FR2696939A1 - Method and device for rapid automatic detection of forest fires. - Google Patents
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- G08B17/125—Actuation by presence of radiation or particles, e.g. of infrared radiation or of ions by using a video camera to detect fire or smoke
Abstract
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF DE DETECTION AUTOMATIQUE
RAPIDE DE FEUX DE FORET
L'invention concerne un procédé et un dispositif de detection automatique rapide de feux de forêt, permettant de detecter au plus tôt un départ de feu dans une région boisée ou à végétation susceptible de s'enflammer afin d'alerter et de mettre en oeuvre aussi rapidement que possible les services de lutte contre l'incendie.AUTOMATIC DETECTION METHOD AND DEVICE
FAST FOREST FIRES
The invention relates to a method and a device for the rapid automatic detection of forest fires, making it possible to detect as early as possible the start of a fire in a wooded or vegetated region liable to ignite in order to alert and also implement firefighting services as quickly as possible.
L'intervention rapide de ces services après un départ de feu permet en effet de limiter l'importance des moyens nécessaires pour éteindre un incendie et de limiter également l'étendue de la zone brûlée. The rapid intervention of these services after a fire has started makes it possible to limit the importance of the means necessary to extinguish a fire and also limit the extent of the burned area.
Les moyens actuels de détection des incendies dans les régions boisées ne sont pas parfaitement efficaces et sont souvent extrêmement onéreux. Current methods of detecting fires in forested areas are not perfectly effective and are often extremely expensive.
Ils consistent tout d'abord à faire surveiller des régions à risque d'incendie par des vigies postées en des points surélevés. Cela nécessite toutefois de disposer d'un personnel très nombreux respectant scrupuleusement et sans défaillance des règles précises d'observation. They consist first of all of monitoring areas at risk of fire by lookouts posted at elevated points. This however requires having a very large staff scrupulously respecting the precise rules of observation without fail.
Ces moyens consistent également à utiliser des avions ou des hélicoptères qui survolent les régions à surveiller. Cette technique est très onéreuse et imparfaite, car un avion ou un hélicoptère en vol n'est pas toujours au voisinage d'une zone où se déclare un incendie. These means also consist of using planes or helicopters which fly over the regions to be monitored. This technique is very expensive and imperfect, since an airplane or helicopter in flight is not always in the vicinity of an area where a fire breaks out.
Il a également été proposé d'installer des lidars pour détecter des élévations locales de température de l'air et des courants de convexion naturelle liés à un début d'incendie. Cependant, les systèmes lidar sont très onéreux et ne peuvent fonctionner que dans les régions plates dépourvues de relief (une élevation de terrain en arrière plan crée un écho lidar qui perturbe la détection). It has also been proposed to install lidars to detect local increases in air temperature and natural convection currents linked to the start of a fire. However, lidar systems are very expensive and can only work in flat regions lacking in relief (an elevation of terrain in the background creates a lidar echo which disturbs detection).
Il a également été proposé d'utiliser des caméras thermiques, travaillant en général dans le spectre infra-rouge, pour observer une région boisée ou à risque d'incendie et y détecter des élévations locales de température causées par des débuts d'incendie. Cette technique a pour inconvénient le coût élevé des caméras thermiques. De plus, la présence d'autres points chauds dans la zone observée est de nature à perturber la détection des débuts d'incendie et amène généralement à associer d'autres détecteurs aux caméras thermiques, pour limiter le nombre des fausses alarmes. It has also been proposed to use thermal imaging cameras, generally working in the infrared spectrum, to observe a wooded area or area at risk of fire and to detect local temperature rises caused by the start of fire. This technique has the disadvantage of the high cost of thermal cameras. In addition, the presence of other hot spots in the observed area is likely to disturb the detection of the start of fire and generally leads to associating other detectors with thermal cameras, to limit the number of false alarms.
L'invention a pour objet un procédé et un dispositif de détection automatique rapide d'un début d'incendie dans une région boisée, ou à végétation susceptible de s'enflammer, ce procédé et ce dispositif n'étant pas soumis aux inconvénients de la technique antérieure. The subject of the invention is a method and a device for rapid automatic detection of the start of a fire in a wooded region, or with vegetation liable to ignite, this method and this device not being subject to the drawbacks of the prior art.
Elle a également pour objet un procédé et un dispositif de ce type, qui permettent de détecter un départ de feu très rapidement et avec une grande fiabilité. It also relates to a method and a device of this type, which make it possible to detect a start of fire very quickly and with great reliability.
Elle a encore pour objet un procédé et un dispositif de ce type produisant un nombre relativement très limité de fausses alarmes. It also relates to a method and a device of this type producing a relatively very limited number of false alarms.
Elle a encore pour objet un procédé et un dispositif de ce type qui sont relativement peu coûteux et faciles à mettre en oeuvre. It also relates to a method and a device of this type which are relatively inexpensive and easy to implement.
