JP2006085608A - Apparatus and method for detecting smoke, system and method for distinguishing between mist and smoke, and programs therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、煙検出装置、煙検出方法、霧煙判別システム、霧煙判別方法、及びプログラムに関する。特に本発明は、煙の存在を検出する煙検出装置及び煙検出方法、当該煙検出装置用のプログラム、霧と煙とを判別する霧煙判別システム及び霧煙判別方法、並びに当該霧煙判別システム用のプログラムに関する。 The present invention relates to a smoke detection device, a smoke detection method, a fog detection system, a fog detection method, and a program. In particular, the present invention relates to a smoke detection device and a smoke detection method for detecting the presence of smoke, a program for the smoke detection device, a fog smoke discrimination system and a fog smoke discrimination method for discriminating fog and smoke, and the fog smoke discrimination system Related to the program.
従来、煙感知器を用いて煙の発生を検出することにより、火災の発生を検知する火災検知装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。このような火災検知装置では、暗箱内に煙が流入すると、暗箱内に流入した煙によって投光素子が投光する光が乱反射し、乱反射した光を受光素子が受光して電流を出力する。これにより煙が感知され、火災の発生を検出する。
しかしながら、近年の火災の原因は放火によるものが多く、このような場合には建物の外部から火災が発生する。上述のような煙感知器を用いた火災検地装置では、建物の内部に充満する煙を感知するので、建物の内部に発生した火災を検出することができるが、放火により建物の外部から発生した火災を早期に発見することができない。 However, the cause of fire in recent years is often due to arson. In such a case, a fire is generated from the outside of the building. In the fire detection device using the smoke detector as described above, it detects smoke that fills the inside of the building, so it can detect the fire that occurred inside the building, but it occurred from the outside of the building due to arson. The fire cannot be detected early.
そこで本発明は、上記の課題を解決することができる煙検出装置、煙検出方法、霧煙判別システム、霧煙判別方法、及びプログラムを提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。 Therefore, an object of the present invention is to provide a smoke detection device, a smoke detection method, a fog smoke discrimination system, a fog smoke discrimination method, and a program that can solve the above problems. This object is achieved by a combination of features described in the independent claims. The dependent claims define further advantageous specific examples of the present invention.
本発明の第1の形態によると、煙の存在を検出する煙検出装置であって、第1の波長帯域の光を受光して被写体を連続して撮像することにより複数の第1撮像画像を取得する第1撮像部と、第1の波長帯域より波長が長い第2の波長帯域の光を受光して被写体を連続して撮像することにより複数の第2撮像画像を取得する第2撮像部と、複数の第1撮像画像間の所定時間内における周波数成分の変化量、及び複数の第2撮像画像間の所定時間内における周波数成分の変化量を算出する変化量算出部と、変化量算出部が算出した複数の第1撮像画像間の周波数成分の変化量、及び複数の第2撮像画像間の周波数成分の変化量に基づいて、第1撮像部及び第2撮像部の撮像領域内に煙が発生したことを検出する煙検出部とを備える。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a smoke detection device that detects the presence of smoke, and receives a plurality of first captured images by receiving light in a first wavelength band and continuously imaging a subject. A first imaging unit to acquire, and a second imaging unit to acquire a plurality of second captured images by receiving light in a second wavelength band having a wavelength longer than the first wavelength band and continuously imaging the subject A change amount calculation unit that calculates a change amount of the frequency component in a predetermined time between the plurality of first captured images and a change amount of the frequency component in the predetermined time between the plurality of second captured images, and a change amount calculation Based on the amount of change in the frequency component between the plurality of first captured images calculated by the unit and the amount of change in the frequency component between the plurality of second captured images within the imaging region of the first imaging unit and the second imaging unit A smoke detector for detecting that smoke has been generated.
煙検出部は、複数の第1撮像画像間の所定周波数以上の高周波成分の減少量が、複数の第2撮像画像間の所定周波数以上の高周波成分の減少量よりも、予め定めた量より大きい場合に、第1撮像部及び第2撮像部の撮像領域内に煙が発生したことを検出してもよい。 The smoke detection unit is configured such that a reduction amount of a high frequency component of a predetermined frequency or more between the plurality of first captured images is larger than a predetermined amount than a reduction amount of a high frequency component of the predetermined frequency or more between the plurality of second captured images. In this case, it may be detected that smoke is generated in the imaging regions of the first imaging unit and the second imaging unit.
煙検出部は、複数の第1撮像画像間の所定周波数以上の高周波数成分の減少量が、複数の第1撮像画像間の所定周波数より小さい低周波数成分の減少量よりも、予め定めた量より大きい場合に、第1撮像部及び第2撮像部の撮像領域内に煙が発生したことを検出してもよい。 The smoke detection unit has a predetermined amount higher than a reduction amount of a low frequency component that is smaller than a predetermined frequency between a plurality of first captured images, with a reduction amount of a high frequency component that is equal to or higher than a predetermined frequency between the plurality of first captured images. When larger than this, it may be detected that smoke is generated in the imaging regions of the first imaging unit and the second imaging unit.
第1撮像部は、可視光を受光して被写体を撮像し、第2撮像部は、赤外光を受光して被写体を撮像してもよい。 The first imaging unit may receive visible light and image a subject, and the second imaging unit may receive infrared light and image the subject.
