JP3035377B2 - 火災点検出装置 - Google Patents
火災点検出装置Info
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- JP3035377B2 JP3035377B2 JP3174989A JP17498991A JP3035377B2 JP 3035377 B2 JP3035377 B2 JP 3035377B2 JP 3174989 A JP3174989 A JP 3174989A JP 17498991 A JP17498991 A JP 17498991A JP 3035377 B2 JP3035377 B2 JP 3035377B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２台のカラーテレビカ
メラで撮像された火災の画像を用いて警戒区域の中の火
災点（火源の中の一点）を検出する火災点検出装置に関
する。
メラで撮像された火災の画像を用いて警戒区域の中の火
災点（火源の中の一点）を検出する火災点検出装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、テレビカメラを用いた火災監視装
置としては、テレビカメラにより監視エリアを監視し、
火災が生じた際にテレビカメラからの映像信号によって
火源までの距離と方向を検出し、消火ノズルを制御する
ものが知られている（特開平１−２６８５７２号）。
置としては、テレビカメラにより監視エリアを監視し、
火災が生じた際にテレビカメラからの映像信号によって
火源までの距離と方向を検出し、消火ノズルを制御する
ものが知られている（特開平１−２６８５７２号）。
【０００３】この場合の火源までの距離の検出は、所定
レベルを越える輝度信号の位置を火点として検出し、水
平及び垂直同期信号の立上がりから火点検出位置までの
パルス数を計数し、１パルス当りの距離を予め決めてお
くことで、パルス計数値から距離を求めている。しか
し、このような画像処理による火源までの距離の検出で
は、精度が悪いことから、大空間の構造物にあっては図
７に示すように、２台のテレビカメラ１ａ、１ｂを設置
し、火源２をテレビカメラ１ａ、１ｂで捕えた時の走査
角α１、α２と設置間距離Ｌとに基づき、三角測量の原
理に従って例えばテレビカメラ１の中間に設置した消火
ノズル３から火源２までの距離Ｘを求めるようにしてい
る。
レベルを越える輝度信号の位置を火点として検出し、水
平及び垂直同期信号の立上がりから火点検出位置までの
パルス数を計数し、１パルス当りの距離を予め決めてお
くことで、パルス計数値から距離を求めている。しか
し、このような画像処理による火源までの距離の検出で
は、精度が悪いことから、大空間の構造物にあっては図
７に示すように、２台のテレビカメラ１ａ、１ｂを設置
し、火源２をテレビカメラ１ａ、１ｂで捕えた時の走査
角α１、α２と設置間距離Ｌとに基づき、三角測量の原
理に従って例えばテレビカメラ１の中間に設置した消火
ノズル３から火源２までの距離Ｘを求めるようにしてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
２台のテレビカメラを用いた三角測量の原理に基づく距
離の測定にあっては、大空間構造物を対象としたために
テレビカメラ１から火源２までの距離が十分に長く、テ
レビカメラ１の画面上では火源２を点として捕えること
ができるため精度よく距離を測定できる。
２台のテレビカメラを用いた三角測量の原理に基づく距
離の測定にあっては、大空間構造物を対象としたために
テレビカメラ１から火源２までの距離が十分に長く、テ
レビカメラ１の画面上では火源２を点として捕えること
ができるため精度よく距離を測定できる。
【０００５】しかしながら、通常の室内等の小空間での
火災監視にあっては、テレビカメラからの監視距離が近
いため、図８に示すように火源２は画面上で面として捕
えられることとなり、テレビカメラ１ａ，１ｂから見た
火源２の位置がＰ，Ｑと異なり、その結果、三角測量の
原理で距離を求めると火源２より遠いＲ点までの距離を
求めてしまうこととなり、距離の測定誤差が大きくなる
問題があった。
火災監視にあっては、テレビカメラからの監視距離が近
いため、図８に示すように火源２は画面上で面として捕
えられることとなり、テレビカメラ１ａ，１ｂから見た
火源２の位置がＰ，Ｑと異なり、その結果、三角測量の
原理で距離を求めると火源２より遠いＲ点までの距離を
求めてしまうこととなり、距離の測定誤差が大きくなる
問題があった。
【０００６】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、画面上で面として捕えられる火源で
あっても２台のテレビカメラに共通な火災点を特定して
距離測定等を正確にできる火災点検出装置を提供するこ
とを目的とする。
てなされたもので、画面上で面として捕えられる火源で
あっても２台のテレビカメラに共通な火災点を特定して
距離測定等を正確にできる火災点検出装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は次のように構成する。尚、実施例図面中の符号
を併せて示す。即ち、本発明の火災点検出装置は、監視
区域を撮像する第１及び第２のカラーテレビカメラ１０
ａ，１０ｂと、第１及び第２のカラーテレビカメラ１０
