JP3699830B2 - 炎検出装置 - Google Patents
炎検出装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3699830B2 JP3699830B2 JP23821598A JP23821598A JP3699830B2 JP 3699830 B2 JP3699830 B2 JP 3699830B2 JP 23821598 A JP23821598 A JP 23821598A JP 23821598 A JP23821598 A JP 23821598A JP 3699830 B2 JP3699830 B2 JP 3699830B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flame
- monitoring
- image
- dimensional imaging
- imaging unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims description 117
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 81
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 64
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 34
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 22
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 20
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 14
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 13
- 238000001739 density measurement Methods 0.000 claims description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 claims description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
- G08B17/12—Actuation by presence of radiation or particles, e.g. of infrared radiation or of ions
- G08B17/125—Actuation by presence of radiation or particles, e.g. of infrared radiation or of ions by using a video camera to detect fire or smoke
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Emergency Alarm Devices (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、CCDカメラや二次元アレイ等の二次元撮像部により撮影した監視空間の監視画像から火災による炎を検出する炎検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、監視用や工業用のCCDカメラで撮影した画像を処理して火災による炎を検出する炎検出装置としては、図12又は図13のものがある。
【0003】
図12の炎検出装置は、撮像光学系とCCDを備えた二次元撮像部1に続いてオートゲインコントロール部2を設け、このオートゲインコントロール部2によって自動的に利得を調整している。図13の炎検出装置は、二次元撮像部1の前にオートアイリス部3と呼ばれる絞りを自動的に調整する機構がついている。
【0004】
このようなオートゲインコントロール部2又はオートアイリス部3は、画像全体の明るさに応じて対象物がコントラストよく撮影できるようにゲイン又は絞りを自動的に調整し、人間が見るためには非常に有効である。
【0005】
しかしながら、撮影画像を処理して炎等を検出する画像計測の場合には、オートゲインコントロール部2やオートアイリス部3が動作すると、絶対的な明るさの情報が失われ、むしろ困ることが多い。そこで画像計測にはオートゲインコントロールやオートアイリスのついていないCCDカメラを使うか、スイッチなどでオートゲインコントロールやオートアイリスの機能をオフし、画像を撮影している。
【0006】
図14は、オートゲインコントロールやオートアイリスの代わりに、手動アイリスや減光フィルタによる光量制限部7を設けた画像計測用のCCDカメラである。しかし、図14のCCDカメラを用いて炎を検出する場合、人間が見る場合と同様にして画面全体の明るさに応じて光量制限部7で光量制限を調整すると、炎の部分が明るすぎるために、CCDの撮像面で映像化できる輝度範囲以上、即ちダイナミックレンジ以上に明るくなり、周辺と炎の区別がつきにくい画像となる。
