JP2010238032A - Smoke detection device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a smoke detection device for detecting slowly diffused smoke with high accuracy by suppressing an influence of disturbance, in detecting slowly diffused smoke. <P>SOLUTION: The smoke detection device for detecting generation of smoke by performing image processing on an image captured by a monitor camera 1 is provided with: an image memory 10 for storing a plurality of images time-sequentially captured by the monitoring camera 1 and a reference image; and a smoke featured value calculation means 31 for calculating the difference of either the mean value of edge strength or standard deviation as variation for each predetermined cycle between the latest image and a reference image captured by the monitor camera 1 in a smoke detection area specified as a candidate region where smoke is generated and for, when a period for determining generation of a smoke is defined as N cycles (N is an integer of 1 or more), determining that there is high possibility that the smoke has been generated when the calculated variation is continuously kept within a predetermined range for the N cycles. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、監視カメラにより撮像された画像に対して画像処理を施すことにより、煙の発生を検出する煙検出装置に関し、特に、緩慢に拡散する煙(緩慢拡散煙)の検出に適した煙検出装置に関する。   The present invention relates to a smoke detection device that detects the generation of smoke by performing image processing on an image captured by a surveillance camera, and in particular, smoke suitable for detecting slowly diffusing smoke (slow diffusion smoke). The present invention relates to a detection device.

火災発生時の初期消火、あるいは火災事故における逃げ遅れの防止の観点から、火災あるいは煙の早期発見が非常に重要となっている。そこで、煙検出装置の分野においては、監視カメラにより撮像された画像に対して画像処理を施すことで、煙の早期発見を行うことが研究されている。   From the viewpoint of initial fire extinguishment in the event of a fire or prevention of escape delay in a fire accident, early detection of fire or smoke is very important. Thus, in the field of smoke detection devices, research has been conducted on early detection of smoke by performing image processing on an image captured by a surveillance camera.

その一例として、トンネル内などにカメラを設置し、カメラにより撮像された画像に対して画像処理を施すことで、煙を検出する従来の煙検出装置がある。煙を検出するための画像処理では、一般的に、基準となる画像(基準画像)をあらかじめ記憶しておき、最新の撮像画像と基準画像との差分画像を演算し、変化の生じた領域を抽出することで、煙を検出している。(例えば、特許文献1参照)。   As an example, there is a conventional smoke detection device that detects smoke by installing a camera in a tunnel or the like and performing image processing on an image captured by the camera. In image processing for detecting smoke, generally, a reference image (reference image) is stored in advance, a difference image between the latest captured image and the reference image is calculated, and a region where a change has occurred is calculated. Extraction detects smoke. (For example, refer to Patent Document 1).

また、日照などの影響により基準画像が時間的に変化することに対応するために、基準画像を定期的に更新することが行われている。   In addition, the reference image is regularly updated in order to cope with the temporal change of the reference image due to the influence of sunlight.

このように、カメラにより撮像された画像に対して画像処理を施して煙検出を行うことで、次の2点のメリットが得られる。
1)監視カメラの画像を目視確認することで、遠隔地において煙検出状況の把握が可能となる。
2)すでに設置されている監視カメラを流用することが可能であり、効率的な設備を構築できる。
Thus, by performing image processing on the image captured by the camera and performing smoke detection, the following two merits can be obtained.
1) By visually confirming the image of the surveillance camera, it is possible to grasp the smoke detection status in a remote place.
2) It is possible to divert already installed surveillance cameras and construct efficient equipment.

特許第3909665号公報Japanese Patent No. 3909665

しかしながら、従来技術には次のような課題がある。
従来技術においては、煙を検出するために、フレーム差分画像あるいは背景画像からの輝度差が所定の閾値を超えた画素領域を抽出していた。しかしながら、例えば、周囲の照明条件の変化などの影響により、撮像された画像に変化が生じてしまう場合には、煙が発生していない部分を煙として誤検出してしまうという問題がある。
However, the prior art has the following problems.
In the prior art, in order to detect smoke, a pixel region where a luminance difference from a frame difference image or a background image exceeds a predetermined threshold is extracted. However, for example, when a captured image changes due to an influence of a change in surrounding lighting conditions, there is a problem that a portion where smoke is not generated is erroneously detected as smoke.

また、検出対象である煙自体は、色味が少なく背景色によっては、撮像された画像における輝度変化(輝度差)が少ない場合があり、単純に差分画像を求めるだけでは、その輝度差の閾値設定が難しく、高感度な煙検出を行うことができない場合がある。   In addition, the smoke itself that is a detection target has a small color tone, and depending on the background color, there may be a small change in luminance (luminance difference) in the captured image. It may be difficult to set and high-sensitivity smoke detection may not be possible.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、緩慢拡散煙を検出対象とした際に、外乱の影響を抑えた上で、高感度に緩慢拡散煙の検出を行うことのできる煙検出装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems. When the slow diffusion smoke is targeted for detection, the influence of the disturbance is suppressed, and the slow diffusion smoke is detected with high sensitivity. An object of the present invention is to obtain a smoke detection device capable of performing the above.

本発明に係る煙検出装置は、監視カメラにより撮像された画像に対して画像処理を施すことにより、煙の発生を検出する煙検出装置であって、監視カメラにより時系列で撮像された複数の画像および基準画像を記憶する画像メモリと、煙が発生する候補領域として特定された煙検出エリアにおいて、監視カメラにより撮像された最新の画像の輝度値と、基準画像の輝度値との差分が所定の差分しきい値以上である画素を計数し、計数した画素が所定許容値を超えた場合に煙が発生した可能性が高いと判断する煙特徴量算出手段とを備えるものである。   A smoke detection device according to the present invention is a smoke detection device that detects the generation of smoke by performing image processing on an image captured by a monitoring camera, and a plurality of images captured in time series by the monitoring camera The difference between the brightness value of the latest image captured by the surveillance camera and the brightness value of the reference image in the image memory storing the image and the reference image and the smoke detection area specified as a candidate area where smoke is generated is predetermined. And a smoke feature amount calculating means for determining that the possibility that smoke has been generated is high when the counted pixel exceeds a predetermined allowable value.

また、本発明に係る煙検出装置は、監視カメラにより撮像された画像に対して画像処理を施すことにより、煙の発生を検出する煙検出装置であって、監視カメラにより時系列で撮像された複数の画像および基準画像を記憶する画像メモリと、煙が発生する候補領域として特定された煙検出エリアにおいて、監視カメラにより撮像された最新の画像と基準画像との間で、エッジ強度の平均値または標準偏差の少なくともいずれか一方の差分を変化量として所定サイクルごとに算出し、煙発生を判断するための期間をNサイクル(Nは1以上の整数)としたときに、算出した変化量が所定範囲内である状態がNサイクル間継続する場合に煙が発生した可能性が高いと判断する煙特徴量算出手段とを備えるものである。   The smoke detection device according to the present invention is a smoke detection device that detects the generation of smoke by performing image processing on an image captured by a surveillance camera, and is captured in time series by the surveillance camera. Average value of edge strength between the latest image captured by the surveillance camera and the reference image in the image memory storing a plurality of images and the reference image, and the smoke detection area identified as a candidate area where smoke is generated Alternatively, when the difference between at least one of the standard deviations is calculated as a change amount for each predetermined cycle, and the period for determining the occurrence of smoke is N cycles (N is an integer of 1 or more), the calculated change amount is Smoke feature amount calculation means for determining that the possibility that smoke has been generated is high when the state within the predetermined range continues for N cycles.

本発明に係る煙検出装置によれば、基準画像との差分の画素数、あるいはエッジ強度といった緩慢拡散煙に適した煙特徴量の算出結果を用いることにより、緩慢拡散煙を検出対象とした際に、外乱の影響を抑えた上で、高感度に緩慢拡散煙の検出を行うことのできる煙検出装置を得ることができる。   According to the smoke detection device according to the present invention, when using the calculation result of the smoke characteristic amount suitable for the slow diffusion smoke such as the number of pixels of the difference from the reference image or the edge strength, the slow diffusion smoke is set as the detection target. In addition, it is possible to obtain a smoke detection device capable of detecting a slow diffused smoke with high sensitivity while suppressing the influence of disturbance.

本発明の実施の形態1における煙検出装置の構成図である。It is a block diagram of the smoke detection apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における輝度ヒストグラム作成手段で作成された輝度ヒストグラムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the brightness | luminance histogram created by the brightness | luminance histogram creation means in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における1画面内の領域分割と1領域内のマッピング結果との関係を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the relationship between the area | region division | segmentation in 1 screen and the mapping result in 1 area | region in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における煙検出エリア選択部により特定された候補領域を示す図である。It is a figure which shows the candidate area | region specified by the smoke detection area selection part in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における煙特徴量算出手段で実施される相関値に基づく煙検出方法の説明図である。It is explanatory drawing of the smoke detection method based on the correlation value implemented by the smoke feature-value calculation means in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における煙特徴量算出手段31で実施されるエッジ強度の平均濃淡度と標準偏差の値に基づく煙判定に関する説明図である。It is explanatory drawing regarding the smoke determination based on the value of the average intensity | strength of an edge strength and the standard deviation implemented by the smoke feature-value calculation means 31 in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるマッピング手段により出力されるマッピング結果を示す図である。It is a figure which shows the mapping result output by the mapping means in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における煙検出装置の全体処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the whole process of the smoke detection apparatus in Embodiment 1 of this invention.

以下、本発明の煙検出装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。   Hereinafter, a preferred embodiment of a smoke detection device of the present invention will be described with reference to the drawings.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1における煙検出装置の構成図である。本実施の形態1における煙検出装置は、画像メモリ10、煙検出エリア選択部20、および煙発生検出部30を備えている。画像メモリ10は、カメラ1により撮像された画像を、過去一定期間分、時系列データとして記憶できるように、複数フレーム分の画像メモリとして構成されている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram of a smoke detection device according to Embodiment 1 of the present invention. The smoke detection apparatus according to the first embodiment includes an image memory 10, a smoke detection area selection unit 20, and a smoke generation detection unit 30. The image memory 10 is configured as an image memory for a plurality of frames so that images captured by the camera 1 can be stored as time-series data for a certain period in the past.