ａ，１０ｂを水平及び垂直方向に走査する走査機構（１
２，１４，２４，２６）と、火災発生時に第１及び第２
のカラーテレビカメラ１０ａ，１０ｂで撮像された第１
及び第２画像６２，６４の画素毎のＲ、Ｇ、及びＢ成分
を抽出して記憶する画像メモリ４６，４８と、画像メモ
リ４６，４８に格納された第１画像６２及び第２画像６
４のＲ、Ｇ、Ｂ成分を用いて各画素毎に２つの成分の比
を算出する比率演算部５２と、第１画像６２及び第２画
像６４の各画素を注目画素として予め定めた画素数ｎ
（例えばｎ＝８）のマトリクスＡ，Ｂを順番に適用する
マトリクス走査を行うマトリクス走査部５４と、第１画
像６２を走査するマトリクスＡに含まれる複数画素の比
率演算部５２による成分比と第２画像６４を走査するマ
トリクスＢに含まれる複数画素の比率演算部５２による
成分比の２乗誤差の総和を算出する２乗誤差演算部５６
と、第１画像６２と第２画像６４の全ての画素を注目画
素として適用したマトリクスＡ，Ｂの全ての組合せにつ
いて２乗誤差演算部５６で得られた成分比の２乗誤差ｅ
ijの中の最小値を選択する最小値選択部５８と、第１及
び第２のカラーテレビカメラ１ａ，１ｂの走査角情報
（α、β１，β２）と最小値選択部５８で選択された最
小値を与える第１画像６２及び第２画像６４に適用した
マトリクスの中心画素Ａij、Ｂijに基づいて火災点を決
定する火災点決定部６０とを設けたことを特徴とする。
本発明は次のように構成する。尚、実施例図面中の符号
を併せて示す。即ち、本発明の火災点検出装置は、監視
区域を撮像する第１及び第２のカラーテレビカメラ１０
ａ，１０ｂと、第１及び第２のカラーテレビカメラ１０
ａ，１０ｂを水平及び垂直方向に走査する走査機構（１
２，１４，２４，２６）と、火災発生時に第１及び第２
のカラーテレビカメラ１０ａ，１０ｂで撮像された第１
及び第２画像６２，６４の画素毎のＲ、Ｇ、及びＢ成分
を抽出して記憶する画像メモリ４６，４８と、画像メモ
リ４６，４８に格納された第１画像６２及び第２画像６
４のＲ、Ｇ、Ｂ成分を用いて各画素毎に２つの成分の比
を算出する比率演算部５２と、第１画像６２及び第２画
像６４の各画素を注目画素として予め定めた画素数ｎ
（例えばｎ＝８）のマトリクスＡ，Ｂを順番に適用する
マトリクス走査を行うマトリクス走査部５４と、第１画
像６２を走査するマトリクスＡに含まれる複数画素の比
率演算部５２による成分比と第２画像６４を走査するマ
トリクスＢに含まれる複数画素の比率演算部５２による
成分比の２乗誤差の総和を算出する２乗誤差演算部５６
と、第１画像６２と第２画像６４の全ての画素を注目画
素として適用したマトリクスＡ，Ｂの全ての組合せにつ
いて２乗誤差演算部５６で得られた成分比の２乗誤差ｅ
ijの中の最小値を選択する最小値選択部５８と、第１及
び第２のカラーテレビカメラ１ａ，１ｂの走査角情報
（α、β１，β２）と最小値選択部５８で選択された最
小値を与える第１画像６２及び第２画像６４に適用した
マトリクスの中心画素Ａij、Ｂijに基づいて火災点を決
定する火災点決定部６０とを設けたことを特徴とする。
【０００８】ここで比率演算部５４は、Ｂ成分とＲ成分
の比率（Ｂ／Ｒ）又はＧ成分とＲ成分との比率（Ｇ／
Ｒ）を演算する。また２乗誤差演算部５６は、第１画面
６２に適用したマトリクスＡに含まれるｎ個の画素の成
分比率をμn 、第２画面６４に適用したマトリクスＢに
含まれるｎ個の画素の成分比率をεn とするとき、２つ
のマトリクスＡ，Ｂ間の２乗誤差の総和ｅijを、
の比率（Ｂ／Ｒ）又はＧ成分とＲ成分との比率（Ｇ／
Ｒ）を演算する。また２乗誤差演算部５６は、第１画面
６２に適用したマトリクスＡに含まれるｎ個の画素の成
分比率をμn 、第２画面６４に適用したマトリクスＢに
含まれるｎ個の画素の成分比率をεn とするとき、２つ
のマトリクスＡ，Ｂ間の２乗誤差の総和ｅijを、
【０００９】
【数２】
【００１０】として算出する。更にまた、火災点を決定
する際の演算を簡単にするため、火災検出時に走査機構
を制御して第１及び第２のテレビカメラ１０ａ，１０ｂ
の画面中心に火源の画像がくるようにセンタリングした
後に画像メモリ４６，４８に画像データを記憶する。
する際の演算を簡単にするため、火災検出時に走査機構
を制御して第１及び第２のテレビカメラ１０ａ，１０ｂ
の画面中心に火源の画像がくるようにセンタリングした
後に画像メモリ４６，４８に画像データを記憶する。
【００１１】また比率演算部５２以降の演算負荷を低減
するため、画像メモリ４６，４８に記憶された画像の中
から火源を含む所定範囲の画像を切出して処理すること
が望ましい。更に、処理速度を優先する場合には、第１
画面６２及び第２画面６４の処理対象となる画素の単位
を、所定数毎にブロック化したブロック画素を１単位と
して処理するようにしてもよい。
するため、画像メモリ４６，４８に記憶された画像の中
から火源を含む所定範囲の画像を切出して処理すること
が望ましい。更に、処理速度を優先する場合には、第１
画面６２及び第２画面６４の処理対象となる画素の単位
を、所定数毎にブロック化したブロック画素を１単位と
して処理するようにしてもよい。
【００１２】
【作用】このような構成を備えた本発明の火災点検出装
置によれば次の作用が得られる。本発明の基本原理は、
２台のテレビカメラで捕えた火源の画像の各々に例えば
３×３マトリクスを適用し、２つのマトリクスに含まれ
る画素の類似度を比較し、類似度の一番強いマトリクス