第1の波長帯域の光を被写体に投光する第1光源と、第2の波長帯域の光を被写体に投光する第2光源とをさらに備え、第1撮像部は、第1光源が投光しているときに第1撮像画像を取得し、第2撮像部は、第2光源が投光しているときに第2撮像画像を取得してもよい。 A first light source that projects light of the first wavelength band onto the subject; and a second light source that projects light of the second wavelength band onto the subject. The first imaging unit projects the first light source. The first captured image may be acquired when the light is shining, and the second imaging unit may acquire the second captured image when the second light source is projecting light.
本発明の第2の形態によると、煙の存在を検出する煙検出方法であって、第1の波長帯域の光を受光して被写体を連続して撮像することにより複数の第1撮像画像を取得する段階と、第1の波長帯域より波長が長い第2の波長帯域の光を受光して被写体を連続して撮像することにより複数の第2撮像画像を取得する段階と、複数の第1撮像画像間の所定時間内における周波数成分の変化量、及び複数の第2撮像画像間の所定時間内における周波数成分の変化量を算出する段階と、算出された複数の第1撮像画像間の周波数成分の変化量、及び複数の第2撮像画像間の周波数成分の変化量に基づいて、第1撮像部及び第2撮像部の撮像領域内に煙が発生したことを検出する段階とを備える。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a smoke detection method for detecting the presence of smoke, wherein a plurality of first captured images are obtained by receiving light in a first wavelength band and continuously imaging a subject. Acquiring a plurality of second captured images by receiving light in a second wavelength band having a wavelength longer than the first wavelength band and continuously imaging the subject; and a plurality of first images A step of calculating a change amount of a frequency component within a predetermined time between captured images and a change amount of a frequency component within a predetermined time between a plurality of second captured images, and the calculated frequency between the plurality of first captured images. Detecting the occurrence of smoke in the imaging region of the first imaging unit and the second imaging unit based on the component variation and the frequency component variation between the plurality of second captured images.
本発明の第3の形態によると、煙の存在を検出する煙検出装置用のプログラムであって、煙検出装置を、第1の波長帯域の光を受光して被写体を連続して撮像することにより複数の第1撮像画像を取得する第1撮像部、第1の波長帯域より波長が長い第2の波長帯域の光を受光して被写体を連続して撮像することにより複数の第2撮像画像を取得する第2撮像部、複数の第1撮像画像間の所定時間内における周波数成分の変化量、及び複数の第2撮像画像間の所定時間内における周波数成分の変化量を算出する変化量算出部、変化量算出部が算出した複数の第1撮像画像間の周波数成分の変化量、及び複数の第2撮像画像間の周波数成分の変化量に基づいて、第1撮像部及び第2撮像部の撮像領域内に煙が発生したことを検出する煙検出部として機能させる。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a program for a smoke detection device for detecting the presence of smoke, wherein the smoke detection device receives light in the first wavelength band and continuously images a subject. A first imaging unit that acquires a plurality of first captured images by receiving light in a second wavelength band having a wavelength longer than the first wavelength band, and continuously imaging the subject to thereby capture a plurality of second captured images. Change amount calculation for calculating a change amount of a frequency component in a predetermined time between a plurality of first captured images and a change amount of a frequency component in a predetermined time between the plurality of second captured images. The first imaging unit and the second imaging unit based on the amount of change in the frequency component between the plurality of first captured images calculated by the unit and the amount of change calculation unit, and the amount of change in the frequency component between the plurality of second captured images. A smoke detector for detecting the occurrence of smoke in the imaging area of To function Te.
本発明の第4の形態によると、霧と煙とを判別する霧煙判別システムであって、建物の周囲の複数箇所をそれぞれ連続して撮像し、複数の撮像画像をそれぞれ取得する複数の撮像部と、複数の撮像部のそれぞれが撮像した複数の撮像画像に基づいて、複数の撮像部のそれぞれの撮像領域における煙又は霧の濃度の変化を算出する濃度算出部と、複数の撮像部のうちの一の撮像部の撮像領域における煙又は霧の濃度の増加量が、複数の撮像部のうちの他の撮像部の撮像領域における煙又は霧の濃度の増加量よりも、所定値以上大きい場合に、一の撮像部の撮像領域付近において煙が発生していると判断する霧煙判別部とを備える。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a fog smoke discrimination system for discriminating fog and smoke, and sequentially imaging a plurality of locations around a building and acquiring a plurality of captured images, respectively. A density calculation unit that calculates a change in smoke or fog density in each imaging region of the plurality of imaging units based on a plurality of captured images captured by each of the plurality of imaging units, and a plurality of imaging units The increase amount of smoke or fog density in the imaging region of one of the imaging units is greater than a predetermined value than the increase amount of smoke or fog concentration in the imaging region of the other imaging unit among the plurality of imaging units. In this case, a fog smoke determination unit that determines that smoke is generated in the vicinity of the imaging region of one imaging unit.
複数の撮像部がそれぞれ撮像した複数の撮像画像に基づいて、複数の撮像画像の周波数成分の分布を算出する周波数分布算出部をさらに備え、濃度算出部は、変化量算出部が算出した複数の撮像画像の周波数成分の分布の変化に基づいて、複数の撮像部のそれぞれの撮像領域における煙又は霧の濃度を算出してもよい。 A frequency distribution calculating unit that calculates the distribution of frequency components of the plurality of captured images based on the plurality of captured images captured by the plurality of imaging units, respectively, and the density calculating unit includes the plurality of calculated amount of variation calculated by the change amount calculating unit. Based on the change in the distribution of the frequency components of the captured image, the smoke or fog concentration in each imaging region of the plurality of imaging units may be calculated.
