JP3681138B2

JP3681138B2 - Fire detection equipment

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Publication number: JP3681138B2
Application number: JP32186496A
Authority: JP
Inventors: 貴俊山岸
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 1996-12-02
Filing date: 1996-12-02
Publication date: 2005-08-10
Anticipated expiration: 2016-12-02
Also published as: JPH10162267A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は火災検出に画像処理を用いた火災検出装置に関し、特にトンネルや倉庫等の暗い監視領域における火災を検出する場合等に用いて好適な火災検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来トンネルや倉庫等の暗い監視領域に監視カメラを設置し、この監視カメラが撮影する画像を遠方にある監視所のＣＲＴ等のモニタにより監視して、火災の発生やトンネル内の渋滞状況を監視する監視装置がある。この際、暗い環境下でも車両等を確実にモニタで監視できるように、監視カメラのゲインは高めに設定されている。このゲインのレベルを以下、視感度相当の感度という。
また、近年、監視領域に監視カメラを設置し、その監視カメラが撮影した画像をコンピュータで処理する画像処理技術が高まり、画像処理を利用した火災や防犯等の異常を検出する検出装置が開発されてきている。
【０００３】
このような画像処理を利用した火災検出装置として、例えば図８に示すように監視カメラで撮影された画面（ここでは一例として照明用のナトリウム灯Ｎ、車両ＣのテールランプＣＴおよび炎Ｆが示されている）に対して、二値化処理を施して図９に示すように所定の明るさを持つ領域だけを元の画像から抽出し、その抽出された領域（火災らしい領域）である炎Ｆ、ナトリウム灯Ｎ、テールランプＣＴのそれぞれの部分を外接する最小の外接矩形Ｒ１で囲み、この外接矩形Ｒ１で囲まれた火災らしい領域の画像に対して所定の処理を施すことにより火災判別を行うことが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来よりある監視装置と、画像処理を利用した上述のような検出装置を１つに纏め、監視領域をトンネルや倉庫等の暗い環境下とし、また検出対象を火災時の炎のように明るいものとすると、炎等の明るい物体の画像に図８に示すような縦のすじが入るいわゆるスミアが発生する。
これは、監視カメラとして固体撮像素子を用いたＣＣＤカメラのようなものであると、受光面内の一部分に強い入射光が当たり、発生した信号電荷（キャリヤ）があふれ出して走査転送部に入った場合、画面上に縦すじとなって現れるものである。
なお、監視カメラはナトリウム灯の光が直接入射することのないような場所に設置されるので、このナトリウム灯の抽出領域にはスミアが発生しない。
【０００５】
従って、このようなスミアの発生している画像に対して上述のような画像処理を施した場合、発生したスミアのために図９の外接矩形の作成の段階では形成される外接矩形は同図に一点鎖線で示すような外接矩形Ｒ２（＞Ｒ１）となり、この外接矩形Ｒ２で囲まれた火災らしい領域を用いて画像処理を行うと、そのスミアの部分だけ本来の火災らしい領域を囲む外接矩形Ｒ１より大きいので、二値化処理前の画像（図８の画面状態）を見る限りでは背景全体を捕らえる通常の監視機能に支障はないけれども、二値化処理後の画像（図９の画面状態）に対しては火災判別に必要な正確な画像処理ができなくなり、正常な火災検出ができなくなるという問題点があった。
【０００６】
この発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、スミアの影響を受けることなく確実に火災判別を行うことができる火災検出装置を得ることを目的とするものである。
また、スミアの影響を受けることなく確実に火災判別を行うことができ、しかも背景が分かりやすく安定した監視機能を確保できる火災検出装置を得ることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この本発明に係わる火災検出装置は、明るさが暗い環境下に設置され、監視領域を撮影する撮影手段と、該撮影手段の出力側にフレームメモリを介して接続され、該撮影手段により撮影された画像を表示する表示手段と、上記撮影手段が撮影した画像を処理して上記監視領域に火災が発生したか否かを検出する画像処理手段とを備えた火災検出装置であって、画像処理の撮像開始に当たり、ゲイン低下要求信号を出力して、撮影手段のゲインを下げてから、複数枚の画像を撮像し、画像処理用の画像の撮像が終了したことを判別したら、ゲイン上昇要求信号を送出して、撮像手段のゲインを初期の設定値まで上昇させ、画像処理手段が上記撮影手段から画像を取り込む間は、該フレームメモリに、ゲインが低下される前の視感度に設定された画像を記憶して保持させ、前記表示手段に表示させることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態を図を参照して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の第１の実施の形態を示す構成図である。
図において、１は撮像手段としての監視カメラであって、例えばＣＣＤカメラなどが使用され、所定のサンプリング周期で監視領域を撮影するものである。この監視カメラ１は監視領域が例えばトンネルの場合には、そのトンネル内の監視区域全体を見渡せる位置に設置され、トンネル内で発生する火災を監視する。２は監視カメラ１に接続され、そのゲインの調整等監視カメラ１に対して種々の制御を行うと共に、撮影した画像内に火災の領域があるか否かの判別等を行う画像処理手段としての制御装置、３は監視カメラ１に接続され、その撮像画像を表示するモニタである表示手段としての表示器である。
【００１２】
監視カメラ１は、監視領域を撮像する撮像装置１１と、この撮像装置１１に接続され、ここで撮像された画像信号を増幅する増幅器１２と、増幅器１２に接続され、ここで増幅された画像信号に対してガンマ補正等の処理を施す演算部１３と、撮像装置１１、増幅器１２および演算部１３に接続され、これらの各部を制御装置２からインタフェース１５を介して供給される制御信号に基づいて制御する制御部１４とを備える。制御部１４は制御装置２からの制御信号に基づいて、撮像装置１１には撮像開始の指令の印加の外に例えば電子シャッタ（図示せず）のアイリスおよびフォーカスの調整やシャッタ速度の切り換え、増幅器１２にはゲインの切り換え、演算部１３には例えばガンマ補正等を行わせる。
【００１３】
制御装置２は、監視カメラ１の演算部１３に接続され、これより出力される画像信号のそれぞれを画素単位で多階調、例えば２５５階調のデジタル信号に変換するアナログーデジタル（Ａ／Ｄ）変換器２１と、このアナログーデジタル変換器２１に接続され、ここでデジタル化された画像信号を記憶するメモリ２２と、このメモリ２２に接続され、これより読み出された画像信号の二値化処理や外接矩形の作成等を行って撮像した画像内に火災の領域があるか否かを判別し、火災の検出等を行う演算部２３とを備える。
メモリ２２は図示せずも監視カメラ１で撮影された画像の１画面分を格納する、複数個の画像メモリで構成され、複数の画像を格納できるようになされており、一番古い画像を削除しながら、順次新しい画像を更新格納していく。
【００１４】
また、制御装置２は、メモリ２２と演算部２３に接続され、全体の制御や演算処理を行うマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）２４と、このマイクロプロセッサ２４に接続され、後述のフローチャート（図３）のプログラム等を予め格納しているＲＯＭ２５と、マイクロプロセッサ２４に接続され、その演算処理の結果を一時的に記憶するＲＡＭ２６と、マイクロプロセッサ２４と監視カメラ１のインタフェース１５とを相互接続するインタフェース２７とを備える。マイクロプロセッサ２４は、後述されるように、画像処理用の画像の撮像に際してその前後に監視カメラ１に対してゲインを切り換える予めコード化されたゲイン切換要求信号を発生するようになされている。
【００１５】
次に動作について、図２および図３を参照しながら説明する。
常時、監視カメラ１は監視領域を撮影しており、撮像装置１１から出力された画像信号は増幅器１２で増幅され、演算部１３で所定の演算がされた後、表示器３へと出力され、表示器３に映る画像を監視することで、監視員は監視領域を監視できるようになっている。なお、この時点では、この撮影した画像はまだメモリ２２ヘ取り込まれない。
