JP3349881B2 - 赤外線火災監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は赤外線火災監視装置
に関し、特に赤外線カメラからの動画像信号を画像処理
して火災判定を行う赤外線火災監視装置に関するもので
ある。

【０００１】近年、建築技術の進歩に伴い、建物の内部
や外部に大規模な閉鎖空間（アトリウム等）が多く形成
されるようになって来ている。

【０００２】このような大規模な閉鎖空間において火災
が発生した場合においては、遠隔から広範囲における炎
の熱を感知できるものとして赤外線カメラが多く用いら
れているが、夜間等の無人空間においてこの赤外線カメ
ラからの動画像信号をコンピュータ処理することにより
火災を自動的に判定する装置が必要になっている。

【０００３】

【従来の技術】図４は従来の赤外線火災監視装置の構成
例を示したもので、赤外線カメラ１（これは複数台で構
成され得る）が画像処理装置ＩＰに接続されており、こ
の画像処理装置は更にホストコンピュータ１３に接続さ
れて制御を受けるようになっている。そして、画像処理
装置ＩＰの処理結果はモニタ１４に表示される。

【０００４】また、画像処理装置ＩＰにおいては、赤外
線カメラ１からの動画像信号をＡ／Ｄ変換器２でディジ
タル信号に変換した後、マスク生成部（ＭＫ０）３に送
る。

【０００５】このマスク生成部３においては必要な火災
監視領域以外の背景画面を削除するための閾値レベル毎
のマスクデータがホストコンピュータ１３のマップ情報
に基づいて設定されている。

【０００６】このようにマスク生成部３によって得られ
た火災監視領域だけの映像信号はイメージメモリ（ＩＭ
０）４に送られ、このイメージメモリ４では差分処理さ
れて映像上濃度の変化がある画素だけが抽出される。す
なわち、予めイメージメモリ４に赤外線カメラ１の基準
画像を格納しておき、演算機能により基準画像との差分
が大きい異常部分を抽出するという差分処理が行われ
る。

【０００７】イメージメモリ４の出力は論理フィルタ
（ＬＦ０）５とデータ変換部（ＤＣ０）６とに送られ、
論理フィルタ５においては画像のノイズ除去が行われ、
データ変換部６においてはマスク生成部３からのマスク
データと論理フィルタ５からのノイズが除去されたデー
タとを利用して不要データを“０”にする処理が行わ
れ、ラベリング部（ＬＤ０）７に送られる。

【０００８】このラベリング部７においては異常画像の
画素毎にラベリングを行うため、入力された映像の画素
の固まりを区別し順次濃度レベルを変えて画素の固まり
を濃度で区別できるように処理する。

【０００９】このようにしてラベルリングが施された画
像データは濃度ヒストグラム部（ＨＳ０）８に送られ、
ラベリングされた画素の固まりの素数、すなわち各ラベ
ルの面積を算出する。

【００１０】また、ラベリング部７からの画像データは
イメージメモリ（ＩＭ１）９に送られてラベル画像デー
タとして保存される。

【００１１】そして、イメージメモリ９におけるラベル
画像データは投影部（ＰＪ０）１０に送られて各画素の
固まりの画像上の位置をＸＹ座標で算出することにより
異常部の投影値を算出して火災位置に変換する。

【００１２】また、ホストコンピュータ１３は、データ
変換部６からの火災画像データをイメージメモリ（ＩＭ
２）１２に格納しており、このイメージメモリ１２の濃
度データから火災温度に変換することにより、火災温度
の判定、火災の大きさ、火災の位置を判定する。

【００１３】そして、火災位置を決定した後、予めホス
トコンピュータ１３に設定してある火災判定基準に合致
している場合に火災警報を発生させ、Ｄ／Ａ変換器１２
を経由してモニタ１４に火災位置を表示させる。

【００１４】このような図４に示した従来例における画
像処理装置ＩＰ及びホストコンピュータ１３による火災
検知処理を図５に示したフローチャートにより再度説明
する。

【００１５】まず、ホストコンピュータ１３によりマス
ク生成部３においては火災監視処理の必要な範囲以外の
映像部分を予め削除するための背景マスク閾値が設定さ
れる（図５のステップＳ２０）。

【００１６】そして、赤外線カメラ１からの映像信号を
Ａ／Ｄ変換器２において映像濃度から温度値へ換算した
後、マスク生成部３を経由して必要な映像部分のみを取
り出してイメージメモリ４に送ることにより、このイメ
ージメモリ４において差分処理が施され、火災レベルの
検出が行われる（同ステップＳ２）。

【００１７】そして更に、論理フィルタ５及びデータ変
換部６を経由しラベリング部７でラベリングを行った
後、濃度ヒストグラム部８において異常部分の濃度ヒス
トグラムを求めることにより画面内の画素の固まり、す
なわち火災面積（画素数）を検出し（同ステップＳ
３）、投影部１０において異常部の投影値（ＸＹ座標）
を算出することにより火災位置を決定する（同ステップ
Ｓ４）。

【００１８】そして、映像データ中のノイズで誤検知が
生じるのを避けるため複数フレームの映像データを確認
して上記のデータに変化の無いことを確認し（同ステッ
プＳ５）、火災温度及び火災面積（画素数）が各閾値を
越えていれば火災と判定し（同ステップＳ６）、その画
像上の重心位置からホストコンピュータ１３のマップ情
報と比較して火災位置の対象領域を決定し（同ステップ
Ｓ７）、火災情報をモニタ１４に送出する（同ステップ
Ｓ８）。

【００１９】なお、ステップＳ６の火災判定において火
災ではないと判定されたときにはホストコンピュータ１
３は火災情報ファイルとしてのイメージメモリ１１に単
なる映像データとして格納しておく（同ステップＳ
９）。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の技術
においては、映像の一画面全部を一括して処理するた
め、画素の固まりが複数個出現した場合、処理できる個
数に限りがあるため一番画素数の大きい固まりを火災点
として処理を行っており、このため、複数の火災には対
応できないことになる。

【００２１】これを図６に示した赤外線カメラの撮像視
野図により説明すると、図示のように赤外線カメラ１の
撮像視野は広範囲に火災が検知可能であるが、その撮像
視野Ａ内には太陽光ＳＬの反射等の火災と誤るような誤
検知源があり誤警報の可能性が増大してしまう。

【００２２】また、赤外線カメラの映像全画面に対して
処理を行うと、図示のように火点ＦＰ１，ＦＰ２のよう
に複数の火点が存在する場合でほぼ同時に発生する場合
には一つの火点についての火災検知しかできない。

【００２３】更には、火災面積（画素数）、火災温度等
の火災検知のためのパラメータも一括でしか設定でき
ず、赤外線カメラからの距離の違いによる画面上の大き
さの違いや誤検知が多発すると考えられる領域毎に検知
感度の調整を行うことができないという問題があった。

【００２４】従って本発明は、赤外線カメラの動画像信
号を画像処理装置に入力して画像処理を行い、該画像処
理装置がホストコンピュータのマップ情報に基づいて火
災面積、火災温度、及び画面上の位置から火災の判定を
行って火災警報を送出する赤外線火災監視装置におい
て、複数の火点が存在した場合でも誤りなく火災検知が
できるようにすることを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る赤外線火災監視装置は、該画像処理装
置が該マップ情報に基づいて該赤外線カメラ視野の画像
処理領域をメモリ上に複数個設定し、各画像処理領域毎
に該画像処理を行うことにより同一視野にある複数の火
点に対して火災検知を行う。

【００２６】すなわち、本発明において、まず、画像処
置装置はホストコンピュータのマップ情報を元に各赤外
線カメラの領域をマスクデータとして最初からメモリ上
に予め画像処理領域（火災検知対象領域）を複数個に分
けて設定しておく。

【００２７】そして、各画像処理領域については各領域
毎に従来と同様の画像処理を繰り返して行い領域毎に火
災判定結果を得る。

【００２８】さらに画像処理装置は、火災面積の閾値を
各画像処理領域毎に個々に設定可能にし、例えば該赤外
線カメラから遠距離の該画像処理領域には小さく、該赤
外線カメラに近い該画像処理領域では比例して大きく取
るように設定している。

【００２９】さらに本発明では、可視カメラ及びモニタ
を設け、該画像処理装置が、該モニタに該火災検知結果
と該可視カメラからの可視画像とを表示させることによ
り、オペレータが火災の確認を行うことが可能となる。

【００３０】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る赤外線火災監
視装置の実施例を示したもので、この実施例において
は、図４に示した従来例において、マスク生成部３とイ
メージメモリ４との間に別のマスク生成部（ＭＫ１）を
設けた点が異なっている。なお、２０は可視カメラであ
り、この可視カメラ２０はモニタ１４に接続されてい
る。

【００３１】すなわち、このイメージメモリ１５におい
ては、１画面内に設定した複数のマスクを順次１つづつ
移動設定して処理を繰り返し実行することで火災検知を
行うようにしたものである。

【００３２】このため、図２に示した本発明の実施例の
火災検知アルゴリズムを示すフローチャートにおいて
も、図５に示した従来例のフローチャートに加えて処理
の最初に画像濃度検出を行うステップＳ１１が設けられ
ており、このステップＳ１１の後に画像処理領域の設定
を行うステップＳ１を設け、そして処理の最後に最大区
画数（領域数）分だけ処理を実行したか否かを判定する
ステップＳ１２が設けられている点が異なっている。

【００３３】すなわち、ステップＳ１１においてはイメ
ージメモリ４の画像データに基づき予め１画面内に画像
濃度が有るか否かの検出を行って、画像濃度が無いとき
には以下のステップはスキップし、無駄な処理を行わな
いようにしている。

【００３４】そして、ステップＳ１１で画像濃度の検出
が行われるとステップＳ１において１画面内に複数の画
像処理領域を設定するようにしている。

【００３５】そして、従来例と同様にステップＳ２〜ス
テップＳ９を最大区画数（最大火災検知対象領域）だけ
実行する（同ステップＳ１２）ことにより複数の領域に
渡って火災検知を実行した点が異なっている。

【００３６】ここで、図３に示すように１つの赤外線カ
メラ画面内に複数の火点が存在した場合について考えて
みる。

【００３７】まず、赤外線カメラの映像画面ＳＣＮを８
つに分割した場合を考えると、まず監視領域ＭＡ１の範
囲のみを開けたマスクを設定し、他の領域をマスクする
（図２のステップＳ１）。

【００３８】次にその監視領域ＭＡ１を従来と同様に処
理する（同ステップＳ２〜Ｓ９）。この場合、画素数の
一番大きいものを代表の火点とし、火災温度、火災面
積、及び火災位置の情報から火災が発生しているか否か
を判定する（同ステップＳ６）。

【００３９】そして、このような火災判定を監視領域Ｍ
Ａ２〜ＭＡ８まで順次判定し、それぞれの領域の代表点
を火点として行く。

【００４０】図示の例では、監視領域ＭＡ１に火点ＦＰ
１，ＦＰ２、監視領域ＭＡ２に火点ＦＰ６、監視領域Ｍ
Ａ３に火点ＦＰ３、監視領域ＭＡ４に火点ＦＰ７，ＦＰ
８、監視領域ＭＡ５に火点ＦＰ４、監視領域ＭＡ６に火
点ＦＰ９、監視領域ＭＡ７に火点ＦＰ５、そして、監視
領域ＭＡ８に火点ＦＰ１０、がそれぞれ火災検知されて
いる。

【００４１】この後、全部の領域の火災判定が終了した
か否かを判定し（同ステップＳ１２）、終了したと判定
したときには、火災と判定された領域のデータを火災警
報として送出する（同ステップＳ８）。

【００４２】このようにして処理を行っていくと、監視
領域ＭＡ１における火点ＦＰ２と監視領域ＭＡ４に於け
る火点ＦＰ８の火災データは例えば上述した太陽光の反
射に基づくものであるため、火災面積（又は火災温度）
が閾値より小さく、従って処理の対象から除外されるこ
とになる。

