JP2017138675A - 検出装置および検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】炎の存在の検出精度を向上する技術を提供する。【解決手段】特定部２２は、監視対象を撮像したカラー画像を取得する。検出部２４は、特定部２２において取得したカラー画像を分割した複数のセルのうち、第１の色成分が第１のしきい値以上であるセルを炎候補セルとして特定する。検出部２４は、特定部２２において特定した炎候補セルの周辺に配置されたセルにおいて、第１の色成分に対する第２の色成分の比が第２のしきい値以下である場合に、炎の存在を検出する。【選択図】図２

Description

本発明は、検出技術に関し、特に撮像した画像から炎の存在を検出する検出装置および検出方法に関する。

火災を検出するために、ＣＣＤカラーカメラなどにより大空間の監視エリアのカラー画像を撮像し、このカラー画像のＧ成分とＲ成分の比（Ｇ／Ｒ）又はＢ成分とＲ成分の比（Ｂ／Ｒ）により炎の色温度が検出される。この場合、絶対温度を検出するので、カラーカメラの感度ばらつきにより火災の検出精度が悪化する。これに対応するために、火災が発生していない正常時に、Ｇ成分とＲ成分の比（Ｇ／Ｒ）が算出されるとともに、監視時にもＧ成分とＲ成分の比（Ｇ／Ｒ）が算出され、それらを利用して火災か否かが判断される（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−６３６７７号公報

所定の画素におけるＧ成分とＲ成分の比（Ｇ／Ｒ）から火災と判定する場合、炎に近い色成分を有する物体が持ち込まれた場合であっても、火災と誤判定されるおそれがある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、炎の存在の検出精度を向上する技術を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の検出装置は、監視対象を撮像したカラー画像を取得する取得部と、取得部において取得したカラー画像を分割した複数のセルのうち、第１の色成分が第１のしきい値以上であるセルを炎候補セルとして特定する特定部と、特定部において特定した炎候補セルの周辺に配置されたセルにおいて、第１の色成分に対する第２の色成分の比が第２のしきい値以下である場合に、炎の存在を検出する検出部と、を備える。

本発明の別の態様もまた、検出装置である。この装置は、監視対象を撮像したカラー画像を取得する取得部と、（１）取得部において取得したカラー画像を分割した複数のセルのうち、並んだ３つ以上のセルにおいて、第１の色成分に対する第２の色成分の比が第２のしきい値以下であり、かつ（２）当該３つ以上のセルのそれぞれにおける第１の色成分に対する第２の色成分の比が、順に大きくなっている場合に、炎の存在を検出する検出部と、を備える。

本発明のさらに別の態様は、検出方法である。この方法は、監視対象を撮像したカラー画像を取得するステップと、取得したカラー画像を分割した複数のセルのうち、第１の色成分が第１のしきい値以上であるセルを炎候補セルとして特定するステップと、特定した炎候補セルの周辺に配置されたセルにおいて、第１の色成分に対する第２の色成分の比が第２のしきい値以下である場合に、炎の存在を検出するステップと、を備える。

本発明のさらに別の態様もまた、検出方法である。この方法は、監視対象を撮像したカラー画像を取得するステップと、（１）取得したカラー画像を分割した複数のセルのうち、並んだ３つ以上のセルにおいて、第１の色成分に対する第２の色成分の比が第２のしきい値以下であり、かつ（２）当該３つ以上のセルのそれぞれにおける第１の色成分に対する第２の色成分の比が、順に大きくなっている場合に、炎の存在を検出するステップと、を備える。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、炎の存在の検出精度を向上できる。

本発明の実施例１に係る監視システムの構成を示す図である。 図１の撮像装置の構成を示す図である。 図２の取得部において取得される画像を示す図である。 図２の特定部において処理される画像を示す図である。 図２の検出部において処理される画像を示す図である。 図２の撮像装置による出力手順を示すフローチャートである。 本発明の実施例２に係る撮像装置の構成を示す図である。 本発明の実施例３に係る検出部において処理される画像を示す図である。 本発明の実施例３に係る撮像装置による出力手順を示すフローチャートである。 本発明の実施例４に係る撮像装置の構成を示す図である。 図１０の検出部において処理される画像を示す図である。