煙検出エリア選択部20は、輝度ヒストグラム作成手段21、輝度変化判定手段22、および検出候補領域特定手段23で構成される。そして、煙検出エリア選択部20は、画像メモリ10に記憶された、カメラ1により撮像された過去一定期間分の画像に基づいて、煙検出を行うべきエリアを煙検出候補領域として特定する機能を有している。   The smoke detection area selection unit 20 includes a luminance histogram creation unit 21, a luminance change determination unit 22, and a detection candidate area specifying unit 23. The smoke detection area selection unit 20 has a function of specifying an area where smoke detection is to be performed as a smoke detection candidate area based on an image for a predetermined period of time captured by the camera 1 and stored in the image memory 10. Have.

また、煙発生検出部30は、煙特徴量算出手段31、マッピング手段32、および煙判定手段33で構成される。そして、煙発生検出部30は、煙検出エリア選択部20で特定された煙検出候補領域について、煙の発生を検出するための特徴量を算出し、算出結果に基づいて煙が発生しているか否かを判断する機能を有している。緩慢拡散、特に薄い緩慢拡散煙の特徴量としては、例えば、基準画像と緩慢拡散煙発生後の画像との輝度分布の相関値が低下はするがある所定範囲内に収まる、あるいは、緩慢拡散煙発生後の画像ではエッジ強度が低下するなどの特徴があるので、これらに基づいて煙の特徴量を算出する。   The smoke generation detection unit 30 includes a smoke feature amount calculation unit 31, a mapping unit 32, and a smoke determination unit 33. Then, the smoke generation detection unit 30 calculates a feature amount for detecting the generation of smoke for the smoke detection candidate region specified by the smoke detection area selection unit 20, and whether smoke is generated based on the calculation result. It has a function to determine whether or not. For example, the characteristic value of slow diffusion, especially thin slow diffusion smoke, is, for example, the correlation value of the luminance distribution between the reference image and the image after the slow diffusion smoke is reduced, but is within a predetermined range, or the slow diffusion smoke Since the image after the occurrence has features such as a decrease in edge strength, the feature amount of smoke is calculated based on these features.

このような構成を備えることにより、本実施の形態1の煙検出装置は、特定された煙検出候補領域に対して、煙の有無を検出するための画像処理を施すことで、効率のよい高感度な煙検出を実現することができる。特に、緩慢拡散煙の検出に適した画像処理機能を有している。   By providing such a configuration, the smoke detection device according to the first embodiment performs efficient image processing by performing image processing for detecting the presence or absence of smoke on the specified smoke detection candidate region. Sensitive smoke detection can be realized. In particular, it has an image processing function suitable for detecting slow diffused smoke.

本実施の形態1では、撮像された画像のすべてに対して煙検出を行うのではなく、撮像された画像のうち、画像を複数のブロックに分割した分割領域である煙検出候補領域に対してのみ煙検出を行う点を特徴としている。そこで、まず始めに、この特徴を実現する煙検出エリア選択部20の機能について、説明する。   In the first embodiment, smoke detection is not performed on all of the captured images, but the smoke detection candidate region which is a divided region obtained by dividing the image into a plurality of blocks among the captured images. It only features smoke detection. First, the function of the smoke detection area selection unit 20 that realizes this feature will be described.

ステップ1:輝度ヒストグラム作成手段21の機能
輝度ヒストグラム作成手段21は、撮像された画像内に侵入物あるいは煙などの変化の発生があるか否かの判断を、所定の画素ごとに、過去一定期間内の輝度のヒストグラムを算出することにより行う。
Step 1: Function of Luminance Histogram Creation Unit 21 The luminance histogram creation unit 21 determines whether or not an intruder or smoke has changed in the captured image for a predetermined period of time for each predetermined pixel. This is done by calculating a histogram of the brightness of the inside.

ここで、侵入物とは、一時的に画像内を通過する通行人等に相当する。また、輝度のヒストグラムとは、対象となる画素が、過去一定期間の時系列データ内でどのような輝度値の分布を有していたかを示す頻度分布に相当する。   Here, the intruder corresponds to a passerby who temporarily passes through the image. The luminance histogram corresponds to a frequency distribution indicating what luminance value distribution the target pixel has in the time-series data of a certain past period.

図2は、本発明の実施の形態1における輝度ヒストグラム作成手段21で作成された輝度ヒストグラムの一例を示す図である。侵入物が発生せず、かつ煙の発生もない状態を仮定すると、ある画素において、過去一定期間内の複数の画像における輝度値の発生頻度を集計すると、一定期間何も変化が起こらないことから、図2(a)に示すように、狭い範囲の輝度に集中して分布し、その狭い範囲の発生頻度が高い値を示す結果となる。   FIG. 2 is a diagram showing an example of a luminance histogram created by the luminance histogram creating means 21 in Embodiment 1 of the present invention. Assuming a state where no intruders are generated and no smoke is generated, if the frequency of occurrence of luminance values in a plurality of images within a certain past period is counted for a certain pixel, no change occurs for a certain period. As shown in FIG. 2A, the distribution is concentrated on a narrow range of luminance, and the frequency of occurrence of the narrow range is high.

ここで、発生頻度とは、図2の縦軸の「存在回数」のことであり、言い換えれば、一定期間に撮像された画像の数を最大値として、それら画像において、位置座標が同じである特定の画素が同じ輝度値をとった回数である。このヒストグラムは、各画素が過去にどのような輝度値であったかを示す分布であり、何も侵入物がない状態ならば、存在した輝度は狭い範囲で分布し、その存在回数は高い値を維持し続ける。   Here, the occurrence frequency is the “existence frequency” on the vertical axis in FIG. 2. In other words, the number of images taken in a certain period is the maximum value, and the position coordinates are the same in these images. This is the number of times that a specific pixel has the same luminance value. This histogram shows the brightness value of each pixel in the past. If there is no intruder, the existing brightness is distributed in a narrow range, and the number of times of existence remains high. Keep doing.

一方、侵入物が発生するか、あるいは煙が発生した状態を仮定すると、ある画素において、過去一定期間内の複数の画像における輝度値の発生頻度を集計すると、一定期間の間、侵入物等によって画像に変化が生じることから、図2(b)に示すように、図2(a)における狭い範囲の輝度以外のところに、これまでの分布とは異なる輝度値が出現し始めるが、新たに出現した輝度は、当然、存在回数は少ない。すなわち、侵入物の発生後あるいは煙の発生後の画像からは、高くて狭い輝度分布のほかに、異なる分布として検出された輝度が得られることとなる。または、存在回数が高くないヒストグラムしか得られない。   On the other hand, assuming that intruders are generated or smoke is generated, the frequency of occurrence of luminance values in a plurality of images in a certain past period is totaled for a certain pixel. Since a change occurs in the image, as shown in FIG. 2B, a luminance value different from the distribution in the past starts to appear in places other than the narrow range of luminance in FIG. As a matter of course, the number of existing luminances is small. That is, in addition to the high and narrow luminance distribution, the luminance detected as a different distribution can be obtained from the image after the intruder is generated or after the smoke is generated. Alternatively, only a histogram with a low number of existences can be obtained.

そして、この新たに出現した異なる分布を示す輝度の発生頻度は、過去一定期間内の複数の画像のうち、侵入物あるいは煙の発生後の画像の枚数が少ない場合には、図2(a)における発生前の狭い範囲の輝度の発生頻度よりも少ない結果となる。
また、侵入物などの変化発生前の輝度分布と発生後の輝度分布の輝度差がわずかである場合では、輝度変化の検出によって変化領域を抽出することは難しいが、にも、過去一定期間内の複数の画像に基づく画素ごとの輝度ヒストグラムを求めることにより、輝度の変化が小さいものでも、その変化が判別しやすく、侵入物の発生、あるいは煙の発生を高精度に識別することが可能となる。
Then, the frequency of occurrence of the luminance indicating the newly appearing different distribution is shown in FIG. 2A when the number of images after the occurrence of intruders or smoke is small among the plurality of images in the past fixed period. The result is less than the frequency of occurrence of luminance in a narrow range before occurrence.
In addition, when the luminance difference between the luminance distribution before the occurrence of changes such as intruders and the luminance distribution after the occurrence is small, it is difficult to extract the changed area by detecting the luminance change. By obtaining a luminance histogram for each pixel based on a plurality of images, even if the change in luminance is small, it is easy to identify the change, and it is possible to accurately identify the occurrence of intruders or smoke Become.

さらに、輝度ヒストグラム作成手段21は、輝度ヒストグラムを作成する際に、得られた輝度をある幅を持たせてカウントする(例えば、輝度100なら、前後の輝度である99,101を含めた3つの輝度(輝度値99,100,101)としてカウントする)ことにより、ヒストグラムの算出にかかわる演算が少なくて済み、また、ノイズの影響を緩和した結果を得ることができる。また、輝度ヒストグラムを得た後に、平滑処理を施すことによっても、ノイズの影響を緩和した結果を得ることができる。   Further, the luminance histogram creating means 21 counts the obtained luminance with a certain width when creating the luminance histogram (for example, if the luminance is 100, three luminances including 99 and 101 which are the previous and subsequent luminances) are counted. By calculating the luminance (counting as luminance values 99, 100, and 101), it is possible to reduce the calculation related to the calculation of the histogram, and to obtain a result of reducing the influence of noise. Moreover, the result of reducing the influence of noise can also be obtained by performing a smoothing process after obtaining the luminance histogram.

なお、輝度ヒストグラムの作成にあたっては、一画素ごとにヒストグラムを作成してもよいが、ヒストグラムを隣り合う画素同士で共有するようにしてもよい。例えば、縦横2つ合計4つの画素を一まとめにしたり、または、縦横3つの合計9つの画素を一まとめにして、輝度ヒストグラムを作成するようにしてもよく、画素をまとめるほど、演算に関わる処理時間を短くできる。好ましくは、4つの画素を一まとめにすることで、この場合だと、処理時間も短く、かつ侵入物検出の精度も低下しない。   In creating the luminance histogram, a histogram may be created for each pixel, but the histogram may be shared by adjacent pixels. For example, a luminance histogram may be created by grouping a total of four pixels in two vertical and horizontal directions, or by grouping a total of nine pixels in three vertical and horizontal directions. Time can be shortened. Preferably, by combining four pixels together, in this case, the processing time is short and the accuracy of intrusion detection is not reduced.