【0007】
図15(A)は肉眼で見た画像であり、人の目のダイナミックレンジが広いため、薄暗い部屋の中にある暗めの電球4、明るい炎5、及び光を反射しやすい金属の箱6を、明るさで区別することができる。
【0008】
図15(B)は、図14のCCDカメラの撮影画像であり、人間が見る場合と同様に、画面全体の明るさの平均で絞りを決めてしまうと、ダイナミックレンジが狭いため、電球の画像4aと炎の画像5aの明るさは映像上では区別がつかない。また金属製の箱の画像6aは区別がつくが明るく映ることになる。
【0009】
図16は、図15(B)のCCDカメラの撮影画像について、横軸に画像を構成する各画素の明るさ、即ち輝度をとり、縦軸に同じ輝度値をもつ画素の数を表わしたヒストグラムである。ここで横軸の最大輝度は、8ビットのAD変換器を使用した場合には、10進で255となる。
【0010】
輝度値の低い方から背景部分20b、箱の部分6bが分布するが、電球の部分4bと炎の部分5bは最大輝度付近に重なっている。即ち、実際には電球の画像と炎の画像には明るさに差があるが、炎の輝度はCCD撮像面のダイナミックレンジ最大値255を超えた部分5b´にあるため、ダイナミックレンジ内では最大値付近に重なった炎部分5bとなって分布する。このため周辺の箱や電球と炎の区別がつきにくい画像となる。
【0011】
この問題を解消するためには、図14の光量制限部7による光量制限として、炎の輝度値がCCD撮像面のダイナミックレンジ最大値を超えないように、図14の光量制限部7の光量制限を初期調整し、固定する。この調整により図17(A)の炎部分がダイナミックレンジを超えた状態から、図17(B)の炎の部分4bをダイナミックレンジに入れることができ、コントラストを持つ背景部分20b、箱部分6b、電球部分4b及び炎部分5bを、ダイナミックレンジいっぱいに拡大することができる。
【0012】
このため、各部分の微妙な明るさの違いを利用して炎部分5bとそれ以外の部分4b,6b,20bを区別でき、かつ炎部分5bの絶対的な明るさ情報(炎の輝度情報)も利用することができる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図18(A)のように炎部分4bがダイナミックレンジに入るように、図14の炎検出装置の光量制限部7を炎に合わせて調整した後の監視中に、火災により煙や水蒸気等が発生して炎とCCDカメラとの間に充満すると、CCD撮像面に到達できる光量が減り、光量減少によって低コントラストな画像になり、炎の絶対的な明るさ情報(輝度情報)も利用できなくなる。
【0014】
この時のヒストグラムは例えば図18(B)のように、机部分6b、電球部分4b及び炎部分5bは光量が減り、低コントラストとなり区別ができなくなってしまい、もはや撮影画像から炎を検出することはできず、また煙による減光率が不明なため炎の輝度も判断できなくなってしまう問題がある。
【0015】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、火災による煙や水蒸気等が監視空間に充満しても撮影画像から確実に炎が検出できる炎検出装置を提供することを目的とする。
【0016】
【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。まず本発明は、二次元撮像部により撮影した監視空間の監視画像から火災による炎を検出する炎検出装置を対象とする。
【0017】
このような炎検出装置につき本発明は、監視空間に設置され火災による煙濃度を検出しその計測値を出力する煙濃度計測部と、二次元撮像部の前段に設けられ、二次元撮像部への光量制限の調整により監視画像に含まれる炎画像の輝度が二次元撮像部のダイナミックレンジの範囲内で最大輝度値付近にあるように絞り値を初期設定し、監視中に、煙濃度計測部の検出煙濃度値の増加に応じて絞りを開いて光量制限を低下させ、検出煙濃度値の低下に応じて絞りを閉じて光量制限を増加させてダイナミックレンジの輝度分布の変化を抑える光量制限部とを備えたことを特徴とする。
【0018】
また本発明は、監視空間に設置され火災による煙濃度を検出しその計測値を出力する煙濃度計測部と、二次元撮像部の前段に設けられ、二次元撮像部への光量制限の調整により監視画像に含まれる炎画像の輝度が二次元撮像部のダイナミックレンジの範囲内で最大輝度値付近にあるように減光フィルタを初期選択し、監視中に、煙濃度計測部の検出煙濃度値の増加に応じて減光率を低下させるように減光フィルタを選択設定し、検出煙濃度値の低下に応じて減光率を増加するように減光フィルタを選択設定してダイナミックレンジの輝度分布の変化を抑える光量制限部とを備えたことを特徴とする。
【0019】
