancia y cargar las imágenes grabadas, por ejemplo a distancia, para verificar las alarmas detectadas y asegurarse por ejemplo de que las alarmas detectadas corresponden efectivamente a incendios.
La presente invención se refiere a un procedimiento de detección de fuego. Se refiere también a un dispositivo especialmente adaptado para poner en práctica este procedimiento, por ejemplo un ordenador o una cámara inteligente, programados para poner en práctica este procedimiento, así como un soporte de datos que incluye un programa de ordenador directamente cargable en la memoria de tal dispositivo, y que comprende porciones de código informático que constituyen medios para ejecutar este procedimiento.

Claims (24)

1. Procedimiento de detección automática de fuego, basado en el reconocimiento de llamas y/o de humo a partir del análisis de una secuencia de imágenes, basándose el análisis en varios algoritmos de procesamiento de imágenes,
caracterizado porque un algoritmo consiste en comparar el contenido frecuencial de por lo menos una imagen (31) de dicha secuencia con el contenido frecuencial de una imagen de referencia (32), a fin de detectar una atenuación de las altas frecuencias, independientemente de las variaciones sobre las otras porciones del espectro espacial de la ima-
gen.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el cual la sensibilidad de detección de por lo menos uno de dichos algoritmos puede ser ajustada a través de una interfaz gráfica (10), independientemente de la sensibilidad global del sistema.
3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, en el cual dicha comparación se efectúa únicamente en uno o varios lugares de dicha imagen (31).
4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el cual dicha imagen (31) está dividida en varias zonas, efectuándose dicha comparación entre por lo menos una zona de dicha imagen de referencia (32) y por lo menos una zona comparable de por lo menos una imagen (31) de dicha secuencia.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el cual el contenido frecuencial de por lo menos dos componentes cromáticos de dichas imágenes de dicha secuencia y de dicha imagen de referencia son calculados y empleados separadamente para dicha comparación.
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el cual por lo menos uno de dichos algoritmos de procesamiento de imagen es un algoritmo de detección de humo mediante medición de la saturación de los colores en por lo menos una porción de dichas imágenes.
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el cual por lo menos uno de dichos algoritmos de procesamiento de imagen es un algoritmo de detección de desaparición de los segmentos rectos en por lo menos una porción de dichas imágenes
(31).
8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, en el cual por lo menos uno de dichos algoritmos de procesamiento de imagen es un algoritmo de detección de llamas (14).
9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el cual dicho algoritmo de detección de llamas consiste en analizar variaciones entre imágenes consecutivas para detectar objetos cuyos contornos oscilen con una frecuencia superior a 0,5 Hz.
10. Procedimiento según la reivindicación 8, en el cual dicho algoritmo de detección de llamas consiste en identificar objetos cuya forma y color varíen de forma no regular.
11. Procedimiento según la reivindicación 8, en el cual dicho algoritmo de detección de llamas consiste en evaluar las temperaturas de color en por lo menos una porción de dichas imágenes para detectar la presencia de llamas.
12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, en el cual por lo menos uno de dichos algoritmos de procesamiento de imagen utiliza varias secuencias de imagen que representan la misma vista bajo diferentes ángulos.
13. Procedimiento según la reivindicación 12, en el cual dicho algoritmo que utiliza varias secuencias de imágenes permite suministrar una información sobre la distancia, la forma y/o el volumen de las llamas y del humo.
14. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el cual por lo menos uno de dichos algoritmos de procesamiento de imagen es un algoritmo que permite detectar la presencia de un nuevo objeto en una porción de imagen.
15. Procedimiento según la reivindicación 14, en el cual por lo menos un algoritmo de detección de llama o de humo se utiliza para analizar de manera más detallada la porción de imagen donde ha aparecido un nuevo objeto.
16. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en el cual la evolución temporal de los resultados suministrados por al menos uno de dichos algoritmos es tomada en cuenta en la detección de llamas o de humo.
17. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, puesto en práctica con ayuda de por lo menos una cámara de vídeo (3) y un dispositivo de digitalización de vídeo (4) conectado a un ordenador (6) para efectuar el conjunto de los algoritmos de detección, y equipado con medios de visualización (10, 15, 12) para un operador humano.
18. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, puesto en práctica por una cámara digital (3) que integra la óptica (30), el sensor de imagen, el dispositivo de digitalización de imágenes, el procesador (6) para la ejecución del conjunto de algoritmos de detección, y una interfaz de comunicación de los resultados de detección y/o de medios de visualización para un operador huma-
no.
19. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, que comprende una etapa de ajuste de la sensibilidad con ayuda de un elemento de ajuste que permite escoger independientemente la sensibilidad de detección de llamas y la sensibilidad de detección de humo.
20. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, que comprende una etapa de ajuste de la sensibilidad con ayuda de un elemento de ajuste que permite escoger independientemente la sensibilidad de detección en cada algoritmo entre una pluralidad de algoritmos empleados.
21. Dispositivo de procesamiento de imágenes digitales (6; 3) adaptado para recibir secuencias de imágenes digitales procedentes de por lo menos una cámara de vídeo (3) y que comprende un programa informático capaz de ejecutar el procedimiento de una de las reivindicaciones anteriores.
22. Dispositivo según la reivindicación anterior, que comprende medios de visualización (10, 15, 12) para un operador humano, que permite visualizar dichas secuencias de imágenes digitales.
23. Dispositivo según la reivindicación anterior, que comprende medios de generación de alarma para generar una alarma mostrada sobre dichos medios de visualización en cuanto un fuego ha sido detectado, y medios que permiten a un operador humano confirmar o invalidar la presencia de fuego, visualizando dichas imágenes.
24. Soporte de datos que incluye un programa de ordenador directamente cargable en la memoria de un dispositivo de procesamiento digital y que comprende porciones de código informático que constituyen medios para ejecutar el procedimiento de una de las reivindicaciones 1 a 20.
ES02711747T 2001-02-26 2002-02-26 Procedimiento y dispositivo de deteccion de fuegos basados en el analisis de imagenes. Expired - Lifetime ES2243699T3 (es)

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CH34001/01 2001-02-26
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