火災検出の画像処理の撮像開始に当たり、先ず、制御装置２のマイクロプロセッサ２４は、監視カメラ１の制御部１４に対しインタフェース２７および１５を介して図２（ａ）に示すように時点ｔ１においてゲイン切換要求信号の１つであるビットパターンにコード化されたゲイン低下要求信号を送出する（ステップＳ１）。
【００１６】
このゲイン低下要求信号は、所定時間毎に送出されるように設定されている。所定時間は後で詳しく説明するが、画像を取り込む時間と画像を処理するための時間を合わせた時間である。
次いで、監視カメラ１の制御部１４は増幅器１２に対して図２（ｂ）に示すように時点ｔ２においてゲイン切換信号の１つであるビットパターンにコード化されたゲイン低下信号を送出する。これにより、増幅器１２は視感度相当の所期の設定値より少なくとも表示器３で表示される画面にスミアが生じない程度のゲインまで所定量だけそのゲインを下げられる。
【００１７】
そして、マイクロプロセッサ２４はステップＳ２において監視カメラ１のゲイン切換は完了したかどうかを判別する。このゲイン切換完了の判別は、例えばゲイン低下信号の終端（立ち下がり）をもって判別すればよい。
マイクロプロセッサ２４はステップＳ２においてゲイン切換が完了していなければ完了するまで待機し、完了したら始めて監視カメラ１が図２（ｃ）に示すように画像処理用の撮像に入り（ステップＳ３）、ここで複数枚例えば６枚の画像を撮像する。そして、６枚の画像の撮像が終了したかどうかを判別し（ステップＳ４）、終了していなければステップＳ５に進み、ここで撮像タイミング生成を行う。
図２（ｃ）のパルスは、火災検出の画像処理に使用される画像（時点ｔ２〜ｔ３、ｔ３〜ｔ４の画像）を撮像しメモリ２２へ取り込むタイミングを示すが、監視カメラはこの火災検出用の画像取り込み期間以外でも、監視のために所定の周期で画像を撮像している。
【００１８】
この撮像タイミング生成の処理では、制御装置２は画像毎に監視カメラ１の増幅器１２でゲインを所定量下げられた画像信号を演算部１３を介して取り込み、その取り込んだ画像信号をＡ／Ｄ変換してメモリ２２の所定の画像メモリに記憶する等の処理を行う。
また、この段階では、監視カメラ１の増幅器１２でゲインを所定量下げられた画像信号が演算部１３を介して表示器３にも供給されるので、ゲインを下げた分だけ画面は暗いが撮影した画像に炎があっても図９の外接矩形Ｒ１に示すようなスミアのないきれいな画像が表示器３により表示される。
【００１９】
そして、ステップＳ４において６枚の画像の撮像が終了したことが判別されると、マイクロプロセッサ２４は監視カメラ１の制御部１４に対しインタフェース２７および１５を介して図２（ａ）に示すように時点ｔ３においてゲイン切換要求信号の１つで上述のゲイン低下要求信号と異なる別なあるビットパターンにコード化されたゲイン上昇要求信号を送出する（ステップＳ６）。
すると、監視カメラ１の制御部１４は増幅器１２に対して図２（ｂ）に示すように時点ｔ４においてゲイン切換信号の１つである上述のゲイン低下信号と異なる別なあるビットパターンにコード化されたゲイン上昇信号を送出する。これにより、増幅器１２は下げられていたゲインを視感度相当の初期の設定値まで上昇させられる。
【００２０】
かくして、モードは通常の監視状態になり、ゲインが視感度相当の所期の設定値まで上昇されるので、図８に示すように、明るいものだけでなく、背景全体もしっかりと確認できる。次に、ステップＳ７においてゲイン要求上昇信号を出力してから、所定時間、例えば１〜２秒経過したかを判別する。もし所定時間経過したならば、ステップＳ１に戻り、ゲイン低下要求信号を出力する。なお、この所定時間の間に、制御装置２の演算部２３は、メモリ２２に取り込んだゲインを下げた画像を用いて、監視領域内で火災が発生したか否かを検出するための演算を行う。
【００２１】
この演算の一例として例えば、外接矩形Ｒ１の面積の変化を見る方法があり、撮像した６枚の画像における、その面積の最大値と最小値の比をとり、この値がある上限値と下限値を有する所定値内に収まれば炎と判断する。また、上限値より大きければ車両等の移動光源と判断し、下限値より小さければ固定電源であると判断する。
なお、この所定時間はこのような画像処理にかかる時間によって変更可能であり、撮像する画像の数が増えるとそれに伴って長くなる。
また、制御装置２の演算部２３では、メモリ２２に記憶された視感度相当の初期の設定値より少なくとも表示器３で表示される画面にスミアが生じない程度のゲインまで所定量だけそのゲインを下げられたデータを用いて火災検出に関連して画像処理を行うので、つまり、図９に示すような本来の火災らしい領域のみを囲む外接矩形Ｒ１を用いて画像処理を行うことができるので、正確な火災判別が可能になる。
【００２２】
このように本実施の形態では、画像処理時に使用する画像はゲインが下げられるため、換言すれば、画像処理の画像を取り込む際、その直前にゲインを下げているので、スミアのないきれいな画像が入力され、画像処理する際に適した画像となり、スミアに影響されることなく正確な火災判別が可能になり、また、通常の監視時には、ゲインが高く設定されているので、背景全体もしっかりと確認でき、本来の安定した監視機能を確保できる。
なお、本実施の形態では、画像処理時に画像のゲインが下げられるため、その間表示器３の画面は暗く、全体の背景を捕らえ（監視し）にくいが、ゲインが下げられている時間は短く、１／３０秒間隔で６枚の画像を取り込む場合は１／５秒程度であるので、視覚的には一瞬画面が暗くなった程度しか感じず、無視し得るものであり、実用上問題ない。もっとも、この短い時間の画面が暗くなる等の不都合を解消するのに、図１において、図示せずも、監視カメラ１と表示器３の間にＡＧＣ回路（オートゲインコントロール回路）を設けるか、或いは、表示器３を監視カメラ１の撮像装置１１の出力側に接続し、増幅器１２相当のゲインを有するアンプを表示器３側に設けるようにしてもよい。
【００２３】
実施の形態２．
図４はこの発明の第２の実施の形態を示す構成図である。
図において、図１と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明を省略する。
図において、２Ａは監視カメラ１に接続され、そのゲインの調整等監視カメラ１に対して種々の制御を行うと共に、撮影した画像内に火災の領域があるか否かの判別等を行う画像処理手段としての制御装置である。この制御装置２Ａは、上述の構成要素２１〜２３、２６および２７の外に、メモリ２２と演算部２３に接続され、全体の制御や演算処理を行うマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）２４Ａと、このマイクロプロセッサ２４Ａに接続され、後述のフローチャート（図６）のプログラム等を予め格納しているＲＯＭ２５Ａと、監視カメラ１の演算部１３に接続され、１フレーム毎の画像を記憶するフレームメモリ２８と、インタフェース３０を介してマイクロプロセッサ２４Ａおよびフレームメモリ２８間に設けられ、マイクロプロセッサ２４Ａの制御の下にフレームメモリ２８を制御する制御部２９とを備える。
【００２４】
フレームメモリ２８はマイクロプロセッサ２４Ａから発生されるフレームメモリ制御信号がオンのとき入力される１フレームの画像を保持し、オフのとき入力される１フレーム毎の画像をそのまま通過させるようになされている。
マイクロプロセッサ２４Ａは、上述のマイクロプロセッサ２４と同様撮像に際してその前後に監視カメラ１に対してゲインを切り換える予めコード化されたゲイン切換要求信号を発生すると共に、更に制御部２９に対してフレームメモリ制御信号を発生するようになされている。
【００２５】
次に動作について、図５および図６を参照しながら説明する。
火災検出の画像処理の撮像開始に当たり、先ず、制御装置２Ａのマイクロプロセッサ２４Ａは、インタフェース３０を介し制御部２９に対して図５（ａ）に示すようなフレームメモリ制御信号（オン）を時点ｔ１において送出する（ステップＳ１１）。これにより、制御部２９はフレームメモリ２８をオン状態として現在監視カメラ１が通常監視している画像を１フレーム分、つまり１画像分記憶して保持させる。そして、このフレームメモリ２８に記憶保持されている画像は表示器３で表示されるので、表示器３の表示画面は実質的に動画像が凍結状態となり、例えば図８に示すような背景全体を捕らえた画面となる。
なお、このフレームメモリ２８に記憶保持される画像は、当然のことながら、ゲイン低下要求信号が出力される前のもので、ゲインが視感度相当に設定されているものである。
【００２６】
次いで、マイクロプロセッサ２４Ａは制御部１４に対しインタフェース２７および１５を介して図５（ｂ）に示すように時点ｔ２においてゲイン切換要求信号の１つであるゲイン低下要求信号を送出する（ステップＳ１２）。
すると、監視カメラ１の制御部１４は増幅器１２に対して図５（ｃ）に示すように時点ｔ３においてゲイン切換信号の１つであるゲイン低下信号を送出する。これにより、増幅器１２は視感度相当の初期の設定値より少なくとも表示器３で表示される画面にスミアが生じない程度のゲインまで所定量だけそのゲインを下げられる。