の注目画素（中心画素）を２つの画像で共通な火災点と
して決定する。
置によれば次の作用が得られる。本発明の基本原理は、
２台のテレビカメラで捕えた火源の画像の各々に例えば
３×３マトリクスを適用し、２つのマトリクスに含まれ
る画素の類似度を比較し、類似度の一番強いマトリクス
の注目画素（中心画素）を２つの画像で共通な火災点と
して決定する。
【００１３】このマトリクスの適用による類似度の比較
に本発明にあっては、画素のＲ、Ｇ、Ｂ成分の比率とし
て、比率Ｂ／Ｒ又はＧ／Ｒを使用する。また類似度を示
すパラメータとしては、比較する２つのマトリクスの成
分比の２乗誤差の総和を導入し、この２乗誤差が最小値
となる各画像のマトリクスの適用部分が一番強い類似、
即ち炎の画像が一致した部分と判定して、このマトリク
スの中の注目画素（中心画素）を２台のカラーテレビカ
メラが見た火源上の同じ点を示す火災点として決定す
る。
に本発明にあっては、画素のＲ、Ｇ、Ｂ成分の比率とし
て、比率Ｂ／Ｒ又はＧ／Ｒを使用する。また類似度を示
すパラメータとしては、比較する２つのマトリクスの成
分比の２乗誤差の総和を導入し、この２乗誤差が最小値
となる各画像のマトリクスの適用部分が一番強い類似、
即ち炎の画像が一致した部分と判定して、このマトリク
スの中の注目画素（中心画素）を２台のカラーテレビカ
メラが見た火源上の同じ点を示す火災点として決定す
る。
【００１４】このように２台のカラーテレビカメラから
見た火災点が同一点となることで、画面上で面として捕
えられる火源であっても、正確に火点位置を特定して例
えば火源までの距離を測定することができる。
見た火災点が同一点となることで、画面上で面として捕
えられる火源であっても、正確に火点位置を特定して例
えば火源までの距離を測定することができる。
【００１５】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示した実施例構成
図である。図１において、１０ａは第１のテレビカメラ
であり、また１０ｂは第２のテレビカメラである。テレ
ビカメラ１０ａ，１０ｂは図８に示したと同様、警戒区
域を監視できるように所定設置間隔Ｌを隔てて設置され
ている。
図である。図１において、１０ａは第１のテレビカメラ
であり、また１０ｂは第２のテレビカメラである。テレ
ビカメラ１０ａ，１０ｂは図８に示したと同様、警戒区
域を監視できるように所定設置間隔Ｌを隔てて設置され
ている。
【００１６】カラーテレビカメラ１０ａには水平回動モ
ータ１２と垂直回動モータ１４を備えた走査機構が設け
られ、テレビカメラ１０ａの光軸を監視領域の適宜の位
置に向けることができるようにしている。水平回動モー
タ１２は駆動回路１６により駆動され、また垂直回動モ
ータ１４は駆動回路１８により駆動される。更に、水平
回動モータ１２によるカラーテレビカメラ１０ａの水平
走査角は水平走査角センサ２０により検出され、また垂
直回動モータ１４によるカラーテレビカメラ１０ａの垂
直走査角は垂直走査角センサ２２により検出される。
ータ１２と垂直回動モータ１４を備えた走査機構が設け
られ、テレビカメラ１０ａの光軸を監視領域の適宜の位
置に向けることができるようにしている。水平回動モー
タ１２は駆動回路１６により駆動され、また垂直回動モ
ータ１４は駆動回路１８により駆動される。更に、水平
回動モータ１２によるカラーテレビカメラ１０ａの水平
走査角は水平走査角センサ２０により検出され、また垂
直回動モータ１４によるカラーテレビカメラ１０ａの垂
直走査角は垂直走査角センサ２２により検出される。
【００１７】カラーテレビカメラ１０ｂについても同様
に、水平回動モータ２４及び垂直回動モータ２６を備え
た走査機構駆動回路２８，３０、水平走査角センサ３２
及び垂直走査角センサ３４が設けられる。４０は本発明
の火災位置検出処理を実行するマイクロプロセッサ（以
下「ＭＰＵ」という）であり、内部に示す各回路部の機
能をプログラム制御により実現する。
に、水平回動モータ２４及び垂直回動モータ２６を備え
た走査機構駆動回路２８，３０、水平走査角センサ３２
及び垂直走査角センサ３４が設けられる。４０は本発明
の火災位置検出処理を実行するマイクロプロセッサ（以
下「ＭＰＵ」という）であり、内部に示す各回路部の機
能をプログラム制御により実現する。
【００１８】まずＭＰＵ４０には走査制御部４２と走査
角検出部４４が設けられる。走査制御部４２は通常監視
状態にあっては、警戒区域全体を見渡せる所定方向にカ
ラーテレビカメラ１０ａ，１０ｂを位置決めしており、
火災が検出されると、例えばカラーテレビカメラ１０
ａ，１０ｂから得られる画像の中の火源位置、即ち炎を
示す輝度信号を使用して火源位置が画面の中心にくるよ
うにカラーテレビカメラ１０ａ，１０ｂをセンタリング
させる。
角検出部４４が設けられる。走査制御部４２は通常監視
状態にあっては、警戒区域全体を見渡せる所定方向にカ
ラーテレビカメラ１０ａ，１０ｂを位置決めしており、
火災が検出されると、例えばカラーテレビカメラ１０
ａ，１０ｂから得られる画像の中の火源位置、即ち炎を
示す輝度信号を使用して火源位置が画面の中心にくるよ
うにカラーテレビカメラ１０ａ，１０ｂをセンタリング
させる。
【００１９】走査角検出部４４はカラーテレビカメラ１
０ａ，１０ｂに設けた水平走査角センサ２０，３２及び
垂直走査角センサ２２，３４からの角度検出信号を入力