更に本発明は、光を電荷として任意の時間に亘り蓄積する二次元撮像部により撮影した監視空間の監視画像から火災による炎を検出する炎検出装置に於いて、監視空間に設置され火災による煙濃度を検出しその計測値を出力する煙濃度計測部と、二次元撮像部の後段に設けられ、二次元撮像部が出力した監視画像に含まれる炎画像の輝度が二次元撮像部のダイナミックレンジの範囲内で最大輝度値付近にあるように電荷蓄積時間を初期設定し、監視中に、煙濃度計測部の検出煙濃度値の増加に応じて電荷蓄積時間を長くし、検出煙濃度値の低下に応じて電荷蓄積時間を短くしてダイナミックレンジの輝度分布状況の変化を抑えて前記監視画像を出力する電子シャッタ部とを備えたことを特徴とする。
【0020】
更に本発明は、二次元撮像部により撮影した監視空間の監視画像から火災による炎を検出する炎検出装置に於いて、前記監視画像のパワースペクトルの周波数特性に基づいて火災による煙濃度を検出する煙濃度計測部と、二次元撮像部の前段に設けられ、二次元撮像部への光量制限の調整により監視画像に含まれる炎画像の輝度が二次元撮像部のダイナミックレンジの範囲内で最大輝度値付近にあるように初期設定し、監視中に、煙濃度計測部の検出煙濃度の増加に応じて光量制限を低下させ、検出煙濃度の低下に応じて光量制限を増加させてダイナミックレンジの輝度分布の変化を抑える光量制限部と備えたことを特徴とする。
【0021】
このため火災による煙や水蒸気が監視空間に充満して二次元撮像部に対する光量が減少しても、この光量減少の原因となった煙濃度の増加に応じて光量制限を低下させることで、全体としての光量制限を初期設定の際と実質的に同じになるように調整し、煙や水蒸気が発生しても常に炎検出の画像処理に適した画像を得ることができ、煙濃度と撮像面上の輝度値から絶対的な明るさ情報である炎の輝度値も利用した炎の検出判断ができる。
【0022】
この煙濃度の増加に対応した光量制限の調整は、光量制限が零となる調整限界の煙濃度まで可能である。
【0023】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の炎検出装置の第1実施形態のブロック図である。図1において、この実施形態の炎検出装置は、二次元撮像部1、光量制限部7及び煙濃度計測部8で構成される。二次元撮像部1は例えばCCDを撮像素子として備えており、光量制限部7で光量制限を受けた監視範囲(監視空間)9の画像をCCD撮像面に結像し、CCD読出操作により映像信号を出力する。
【0024】
光量制限部7は外部からの制御信号により動作する絞りや減光フィルタが用いられている。このため二次元撮像部1に対しては、光量制限部7で光量制限を受けた監視範囲9からの光が入射する。
【0025】
煙濃度計測部8は監視範囲9の煙濃度を検出する。この実施形態にあっては、煙濃度計測部8として監視範囲9の減光率を計測する煙濃度計を使用している。二次元撮像部1で撮影された監視範囲9の画像の映像信号出力は、図示しない画像処理装置に転送され、ADコンバータでデジタルデータに変換された後にメモリに記憶され、撮影画像に含まれる検出対象物である炎5の画像を抽出し、火災を判断すると同時に炎5の位置等を検出する。
【0026】
光量制限部7は、初期状態において二次元撮像部1のCCD撮像面のダイナミックレンジに監視範囲9の炎5の画像の輝度が入るように光量制限を初期設定している。この光量制限の初期設定により、図17(B)のようなCCD撮像面のダイナミックレンジ全体に亘って炎部分5b及びそれ以外の部分がヒストグラムとして分布するような調整状態が作り出されている。
【0027】
炎5の画像に基づいて光量制限が初期設定された図1の炎検出装置は、その後の監視中に火災による煙を煙濃度計測部8で検出すると、この検出煙濃度、具体的には煙濃度計による減光率D[%/m]を光量制限部7に出力し、光量制限部7は検出煙濃度Dに応じて光量制限を調整する。
【0028】
図2は図1の光量制限部7における煙濃度Dに対する絞りFの特性である。ここで絞りFは、二次元撮像部1のCCDに対する光学系に設けている撮影レンズの焦点距離fと、光量制限部7に設けている絞りの有効口径dから
F=焦点距離f/有効口径d
で与えられる。また図2にあっては、絞りFと同じ縦軸に絞りの開口面積Sを表している。
【0029】
図2の煙濃度D=0[%/m]のときの絞りF0は、図1の光量制限部7の光量制限の初期設定における値であり、この絞りF0で図17(B)に示したような検出対象となる炎部分5bがCCD撮像面のダイナミックレンジの最大輝度値付近にある調整状態となっている。
【0030】
ここで監視範囲9の煙濃度Dが例えばD=50[%/m]になったときの1m先の物体を煙が発生する前と同じ明るさで撮影するためには、絞りのF値を1/√2にすればよい。このため図2において、煙濃度D=50[%/m]のときの絞りFはF0/√2となり、これによって煙濃度D=0[%/m]を初期値とする特性直線が得られる。
【0031】
図1の光量制限部7は、図2の特性直線に従い、そのときの煙濃度計測部8からの検出煙濃度Dに応じ、対応する絞りFとなるように、光量制限部7に設けている絞りを調整する。
【0032】