（実施例１）
本発明を具体的に説明する前に、まず概要を述べる。本発明の実施例１は、部屋等の監視部分を撮像したカラー画像における炎の存在を検出ことによって、火災の発生を検出する検出装置に関する。カラー画像に対して炎の色温度を検出する場合、前述のごとく、炎に近い色成分を有する物体が持ち込まると、誤検出が発生するおそれがある。この誤検出を抑制するために、本実施例では、炎による照明効果に着目する。炎が存在する場合、炎自体を撮像した部分の色温度の変化（低くなる）が生じることに加えて、炎による照明効果により炎の周辺部分も赤色っぽくなり色温度の変化（低くなる）が生じる。ここで、炎自体の色温度より、炎による照明効果による周辺の色温度は高くなる。そのため、本実施例における検出装置は、色温度の変化より、炎が存在する可能性がある部分（以下、「炎候補セル」という）を特定する。また、検出装置は、炎候補セルの周辺において色温度が低くなっている場合に、炎の存在を検出する。

図１は、本発明の実施例１に係る監視システム１００の構成を示す。監視システム１００では、部屋５０に撮像装置１０が設置される。撮像装置１０は、部屋５０の一部を撮像するとともに、撮像した画像に、炎が存在するかを検出することによって火災の発生を検出する。そのため、撮像装置１０によって撮像される部屋５０の一部は、監視対象領域といえる。

図２は、撮像装置１０の構成を示す。撮像装置１０は、警報装置１２に接続されており、撮像部１４、検出装置１６を含む。検出装置１６は、取得部２０、特定部２２、検出部２４、出力部２６を含む。

撮像部１４は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ等によって構成されており、前述の監視対象領域を撮像する。撮像は、所定の間隔で実行され、撮像された画像には、赤色の色成分（以下、「Ｒ成分」という）、緑色の色成分（以下、「Ｇ成分」という）、青色の色成分（以下、「Ｂ成分」という）が含まれている。ここで、Ｒ成分を第１の色成分とした場合、Ｇ成分あるいはＢ成分が第２の色成分に相当する。撮像部１４は、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分のそれぞれをデジタル信号に変換した画像（以下、「カラー画像」という）を取得部２０に順次出力する。

取得部２０は、撮像部１４からのカラー画像であって、かつ監視対象領域を撮像したカラー画像を取得する。図３は、取得部２０において取得される画像を示す。取得部２０は、カラー画像を複数に分割するような複数のセル２００を規定する。ここでは、一例として、第１１セル２００ａａから第７７セル２００ｇｇの４９個のセル２００によってカラー画像が分割されているが、セル２００の数はこれに限定されない。また、１つのセル２００は、１以上の画素によって構成される。図２に戻る。取得部２０は、カラー画像を特定部２２に出力する。

特定部２２は、取得部２０からカラー画像を入力する。特定部２２は、カラー画像に含まれた複数のセル２００のうちの１つ、例えば、第１１セル２００ａａを選択する。前述のごとく、第１１セル２００ａａは複数の画素によって構成されているので、特定部２２は、第１１セル２００ａａの複数の画素のそれぞれにおけるＲ成分から、Ｒ成分の平均値（以下、「Ｒ１」ともいう）を代表値として導出する。なお、第１１セル２００ａａのＲ成分の代表値は、平均以外の統計演算によって導出されてもよい。特定部２２は、Ｒ成分の代表値と第１のしきい値と比較する。第１のしきい値には、炎が存在すると推定される場合のＲ成分の値の例えば最小値が予め設定されている。特定部２２は、Ｒ成分の代表値が第１のしきい値以上である場合、当該セル２００を炎候補セルとして特定する。特定部２２は、このような処理を他のセル２００に対しても実行する。

図４は、特定部２２において処理される画像を示す。カラー画像は、図３と同様に示される。ここでは、第６４セル２００ｆｄにおけるＲ成分の代表値が第１のしきい値以上であるので、特定部２２は、第６４セル２００ｆｄを炎候補セルとして特定する。一方、残りのセル２００におけるＲ成分の代表値は第１のしきい値よりも小さいので、特定部２２は、それらを炎候補セルとして特定しない。図２に戻る。すべてのセル２００において炎候補セルが特定されない場合、１つのカラー画像に対する処理は終了される。一方、１つ以上の炎候補セルが特定された場合、特定部２２は、特定した炎候補セルに関する情報とともに、カラー画像を検出部２４に出力する。なお、特定部２２は、Ｒ成分の平均値ではなく、Ｒ成分の平均値に対するＢ成分の平均値の比である「Ｂ１／Ｒ１」を使用してもよい。その際、第１のしきい値（炎自体用）は、同じく「Ｂ１／Ｒ１」に対するしきい値である後述の第２のしきい値（周辺セル用）よりも小さい値になる。これは、炎自体より炎周辺の方が色温度は高いからである。