し、例えば水平走査角α１，α２に基づいて火災点に対
するテレビカメラの交差角αを算出して出力し、また垂
直走査角β１，β２についてはそのまま出力する。カラ
ーテレビカメラ１０ａ，１０ｂからの画像信号は火災検
出時に画像メモリ４６，４８のそれぞれに読み込まれ
る。画像メモリ４６，４８はカラーテレビカメラ１０
ａ，１０ｂからＲＧＢ毎に１画面分の画像信号が得られ
ることからＲ、Ｇ、Ｂ、更に輝度の各成分を格納した４
枚のフレームメモリで構成される。
０ａ，１０ｂに設けた水平走査角センサ２０，３２及び
垂直走査角センサ２２，３４からの角度検出信号を入力
し、例えば水平走査角α１，α２に基づいて火災点に対
するテレビカメラの交差角αを算出して出力し、また垂
直走査角β１，β２についてはそのまま出力する。カラ
ーテレビカメラ１０ａ，１０ｂからの画像信号は火災検
出時に画像メモリ４６，４８のそれぞれに読み込まれ
る。画像メモリ４６，４８はカラーテレビカメラ１０
ａ，１０ｂからＲＧＢ毎に１画面分の画像信号が得られ
ることからＲ、Ｇ、Ｂ、更に輝度の各成分を格納した４
枚のフレームメモリで構成される。
【００２０】画像メモリ４６，４８に続いては画像切出
し部５０が設けられる。画像切出し部５０は火災検出に
伴って画像メモリ４６，４８に格納された各画像の中の
火源を含む所定範囲の画像を火災位置検出のための処理
画像として切り出して比率演算部５２に与える。比率演
算部５２は画像切出し部５０で切り出された切出し画像
を対象にＲ、Ｇ、Ｂ成分の成分比を演算する。この実施
例にあっては、Ｂ成分とＲ成分の比率Ｂ／Ｒを演算す
る。比率演算部５２で演算する比率はＢ／Ｒ以外にＧ成
分とＲ成分の比率Ｇ／Ｒを求めてもよい。
し部５０が設けられる。画像切出し部５０は火災検出に
伴って画像メモリ４６，４８に格納された各画像の中の
火源を含む所定範囲の画像を火災位置検出のための処理
画像として切り出して比率演算部５２に与える。比率演
算部５２は画像切出し部５０で切り出された切出し画像
を対象にＲ、Ｇ、Ｂ成分の成分比を演算する。この実施
例にあっては、Ｂ成分とＲ成分の比率Ｂ／Ｒを演算す
る。比率演算部５２で演算する比率はＢ／Ｒ以外にＧ成
分とＲ成分の比率Ｇ／Ｒを求めてもよい。
【００２１】比率演算部５２に続いてはマトリクス走査
部５４が設けられる。マトリクス走査部５４は画像切出
し部５０によるカラーテレビカメラ１０ａ，１０ｂの各
切出し画像に対し、例えば３×３のマトリクスを画素毎
に適用する。マトリクス走査部５４で２つの切出し画像
の中の特定の画素を注目画素としてそれぞれマトリクス
が適用されると、２乗誤差演算部５６において２つのマ
トリクス間の類似度を表わす各マトリクス構成画素毎の
２乗誤差の総和がＢ／Ｒ比を用いて演算される。
部５４が設けられる。マトリクス走査部５４は画像切出
し部５０によるカラーテレビカメラ１０ａ，１０ｂの各
切出し画像に対し、例えば３×３のマトリクスを画素毎
に適用する。マトリクス走査部５４で２つの切出し画像
の中の特定の画素を注目画素としてそれぞれマトリクス
が適用されると、２乗誤差演算部５６において２つのマ
トリクス間の類似度を表わす各マトリクス構成画素毎の
２乗誤差の総和がＢ／Ｒ比を用いて演算される。
【００２２】マトリクス走査部５４と２乗誤差演算部５
６による処理はカラーテレビカメラ１０ａ，１０ｂから
得られた２つの切出し画像の画素毎に適用されるマトリ
クスの全ての組合せについて求められる。２乗誤差演算
部５６に続いては最小値選択部５８が設けられ、２乗誤
差演算部５６で算出された２つの画像の全ての画素に対
するマトリクスの適用による組合せで求められた２乗誤
差の総和の中から最も類似度の高いものとして最小値を
選択する。
６による処理はカラーテレビカメラ１０ａ，１０ｂから
得られた２つの切出し画像の画素毎に適用されるマトリ
クスの全ての組合せについて求められる。２乗誤差演算
部５６に続いては最小値選択部５８が設けられ、２乗誤
差演算部５６で算出された２つの画像の全ての画素に対
するマトリクスの適用による組合せで求められた２乗誤
差の総和の中から最も類似度の高いものとして最小値を
選択する。
【００２３】最小値選択部５８に続いては火災点決定部
６０が設けられ、最小値選択部５８で選択された最小値
となる２乗誤差の総和を与える２つの画像のマトリクス
の注目画素、即ちマトリクスの中心画素の位置を２つの
カラーテレビカメラ１０ａ，１０ｂから火源を見たとき
の同じに見える火災点として決定し、更に走査角検出部
４４から得られた走査角α，β１，β２を使用して、例
えば三角測量に従ってカラーテレビカメラ１０ａ，１０
ｂから決定した火災点等の距離等を算出する。
６０が設けられ、最小値選択部５８で選択された最小値
となる２乗誤差の総和を与える２つの画像のマトリクス
の注目画素、即ちマトリクスの中心画素の位置を２つの
カラーテレビカメラ１０ａ，１０ｂから火源を見たとき
の同じに見える火災点として決定し、更に走査角検出部
４４から得られた走査角α，β１，β２を使用して、例
えば三角測量に従ってカラーテレビカメラ１０ａ，１０
ｂから決定した火災点等の距離等を算出する。
【００２４】図２は図１のＭＰＵ４０による火災検出処
理を示したフローチャートである。図２において、まず
ステップＳ１（以下「ステップ」は省略）において火災
の有無を監視しており、火災が検出されるとＳ２以降の
処理に進む。まずＳ２で例えばカラーテレビカメラ１０