本発明の第5の形態によると、霧と煙とを判別する霧煙判別方法であって、建物の周囲の複数箇所を複数の撮像部によってそれぞれ連続して撮像する段階と、複数の撮像部のそれぞれが撮像した複数の撮像画像に基づいて、複数の撮像部のそれぞれの撮像領域における煙又は霧の濃度を算出する段階と、複数の撮像部のうちの一の撮像部の撮像領域における煙又は霧の濃度の増加量が、複数の撮像部のうちの他の撮像部の撮像領域における煙又は霧の濃度の増加量よりも、所定値以上大きい場合に、一の撮像部の撮像領域付近において煙が発生していると判断する段階とを備える。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for distinguishing fog and smoke, wherein a plurality of locations around a building are successively imaged by a plurality of imaging units, and a plurality of imaging units. Calculating smoke or fog density in each imaging region of the plurality of imaging units based on a plurality of captured images captured by each of the imaging units, and smoke in the imaging region of one imaging unit among the plurality of imaging units Alternatively, when the amount of increase in the fog density is greater than the amount of increase in smoke or fog density in the imaging region of the other imaging unit among the plurality of imaging units by a predetermined value or more, near the imaging region of one imaging unit Determining that smoke is generated.
本発明の第6の形態によると、霧と煙とを判別する霧煙判別システム用のプログラムであって、霧煙判別システムを、建物の周囲の複数箇所をそれぞれ撮像し、撮像画像をそれぞれ取得する複数の撮像部、複数の撮像部のそれぞれが撮像した複数の撮像画像に基づいて、複数の撮像部のそれぞれの撮像領域における煙又は霧の濃度を算出する濃度算出部、複数の撮像部のうちの一の撮像部の撮像領域における煙又は霧の濃度の増加量が、複数の撮像部のうちの他の撮像部の撮像領域における煙又は霧の濃度の増加量よりも、所定値以上大きい場合に、一の撮像部の撮像領域付近において煙が発生していると判断する霧煙判別部として機能させる。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a program for a fog smoke discrimination system that discriminates fog and smoke, and each of the fog smoke discrimination system images a plurality of locations around a building and acquires captured images respectively. A plurality of imaging units, a density calculating unit that calculates smoke or fog density in each imaging region of the plurality of imaging units based on a plurality of captured images captured by each of the plurality of imaging units, and a plurality of imaging units The increase amount of smoke or fog density in the imaging region of one of the imaging units is greater than a predetermined value than the increase amount of smoke or fog concentration in the imaging region of the other imaging unit among the plurality of imaging units. In this case, it is made to function as a fog smoke determining unit that determines that smoke is generated in the vicinity of the imaging region of one imaging unit.
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となりうる。 Note that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention, and sub-combinations of these feature groups can also be the invention.
本発明によれば、煙の存在を正確に検出して火災を早期に発見することができる。 According to the present invention, it is possible to detect the presence of smoke accurately and detect a fire at an early stage.
以下、発明の実施形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention. However, the following embodiments do not limit the claimed invention, and all combinations of features described in the embodiments are inventions. It is not always essential to the solution.
図1は、本発明の第1実施形態に係る煙検出装置100の利用環境の一例を示す。煙検出装置100は、例えば、建物の屋根又は建物を囲む塀等に設置され、感知可能な波長帯域が異なる受光素子をそれぞれ有する複数の撮像部のそれぞれによって建物の壁面を撮像し、複数の撮像画像を取得する。そして、煙検出装置100は、建物の壁面の複数の撮像画像を比較及び解析して火災の発生の有無を判断する。煙検出装置100が火災の発生を検出した場合には、インターネット等の通信回線を介して、建物の所有者に通知してもよいし、セキュリティ会社又は警察署に通報してもよい。
FIG. 1 shows an example of a usage environment of a
なお、煙検出装置100が備える構成要素のうち、撮像機能のみが建物の屋根又は建物を囲む塀等に設置され、その他の機能は建物内のパーソナルコンピュータ等によって実現されてもよい。また、煙検出装置100の撮像機能は、建物への侵入者を監視する防犯システムの監視カメラと共用されてもよい。これにより、煙検出装置100又は防犯システムのコストを低減させることができる。