検出部２４は、特定部２２から、炎候補セルに関する情報と、カラー画像とを入力する。検出部２４は、炎候補セルとして特定されたセル２００を確認するとともに、炎候補セルの周辺に配置されたセル２００を周辺セルとして設定する。周辺セルとは、炎候補セルに炎が存在していた場合に、炎による照明効果を受けて、赤色っぽくなるセル２００である。つまり、周辺セルとは、炎候補セルに炎が存在していた場合に、炎による照明効果を受けて、色温度が変化するセル２００である。

図５は、検出部２４において処理される画像のセルの様子を示す。カラー画像における複数のセル２００は、図３と同様に示される。検出部２４は、炎候補セルである第６４セル２００ｆｄを確認する。また、検出部２４は、第６４セル２００ｆｄの周辺に配置された第５３セル２００ｅｃ、第６３セル２００ｆｃ、第７３セル２００ｇｃ、第７４セル２００ｇｄ、第７５セル２００ｇｅ、第６５セル２００ｆｅ、第５５セル２００ｅｅ、第５４セル２００ｅｄを周辺セルに設定する。ここでは、炎候補セルの各辺および各点に接する８つのセル２００を周辺セルとしている。周辺セルは、これとは異なるように設定されてもよい。例えば、第５３セル２００ｅｃ、第６３セル２００ｆｃ、第７３セル２００ｇｃだけのように、炎候補セルよりも上側に配置されるセル２００が周辺セルに設定されてもよい。さらに、これらに加えて、第５２セル２００ｅｂ、第６２セル２００ｆｂ、第７２セル２００ｇｂが周辺セルであってもよい。図２に戻る。

検出部２４は、周辺セルのうちの１つ、例えば、第５３セル２００ｅｃにおけるＲ成分の平均値（以下、「Ｒ１」ともいう）とＢ成分の平均値（以下、「Ｂ１」ともいう）とを導出する。これらの導出は、特定部２２と同様になされればよいので、ここでは説明を省略する。検出部２４は、Ｒ成分の平均値に対するＢ成分の平均値の比、つまりＢ１／Ｒ１を導出する。また、検出部２４は、Ｂ１／Ｒ１と第２のしきい値とを比較する。第２のしきい値は、第１のしきい値とは別に設定される。さらに、検出部２４は、周辺セルの残りのセル２００についても同様の処理を実行する。

検出部２４は、周辺セルに含まれた複数のセル２００のすべてにおいて、Ｂ１／Ｒ１が第２のしきい値以下である場合に、炎の存在を検出する。これは、炎による照明効果により赤色っぽくなった場合、Ｂ１／Ｒ１は小さくなるからである。第２のしきい値には、炎による照明効果があると推定される場合のＲ成分の値に対するＢ成分の比の例えば最大値が設定される。なお、検出部２４は、周辺セルに含まれた所定数以上のセル２００において、Ｂ１／Ｒ１が第２のしきい値以下である場合に、炎の存在を検出してもよい。ここで、所定数は、「１」から、「周辺セルに含まれたセル２００から１を減算した値」の間に設定される。このような条件を満たさない場合、検出部２４は、炎の存在を検出しない。検出部２４は、炎の存在を検出した場合、炎の存在の検出を出力部２６に出力する。

出力部２６は、検出部２４が炎の存在を検出した場合に、警報を警報装置１２に出力する。警報装置１２は、出力部２６からの警報を入力した場合、サイレン等を出力したり、警備会社、消防署、警察等へ通知したりする。警報装置１２には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

以上の構成による監視システム１００の動作を説明する。図６は、撮像装置１０による出力手順を示すフローチャートである。特定部２２において、Ｒ１≧第１のしきい値であれば（Ｓ１０のＹ）、当該セル２００は炎候補セルに設定される。検出部２４において、炎候補セルの周囲に配置された周辺セルのセル２００が、Ｂ１／Ｒ１≦第２のしきい値であれば（Ｓ１２のＹ）、炎の存在が検出される（Ｓ１４）。出力部２６は、警報を出力する（Ｓ１６）。Ｒ１≧第１のしきい値でない場合（Ｓ１０のＮ）、あるいはＢ１／Ｒ１≦第２のしきい値でない場合（Ｓ１２のＮ）、処理は終了される。