Ce procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste à acquérir, par voie optique dans le spectre visible, des images vidéo d'une zone à surveiller, à détecter automatiquement dans ces images les mouvements de volutes ou nuages de fumée créés par un départ de feu, et à produire une alarme à l'intention d'un opérateur, la détection des mouvements de volutes ou nuages de fumée consistant essentiellement à comparer des images successives à une image de référence pour détecter des mouvements et à analyser l'importance et la cohérence des mouvements détectés pour éliminer des mouvements parasites tels que des mouvements de feuillage, des reflets sur des plans d'eau, des variations d'éclairage, des vols d'oiseaux. This method according to the invention is characterized in that it consists in acquiring, by optical means in the visible spectrum, video images of an area to be monitored, in automatically detecting in these images the movements of volutes or clouds of smoke created by a start of fire, and to produce an alarm intended for an operator, the detection of the movements of volutes or clouds of smoke consisting essentially in comparing successive images with a reference image to detect movements and to analyze the importance and coherence of detected movements to eliminate parasitic movements such as leaf movements, reflections on water bodies, variations in lighting, flocks of birds.
L'invention est basée sur la constation surprenante pour l'homme du métier, que des techniques connues de traitement de signaux vidéo, appliquées habituellement à la surveillance de locaux ou de terrains pour la détection de véhicules et de personnes en mouvement, peuvent également être appliquées avec de très bons résultats à la détection de volutes ou nuages de fumée en mouvement, bien que ces nuages ou volutes soient par nature plus ou moins transparents et de forme continuellement changeante. The invention is based on the surprising observation for those skilled in the art, that known techniques for processing video signals, usually applied to the surveillance of premises or grounds for the detection of vehicles and people in motion, can also be used. applied with very good results to the detection of volutes or clouds of smoke in motion, although these clouds or volutes are by nature more or less transparent and of continuously changing shape.
L'invention consiste donc essentiellement à détecter, non pas une flamme ou une lueur produite par un début d'incendie, mais le mouvement des fumées qui sont entrainées par le vent. Cette détection est réalisée en quelques secondes et permet un repérage très rapide d'un départ de feu, avec une sensibilité en contraste au moins égale ou même supérieure à celle de l'oeil humain lorsque le départ de feu a lieu à quelques kilomètres du point d'observation. The invention therefore essentially consists in detecting, not a flame or a glow produced by the start of a fire, but the movement of the fumes which are carried by the wind. This detection is carried out in a few seconds and allows a very rapid identification of a fire start, with a contrast sensitivity at least equal to or even greater than that of the human eye when the fire start takes place a few kilometers from the point of observation.
De préférence, le procédé selon l'invention consiste à détecter les mouvements de volutes ou nuages de fumée par rapport à un arrière plan ne comprenant pas de ciel. Preferably, the method according to the invention consists in detecting the movements of volutes or clouds of smoke with respect to a background not comprising a sky.
On évite ainsi de détecter les mouvements des nuages dans le ciel qui seraient susceptibles de provoquer des fausses alarmes. This avoids detecting the movements of clouds in the sky which could cause false alarms.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ce procédé consiste également à supprimer, dans les images de la zone à surveiller, des parties prédéterminées correspondant respectivement à des voies de passage de véhicules et à du ciel, avant de procéder à la détection des mouvements de volutes ou nuages de fumée. According to another characteristic of the invention, this method also consists in removing, in the images of the area to be monitored, predetermined parts corresponding respectively to vehicle passageways and to the sky, before proceeding to detect movements. swirls or clouds of smoke.
Cette suppression préalable de parties prédéterminées des images vidéo avant leur traitement permet de simplifier et d'accélérer ce traitement, tout en réduisant également le nombre de fausses alarmes. This prior deletion of predetermined parts of the video images before their processing makes it possible to simplify and speed up this processing, while also reducing the number of false alarms.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le procédé consiste également à repérer et à signaler à l'opérateur les positions des volutes ou nuages de fumée dans les images vidéo de la zone à surveiller. According to yet another characteristic of the invention, the method also consists in locating and signaling to the operator the positions of the volutes or clouds of smoke in the video images of the zone to be monitored.
En cas d'alarme, un coup d'oeil sur un écran de contrôle suffit alors à un opérateur pour vérifier si les objets mobiles détectés automatiquement sont ou non des volutes ou des nuages de fumée causés par un départ de feu. In the event of an alarm, a glance on a control screen is then sufficient for an operator to check whether or not the mobile objects detected automatically are swirls or clouds of smoke caused by the start of a fire.
Le cas échéant, l'opérateur peut commander à distance la caméra de surveillance pour obtenir une vue rapprochée de la zone d'où partent les nuages ou volutes de fumée, et vérifier plus aisément s'il s'agit ou non d'un début d'incendie. If necessary, the operator can remotely control the surveillance camera to obtain a close-up view of the area from which the clouds or swirls of smoke leave, and more easily check whether or not this is a start of fire.