【００２７】
そして、マイクロプロセッサ２４ＡはステップＳ１３において監視カメラ１のゲイン切換は完了したかどうかを判別する。このゲイン切換完了の判別は、例えばゲイン低下信号の終端（立ち下がり）をもって判別すればよい。
マイクロプロセッサ２４ＡはステップＳ１３においてゲイン切換が完了していなければ完了するまで待機し、完了したら始めて監視カメラ１が図５（ｄ）に示すように本来の撮像に入り（ステップＳ１４）、ここで複数枚例えば６枚の画像を撮像する。そして、６枚の画像の撮像が終了したかどうかを判別し（ステップＳ１５）、終了していなければステップＳ１６に進み、ここで撮像タイミング生成を行う。
図５（ｄ）のパルスは、火災検出の画像処理に使用される画像（時点ｔ３〜ｔ４、ｔ４〜ｔ５の画像）を撮像しメモリ２２へ取り込むタイミングを示すが、監視カメラはこの火災検出用の画像取り込み期間以外でも、監視のために所定の周期で画像を撮像している。
【００２８】
この撮像タイミング生成の処理では、上述と同様に制御装置２Ａは画像毎に監視カメラ１の増幅器１２でゲインを所定量下げられた画像信号を演算部１３を介して取り込み、その取り込んだ画像信号をＡ／Ｄ変換してメモリ２２の所定の画像メモリに記憶する等の処理を行う。
そして、ステップＳ１５において６枚の画像の撮像が終了したことが判別されると、マイクロプロセッサ２４Ａは監視カメラ１の制御部１４に対しインタフェース２７および１５を介して図５（ｂ）に示すように時点ｔ４においてゲイン切換要求信号の１つであるゲイン上昇要求信号を送出する（ステップＳ１７）。
すると、監視カメラ１の制御部１４は増幅器１２に対して図５（ｃ）に示すように時点ｔ５においてゲイン切換信号の１つであるゲイン上昇信号を送出する。これにより、増幅器１２は下げられていたゲインを視感度相当の初期の設定値まで上昇させられる。
【００２９】
次いで、マイクロプロセッサ２４ＡはステップＳ１８において監視カメラ１のゲイン切換は完了したかどうかを判別する。このゲイン切換完了の判別は、例えばゲイン上昇信号の終端（立ち下がり）をもって判別すればよい。
マイクロプロセッサ２４ＡはステップＳ１８においてゲイン切換が完了していなければ完了するまで待機し、完了したら、インタフェース３０を介し制御部２９に対して図５（ａ）に示すようなフレームメモリ制御信号（オフ）を時点ｔ６において送出する（ステップＳ１９）。つまり、送出中のフレームメモリ制御信号をハイレベルよりローレベルとする。これにより、制御部２９はフレームメモリ２８をオフ状態として現在監視カメラ１が監視している画像を１フレーム毎に逐次表示器３に供給させる。
【００３０】
かくして、モードはゲインが視感度相当の初期の設定値まで上昇された通常の監視状態になり、表示器３は例えば図８に示すような背景全体を含む画面を表示する。次に、ステップＳ２１においてフレームメモリ制御信号を送出してから、所定時間、例えば１〜２秒経過したかを判別する。もし所定時間経過したならば、ステップＳ１に戻り、ゲイン低下要求信号を出力する。なお、この所定時間の間に、制御装置２Ａの演算部２３は、メモリ２２に取り込んだゲインを下げた画像を用いて、監視領域内で火災が発生したか否かを検出するための演算を行う。
【００３１】
なお、制御装置２の演算部２３では、この場合も上述と同様にメモリ２２に記憶された視感度相当の初期の設定値より少なくとも表示器３で表示される画面にスミアが生じない程度のゲインまで所定量だけそのゲインを下げられたデータを用いて火災検出に関連して画像処理を行うので、つまり、図９に示すような本来の火災らしい領域のみを囲む外接矩形Ｒ１を用いて画像処理を行うことができるので、正確な火災判別が可能になる。
【００３２】
このように本実施の形態でも、上記実施の形態と同様に、ゲインを下げてから画像処理を行うため、スミアのないきれいな画像が入力され、画像処理する際に適した画像となり、スミアに影響されることなく正確な火災判別が可能になる。
そして、本実施の形態では、更に撮像開始に当たり、先ず、フレームメモリをオン状態として監視している画像を取り込み表示器に表示させるので、通常の監視時は勿論、画像処理中でも表示器の画面は暗くなることがなく、背景全体もしっかりと確認でき、常に正確で安定した監視が可能になる。
【００３３】
実施の形態３．
ところで、上述のように例えばトンネル内に監視カメラを設置すると、車両の排気ガス等により監視カメラのレンズ部等が汚れる。このために、上述の実施の形態のように監視カメラのゲインを切り換える際には、監視カメラのレンズ部等の汚れを考慮することが望ましい。
そこで、本実施の形態では、監視カメラ１のレンズ部等の汚れに応じて監視カメラの現在のゲイン（視感度用）および低下時のゲイン（画像処理用）を補正するゲイン補正手段（図示せず）を制御装置２（または２Ａ）内に設ける。このゲイン補正手段は、所定時間毎、例えば１日毎にマイクロプロセッサ２４（または２４Ａ）からの補正起動信号により起動され、以下のようにして監視カメラ１のレンズ部等の汚れに応じた補正ゲインを生成する。
【００３４】
即ち、監視カメラ１を、図７に示すようにトンネル内の照明例えばナトリウム灯Ｎが少なくとも１つはその撮影領域に入るように設置する。そして、ゲイン補正手段は、制御装置のマイクロプロセッサ２４（または２４Ａ）から補正起動信号が入力されると、ナトリウム灯Ｎの平均輝度（現在値）を演算する。撮影領域に複数のナトリウム灯が在る場合には、その最も近傍に設置されたナトリウム灯の平均輝度を求めるようにする。
【００３５】
なお、制御装置のＲＡＭ２６には、監視カメラ１のレンズ部およびナトリウム灯Ｎが共に汚れていないとき、つまり、監視カメラ１等を設置する際にナトリウム灯Ｎの平均輝度が初期値として予め格納されている。従って、ゲイン補正手段では、演算された平均輝度即ち現在値がその初期値よりどれだけ減衰したかに基づいて監視カメラ１のレンズ部およびナトリウム灯Ｎの汚れを求めることができる。換言すれば、ゲイン補正手段はナトリウム灯Ｎの平均輝度の初期値と現在値の差から実質的に監視カメラ１のレンズ部およびナトリウム灯Ｎが汚れているか否かを判別することができる。
そして、ゲイン補正手段は、監視カメラ１のレンズ部およびナトリウム灯Ｎの汚れに応じてどれだけ現在のゲインを補正するかを考慮する、つまり、現在のゲインに監視カメラ１のレンズ部およびナトリウム灯Ｎの汚れに応じて初期のゲインに加算される補正ゲインＣＧを次式に基づき演算する。
【００３６】
ＣＧ＝−２０log√（ＣＶ／ＩＣ）［ｄＢ］・・・（１）
【００３７】
なお、上記（１）式において、ＣＶは平均輝度の現在値、ＩＣは平均輝度の初期値である。
かくして、ゲイン補正手段は、演算された補正ゲインＣＧを初期のゲインに加算し、この値をその後の現在のゲインとするように、マイクロプロセッサ２４（２４Ａ）、インタフェース２７および監視カメラ１のインタフェース１５および制御部１４を介して増幅器１２を制御する。
例えば、いま、ナトリウム灯Ｎの平均輝度の初期値が２００、現在値が１９２の場合、これらの値を上記（１）式に代入して算出すると、その補正ゲインＣＧは0.18［ｄＢ］である。従って、初期のゲインを例えば１２［ｄＢ］とすると、この値に補正ゲイン0.18［ｄＢ］を加えた値が、その後の補正された現在のゲインとして用いられ、この補正後の現在のゲインに対して、上述したような火災判別の画像処理時ゲインを下げる等の処理が行われる。勿論、この場合、現在のゲイン（視感度用）も低下時のゲイン（画像処理用）も共に0.18づつ上昇されることになる。
【００３８】
図７は通常の監視状態時、火災判別に入るゲイン低下前に監視カメラ１から取り込んだ画像の現在のゲインに対して補正を行う場合の一例を示したものである。
同図では時点ｔ１〜ｔ２とｔ３〜ｔ４においては、上記の実施の形態で示したように画像処理用の画像のメモリへの取り込みが行われる。時点ｔ１〜ｔ２で取り込んだ画像を画像処理して、監視領域内に火災が発生していないかを検出すると共に、ナトリウム灯Ｎの平均輝度を演算することで、監視カメラ１のレンズ部およびナトリウム灯Ｎの汚れがないかを検出する。汚れがなければ、何も補正は行わないが、ここでは仮に汚れがあり、それに応じてゲインを補正する場合について説明する。
【００３９】
平均輝度の減衰により汚れが発生していることを判別すると、上記（１）式よりどれだけゲインを補正するかを演算する（この判別および演算は時点ｔ２〜ｔ４の間に行われる）。そして、次回の画像処理用の画像を取り込み、つまり、時点ｔ３〜ｔ４から補正ゲインＣＧ（ｄＢ）分だけ現在のゲインから上昇させる。即ち、時点ｔ３〜ｔ４の間においては、初期のゲイン０（ｄＢ）に補正ゲインＣＧ（ｄＢ）を加えた値を補正後のゲインとし、また、時点ｔ４〜ｔ５における視感度相当のゲインは、初期のゲイン０（ｄＢ）に同様に補正ゲインＣＧ（ｄＢ）を加えた値を補正後のゲインとする。なお、例えば補正ゲインの上限値を記憶させておき、補正されたゲインがこの上限値を越えるときには警報などによりカメラやナトリウム灯の汚れがひどいことを警報するようにしてもよい。