ステップ2:輝度変化判定手段22の機能
輝度変化判定手段22は、輝度ヒストグラム作成手段21により所定の画素ごとに個別に算出(生成)された輝度ヒストグラムに基づいて、侵入物あるいは煙の発生により新たに生じた輝度値の存在の有無を検出する。例えば、輝度変化判定手段22は、図2(b)に示すように、(発生前の)輝度分布に対して、頻度の少ない輝度値の画素が所定数発生した場合には、その画素の部分において、侵入物あるいは煙が発生した可能性が高いと判断できる。
Step 2: Function of the luminance change determination means 22 The luminance change determination means 22 is newly generated by the occurrence of an intruder or smoke based on the luminance histogram calculated (generated) individually for each predetermined pixel by the luminance histogram creation means 21. The presence / absence of a luminance value generated in the above is detected. For example, as shown in FIG. 2B, when a predetermined number of infrequent luminance values occur in the luminance distribution (before generation), the luminance change determination unit 22 determines the portion of the pixel. Therefore, it can be determined that there is a high possibility that an intruder or smoke has occurred.

輝度変化判定手段22は、所定の画素ごとに、上述の判断を個別に行い、その結果を画面に対応したマップとして出力する。例えば、1画面の画素がp×q(ただし、p、qは、2以上の整数)とした場合に、輝度変化判定手段22は、侵入物あるいは煙の発生した可能性が高い画素を「1」に、それ以外の画素を「0」に設定し、p×qの各画素をマッピング又は二値化して、マッピング画像(二値化画像)を得ることができる。なお、得られたヒストグラムと比較して、現在の画像の該当する画素の輝度値が所定の存在回数に満たない輝度値である場合に、その画素は侵入物があると判断するようにしてもよい。   The luminance change determination unit 22 performs the above-described determination individually for each predetermined pixel, and outputs the result as a map corresponding to the screen. For example, when the pixels of one screen are p × q (where p and q are integers of 2 or more), the luminance change determination unit 22 selects pixels that are likely to have intruders or smoke “1”. The other pixels are set to “0”, and each pixel of p × q is mapped or binarized to obtain a mapping image (binarized image). In addition, in comparison with the obtained histogram, when the luminance value of the corresponding pixel of the current image is a luminance value that is less than the predetermined number of times, it may be determined that the pixel has an intruder. Good.

ステップ3:検出候補領域特定手段23の機能
輝度変化判定手段22によりマッピングされた1画面分のデータは、あらかじめ決められた複数のエリアに分割されている。そして、検出候補領域特定手段23は、「1」と「0」でマッピングされた、あらかじめ分割されたエリアごとに、「1」である画素の比率が所定値以上あるかないかを判断する。
Step 3: Function of Detection Candidate Area Identification Unit 23 The data for one screen mapped by the luminance change determination unit 22 is divided into a plurality of predetermined areas. Then, the detection candidate area specifying unit 23 determines whether or not the ratio of the pixels “1” is greater than or equal to a predetermined value for each of the previously divided areas mapped with “1” and “0”.

図3は、本発明の実施の形態1における1画面内の領域分割と1領域内のマッピング結果との関係を示した説明図である。図3(a)は、1画面内にあらかじめ設定されている複数の分割領域を示している。図3(a)に示すように、画面は、縦横マトリクス状に複数個の矩形領域で分割されている。そして、扉の前には、侵入物としての人間が存在しており、右側の窓ガラスの下には煙が存在している。また、図3(b)は、それぞれの領域が、画素単位に分割されており、輝度変化判定手段22によりマッピングされた状態を示している。このように一つの領域は、複数の画素で構成されたものである。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between the area division within one screen and the mapping result within one area in Embodiment 1 of the present invention. FIG. 3A shows a plurality of divided areas set in advance in one screen. As shown in FIG. 3A, the screen is divided into a plurality of rectangular areas in a vertical and horizontal matrix. In front of the door, there is a human being as an intruder, and smoke is present under the right window glass. FIG. 3B shows a state in which each area is divided into pixel units and mapped by the luminance change determination means 22. Thus, one area is composed of a plurality of pixels.

図3(b)中で、画素が黒く塗りつぶされている部分は、侵入物あるいは煙の発生した可能性が高い画素として「1」にマッピングされた画素を意味している。従って、検出候補領域特定手段23は、図3(b)に示したようなマッピング結果に基づいて、それぞれの分割領域ごとに、「1」である画素(すなわち、黒く塗りつぶされた画素)の比率が所定値以上あるかないかを判断することとなる。   In FIG. 3B, the portion where the pixel is painted black means a pixel mapped to “1” as a pixel that is highly likely to have an intruder or smoke. Therefore, the detection candidate area specifying unit 23 determines the ratio of the pixels that are “1” (that is, pixels that are blacked out) for each of the divided areas based on the mapping result as illustrated in FIG. It will be determined whether or not there is a predetermined value or more.

なお、緩慢拡散煙の検出を高精度に行うために、検出候補領域特定手段23は、図3(b)に示されたマッピング結果に対して、以下のような前処理1〜3を、さらに行うことができる。
[前処理1]孤立画素の除去
緩慢拡散煙は、ある領域に渡って広く発生するため、侵入物あるいは煙の発生した可能性が高い画素として「1」にマッピングされた画素が孤立して存在することは考えにくい。そこで、「1」にマッピングされた画素が、孤立画素(すなわち、「1」にマッピングされた画素に対して、上下、左右、斜めで隣接する計8画素がすべて「0」にマッピングされている状態の画素)である場合には、マッピング結果を「1」から「0」に変更する。
In addition, in order to detect the slow diffusion smoke with high accuracy, the detection candidate area specifying unit 23 further performs the following preprocessing 1 to 3 on the mapping result shown in FIG. It can be carried out.
[Pre-processing 1] Removal of isolated pixels Since slow diffused smoke is widely generated over a certain area, pixels that are mapped to "1" exist as isolated pixels that have a high possibility of intrusion or smoke. It's hard to think. Therefore, the pixel mapped to “1” is an isolated pixel (that is, a total of 8 pixels adjacent to the pixel mapped to “1” vertically, horizontally, and diagonally are mapped to “0”. If the pixel is a state pixel), the mapping result is changed from “1” to “0”.

[前処理2]輝度値の基準画像に対する差分量チェック
緩慢拡散煙が発生した領域では、基準画像で得られていた輝度値が所定量以上低下することが考えられる。そこで、「1」にマッピングされた画素について、最新の画像と基準画像との輝度値の差分を求め、その差分量の絶対値が所定値以上であるものは「1」のままとし、その差分量の絶対値が所定値未満であるものは「1」から「0」に変更する。ただし、基準画像自体の輝度が、緩慢拡散煙の輝度と同程度と考えられる領域は、この差分量チェックには適さないため、差分量チェックを実行しないようにマスク処理することが考えられる。
[Preprocessing 2] Difference amount check of luminance value with respect to reference image In a region where slow diffused smoke is generated, the luminance value obtained in the reference image may be decreased by a predetermined amount or more. Therefore, for the pixel mapped to “1”, the difference between the luminance values of the latest image and the reference image is obtained, and those whose absolute value of the difference amount is equal to or larger than a predetermined value remain “1”. If the absolute value of the quantity is less than the predetermined value, it is changed from “1” to “0”. However, an area in which the luminance of the reference image itself is considered to be about the same as the luminance of the slowly diffusing smoke is not suitable for this difference amount check.

[前処理3]エッジ強度チェック
緩慢拡散煙が発生した領域では、煙の影響で画像がぼやけることから、エッジ強度が低下することが考えられる。そこで、「1」にマッピングされた画素を含む近傍領域におけるエッジ強度を算出し、エッジ強度が所定値以下であれば、「1」のままとし、エッジ強度が所定値を超える場合には、煙の影響ではないと判断し、「1」から「0」に変更する。
[Pre-processing 3] Edge strength check In an area where slow diffused smoke is generated, the image is blurred due to the influence of smoke, so the edge strength may be lowered. Therefore, the edge strength in the neighboring region including the pixel mapped to “1” is calculated. If the edge strength is equal to or less than the predetermined value, “1” is maintained. If the edge strength exceeds the predetermined value, smoke is detected. It is determined that the influence is not, and “1” is changed to “0”.

このような前処理は、任意の組み合わせを用いることができる。例えば、前処理1〜3のいずれか1つでも「1」から「0」に変更する結果が出た場合には、この変更を実施することができる。あるいは、特定の組合せにより、その組合せで共通して「1」から「0」に変更する結果が出た場合に、この変更を実施することもできる。さらに、取り込む画像の領域ごとに、前処理の組合せをあらかじめ設定しておくことも可能である。   Any combination can be used for such preprocessing. For example, if any one of the pre-processing 1 to 3 results in changing from “1” to “0”, this change can be implemented. Alternatively, when a specific combination results in changing the combination from “1” to “0” in common, the change can be performed. Further, a combination of preprocessing can be set in advance for each area of an image to be captured.

次に、検出候補領域特定手段23は、一つの領域の大きさに対して「1」である画素の比率が所定値以上である領域を、煙検出を詳細に行うべき候補領域として特定する。一方、検出候補領域特定手段23は、「1」である画素の比率が所定値未満である領域を、後段の煙検出を行わない領域として特定する。または、「0」である画素の比率が所定値以上である領域を、後段の煙検出を行わない領域として特定する。   Next, the detection candidate area specifying unit 23 specifies an area in which the ratio of pixels that are “1” with respect to the size of one area is equal to or greater than a predetermined value as a candidate area where smoke detection should be performed in detail. On the other hand, the detection candidate area specifying unit 23 specifies an area in which the ratio of pixels that are “1” is less than a predetermined value as an area that does not perform subsequent smoke detection. Alternatively, an area in which the ratio of pixels that are “0” is equal to or greater than a predetermined value is specified as an area in which subsequent smoke detection is not performed.