L'invention propose également un dispositif de détection automatique rapide de feux de forêt dans une zone à surveiller, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend
- au moins une caméra vidéo d'observation de la zone à surveiller, cette caméra comprenant une matrice de photodétecteurs sensibles au spectre visible, par exemple du type CCD,
- au moins un système de traitement de signal, recevant les images vidéo fournies par la caméra,
- et au moins un écran de visualisation connecté à une sortie du système de traitement pour l'affichage des images vidéo traitées par le système précité,
ce dernier comprenant des moyens de numérisation des images vidéo fournies par la caméra, des moyens de comparaison d'images successives numérisées à une image de référence et d'établissement de leurs différences, des moyens de détermination de seuils par groupes de pixels, ces seuils étant adaptatifs dans l'espace et dans le temps, des moyens de comparaison de ces seuils aux différences précitées pour l'élimination du bruit et la binarisation des différences significatives, des moyens de détermination de l'importance et de la cohérence des différences binarisées pour l'élimination de différences correspondant à des mouvements parasites tels que des mouvements de feuillage, des reflets sur des plans d'eau, des variations d'éclairage, des vols d'oiseaux, et des moyens de signalisation à l'attention d'un opérateur des différences correspondant à des mouvements de volutes ou nuages de fumée.The invention also provides a device for the rapid automatic detection of forest fires in an area to be monitored, this device being characterized in that it comprises
at least one video camera for observing the area to be monitored, this camera comprising a matrix of photodetectors sensitive to the visible spectrum, for example of the CCD type,
- at least one signal processing system, receiving the video images supplied by the camera,
and at least one display screen connected to an output of the processing system for displaying the video images processed by the aforementioned system,
the latter comprising means for digitizing the video images supplied by the camera, means for comparing successive digitized images with a reference image and establishing their differences, means for determining thresholds by groups of pixels, these thresholds being adaptive in space and in time, means for comparing these thresholds to the aforementioned differences for the elimination of noise and the binarization of significant differences, means for determining the importance and the consistency of the binarized differences for the elimination of differences corresponding to parasitic movements such as movements of foliage, reflections on bodies of water, variations in lighting, flocks of birds, and means of signaling to the attention of a operator of the differences corresponding to movements of volutes or clouds of smoke.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention, le système de traitement de l'information comprend également
- des moyens de corrélation temporelle par analyse et vérification des trajectoires des objets mobiles détectés,
- des moyens de limitation du traitement à des objets mobiles dont la taille apparente et le rapport taille apparente sur vitesse apparente sont compris entre des valeurs limites prédéterminées.According to other features of the invention, the information processing system also comprises
- time correlation means by analysis and verification of the trajectories of the detected mobile objects,
means for limiting the processing to mobile objects whose apparent size and the apparent size to apparent speed ratio are between predetermined limit values.
On peut ainsi éviter de prendre en compte des mouvements n'ayant aucun rapport avec les mouvements des fumées produites par un début d'incendie, et donc limiter le nombre de fausses alarmes. We can thus avoid taking into account movements unrelated to the movements of the smoke produced by a fire, and therefore limit the number of false alarms.
Avantageusement, ce dispositif comprend également des moyens de commande d'orientation de la caméra vidéo pour réaliser un balayage de la zone à surveiller avec arrêt pendant des durées prédéterminées dans au moins deux orientations prédéterminées. Advantageously, this device also comprises means for controlling the orientation of the video camera for scanning the area to be monitored with stop for predetermined durations in at least two predetermined orientations.
Cela permet de surveiller une zone relativement très étendue avec une seule caméra, tout en gardant une résolution et une qualité d'image acceptables. This allows a relatively large area to be monitored with a single camera, while maintaining acceptable resolution and image quality.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, ce dispositif comprend plusieurs caméras vidéo installées en un même site d'observation et orientées pour surveiller des zones par exemple sensiblement contigus ou adjacentes. In a preferred embodiment of the invention, this device comprises several video cameras installed at the same observation site and oriented to monitor areas for example substantially contiguous or adjacent.
Avantageusement, le dispositif comprend alors des moyens de transmission, par exemple hertzienne, des images vidéo fournies par les caméras à une unité centrale installée à distance et comprenant le système précité de traitement de signal. Advantageously, the device then comprises means of transmission, for example wireless, video images supplied by the cameras to a central unit installed remotely and comprising the aforementioned signal processing system.
Cette unité centrale peut alors recevoir les images vidéo fournies par un nombre relativement élevé de caméras surveillant une région très étendue. This central unit can then receive the video images supplied by a relatively large number of cameras monitoring a very large region.