本実施例によれば、Ｒ成分をもとに特定した炎候補セルの周辺に配置された配置セルが照明効果を受けているかを検出するので、赤い物体による誤検出の発生を抑制できる。また、赤い物体による誤検出の発生が抑制されるので、炎の存在の検出精度を向上できる。また、Ｒ成分とＢ成分の比を使用するので、色温度により、炎の存在を検出できる。また、セルでの平均値を代表値として処理を実行するので、誤差の影響を低減できる。また、第１のしきい値と第２のしきい値を使用するので、設定を詳細にできる。また、炎の存在を検出した場合に、警報を出力するので、火災の発生を知らせることができる。

（実施例２）
次に実施例２を説明する。本発明の実施例２は、実施例１と同様に、部屋等の監視部分を撮像したカラー画像における炎の存在を検出することによって、火災の発生を検出する検出装置に関し、炎による照明効果を利用して炎の存在を検出する検出装置に関する。実施例２では、平常時、つまり炎の存在が非検出である場合でのＲ成分、Ｂ成分を利用することによって、炎の存在の検出精度を向上させる。そのため、実施例２では、通常時と、実施例１と同様の監視を実行している場合（以下、「監視時」という）が規定されており、通常時から監視時に状態が遷移する。通常時から監視時への状態遷移は、例えば、撮像装置１０の設置時に、設置業者の撮像装置１０に対する操作を契機に行われる。実施例２に係る監視システム１００は、図１と同様のタイプである。ここでは、実施例１との差異を中心に説明する。

図７は、本発明の実施例２に係る撮像装置１０の構成を示す。撮像装置１０は、警報装置１２に接続されており、撮像部１４、検出装置１６を含む。検出装置１６は、取得部２０、特定部２２、検出部２４、出力部２６、初期処理部３０を含む。撮像部１４、取得部２０は、監視時おいて、これまでと同様の処理を実行する。さらに、撮像部１４、取得部２０は、監視時の前段階である平常時においても、これまでと同様の処理を実行する。取得部２０は、平常時のカラー画像を初期処理部３０に出力し、監視時のカラー画像を特定部２２に出力する。

初期処理部３０は、平常時において動作し、平常時のカラー画像を取得部２０から入力する。平常時のカラー画像も、図３と同様に示され、複数のセル２００に分割される。初期処理部３０は、複数のセル２００のそれぞれに対して、Ｒ成分の平均値とＢ成分の平均値とを導出する。これらの導出は、実施例１と同様になされる。また、平常時におけるＲ成分の平均値は、「Ｒ成分の初期値（以下、「Ｒ０」ともいう）」とよばれ、平常時におけるＢ成分の平均値は、「Ｂ成分の初期値（以下、「Ｂ０」ともいう）」とよばれる。初期処理部３０は、複数のセル２００のそれぞれに対するＲ成分の初期値を特定部２２に出力する。また、初期処理部３０は、複数のセル２００のそれぞれに対するＲ成分の初期値とＢ成分の初期値とを検出部２４に出力する。

特定部２２は、平常時において、初期処理部３０から、複数のセル２００のそれぞれに対するＲ成分の初期値を入力する。特定部２２は、複数のセル２００のそれぞれに対するＲ成分の初期値をもとに、第１のしきい値をセル２００ごとに決定する。例えば、特定部２２は、Ｒ成分の初期値に定数を加算することによって、第１のしきい値を決定する。定常時において、赤い物体が存在していたセル２００では、赤い物体が不存在であるセル２００よりも、Ｒ成分の初期値が大きくなる。そのため、前者のセル２００では、後者のセル２００よりも、第１のしきい値が大きくなる。このように、Ｒ成分の初期値をもとに第１のしきい値がセル２００ごとに導出されることによって、セル２００に赤い物体が存在しているか否かの影響が低減される。また、特定部２２は、設定した第１のしきい値を使用して、監視時において、実施例１と同様の処理を実行する。

