JP4705090B2

JP4705090B2 - 煙感知装置及びその方法

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Publication number: JP4705090B2
Application number: JP2007319257A
Authority: JP
Inventors: シェン−ケン・チャン; チュン−シエン・ル; ハオ−ティン・チャオ; シー−フア・チャン; ユ−レン・ス; クン−リン・ファン; チェン−ウェイ・ワン
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 2006-12-12
Filing date: 2007-12-11
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2027-12-11
Also published as: KR100948128B1; US20080137906A1; RU2380758C2; RU2007145734A; ITRM20070637A1; TWI353565B; JP2008243181A; TW200839661A; KR20080054330A; KR20080054366A

Description

本発明は、煙の発生を検出する煙感知に関するものと方法であり、特に、映像を分析することによる煙感知装置及びその方法に関するものである。

通常、火災の発生は、煙の発生が先行して火が発生する、しかし、例えば無炎燃焼の場合には火が発生しないのに、煙しか存在していない。それ故に、煙の発生を検出することは火災予防及び救助作業に対して重要な課題である。火災が発生する時、煙感知システムを利用して、火災の早期予防が可能になるので、生命と財産の損失を減少して、火事による被害を最小限にすることができる。

従来の煙感知装置は、例えば光電式煙感知器と空気標本抽出式煙感知器（air sampling smoke detector）、煙粒子の増加を引き出せる物理特性によって火災の発生を判定するものである。すなわち、光電式煙感知器は、ビームが発射されて、空気に煙粒子が存在していると、散乱作用で発射されたビームが煙粒子に遮光されるので、減光を検出し、火災の発生を判定するものである。しかし、以上説明した原理による煙感知器は、発射されたビームを制限するので、検出範囲も制限があり、より広い範囲で不十分な検出能率が現れるものである。一方、空気標本抽出式煙感知器は、検出空間に空気組成の標本抽出によって火災の発生を判定するものである。こんな煙感知器には、空気組成の標本抽出のため、煙感知器との接続している管を設置する必要があり、そして感知のセンサーのコストが高い。

従来の煙感知装置は以下の欠点がある。1. 広い範囲で、例えば工場、コロシアム、スーパーなど、煙の検出が難しいので、火災の早期予防を失敗することが易しい。2. 煙の発生と火災の発生との関連を正確に判定することが難しくので、誤りの警報（false alarms）が発生する確率が高過ぎる。3. 大量な感知装置、管、及び中央制御システムを必要とするので、建物の中にそれらの装置を配置することが高価なものになる。

コストの抑制及び煙感知精度の増加のために、建物の監視装置を利用する視覚煙感知装置が近ごろ開発される。この煙感知装置は、監視された映像と火災煙の特徴を比較して判定するものであり、火災煙を判定すると、警報システムを始動するものである。この煙感知装置のソフトウェアは、様々な煙の映像特徴を正確に判定するパラメーターを利用して分析すると、より早いと正確な煙感知の判定が可能になる。例えば米国特許第6,184,792号には、監視範囲に火災の早期感知の装置及びその方法について開示されている。この特許によれば、時間と共に変化する画素強度に高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform, FFT）で視覚映像の輝度変化を分析する。更に米国特許第6,596,485号は、火災感知方法を開示しており、ここでは濾波分析技術で映像の周波数変化を分析することである。だが、以上の特許は感知方法とその装置を開示されない、ほかの分析技術とパラメーター、例えばクロミナンス分析、を応用しない。

したがって、本発明はこのような従来の課題を解決するため、実験と研究を重ねた結果を通じて、ついに本発明の煙感知方法及びその装置を提出した。本発明の主たる目的は、従来の煙感知装置の欠点を解決し、更に煙感知效率を向上することである。

本発明は上記目的を達成するために以下のように定義される。

本発明に係る煙感知方法は、複数映像を保存する工程と、前記複数映像の中の少なくとも一つの移動物を有する映像を分析可能な映像として指定する工程と、前記分析可能な映像のクロミナンス変化を分析する工程と、前記分析可能な映像のエッジぼやけ度とフリッカー周波数より少なくとも一つ選ばれたものを分析する工程と、以上分析した工程の少なくとも一つの分析結果を予定特徴と比較する工程と、前記少なくとも一つの分析結果が前記予定特徴と一致する時、前記移動物を煙として判定する工程と、を備えてなることを特徴とする煙感知方法。

上記工程の本発明に係る煙感知方法によって、前記移動物を前記煙として判定する時、警報を発生させる工程と、を備えてなることを特徴とする煙感知方法。

上記工程の本発明に係る煙感知方法によって、前記分析可能な映像にある前記移動物を表示する各々の画素のカラーモデル信号値S、U、V、Y、及びIの中の少なくとも一つの変化を分析する工程、を備えてなることを特徴とする煙感知方法。