このように本実施の形態は、監視カメラのレンズ部等の汚れをも考慮して火災判別に必要な画像処理が行われるので、更に精度の高い火災判別が可能になる。
【００４０】
実施の形態４．
なお、上述の各実施の形態では、暗い監視領域として例えばトンネルに監視カメラを設置した場合を説明したが、例えば倉庫等その他の暗い監視領域に監視カメラを設けるようにしてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、明るさが暗い環境下に設置された撮影手段が撮影した画像を処理して監視領域に火災が発生したか否かを検出する画像処理手段を設け、撮影手段から画像を取り込む際に、そのゲインを下げるので、スミアに影響されることなく画像処理に適した画像が得られ、以て正確な火災判別が可能になり、火災の検出精度を向上できるという効果がある。また、通常の監視時には、ゲインが高く設定されているので、背景全体もしっかりと確認でき、本来の安定した監視機能を確保できるという効果もある。
【００４３】
また、この発明によれば、表示手段と撮影手段との間にあるフレームメモリを撮影期間中はオン状態とするので、通常の監視時は勿論、画像処理中でも背景全体もしっかりと確認でき、常に正確で安定した監視が可能になり、火災の検出精度の向上に寄与できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態２を示す構成図である。
【図５】この発明の実施の形態２の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態３の動作を説明するための図である。
【図８】監視カメラにより映される画像（原画像）の一例を示す図である。
【図９】二値化処理（抽出処理）後の画像の一例を示す図である。
【符号の説明】
１監視カメラ、２，２Ａ制御装置、３表示器、１１撮像装置、１２増幅器、１４，２９制御部、２２メモリ、２３演算部、２４，２４Ａマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）、２５，２５ＡＲＯＭ、２６ＲＡＭ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fire detection apparatus using image processing for fire detection, and more particularly to a fire detection apparatus suitable for use in detecting a fire in a dark monitoring area such as a tunnel or a warehouse.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a surveillance camera is installed in a dark surveillance area such as a tunnel or a warehouse, and images taken by this surveillance camera are monitored by a monitor such as a CRT at a distant monitoring station to monitor the occurrence of a fire or traffic congestion in the tunnel. There is a monitoring device to do. At this time, the gain of the surveillance camera is set high so that the vehicle or the like can be reliably monitored by the monitor even in a dark environment. This gain level is hereinafter referred to as sensitivity equivalent to visibility.
In recent years, image processing technology for installing a surveillance camera in a surveillance area and processing an image captured by the surveillance camera with a computer has been enhanced, and a detection device for detecting abnormalities such as fire and crime prevention using image processing has been developed. It is coming.
[0003]
As a fire detection device using such image processing, for example, as shown in FIG. 8, a screen imaged by a surveillance camera (here, a sodium lamp N for illumination, a tail lamp CT of a vehicle C, and a flame F are shown). 9), a binarization process is performed to extract only an area having a predetermined brightness from the original image as shown in FIG. 9, and the extracted area (fire-like area) is a flame F. Fire detection is performed by enclosing each part of the sodium lamp N and the tail lamp CT with a minimum circumscribed rectangle R1 circumscribing and performing predetermined processing on an image of a fire-like area surrounded by the circumscribed rectangle R1. Has been proposed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the conventional monitoring device and the above-described detection device using image processing are combined into one, the monitoring area is in a dark environment such as a tunnel or a warehouse, and the detection target is like a flame at the time of fire. If it is bright, a so-called smear in which vertical streaks as shown in FIG. 8 enter an image of a bright object such as a flame occurs.
If this is a CCD camera using a solid-state image sensor as a monitoring camera, strong incident light hits a part of the light receiving surface, and the generated signal charges (carriers) overflow and enter the scanning transfer unit. Appear as vertical stripes on the screen.
Since the surveillance camera is installed in a place where the light from the sodium lamp is not directly incident, smear does not occur in the extraction area of the sodium lamp.
[0005]