Avantageusement, le dispositif comprend également des moyens autonomes d'alimentation électrique des caméras précitées et des moyens associés par exemple de transmission, de motorisation et de commande, ces moyens comprenant par exemple des éoliennes ou des générateurs solaires d'énergie électrique connectés à des accumulateurs électriques. Advantageously, the device also comprises autonomous means of electrical supply of the aforementioned cameras and associated means for example of transmission, motorization and control, these means comprising for example wind turbines or solar generators of electrical energy connected to accumulators electric.
De façon générale, l'invention permet de détecter très rapidement, en quelques secondes, des nuages ou volutes de fumée produites par un départ de feu dans une région boisée ou analogue, avec une fiabilité très élevée et un taux de fausses alarmes relativement très faible. In general, the invention makes it possible to very quickly detect, in a few seconds, clouds or swirls of smoke produced by a fire starting in a wooded region or the like, with very high reliability and a relatively very low rate of false alarms. .
Elle apporte une aide précieuse et indispensable à des opérateurs chargés de la surveillance de régions de très grande étendue. It provides invaluable and essential assistance to operators responsible for monitoring very large areas.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels
La Figure 1 représente schématiquement l'agencement d'un dispositif selon l'invention pour la surveillance d'une région boisée
La Figure 2 est une vue schématique de dessus, à plus grande échelle, d'un groupe de caméras faisant partie de ce dispositif
La Figure 3 représente schématiquement, sous forme de blocs,l'ensemble d'un dispositif conforme à l'invention
La Figure 4 est un organigramme des opérations essentielles du traitement de signal mis en oeuvre dans l'invention.The invention will be better understood and other characteristics, details and advantages thereof will appear on reading the description which follows, given by way of example with reference to the appended drawings in which
Figure 1 schematically shows the arrangement of a device according to the invention for monitoring a wooded area
Figure 2 is a schematic top view, on a larger scale, of a group of cameras forming part of this device
Figure 3 shows schematically, in the form of blocks, the assembly of a device according to the invention
Figure 4 is a flow diagram of the essential operations of the signal processing implemented in the invention.
On se réfère tout d'abord aux Figures 1 et 2, qui illustrent schématiquement l'observation d'une région boisée 10 au moyen d'une ou de plusieurs caméras vidéo 12. Reference is first made to FIGS. 1 and 2, which schematically illustrate the observation of a wooded region 10 by means of one or more video cameras 12.
La ou les caméras vidéo 12 sont montées à un niveau élevé par rapport à la région environnante 10, par exemple au sommet d'un pylone 14 ou d'une élévation de terrain. The video camera or cameras 12 are mounted at a high level with respect to the surrounding region 10, for example at the top of a pylon 14 or of a terrain elevation.
Les caméras 12 sont des caméras classiques de surveillance à matrice de photodétecteurs travaillant dans le spectre visible, par exemple du type CCD. Elles comprennent un objectif 16 de prise de vue, qui peut être éventuellement à focale variable, et qui a par exemple un angle d'ouverture de 30 à 45 environ, pour former sur la matrice de photodétecteur l'image d'une zone relativement étendue de la région boisée 10 à surveiller. The cameras 12 are conventional surveillance cameras with a matrix of photodetectors working in the visible spectrum, for example of the CCD type. They include a shooting lens 16, which can be optionally with variable focal length, and which has for example an opening angle of 30 to 45 approximately, to form on the photodetector matrix the image of a relatively large area. of wooded area 10 to watch.
Comme représenté schématiquement en Figure 2, on peut prévoir un groupe de quatre caméras 12 orientées à 90 les unes des autres et portées chacune par un support motorisé 18 pivotant autour d'un axe sensiblement vertical ou légèrement incliné par rapport à la verticale, de façon à ce que chaque caméra 12 puisse balayer un champ d'environ 90 en s'arrêtant pendant des durées prédéterminées (par exemple de l'ordre d'une vingtaine de secondes) dans deux ou trois positions prédéterminées, l'ensemble des quatre caméras 12 permettant alors de couvrir un champ d'observation de 360 autour d'un axe vertical. As shown schematically in Figure 2, one can provide a group of four cameras 12 oriented 90 from each other and each carried by a motorized support 18 pivoting about an axis substantially vertical or slightly inclined relative to the vertical, so so that each camera 12 can scan a field of about 90 while stopping for predetermined times (for example of the order of twenty seconds) in two or three predetermined positions, all four cameras 12 thus making it possible to cover a field of observation of 360 around a vertical axis.
En variante, les caméras 12 peuvent être montées fixement sur un support commun orientable et motorisé. As a variant, the cameras 12 can be fixedly mounted on a common orientable and motorized support.
Typiquement la distance maximale d'observation est de l'ordre de cinq à dix kilomètres. Typically the maximum observation distance is of the order of five to ten kilometers.