本発明に係る煙感知方法によって、前記分析可能な映像にある前記移動物を表示する複数画素の複数のエッジ・ピクセルを検出して、各々の前記エッジ・ピクセルの強度値の変化を分析する工程、を備えてなることを特徴とする煙感知方法。

上記工程の本発明に係る煙感知方法によって、時間ウェーブレット変換で前記分析可能な映像の前記移動物のフリッカー周波数を分析する工程、を備えてなることを特徴とする煙感知方法。

上記工程の本発明に係る煙感知方法によって、前記分析可能な映像を指定する前、前記複数映像の中の背景映像の一部を不分析範囲として設定する工程、を備えてなることを特徴とする煙感知方法。

上記工程の本発明に係る煙感知方法によって、前記移動物の重心を分析して、予定期間に前記移動物の面積変化量を分析する工程、を備えてなることを特徴とする煙感知方法。

本発明に係る煙感知装置は、複数映像を保存するための映像保存装置と、前記映像保存装置と接続して、前記複数映像の中の少なくとも一つの移動物を有する映像を分析可能な映像として指定して、前記分析可能な映像のクロミナンス変化、エッジぼやけ度、及びフリッカー周波数より少なくとも一つ選ばれたものを分析するための分析装置と、前記映像保存装置と接続して、少なくとも一つの分析結果を予定特徴と比較して、前記分析結果が前記予定特徴と一致する時、前記移動物を煙として判定するための判定装置と、を備えてなることを特徴とする煙感知装置。

上記構成の本発明に係る煙感知装置は、前記判定装置との接続している警報装置は、前記移動物を前記煙として判定する時、警報を発生させるものである、を備えてなることを特徴とする煙感知装置。

上記構成の本発明に係る煙感知装置は、前記分析装置は、更にクロミナンス分析装置を含むものであり、前記分析可能な映像にある前記移動物を表示する各々の画素の少なくとも一つのカラーモデル信号値S、U、V、Y、及びIの変化を分析するためのものである、を備えてなることを特徴とする煙感知装置。

上記構成の本発明に係る煙感知装置は、前記分析装置は、さらにエッジぼやけ度分析装置及びフリッカー周波数分析装置より少なくとも一つ選ばれたものを含んで、前記エッジぼやけ度分析装置は、前記分析可能な映像にある前記移動物を表示する複数画素の中の複数のエッジ・ピクセルを検出して、前記各々のエッジ・ピクセルの強度値の変化を分析するためのものであり、前記フリッカー周波数分析装置は、時間ウェーブレット変換で前記分析可能な映像の前記移動物のフリッカー周波数を分析するためのものである、を備えてなることを特徴とする煙感知装置。

上記構成の本発明に係る煙感知装置は、さらに設定装置を含むものであり、前記設定装置は、前記分析装置が前記分析可能な映像を指定する前、前記複数映像の中の背景映像の一部を不分析範囲として設定するためのものである、を備えてなることを特徴とする煙感知装置。

上記構成の本発明に係る煙感知装置は、前記分析装置は、さらに行動分析装置を含むものであり、前記行動分析装置は、前記移動物の重心を分析して、予定期間に前記移動物の面積変化量を分析するためのものである、を備えてなることを特徴とする煙感知装置。

上記構成の本発明に係る煙感知装置は、前記分析装置は、コンピュータとデジタル信号処理チップより一つ選ばれたものである、を備えてなることを特徴とする煙感知装置。

本発明に係る煙感知方法は、複数映像を保存して、前記複数映像の中の背景映像と移動物を有する分析可能な映像を含む工程と、前記分析可能な映像にある前記移動物を表示する各々の画素の少なくとも一つのカラーモデル信号値S、U、V、Y、及びI値の変化を分析する工程と、以上分析した工程の分析結果を予定特徴と比較して、前記移動物を煙として判定する工程と、を備えてなることを特徴とする煙感知方法。

上記工程の本発明に係る煙感知方法によって、前記分析可能な映像にある前記移動物を表示する各々の画素のS値の変化を分析する工程と、前記各々の画素のS値の変化が予定値より少ない時、前記分析結果が前記予定特徴と一致するものを判定する工程と、を備えてなることを特徴とする煙感知方法。

上記工程の本発明に係る煙感知方法によって、前記各々の画素のU値とV値の絶対値を前記背景映像と比較して、より少ないものになる時、前記分析結果が予定特徴と一致するものを判定する工程と、を備えてなることを特徴とする煙感知方法。

上記工程の本発明に係る煙感知方法によって、前記分析可能な映像にある前記移動物を表示する各々の画素と前記背景映像の各々の画素とのI値の差を計算する工程と、第一数量の画素を定義して、前記第一数量の各々の画素のI値の差が第一予定値より少ないものを設定する工程と、前記第一数量と前記分析可能な映像にある前記移動物を表示する画素総数量との比値が第二予定値より多くになる時、前記分析結果が前記予定特徴と一致するものを判定する工程と、を備えてなることを特徴とする煙感知方法。