ａ，１０ｂから得られる画像の中の輝度信号に基づいて
火源が画面中心となるように図３（１）に示すようにセ
ンタリングを行い、画像メモリ４６，４８にカラーテレ
ビカメラ１０ａ，１０ｂで捉えられた火源２の画像をＲ
ＧＢ成分に分けて記憶する。
理を示したフローチャートである。図２において、まず
ステップＳ１（以下「ステップ」は省略）において火災
の有無を監視しており、火災が検出されるとＳ２以降の
処理に進む。まずＳ２で例えばカラーテレビカメラ１０
ａ，１０ｂから得られる画像の中の輝度信号に基づいて
火源が画面中心となるように図３（１）に示すようにセ
ンタリングを行い、画像メモリ４６，４８にカラーテレ
ビカメラ１０ａ，１０ｂで捉えられた火源２の画像をＲ
ＧＢ成分に分けて記憶する。
【００２５】続いてＳ３に進み、図３（２）の第１画像
６２及び第２画像６４に示すように、火源２を含む所定
範囲の画像を切り出し、切出し画像に含まれる各画素毎
に、例えば成分比率Ｂ／Ｒを求める。続いてＳ４に進
み、第１切出し画像６２−１に３×３のマトリクスＡを
適用し、マトリクスＡを構成する９つの成分（ａ0 ，ａ
1 ，・・・ａ8 ）に対応する画素Ａij毎の比率Ｂ／Ｒを
（μ0 ，μ1 ，・・・μ8 ）として求める。
６２及び第２画像６４に示すように、火源２を含む所定
範囲の画像を切り出し、切出し画像に含まれる各画素毎
に、例えば成分比率Ｂ／Ｒを求める。続いてＳ４に進
み、第１切出し画像６２−１に３×３のマトリクスＡを
適用し、マトリクスＡを構成する９つの成分（ａ0 ，ａ
1 ，・・・ａ8 ）に対応する画素Ａij毎の比率Ｂ／Ｒを
（μ0 ，μ1 ，・・・μ8 ）として求める。
【００２６】第１切出し画像６２−１に適用されるマト
リクスＡは図３（４）に取り出して示すように、縦×横
＝３×３の合計９個のマトリクス成分ａ0〜ａ8 を持
ち、中央のマトリクス成分ａ4 を第１切出し画像６２−
１の中の処理対象とする斜線で示す注目画素Ａijに適用
する。そして切出し画像６２−１に適用したマトリクス
Ａのマトリクス成分ａ0 〜ａ8 に対応する画素のもつＢ
／Ｒ比を（μ0 〜μ8 ）として抽出する。
リクスＡは図３（４）に取り出して示すように、縦×横
＝３×３の合計９個のマトリクス成分ａ0〜ａ8 を持
ち、中央のマトリクス成分ａ4 を第１切出し画像６２−
１の中の処理対象とする斜線で示す注目画素Ａijに適用
する。そして切出し画像６２−１に適用したマトリクス
Ａのマトリクス成分ａ0 〜ａ8 に対応する画素のもつＢ
／Ｒ比を（μ0 〜μ8 ）として抽出する。
【００２７】図３にあっては、第１切出し画像６２−１
の任意の注目画素Ａijに対しマトリクスＡを適用した状
態を示すが、マトリクスＡは図４に示すように各画素に
対し順番に適用されるマトリクス走査を行う。図４
（ａ）は第１切出し画像６２−１を示したもので、画像
を構成する各画素はＡijで表わされる。ここでｉは行方
向の画素番号であり、０〜ｎの値をもつ。またｊは列方
向の画素番号であり、０〜ｍの値をもつ。最大値ｎ及び
ｍの大きさは切出し画像の大きさにより適宜に決められ
る。
の任意の注目画素Ａijに対しマトリクスＡを適用した状
態を示すが、マトリクスＡは図４に示すように各画素に
対し順番に適用されるマトリクス走査を行う。図４
（ａ）は第１切出し画像６２−１を示したもので、画像
を構成する各画素はＡijで表わされる。ここでｉは行方
向の画素番号であり、０〜ｎの値をもつ。またｊは列方
向の画素番号であり、０〜ｍの値をもつ。最大値ｎ及び
ｍの大きさは切出し画像の大きさにより適宜に決められ
る。
【００２８】この図４（ａ）に示す第１切出し画像６２
−１に対し最初は図４（ｂ）に示すようにＡij＝Ａ00と
なる左上隅の画素にマトリクスＡの中心成分ａ4 が一致
するように適用する。このような画素Ａ00に対するマト
リクスＡの適用で対応するＢ／Ｒ比として（μ0 〜μ8
）が求められたならば、次にマトリクスＡを右側に１
つシフトして次の画素Ａ10を注目画素としてマトリクス
Ａを適用してＢ／Ｒ比を求める。以下同様に、最後の画
素Ａnmまでマトリクスを適用してＢ／Ｒ比を求める。
−１に対し最初は図４（ｂ）に示すようにＡij＝Ａ00と
なる左上隅の画素にマトリクスＡの中心成分ａ4 が一致
するように適用する。このような画素Ａ00に対するマト
リクスＡの適用で対応するＢ／Ｒ比として（μ0 〜μ8
）が求められたならば、次にマトリクスＡを右側に１
つシフトして次の画素Ａ10を注目画素としてマトリクス
Ａを適用してＢ／Ｒ比を求める。以下同様に、最後の画
素Ａnmまでマトリクスを適用してＢ／Ｒ比を求める。
【００２９】再び図２を参照するに、次にＳ５で図３
（３）に示す第２切出し画像６４−１を対象に同じく３
×３のマトリクスＢを適用し、マトリクスＢの構成要素
（ｂ0，ｂ1 ，・・・ｂ8 ）に対応する画素ＢijのＢ／
Ｒ比を（ε0 ，ε1 ，・・・ε8 ）として求める。この
マトリクスＢも図３（４）に取り出して示すように縦横
が３×３で合計９個の成分ｂ0 〜ｂ8 で構成される。ま
た、第２切出し画像６４−１についても図４に示したと
同様にして全ての画素Ｂ00〜ＢnmについてマトリクスＢ
を適用してＢ／Ｒ比を求める。
（３）に示す第２切出し画像６４−１を対象に同じく３
×３のマトリクスＢを適用し、マトリクスＢの構成要素
（ｂ0，ｂ1 ，・・・ｂ8 ）に対応する画素ＢijのＢ／
Ｒ比を（ε0 ，ε1 ，・・・ε8 ）として求める。この