図4は、本発明の実施の形態1における煙検出エリア選択部20により特定された候補領域を示す図である。ここで黒く塗りつぶされた部分が、煙検出エリア選択部20によって選択された領域であり、前述の「1」の画素を含んだ比率が大きい領域である。この図4は、図3(a)の状態と対応しており、侵入物が存在して扉の前と、窓ガラスの下に、候補領域としての黒く塗りつぶされた領域が複数存在している。   FIG. 4 is a diagram showing candidate areas identified by the smoke detection area selection unit 20 according to Embodiment 1 of the present invention. Here, the blacked-out portion is a region selected by the smoke detection area selecting unit 20, and is a region having a large ratio including the pixel “1” described above. This FIG. 4 corresponds to the state of FIG. 3A, and there are intruders in front of the door and a plurality of black areas as candidate areas under the window glass. .

画像には複数の領域が存在するが、このような、検出候補領域特定手段23によって特定された候補領域だけに関して、その領域で煙が発生しているかどうかを画像処理で算出すればよいので、全体の演算量を減らすことが可能となる。このような一連の処理により、煙検出エリア選択部20は、あらかじめ分割された複数のエリアの中から、後段の煙発生検出部30で詳細な煙検出を行うべき候補領域を、過去一定期間分の輝度ヒストグラムの算出結果から、高精度に特定することができる。   Although there are a plurality of regions in the image, it is only necessary to calculate whether or not smoke is generated in the region for only the candidate region specified by the detection candidate region specifying unit 23, It is possible to reduce the overall calculation amount. Through such a series of processes, the smoke detection area selection unit 20 selects candidate areas for which detailed smoke detection is to be performed by the subsequent smoke generation detection unit 30 from a plurality of previously divided areas for a predetermined period of time. From the calculation result of the luminance histogram, it can be specified with high accuracy.

この結果、外乱の影響を抑えた上で、画像の中から侵入物や煙のある領域だけを抽出して効率よく高感度に煙検出を行うことができる。つまり、ある領域において、煙などが発生すれば、その領域における画素のほとんどは、ヒストグラムにおいて異なる分布が生じて「1」になり、領域における「1」となった画素の比率が高く候補領域として抽出される。しかし、照明などの一時的な変化では、輝度ヒストグラムにおいて、異なる分布は生じにくいことから、「1」となる画素は少なく、外乱による影響では、候補領域とはなりにくい。さらに、上述したような前処理を施すことで、緩慢拡散煙の抽出に適した候補領域の選定が可能となる。   As a result, it is possible to efficiently detect smoke with high sensitivity by extracting only an area with intruders or smoke from the image while suppressing the influence of disturbance. In other words, if smoke or the like is generated in a certain area, most of the pixels in the area have a different distribution in the histogram and become “1”. Extracted. However, a temporary change such as illumination hardly causes different distributions in the luminance histogram, so there are few pixels that are “1”, and it is difficult to become a candidate region due to the influence of disturbance. Furthermore, by performing the pretreatment as described above, it is possible to select a candidate region suitable for extraction of slow diffused smoke.

次に、煙発生検出部30の機能について説明する。この煙発生検出部30は、煙検出エリア選択部20により特定された煙検出を詳細に行うべき候補領域に対して、煙に関する特徴量を抽出することで、煙発生の有無を判断することができる。   Next, the function of the smoke generation detection unit 30 will be described. The smoke generation detection unit 30 can determine the presence or absence of smoke generation by extracting a feature quantity related to smoke for a candidate area where smoke detection specified by the smoke detection area selection unit 20 should be performed in detail. it can.

ステップ1:煙特徴量算出手段31の機能について
特徴量の抽出方法の代表的なものとしては、次の7つを挙げることができる。煙検出を詳細に行うべき候補領域に対して、以下の方法を適用して特徴量を求めることで、煙特徴量算出手段31は、その領域内において煙が発生した可能性が高いか否かを判断できる。なお、以下の煙特徴量の算出は、特に、流れを伴う比較的遅い煙を検出するのに適した手法である。その中でも、抽出方法5〜7は、緩慢拡散煙であって、光を透過するような薄い煙に適した手法であり、図面を用いて詳細に説明することとする。
Step 1: Function of Smoke Feature Quantity Calculation Unit 31 As typical feature quantity extraction methods, there are the following seven. By applying the following method to the candidate area where smoke detection is to be performed in detail, the smoke feature quantity calculation unit 31 determines whether or not there is a high possibility that smoke has occurred in the area. Can be judged. Note that the calculation of the following smoke feature amount is a method particularly suitable for detecting relatively slow smoke accompanied by a flow. Among them, the extraction methods 5 to 7 are slow diffusion smoke, which is suitable for thin smoke that transmits light, and will be described in detail with reference to the drawings.

[抽出方法1:画素の輝度分散に基づく煙検出]
煙特徴量算出手段31は、煙検出エリア選択部20により特定された煙検出を詳細に行うべき候補領域ごとに、各領域内の画素の輝度分散を算出する。輝度分散を算出するにあたって、煙特徴量算出手段31は、必ずしも領域内のすべての画素を用いる必要はない。煙特徴量算出手段31は、輝度変化判定手段22により、侵入物あるいは煙の発生した可能性が高い画素として「1」にマッピングされた画素のみを対象に、輝度分散を算出してもよい。
[Extraction method 1: Smoke detection based on luminance distribution of pixels]
The smoke feature quantity calculation means 31 calculates the luminance dispersion of the pixels in each area for each candidate area where the smoke detection specified by the smoke detection area selection unit 20 should be performed in detail. In calculating the luminance variance, the smoke feature amount calculating unit 31 does not necessarily need to use all the pixels in the region. The smoke feature amount calculating unit 31 may calculate the luminance variance only for the pixels mapped to “1” as pixels having a high possibility of intrusion or smoke by the luminance change determining unit 22.

また、煙特徴量算出手段31は、輝度分散を算出する画像としては、基本的には、最新の撮像画像を用いる。しかしながら、過去にさかのぼって、複数毎の撮像画像を用いることもできる。   In addition, the smoke feature amount calculation unit 31 basically uses the latest captured image as the image for calculating the luminance dispersion. However, a plurality of captured images can be used retroactively.

そして、煙特徴量算出手段31は、算出した輝度分散、あるいは、輝度分散から得られる標準偏差が、所定の範囲内にあるか否かを判定し、所定の範囲内にある場合に、煙が発生した可能性が高いと判断することができる。   Then, the smoke feature quantity calculation means 31 determines whether or not the calculated luminance dispersion or the standard deviation obtained from the luminance dispersion is within a predetermined range. It can be determined that there is a high possibility that it has occurred.

[抽出方法2:画素の平均輝度の時間分散に基づく煙検出]
煙特徴量算出手段31は、煙検出エリア選択部20により特定された煙検出を詳細に行うべき候補領域ごとに、各領域内の画素の平均輝度を算出する。平均輝度を算出するにあたって、煙特徴量算出手段31は、必ずしも領域内のすべての画素を用いる必要はない。煙特徴量算出手段31は、輝度変化判定手段22により、侵入物あるいは煙の発生した可能性が高い画素として「1」にマッピングされた画素のみを対象に、平均輝度を算出してもよい。
[Extraction method 2: Smoke detection based on temporal dispersion of average luminance of pixels]
The smoke feature quantity calculation means 31 calculates the average luminance of the pixels in each area for each candidate area where the smoke detection specified by the smoke detection area selection unit 20 should be performed in detail. In calculating the average luminance, the smoke feature amount calculating unit 31 does not necessarily need to use all the pixels in the region. The smoke feature amount calculation unit 31 may calculate the average luminance only for the pixels mapped to “1” as pixels having a high possibility of occurrence of an intruder or smoke by the luminance change determination unit 22.

次に、煙特徴量算出手段31は、過去にさかのぼって一定の期間にわたる複数枚の撮像画像の同一領域における平均輝度を算出し、それぞれの対象領域ごとに、平均輝度の時系列データを生成する。そして、煙特徴量算出手段31は、生成した平均輝度の時系列データの輝度分散を算出する。   Next, the smoke feature amount calculating unit 31 calculates the average luminance in the same region of a plurality of captured images going back in the past for a certain period, and generates time series data of the average luminance for each target region. . Then, the smoke feature quantity calculating means 31 calculates the luminance variance of the generated time series data of average luminance.

そして、煙特徴量算出手段31は、平均輝度の時系列データに基づいて算出した輝度分散、あるいは、その輝度分散から得られる標準偏差が、所定の範囲内にあるか否かを判定し、所定の範囲内にある場合に、煙が発生した可能性が高いと判断することができる。   Then, the smoke feature quantity calculation means 31 determines whether or not the luminance variance calculated based on the time series data of the average luminance or the standard deviation obtained from the luminance variance is within a predetermined range. If it is within the range, it can be determined that the possibility that smoke has occurred is high.

[抽出方法3:画素の平均輝度の低周波強度に基づく煙検出]
煙特徴量算出手段31は、上述した抽出方法2と同様にして、それぞれの対象領域ごとに、平均輝度の時系列データを生成する。そして、煙特徴量算出手段31は、生成した平均輝度の時系列データをフーリエ変換し、パワースペクトルを算出する。
[Extraction method 3: Smoke detection based on low frequency intensity of average luminance of pixels]
The smoke feature quantity calculation means 31 generates time series data of average luminance for each target area in the same manner as the extraction method 2 described above. Then, the smoke feature amount calculation means 31 performs Fourier transform on the generated time series data of the average luminance to calculate a power spectrum.

次に、煙特徴量算出手段31は、平均輝度の時系列データに基づいて算出したパワースペクトルの中から所定の低周波数成分を抜き取り、そのモードとなる強度を算出し、その強度が所定の値以下である場合に、煙が発生した可能性が高いと判断することができる。   Next, the smoke feature quantity calculation means 31 extracts a predetermined low frequency component from the power spectrum calculated based on the time series data of the average luminance, calculates the intensity for the mode, and the intensity is a predetermined value. When it is below, it can be judged that the possibility that smoke was generated is high.