検出部２４は、平常時において、初期処理部３０から、複数のセル２００のそれぞれに対するＲ成分の初期値とＢ成分の初期値とを入力する。また、検出部２４は、監視時において、前述のごとく、周辺セルのうちの１つ、例えば、第５３セル２００ｅｃにおけるＲ１とＢ１とを導出する。検出部２４は、Ｒ成分の平均値に対するＢ成分の平均値の比を、Ｒ成分の初期値に対するＢ成分の初期値の比で除算することによって、（（Ｂ１／Ｒ１）／（Ｂ０／Ｒ０））を導出する。これは、前述のＢ１／Ｒ１から通常時の影響を除去した値といえる。また、検出部２４は、除算結果（（Ｂ１／Ｒ１）／（Ｂ０／Ｒ０））と第２のしきい値とを比較する。第２のしきい値は、第１のしきい値とは別に設定される。さらに、検出部２４は、周辺セルの残りのセル２００についても同様の処理を実行する。

検出部２４は、周辺セルに含まれた複数のセル２００のすべてにおいて、除算結果（（Ｂ１／Ｒ１）／（Ｂ０／Ｒ０））が第２のしきい値以下である場合に、炎の存在を検出する。なお、検出部２４は、周辺セルに含まれた所定数以上のセル２００において、除算結果（（Ｂ１／Ｒ１）／（Ｂ０／Ｒ０））が第２のしきい値以下である場合に、炎の存在を検出してもよい。このような条件を満たさない場合、検出部２４は、炎の存在を検出しない。

ここで、除算結果（（Ｂ１／Ｒ１）／（Ｂ０／Ｒ０））と第２のしきい値とを比較することは、次の処理と等価である。検出部２４は、Ｒ成分の初期値に対するＢ成分の初期値の比である「Ｂ０／Ｒ０」を導出する。また、検出部２４は、実施例１のように予め定めた第２のしきい値に「Ｂ０／Ｒ０」を乗算することによって、新たな第２のしきい値を決定する。さらに、検出部２４は、Ｂ１／Ｒ１としきい値とを比較する。

本実施例によれば、炎の存在が非検出である通常時に、Ｒ成分の初期値等を導出しておくので、もとから配置された物体の色の影響を認識できる。また、Ｒ成分の初期値をもとに第１のしきい値を設定するので、炎候補セルを特定する場合に、物体の色の影響を低減できる。また、炎候補セルを特定する場合に、物体の色の影響が低減されるので、炎候補セルの特定精度を向上できる。また、周辺セルに対してもＲ成分の初期値とＢ成分の初期値を使用するので、炎の存在を検出する際に、物体の色の影響を低減できる。また、炎の存在を検出する際に、物体の色の影響が低減されるので、炎の存在の検出精度を向上できる。

（実施例３）
次に実施例３を説明する。本発明の実施例３は、これまでと同様に、部屋等の監視部分を撮像したカラー画像における炎の存在を検出することによって、火災の発生を検出する検出装置に関し、炎による照明効果を利用して炎の存在を検出する検出装置に関する。ここで、炎による照明効果の影響は、炎からの距離に応じて減衰するので、実施例３では、これを用いて炎の存在を検出する。実施例３に係る監視システム１００、撮像装置１０は、図１、図２と同様のタイプである。ここでは、これまでとの差異を中心に説明する。

図２の検出部２４は、特定部２２から、炎候補セルに関する情報と、カラー画像とを入力する。検出部２４は、炎候補セルとして特定されたセル２００を確認するとともに、炎候補セルをもとに周辺セルを設定する。ここで、周辺セルは、炎候補セルから１つの方向に沿って離れていく方向の２つ以上のセル２００に設定される。

図８は、本発明の実施例３に係る検出部２４において処理される画像を示す。カラー画像は、図３と同様に示される。検出部２４は、炎候補セルである第６４セル２００ｆｄを確認する。また、検出部２４は、第６４セル２００ｆｄから上方に向かって離れていく方向に配置された第６３セル２００ｆｃ、第６２セル２００ｆｂを周辺セルに設定する。ここでは、上方に向かって離れていく方向に配置されたセル２００を周辺セルに設定しているが、上方に向かって離れていく方向とは別の方向に向かって離れていく方向に配置されたセル２００が周辺セルに設定されてもよい。別の方向とは、例えば、下方向、右方向、左方向であるが、斜めの方向であってもよい。また、２つ以上の方向であってもよく、３以上のセル２００であってもよい。図２に戻る。

検出部２４は、周辺セルに含まれた複数のセル２００が第１条件と第２条件とのいずれも満たす場合に、炎の存在を検出する。第１条件は、周辺セルに含まれた複数のセル２００のそれぞれにおいて、Ｒ成分の平均値に対するＢ成分の平均値の比、つまりＢ１／Ｒ１が第２のしきい値以下であることである。ここで、Ｒ成分の平均値、Ｂ成分の平均値、これらの比は、実施例１と同様に導出される。一方、第２のしきい値は、実施例１での値と異なっていてもよい。例えば、ここでの第２のしきい値は、実施例１での値よりも大きくてもよい。ここでは、第２条件も規定されるので、第１条件を実施例１よりも満たしやすくすることが可能である。

第２条件は、周辺セルに含まれた複数のセル２００のそれぞれにおけるＢ１／Ｒ１が炎候補セルから離れていく方向において順に大きくなっていることである。これは、図８において、第６２セル２００ｆｂでのＢ１／Ｒ１が、第６３セル２００ｆｃでのＢ１／Ｒ１よりも大きい場合に相当する。前述のごとく、炎による照明効果の影響は、炎からの距離に応じて減衰する。そのため、炎から離れるにつれて、Ｂ１／Ｒ１が大きくなることが、第２条件に反映されている。検出部２４は、第１条件と第２条件のいずれも満たすことによって、炎の存在を検出した場合、炎の存在の検出を出力部２６に出力する。第１条件と第２条件の少なくとも一方を満たさない場合、検出部２４は、炎の存在を検出しない。

以上の構成による監視システム１００の動作を説明する。図９は、本発明の実施例３に係る撮像装置１０による出力手順を示すフローチャートである。特定部２２において、Ｒ１≧第１のしきい値であれば（Ｓ３０のＹ）、当該セル２００は炎候補セルに設定される。検出部２４において、炎候補セルの周囲に配置された周辺セルのセル２００が、Ｂ１／Ｒ１≦第２のしきい値であり（Ｓ３２のＹ）、かつ炎候補セルから離れる方向でＢ１／Ｒ１が大きくなれば（Ｓ３４のＹ）、炎の存在が検出される（Ｓ３６）。出力部２６は、警報を出力する（Ｓ３６）。Ｒ１≧第１のしきい値でない場合（Ｓ３０のＮ）、あるいはＢ１／Ｒ１≦第２のしきい値でない場合（Ｓ３２のＮ）、あるいは炎候補セルから離れる方向でＢ１／Ｒ１が大きくない場合（Ｓ３４のＮ）、処理は終了される。

本実施例によれば、Ｂ１／Ｒ１が炎候補セルから離れていく方向において大きくなっている場合に炎の存在を検出するので、炎による照明効果が炎から離れていくと小さくなる性質を利用できる。また、炎による照明効果が炎から離れていくと小さくなる性質が利用されるので、炎の存在の検出精度を向上できる。また、Ｂ１／Ｒ１が第２のしきい値以下であることも検出条件とするので、誤検出を抑制できる。

（実施例４）
次に実施例４を説明する。本発明の実施例４は、これまでと同様に、部屋等の監視部分を撮像したカラー画像における炎の存在を検出することによって、火災の発生を検出する検出装置に関し、炎による照明効果を利用して炎の存在を検出する検出装置に関する。また、実施例４でも実施例３と同様に、炎による照明効果の影響が、炎からの距離に応じて減衰することを用いて炎の存在を検出する。一方、実施例４では、実施例３と比較して、炎候補セルの特定が省略される。実施例４に係る監視システム１００は、図１と同様のタイプである。ここでは、これまでとの差異を中心に説明する。

図１０は、本発明の実施例４に係る撮像装置１０の構成を示す。撮像装置１０は、警報装置１２に接続されており、撮像部１４、検出装置１６を含む。検出装置１６は、取得部２０、検出部２４、出力部２６、判定部３２を含む。撮像部１４、取得部２０は、これまでと同様の処理を実行し、取得部２０は、カラー画像を取得部２０に出力する。取得部２０は、監視対象を撮像したカラー画像を取得する。カラー画像は、図３と同様に示される。取得部２０は、カラー画像を検出部２４に出力する。

検出部２４は、特定部２２から、カラー画像を入力する。検出部２４は、カラー画像を分割した複数のセル２００のうち、いずれかの方向に並んだ３つ以上のセル２００を周辺セルに設定する。しかしながら、これまでと異なって、炎候補セルが特定されていないので、検出部２４は、さまざまなセル２００を周辺セルに設定する。例えば、周辺セルに含まれるセル２００の数および方向を固定しておき、それらの組合せをさまざまなセル２００に割り当てる。

図１１は、検出部２４において処理される画像を示す。カラー画像における複数のセル２００は、図３と同様に示される。ここでは、一例として、周辺セルに含まれるセル２００の数が「７」に固定され、その方向が縦方向、つまり列方向に固定されているとする。図１１においては、第６１セル２００ｆａから第６７セル２００ｆｇの７つのセル２００が周辺セルに設定されている。また、検出部２４は、第１１セル２００ａａを含む列、第２１セル２００ｂａを含む列等も別の周辺セルに設定してもよい。なお、縦方向に並んだ複数のセル２００を周辺セルに設定しているが、横方向あるいは斜め方向に並んだ複数のセル２００が周辺セルに設定されてもよい。また、周辺セルに含まれるセル２００の数は「７」以外であってもよい。図１０に戻る。

検出部２４は、周辺セルに含まれた複数のセル２００が第１条件と第２条件とのいずれも満たす場合に、炎の存在を検出する。第１条件は、周辺セルに含まれた複数のセル２００のそれぞれにおいて、Ｒ成分の平均値に対するＢ成分の平均値の比、つまりＢ１／Ｒ１が第２のしきい値以下であることである。これは、実施例３と同様である。第２条件は、周辺セルに含まれた複数のセル２００のそれぞれにおけるＢ１／Ｒ１が一方から他方に向かって順に大きくなっていることである。これは、図１１において、第６７セル２００ｆｇから第６１セル２００ｆａに向かってＢ１／Ｒ１が順に大きくなっている場合に相当する。前述のごとく、炎による照明効果の影響は、炎からの距離に応じて減衰する。そのため、炎から離れるにつれて、Ｂ１／Ｒ１が大きくなることが、第２条件に反映されている。検出部２４は、第１条件と第２条件のいずれも満たすことによって、炎の存在を検出した場合、炎の存在の検出を出力部２６に出力するとともに、周辺セルの設定およびＢ１／Ｒ１を判定部３２に出力する。第１条件と第２条件の少なくとも一方を満たさない場合、検出部２４は、炎の存在を検出しない。

判定部３２は、検出部２４から周辺セルの設定およびＢ１／Ｒ１を入力する。判定部３２は、検出部２４が炎の存在を検出した場合に、周辺セルに含まれた３つ以上のセル２００のうち、Ｂ１／Ｒ１が小さくなっている方に炎が存在することを判定する。図１１の場合、第６７セル２００ｆｇから第６１セル２００ｆａのうち、第６７セル２００ｆｇのＢ１／Ｒ１が最も小さいので、第６７セル２００ｆｇの方、つまり第６７セル２００ｆｇの下側に炎が存在すると判定される。判定部３２は、炎の存在位置に関する情報を出力部２６に出力する。出力部２６は、検出部２４が炎の存在を検出した場合に、警報を警報装置１２に出力する。ここで、警報には、炎の存在位置に関する情報が含まれる。

なお、実施例４における検出装置１６には、実施例２のように初期処理部３０が含まれてもよい。初期処理部３０は、平常時において動作し、平常時のカラー画像を取得部２０から入力する。初期処理部３０は、複数のセル２００のそれぞれに対して、Ｒ成分の平均値とＢ成分の平均値とを導出する。前者がＲ０とよばれ、後者がＢ０とよばれる。初期処理部３０は、複数のセル２００のそれぞれに対するＲ成分の初期値とＢ成分の初期値とを検出部２４に出力する。

検出部２４は、平常時において、初期処理部３０から、複数のセル２００のそれぞれに対するＲ成分の初期値とＢ成分の初期値とを入力する。また、検出部２４は、監視時において、前述の処理を実行するが、Ｂ１／Ｒ１の代わりに、（（Ｂ１／Ｒ１）／（Ｂ０／Ｒ０））を使用する。

本実施例によれば、Ｂ１／Ｒ１が炎候補セルから離れていく方向において大きくなっている場合に炎の存在を検出するので、炎による照明効果が炎から離れていくと小さくなる性質を利用できる。また、炎による照明効果が炎から離れていくと小さくなる性質が利用されるので、炎の存在の検出精度を向上できる。また、Ｂ１／Ｒ１が第２のしきい値以下であることも検出条件とするので、誤検出を抑制できる。また、炎候補セルの特定を省略するので、赤い物体が存在することによる影響を低減できる。また、Ｂ１／Ｒ１が小さくなっている方に炎が存在することを判定するので、炎がカラー画像に示されていなくても、炎の存在および炎の位置を推定できる。