この絞りFを絞りの開口面積Sについて見ると、煙濃度D=0[%/m]のときの初期設定の開口面積をS0とすると、煙濃度D=50[%/m]のときの1m先の物体を煙が発生する前と同じ明るさの撮影画像とするためには、初期状態に対し開口面積を2倍の2S0とすることに相当する。即ち、煙濃度が増加したら絞りを開いて光量制限を少なくすることで、実質的に煙濃度の増加に対しCCD撮像面での光量が変化しないように調整している。
【0033】
図3は図1の第1実施形態の処理動作のフローチャートである。まずステップS1で光量制限部7を炎の明るさを基準に初期調整する。この初期調整が済んだならば監視範囲の監視動作に入り、ステップS2で煙濃度Dを検出し、ステップS3で検出煙濃度Dに応じ例えば図2の特性に従って光量制限部7の絞り値Fを調整する。
【0034】
この状態でステップS4で二次元撮像部1において監視画像を撮像して映像出力を画像処理装置に行うことで、対象物となる炎5の検出判断を行う。 図4は本発明による炎検出装置の第2実施形態のブロック図であり、この実施形態にあっては、検出煙濃度に応じてCCD撮像素子におけるシャッタースピード、即ち電荷蓄積時間を調整するようにしたことを特徴とする。
【0035】
図4において、二次元撮像部1は、光学系10、二次元撮像素子(CCD)11、映像信号作成部12及びシャッタータイミング作成部13で構成されている。二次元撮像素子11として例えばCCDカメラを例にとると、光学系10により二次元撮像素子11の撮像面に結像された光は撮像面に配列されている画素セルに電荷として蓄えられ、シャッタータイミング作成部13によるタイミング制御により1秒間に60回の電荷蓄積と読出しを繰り返すことで、映像信号作成部12より映像信号として出力される。
【0036】
ここで二次元撮像素子11の電荷蓄積と読出しの周期は1/60秒であり、電荷読出時間は固定であることから、残りの時間を電荷蓄積時間に割り当て、この電荷蓄積時間の範囲内でシャッタータイミング作成部13によるシャッタースピードに相当する時間だけ電荷を蓄え、残りの時間電荷をカットすることで、いわゆる電子シャッターの機能が実現できる。
【0037】
そこで本発明にあっては、煙濃度計測部8によって検出した煙濃度Dに対応してシャッタータイミング作成部13のシャッタースピードSvを調整する。
【0038】
図5は、図4のシャッタータイミング作成部13における煙濃度計測部8からの煙濃度D[%/m]に対するシャッタースピードSv[sec]の特性である。まず煙濃度D=0[%/m]の場合には、シャッタースピードSv0が初期設定されている。即ち監視範囲9における炎5の画像について、図17(B)のヒストグラムの炎部分5bのような輝度値の分布となるようにシャッタースピードSv0を初期設定している。
【0039】
このような煙濃度D=0[%/m]のシャッタースピードSv0の初期設定に対し、煙濃度D=50[%/m]になった場合、1m先の物体を煙が発生する前と同じ明るさの画像輝度とするためには、シャッタースピードを初期設定値Sv0の2倍となる2Sv0とすればよい。
【0040】
したがって、この煙濃度D=0[%/m]のときのシャッタースピードSv0と煙濃度D=50[%/m]のときのシャッタースピード2Sv0によって、煙濃度に対するシャッタースピードの特性直線が決まり、この特性直線に従ってシャッタータイミング作成部13はシャッタースピードを設定して、二次元撮像素子11の電荷蓄積時間を制御する。
【0041】
図6は図4の第2実施形態の処理動作である。まずステップS1で二次元撮像素子11となるCCDのシャッタースピードを、炎の明るさを基準にシャッタースピードSv0に初期調整する。この状態で監視範囲の監視動作を監視し、ステップS2で煙濃度計測部8により煙濃度Dを検出し、ステップS3で図5の直線特性に従ってシャッタータイミング作成部13のシャッタースピードを調整する。
【0042】
この調整されたシャッタースピードによりステップS4で映像信号作成部12が二次元撮像素子11の電荷蓄積と読出動作を毎秒60回繰り返し、映像信号を出力する。このようなステップS2〜S4の処理を、ステップS5で終了指示があるまで繰り返す。ここではCCDで説明したが、その他の原理で画像を蓄積するものであっても良い。
【0043】
図7は本発明の炎検出装置の第3実施形態であり、この実施形態にあっては、図1及び図4の煙濃度計を用いた煙濃度計測部8の代わりに監視範囲の撮影画像の画像処理により煙濃度を判断するようにしたことを特徴とする。
【0044】
図7において、この実施形態の炎検出装置は、光量制限部7、二次元撮像部1、画像処理部14及び基準光源判断部15で構成される。光量制限部7及び二次元撮像部1は図1の第1実施形態と同じである。画像処理部14は二次元撮像部1で撮影された映像信号を入力し、AD変換した後にメモリに格納し、監視画像に含まれる炎5の画像を抽出し、火災や炎の位置等を検出する。
【0045】