Therefore, when the above-described image processing is performed on an image in which such smear has occurred, the circumscribed rectangle formed at the stage of creating the circumscribed rectangle in FIG. A circumscribed rectangle R2 (> R1) as indicated by a one-dot chain line in FIG. 5A. When image processing is performed using a fire-like region surrounded by the circumscribed rectangle R2, only the smear portion surrounds the original fire-like region. Since it is larger than R1, as long as the image before binarization processing (screen state in FIG. 8) is seen, there is no problem with the normal monitoring function that captures the entire background, but the image after binarization processing (screen state in FIG. 9) ) Has a problem that accurate image processing necessary for fire discrimination cannot be performed and normal fire detection cannot be performed.
[0006]
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to obtain a fire detection device capable of reliably performing fire discrimination without being affected by smear.
It is another object of the present invention to provide a fire detection device that can reliably determine a fire without being affected by smear, and that can ensure a stable monitoring function with a clear background.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The fire detection apparatus according to the present invention is installed in an environment where the brightness is dark, and is connected to an imaging unit for imaging a monitoring area and an output side of the imaging unit via a frame memory, and is captured by the imaging unit. A fire detection apparatus comprising: display means for displaying a captured image; and image processing means for detecting whether or not a fire has occurred in the monitoring area by processing an image taken by the photographing means. At the start of imaging, when a gain reduction request signal is output and the gain of the imaging means is reduced, a plurality of images are captured, and it is determined that imaging of the image for image processing is completed. And the gain of the image pickup means is increased to the initial set value, and while the image processing means captures an image from the image pickup means, the visibility before the gain is reduced is set in the frame memory. Is held by storing the image, it is characterized in that to be displayed on the display means.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
In the figure, reference numeral 1 denotes a monitoring camera as an imaging means, which uses a CCD camera, for example, and images a monitoring area at a predetermined sampling period. When the monitoring area is a tunnel, for example, the monitoring camera 1 is installed at a position overlooking the entire monitoring area in the tunnel, and monitors a fire occurring in the tunnel. Reference numeral 2 denotes an image processing unit that is connected to the monitoring camera 1 and performs various controls on the monitoring camera 1 such as gain adjustment, and determines whether or not there is a fire area in the captured image. The control device 3 is connected to the monitoring camera 1 and is a display device as display means that is a monitor that displays the captured image.
[0012]
The surveillance camera 1 is connected to the imaging device 11 that images the surveillance region, the amplifier 12 that amplifies the image signal captured here, and the amplifier 12 that is amplified here. Are connected to an image processing unit 13 that performs processing such as gamma correction, an imaging device 11, an amplifier 12, and a calculation unit 13. These units are connected to the control device 2 through an interface 15 based on a control signal. And a control unit 14 for controlling. Based on the control signal from the control device 2, the control unit 14 adjusts the iris and focus of an electronic shutter (not shown), switches the shutter speed, switches the shutter speed, and the like in addition to the application of the imaging start command to the imaging device 11. 12, the gain is switched, and the arithmetic unit 13 performs gamma correction, for example.