また、炎の存在が非検出である通常時に、Ｒ成分の初期値等を導出しておくので、もとから配置された物体の色の影響を認識できる。また、周辺セルに対してもＲ成分の初期値とＢ成分の初期値を使用するので、炎の存在を検出する際に、物体の色の影響を低減できる。また、炎の存在を検出する際に、物体の色の影響が低減されるので、炎の存在の検出精度を向上できる。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本実施例１乃至４によれば、ここで、Ｒ成分を第１の色成分とし、Ｂ成分を第２の色成分として処理が実行されている。しかしながらこれに限らず例えば、Ｂ成分ではなくＧ成分を第２の色成分として処理が実行されてもよい。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。

１０ 撮像装置、 １２ 警報装置、 １４ 撮像部、 １６ 検出装置、 ２０ 取得部、 ２２ 特定部、 ２４ 検出部、 ２６ 出力部、 １００ 監視システム。

Claims (9)

1. 監視対象を撮像したカラー画像を取得する取得部と、
   前記取得部において取得したカラー画像を分割した複数のセルのうち、第１の色成分が第１のしきい値以上であるセルを炎候補セルとして特定する特定部と、
   前記特定部において特定した炎候補セルの周辺に配置されたセルにおいて、第１の色成分に対する第２の色成分の比が第２のしきい値以下である場合に、炎の存在を検出する検出部と、
   を備えることを特徴とする検出装置。
2. 前記検出部は、（１）前記特定部において特定した炎候補セルから離れていく方向に並んだ２つ以上のセルのそれぞれにおいて、第１の色成分に対する第２の色成分の比が第２のしきい値以下であり、かつ（２）当該２つ以上のセルのそれぞれにおける第１の色成分に対する第２の色成分の比が、炎候補セルから離れていく方向において大きくなっている場合に、炎の存在を検出することを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
3. 炎の存在が非検出である場合に、前記取得部において取得したカラー画像を分割した複数のセルのそれぞれに対して、第１の色成分を第１の初期値として取得するとともに、第２の色成分を第２の初期値として取得する初期処理部をさらに備え、
   前記特定部は、前記初期処理部において取得した第１の初期値をもとに、第１のしきい値を決定し、
   前記検出部は、前記初期処理部において取得した第１の初期値に対する第２の初期値の比をもとに、第２のしきい値を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の検出装置。
4. 監視対象を撮像したカラー画像を取得する取得部と、
   （１）前記取得部において取得したカラー画像を分割した複数のセルのうち、並んだ３つ以上のセルにおいて、第１の色成分に対する第２の色成分の比が第２のしきい値以下であり、かつ（２）当該３つ以上のセルのそれぞれにおける第１の色成分に対する第２の色成分の比が、順に大きくなっている場合に、炎の存在を検出する検出部と、
   を備えることを特徴とする検出装置。
5. 炎の存在が非検出である場合に、前記取得部において取得したカラー画像を分割した複数のセルのそれぞれに対して、第１の色成分を第１の初期値として取得するとともに、第２の色成分を第２の初期値として取得する初期処理部をさらに備え、
   前記検出部は、第１の色成分に対する第２の色成分の比を、第１の初期値に対する第２の初期値の比で除算した結果を処理に使用することを特徴とする請求項４に記載の検出装置。
6. 前記検出部が炎の存在を検出した場合に、３つ以上のセルのうち、第１の色成分に対する第２の色成分の比が小さくなっている方に炎が存在することを判定する判定部をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の検出装置。
7. 前記検出部が炎の存在を検出した場合に、警報を出力する出力部をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の検出装置。
8. 監視対象を撮像したカラー画像を取得するステップと、
   取得したカラー画像を分割した複数のセルのうち、第１の色成分が第１のしきい値以上であるセルを炎候補セルとして特定するステップと、
   特定した炎候補セルの周辺に配置されたセルにおいて、第１の色成分に対する第２の色成分の比が第２のしきい値以下である場合に、炎の存在を検出するステップと、
   を備えることを特徴とする検出方法。
9. 監視対象を撮像したカラー画像を取得するステップと、
   （１）取得したカラー画像を分割した複数のセルのうち、並んだ３つ以上のセルにおいて、第１の色成分に対する第２の色成分の比が第２のしきい値以下であり、かつ（２）当該３つ以上のセルのそれぞれにおける第１の色成分に対する第２の色成分の比が、順に大きくなっている場合に、炎の存在を検出するステップと、
   を備えることを特徴とする検出方法。