マトリクスＢも図３（４）に取り出して示すように縦横
が３×３で合計９個の成分ｂ0 〜ｂ8 で構成される。ま
た、第２切出し画像６４−１についても図４に示したと
同様にして全ての画素Ｂ00〜ＢnmについてマトリクスＢ
を適用してＢ／Ｒ比を求める。
【００３０】このようにしてＳ４，Ｓ５で第１及び第２
の切出し画像６２−１，６４−１に対するマトリクスの
適用でＢ／Ｒ比が求められたならば、Ｓ６においてマト
リクスＡを適用した注目画素ＡijのＢ／Ｒ比に対するマ
トリクスＢを適用した画素Ｂ ij毎のＢ／Ｒ比の２乗誤差
の総和を求める。即ち、Ｓ４，Ｓ５の処理により図３
（５）に示すように全ての注目画素ＡijとＢijに対する
各マトリクスＡ，Ｂの適用によりＢ／Ｒ比（μ0 〜μ8
）及び（ε0 〜ε8 ）が求められたことから、（６）
に示すようにマトリクスＡ，Ｂの各成分ａ0 〜ａ8 とｂ
0 〜ｂ8 毎に２乗誤差Ｋ0 〜Ｋ8 を求める。
の切出し画像６２−１，６４−１に対するマトリクスの
適用でＢ／Ｒ比が求められたならば、Ｓ６においてマト
リクスＡを適用した注目画素ＡijのＢ／Ｒ比に対するマ
トリクスＢを適用した画素Ｂ ij毎のＢ／Ｒ比の２乗誤差
の総和を求める。即ち、Ｓ４，Ｓ５の処理により図３
（５）に示すように全ての注目画素ＡijとＢijに対する
各マトリクスＡ，Ｂの適用によりＢ／Ｒ比（μ0 〜μ8
）及び（ε0 〜ε8 ）が求められたことから、（６）
に示すようにマトリクスＡ，Ｂの各成分ａ0 〜ａ8 とｂ
0 〜ｂ8 毎に２乗誤差Ｋ0 〜Ｋ8 を求める。
【００３１】即ち、マトリクスＡの成分ａn におけるＢ
／Ｒ比をμn 、マトリクスＢの同じマトリクス成分ｂn
におけるＢ／Ｒ比をεn とすると、一般式として２乗誤
差は次式で与えられる。
／Ｒ比をμn 、マトリクスＢの同じマトリクス成分ｂn
におけるＢ／Ｒ比をεn とすると、一般式として２乗誤
差は次式で与えられる。
【００３２】
【数３】
【００３３】この実施例にあってはマトリクスＡ，Ｂは
３×３の９つの成分であり、ｎ＝０〜８となることから
次式のようにそれぞれの２乗誤差が求められる。
３×３の９つの成分であり、ｎ＝０〜８となることから
次式のようにそれぞれの２乗誤差が求められる。
【００３４】
【数４】
【００３５】そして図３（７）に示すように、次式に従
って２乗誤差の総和ｅijを求める。
って２乗誤差の総和ｅijを求める。
【００３６】
【数５】
【００３７】再び図２を参照するに、Ｓ６で２乗誤差の
総和が第１切出し画像６２−１に適用したマトリクスＡ
と第２切出し画像６４−１に適用したマトリクスＢの全
ての組合せについて算出されたならば、Ｓ７で最も強い
類似度を示す２乗誤差ｅijの最小値を求める。最終的に
Ｓ８でこのときのカラーテレビカメラ１０ａ，１０ｂに
ついて走査角検出部４４で求められた走査角α，β１，
β２と、Ｓ７で選択された最小値となる２乗誤差の総和
ｅijが求められたマトリクスＡとＢの中心成分ａ4 ，ｂ
4 に対応する注目画素Ａij及びＢijの座標を用いて、火
災点を決定する。これは図３（７）（８）及び（９）に
示す処理である。
総和が第１切出し画像６２−１に適用したマトリクスＡ
と第２切出し画像６４−１に適用したマトリクスＢの全
ての組合せについて算出されたならば、Ｓ７で最も強い
類似度を示す２乗誤差ｅijの最小値を求める。最終的に
Ｓ８でこのときのカラーテレビカメラ１０ａ，１０ｂに
ついて走査角検出部４４で求められた走査角α，β１，
β２と、Ｓ７で選択された最小値となる２乗誤差の総和
ｅijが求められたマトリクスＡとＢの中心成分ａ4 ，ｂ
4 に対応する注目画素Ａij及びＢijの座標を用いて、火
災点を決定する。これは図３（７）（８）及び（９）に
示す処理である。
【００３８】Ｓ８で火災点として決定された画素Ａij及
びＢijは、図３の（３）のマトリクスＡ，Ｂの中の斜線
で示す中央の画素であり、切出し画像６２−１，６４−
１上では異なった位置となっているが、図３（１）の火
源２においてはカラーテレビカメラ１０ａ，１０ｂから
見た同じ点である。図５は本発明による火災位置の検出
状態を平面的に示したもので、広がりをもつ火源２に対
し第１及び第２のカラーテレビカメラ１０ａ，１０ｂが
図示のように位置している。
びＢijは、図３の（３）のマトリクスＡ，Ｂの中の斜線
で示す中央の画素であり、切出し画像６２−１，６４−
１上では異なった位置となっているが、図３（１）の火
源２においてはカラーテレビカメラ１０ａ，１０ｂから
見た同じ点である。図５は本発明による火災位置の検出
状態を平面的に示したもので、広がりをもつ火源２に対
し第１及び第２のカラーテレビカメラ１０ａ，１０ｂが
図示のように位置している。
【００３９】本発明の火災位置の検出処理が行われない
場合には、テレビカメラ１０ａ，１０ｂを火源２に指向
させたときの火災点はＰ，Ｑとなり、火源２より遠いＲ
点を火災点として判定する。これに対し本発明にあって
は、図２及び図３に示した処理により火源２上の一点Ｓ
が火災点として判定され、火源２までの距離を２つのテ
レビカメラから見た同じＳ点として認識することで距離
を正確に検出できる。
場合には、テレビカメラ１０ａ，１０ｂを火源２に指向
させたときの火災点はＰ，Ｑとなり、火源２より遠いＲ
点を火災点として判定する。これに対し本発明にあって
は、図２及び図３に示した処理により火源２上の一点Ｓ
が火災点として判定され、火源２までの距離を２つのテ