Of the components included in the
図2は、第1実施形態に係る煙検出装置100の構成の一例を示す。煙検出装置100は、第1光源200、第1撮像部202、第1撮像画像保持部204、第1周波数成分算出部206、第1変化量算出部208、第2光源210、第2撮像部212、第2撮像画像保持部214、第2周波数成分算出部216、第2変化量算出部218、及び煙検出部220を備える。
FIG. 2 shows an example of the configuration of the
なお、第1光源200、第1撮像部202、第2光源210、及び第2撮像部212は、建物を外部から撮像又は建物に外部から投光するために、図1に示したように建物の外部に設けられる。一方、第1撮像画像保持部204、第1周波数成分算出部206、第1変化量算出部208、第2撮像画像保持部214、第2周波数成分算出部216、第2変化量算出部218、及び煙検出部220は、第1光源200、第1撮像部202、第2光源210、及び第2撮像部212とともに建物の外部に設けられてもよいし、建物の内部等の第1光源200、第1撮像部202、第2光源210、及び第2撮像部212とは異なる場所に設けられてもよい。
The
以下、煙検出装置100が備える構成要素の動作を説明する。第1撮像部202は、第1の波長帯域の光を受光して被写体を連続して撮像することにより複数の第1撮像画像を取得する。また、第2撮像部212は、第1の波長帯域より波長が長い第2の波長帯域の光を受光して被写体を連続して撮像することにより複数の第2撮像画像を取得する。第1撮像部202及び第2撮像部212は、同一の被写体に焦点が調整され、同一の被写体を同時に撮像して複数の第1撮像画像及び第2撮像画像を取得することが好ましい。
Hereinafter, the operation of the components included in the
例えば、第1撮像部202は、可視光用CCDにより可視光を受光して被写体を撮像し、第2撮像部212は、赤外光用CCDにより赤外光を受光して被写体を撮像する。他の例においては、第1撮像部202は、青い光の波長帯域を透過するフィルタを介して可視光を受光して被写体を撮像し、第2撮像部212は、赤い光の波長帯域を透過するフィルタを介して可視光を受光して被写体を撮像してもよい。
For example, the
第1撮像画像保持部204は、第1撮像部202が取得した第1撮像画像を保持する。また、第2撮像画像保持部214は、第2撮像部212が取得した第2撮像画像を保持する。そして、第1周波数成分算出部206は、第1撮像画像保持部204が保持する複数の第1撮像画像のそれぞれの空間周波数のヒストグラムを算出する。また、第2周波数成分算出部216は、第2撮像画像保持部214が保持する複数の第2撮像画像のそれぞれの空間周波数のヒストグラムを算出する。
The first captured
第1変化量算出部208は、第1変化量算出部208が算出した複数の第1撮像画像の空間周波数のヒストグラムに基づいて、複数の第1撮像画像間の所定時間内における周波数成分の変化量を算出する。また、第2変化量算出部218は、第2変化量算出部218が算出した複数の第2撮像画像の空間周波数のヒストグラムに基づいて、複数の第2撮像画像間の所定時間内における周波数成分の変化量を算出する。
Based on the spatial frequency histograms of the plurality of first captured images calculated by the first change
煙検出部220は、第1変化量算出部208が算出した複数の第1撮像画像間の周波数成分の変化量、及び第2変化量算出部218が算出した複数の第2撮像画像間の周波数成分の変化量に基づいて、第1撮像部202及び第2撮像部212の撮像領域内に煙が発生したことを検出する。
The
具体的には、煙検出部220は、複数の第1撮像画像間の所定周波数以上の高周波成分の減少量が、複数の第2撮像画像間の所定周波数以上の高周波成分の減少量よりも、予め定めた量より大きい場合に、第1撮像部202及び第2撮像部212の撮像領域内に煙が発生したことを検出する。
Specifically, the
第1撮像部202によって受光される光は、波長が短いので、撮像領域に発生した煙に乱反射し易い。一方、第2撮像部212によって受光される光は、第1撮像部202によって受光される光よりも波長が長いので、第1撮像部202によって受光される光より撮像領域に発生した煙に乱反射し難い。そのため、撮像領域内に煙が発生することによって、第1撮像部202によって撮像された第1撮像画像内の被写体の画像はぼけ易く、高周波成分が減少量が大きいが、第2撮像部212によって撮像された第2撮像画像内の被写体の画像がぼけ難く、高周波成分の減少量が小さい。これを利用することによって、撮像領域内における煙の存在を検出することができる。
Since the light received by the
また、第1撮像部202が可視光を受光して被写体を撮像する場合において、被写体が日影に入ることにより、被写体から反射する可視光が大きく減少してしまう。この場合、第1撮像画像のコントラストが減少量することによって、複数の第1撮像画像間の所定周波数以上の高周波成分の減少量が大きくなってしまう。そこで、煙検出部220は、複数の第1撮像画像間の所定周波数以上の高周波数成分の減少量が、複数の第1撮像画像間の所定周波数より小さい低周波数成分の減少量よりも、予め定めた量より大きい場合に、第1撮像部202及び第2撮像部212の撮像領域内に煙が発生したことを検出する。これにより、煙検出部220は、誤検出することなく、撮像領域内における煙の存在を検出することができる。
Further, when the
第1光源200は、第1の波長帯域の光を被写体に投光する。そして、第1撮像部202は、第1光源200が投光しているときに、第1の波長帯域の光を受光して被写体を連続して撮像することにより複数の第1撮像画像を取得してもよい。また、第2光源210は、第1の波長帯域より波長が長い第2の波長帯域の光を被写体に投光する。そして、第2撮像部212は、第2光源210が投光しているときに、第2の波長帯域の光を受光して被写体を連続して撮像することにより複数の第2撮像画像を取得してもよい。この場合、第1撮像部202と第2撮像部212とは、同一の被写体に焦点が調整され、同一の被写体を交互に連続的に撮像して複数の第1撮像画像及び第2撮像画像を取得することが好ましい。これにより、第1撮像画像及び第2撮像画像をより鮮明に撮像することができ、撮像領域内における煙の存在をより正確に検出することができる。
The first
図3は、第1実施形態に係る撮像画像間のシャープネスの変化の一例を示す。また、図4は、第1実施形態に係る撮像画像の空間周波数のヒストグラムの一例を示す。第1撮像部202及び第2撮像部212の撮像領域内に煙が発生した場合、図3に示すように、第1撮像画像及び第2撮像画像のシャープネスが弱くなる。そして、図4に示すように、撮像画像の空間周波数のヒストグラムにおいて、空間周波数が大きい部分のパワーの減少量が、空間周波数が小さい部分のパワーの減少量よりも大きくなる。また、より波長の短い光を受光して撮像される第1撮像画像の空間周波数が大きい部分のパワーの減少量は、より波長が長い光を受光して撮像される第2撮像画像の空間周波数が大きい部分のパワーの減少量よりも大きくなる。このような場合に、煙検出部220は、第1撮像部202及び第2撮像部212の撮像領域内に煙が発生したことを判断することができる。
FIG. 3 shows an example of a change in sharpness between captured images according to the first embodiment. FIG. 4 shows an example of a spatial frequency histogram of the captured image according to the first embodiment. When smoke is generated in the imaging regions of the
図5は、第1実施形態に係る撮像画像間のコントラストの変化の一例を示す。また、図6は、第1実施形態に係る撮像画像の空間周波数のヒストグラムの一例を示す。第1撮像部202及び第2撮像部212の撮像領域内が暗くなった場合、図5に示すように、第1撮像画像及び第2撮像画像のコントラストが弱くなる。そして、図6に示すように、撮像画像の空間周波数のヒストグラムにおいて、空間周波数が大きい部分のパワーと、空間周波数が小さい部分のパワーとが略均等に小さくなる。また、より波長の短い光を受光して撮像される第1撮像画像の空間周波数が大きい部分のパワーと、より波長が長い光を受光して撮像される第2撮像画像の空間周波数が大きい部分のパワーとは、第1撮像部202及び第2撮像部212の撮像領域内に照射される光の波長分布の変化に応じて変化する。したがって、このような場合には、煙検出部220は、第1撮像画像及び第2撮像画像の空間周波数の変化が煙の発生によるものでないと判断することができる。
FIG. 5 shows an example of a change in contrast between captured images according to the first embodiment. FIG. 6 illustrates an example of a spatial frequency histogram of the captured image according to the first embodiment. When the imaging regions of the
図7は、本発明の第2実施形態に係る霧煙判別システム700の利用環境の一例を示す。霧煙判別システム700は、例えば、建物の屋根又は建物を囲む塀等に設置された複数の撮像部702のそれぞれによって建物の壁面を撮像し、複数の撮像画像を取得する。そして、霧煙判別システム700は、建物の壁面の複数の撮像画像を解析して、建物の周囲に発生している霧、煙等の靄の分布を算出する。そして、霧煙判別システム700は、建物の周囲に発生している霧、煙等の靄の分布の状態に基づいて、霧と煙とを判別し、火災の発生の有無を判断する。霧煙判別システム700が火災の発生を検出した場合には、インターネット等の通信回線を介して、建物の所有者に通知してもよいし、セキュリティ会社又は警察署に通報してもよい。
FIG. 7 shows an example of a use environment of the fog
なお、霧煙判別システム700が備える構成要素のうち、撮像機能のみが建物の屋根又は建物を囲む塀等に設置され、その他の機能は建物内のパーソナルコンピュータ等によって実現されてもよい。また、霧煙判別システム700の撮像機能は、建物への侵入者を監視する防犯システムの監視カメラと共用されてもよい。これにより、霧煙判別システム700又は防犯システムのコストを低減させることができる。
Of the components included in the
図8は、第2実施形態に係る霧煙判別システム700の構成の一例を示す。霧煙判別システム700は、複数の撮像部702、撮像画像保持部704、周波数分布算出部800、濃度算出部802、及び霧煙判別部804を備える。なお、複数の撮像部702は、建物を外部から撮像又は建物に外部から投光するために、図7に示したように建物の外部に設けられる。一方、周波数分布算出部800、濃度算出部802、及び霧煙判別部804は、複数の撮像部702とともに建物の外部に設けられてもよいし、建物の内部等の複数の撮像部702とは異なる場所に設けられてもよい。
FIG. 8 shows an example of the configuration of the
以下、霧煙判別システム700が備える構成要素の動作を説明する。複数の撮像部702は、建物の周囲の複数箇所をそれぞれ連続して撮像し、複数の撮像画像をそれぞれ取得する。そして、複数の撮像画像保持部704は、複数の撮像部702がそれぞれ撮像した複数の撮像画像をそれぞれ保持する。
Hereinafter, the operation of the components included in the
周波数分布算出部800は、複数の撮像部702がそれぞれ撮像して複数の撮像画像保持部704がそれそれ保持する複数の撮像画像に基づいて、複数の撮像画像の空間周波数の周波数成分の分布を算出する。そして、濃度算出部802は、周波数分布算出部800が算出した複数の撮像画像の周波数成分の分布に基づいて、複数の撮像部702のそれぞれの撮像領域における煙又は霧の濃度の変化量を算出する。
The frequency
具体的には、濃度算出部802は、連続して撮像された複数の撮像画像間において空間周波数の高周波数成分が増加した場合に煙又は霧の濃度が減少したと判断し、連続して撮像された複数の撮像画像間において空間周波数の高周波数成分が減少した場合に煙又は霧の濃度が増加したと判断する。さらに具体的には、濃度算出部802は、連続して撮像された複数の撮像画像間において空間周波数の高周波数成分が低周波数成分に対して相対的に増加した場合に煙又は霧の濃度が減少したと判断し、連続して撮像された複数の撮像画像間において空間周波数の高周波数成分が低周波数成分に対して相対的に減少した場合に煙又は霧の濃度が増加したと判断する。 Specifically, the density calculation unit 802 determines that the smoke or fog density has decreased when the high-frequency component of the spatial frequency has increased between a plurality of continuously captured images, and continuously captures images. When the high frequency component of the spatial frequency decreases between the plurality of captured images, it is determined that the smoke or fog density has increased. More specifically, the density calculation unit 802 determines the smoke or fog density when the high frequency component of the spatial frequency increases relative to the low frequency component between a plurality of continuously captured images. It is determined that the density has decreased, and it is determined that the smoke or fog density has increased when the high-frequency component of the spatial frequency is relatively decreased with respect to the low-frequency component between a plurality of continuously captured images.