Quand la région à surveiller est très étendue, il est avantageux de prévoir une unité centrale de traitement des signaux vidéo fournis par les caméras de surveillance, et de relier cette unité centrale aux caméras vidéo par tous moyens appropriés (électriques, optiques, radio-électriques, etc). When the area to be monitored is very large, it is advantageous to provide a central processing unit for the video signals supplied by the surveillance cameras, and to connect this central processing unit to the video cameras by any appropriate means (electrical, optical, radio-electric , etc).
Par exemple, et comme représenté en Figure 3, chaque caméra 12 ou chaque groupe de caméras installées en un même point d'observation, peut être relié par câble et éventuellement par des moyens de multiplexage à un transmetteur 20 installé au même endroit et émettant par voie hertzienne les signaux vidéo fournis par les caméras 12 à destination d'un réseau de transmetteurs 22 reliés par exemple par câble à une unité centrale 24 comprenant un ou plusieurs systèmes de traitement de signal 26 et des écrans 28 de visualisation des images vidéo reçues par le système 26 et traitées par ce dernier pour signaler, à l'attention d'un ou de plusieurs opérateurs se tenant devant les écrans 28, la présence de nuages ou de volutes de fumée détectés dans les images vidéo fournies par les caméras 12. For example, and as shown in FIG. 3, each camera 12 or each group of cameras installed at the same observation point can be connected by cable and optionally by multiplexing means to a transmitter 20 installed at the same location and transmitting by wireless video signals supplied by the cameras 12 to a network of transmitters 22 connected for example by cable to a central unit 24 comprising one or more signal processing systems 26 and screens 28 for viewing the video images received by the system 26 and processed by the latter to signal, to the attention of one or more operators standing in front of the screens 28, the presence of clouds or swirls of smoke detected in the video images supplied by the cameras 12.
Comme on l'a représenté également schématiquement en Figure 3, les caméras 12, les transmetteurs associés 20 et les moyens de commande des caméras 12 sont reliés à des moyens 30 d'alimentation en énergie électrique, qui peuvent être par exemple des moyens autonomes tels que des éoliennes ou des générateurs solaires d'énergie électrique connectés à des batteries d'accumulateurs électriques. As also shown schematically in FIG. 3, the cameras 12, the associated transmitters 20 and the control means of the cameras 12 are connected to means 30 for supplying electrical energy, which can for example be autonomous means such as than wind turbines or solar electric power generators connected to electric storage batteries.
Comme indiqué plus haut, le système de traitement 26 permet la détection et le repérage automatique de volutes ou de nuages de fumée en mouvement dans les images vidéo fournies par les caméras 12. Un tel système est actuellement disponible dans le commerce et est commercialisé par la Société BERTIN et CIE sous la dénomination SIAM. On peut également utiliser un système de traitement tel que celui décrit dans le Brevet
Européen 0296011 de la Déposante, moyennant quelques adaptations à la portée de l'homme du métier.As indicated above, the processing system 26 allows the automatic detection and detection of volutes or clouds of smoke in motion in the video images supplied by the cameras 12. Such a system is currently commercially available and is marketed by the BERTIN and CIE under the name SIAM. It is also possible to use a processing system such as that described in the patent.
European 0296011 of the Applicant, with some adaptations to the scope of the skilled person.
Ces systèmes sont actuellement utilisés pour la détection des mouvements de personnes et/ou de véhicules, à des fins de surveillance de locaux, d'installations civiles ou militaires, et de terrains. These systems are currently used for detecting the movement of people and / or vehicles, for the surveillance of premises, civil or military installations, and land.
La présente invention prévoit de les utiliser pour la détection des mouvements de nuages ou de volutes de fumée produits par un départ de feu dans une région boisée ou analogue, en procédant de la façon décrite en référence à la Figure 4 qui est un organigramme simplifié des opérations essentielles de traitement de signal réalisées par le système 26. The present invention provides for using them for the detection of the movements of clouds or curls of smoke produced by a fire starting in a wooded area or the like, by proceeding in the manner described with reference to FIG. 4 which is a simplified flowchart of the essential signal processing operations performed by the system 26.
La première opération 32 réalisée par ce système consiste à numériser les images vidéo fournies par une caméra 12. The first operation 32 performed by this system consists in digitizing the video images supplied by a camera 12.
L'opération suivante 34 peut comprendre une convolution spatiale permettant d'augmenter le rapport signal sur bruit et de diminuer la sensibilité du système aux turbulences, cette convolution spatiale consistant essentiellement à remplacer chaque pixel d'une image par la moyenne d'un groupe de pixels environnants. The following operation 34 can comprise a spatial convolution making it possible to increase the signal to noise ratio and to decrease the sensitivity of the system to turbulence, this spatial convolution consisting essentially in replacing each pixel of an image by the average of a group of surrounding pixels.