上記工程の本発明に係る煙感知方法によって、前記分析可能な映像のエッジぼやけ度とフリッカー周波数より少なくとも一つ選ばれたものを分析する工程、を備えてなることを特徴とする煙感知方法。

本発明に係る煙感知装置は、複数映像を保存して、前記複数映像の中の背景映像と移動物を有する分析可能な映像を含むための映像保存装置と、前記映像保存装置と接続して、前記分析可能な映像にある前記移動物を表示する各々の画素の少なくとも一つのカラーモデル信号値S、U、V、Y、及びI値の変化を分析するための分析装置と、前記分析装置と接続して、前記分析装置の分析結果を予定特徴と比較して、前記移動物を煙として判定するための判定装置と、を備えてなることを特徴とする煙感知装置。

上記構成の本発明に係る煙感知装置は、前記分析装置は、更にフリッカー周波数分析装置を含むものであり、前記フリッカー周波数分析装置は、前記分析可能な映像のフリッカー周波数を分析するためのものである、を備えてなることを特徴とする煙感知装置。

上記構成の本発明に係る煙感知装置は、前記分析装置は、更にエッジぼやけ度分析装置を含むものであり、前記エッジぼやけ度分析装置は、前記分析可能な映像のエッジぼやけ度を分析するためのものである、を備えてなることを特徴とする煙感知装置。

上記構成の本発明に係る煙感知装置は、前記分析装置は、更に行動分析装置を含むものであり、前記行動分析装置は、前記移動物の重心を分析して、予定期間に前記移動物の面積変化量を分析するためのものである、を備えてなることを特徴とする煙感知装置。

本発明に係る煙感知方法は、複数映像を保存して、前記複数映像の中の背景映像と移動物を有する分析可能な映像を含む工程と、前記分析可能な映像のエッジぼやけ度を分析する工程、更に、前記分析可能な映像の前記移動物の複数画素の中に複数のエッジ・ピクセルを検出する工程と、前記各々のエッジ・ピクセルの強度値の変化を分析する工程と、以上分析した工程の分析結果を予定特徴と比較して、前記移動物を煙として判定する工程と、を備えてなることを特徴とする煙感知方法。

上記工程の本発明に係る煙感知方法によって、第一数量のエッジ・ピクセルを検出する工程と、前記分析可能な映像にある各々のエッジ・ピクセルの第一強度値と前記背景映像にある各々相対のエッジ・ピクセルの第二強度値を計算する工程と、前記エッジ・ピクセルの前記第一強度値と第二強度値との比値が予定値より少ないになる時、前記エッジ・ピクセルをエッジぼやけ点として限定する工程と、前記第一数量のエッジ・ピクセルの中に第二数量のエッジぼやけ点を限定する工程と、前記第二数量と前記第一数量との比値が予定範囲に入る時、前記分析結果が予定特徴と一致するものを判定する工程と、を備えてなることを特徴とする煙感知方法。

上記工程の本発明に係る煙感知方法によって、前記分析可能な映像のクロミナンス変化とフリッカー周波数より少なくとも一つ選ばれたものを分析する工程、を備えてなることを特徴とする煙感知方法。

本発明に係る煙感知装置は、複数映像を保存して、前記複数映像の中の背景映像と移動物を有する分析可能な映像を含むための映像保存装置と、前記映像保存装置と接続して、前記分析可能な映像にある前記移動物を表示する複数画素の複数のエッジ・ピクセルと前記各々のエッジ・ピクセルの強度値の変化を分析するための分析装置と、前記分析装置と接続して、前記分析装置の分析結果を予定特徴と比較して、前記移動物として煙を判定するための判定装置と、を備えてなることを特徴とする煙感知装置。

上記構成の本発明に係る煙感知装置は、前記分析装置は、更にクロミナンス分析装置を含むものであり、前記クロミナンス分析装置は、前記分析可能な映像のクロミナンス変化を分析するためのものである、を備えてなることを特徴とする煙感知装置。

本発明に係る煙感知方法は、複数映像を保存して、前記複数映像の中の移動物を有する分析可能な映像を含む工程と、前記移動物の重心を分析して、予定期間に前記移動物の面積変化量を分析する工程と、以上分析した工程の分析結果を予定特徴と比較して、前記移動物を煙として判定する工程と、を備えてなることを特徴とする煙感知方法。

上記工程の本発明に係る煙感知方法によって、前記移動物の重心が予定期間に下方向と上方向より少なくとも一方に移動して、前記移動物の面積が増大する時、前記分析結果が前記予定特徴と一致するものを判定する工程、を備えてなることを特徴とする煙感知方法。

上記工程の本発明に係る煙感知方法によって、前記分析可能な映像のクロミナンス変化及びエッジぼやけより少なくとも一つ選ばれたものを分析する工程、を備えてなることを特徴とする煙感知方法。