霧煙判別部804は、複数の撮像部702のうちの一の撮像部702の撮像領域における煙又は霧の濃度の増加量が、複数の撮像部702のうちの他の撮像部702の撮像領域における煙又は霧の濃度の増加量よりも、所定値以上大きい場合に、一の撮像部702の撮像領域付近において煙が発生していると判断する。即ち、複数の撮像部702の撮像領域における煙又は霧の濃度が一様に増加した場合には、建物の周囲に霧による靄が発生している判断することができる。一方、複数の撮像部702の撮像領域における煙又は霧の濃度が部分的に増加した場合には、建物の周囲に煙による靄が発生している判断することができる。したがって、霧煙判別システム700は、霧と煙とを正確に判別することができ、火災の誤検出を防ぐことができる。
The fog smoke determining unit 804 is configured such that the increase amount of smoke or fog density in the imaging region of one
図9は、第1実施形態及び第2実施形態に係るコンピュータ1500のハードウェア構成の一例を示す。コンピュータ1500は、ホスト・コントローラ1582により相互に接続されるCPU1505、RAM1520、グラフィック・コントローラ1575、及び表示装置1580を有するCPU周辺部と、入出力コントローラ1584によりホスト・コントローラ1582に接続される通信インターフェイス1530、ハードディスクドライブ1540、及びCD−ROMドライブ1560を有する入出力部と、入出力コントローラ1584に接続されるROM1510、フレキシブルディスク・ドライブ1550、及び入出力チップ1570を有するレガシー入出力部とを備える。
FIG. 9 shows an example of a hardware configuration of a
ホスト・コントローラ1582は、RAM1520と、高い転送レートでRAM1520をアクセスするCPU1505及びグラフィック・コントローラ1575とを接続する。CPU1505は、ROM1510及びRAM1520に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。グラフィック・コントローラ1575は、CPU1505等がRAM1520内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得し、表示装置1580上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ1575は、CPU1505等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。
The
入出力コントローラ1584は、ホスト・コントローラ1582と、比較的高速な入出力装置であるハードディスクドライブ1540、通信インターフェイス1530、CD−ROMドライブ1560を接続する。ハードディスクドライブ1540は、コンピュータ1500内のCPU1505が使用するプログラム及びデータを格納する。通信インターフェイス1530は、ネットワークを介して煙検出装置100又は霧煙判別システム700と通信し、煙検出装置100又は霧煙判別システム700にプログラム及びデータを提供する。CD−ROMドライブ1560は、CD−ROM1595からプログラム又はデータを読み取り、RAM1520を介してハードディスクドライブ1540及び通信インターフェイス1530に提供する。
The input /
また、入出力コントローラ1584には、ROM1510と、フレキシブルディスク・ドライブ1550、及び入出力チップ1570の比較的低速な入出力装置とが接続される。ROM1510は、コンピュータ1500が起動時に実行するブート・プログラムや、コンピュータ1500のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ1550は、フレキシブルディスク1590からプログラム又はデータを読み取り、RAM1520を介してハードディスクドライブ1540及び通信インターフェイス1530に提供する。入出力チップ1570は、フレキシブルディスク・ドライブ1550や、例えばパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を接続する。
The input /
RAM1520を介して通信インターフェイス1530に提供されるプログラムは、フレキシブルディスク1590、CD−ROM1595、又はICカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、記録媒体から読み出され、RAM1520を介して通信インターフェイス1530に提供され、ネットワークを介して煙検出装置100又は霧煙判別システム700に送信される。煙検出装置100又は霧煙判別システム700に送信されたプログラムは、煙検出装置100又は霧煙判別システム700においてインストールされて実行される。
A program provided to the communication interface 1530 via the
煙検出装置100にインストールされて実行されるプログラムは、煙検出装置100を、第1光源200、第1撮像部202、第1撮像画像保持部204、第1周波数成分算出部206、第1変化量算出部208、第2光源210、第2撮像部212、第2撮像画像保持部214、第2周波数成分算出部216、第2変化量算出部218、及び煙検出部220として機能させる。また、霧煙判別システム700にインストールされて実行されるプログラムは、霧煙判別システム700を、撮像部702、撮像画像保持部704、周波数分布算出部800、濃度算出部802、及び霧煙判別部804として機能させる。
The program that is installed and executed in the
以上に示したプログラムは、外部の記憶媒体に格納されてもよい。記憶媒体としては、フレキシブルディスク1590、CD−ROM1595の他に、DVDやPD等の光学記録媒体、MD等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ICカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワークやインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスク又はRAM等の記憶装置を記録媒体として使用し、ネットワークを介してプログラムをコンピュータ1500に提供してもよい。
The program shown above may be stored in an external storage medium. As the storage medium, in addition to the
以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Various modifications or improvements can be added to the above embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
100 煙検出装置
200 第1光源
202 第1撮像部
204 第1撮像画像保持部
206 第1周波数成分算出部
208 第1変化量算出部
210 第2光源
212 第2撮像部
214 第2撮像画像保持部
216 第2周波数成分算出部
218 第2変化量算出部
220 煙検出部
700 霧煙判別システム
702 撮像部
704 撮像画像保持部
800 周波数分布算出部
802 濃度算出部
804 霧煙判別部
DESCRIPTION OF
Claims (11)
第1の波長帯域の光を受光して被写体を連続して撮像することにより複数の第1撮像画像を取得する第1撮像部と、
前記第1の波長帯域より波長が長い第2の波長帯域の光を受光して前記被写体を連続して撮像することにより複数の第2撮像画像を取得する第2撮像部と、
前記複数の第1撮像画像間の所定時間内における周波数成分の変化量、及び前記複数の第2撮像画像間の所定時間内における周波数成分の変化量を算出する変化量算出部と、
前記変化量算出部が算出した前記複数の第1撮像画像間の周波数成分の変化量、及び前記複数の第2撮像画像間の周波数成分の変化量に基づいて、前記第1撮像部及び前記第2撮像部の撮像領域内に煙が発生したことを検出する煙検出部と
を備える煙検出装置。 A smoke detection device for detecting the presence of smoke,
A first imaging unit that receives light in the first wavelength band and continuously captures an image of a subject to obtain a plurality of first captured images;
A second imaging unit that receives light in a second wavelength band having a wavelength longer than that of the first wavelength band and continuously captures the subject to obtain a plurality of second captured images;
A change amount calculation unit that calculates a change amount of a frequency component within a predetermined time between the plurality of first captured images and a change amount of a frequency component within a predetermined time between the plurality of second captured images;
Based on the change amount of the frequency component between the plurality of first captured images calculated by the change amount calculation unit and the change amount of the frequency component between the plurality of second captured images, the first imaging unit and the first A smoke detection device comprising: a smoke detection unit that detects that smoke has been generated in an imaging region of an imaging unit.