L'opération suivante 36 peut consister à créér une image de référence à partir des images précédant une image en cours de traitement, ce qui permet notamment d'éliminer des variations très brêves de certains pixels. The following operation 36 may consist in creating a reference image from the images preceding an image being processed, which in particular makes it possible to eliminate very brief variations of certain pixels.
L'opération suivante 38 consiste à comparer l'image courante en cours de traitement à l'image de référence pour obtenir leurs différences. Cette opération permet d'identifier les pixels qui ont varié par rapport à l'image de référence. The following operation 38 consists in comparing the current image being processed with the reference image to obtain their differences. This operation identifies the pixels that have varied from the reference image.
L'opération suivante 40 consiste en une intégration temporelle des différences d'images ainsi obtenues, cette intégration étant réalisée sur des durées ou des nombres d'images successives qui sont choisis de façon appropriée en fonction de la vitesse de variation du phénomène à détecter. The following operation 40 consists in a temporal integration of the differences of images thus obtained, this integration being carried out over durations or numbers of successive images which are chosen in an appropriate manner according to the speed of variation of the phenomenon to be detected.
Typiquement, cette intégration est réalisée sur un nombre relativement faible d'images successives. Typically, this integration is carried out on a relatively small number of successive images.
L'opération suivante 42 consiste à déterminer des seuils par groupe de pixels, ces seuils étant adaptatifs dans l'espace et dans le temps, dans la mesure où ils peuvent varier d'un groupe de pixels à l'autre dans une image donnée et varier également dans le temps pour un groupe de pixels donné. Ces seuils sont déterminés à partir d'une estimation du bruit mesuré dans chaque groupe de pixels. The following operation 42 consists in determining thresholds per group of pixels, these thresholds being adaptive in space and in time, insofar as they can vary from one group of pixels to another in a given image and also vary over time for a given group of pixels. These thresholds are determined from an estimate of the noise measured in each group of pixels.
L'opération suivante 44 consiste à comparer à ces seuils les différences précitées obtenues à l'issue de l'opération 40 et à affecter des valeurs binaires à ces différences selon qu'elles sont supérieures ou inférieures aux seuils précités. The following operation 44 consists in comparing to these thresholds the aforementioned differences obtained at the end of the operation 40 and in assigning binary values to these differences according to whether they are greater or less than the aforementioned thresholds.
L'opération suivante 46 consiste essentiellement en une analyse de connexité des pixels pour lesquels on a détecté des différences binaires non nulles, chaque pixel étant aggloméré avec son voisin s'il présente la même différence binaire que celui-ci. Cette opération permet d'éliminer des pixels isolés et de regrouper les pixels connexes de même différence binaire pour former des éléments caractérisés essentiellement par la valeur de cette différence binaire et par le nombre de pixels qu'ils comprennent. The following operation 46 essentially consists in a connectivity analysis of the pixels for which non-zero binary differences have been detected, each pixel being agglomerated with its neighbor if it has the same binary difference as the latter. This operation makes it possible to eliminate isolated pixels and to group together the related pixels of the same binary difference to form elements characterized essentially by the value of this binary difference and by the number of pixels which they comprise.
L'opération suivante 48 est une corrélation temporelle permettant de vérifier si les éléments détectés à l'issue de l'opération précédente 46 suivent ou non une trajectoire cohérente. Cette corrélation temporelle comprend donc des fonctions d'initialisation de trajectoires et de mise à jour de trajectoires. The following operation 48 is a time correlation making it possible to check whether the elements detected at the end of the previous operation 46 or not follow a coherent trajectory. This temporal correlation therefore includes functions for initializing trajectories and updating trajectories.
L'opération suivante 50 consiste à repérer et signaler de façon visible sur les écrans 28 les fumées en mouvement qui ont été détectées dans les images vidéo fournies par les caméras 12. On peut par exemple encadrer sur l'écran les fumées détectées, ou les faire apparaître en surbrillance, etc. The following operation 50 consists in locating and visibly signaling on the screens 28 the moving fumes which have been detected in the video images supplied by the cameras 12. It is for example possible to frame the detected fumes on the screen, or the highlight, etc.