レビカメラから見た同じＳ点として認識することで距離
を正確に検出できる。
【００４０】具体的な判定した火災点Ｓまでの距離の測
定は、テレビカメラ１０ａ，１０ｂの光軸を火源２上の
判定された同じ火災点Ｓに指向させ、この状態での走査
角αとカメラ設置間隔Ｌに基づいて測定すればよい。よ
り具体的には図３（３）に示す火災点と判定された画素
Ａij及びＢijがカラーテレビカメラ１０ａ，１０ｂの画
面６２，６４の中心に位置するようにカラーテレビカメ
ラ１０ａ，１０ｂを走査すると、図５に示す火災点Ｓに
カラーテレビカメラ１０ａ，１０ｂを指向させた状態を
作り出すことができる。
定は、テレビカメラ１０ａ，１０ｂの光軸を火源２上の
判定された同じ火災点Ｓに指向させ、この状態での走査
角αとカメラ設置間隔Ｌに基づいて測定すればよい。よ
り具体的には図３（３）に示す火災点と判定された画素
Ａij及びＢijがカラーテレビカメラ１０ａ，１０ｂの画
面６２，６４の中心に位置するようにカラーテレビカメ
ラ１０ａ，１０ｂを走査すると、図５に示す火災点Ｓに
カラーテレビカメラ１０ａ，１０ｂを指向させた状態を
作り出すことができる。
【００４１】図６は本発明の処理対象となる画像の画素
構成の他の実施例を示した説明図である。即ち、前述し
た実施例にあっては切出し画像６２−１，６４−１の１
画素毎にマトリクスＡ，Ｂを適用して処理を行っていた
が、図６の実施例にあっては、例えば４×４の１６画素
で１つの画素ブロックＢＬijを構成し、この画素ブロッ
クＢＬijで構成される切出し画像に対し同様にマトリク
スを適用して成分比の２乗誤差の総和を求める。
構成の他の実施例を示した説明図である。即ち、前述し
た実施例にあっては切出し画像６２−１，６４−１の１
画素毎にマトリクスＡ，Ｂを適用して処理を行っていた
が、図６の実施例にあっては、例えば４×４の１６画素
で１つの画素ブロックＢＬijを構成し、この画素ブロッ
クＢＬijで構成される切出し画像に対し同様にマトリク
スを適用して成分比の２乗誤差の総和を求める。
【００４２】ここで、画素ブロックＢijについての成分
比は、１つの画素ブロックＢＬijを構成する例えば１６
個の画素の総和あるいは平均値を使用すればよい。この
図６に示す画素のブロック化により処理対象となる画素
数を減らし、より高速な火災位置の決定処理を行うこと
ができる。勿論、位置検出精度を高めるためには画素毎
に処理することが望ましい。
比は、１つの画素ブロックＢＬijを構成する例えば１６
個の画素の総和あるいは平均値を使用すればよい。この
図６に示す画素のブロック化により処理対象となる画素
数を減らし、より高速な火災位置の決定処理を行うこと
ができる。勿論、位置検出精度を高めるためには画素毎
に処理することが望ましい。
【００４３】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、従来の輝度信号のみによって決定している火災位置
に比べカラー画像を構成するＲ、Ｇ、Ｂ成分の中の２つ
の成分比から求めた類似度により火源上で同じ位置とな
る２つの画面の対応点を火災点として決定しているた
め、画面上で面として捉えられる火源であっても２つの
テレビカメラにより正確に火災点を特定し、例えば火災
点までの距離を正確に測定して、より効率的な消火制御
を行うことができる。
ば、従来の輝度信号のみによって決定している火災位置
に比べカラー画像を構成するＲ、Ｇ、Ｂ成分の中の２つ
の成分比から求めた類似度により火源上で同じ位置とな
る２つの画面の対応点を火災点として決定しているた
め、画面上で面として捉えられる火源であっても２つの
テレビカメラにより正確に火災点を特定し、例えば火災
点までの距離を正確に測定して、より効率的な消火制御
を行うことができる。
【図１】本発明の実施例構成図
【図２】本発明の検出処理を示したフローチャート
【図３】本発明の処理内容を示した説明図
【図４】本発明における切出し画像に対するマトリクス
の適用走査を示した説明図
の適用走査を示した説明図
【図５】本発明による火災点の決定を平面的に示した説
明図
明図
【図６】本発明で処理する切出し画像における画素をブ
ロック化した説明図
ロック化した説明図
【図７】従来の大空間における２台のテレビカメラを用
いた火源監視の説明図
いた火源監視の説明図
【図８】従来の小空間における２台のテレビカメラによ
る火源監視の問題を示した説明図
る火源監視の問題を示した説明図
【符号の説明】 １０ａ：第１のカラーテレビカメラ １０ｂ：第２のカラーテレビカメラ １２，２４：水平回動モータ １４，２６：垂直回動モータ １６，１８，２８，３０：駆動回路 ２０，３２：水平走査角センサ ２２，３４：垂直走査角センサ ４０：マイクロプロセッサ（ＭＰＵ） ４２：走査制御部 ４４：走査角検出部 ４６，４８：画像メモリ ５０：画像切出し部 ５２：比率演算部 ５４：マトリクス走査部 ５６：２乗誤差演算部 ５８：最小値選択部 ６０：火災点決定部 ６２：第１画像 ６４：第２画像
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 洌 東京都品川区上大崎２丁目10番43号 ホ ーチキ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−147596（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G08B 17/00