この実施形態にあっては、光量制限部7を介して二次元撮像部1で撮像される監視範囲9の中に基準光源16を配置している。基準光源16は火災による煙濃度の判断に使用される。装置の使用開始前の初期調整において、二次元撮像部1で撮影されて画像処理部14で得られた画像に含まれる基準光源16の画像から、基準光源16の基準となる光量を検出し、判断部15に初期光量として記憶しておく。
【0046】
監視中にあっては、画像処理部14から得られる基準光源の画像について基準光源16の光量をその都度検出し、初期調整で記憶した初期光量と比較している。火災により監視範囲9に煙が充満すると炎5からの光量も減衰するが、同時に基準光源16からの光量も減少する。このため、画像処理部14の画像に含まれる基準光源16の画像を基準光源判断部15で処理して基準光源16の光量を検出すると、この光量は初期光量に対し煙濃度に対応して減少している。
【0047】
したがって、基準光源16に対する検出光量が初期光量に一致するように光量制限部7の光量制限を低下させる。これは監視範囲の煙濃度に応じて光量制限部7の光量制限を低下させたことと実質的に同じである。このように基準光源判断部15において、基準光源16の初期光量がそのときの検出光量に一致するように光量制限部7の光量制限、具体的には絞りを開くことで、図1の第1実施例における図2の煙濃度Dに対する絞りFの特性直線に従ったと同じ光量制限部7の調整が実現できる。
【0048】
図8は図7の第3実施形態の処理動作である。まずステップS1で炎の明るさを基準に光量制限部7の初期調整を行う。続いてステップS2で基準光源16を撮影画像から抽出して光量を検出し、初期光量として基準光源判断部15に記憶する。このステップS1,S2の初期処理が済むと、ステップS3以降の監視処理に入る。
【0049】
監視処理では、まずステップS3で監視画像を撮像して炎を検出するための画像処理を行う。次にステップS4で撮影画像中の基準光源16の画像を抽出する。次にステップS5で基準光源16の初期光量と現在撮像した画像の中の基準光源16の検出光量とを比較し、初期光量に対し検出光量が小さい場合には基準光源の検出光量が初期光量に増加するように、光量制限部7の光量制限を低下させる。このようなステップS3〜S5の処理を、ステップS6で終了指示があるまで繰り返す。
【0050】
尚、図7の基準光源判断部15にあっては、監視中の基準光源16の検出光量が初期光量に一致するように光量制限部7の光量制限を調整しているが、初期光量と検出光量の差から煙濃度Dを算出し、算出した煙濃度Dについて、図2の特性直線に従って光量制限部7の光量制限を調整するようにしてもよい。
【0051】
図9は本発明による炎検出装置の第4実施形態のブロック図であり、この実施形態にあっては図7と同様に、撮影した画像から煙濃度を判断して光量制限を調整するが、図7のように基準光源16は使用しないようにしたことを特徴とする。
【0052】
図9の炎検出装置は、光量制限部7、二次元撮像部1、画像処理部14、パワースペクトル判断部17で構成される。パワースペクトル判断部17は二次元撮像部1で撮影された監視範囲9の画像のパワースペクトルを解析し、煙がない状態では監視範囲9に存在する物体の輪郭が明確なエッジを持つことでパワースペクトルが高い周波数帯域まで分布しているのに対し、火災による煙が充満すると、画像の輝度が下がるだけでなくエッジ部分がぼやけ、パワースペクトルの高周波成分の強度が減少してくることによって煙濃度を判断している。
【0053】
図10(A)は監視範囲9の撮影画像の一例であり、電球の画像4aと箱の画像6bが存在している。この撮影画像について、水平ラインL−L´の輝度分布は図10(B)のようになる。このとき監視範囲9には煙が存在しないことから、図10(A)の電球の部分4a及び箱の部分6bの画像の部分は背景に対し明確なエッジを持っている。
【0054】
この図10(B)の輝度分布の空間周波数のパワースペクトルを求めると図10(C)のようになり、物体のエッジ部分が明確であることから輝度データ4A,6Bの境界部分での変化も尖鋭となり、パワースペクトルは高周波成分まで分布している。
【0055】
図10(D)は監視範囲9に煙があるときの図10(A)の水平ラインL−L´の輝度データであり、電球の輝度データ4B及び箱の輝度データ6Bは図10(B)に対し輝度が低下すると同時に煙によりエッジ部分がぼやけ、エッジ部分で滑らかな変化となっている。このため、図10(D)の煙があるときの輝度データの空間周波数のパワースペクトルは、図10(E)のようなり、煙がないときの図10(C)のパワースペクトルに比べると、高周波成分の強度が減っていることが分かる。
【0056】
このため図9のパワースペクトル判断部17にあっては、図10(C)の煙がない初期調整の段階のパワースペクトルの周波数特性を記憶しておき、監視中における撮影画像から得られた例えば図10(E)のようなパワースペクトルとの比較で高周波成分の減少から煙濃度を判断し、煙濃度に応じてパワースペクトルの高周波成分が初期状態と同じになるように光量制限部7の光量制限を低下させる。
【0057】