Toutes les opérations de traitement de signal qui ont été décrites en référence à la Figure 4 sont chacune bien connues de l'homme du métier. Leur application à la détection automatique rapide des débuts d'incendie dans des régions boisées ou analogues doit également satisfaire aux contraintes suivantes
- la taille apparente (en pixels d'image) des objets à détecter et le rapport taille apparente/vitesse apparente de ces objets doivent être compris entre des valeurs limites prédéterminées,
- les mouvements des nuages ou volutes de fumée à détecter doivent être observés par rapport à un arrière plan situé sous la ligne d'horizon, c'est-à-dire ne comprenant pas de ciel,
- on supprime des images vidéo fournies par les caméras 12 toutes les parties correspondant à du ciel et à des voies de passage de véhicules, pour éviter de prendre en compte des passages de nuages dans le ciel, des déplacements de véhicules sur des routes, etc.All the signal processing operations which have been described with reference to FIG. 4 are each well known to those skilled in the art. Their application to the rapid automatic detection of the start of fire in wooded areas or the like must also satisfy the following constraints:
- the apparent size (in image pixels) of the objects to be detected and the apparent size / apparent speed ratio of these objects must be between predetermined limit values,
- the movements of the clouds or swirls of smoke to be detected must be observed in relation to a background situated below the horizon line, that is to say that does not include a sky,
- We delete video images provided by the cameras 12 all the parts corresponding to the sky and vehicle passageways, to avoid taking into account the passage of clouds in the sky, movement of vehicles on roads, etc. .
Les mouvements pararistes tels que des mouvements de feuillage, des reflets sur des plans d'eau ou des flaques d'eau, des variations d'éclairage, des vols d'oiseaux dans le champ des caméras 12, sont automatiquement éliminés par les opérations de traitement décrites en référence à la Figure 4. Dans ces conditions, les mouvements de volutes ou de nuages de fumée produites par un début d'incendie sont automatiquement détectés, avec une très grande fiabilité. Bien entendu, cette détection peut s'accompagner de quelques fausses alarmes, sce qui amène l'opérateur se tenant devant les écrans 28 à vérifier systématiquement, sur ses écrans, s'il constate lui-même un début d'incendie dans la zone signalée En cas de besoin, l'opérateur peut, par télécommande, obtenir une vue rapprochée de la zone en question. Pararist movements such as movements of foliage, reflections on bodies of water or puddles, variations in lighting, flights of birds in the field of cameras 12, are automatically eliminated by the operations of treatment described with reference to Figure 4. Under these conditions, the movements of volutes or clouds of smoke produced by the start of a fire are automatically detected, with very high reliability. Of course, this detection can be accompanied by a few false alarms, which causes the operator standing in front of the screens 28 to systematically check, on his screens, whether he himself sees a fire starting in the signaled area If necessary, the operator can, by remote control, obtain a close-up view of the area in question.
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GR1003060B (en) * | 1998-04-03 | 1999-01-27 | System of timely extinction fire forests, national parks, zoological gardens etc. | |
| EP0984413A2 (en) * | 1998-09-01 | 2000-03-08 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Method and system for automatic forest fire recognition |
| WO2003001187A1 (en) * | 2001-06-22 | 2003-01-03 | Siemens Building Technologies Ag | Video smoke detection system and method for examining the same |
| EP1449566A2 (en) * | 2003-02-21 | 2004-08-25 | Christos Doukas | Detector of heat sources |
| US6937743B2 (en) | 2001-02-26 | 2005-08-30 | Securiton, AG | Process and device for detecting fires based on image analysis |
| WO2007054630A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-05-18 | Smart Packaging Solutions (Sps) | Method and device for detecting forest fires |
| WO2010060407A1 (en) * | 2008-11-03 | 2010-06-03 | IQ Wireless Entwicklungsges. für Systeme und Technologien der Telekommunikation mbH | Method and device for the nighttime r4ecgnition of fires and differentiation from artificial light sources |
| EP2178056A3 (en) * | 2008-10-14 | 2010-06-23 | Nohmi Bosai Ltd. | Smoke detecting apparatus |
| US7769204B2 (en) * | 2006-02-13 | 2010-08-03 | George Privalov | Smoke detection method and apparatus |
| GB2472646A (en) * | 2009-08-14 | 2011-02-16 | Alan Frederick Boyd | CCTV system arranged to detect the characteristics of a fire |
| WO2019048601A1 (en) | 2017-09-09 | 2019-03-14 | Fcm Dienstleistungs Ag | Automatic early detection of smoke, soot and fire with increased detection reliability |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2729863B1 (en) * | 1995-01-31 | 1997-02-28 | Sextant Avionique | FIRE EXTINGUISHING ASSISTANCE DEVICE FOR WATER BOMBER AIRCRAFT |
| US5656813A (en) * | 1995-04-04 | 1997-08-12 | Gmd Systems, Inc. | Apparatus for imaging gas |