[抽出方法4:基準画像との差分平均に基づく煙検出]
煙特徴量算出手段31は、煙検出エリア選択部20により特定された煙検出を詳細に行うべき候補領域ごとに、その候補領域内の各画素と、あらかじめ画像メモリ10に記憶しておいた基準画像の対応する画素との輝度差分値を求める。さらに、煙特徴量算出手段31は、候補領域ごとにおける輝度差分値の平均値を求め、その平均値が所定の値より大きい場合、あるいは所定の範囲内にある場合に、煙が発生した可能性が高いと判断することができる。
[Extraction method 4: Smoke detection based on difference average with reference image]
The smoke feature quantity calculation means 31 has, for each candidate area where smoke detection specified by the smoke detection area selection unit 20 is to be performed in detail, each pixel in the candidate area and a reference stored in the image memory 10 in advance. A luminance difference value with a corresponding pixel of the image is obtained. Further, the smoke feature quantity calculation means 31 obtains an average value of the luminance difference values for each candidate area, and the possibility that smoke has occurred when the average value is larger than a predetermined value or within a predetermined range. Can be determined to be high.

[抽出方法5:基準画像との相関値に基づく煙検出]
煙特徴量算出手段31は、煙検出エリア選択部20により特定された煙検出を詳細に行うべき候補領域ごとに、その候補領域内の各画素と、あらかじめ画像メモリ10に記憶しておいた基準画像の対応する画素との輝度値同士の相関値を求める。さらに、煙特徴量算出手段31は、候補領域ごとにおける相関値を、煙に関する特徴量として求め、その相関値の値が所定の範囲内にある場合に、煙が発生した可能性が高いと判断することができる。
[Extraction method 5: Smoke detection based on correlation value with reference image]
The smoke feature quantity calculation means 31 has, for each candidate area where the smoke detection specified by the smoke detection area selection unit 20 is to be performed in detail, each pixel in the candidate area and a standard stored in the image memory 10 in advance. A correlation value between luminance values with corresponding pixels of the image is obtained. Further, the smoke feature quantity calculation means 31 obtains a correlation value for each candidate area as a feature quantity related to smoke, and determines that there is a high possibility that smoke has occurred when the value of the correlation value is within a predetermined range. can do.

図5は、本発明の実施の形態1における煙特徴量算出手段31で実施される相関値に基づく煙検出方法の説明図である。図5(a)は基準画像、図5(b)は煙が発生していない際に撮像された最新の画像、図5(c)は人間が侵入した際に撮像された最新の画像、そして図5(d)は煙が発生した際に撮像された最新の画像をそれぞれ示している。それぞれの図において、図の窓ガラスの左下側の四角で囲まれた部分が、1つの候補領域に相当する。   FIG. 5 is an explanatory diagram of the smoke detection method based on the correlation value performed by the smoke feature amount calculation unit 31 according to Embodiment 1 of the present invention. 5A is a reference image, FIG. 5B is the latest image captured when no smoke is generated, FIG. 5C is the latest image captured when a human invades, and FIG. 5D shows the latest images captured when smoke is generated. In each figure, a portion surrounded by a square on the lower left side of the window glass in the figure corresponds to one candidate area.

撮像した最新の画像として図5(b)の画像(煙が発生していない状態の画像)が得られた場合には、図5(a)の基準画像との候補領域での相関値を計算すると、両画像は似通っているため、高い値を示すこととなる。また、例えば、照明の変化があったと仮定すると、その際の図5(b)の画像は、全体的な輝度が上下するものの、領域内にある模様自体は変化しないので、相関値には大きな影響を与えず、高い値が得られることとなる。   When the image of FIG. 5B (image in which smoke is not generated) is obtained as the latest captured image, the correlation value in the candidate area with the reference image of FIG. 5A is calculated. Then, since both images are similar, a high value will be shown. Further, for example, assuming that there is a change in illumination, the image in FIG. 5 (b) at that time has a large correlation value because the overall brightness does not change but the overall brightness does not change. A high value can be obtained without any influence.

一方、撮像した最新の画像として図5(c)の画像(候補領域内に人間が存在する画像)が得られた場合には、相関値が大きく乱され、低い値になる。   On the other hand, when the image shown in FIG. 5C (an image in which a human is present in the candidate area) is obtained as the latest captured image, the correlation value is greatly disturbed and becomes a low value.

これに対して、撮像した最新の画像として図5(d)の画像(煙が発生した状態の画像)が得られた場合には、図5(a)の基準画像との候補領域での相関値を計算すると、煙の影響により両画像の相関値は、煙が発生していないときの相関値よりも低い値を示すが、人間が存在するときの相関値よりも高い値を示す。これは、煙の場合は人間と比較すると透過性があり、背景の画像の情報が残っているためである。従って、算出した相関値が、あらかじめ決められた範囲内の相関値に収まっている場合には、その候補領域で煙が発生した可能性が高いと判断することができる。   On the other hand, when the image of FIG. 5D (image in which smoke is generated) is obtained as the latest captured image, the correlation in the candidate area with the reference image of FIG. When the value is calculated, the correlation value between the two images is lower than the correlation value when smoke is not generated due to the influence of smoke, but is higher than the correlation value when a human is present. This is because smoke is more transparent than humans, and background image information remains. Therefore, when the calculated correlation value falls within the correlation value within a predetermined range, it can be determined that there is a high possibility that smoke has occurred in the candidate area.

なお、相関値を算出するにあたって、煙特徴量算出手段31は、必ずしも候補領域内のすべての画素を用いる必要はない。煙特徴量算出手段31は、輝度変化判定手段22により、侵入物あるいは煙の発生した可能性が高い画素として「1」にマッピングされた画素のみを対象に、相関値を算出してもよい。   In calculating the correlation value, the smoke feature amount calculating unit 31 does not necessarily need to use all the pixels in the candidate area. The smoke feature amount calculation unit 31 may calculate the correlation value only for pixels mapped to “1” by the luminance change determination unit 22 as pixels having a high possibility of intrusion or smoke.

[抽出方法6:エッジ強度の値に基づく煙検出]
候補領域内で煙が発生した場合には、その煙の影響で、画像内のエッジ強度の平均濃淡度と標準偏差が徐々に減少することが考えられる。一方、候補領域内に移動物が侵入した場合には、画像内のエッジ強度の平均濃淡度と標準偏差が急激に変化することが考えられる。そこで、このエッジ強度の平均濃淡度と標準偏差の値に基づいて、候補領域で煙が発生した可能性が高いか否かを判断することができる。なお、この抽出方法6で用いるエッジ強度とは、例えば、周知技術であるsobelフィルタを用いて画素ごとに算出することができる値のことである。
[Extraction method 6: Smoke detection based on edge intensity value]
When smoke is generated in the candidate area, it is conceivable that the average density and standard deviation of the edge intensity in the image gradually decrease due to the influence of the smoke. On the other hand, when a moving object enters the candidate area, it is conceivable that the average intensity and standard deviation of the edge intensity in the image change rapidly. Therefore, it is possible to determine whether or not there is a high possibility that smoke has occurred in the candidate area based on the average intensity and standard deviation of the edge intensity. The edge strength used in this extraction method 6 is a value that can be calculated for each pixel using, for example, a well-known sobel filter.

図6は、本発明の実施の形態1における煙特徴量算出手段31で実施されるエッジ強度の平均濃淡度と標準偏差の値に基づく煙判定に関する説明図である。図6(a)は、煙が発生していない正常な状態として、あらかじめ画像メモリ10に記憶しておいた基準画像である。これに対して、図6(b)は、侵入物として煙が発生した際に撮像された最新の画像である。それぞれの図において、四角で囲まれた部分が、1つの候補領域に相当する。   FIG. 6 is an explanatory diagram related to smoke determination based on the average intensity and standard deviation of the edge intensity, which is performed by the smoke feature amount calculation unit 31 according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 6A shows a reference image stored in advance in the image memory 10 as a normal state where no smoke is generated. In contrast, FIG. 6B is the latest image captured when smoke is generated as an intruder. In each figure, a portion surrounded by a square corresponds to one candidate region.

煙特徴量算出手段31は、図6(a)あるいは図6(b)に示したように、基準画像のエッジ強度と最新の画像のエッジ強度とを算出する。なお、候補領域内でのエッジ強度の評価指標として、煙特徴量算出手段31は、候補領域内で求められたエッジ強度の平均値(平均濃淡度)およびその標準偏差を用いることができる。   As shown in FIG. 6A or FIG. 6B, the smoke feature amount calculating unit 31 calculates the edge strength of the reference image and the edge strength of the latest image. Note that, as an evaluation index of the edge strength in the candidate region, the smoke feature amount calculating means 31 can use the average value (average intensity) of the edge strength obtained in the candidate region and its standard deviation.

ここで、画像を逐次取り込むタイミングである1フレームを約33msとし、1サイクルを128フレーム分の画像を取り込む間隔とし、例えば1サイクル(約4.2s)ごとに最新の画像を更新していく場合を考える。この場合、煙特徴量算出手段31は、1サイクルごとに、最新画像におけるエッジ強度の平均濃淡度と標準偏差を算出する。図6(a)(b)のそれぞれ右側には、候補領域におけるエッジ強度が模式的に示されている。このように、緩慢拡散煙が発生した場合には、エッジ強度の平均濃淡度と標準偏差が徐々に減少することとなる。   Here, one frame, which is the timing for sequentially capturing images, is set to about 33 ms, and one cycle is set to an interval for capturing images of 128 frames. For example, the latest image is updated every cycle (about 4.2 s). think of. In this case, the smoke feature quantity calculation means 31 calculates the average gray level and standard deviation of the edge intensity in the latest image every cycle. Edge strengths in the candidate regions are schematically shown on the right side of FIGS. Thus, when slow diffusion smoke is generated, the average intensity and standard deviation of the edge intensity gradually decrease.