図11は図10の処理動作のフローチャートである。まずステップS1で炎の明るさを基準に光量制限部7を初期調整し、この状態でステップS2で監視範囲9の画像についてパワースペクトル判断部17でパワースペクトルを求めて、例えば高周波帯域での1または複数の特定波長でのパワー値を記憶しておく。続いてステップS3〜S5の監視処理を行う。ステップS3で監視画像を撮像して炎検出のための画像処理を行う。
【0058】
次にステップS4で撮影画像を対象にパワースペクトルを求め、高周波帯域の1または複数の特定波長のパワー値を検出する。続いてステップS5で、検出したパワー値と初期調整で求めているパワー値とを比較し、検出パワー値が一致するように光量制限部7の光量制限を低下させるように調整する。このようなステップS3〜S5の処理を、ステップS6で終了指示があるまで繰り返す。
【0059】
ここで図9の実施形態にあっては、図10(C)(E)のパワースペクトルについて高周波帯域の1または複数の特定波長のパワー値を検出して初期パワー値と比較することで光量制限部7の調整を行っているが、パワースペクトルの変化を煙濃度Dに変換し、変換した煙濃度Dを例えば図2の特性直線に従って光量制限部7の絞りFに変換して光量制限の調整を行うようにしてもよい。
【0060】
尚、上記の実施形態は光量制限部7として絞りを例にとるものであったが、絞りの代わりに減光フィルタを用いることもできる。減光フィルタを用いた場合には、減光率の異なる複数のフィルタを準備し、炎の輝度を基準に図17(B)のヒストグラムが得られる減光率の減光フィルタを初期選択し、この状態で監視動作を行い、煙濃度に応じて光量制限を調整するように減光フィルタを切替選択すればよい。
【0061】
また上記の実施形態は、二次元撮像部1として描画撮像を行うCCDカメラを例にとるものであったが、画像撮像指示に基づいて1画面単位に画像を撮影する静止画像を撮像する二次元撮像部であってもよいことはもちろんである。
【0062】
更に、1画面単位で画像を撮像する場合、機械式シャッタ(スチールカメラ)であってもよい。
【0063】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明によれば、火災による煙や水蒸気等が監視空間に充満して撮像部に対する光量が減少しても、この光量減少の原因となった煙濃度の増加に応じて光量制限を低下させることで、全体としての光量制限を炎の明るさを基準とした初期設定の際の光量制限と実質的に同じになるように調整でき、煙や水蒸気等が発生しても常に炎検出の画像処理に適した画像を得ることができ、更に煙濃度と撮影画像の輝度値から正確な炎の輝度値を求めることができ、したがって絶対的な明るさ情報である炎の輝度値を利用した炎の検出判断も確実にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態のブロック図
【図2】図1の煙濃度に対する絞り制御の特性図
【図3】図1の処理動作のフローチャート
【図4】本発明の第2実施形態のブロック図
【図5】図2の煙濃度に対するCCDシャッタースピード(電荷蓄積時間)制御の特性図
【図6】図4の処理動作のフローチャート
【図7】本発明の第3実施形態のブロック図
【図8】図7の処理動作のフローチャート
【図9】本発明の第3実施形態のブロック図
【図10】図9の煙濃度計測で使用する水平ライン画像のパワースペクトルの説明図
【図11】図9の処理動作のフローチャート
【図12】従来のオートゲンイコントロール付きの炎検出装置のブロック図
【図13】従来のオートアイリス付きの炎検出装置のブロック図
【図14】従来の絞り又はゲインを固定する炎検出装置のブロック図
【図15】肉眼画像と図13のCCDカメラの撮影画像の説明図
【図16】図13のCCD撮影画像の輝度に対する画素数のヒストグラム
【図17】炎に合わせて制限光量を調整した場合のヒストグラム
【図18】火災による煙や水蒸気による光量減少を受けた低コントラスト画像のヒストグラム
【符号の説明】
1:二次元撮像部
5:炎(対象物)
7:光量制限部
8:煙濃度計測部
9:監視範囲(監視空間)
10:光学系
11:二次元撮像素子(CCD)
12:映像信号作成部
13:シャッタータイミング作成部
14:画像処理部
15:基準光源判断部
16:基準光源
17:パワースペクトル判断部
Claims (4)
- 二次元撮像部により撮影した監視空間の監視画像から火災による炎を検出する炎検出装置に於いて、
前記監視空間に設置され火災による煙濃度を検出しその計測値を出力する煙濃度計測部と、
前記二次元撮像部の前段に設けられ、前記二次元撮像部への光量制限の調整により前記監視画像に含まれる炎画像の輝度が前記二次元撮像部のダイナミックレンジの範囲内で最大輝度値付近にあるように絞り値を初期設定し、監視中に、前記煙濃度計測部の検出煙濃度値の増加に応じて絞りを開いて前記光量制限を低下させ、前記検出煙濃度値の低下に応じて絞りを閉じて前記光量制限を増加させて前記ダイナミックレンジの輝度分布の変化を抑える光量制限部と、