Claims (6)
- 【請求項１】監視区域を撮像する第１及び第２のカラー
テレビカメラと、 該第１及び第２のカラーテレビカメラを水平及び垂直方
向に走査する走査機構と、 火災発生時に前記第１及び第２のカラーテレビカメラで
撮像された第１及び第２画像の画素毎のＲ、Ｇ、及びＢ
成分を抽出して記憶する画像メモリと、 該画像メモリに格納された第１及び第２画像のＲ、Ｇ、
Ｂ成分を用いて各画素毎に２つの成分の比率を算出する
比率演算部と、 前記第１及び第２の画像の各画素を注目画素として予め
定めた画素数（ｎ）のマトリクスを順番に適用するマト
リクス走査を行うマトリクス走査部と、 第１画像を走査する前記マトリクスに含まれる複数画素
の前記比率演算部による成分比と第２画像を走査するマ
トリクスに含まれる複数画素の前記比率演算部による成
分比の２乗誤差の総和を算出する２乗誤差演算部と、 第１画像と第２画像の全ての画素を注目画素として適用
したマトリクスの全ての組合せについて前記２乗誤差演
算部で得られた成分比の２乗誤差の総和の中の最小値を
選択する最小値選択部と、 前記第１及び第２のカラーテレビカメラの走査角情報と
前記最小値選択部で選択された最小値を与える第１及び
第２画像に適用したマトリクスの中心画素の位置に基づ
いて火災点を決定する火災点決定部と、 を設けたことを特徴とする火災点検出装置。 - 【請求項２】請求項１記載の火災点検出装置に於いて、 前記比率演算手段は、Ｂ成分とＲ成分の比（Ｂ／Ｒ）又
はＧ成分とＲ成分との比（Ｇ／Ｒ）を演算することを特
徴とする火災点検出装置。 - 【請求項３】請求項１記載の火災点検出装置に於いて、 前記２乗誤差演算部は、第１画面に適用したマトリクス
に含まれるｎ個の画素の成分比率をμn 、第２画面に適
用したマトリクスに含まれるｎ個の画素の成分比率をε
n とするとき、２つのマトリクス間の２乗誤差の総和ｅ
ijを、 【数１】 として算出することを特徴とする火災点検出装置。 - 【請求項４】請求項１記載の火災点検出装置に於いて、 火災検出時に前記走査機構を制御して前記第１及び第２
のテレビカメラの画面中心に火源の画像がくるようにセ
ンタリングした後に前記画像メモリに画像データを記憶
することを特徴とする火災点検出装置。 - 【請求項５】請求項１記載の火災点検出装置に於いて、 前記画像メモリに記憶された画像の中から火源を含む所
定範囲の画像を切出して処理することを特徴とする火災
点検出装置。 - 【請求項６】請求項１記載の火災点検出装置に於いて、 前記第１画面及び第２画面の処理対象となる画素の単位
を、所定数毎にブロック化したブロック画素を１単位と
して処理することを特徴とする火災点検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3174989A JP3035377B2 (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 火災点検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3174989A JP3035377B2 (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 火災点検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0520560A JPH0520560A (ja) | 1993-01-29 |
| JP3035377B2 true JP3035377B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=15988274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3174989A Expired - Fee Related JP3035377B2 (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 火災点検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3035377B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3592908B2 (ja) * | 1997-10-29 | 2004-11-24 | 名古屋電機工業株式会社 | 火災検出方法およびその装置 |
| GB2390675A (en) * | 2002-07-10 | 2004-01-14 | Univ Greenwich | Flame characteristic monitor using digitising image camera |
| CN108520615B (zh) * | 2018-04-20 | 2020-08-25 | 吉林省林业科学研究院 | 一种基于图像的火灾识别系统和方法 |
-
1991
- 1991-07-16 JP JP3174989A patent/JP3035377B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0520560A (ja) | 1993-01-29 |
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