請求項1に記載の煙検出装置。 The smoke detection unit is configured such that a reduction amount of a high frequency component of a predetermined frequency or more between the plurality of first captured images is determined in advance than a reduction amount of a high frequency component of the predetermined frequency or more between the plurality of second captured images. 2. The smoke detection device according to claim 1, wherein when the amount is larger than the amount, the smoke detection device detects that smoke is generated in an imaging region of the first imaging unit and the second imaging unit.
請求項2に記載の煙検出装置。 The smoke detection unit is configured so that a reduction amount of a high frequency component equal to or higher than a predetermined frequency between the plurality of first captured images is smaller than a reduction amount of a low frequency component smaller than a predetermined frequency between the plurality of first captured images. 3. The smoke detection device according to claim 2, wherein when the amount is larger than a predetermined amount, the smoke detection device detects that smoke is generated in an imaging region of the first imaging unit and the second imaging unit.
前記第2撮像部は、赤外光を受光して前記被写体を撮像する
請求項1に記載の煙検出装置。 The first imaging unit receives visible light and images the subject,
The smoke detection apparatus according to claim 1, wherein the second imaging unit receives infrared light and images the subject.
前記第2の波長帯域の光を前記被写体に投光する第2光源と
をさらに備え、
前記第1撮像部は、前記第1光源が投光しているときに前記第1撮像画像を取得し、
前記第2撮像部は、前記第2光源が投光しているときに前記第2撮像画像を取得する
請求項1に記載の煙検出装置。 A first light source that projects light of the first wavelength band onto the subject;
A second light source for projecting light of the second wavelength band onto the subject,
The first imaging unit acquires the first captured image when the first light source is projecting,
The smoke detection apparatus according to claim 1, wherein the second imaging unit acquires the second captured image when the second light source is projecting light.
第1の波長帯域の光を受光して被写体を連続して撮像することにより複数の第1撮像画像を取得する段階と、
前記第1の波長帯域より波長が長い第2の波長帯域の光を受光して前記被写体を連続して撮像することにより複数の第2撮像画像を取得する段階と、
前記複数の第1撮像画像間の所定時間内における周波数成分の変化量、及び前記複数の第2撮像画像間の所定時間内における周波数成分の変化量を算出する段階と、
算出された前記複数の第1撮像画像間の周波数成分の変化量、及び前記複数の第2撮像画像間の周波数成分の変化量に基づいて、前記第1撮像部及び前記第2撮像部の撮像領域内に煙が発生したことを検出する段階と
を備える煙検出方法。 A smoke detection method for detecting the presence of smoke,
Obtaining a plurality of first captured images by receiving light in a first wavelength band and continuously imaging a subject;
Receiving a second wavelength band of light having a wavelength longer than the first wavelength band and continuously capturing the subject to obtain a plurality of second captured images;
Calculating a change amount of a frequency component within a predetermined time between the plurality of first captured images and a change amount of a frequency component within a predetermined time between the plurality of second captured images;
Based on the calculated change amount of the frequency component between the plurality of first captured images and the change amount of the frequency component between the plurality of second captured images, the imaging of the first imaging unit and the second imaging unit. Detecting smoke generated in the area.