[0013]
The control device 2 is connected to the calculation unit 13 of the surveillance camera 1 and converts each of the image signals output therefrom into a digital signal of multiple gradations, for example, 255 gradations, in units of pixels, A / D (A / D). ) A converter 21, a memory 22 connected to the analog-digital converter 21 for storing the digitized image signal, and a binary of the image signal read from the memory 22 connected to the memory 22 A calculation unit 23 that determines whether or not there is a fire area in an image captured by performing a digitization process, creating a circumscribed rectangle, and the like, and detects a fire or the like.
Although not shown, the memory 22 is configured by a plurality of image memories for storing one screen image taken by the monitoring camera 1, and can store a plurality of images. The oldest image is deleted. While, new images are sequentially updated and stored.
[0014]
Further, the control device 2 is connected to the memory 22 and the arithmetic unit 23, and is connected to the microprocessor (MPU) 24 that performs overall control and arithmetic processing, and a program of a flowchart (FIG. 3) described later. And the like, a RAM 25 that is connected to the microprocessor 24 and temporarily stores the result of the arithmetic processing, and an interface 27 that interconnects the microprocessor 24 and the interface 15 of the monitoring camera 1. Prepare. As will be described later, the microprocessor 24 is configured to generate a pre-coded gain switching request signal for switching the gain with respect to the monitoring camera 1 before and after capturing an image for image processing.
[0015]
Next, the operation will be described with reference to FIGS.
The surveillance camera 1 always images the surveillance area, and the image signal output from the imaging device 11 is amplified by the amplifier 12, subjected to a predetermined calculation by the calculation unit 13, and then output to the display 3. By monitoring the image shown on the display 3, the monitor can monitor the monitoring area. At this time, the captured image is not yet captured in the memory 22.
At the start of fire detection image processing, first, the microprocessor 24 of the control device 2 gains gain at time t1 as shown in FIG. 2A via the interfaces 27 and 15 to the control unit 14 of the monitoring camera 1. A gain reduction request signal encoded in a bit pattern which is one of the switching request signals is transmitted (step S1).
[0016]
This gain reduction request signal is set to be sent every predetermined time. As will be described in detail later, the predetermined time is a time obtained by combining the time for capturing an image and the time for processing the image.
Next, the control unit 14 of the monitoring camera 1 sends a gain reduction signal encoded into a bit pattern, which is one of gain switching signals, to the amplifier 12 at time t2, as shown in FIG. As a result, the amplifier 12 can reduce the gain by a predetermined amount from a predetermined set value corresponding to the visibility to a gain that does not cause smear on the screen displayed on the display 3 at least.
[0017]
In step S2, the microprocessor 24 determines whether or not the gain switching of the monitoring camera 1 has been completed. The determination of the completion of the gain switching may be performed by, for example, the end (falling) of the gain reduction signal.
If the gain switching has not been completed in step S2, the microprocessor 24 waits until it is completed, and when it is completed, the surveillance camera 1 enters imaging for image processing as shown in FIG. 2C (step S3). A plurality of images, for example, six images are captured. Then, it is determined whether or not imaging of 6 images has been completed (step S4). If not completed, the process proceeds to step S5, where imaging timing generation is performed.
The pulse in FIG. 2 (c) indicates the timing at which images used for fire detection image processing (images at time points t2 to t3 and t3 to t4) are captured and loaded into the memory 22, but the surveillance camera is used for this fire detection. Outside of the image capture period, images are taken at a predetermined cycle for monitoring.
[0018]
In this imaging timing generation processing, the control device 2 takes in an image signal whose gain has been reduced by a predetermined amount by the amplifier 12 of the monitoring camera 1 for each image via the arithmetic unit 13, and A / D converts the captured image signal. Then, processing such as storing in a predetermined image memory of the memory 22 is performed.
At this stage, the image signal whose gain has been reduced by a predetermined amount by the amplifier 12 of the monitoring camera 1 is also supplied to the display 3 via the arithmetic unit 13, so the screen is darkened by the amount of the gain reduction. Even if there is a flame in the image, a clear image without smear as shown in the circumscribed rectangle R1 in FIG.
[0019]
When it is determined in step S4 that the imaging of six images has been completed, the microprocessor 24 communicates with the control unit 14 of the monitoring camera 1 via the interfaces 27 and 15 as shown in FIG. At time t3, one of the gain switching request signals is transmitted with a gain increase request signal encoded in a certain bit pattern different from the above-described gain decrease request signal (step S6).
Then, the control unit 14 of the surveillance camera 1 encodes the amplifier 12 into another bit pattern different from the above-described gain reduction signal which is one of the gain switching signals at the time t4 as shown in FIG. The generated gain increase signal is transmitted. Thereby, the amplifier 12 can raise the lowered gain to an initial set value corresponding to the visibility.
[0020]
Thus, the mode becomes a normal monitoring state, and the gain is increased to a predetermined set value corresponding to the visibility, so that not only a bright object but also the entire background can be confirmed firmly as shown in FIG. Next, it is determined whether or not a predetermined time, for example, 1 to 2 seconds has elapsed since the gain request increase signal was output in step S7. If the predetermined time has elapsed, the process returns to step S1 to output a gain reduction request signal. During this predetermined time, the calculation unit 23 of the control device 2 uses the image with the gain reduced in the memory 22 to calculate whether or not a fire has occurred in the monitoring area. Do.
[0021]
As an example of this calculation, there is a method of looking at the change in the area of the circumscribed rectangle R1, for example, the ratio of the maximum value and the minimum value of the area in the six captured images is taken, and this value has an upper limit value and a lower limit value. If it falls within a predetermined value having, the flame is determined. If it is larger than the upper limit value, it is determined as a moving light source such as a vehicle, and if it is smaller than the lower limit value, it is determined that it is a fixed power source.
Note that the predetermined time can be changed depending on the time required for such image processing, and becomes longer as the number of images to be captured increases.
In addition, the calculation unit 23 of the control device 2 sets the gain by a predetermined amount from the initial set value corresponding to the visibility stored in the memory 22 to a gain that does not cause smear on the screen displayed on the display 3 at least. Since image processing is performed in connection with fire detection using the lowered data, that is, image processing can be performed using a circumscribed rectangle R1 that surrounds only the area that seems to be an original fire as shown in FIG. Accurate fire discrimination is possible.
[0022]
As described above, in this embodiment, since the gain of an image used at the time of image processing is lowered, in other words, when capturing an image processed image, the gain is lowered immediately before that, so that a clean image without smear is obtained. It is input and becomes an image suitable for image processing, enabling accurate fire discrimination without being affected by smear, and because the gain is set high during normal monitoring, the entire background is also firmly It can be confirmed and the original stable monitoring function can be secured.
In the present embodiment, since the gain of the image is lowered during image processing, the screen of the display 3 is dark during that time, and it is difficult to capture (monitor) the entire background, but the time during which the gain is lowered is short, When 6 images are captured at 1/30 second intervals, it takes about 1/5 second, so that the user feels that the screen has been darkened for a moment and can be ignored. Of course, in order to eliminate the inconvenience such as the dark screen for a short time, an AGC circuit (auto gain control circuit) is provided between the monitoring camera 1 and the display 3 in FIG. Alternatively, the display 3 may be connected to the output side of the imaging device 11 of the monitoring camera 1 and an amplifier having a gain corresponding to the amplifier 12 may be provided on the display 3 side.
[0023]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
In the figure, portions corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
In the figure, 2A is connected to the monitoring camera 1 and performs various controls on the monitoring camera 1 such as gain adjustment, and also determines whether or not there is a fire area in the captured image. It is the control apparatus as a means. In addition to the above-described components 21 to 23, 26 and 27, the control device 2A is connected to the memory 22 and the calculation unit 23, and performs a general control and calculation process, and a microprocessor (MPU) 24A and the microprocessor A ROM 25A that is connected to 24A and stores a program of a flowchart (FIG. 6) described later in advance, a frame memory 28 that is connected to the calculation unit 13 of the surveillance camera 1 and stores an image for each frame, and an interface 30 And a control unit 29 for controlling the frame memory 28 under the control of the microprocessor 24A.
[0024]
The frame memory 28 holds an image of one frame input when the frame memory control signal generated from the microprocessor 24A is on, and passes the image of each frame input when it is off as it is. .
The microprocessor 24A generates a pre-coded gain switching request signal for switching the gain with respect to the surveillance camera 1 before and after the imaging as in the above-described microprocessor 24, and further performs frame memory control on the control unit 29. A signal is generated.
[0025]
Next, the operation will be described with reference to FIGS.
At the start of imaging for fire detection image processing, first, the microprocessor 24A of the control device 2A sends a frame memory control signal (ON) as shown in FIG. (Step S11). As a result, the control unit 29 turns on the frame memory 28 and stores and holds one frame, that is, one image of the image currently monitored by the monitoring camera 1. Since the image stored and held in the frame memory 28 is displayed on the display device 3, the display screen of the display device 3 is substantially in a frozen state. For example, the entire background as shown in FIG. The captured screen is displayed.
The image stored and held in the frame memory 28 is, of course, the one before the gain reduction request signal is output, and the gain is set to be equivalent to the visibility.
[0026]
Next, the microprocessor 24A sends a gain reduction request signal, which is one of gain switching request signals, at time t2 to the control unit 14 via the interfaces 27 and 15 as shown in FIG. 5B (step S12). .
Then, the control unit 14 of the monitoring camera 1 sends a gain reduction signal, which is one of gain switching signals, to the amplifier 12 at time t3 as shown in FIG. As a result, the amplifier 12 can lower the gain by a predetermined amount from the initial set value corresponding to the visibility to a gain that does not cause smear on the screen displayed on the display 3 at least.
[0027]
Then, in step S13, the microprocessor 24A determines whether or not the gain switching of the monitoring camera 1 has been completed. The determination of the completion of the gain switching may be performed by, for example, the end (falling) of the gain reduction signal.
If the gain switching is not completed in step S13, the microprocessor 24A waits until it is completed, and when it is completed, the surveillance camera 1 enters the original imaging as shown in FIG. 5 (d) (step S14). For example, six images are taken. Then, it is determined whether or not imaging of six images has been completed (step S15). If not completed, the process proceeds to step S16, where imaging timing generation is performed.
The pulse in FIG. 5 (d) indicates the timing at which images used for fire detection image processing (images at time points t3 to t4 and t4 to t5) are captured and loaded into the memory 22, but the surveillance camera is used for this fire detection. Outside of the image capture period, images are taken at a predetermined cycle for monitoring.
[0028]
In the processing for generating the imaging timing, the control device 2A captures an image signal whose gain is reduced by a predetermined amount by the amplifier 12 of the monitoring camera 1 for each image via the arithmetic unit 13 and captures the captured image signal. Processing such as A / D conversion and storage in a predetermined image memory of the memory 22 is performed.
When it is determined in step S15 that imaging of six images has been completed, the microprocessor 24A communicates with the control unit 14 of the monitoring camera 1 via the interfaces 27 and 15 as shown in FIG. At time t4, a gain increase request signal which is one of gain switching request signals is sent (step S17).
Then, the control unit 14 of the monitoring camera 1 sends a gain increase signal, which is one of gain switching signals, to the amplifier 12 at time t5 as shown in FIG. Thereby, the amplifier 12 can raise the lowered gain to an initial set value corresponding to the visibility.
[0029]
Next, in step S18, the microprocessor 24A determines whether or not the gain switching of the monitoring camera 1 has been completed. The determination of the completion of the gain switching may be performed by, for example, the end (falling) of the gain increase signal.
If the gain switching has not been completed in step S18, the microprocessor 24A waits until it is completed, and when completed, the microprocessor 24A sends a frame memory control signal (OFF) as shown in FIG. At time t6 (step S19). That is, the frame memory control signal being transmitted is set to a low level from a high level. As a result, the control unit 29 turns off the frame memory 28 and sequentially supplies the image currently monitored by the monitoring camera 1 to the display 3 for each frame.
[0030]
Thus, the mode becomes a normal monitoring state in which the gain is increased to the initial set value corresponding to the visibility, and the display 3 displays a screen including the entire background as shown in FIG. 8, for example. Next, it is determined whether or not a predetermined time, for example, 1 to 2 seconds has elapsed since the frame memory control signal was sent in step S21. If the predetermined time has elapsed, the process returns to step S1 to output a gain reduction request signal. During this predetermined time, the calculation unit 23 of the control device 2A uses the image with the gain reduced in the memory 22 to calculate whether or not a fire has occurred in the monitoring area. Do.
[0031]
In this case, the calculation unit 23 of the control device 2 also has a gain that does not cause smear on at least the screen displayed on the display 3 from the initial set value corresponding to the visibility stored in the memory 22 in the same manner as described above. Image processing is performed in connection with fire detection using data whose gain has been reduced by a predetermined amount until that is, that is, image processing is performed using a circumscribed rectangle R1 that surrounds only the area that seems to be an original fire as shown in FIG. This makes it possible to accurately determine fires.
[0032]
As described above, in this embodiment as well, the image processing is performed after the gain is lowered, so that a clean image without smear is input, and an image suitable for image processing is obtained, which affects smear. This makes it possible to distinguish fire accurately.
In this embodiment, at the start of imaging, first, since the frame memory is turned on and the monitored image is captured and displayed on the display device, the screen of the display device is displayed not only during normal monitoring but also during image processing. It doesn't darken and the entire background can be checked firmly, and accurate and stable monitoring is always possible.
[0033]
Embodiment 3 FIG.