| PT102617B (en) | 2001-05-30 | 2004-01-30 | Inst Superior Tecnico | COMPUTER-CONTROLLED LIDAR SYSTEM FOR SMOKING LOCATION, APPLICABLE, IN PARTICULAR, TO EARLY DETECTION OF FIREFIGHTERS |
| EP1673613A1 (en) * | 2003-09-29 | 2006-06-28 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | An infrared detection apparatus |
| RU2554102C2 (en) * | 2013-09-25 | 2015-06-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Дисикон" | Distributed architecture of forest video monitoring |
| RU2594148C1 (en) * | 2015-07-20 | 2016-08-10 | Михаил Иванович Голубенко | Method of extinguishing fire on forest and peat arrays |
| CN113077604B (en) * | 2021-03-18 | 2022-10-11 | 合肥科大立安安全技术有限责任公司 | Tunnel type composite flame detection and identification method |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4633307A (en) * | 1984-09-13 | 1986-12-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Digital subtraction fluorographic method and apparatus |
| EP0234164A1 (en) * | 1985-12-31 | 1987-09-02 | François Patrice Didier Brown de Colstoun | Station and device using the back-scattering of a laser beam for detecting and localizing an object or a substance such as smoke from a fire |
| FR2643173A1 (en) * | 1988-11-04 | 1990-08-17 | Argamakoff Aleksy | Automatic detector of break-in or fire at great distance |
| JPH04167199A (en) * | 1990-10-31 | 1992-06-15 | Takuma Co Ltd | Device and method for monitoring smoke and fire in dust pit |
-
1992
- 1992-10-16 FR FR9212407A patent/FR2696939B1/en not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-10-13 WO PCT/FR1993/001011 patent/WO1994008660A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4633307A (en) * | 1984-09-13 | 1986-12-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Digital subtraction fluorographic method and apparatus |
| EP0234164A1 (en) * | 1985-12-31 | 1987-09-02 | François Patrice Didier Brown de Colstoun | Station and device using the back-scattering of a laser beam for detecting and localizing an object or a substance such as smoke from a fire |
| FR2643173A1 (en) * | 1988-11-04 | 1990-08-17 | Argamakoff Aleksy | Automatic detector of break-in or fire at great distance |
| JPH04167199A (en) * | 1990-10-31 | 1992-06-15 | Takuma Co Ltd | Device and method for monitoring smoke and fire in dust pit |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999051305A1 (en) * | 1998-04-03 | 1999-10-14 | Venetia Vallianatou | System for the timely extinction of fires in forests, national parks, zoological gardens, etc. |
| AU738422B2 (en) * | 1998-04-03 | 2001-09-20 | Venetia Vallianatou | System for the timely extinction of fires in forests, national parks, zoological gardens, etc |
| GR1003060B (en) * | 1998-04-03 | 1999-01-27 | System of timely extinction fire forests, national parks, zoological gardens etc. | |
| EP0984413A2 (en) * | 1998-09-01 | 2000-03-08 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Method and system for automatic forest fire recognition |
| EP0984413A3 (en) * | 1998-09-01 | 2004-06-09 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Method and system for automatic forest fire recognition |
| EP1628260A1 (en) * | 1998-09-01 | 2006-02-22 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Method and system for automatic forest fire recognition |
| US6937743B2 (en) | 2001-02-26 | 2005-08-30 | Securiton, AG | Process and device for detecting fires based on image analysis |
| AU2002312698B2 (en) * | 2001-06-22 | 2007-03-22 | Siemens Schweiz Ag | Video smoke detection system and method for examining the same |
| WO2003001187A1 (en) * | 2001-06-22 | 2003-01-03 | Siemens Building Technologies Ag | Video smoke detection system and method for examining the same |
| EP1449566A3 (en) * | 2003-02-21 | 2004-10-13 | Christos Doukas | Detector of heat sources |
| EP1449566A2 (en) * | 2003-02-21 | 2004-08-25 | Christos Doukas | Detector of heat sources |
| WO2007054630A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-05-18 | Smart Packaging Solutions (Sps) | Method and device for detecting forest fires |
| FR2893743A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-05-25 | Smart Packaging Solutions Sps | METHOD AND DEVICE FOR DETECTING FIRE IN A DRILL |
| US7769204B2 (en) * | 2006-02-13 | 2010-08-03 | George Privalov | Smoke detection method and apparatus |
| EP2178056A3 (en) * | 2008-10-14 | 2010-06-23 | Nohmi Bosai Ltd. | Smoke detecting apparatus |
| EP2461300A1 (en) | 2008-10-14 | 2012-06-06 | Nohmi Bosai Ltd. | Smoke detecting apparatus |
| US8208723B2 (en) | 2008-10-14 | 2012-06-26 | Nohmi Bosai Ltd. | Smoke detecting apparatus |
| WO2010060407A1 (en) * | 2008-11-03 | 2010-06-03 | IQ Wireless Entwicklungsges. für Systeme und Technologien der Telekommunikation mbH | Method and device for the nighttime r4ecgnition of fires and differentiation from artificial light sources |
| GB2472646A (en) * | 2009-08-14 | 2011-02-16 | Alan Frederick Boyd | CCTV system arranged to detect the characteristics of a fire |
| WO2019048601A1 (en) | 2017-09-09 | 2019-03-14 | Fcm Dienstleistungs Ag | Automatic early detection of smoke, soot and fire with increased detection reliability |
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