を備えたことを特徴とする炎検出装置。 - 二次元撮像部により撮影した監視空間の監視画像から火災による炎を検出する炎検出装置に於いて、
前記監視空間に設置され火災による煙濃度を検出しその計測値を出力する煙濃度計測部と、
前記二次元撮像部の前段に設けられ、前記二次元撮像部への光量制限の調整により前記監視画像に含まれる炎画像の輝度が前記二次元撮像部のダイナミックレンジの範囲内で最大輝度値付近にあるように減光フィルタを初期選択し、監視中に、前記煙濃度計測部の検出煙濃度値の増加に応じて減光率を低下させるように減光フィルタを選択設定し、前記検出煙濃度値の低下に応じて減光率を増加するように減光フィルタを選択設定して前記ダイナミックレンジの輝度分布の変化を抑える光量制限部と、
を備えたことを特徴とする炎検出装置。 - 光を電荷として任意の時間に亘り蓄積する二次元撮像部により撮影した監視空間の監視画像から火災による炎を検出する炎検出装置に於いて、
前記監視空間に設置され火災による煙濃度を検出しその計測値を出力する煙濃度計測部と、
前記二次元撮像部の後段に設けられ、前記二次元撮像部が出力した監視画像に含まれる炎画像の輝度が前記二次元撮像部のダイナミックレンジの範囲内で最大輝度値付近にあるように電荷蓄積時間を初期設定し、監視中に、前記煙濃度計測部の検出煙濃度値の増加に応じて前記電荷蓄積時間を長くし、前記検出煙濃度値の低下に応じて前記電荷蓄積時間を短くして前記ダイナミックレンジの輝度分布状況の変化を抑えて前記監視画像を出力する電子シャッタ部と、
を備えたことを特徴とする炎検出装置。 - 二次元撮像部により撮影した監視空間の監視画像から火災による炎を検出する炎検出装置に於いて、
前記監視画像のパワースペクトルの周波数特性に基づいて火災による煙濃度を検出する煙濃度計測部と、
前記二次元撮像部の前段に設けられ、前記二次元撮像部への光量制限の調整により前記監視画像に含まれる炎画像の輝度が前記二次元撮像部のダイナミックレンジの範囲内で最大輝度値付近にあるように初期設定し、監視中に、前記煙濃度計測部の検出煙濃度の増加に応じて前記光量制限を低下させ、前記検出煙濃度の低下に応じて前記光量制限を増加させて前記ダイナミックレンジの輝度分布の変化を抑える光量制限部と、
を備えたことを特徴とする炎検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23821598A JP3699830B2 (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 炎検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23821598A JP3699830B2 (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 炎検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000065725A JP2000065725A (ja) | 2000-03-03 |
JP3699830B2 true JP3699830B2 (ja) | 2005-09-28 |
Family
ID=17026867
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23821598A Expired - Fee Related JP3699830B2 (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 炎検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3699830B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105894761A (zh) * | 2015-02-17 | 2016-08-24 | 霍尼韦尔国际公司 | 具有成像设备的投射光束探测器 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE60215909T2 (de) | 2002-01-11 | 2007-09-06 | Hochiki Corp. | Vorrichtung zur Flammenerkennung |
US20080137906A1 (en) * | 2006-12-12 | 2008-06-12 | Industrial Technology Research Institute | Smoke Detecting Method And Device |
JP2012243049A (ja) * | 2011-05-19 | 2012-12-10 | Fuji Heavy Ind Ltd | 環境認識装置および環境認識方法 |
JP5261546B2 (ja) * | 2011-07-25 | 2013-08-14 | 能美防災株式会社 | 煙検出装置 |