【００４３】このようにして監視領域を分けて処理を実
行するため、火点が幾つ発生しても監視領域毎に火災警
報を発生させることができ、この監視領域の設定を防災
上消化できる範囲に設定すれば監視視野全体に対して複
数の火災が同時に発生しても対応可能となる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る赤外線
火災監視装置によれば、赤外線カメラ視野の画像処理領
域を複数設定し、各画像処理領域毎に画像処理を行うこ
とにより同一視野にある複数の火点に対して火災検知を
行うとともに火災面積の閾値を各画像処理領域毎に個々
に設定可能にしたので、従来から基本的な火災検知のア
ルゴリズムを活用して複数の火災（同時発生的な火災を
含む）の検知が可能で火災監視装置としての安全性向上
に寄与することになる。

【００４５】具体的に言えば、従来では全画面に現れる
火点全てについて一度処理をしなければならず、例えば
火点×２５６レベルが全処理時間であったのに対し、本
発明では、分割した画像処理領域数×１処理時間（１火
点）について求められる処理時間が全処理時間となるた
め時間的な削減が得られる効果がある。

【００４６】更に設定した火災面積（画素数）以下の誤
検知源を全て削除することができ、火災監視装置の信頼
性向上に寄与することとなる。

【００４７】また、監視処理の条件として火災温度や火
災面積を監視領域毎に可変設定することにより、赤外線
カメラから遠距離の監視領域には火災面積を小さく、赤
外線カメラに近い監視領域では比例して大きく取ること
が可能となり、火災面積以下の誤検知源（例えば太陽光
の反射等）を軽減できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る赤外線火災監視装置の実施例を示
したブロック図である。

【図２】図１に示した本発明に係る赤外線火災監視装置
の実施例の火災検知アルゴリズムを示したフローチャー
ト図である。

【図３】本発明に係る赤外線火災監視装置における監視
領域と火災検知の説明図である。

【図４】従来の赤外線火災監視装置の構成例を示したブ
ロック図である。

【図５】図４に示した従来例の火災検知アルゴリズムを
示したフローチャート図である。

【図６】従来例の欠点を説明するための赤外線カメラの
撮像視野を示した図である。

【符号の説明】

１ 赤外線カメラ ２ Ａ／Ｄ変換器 ３，１５ マスク生成部 ４，９，１１ イメージメモリ ５ 論理フィルタ ６ データ変換部 ７ ラベリング部 ８ 濃度ヒストグラム部 １０ 投影部 １３ ホストコンピュータ １４ モニタ ２０ 可視カメラ 図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−213610（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−263197（ＪＰ，Ａ) 加藤久和 宮村孝志 伊藤勲 佐藤一 男 他，ごみ集積ピット火災監視システ ム，Ａｖｉｏ技報 1993 Ｖｏｌ．14 Ｎｏ．１，日本，日本アビオニクス株式 会社 技術編集委員会，1993年３月31 日，1993 Ｖｏｌ．14 Ｎｏ．１，Ｐ48 〜Ｐ53 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 7/18 G06T 1/00 G08B 17/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】赤外線カメラの動画像信号を画像処理装置
   に入力して画像処理を行い、該画像処理装置がホストコ
   ンピュータのマップ情報に基づいて火災面積、火災温
   度、及び画面上の位置から火災の判定を行って火災警報
   を送出する赤外線火災監視装置において、 該画像処理装置が、該マップ情報に基づいて該赤外線カ
   メラ視野の画像処理領域をメモリ上に複数個設定し、各
   画像処理領域毎に該画像処理を行うことにより同一視野
   にある複数の火点に対して火災検知を行うとともに、該
   火災面積の閾値を各画像処理領域毎に個々に設定可能に
   したことを特徴とする赤外線火災監視装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 可視カメラ及びモニタを設け、該画像処理装置が、該モ
   ニタに該火災検知結果と該可視カメラからの可視画像と
   を表示させることを特徴とした赤外線火災監視装置。