By the way, as described above, when a monitoring camera is installed in a tunnel, for example, the lens part of the monitoring camera is contaminated by the exhaust gas of the vehicle. For this reason, when switching the gain of the surveillance camera as in the above-described embodiment, it is desirable to consider contamination on the lens portion of the surveillance camera.
Therefore, in the present embodiment, a gain correction unit (not shown) that corrects the current gain (for visual sensitivity) and the gain at the time of decrease (for image processing) of the monitoring camera in accordance with dirt on the lens portion or the like of the monitoring camera 1. Is provided in the control device 2 (or 2A). This gain correction means is activated by a correction activation signal from the microprocessor 24 (or 24A) every predetermined time, for example, every day, and a correction gain corresponding to dirt on the lens portion of the monitoring camera 1 is obtained as follows. Generate.
[0034]
That is, as shown in FIG. 7, the monitoring camera 1 is installed so that at least one of the lights in the tunnel, for example, the sodium lamp N, enters the photographing region. Then, the gain correction means calculates the average luminance (current value) of the sodium lamp N when a correction activation signal is input from the microprocessor 24 (or 24A) of the control device. When there are a plurality of sodium lamps in the imaging region, the average luminance of the sodium lamp installed closest to the sodium lamp is obtained.
[0035]
The RAM 26 of the control device stores in advance the average luminance of the sodium lamp N as an initial value when the lens unit of the monitoring camera 1 and the sodium lamp N are not dirty, that is, when the monitoring camera 1 is installed. ing. Therefore, the gain correction means can determine the contamination of the lens portion of the monitoring camera 1 and the sodium lamp N based on how much the calculated average luminance, that is, the current value is attenuated from the initial value. In other words, the gain correction means can determine whether or not the lens portion of the monitoring camera 1 and the sodium lamp N are substantially dirty from the difference between the initial value and the current value of the average brightness of the sodium lamp N.
Then, the gain correction means considers how much the current gain is corrected according to the contamination of the lens portion of the monitoring camera 1 and the sodium lamp N, that is, the lens portion of the monitoring camera 1 and the sodium lamp are adjusted to the current gain. A correction gain CG to be added to the initial gain according to N stain is calculated based on the following equation.
[0036]
CG = −20 log√ (CV / IC) [dB] (1)
[0037]
In the above equation (1), CV is a current value of average luminance, and IC is an initial value of average luminance.
Thus, the gain correction means adds the calculated correction gain CG to the initial gain, and sets this value as the current gain thereafter, the microprocessor 24 (24A), the interface 27, and the interface 15 of the surveillance camera 1. The amplifier 12 is controlled via the control unit 14.
For example, when the initial value of the average brightness of the sodium lamp N is 200 and the current value is 192, when these values are substituted into the above equation (1) and calculated, the correction gain CG is 0.18 [dB]. . Therefore, if the initial gain is set to 12 [dB], for example, a value obtained by adding the correction gain 0.18 [dB] to this value is used as the subsequent corrected current gain. Thus, processing such as reducing the image processing gain for fire discrimination as described above is performed. Of course, in this case, both the current gain (for visual sensitivity) and the gain at the time of decrease (for image processing) are both increased by 0.18.
[0038]
FIG. 7 shows an example of correcting the current gain of the image captured from the monitoring camera 1 before the gain reduction for entering the fire discrimination in the normal monitoring state.
In the figure, at time points t1 to t2 and t3 to t4, as shown in the above embodiment, an image for image processing is taken into the memory. The image captured at the time t1 to t2 is image-processed to detect whether or not a fire has occurred in the monitoring area, and the average luminance of the sodium lamp N is calculated, so that the lens portion of the monitoring camera 1 and sodium It is detected whether the lamp N is dirty. If there is no dirt, no correction is performed. However, here, there will be described a case where there is dirt and the gain is corrected accordingly.
[0039]
When it is determined that the contamination has occurred due to the attenuation of the average luminance, how much the gain is corrected is calculated from the above equation (1) (this determination and calculation are performed between time points t2 and t4). Then, the image for the next image processing is captured, that is, the current gain is increased from the current time t3 to t4 by the correction gain CG (dB). That is, during the period from time t3 to t4, the value obtained by adding the correction gain CG (dB) to the initial gain 0 (dB) is the corrected gain, and the gain corresponding to the visibility at the time t4 to t5 is Similarly, a value obtained by adding the correction gain CG (dB) to the initial gain 0 (dB) is set as a corrected gain. For example, an upper limit value of the correction gain may be stored, and when the corrected gain exceeds the upper limit value, an alarm or the like may warn that the camera or sodium lamp is very dirty.
As described above, in the present embodiment, since image processing necessary for fire discrimination is performed in consideration of dirt on the lens portion of the surveillance camera, fire discrimination with higher accuracy can be performed.
[0040]
Embodiment 4 FIG.
In each of the above-described embodiments, the case where a monitoring camera is installed in a tunnel, for example, as a dark monitoring area has been described. However, a monitoring camera may be provided in another dark monitoring area such as a warehouse.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the image processing means for detecting whether or not a fire has occurred in the monitoring area by processing the image taken by the photographing means installed in a dark environment is provided. When the image is captured from the photographing means, the gain is lowered, so that an image suitable for image processing can be obtained without being affected by smear, so that accurate fire discrimination can be performed and fire detection accuracy can be improved. There is an effect. Moreover, since the gain is set high during normal monitoring, the entire background can be confirmed firmly, and the original stable monitoring function can be secured.
[0043]
In addition, according to the present invention, the frame memory between the display means and the photographing means is turned on during the photographing period, so that the entire background can be confirmed firmly even during image processing, as well as during normal monitoring. Accurate and stable monitoring becomes possible, and there is an effect that it is possible to contribute to improvement of fire detection accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart for illustrating the operation of the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation of the second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an image (original image) projected by a monitoring camera.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an image after binarization processing (extraction processing).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Surveillance camera, 2 and 2A control apparatus, 3 display, 11 imaging device, 12 amplifier, 14, 29 control part, 22 memory, 23 calculating part, 24, 24A microprocessor (MPU), 25, 25A ROM, 26 RAM .

Claims

An imaging unit that is installed in an environment where the brightness is dark and captures the monitoring area; a display unit that is connected to an output side of the imaging unit via a frame memory and displays an image captured by the imaging unit; A fire detection device comprising: an image processing means that processes an image taken by a photographing means and detects whether or not a fire has occurred in the monitoring area ;
At the start of image processing imaging, output a gain reduction request signal, reduce the gain of the imaging means, then capture multiple images,
When it is determined that imaging of an image for image processing has been completed, a gain increase request signal is sent to increase the gain of the imaging means to an initial set value,
While the image processing means captures an image from the photographing means, the frame memory stores and holds the image set to the visibility before the gain is reduced, and displays it on the display means. Fire detection device.

2. The fire detection device according to claim 1 , wherein the gain reduction request signal is set to be sent every predetermined time .