前記煙検出装置を、
第1の波長帯域の光を受光して被写体を連続して撮像することにより複数の第1撮像画像を取得する第1撮像部、
前記第1の波長帯域より波長が長い第2の波長帯域の光を受光して前記被写体を連続して撮像することにより複数の第2撮像画像を取得する第2撮像部、
前記複数の第1撮像画像間の所定時間内における周波数成分の変化量、及び前記複数の第2撮像画像間の所定時間内における周波数成分の変化量を算出する変化量算出部、
前記変化量算出部が算出した前記複数の第1撮像画像間の周波数成分の変化量、及び前記複数の第2撮像画像間の周波数成分の変化量に基づいて、前記第1撮像部及び前記第2撮像部の撮像領域内に煙が発生したことを検出する煙検出部
として機能させるプログラム。 A program for a smoke detection device that detects the presence of smoke,
The smoke detection device;
A first imaging unit that receives light in the first wavelength band and continuously captures a subject to obtain a plurality of first captured images;
A second imaging unit that receives light in a second wavelength band having a wavelength longer than the first wavelength band and continuously captures the subject to obtain a plurality of second captured images;
A change amount calculation unit that calculates a change amount of a frequency component within a predetermined time between the plurality of first captured images and a change amount of a frequency component within a predetermined time between the plurality of second captured images;
Based on the change amount of the frequency component between the plurality of first captured images calculated by the change amount calculation unit and the change amount of the frequency component between the plurality of second captured images, the first imaging unit and the first A program that functions as a smoke detection unit that detects that smoke has been generated in an imaging region of an imaging unit.
建物の周囲の複数箇所をそれぞれ連続して撮像し、複数の撮像画像をそれぞれ取得する複数の撮像部と、
前記複数の撮像部のそれぞれが撮像した前記複数の撮像画像に基づいて、前記複数の撮像部のそれぞれの撮像領域における煙又は霧の濃度の変化量を算出する濃度算出部と、
前記複数の撮像部のうちの一の撮像部の撮像領域における煙又は霧の濃度の増加量が、前記複数の撮像部のうちの他の撮像部の撮像領域における煙又は霧の濃度の増加量よりも、所定値以上大きい場合に、前記一の撮像部の撮像領域付近において煙が発生していると判断する霧煙判別部と
を備える霧煙判別システム。 A fog detection system for determining fog and smoke,
A plurality of imaging units that continuously capture a plurality of locations around the building and acquire a plurality of captured images,
Based on the plurality of captured images captured by each of the plurality of imaging units, a density calculating unit that calculates a change amount of smoke or fog density in each imaging region of the plurality of imaging units;
The increase amount of the smoke or fog density in the imaging region of one imaging unit among the plurality of imaging units is the increase amount of the smoke or fog concentration in the imaging region of the other imaging unit of the plurality of imaging units. A fog smoke discrimination system including a fog smoke discrimination unit that determines that smoke is generated in the vicinity of the imaging region of the one imaging unit when the value is larger than a predetermined value.
をさらに備え、
前記濃度算出部は、前記変化量算出部が算出した前記複数の撮像画像の周波数成分の分布の変化に基づいて、前記複数の撮像部のそれぞれの撮像領域における煙又は霧の濃度を算出する
請求項8に記載の霧煙判別システム。 A frequency distribution calculation unit that calculates a distribution of frequency components of the plurality of captured images based on the plurality of captured images captured by the plurality of imaging units;
The density calculation unit calculates smoke or fog density in each imaging region of the plurality of imaging units based on a change in distribution of frequency components of the plurality of captured images calculated by the change amount calculation unit. Item 10. The fog determination system according to Item 8.
建物の周囲の複数箇所を複数の撮像部によってそれぞれ連続して撮像する段階と、
前記複数の撮像部のそれぞれが撮像した前記複数の撮像画像に基づいて、前記複数の撮像部のそれぞれの撮像領域における煙又は霧の濃度を算出する段階と、
前記複数の撮像部のうちの一の撮像部の撮像領域における煙又は霧の濃度の増加量が、前記複数の撮像部のうちの他の撮像部の撮像領域における煙又は霧の濃度の増加量よりも、所定値以上大きい場合に、前記一の撮像部の撮像領域付近において煙が発生していると判断する段階と
を備える霧煙判別方法。 A method for distinguishing fog and smoke,
A step of continuously imaging a plurality of locations around the building by a plurality of imaging units,
Calculating smoke or fog concentration in each imaging region of the plurality of imaging units based on the plurality of captured images captured by each of the plurality of imaging units;
The increase amount of the smoke or fog density in the imaging region of one imaging unit among the plurality of imaging units is the increase amount of the smoke or fog concentration in the imaging region of the other imaging unit of the plurality of imaging units. And a step of determining that smoke is generated in the vicinity of the imaging region of the one imaging unit when greater than a predetermined value.
前記霧煙判別システムを、
建物の周囲の複数箇所をそれぞれ撮像し、撮像画像をそれぞれ取得する複数の撮像部、
前記複数の撮像部のそれぞれが撮像した複数の前記撮像画像に基づいて、前記複数の撮像部のそれぞれの撮像領域における煙又は霧の濃度を算出する濃度算出部、
前記複数の撮像部のうちの一の撮像部の撮像領域における煙又は霧の濃度の増加量が、前記複数の撮像部のうちの他の撮像部の撮像領域における煙又は霧の濃度の増加量よりも、所定値以上大きい場合に、前記一の撮像部の撮像領域付近において煙が発生していると判断する霧煙判別部
として機能させるプログラム。 A program for a fog detection system for determining fog and smoke,
The fog detection system,
A plurality of imaging units that respectively capture a plurality of locations around the building and acquire captured images,
Based on the plurality of captured images captured by each of the plurality of imaging units, a density calculation unit that calculates the density of smoke or fog in each imaging region of the plurality of imaging units,
The increase amount of the smoke or fog density in the imaging region of one imaging unit among the plurality of imaging units is the increase amount of the smoke or fog concentration in the imaging region of the other imaging unit of the plurality of imaging units. A program that functions as a fog smoke determination unit that determines that smoke is generated in the vicinity of the imaging region of the one imaging unit when the value is larger than a predetermined value.
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