上記工程の本発明に係る煙感知方法によって、前記分析可能な映像のフリッカー周波数を分析する工程、を備えてなることを特徴とする煙感知方法。

本発明に係る煙感知装置は、複数映像を保存して、前記複数映像の中の移動物を有する分析可能な映像を含むための映像保存装置と、前記映像保存装置と接続して、前記移動物の重心を分析して、予定期間に前記移動物の面積変化量を分析するための分析装置と、前記分析装置と接続して、前記分析装置の分析結果を予定特徴と比較して、前記移動物として煙を判定するための判定装置と、を備えてなることを特徴とする煙感知装置。

上記構成の本発明に係る煙感知装置は、前記分析装置は、更にエッジぼやけ度分析装置とクロミナンス変化分析装置より少なくとも一つ選ばれたものを含んで、前記エッジぼやけ度分析装置は、前記分析可能な映像のエッジぼやけ度を分析するためのものであり、前記クロミナンス変化分析装置は、前記分析可能な映像のクロミナンス変化を分析するためのものである、を備えてなることを特徴とする煙感知装置。

本発明の煙感知方法及びその装置によって、従来の煙感知装置の欠点を解決し、更に煙感知效率を向上する煙感知装置を提供することができる。

火災の誤判による救助の遅延あるいは誤りの警報を克服するために、本発明の煙感知方法及びその装置を提出する。本発明で煙の映像に関する特徴判定は、（例えば火災の煙があるかどうか）、複数の分析装置あるいは検出装置で移動物を有する映像特徴を分析して、その映像の特徴資料を獲得するようにする。更に、前記映像の特徴資料は、データベースで保存する予定特徴と比較してもよい。その予定特徴は、少なくとも一つのクロミナンス変化、エッジぼやけ度、フリッカー周波数、行動など特徴を含む煙の映像を先に集めるものであり、統計方法で以上の映像特徴にしきい値（閾値）を得ることで、煙の映像を判定して、火災を感知することができる。本発明で煙の映像として判定すると、警報システムを始動して、その映像の特徴資料をデータベースで保存することによって統計分析することができる。

図1は、本発明の第一実施例による煙感知方法を示した工程図である。まず、監視範囲の内にビデオカメラなどによって複数映像を保存する（工程10）。前記複数映像の中の少なくとも一つの映像が移動物を有する時、移動物を有する映像を分析可能な映像として指定する（工程11）。工程11は、更に前記複数映像の中のも一つの映像を背景映像として指定する工程を含んでいる。前記背景映像は、例えば分析可能な映像を指定する前の映像であるが、前記移動物を含んでいない。次に、前記分析可能な映像のクロミナンス変化を分析し（工程12）、前記分析可能な映像のエッジぼやけ度を分析し（工程13）、前記分析可能な映像のフリッカー周波数を分析し（工程14）、前記移動物の行動を分析する（工程15）。図1に示した工程12〜15は順々に実行するが、その記載の順番でなくしてもよい。更に、工程12ないし工程15より少なくとも一つ選ばれた工程を行うこともできる。そして、以上分析した工程12ないし15より少なくとも一つの分析結果を予定特徴と比較して（工程16）、前記分析結果が前記予定特徴と一致する時、前記移動物を煙として判定する（工程17）。前記移動物を前記煙として判定する時、警報を発生させる（工程18）、そして、同時に前記分析結果をデータベースで保存する（工程19）。

以上の実施例について前記予定特徴は、少なくとも一つの煙サンプルを有する映像資料を集めるものである。クロミナンス変化、エッジぼやけ度、フリッカー周波数、煙の行動など特徴資料を含む予定特徴をデータベースで保存することによって比較することができる。更に、工程11に前記複数映像の中の少なくとも一つの映像を分析可能な映像として指定する前に、前記背景映像の一部を不分析範囲として設定してもよい。その不分析範囲は、監視範囲の内に火災の煙が発生することができないところ、例えば池である。

以上の実施例について、前記分析可能な映像にある前記移動物を一つの画素組に示して、前記背景映像の一部を同じの前記画素組に示す。それ故に、工程12と工程13では、前記分析可能な映像と前記背景映像との前記画素組の特徴変化を分析することによって分析結果を得ることができる。本発明の工程12は、実験と研究を重ねた結果を通じて、複数の分析方法と検出標準を提出することで、前記分析可能な映像のクロミナンス変化が煙の映像特徴と一致するかどうかを判定することである。例えば、分析可能な映像に画素組の各々の画素を検出することでS値を取って、そのS値が予定値（0.2は適当な値）より少ない時、工程16で工程12の分析結果が予定特徴と一致することを判定する。

工程12は、更にほかのクロミナンス変化を分析する工程を含んでいる。その分析する工程は、前記分析可能な映像の中に前記画素組の各々の画素を検出することにより、その画素はグレイ・スケール画素（gray scale pixel）があるかどうかを判定して、前記画素組にある各々の画素を検出することによって前記背景映像に対してS、U、V、又はYの変化を分析して、前記分析可能な映像の中に前記画素組にある各々の画素はグレイ・スケール画素である時、更に、前記背景映像に対して前記画素組にある各々の画素のS値が低くなり、Y値が高くなる時、工程16で工程12の分析結果が予定特徴と一致することを判定する。前記分析可能な映像の中に前記画素組にある各々の画素はグレイ・スケール画素ではない時、更に、そのU値、V値の絶対値が前記背景映像に対して少なくなり、Y値が高くなる時、工程16で工程12の分析結果が予定特徴と一致することを判定する。

工程12は、更に画素のI値変化を分析する工程を含んでいる。その工程は、前記分析可能な映像と前記背景映像の中に前記画素組にある各々の画素のI値の差（或いは各々のRGB値の差）を計算し、第一数量の画素を定義して、前記第一数量の各々の画素のI値の差がしきい値より少ないものを設定し、前記第一数量と前記分析可能な映像にある前記移動物を表示する画素総数量との比値が予定値より多くなる時、前記移動物が煙と一致するものを判定することである。本実施例による以上の工程は、そのしきい値は100であり、その予定値は0.7であり、そして煙、人、車などほかの移動物の相違点を判定することができる。

以上工程12によるS、U、V、Y、I値は、本技術領域の知識を具有する者が理解しているカラーモデル信号値であり、検出画素でカラーモデルのRGB、HSI及びYUVによって獲得するようにする。例えば、映像の画素を検出することによってRGB値を取って、そのRGB値をHIS値又はYUV値に変換する。すなわち、画素がグレイ・スケール画素であるかどうかを判定することは、RGB値を分析することを通じて分析結果を得ることができる。

以上の煙感知方法による工程13は、前記分析可能な映像にある背景映像に対してエッジぼやけ度を空間ウェーブレット変換で分析することができる。更に、工程13は、前記画素組に第一数量のエッジ・ピクセルを検出する工程と、エッジ検出の演算子、例えば、Prewitt、Sobel、又はLaplacianの演算子で前記分析可能な映像にある各々のエッジ・ピクセルの第一強度値及び前記背景映像にある各々の相対のエッジ・ピクセルの第二強度値を計算し、あるエッジ・ピクセルの第一強度値と第二強度値との比値が予定値より少ないになる時、前記エッジ・ピクセルをエッジぼやけ点として限定して、前記第一数量のエッジ・ピクセルの中に第二数量のエッジぼやけ点を限定する。前記第二数量と前記第一数量との比値が予定範囲に入る時、工程16で工程13の分析結果が予定特徴と一致することができる。この実施例について、予定値は0.2ないし0.75、予定範囲は0.1ないし0.9。

以上の煙感知方法による工程14は、例えば、時間ウェーブレット変換で予定時間に前記分析可能な映像の明度変化を分析する。前記分析可能な映像のフリッカー周波数が0.5ないし5Hzに入る時、工程16で工程14の分析結果が予定特徴と一致することができる。

以上の煙感知方法による工程15は、前記移動物の重心を分析して、予定期間に前記移動物の面積変化量が増加するかどうかを分析する。前記移動物の重心が予定期間に下方向又は上方向に移動して、前記移動物の面積が増大する時、工程16で工程15の分析結果が予定特徴と一致するものを判定する。前記移動物の重心と面積の変化は、分析可能な映像を時間と共に更新して複数の映像を比較することによって獲得することができる。

具体的に言えば、移動物の重心が予定期間に上方向に移動して、前記移動物の面積が予定期間に増大する時、煙をプルーム型（Plume Type）の煙として判定する。移動物の重心が予定範囲（例えば天井）で予定期間に下方向に移動して、前記移動物の面積が予定期間に増大する時、煙を蓄積型（Accumulative Type）の煙として判定する。

以上の実施例について、先に工程12と工程13を実行して、工程16で工程12と工程13の結果が予定特徴と一致するものを判定する時、工程14と工程15を実行し、工程17で工程12ないし工程15の分析結果が前記予定特徴と一致するものを判定する時、移動物として煙を判定する。そうすると、煙感知の精度を増加して、誤りの警報と誤判の発生を減少する。本発明を実際に応用することについては、検出能率の増加と複雑性の減少のため、工程12ないし工程15より少なくとも一つの工程を実行して,例えば工程13又は工程14を省略し、その記載の順番でなくしてもよい。

図2は、本発明の第一実施例による煙感知装置を示した図である。この煙感知装置は、映像保存装置21、分析装置22、比較装置23、判定装置24、データベース25、及び警報装置26を含んでいる。映像保存装置21は、ウェブカメラ又はワンケーブルカメラであり、複数映像を含んでいるフィルムを保存して、前記複数映像の中の少なくとも一つの背景映像を有するものである。分析装置22は、コンピュータ20の中に設置され、前記複数映像の中の少なくとも一つの映像は移動物があるかどうかを検出して、移動物を有する映像を分析可能な映像として指定することができるものである。分析装置22は、更にクロミナンス変化、エッジぼやけ度、及びフリッカー周波数、行動より少なくとも一つ選ばれたものを順番に又は不順番に分析するためのものである。比較装置23は、分析装置22と接続し、分析装置22の少なくとも一つの分析結果をデータベース25の予定特徴と比較するためのものである。判定装置24は、比較装置23と接続し、前記分析結果が前記予定特徴と一致する時、前記移動物を煙として判定するためのものである。

データベース25で保存する前記予定特徴は、少なくとも一つの煙サンプルを有する映像資料を集めるものであり、クロミナンス変化、エッジぼやけ度、フリッカー周波数、行動など判定用しきい値を含んでいる。警報装置26は、コンピュータ20と接続し、前記移動物を煙として判定する時、警報を発生させるものである。判定装置24の精度を増加するため、使用者があらゆる状況に応じて判定装置24の判定条件を設定することができる。例えば、分析装置22の所定又は全ての分析結果が予定特徴と一致する時、警報装置26を始動することを設定することができる。

分析装置22により、分析可能な映像のクロミナンス変化、エッジぼやけ度、及びフリッカー周波数、行動を分析する方法は、以上に説明した本発明の一実施例による煙感知方法と図1を既に開示していた、ここに説明を繰り返しない。本発明による分析方法の他に、二次元空間ウェーブレット変換で分析可能な映像のクロミナンス変化とエッジぼやけ度を計算することができる。

図3は、本発明の第二実施例による煙感知装置を示した図である。この煙感知装置は、映像保存装置31、デジタル映像記録器30、及び警報装置36を含んでいる。デジタル映像記録器30はデジタル信号処理チップ37を有するものである。デジタル信号処理チップ37は、クロミナンス分析装置32、フリッカー周波数分析装置33、行動分析装置34、及び判定装置35を含んでいる。

映像保存装置31は、複数映像を含んでいるフィルムを保存して、複数映像の中に背景映像と移動物を有する分析可能な映像を含むためのものである。前記複数映像をデジタル映像記録器30に伝送して保存することができる。クロミナンス分析装置32は、分析可能な映像のクロミナンスを変化分析するためのものである。フリッカー周波数分析装置33は、前記分析可能な映像のフリッカー周波数を分析するためのものである。行動分析装置34は、前記移動物の重心を分析して、予定期間に前記移動物の面積変化量を分析するためのものである。判定装置35は、クロミナンス分析装置32、フリッカー周波数分析装置33、及び行動分析装置34による少なくとも一つの分析結果が予定特徴と一致する時、前記移動物を煙として判定するものである。本発明のもう一つの実施例による判定装置35は、クロミナンス分析装置32、フリッカー周波数分析装置33、及び行動分析装置34によるすべての分析結果が予定特徴と一致する時、前記移動物を煙として判定するものである。

判定装置35が前記移動物を煙として判定する時、デジタル信号処理チップ37との接続している警報装置36によって警報を発生させることができる。警報装置36は、警報信号を火災監視センターの中央管制コンピュータ、火災報知器、携帯電話に伝送することができる。

以上の実施例によるデジタル信号処理チップ37は、更にエッジぼやけ度分析装置を含んでいるものである。このエッジぼやけ度分析装置は、クロミナンス分析装置32、フリッカー周波数分析装置33、及び行動分析装置34より少なくとも一つ選ばれたものに代ることで、前記分析可能な映像のエッジぼやけ度を分析することができる。他の分析装置の分析方法は、以上に説明した本発明の一実施例による煙感知方法と図1を既に開示していた、ここに説明を繰り返しない。

図4は、本発明の第三実施例による煙感知装置を示した図である。この煙感知装置は、映像保存装置41と警報装置46を含んでいる。映像保存装置41は、更にデジタル信号処理チップ47を有するものである。デジタル信号処理チップ47は、分析装置40と判定装置45を含んでいる。映像保存装置41は、複数映像を保存して、複数映像の中の背景映像と移動物を有する分析可能な映像を含むものである。分析装置40は、分析可能な映像のクロミナンス変化を分析するためのクロミナンス分析装置42、前記分析可能な映像のエッジぼやけ度を分析するためのエッジぼやけ度分析装置43、前記分析可能な映像のフリッカー周波数を分析するためのフリッカー周波数分析装置44を含んでいる。判定装置45は、分析装置40の分析結果を予定特徴と比較して、前記移動物として煙を判定することができる。

以上の実施例による分析裝置40は、更に行動分析装置を含んでいる。この行動分析装置は、前記移動物の重心を分析して、予定期間に前記移動物の面積変化量を分析するものであり、煙感知装置の精度を増加するためのものである。判定装置45が前記移動物を煙として判定する時、警報装置46によって警報を発生させることができる。

以上に説明した本発明による煙感知装置にある予定特徴を比較するためのデータベースは、あらゆる煙サンプルを有する映像資料を集めるものである。本発明を実際に応用することについて、多様な監視状況の中に現れる可能な煙の種類により、ある煙の特徴を利用することで、分析と比較のパラメーターを選択的に設定することができる。本発明の一つの実施例による煙感知装置は、複数映像の中の少なくとも一つの映像を分析可能な映像として指定する前に、前記背景映像の中の火災の煙が発生することができないところを不分析範囲として設定するための設定装置を含んでいる。

以上説明した内容を通して、当業者であれば本発明の技術思想を逸脱しない範囲で、多様な変更及び修正が可能であることが分かる。従って、本発明の技術的な範囲は、明細書の詳細な説明に記載された内容に限らず、特許請求の範囲によって定めなければならない。

以上に説明した本発明による煙感知方法とその装置は、あらゆるパラメーターの設計を通じて、煙の発生をより正確的に判定することができる。その故に、火災の早期予防と警報が可能になるので、生命と財産の損失を減少して、火事による被害を最小限にすることができる。更に、本発明による煙感知方法とその装置は、現存のネットワーク及び監視装置を設置することが可能になるので、高価な装置を配置することを必要としない。このため、装置のコストが低い、従来の技術を比べてより速いと正確な煙感知効果を有する。

本発明の第一実施例による煙感知方法を示した工程図である。本発明の第一実施例による煙感知装置を示した図である。本発明の第二実施例による煙感知装置を示した図である。本発明の第三実施例による煙感知装置を示した図である。

符号の説明

20コンピュータ
30デジタル映像記録器
37デジタル信号処理チップ
41映像保存装置
47デジタル信号処理チップ

Claims

複数映像を保存する工程と、
前記複数映像の中の少なくとも一つの移動物を有する映像を分析可能な映像として指定する工程と、
前記分析可能な映像にある前記移動物を表示する各々の画素のカラーモデル信号値S、U、V、Y、及びIの中の少なくとも一つの変化を分析する工程と、
前記分析可能な映像のエッジぼやけ度とフリッカー周波数より少なくとも一つ選ばれたものを分析する工程と、
以上分析した工程の少なくとも一つの分析結果を予定特徴と比較する工程と、
前記分析可能な映像にある前記移動物を表示する各々の画素と前記背景映像の各々の画素とのI値の差を計算する工程と、
第一数量の画素を定義して、前記第一数量の各々の画素のI値の差が第一予定値より少ないものを設定する工程と、
前記第一数量と前記分析可能な映像にある前記移動物を表示する画素総数量との比値が第二予定値より多くになる時、前記分析結果が前記予定特徴と一致するものを判定する工程と、
前記少なくとも一つの分析結果が前記予定特徴と一致する時、前記移動物を煙として判定する工程と、
前記移動物を煙として判定する時、警報を発生する工程と、を備えてなることを特徴とする煙感知方法。
前記分析可能な映像にある前記移動物を表示する複数画素の複数のエッジ・ピクセルを検出して、各々の前記エッジ・ピクセルの強度値の変化を分析する工程、を備えてなることを特徴とする請求項1記載の煙感知方法。
時間ウェーブレット変換で前記分析可能な映像の前記移動物のフリッカー周波数を分析する工程、を備えてなることを特徴とする請求項1記載の煙感知方法。
前記分析可能な映像を指定する前、前記複数映像の中の背景映像の一部を不分析範囲として設定する工程、を備えてなることを特徴とする請求項1記載の煙感知方法。
前記移動物の重心を分析して、予定期間に前記移動物の面積変化量を分析する工程、を備えてなることを特徴とする請求項1記載の煙感知方法。
複数映像を保存するための映像保存装置と、
前記映像保存装置と接続していて、前記複数映像の中の少なくとも一つの移動物を有する映像を分析可能な映像として指定して、前記分析可能な映像のエッジぼやけ度、及びフリッカー周波数より少なくとも一つ選ばれたものを分析するための分析装置と、
前記分析可能な映像にある前記移動物を表示する各々の画素の少なくとも一つのカラーモデル信号値S、U、V、Y、及びIの変化を分析するためのクロミナンス分析装置と、
前記映像保存装置と接続していて、前記分析装置と前記クロミナンス分析装置による少なくともひとつの分析結果を予定特徴と比較し、前記分析可能な映像にある前記移動物を表示する各々の画素と前記背景映像の各々の画素とのI値の差を計算し、第一数量の画素を定義して、前記第一数量の各々の画素のI値の差が第一予定値より少ないものを設定し、前記第一数量と前記分析可能な映像にある前記移動物を表示する画素総数量との比値が第二予定値より多くになる時、前記分析結果が前記予定特徴と一致するものを判定し、前記分析結果が前記予定特徴と一致する時、前記移動物を煙として判定するための判定装置と、
前記判定装置と接続していて、前記移動物を前記煙として判定する時、警報を発生させるる警報装置と、を備えてなることを特徴とする煙感知装置。
前記分析装置は、さらにエッジぼやけ度分析装置及びフリッカー周波数分析装置より少なくとも一つ選ばれたものを含んで、
前記エッジぼやけ度分析装置は、前記分析可能な映像にある前記移動物を表示する複数画素の中の複数のエッジ・ピクセルを検出して、前記各々のエッジ・ピクセルの強度値の変化を分析するためのものであり、
前記フリッカー周波数分析装置は、時間ウェーブレット変換で前記分析可能な映像の前記移動物のフリッカー周波数を分析するためのものである、
を備えてなることを特徴とする請求項６記載の煙感知装置。
請求項６記載の煙感知装置は、さらに設定装置を含むものであり、
前記設定装置は、前記分析装置が前記分析可能な映像を指定する前、前記複数映像の中の背景映像の一部を不分析範囲として設定するためのものである、
を備えてなることを特徴とする請求項６記載の煙感知装置。
前記分析装置は、さらに行動分析装置を含むものであり、
前記行動分析装置は、前記移動物の重心を分析して、予定期間に前記移動物の面積変化量を分析するためのものである、
を備えてなることを特徴とする請求項６記載の煙感知装置。
前記分析装置は、コンピュータとデジタル信号処理チップより一つ選ばれたものである、
を備えてなることを特徴とする請求項６記載の煙感知装置。
複数映像を保存して、前記複数映像の中の背景映像と移動物を有する分析可能な映像を含む工程と、
前記分析可能な映像にある前記移動物を表示する各々の画素の少なくとも一つのカラーモデル信号値S、U、V、Y、及びI値の変化を分析する工程と、
前記分析可能な映像にある前記移動物を表示する各々の画素と前記背景映像の各々の画素とのI値の差を計算する工程と、
第一数量の画素を定義して、前記第一数量の各々の画素のI値の差が第一予定値より少ないものを設定する工程と、
前記第一数量と前記分析可能な映像にある前記移動物を表示する画素総数量との比値が第二予定値より多くになる時、分析結果が予定特徴と一致するものを判定する工程と、
前記分析する工程の前記分析結果を前記予定特徴と比較して、前記移動物を煙として判定する工程と、
前記移動物を前記煙として判定する時、警報を発生させる工程と、を備えてなることを特徴とする煙感知方法。
前記分析可能な映像にある前記移動物を表示する各々の画素のS値の変化を分析する工程と、
前記各々の画素のS値の変化が予定値より少ない時、前記分析結果が前記予定特徴と一致するものを判定する工程と、
を備えてなることを特徴とする請求項１１記載の煙感知方法。
前記各々の画素のU値とV値の絶対値を前記背景映像と比較して、より少ないものになる時、前記分析結果が予定特徴と一致するものを判定する工程と、
を備えてなることを特徴とする請求項１１記載の煙感知方法。
前記分析可能な映像のエッジぼやけ度とフリッカー周波数より少なくとも一つ選ばれたものを分析する工程、
を備えてなることを特徴とする請求項１１記載の煙感知方法。
前記移動物の重心を分析して、予定期間に前記移動物の面積変化量を分析する工程、
を備えてなることを特徴とする請求項１１記載の煙感知方法。
複数映像を保存して、前記複数映像の中の背景映像と移動物を有する分析可能な映像を含むための映像保存装置と、
前記映像保存装置と接続していて、前記分析可能な映像にある前記移動物を表示する各々の画素の少なくとも一つのカラーモデル信号値S、U、V、Y、及びI値の変化を分析するための分析装置と、
前記分析装置に接続していて、前記分析可能な映像にある前記移動物を表示する各々の画素と前記背景映像の各々の画素とのI値の差を計算し、第一数量の画素を定義して、前記第一数量の各々の画素のI値の差が第一予定値より少ないものを設定し、前記第一数量と前記分析可能な映像にある前記移動物を表示する画素総数量との比値が第二予定値より多くになる時、分析結果が予定特徴と一致するものを判定することにより、前記分析装置の前記分析結果を前記予定特徴と比較して、前記移動物を煙として判定するための判定装置と、
前記判定装置と接続していて、前記移動物を前記煙として判定する時、警報を発生させる警報装置と、を備え、
前記分析装置は、更にフリッカー周波数分析装置を含むものであり、
前記フリッカー周波数分析装置は、前記分析可能な映像のフリッカー周波数を分析するためのものである、ことを特徴とする煙感知装置。
前記分析装置は、更にエッジぼやけ度分析装置を含むものであり、
前記エッジぼやけ度分析装置は、前記分析可能な映像のエッジぼやけ度を分析するためのものである、
を備えてなることを特徴とする請求項１６記載の煙感知装置。
前記分析装置は、更に行動分析装置を含むものであり、
前記行動分析装置は、前記移動物の重心を分析して、予定期間に前記移動物の面積変化量を分析するためのものである、
を備えてなることを特徴とする請求項１６記載の煙感知装置。