そこで、煙特徴量算出手段31は、1サイクルごとに算出される最新画像の平均濃淡度および標準偏差と、あらかじめ算出された基準画像の平均濃淡度および標準偏差とのそれぞれの変化量(差分)を算出する。なおエッジの変化量については、現画像と基準画像との差としたが、エッジの変化率を使用してもよい。   Therefore, the smoke feature quantity calculation means 31 has the respective change amounts (differences) between the average density and standard deviation of the latest image calculated for each cycle and the average density and standard deviation of the reference image calculated in advance. Is calculated. The edge change amount is the difference between the current image and the reference image, but the edge change rate may be used.

そして、煙特徴量算出手段31は、1サイクルごとに、それぞれの変化量がともに所定の煙判定範囲内に入っているかどうかを判断する。煙特徴量算出手段31は、煙発生を判断するための期間をNサイクル(Nは1以上の整数)としたときに、算出した変化量が所定範囲内である状態がNサイクル間継続する場合に煙が発生した可能性が高いと判断する。   Then, the smoke feature amount calculation means 31 determines whether each change amount is within a predetermined smoke determination range for each cycle. The smoke feature amount calculation means 31 is configured such that the state in which the calculated change amount is within a predetermined range continues for N cycles when the period for determining the occurrence of smoke is N cycles (N is an integer of 1 or more). It is judged that there is a high possibility that smoke has occurred.

なお、煙特徴量算出手段31は、1サイクルごとに、それぞれの変化量がともに所定の煙判定範囲内に入っている場合に、判定値をカウントアップし、所定の煙判定範囲外である場合には、判定値をカウントダウンして判定値を演算することで、煙の判定を行うようにしてもよい。具体的には、判定値の初期値をゼロとし、カウントアップする場合には+1とし、カウントダウンする場合にはゼロを下限値として−1することが考えられる。   Note that the smoke feature quantity calculation means 31 counts up the judgment value when each change amount is within the predetermined smoke judgment range every cycle, and is outside the predetermined smoke judgment range. Alternatively, smoke may be determined by counting down the determination value and calculating the determination value. Specifically, it is conceivable that the initial value of the determination value is zero, +1 when counting up, and -1 as a lower limit value when counting down.

このように1サイクル毎にカウントをすることで、継続してエッジの変化量があるかどうかを判断することができる。煙の場合には、後述するように、人間の場合と違って、継続してエッジの変化があることから、煙と人間とを識別して検出することが可能となる。   Thus, by counting every cycle, it is possible to determine whether there is an edge change amount continuously. In the case of smoke, as will be described later, since there is a continuous edge change unlike humans, smoke and humans can be identified and detected.

最終的に、煙特徴量算出手段31は、1サイクルごとに更新される判定値が、煙判定用のしきい値(例えば10カウント)に到達した場合には、緩慢拡散煙が発生している可能性が高いと判断する。なお、上述の説明では、平均濃淡度と標準偏差の両方の変化状態を見て判定値のカウントをアップダウンさせていたが、それぞれの変化状態に応じて別個のカウンターを用いることもできる。この場合には、いずれか一方のカウント値が煙判定用のしきい値に到達した場合に緩慢拡散煙が発生している可能性が高いと判断することができ、さらに、煙判定用のしきい値自体も別個に持つことができる。   Finally, when the determination value updated for each cycle reaches a smoke determination threshold value (for example, 10 counts), the smoke feature amount calculation unit 31 generates slow diffusion smoke. Judge that the possibility is high. In the above description, the determination value is counted up and down by looking at the change state of both the average gray level and the standard deviation. However, a separate counter can be used according to each change state. In this case, it can be determined that there is a high possibility that slow diffused smoke is generated when one of the count values reaches the smoke determination threshold value. The threshold itself can also be kept separate.

ここで、エッジを利用して特徴量を求めることについて言及する。緩慢煙、特に濃い緩慢拡散煙では、移動物体内部のエッジが微弱であるため、エッジ強度が弱くなるが、人物は移動物体内部のエッジが比較的強い場合が多い。また、やや薄い煙では、半透明のため背景のエッジを弱めるという特徴を持つが、人物部分は背景よりもエッジが強くなることが多い。さらに時間的にみると、緩慢煙の場合は、天井付近に停滞するという特性から連続的なエッジの強度の減少が起こるが、人物の場合は変動するため連続的なエッジの強度の減少が起こりにくい。以上のことからサイクル毎に、そのエッジ強度の平均値等を演算し、基準画像のそれとを比較することで、人間と煙との識別が可能となる。   Here, mention is made of obtaining a feature quantity using an edge. In the case of slow smoke, particularly dark slow diffuse smoke, the edge inside the moving object is weak and the edge strength becomes weak. However, in many cases, a person has a relatively strong edge inside the moving object. Slightly thin smoke has the characteristic of weakening the edge of the background because it is translucent, but the human part often has a stronger edge than the background. Furthermore, in terms of time, in the case of slow smoke, the continuous edge strength decreases due to the property of stagnating near the ceiling, but in the case of a person, the continuous edge strength decreases due to fluctuations. Hateful. From the above, it is possible to discriminate between human and smoke by calculating the average value of the edge intensity for each cycle and comparing it with that of the reference image.

[抽出方法7:差分画素数に基づく煙検出]
候補領域内で煙が発生した場合には、その煙の影響で、画像内の輝度値が基準画像と比較して徐々に変化することが考えられる。そこで、煙特徴量算出手段31は、候補領域内の各画素について、基準画像と最新画像との輝度値の差分を算出し、算出した差分値が所定の差分しきい値以上である画素を計数する。
[Extraction method 7: Smoke detection based on the number of difference pixels]
When smoke is generated in the candidate area, it is conceivable that the luminance value in the image gradually changes compared to the reference image due to the influence of the smoke. Therefore, the smoke feature amount calculation means 31 calculates the difference in luminance value between the reference image and the latest image for each pixel in the candidate area, and counts pixels for which the calculated difference value is equal to or greater than a predetermined difference threshold value. To do.

なお、所定の差分しきい値としては、全候補領域について一律である必要はなく、各候補領域における基準画像のコントラストの平均に応じて、可変設定することも考えられる。具体的には、候補領域内のコントラストが低い場合には、煙発生によるコントラストの変化は少ないと考えられるため、所定の差分しきい値をコントラストの平均に応じて低い値として設定する。一方、候補領域内のコントラストが高い場合には、煙発生によるコントラストの変化は大きいと考えられるため、所定の差分しきい値をコントラストの平均に応じて高い値として設定する。この結果、候補領域の画像の特性に応じた適切なしきい値設定が可能となり、1画面内の煙検出精度を安定化させることができる。   Note that the predetermined difference threshold value need not be uniform for all candidate areas, and may be variably set according to the average contrast of the reference image in each candidate area. Specifically, when the contrast in the candidate region is low, it is considered that the change in contrast due to the generation of smoke is small, so the predetermined difference threshold is set to a low value according to the average contrast. On the other hand, when the contrast in the candidate region is high, it is considered that the change in contrast due to the generation of smoke is large, so the predetermined difference threshold is set as a high value according to the average contrast. As a result, an appropriate threshold value can be set according to the characteristics of the image of the candidate area, and the smoke detection accuracy within one screen can be stabilized.

最終的に、煙特徴量算出手段31は、候補領域内で計数された所定の差分しきい値以上である画素数が、許容値を超えている場合には、緩慢拡散煙が発生している可能性が高いと判断する。なお、この判断に当たっては、このような状態が所定の複数フレーム間に渡って継続した場合に緩慢拡散煙が発生している可能性が高いと判断してもよい。何故なら、監視画像内に移動する人間が現れた場合には、差分しきい値以上の画素が一時は生じるが、継続して、その画素数が許容値を超える場合はほとんどないからである。   Finally, the smoke feature quantity calculation means 31 generates slow diffuse smoke when the number of pixels equal to or greater than a predetermined difference threshold counted in the candidate area exceeds an allowable value. Judge that the possibility is high. In this determination, it may be determined that there is a high possibility that slow diffused smoke is generated when such a state continues for a plurality of predetermined frames. This is because when a moving person appears in the monitoring image, pixels exceeding the difference threshold are generated temporarily, but the number of pixels continuously exceeds the allowable value.

なお、この差分画素数の検出を設けることで、照明の変化を誤検出することを防止できる。照明の変化の場合には、一時的な(一瞬だけの)変化であり、変化が継続するということはない。つまり、一旦は、差分しきい値以上の画素数がカウントされるが、数サイクルにわたって、画素数をカウントすると、所定しきい値以上の画素数はほとんどなくなる。これに対して、煙の場合には、継続して画素数をカウントすると所定時間にわたって、所定しきい値以上の画素数がカウントされることから、これをもって、煙と照明とを識別して検出することができる。   In addition, it can prevent detecting the change of illumination erroneously by providing the detection of this difference pixel number. In the case of a change in illumination, it is a temporary change (for a moment) and does not continue. That is, once the number of pixels equal to or greater than the difference threshold is counted, when the number of pixels is counted over several cycles, the number of pixels equal to or greater than the predetermined threshold is almost eliminated. On the other hand, in the case of smoke, if the number of pixels is continuously counted, the number of pixels equal to or greater than a predetermined threshold is counted for a predetermined time. can do.

また、上述の説明では、128フレーム分に相当する1サイクルごとに演算、判定処理を行っているが、例えば、1サイクル内を分割し、32フレームごとに演算、判定処理を実行することも可能である。   In the above description, calculation and determination processing are performed for each cycle corresponding to 128 frames. For example, it is possible to divide one cycle and perform calculation and determination processing for every 32 frames. It is.

ステップ2:マッピング手段32の機能について
マッピング手段32は、煙特徴量算出手段31による7種類の抽出方法1〜7による抽出結果に基づいて、煙判定を詳細に行うべき候補領域ごとのマッピングを行う。例えば、マッピング手段32は、7種類の抽出方法1〜7のいずれか1つ以上の方法で煙が発生した可能性が高いと判断された領域を「1」に、それ以外の領域を「0」に設定することができる。
Step 2: About the function of the mapping means 32 The mapping means 32 performs mapping for each candidate region where smoke determination should be performed in detail based on the extraction results of the seven types of extraction methods 1 to 7 by the smoke feature amount calculation means 31. . For example, the mapping unit 32 sets “1” for an area where smoke is highly likely to be generated by any one or more of the seven types of extraction methods 1 to 7 and “0” for other areas. Can be set.

また、別のマッピング方法として、マッピング手段32は、2種類以上の複数の抽出方法により煙が発生した可能性が高いと判断された領域を「1」に、それ以外の領域を「0」に設定することができる。あるいは、7種類の抽出方法1〜7の特定の組合せにより、その組合せで共通して煙が発生した可能性が高いと判断された領域を「1」に、それ以外の領域を「0」に設定することができる。特に、緩慢拡散煙を検出するに当たっては、その検出に適した抽出方法5〜7の結果を重視してマッピングすることが考えられる。   As another mapping method, the mapping means 32 sets “1” for an area where it is determined that smoke is likely to be generated by two or more types of extraction methods, and “0” for other areas. Can be set. Alternatively, an area where it is determined that there is a high possibility that smoke is commonly generated by the combination of the seven types of extraction methods 1 to 7 is set to “1”, and the other areas are set to “0”. Can be set. In particular, when detecting the slow diffusion smoke, it is conceivable that mapping is performed with an emphasis on the results of extraction methods 5 to 7 suitable for the detection.

図7は、本発明の実施の形態1におけるマッピング手段32により出力されるマッピング結果を示す図である。先の図4で示した候補領域に対して煙に関する特徴量を算出することで、この図7に示したように、候補領域の中から煙が発生した可能性が高い領域を選別することができる。この図7では、扉部分の候補領域(図4参照)は、画像内を通過する通行人等の侵入物の存在によって抽出された領域であって、煙が発生した可能性が低いと判断され、窓の下の3つの候補領域(図4参照)のうちの3つの領域が、煙が発生した可能性が高いと判断された場合を示している。   FIG. 7 is a diagram illustrating a mapping result output by the mapping unit 32 according to the first embodiment of the present invention. By calculating the feature value relating to the smoke for the candidate area shown in FIG. 4, as shown in FIG. 7, it is possible to select an area where smoke is likely to be generated from the candidate areas. it can. In FIG. 7, the candidate area of the door portion (see FIG. 4) is an area extracted by the presence of an intruder such as a passerby that passes through the image, and it is determined that the possibility that smoke has occurred is low. , Three of the three candidate areas under the window (see FIG. 4) indicate a case where it is determined that the possibility that smoke has occurred is high.

ステップ3:煙判定手段33の機能
マッピング手段32によりマッピングされた1画面分の各領域のデータに基づいて、煙判定手段33は、「1」としてマッピングされた(候補)領域が、ある所定の領域数にまたがって、所定期間継続して検出されるか否かを判断する。例えば、煙判定手段33は、縦方向あるいは横方向にn(nは2以上の整数)以上の領域がマッピング手段32により「1」としてマッピングされ、かつ過去から現在にかけて順次撮像された時系列の画面にm(mは2以上の整数)回以上連続して、その連結領域が検出された場合に、煙が発生していると最終的に判断することができる。
Step 3: Function of Smoke Determining Unit 33 Based on the data of each area for one screen mapped by the mapping unit 32, the smoke determining unit 33 has a (candidate) area mapped as “1”. It is determined whether or not detection is continued for a predetermined period across the number of regions. For example, the smoke determination means 33 is a time series in which a region of n (n is an integer of 2 or more) in the vertical direction or the horizontal direction is mapped as “1” by the mapping means 32 and sequentially captured from the past to the present. When the connected area is detected continuously on the screen m (m is an integer of 2 or more) times or more, it can be finally determined that smoke is generated.

次に、図1の構成を備えた本発明の煙検出装置の全体処理の流れを、フローチャートに基づいて説明する。図8は、本発明の実施の形態1における煙検出装置の全体処理の流れを示すフローチャートである。   Next, the flow of the entire process of the smoke detection device of the present invention having the configuration of FIG. 1 will be described based on the flowchart. FIG. 8 is a flowchart showing a flow of overall processing of the smoke detection device according to Embodiment 1 of the present invention.

まず、ステップS801において、輝度ヒストグラム作成手段21は、画像メモリ10内に記憶された複数の時系列の画像データに基づいて、所定の画素ごとに輝度ヒストグラムを生成する(図2(a)(b)参照)。次に、ステップS802において、輝度変化判定手段22は、生成された輝度ヒストグラムに基づいて、侵入物あるいは煙の発生により新たに生じた輝度値の存在の有無を検出し、侵入物あるいは煙の発生した可能性が高い画素をマッピング出力する(図3(b)参照)。   First, in step S801, the luminance histogram creating unit 21 generates a luminance histogram for each predetermined pixel based on a plurality of time-series image data stored in the image memory 10 (FIGS. 2A and 2B). )reference). Next, in step S802, the luminance change determination unit 22 detects the presence or absence of a luminance value newly generated by the generation of an intruder or smoke based on the generated luminance histogram, and the occurrence of the intruder or smoke is generated. Pixels that are likely to have been mapped are output (see FIG. 3B).

次に、ステップS803において、検出候補領域特定手段23は、あらかじめ分割されたエリアごとに、侵入物あるいは煙の発生した可能性が高いとしてマッピングされた画素の比率が、所定値以上あるかないかを判断し、煙検出を行うべき候補領域を特定する(図4参照)。なお、このステップS803において、上述したような前処理1〜3を行うことも可能である。   Next, in step S803, the detection candidate area specifying unit 23 determines whether the ratio of pixels mapped as having a high possibility of occurrence of intruders or smoke is greater than or equal to a predetermined value for each area divided in advance. Judgment is made and a candidate area for smoke detection is specified (see FIG. 4). In step S803, the preprocessing 1 to 3 as described above can be performed.

以上のステップS801〜S803は、煙検出エリア選択部20による一連の処理である。このように、煙検出エリア選択部20により特定された煙検出を行うべき候補領域に対してのみ、ステップS804以降で、煙発生検出部30による煙検出処理が行われることとなる。このため、画像全体を処理する場合に比べ、演算量を減らすことができる。   The above steps S801 to S803 are a series of processes by the smoke detection area selection unit 20. As described above, the smoke detection processing by the smoke generation detection unit 30 is performed only on the candidate area where the smoke detection specified by the smoke detection area selection unit 20 is to be performed in step S804 and subsequent steps. For this reason, the amount of calculation can be reduced compared with the case where the whole image is processed.

ステップS804において、煙特徴量算出手段31は、煙検出を行うべき候補領域として特定されたエリアのみ、上述した抽出方法1〜7を用いて、煙に関する特徴量を算出する。次に、ステップS805において、抽出方法1〜6の結果に基づいて、マッピング手段32は、煙が発生した可能性が高い領域をマッピング出力する(図7参照)。   In step S804, the smoke feature quantity calculation means 31 calculates the feature quantity related to smoke using only the extraction methods 1 to 7 described above for only the areas identified as candidate areas for which smoke detection is to be performed. Next, in step S805, based on the results of the extraction methods 1 to 6, the mapping unit 32 performs mapping output of a region where there is a high possibility that smoke has occurred (see FIG. 7).

次に、ステップS806において、煙判定手段33は、マッピング手段32による分割領域のマッピング結果の時間的分布、空間的分布に基づいて、最終的に煙が発生したエリアを特定する。   Next, in step S806, the smoke determination unit 33 specifies an area where smoke finally occurs based on the temporal distribution and spatial distribution of the mapping result of the divided areas by the mapping unit 32.

このような一連の処理を行うことにより、煙発生検出部30は、過去一定期間分の輝度ヒストグラムの算出結果から煙検出エリア選択部20により特定された煙検出を詳細に行うべき候補領域に対してのみ、煙に関する特徴量を抽出することで、効率よく煙発生の有無を判断することができる。この結果、外乱の影響を抑えた上で、高感度に煙検出を行うことができる。また、特に煙特徴量抽出手段31として、7つの抽出方法を組み合わせることで、人間などの誤報源となりうるものを排除して、画像から煙だけを検出することが可能となる。   By performing such a series of processes, the smoke generation detection unit 30 performs the smoke detection specified by the smoke detection area selection unit 20 from the calculation result of the luminance histogram for a certain period in the past with respect to the candidate area where the smoke detection should be performed in detail. Thus, by extracting the feature quantity related to smoke, it is possible to efficiently determine whether or not smoke is generated. As a result, it is possible to detect smoke with high sensitivity while suppressing the influence of disturbance. In particular, by combining seven extraction methods as the smoke feature amount extraction means 31, it is possible to detect only smoke from an image by eliminating what can be a false alarm source such as a human.

以上のように、実施の形態1によれば、時系列で取り込まれた複数の画像から、所定の画素ごとに、過去一定期間内の輝度のヒストグラムを算出する構成を備えている。この結果、侵入物あるいは煙の発生により新たに生じた輝度値の存在の有無を、容易に検出することができ、外乱の影響を抑えた上で、高感度に煙検出を行うことのできる煙検出装置を得ることができる。   As described above, according to the first embodiment, a configuration is provided in which a luminance histogram within a certain past period is calculated for each predetermined pixel from a plurality of images captured in time series. As a result, it is possible to easily detect the presence or absence of a brightness value newly generated by the generation of an intruder or smoke, and to detect smoke with high sensitivity while suppressing the influence of disturbance. A detection device can be obtained.

特に、発生前の輝度分布と発生後の輝度分布の輝度差がわずかである場合にも、過去一定期間内の複数の画像に基づく画素ごとに輝度のヒストグラムを求めているため、新たに生じた輝度値の存在を高精度に識別できる。   In particular, even when the difference in luminance between the luminance distribution before the occurrence and the luminance distribution after the occurrence is slight, it is newly generated because the luminance histogram is obtained for each pixel based on a plurality of images within a certain past period. The presence of a luminance value can be identified with high accuracy.

さらに、新たに生じた輝度値の存在が検出された候補領域にしぼって、煙検出を行うことにより、計算負荷を軽減した上で、誤検出を防止した高精度の煙検出を行うことができる。   Furthermore, it is possible to perform high-accuracy smoke detection that prevents erroneous detection while reducing calculation load by performing smoke detection by narrowing down to a candidate area where the presence of a newly generated luminance value is detected. .

さらに、煙検出を行うための特徴量として、複数の特徴量を求め、複数の特徴量に基づく個別の判断結果の特定の組合せにより、その候補領域において煙が発生した可能性が高いか否かを判断することができ、さらなる検出精度の向上を図ることができる。また、煙に関する特徴量の算出に当たって、上述した抽出方法1〜3は、抽出方法4〜7と異なり、基準画像をあらかじめ記憶しておく必要がない。従って、抽出方法4〜7を用いずに特徴量を求める場合には、基準画像が不要となるメリットも得られる。   Furthermore, whether or not there is a high possibility that smoke is generated in the candidate area by obtaining a plurality of feature quantities as feature quantities for performing smoke detection and by a specific combination of individual judgment results based on the plurality of feature quantities Therefore, the detection accuracy can be further improved. In addition, when calculating the feature quantity regarding smoke, the extraction methods 1 to 3 described above do not need to store a reference image in advance, unlike the extraction methods 4 to 7. Therefore, when the feature amount is obtained without using the extraction methods 4 to 7, a merit that the reference image is unnecessary is obtained.

さらに、煙が特定の領域に広がる特性を利用して、煙が発生した可能性が高いとしてマッピングされた領域が、ある所定の領域数にまたがって、所定期間継続して検出された場合に煙が発生したと判定する煙判定手段を備えている。この結果、誤検出を抑制し、安定した高精度の煙検出を実現できる。特に、抽出方法5〜7を用いることで、緩慢拡散煙を高精度に検出することができる。   Further, if the area mapped as having a high possibility that smoke has been generated using the characteristic that smoke spreads over a specific area is detected continuously for a predetermined period across a certain number of areas, the smoke Smoke judging means for judging that the occurrence of smoke is provided. As a result, erroneous detection can be suppressed, and stable and highly accurate smoke detection can be realized. In particular, by using the extraction methods 5 to 7, slow diffusion smoke can be detected with high accuracy.

本発明は、以上のように構成されるので、過去の複数枚の画像から輝度のヒストグラムを算出し、確率の小さい輝度を侵入物として検出するので、輝度差の少ない煙でも高感度に領域抽出をすることができ、また、照明変化などの影響も吸収することができる。また、画素毎にヒストグラムを計算することは、記憶量、計算量ともに膨大であるため、隣接する画素間でヒストグラムを共有させることによって、計算量を減少させた。   Since the present invention is configured as described above, a luminance histogram is calculated from a plurality of past images, and a luminance with a low probability is detected as an intruder, so that a region with high sensitivity can be extracted even with smoke with a small luminance difference. It is also possible to absorb influences such as changes in illumination. In addition, since the calculation of the histogram for each pixel is enormous in both the storage amount and the calculation amount, the calculation amount is reduced by sharing the histogram between adjacent pixels.

なお、本発明では、輝度ヒストグラム作成手段や輝度変化判定手段により、画像内から煙候補領域を抽出するようにしたが、例えば、画像をマトリクス状に複数の小さな検出領域に分割した後、各検出領域のコントラストを演算し、コントラストの値が低下した領域を煙候補領域と判定するようにしてもよい。この場合には、この領域のコントラストの低下を検出する手段が、煙検出エリア選択部の構成手段となる。   In the present invention, the smoke candidate region is extracted from the image by the luminance histogram creation unit and the luminance change determination unit. For example, after the image is divided into a plurality of small detection regions in a matrix, each detection is performed. The contrast of the area may be calculated, and the area where the contrast value has decreased may be determined as the smoke candidate area. In this case, a means for detecting a decrease in contrast in this region is a means for configuring the smoke detection area selection unit.

本発明では、一枚の画像を縦7*横10の領域に分割して、各領域での煙の特徴量を演算するようにしたが、より領域を細かく分割して、各領域を重なりあわせるようにしてもよい。例えば、一つの領域の大きさ自体は、図3の領域と同じにして、画面における領域の設定の仕方を以下のように変える。つまり、隣り合う領域同士が縦方向も横方向も、それぞれ領域が1/2ずつ重なりをもつように領域を設定する。つまり、図3における一つの領域が、実質的には、9つの領域によって、カバーされることになり、一つの画像をより細かく領域設定することができ、煙検出の精度をより高めることが可能となる。   In the present invention, one image is divided into 7 * 10 vertical areas and the smoke feature amount in each area is calculated. However, the areas are divided more finely and the respective areas are overlapped. You may do it. For example, the size of one area itself is the same as the area shown in FIG. 3, and the setting method of the area on the screen is changed as follows. That is, the areas are set so that adjacent areas overlap each other in half in both the vertical and horizontal directions. That is, one area in FIG. 3 is substantially covered by nine areas, so that one image can be set in a more detailed area, and the accuracy of smoke detection can be further increased. It becomes.

このような領域分割をすることによって、領域のつなぎ目の検出が不安定にならないようにすることができる。なお、この場合には、最終の煙の有無の判定は、図3の領域の1/4の大きさのマス目が、どれだけマッピングされたかにより煙判定を行うようにすればよい。   By performing such region division, it is possible to prevent the detection of joints between regions from becoming unstable. In this case, the determination of the presence or absence of the final smoke may be performed by determining how many squares having a size of 1/4 of the area of FIG. 3 are mapped.

1 カメラ、10 画像メモリ、20 煙検出エリア選択部、21 輝度ヒストグラム作成手段、22 輝度変化判定手段、23 検出候補領域特定手段、30 煙発生検出部、31 煙特徴量算出手段、32 マッピング手段、33 煙判定手段。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Camera, 10 Image memory, 20 Smoke detection area selection part, 21 Luminance histogram preparation means, 22 Luminance change determination means, 23 Detection candidate area | region identification means, 30 Smoke generation | occurrence | production detection part, 31 Smoke feature-value calculation means, 32 Mapping means, 33 Smoke judging means.

Claims (4)

監視カメラにより撮像された画像に対して画像処理を施すことにより、煙の発生を検出する煙検出装置であって、
前記監視カメラにより時系列で撮像された複数の画像および基準画像を記憶する画像メモリと、
煙が発生する候補領域として特定された煙検出エリアにおいて、前記監視カメラにより撮像された最新の画像の輝度値と、前記基準画像の輝度値との差分が所定の差分しきい値以上である画素を計数し、計数した前記画素が所定許容値を超えた場合に煙が発生した可能性が高いと判断する煙特徴量算出手段と
を備えることを特徴とする煙検出装置。
A smoke detection device that detects the generation of smoke by performing image processing on an image captured by a surveillance camera,
An image memory for storing a plurality of images and reference images captured in time series by the monitoring camera;
Pixels in which the difference between the luminance value of the latest image captured by the monitoring camera and the luminance value of the reference image is equal to or greater than a predetermined difference threshold in the smoke detection area identified as a candidate area where smoke is generated And a smoke feature amount calculating means for determining that the possibility that smoke has been generated is high when the counted pixel exceeds a predetermined allowable value.
請求項1に記載の煙検出装置において、
前記煙特徴量算出手段は、前記最新の画像内の前記煙検出エリア内に含まれる画素の輝度値の平均値を求め、前記平均値に応じた前記差分しきい値を用いて、煙が発生した可能性が高いか否かを判断することを特徴とする煙検出装置。
The smoke detection device according to claim 1,
The smoke feature amount calculating means obtains an average value of luminance values of pixels included in the smoke detection area in the latest image, and smoke is generated using the difference threshold value according to the average value. It is judged whether or not there is a high possibility that the smoke detection device is characterized.
監視カメラにより撮像された画像に対して画像処理を施すことにより、煙の発生を検出する煙検出装置であって、
前記監視カメラにより時系列で撮像された複数の画像および基準画像を記憶する画像メモリと、
煙が発生する候補領域として特定された煙検出エリアにおいて、前記監視カメラにより撮像された最新の画像と前記基準画像との間で、エッジ強度の平均値または標準偏差の少なくともいずれか一方の差分を変化量として所定サイクルごとに算出し、煙発生を判断するための期間をNサイクル(Nは1以上の整数)としたときに、算出した前記変化量が所定範囲内である状態が前記Nサイクル間継続する場合に煙が発生した可能性が高いと判断する煙特徴量算出手段と
を備えることを特徴とする煙検出装置。
A smoke detection device that detects the generation of smoke by performing image processing on an image captured by a surveillance camera,
An image memory for storing a plurality of images and reference images captured in time series by the monitoring camera;
In the smoke detection area identified as a candidate area where smoke is generated, the difference between at least one of the average value and the standard deviation of the edge intensity is calculated between the latest image captured by the monitoring camera and the reference image. The change amount is calculated for each predetermined cycle, and when the period for determining the occurrence of smoke is N cycles (N is an integer of 1 or more), the calculated change amount is in the predetermined range. A smoke feature amount calculating means for determining that the possibility that smoke has been generated is high when the smoke continues.
請求項3に記載の煙検出装置において、
前記煙特徴量算出手段は、前記最新の画像と前記基準画像との間で、エッジ強度の平均値の差分を第1変化量、標準偏差の差分を第2変化量として前記所定サイクルごとに算出し、前記第1変化量が第1所定範囲内である状態が前記Nサイクル間継続する場合、または前記第2変化量が第2所定範囲内である状態が前記Nサイクル間継続する場合に煙が発生した可能性が高いと判断することを特徴とする煙検出装置。
The smoke detection device according to claim 3,
The smoke feature amount calculating means calculates, for each predetermined cycle, a difference in average value of edge strengths as a first change amount and a difference in standard deviation as a second change amount between the latest image and the reference image. When the state where the first change amount is within the first predetermined range continues for the N cycles, or when the state where the second change amount is within the second predetermined range continues for the N cycles. It is judged that there is a high possibility of occurrence of smoke.
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