JP6396840B2 (ja) * | 2015-04-10 | 2018-09-26 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 物体検出装置 |
-
1998
- 1998-08-25 JP JP23821598A patent/JP3699830B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105894761A (zh) * | 2015-02-17 | 2016-08-24 | 霍尼韦尔国际公司 | 具有成像设备的投射光束探测器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000065725A (ja) | 2000-03-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101419947B1 (ko) | 촬상 장치, 측광 방법, 휘도 산출 방법, 및 저장 매체 | |
US8106965B2 (en) | Image capturing device which corrects a target luminance, based on which an exposure condition is determined | |
US8199203B2 (en) | Imaging apparatus and imaging method with face detection based on scene recognition results | |
JPH08340542A (ja) | 電子スチルカメラ | |
JP2001242504A (ja) | カメラ装置 | |
JP3699830B2 (ja) | 炎検出装置 | |
JP4360011B2 (ja) | 画像処理装置および画像処理方法、並びに記録媒体 | |
JP5048599B2 (ja) | 撮像装置 | |
JP5106283B2 (ja) | ビデオカメラ | |
JP5970871B2 (ja) | 電子カメラ | |
JP2005065186A (ja) | 撮像装置 | |
JP5316923B2 (ja) | 撮像装置及びそのプログラム | |
JP3994721B2 (ja) | 画像撮像装置及び方法 | |
JP2765642B2 (ja) | ビデオカメラ用露出制御装置 | |
JP2022171438A (ja) | 露光制御装置、撮像装置、制御方法及びプログラム | |
JP5772064B2 (ja) | 撮像装置及び画像生成プログラム | |
JP2003198953A (ja) | 撮像装置及び撮像方法 | |
JP3880148B2 (ja) | 撮像装置 | |
JP2002268116A (ja) | 自動露出制御装置およびそのプログラムを組み込んだ外部記憶媒体 | |
US8121473B2 (en) | Imaging apparatus | |
JP5485680B2 (ja) | 撮像装置および撮像方法 | |
KR100247318B1 (ko) | 영상신호의 밝기보정장치 | |
JP3732998B2 (ja) | 露出制御装置 | |
JP2007139874A (ja) | 撮像装置 | |
JP2971477B2 (ja) | 露出制御方式 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040906 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040928 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041126 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050621 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050711 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090715 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090715 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100715 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100715 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110715 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120715 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130715 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |