JP5167163B2 - Smoke detector - Google Patents

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Description

本発明は、監視カメラにより撮像された画像に対して画像処理を施すことにより、煙の発生を検出する煙検出装置に関し、特に、基準画像と現画像との比較に基づいて、煙の発生を検出する煙検出装置に関する。   The present invention relates to a smoke detection device that detects the generation of smoke by performing image processing on an image captured by a surveillance camera, and in particular, generates smoke based on a comparison between a reference image and a current image. The present invention relates to a smoke detection device for detection.

火災発生時の初期消火、あるいは火災事故における逃げ遅れの防止の観点から、火災あるいは煙の早期発見が非常に重要となっている。そこで、煙検出装置の分野においては、監視カメラにより撮像された画像に対して画像処理を施すことで、煙の早期発見を行うことが研究されている。   From the viewpoint of initial fire extinguishment in the event of a fire or prevention of escape delay in a fire accident, early detection of fire or smoke is very important. Thus, in the field of smoke detection devices, research has been conducted on early detection of smoke by performing image processing on an image captured by a surveillance camera.

その一例として、トンネル内などにカメラを設置し、カメラにより撮像された画像に対して画像処理を施すことで、煙を検出する従来の煙検出装置がある。煙を検出するための画像処理では、一般的に、基準となる画像(基準画像)をあらかじめ記憶しておき、最新の撮像画像と基準画像との輝度差分画像を演算し、変化の生じた領域を抽出することで、煙を検出している。(例えば、特許文献1参照)。   As an example, there is a conventional smoke detection device that detects smoke by installing a camera in a tunnel or the like and performing image processing on an image captured by the camera. In image processing for detecting smoke, generally, a reference image (reference image) is stored in advance, a luminance difference image between the latest captured image and the reference image is calculated, and a region where a change has occurred The smoke is detected by extracting. (For example, refer to Patent Document 1).

また、日照などの影響により基準画像が時間的に変化することに対応するために、基準画像を定期的に更新することが行われている。   In addition, the reference image is regularly updated in order to cope with the temporal change of the reference image due to the influence of sunlight.

このように、カメラにより撮像された画像に対して画像処理を施して煙検出を行うことで、次の2点のメリットが得られる。
1)監視カメラの画像を目視確認することで、遠隔地において煙検出状況の把握が可能となる。
2)すでに設置されている監視カメラを流用することが可能であり、効率的な設備を構築できる。
Thus, by performing image processing on the image captured by the camera and performing smoke detection, the following two merits can be obtained.
1) By visually confirming the image of the surveillance camera, it is possible to grasp the smoke detection status in a remote place.
2) It is possible to divert already installed surveillance cameras and construct efficient equipment.

特許第3909665号公報Japanese Patent No. 3909665

しかしながら、従来技術には次のような課題がある。
監視カメラの画像は、常に照明条件や視野が安定している環境で撮像されることが好ましい。しかしながら、監視場所によっては、必ずしもこのような好条件下ばかりでなく、監視範囲内には、人などの移動物が往来する場所、あるいは日照条件等が時間とともに変化する場所などがある。
However, the prior art has the following problems.
It is preferable that the image of the surveillance camera is always taken in an environment where the illumination conditions and the visual field are stable. However, depending on the monitoring location, there are not only such favorable conditions, but within the monitoring range, there are places where moving objects such as people come and go, or places where the sunshine conditions change with time.

従来技術においては、このような監視に適さないエリアに関して部分的に発生した輝度変化に対しても、煙が発生していないにもかかわらず、輝度差分結果から煙が発生したと誤検出してしまう可能性がある。また、監視に適さないエリアは、煙検出を行わないようにマスキングしてしまうことも考えられるが、監視可能範囲が限定されてしまう結果となってしまう。   In the prior art, even for a luminance change partially generated in an area that is not suitable for monitoring, it is erroneously detected that smoke has been generated from the luminance difference result even though smoke has not been generated. There is a possibility. In addition, it is conceivable that an area that is not suitable for monitoring may be masked so that smoke detection is not performed, but this results in a limited monitoring range.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、監視領域での変化領域が人によるものであるか、煙によるものであるかを識別し、精度が高く安定した煙検出を実現できる煙検出装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and identifies whether the change area in the monitoring area is caused by humans or smoke. It aims at obtaining the smoke detection apparatus which can implement | achieve a detection.

本発明に係る煙検出装置は、監視カメラにより撮像された現画像内、および記憶部にあらかじめ記憶された基準画像内に共通に設定された複数の領域のそれぞれに対して、煙に関する特徴量を抽出する煙特徴量算出手段と、複数の領域のそれぞれにおいて煙特徴量算出手段により抽出された現画像における特徴量および基準画像における特徴量と、所定の基準判定値とに基づいて複数の領域のそれぞれにおける煙の発生した可能性が高い領域を検出する領域別煙判定手段とを備える煙検出装置であって、現画像が撮像されるごとに、複数の領域のすべてについて、領域別煙判定手段により煙の発生した可能性が高い領域と判断された領域をマッピングし、マッピングされた領域間の最大離隔距離が所定値以上となった状態がn回(nは、1以上の整数)以上続いた場合に、撮像された現画像内で煙が発生したと判断するマッピング判定手段をさらに備えるものである。   The smoke detection apparatus according to the present invention provides a feature amount related to smoke for each of a plurality of areas set in common in a current image captured by a surveillance camera and a reference image stored in advance in a storage unit. Based on the smoke feature quantity calculating means to be extracted, the feature quantity in the current image and the feature quantity in the reference image extracted by the smoke feature quantity calculation means in each of the plurality of areas, and a predetermined reference judgment value A smoke detection device that includes a region-specific smoke determination unit that detects a region where smoke is highly likely to be generated, and each time a current image is captured, the region-specific smoke determination unit By mapping the areas that are determined to be areas where the possibility of smoke generation is high, the maximum separation distance between the mapped areas is n times or more (n is 1 or more). If lasted integer) or more, and further comprising a mapping determining section for determining that smoke has occurred in the current image captured.

本発明に係る煙検出装置によれば、複数の領域に渡って広がりを持つ煙の特性を利用して、煙が発生した可能性の高い領域のマッピング結果から、所定の広がりを持つ領域の有無を判断することにより、精度が高く人と煙との識別を行って、安定した煙検出を実現できる煙検出装置を得ることができる。   According to the smoke detection device of the present invention, the presence or absence of a region having a predetermined spread is obtained from the mapping result of a region where smoke is likely to be generated using the characteristics of smoke having a spread over a plurality of regions. By determining the above, it is possible to obtain a smoke detection device that can realize stable smoke detection by identifying human and smoke with high accuracy.

本発明の実施の形態1における煙検出装置の構成図である。It is a block diagram of the smoke detection apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における領域分割の説明図である。It is explanatory drawing of the area division | segmentation in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における煙特徴量算出手段により算出されるクラス間分散の距離の説明図である。It is explanatory drawing of the distance of the dispersion | distribution between classes calculated by the smoke feature-value calculation means in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるマッピング判定手段による判定方法の説明図である。It is explanatory drawing of the determination method by the mapping determination means in Embodiment 1 of this invention.

以下、本発明の煙検出装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。   Hereinafter, a preferred embodiment of a smoke detection device of the present invention will be described with reference to the drawings.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1における煙検出装置の構成図である。本実施の形態1における煙検出装置は、画像メモリ10、記憶部20、煙特徴量算出手段30、領域別煙判定手段40、及びマッピング判定手段50を備えている。さらに、煙検出装置には、監視対象の画像を撮像する監視カメラ1が接続されている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram of a smoke detection device according to Embodiment 1 of the present invention. The smoke detection apparatus according to the first embodiment includes an image memory 10, a storage unit 20, a smoke feature amount calculation unit 30, a region-specific smoke determination unit 40, and a mapping determination unit 50. Furthermore, a monitoring camera 1 that captures an image to be monitored is connected to the smoke detection device.

画像メモリ10は、監視カメラ1により撮像される現画像を記憶するとともに、煙等が発生していない正常状態での画像を基準画像としてあらかじめ記憶している記憶部である。煙特徴量算出手段30は、監視カメラ1により撮像された現画像内、および画像メモリ10にあらかじめ記憶された基準画像内に共通に設定された複数の領域のそれぞれに対して、煙に関する特徴量を抽出する。   The image memory 10 is a storage unit that stores a current image picked up by the monitoring camera 1 and stores an image in a normal state where no smoke or the like is generated as a reference image in advance. The smoke feature quantity calculation means 30 is a feature quantity related to smoke for each of a plurality of areas set in common in the current image captured by the monitoring camera 1 and in the reference image stored in advance in the image memory 10. To extract.

図2は、本発明の実施の形態1における領域分割の説明図である。図2に示すように、監視カメラで撮像される1画面全体の領域は、監視対象、視野サイズ等に応じてあらかじめ決められた複数の領域にマトリクス状に分割されている。そして、煙特徴量算出手段30は、基準画像および現画像のそれぞれについて、分割されたそれぞれの領域ごとに、煙に関する特徴量の抽出を行う。   FIG. 2 is an explanatory diagram of area division according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the entire area of one screen imaged by the monitoring camera is divided into a plurality of areas determined in advance according to the monitoring target, the visual field size, and the like. Then, the smoke feature amount calculation means 30 extracts a feature amount related to smoke for each of the divided regions for each of the reference image and the current image.

本発明においては、煙に関する特徴量の一例として、クラス間分散の距離を算出する場合について説明する。図3は、本発明の実施の形態1における煙特徴量算出手段30により算出されるクラス間分散の距離の説明図である。図3(a)は、基準画像のある1つの領域に対するクラス間分散の距離を示している。また、図3(b)は、人などの移動物が往来した際の現画像のある1つの領域に対するクラス間分散の距離を示している。さらに、図3(c)は、煙が発生した際の現画像のある1つの領域に対するクラス間分散の距離を示している。   In the present invention, the case of calculating the distance between classes as an example of the feature quantity related to smoke will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram of the distance between class variances calculated by the smoke feature quantity calculation unit 30 according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 3A shows the distance of interclass variance for a certain region of the reference image. FIG. 3B shows the distance between classes for one region of the current image when a moving object such as a person comes and goes. Furthermore, FIG. 3C shows the distance of interclass dispersion for one region of the current image when smoke is generated.

まず始めに、図3(a)において、人や煙のない基準画像に基づいて、ある1つの領域内の各画素の輝度分布を求める場合について説明する。領域全体の輝度分布には、最も輝度の高い画素から第1の所定画素数の範囲で構成される第1の輝度分布61aと、最も多い画素数を有する輝度を中心に第2の所定画素数で構成される第2の輝度分布62aが含まれている。そこで、煙特徴量算出手段30は、第1の輝度分布61aと第2の輝度分布62aとのそれぞれの重心を求めて、続いて、それらの重心から重心間距離63aを求め、図3(a)の画像におけるクラス間分散の距離と規定する。   First, a case where the luminance distribution of each pixel in a certain region is obtained based on a reference image without a person or smoke in FIG. 3A will be described. The luminance distribution of the entire region includes the first predetermined luminance distribution 61a configured in the range from the highest luminance pixel to the first predetermined number of pixels and the second predetermined number of pixels centered on the luminance having the largest number of pixels. Is included. Therefore, the smoke feature amount calculating means 30 obtains the respective centroids of the first luminance distribution 61a and the second luminance distribution 62a, and subsequently obtains a distance 63a between the centroids from these centroids, and FIG. ) Is defined as the distance between classes in the image.

次に、図3(b)において、人などの移動物が往来した際の現画像に基づいて、基準画像と同じ部分の領域内の各画素の輝度分布を求める場合を説明する。ここでは、領域全体の輝度分布には、最も輝度の高い画素から第1の所定画素数の範囲で構成される第1の輝度分布61bと、最も多い画素数を有する輝度を中心に第2の所定画素数で構成される第2の輝度分布62bが含まれている。そこで、煙特徴量算出手段30は、第1の輝度分布61bと第2の輝度分布62bとの重心間距離63bを求め、図3(b)の画像におけるクラス間分散の距離と規定する。   Next, in FIG. 3B, a case will be described in which the luminance distribution of each pixel in the same area as the reference image is obtained based on the current image when a moving object such as a person comes and goes. Here, the luminance distribution of the entire region includes the first luminance distribution 61b configured from the highest luminance pixel to the first predetermined number of pixels and the second luminance centering on the luminance having the largest number of pixels. A second luminance distribution 62b composed of a predetermined number of pixels is included. Therefore, the smoke feature amount calculation means 30 obtains the distance 63b between the centers of gravity of the first luminance distribution 61b and the second luminance distribution 62b, and defines it as the distance between the classes in the image of FIG.

同様に、図3(c)において、煙が発生した際の現画像に基づいて、基準画像と同じ部分の領域内の各画素の輝度分布を求めると、領域全体の輝度分布には、最も輝度の高い画素から第1の所定画素数の範囲で構成される第1の輝度分布61cと、最も多い画素数を有する輝度を中心に第2の所定画素数で構成される第2の輝度分布62cが含まれている。そこで、煙特徴量算出手段30は、第1の輝度分布61cと第2の輝度分布62cとの重心間距離63cを求め、図3(c)の画像におけるクラス間分散の距離と規定する。   Similarly, in FIG. 3C, when the luminance distribution of each pixel in the area of the same portion as the reference image is obtained based on the current image when smoke is generated, the luminance distribution of the entire area has the highest luminance. A first luminance distribution 61c configured from a high pixel to a first predetermined number of pixels and a second luminance distribution 62c configured by a second predetermined number of pixels centering on the luminance having the largest number of pixels. It is included. Therefore, the smoke feature amount calculating means 30 obtains the distance 63c between the centers of gravity of the first luminance distribution 61c and the second luminance distribution 62c, and defines the distance between the classes in the image of FIG.

ここで、輝度分布の変化に着目すると、図3(b)に示すように、領域内に人などの移動物が往来した際には、人物の大きさに比べて1つの領域の大きさの方が大きいので、図2で示した1つの領域全体の大きさに対して、その領域の一部分のみで輝度変化要因が発生したこととなり、領域全体としての輝度分布の変化は少ない。この結果、重心間距離63bは、基準画像における重心間距離63aと近い値になると考える。   Here, paying attention to the change in luminance distribution, as shown in FIG. 3B, when a moving object such as a person comes and goes within the area, the size of one area is larger than the size of the person. Therefore, the luminance change factor is generated only in a part of the area with respect to the size of the entire area shown in FIG. 2, and the change in the luminance distribution as the entire area is small. As a result, the distance 63b between the centers of gravity is considered to be a value close to the distance 63a between the centers of gravity in the reference image.

これに対して、図3(c)に示すように、カメラが撮影する場所において、煙が発生した際には、煙は画面全体にわたって広がるので、図2で示した領域の全体で輝度変化要因が発生したこととなり、領域全体としての輝度分布の変化が起こる。さらに、煙の影響により、領域全体としての平均輝度が下がり、輝度の高い部分と輝度の低い部分との差がほとんどなくなり、重心間距離63cは、基準画像における重心間距離63aよりも短くなると考える。   On the other hand, as shown in FIG. 3 (c), when smoke is generated at a place where the camera takes an image, the smoke spreads over the entire screen, so that the luminance change factor in the entire area shown in FIG. As a result, the luminance distribution of the entire region changes. Further, due to the influence of smoke, the average luminance of the entire region is lowered, there is almost no difference between the high luminance portion and the low luminance portion, and the intercentroid distance 63c is shorter than the intercentroid distance 63a in the reference image. .

そこで、領域別煙判定手段40は、複数の領域のそれぞれにおいて煙特徴量算出手段30により抽出された現画像における重心間距離(63b、63cに相当)が、基準画像における重心間距離(63aに相当)と比較して所定比率以上短くなった場合に、煙の発生した可能性が高い領域と判断することができる。   Therefore, the area-specific smoke determination unit 40 determines that the distance between the centroids (corresponding to 63b and 63c) in the current image extracted by the smoke feature amount calculation unit 30 in each of the plurality of areas is the distance between the centroids in the reference image (63a). If it is shorter than the predetermined ratio, it can be determined that there is a high possibility that smoke has been generated.

このように、複数の領域に渡って広がりを持つ煙の特性と、局所的な輝度変化要因となる人などの移動物の特性を利用することで、輝度分布に基づく重心間距離の変化から、煙が発生した可能性が高い領域を特定することができる。   In this way, by using the characteristics of smoke that spreads over multiple areas and the characteristics of moving objects such as people that cause local brightness changes, from the change in the distance between the centers of gravity based on the brightness distribution, It is possible to identify an area where smoke is likely to be generated.

次に、マッピング判定手段50について説明する。上述したように、検出対象である煙は、複数の領域に渡って広がりを持つ特性がある。即ち、図2のように監視画像を複数個に分割した場合には、領域別煙判定手段40によって複数の領域が、煙の発生した可能性が高い領域と判断される。そこで、マッピング判定手段50は、領域別煙判定手段40により煙が発生した可能性が高いとして特定された領域を画面上にマッピングしていき、そのマッピング結果の広がり具合から、最終的に煙の発生の有無を判断している。   Next, the mapping determination unit 50 will be described. As described above, the smoke that is the detection target has a characteristic that spreads over a plurality of regions. That is, when the monitoring image is divided into a plurality of images as shown in FIG. 2, the plurality of areas are determined to be areas where the possibility of smoke is high by the area-specific smoke determination means 40. Therefore, the mapping determination means 50 maps the area identified as having a high possibility of the occurrence of smoke by the area-specific smoke determination means 40 on the screen, and finally the smoke is determined from the extent of the mapping result. The presence or absence of occurrence is judged.

図4は、本発明の実施の形態1におけるマッピング判定手段50による判定方法の説明図である。マッピング判定手段50は、先の図2で示したように複数の分割領域のそれぞれについて領域別煙判定手段40により煙が発生した可能性が高いとして特定された領域をマッピングしていく。   FIG. 4 is an explanatory diagram of a determination method performed by the mapping determination unit 50 according to Embodiment 1 of the present invention. The mapping determination means 50 maps the areas specified by the area-specific smoke determination means 40 as having a high possibility that smoke has been generated for each of the plurality of divided areas as shown in FIG.

図4(a)は、監視対象の画面内に人などの移動物が侵入した場合のマッピング結果であり、図4(b)は、監視対象の画面内で煙が発生した場合のマッピング結果である。図4(a)、(b)において、黒く塗りつぶされた領域が、領域別煙判定手段40により煙が発生した可能性が高いとして特定された領域に相当している。なお、通常は、領域別煙判定手段40では、人が検出されることはないが、人の位置、人数または動き方などによって、誤って検出される場合を想定している。   FIG. 4A is a mapping result when a moving object such as a person enters the monitoring target screen, and FIG. 4B is a mapping result when smoke is generated in the monitoring target screen. is there. 4 (a) and 4 (b), the blacked out area corresponds to the area specified by the area-specific smoke determining means 40 as having a high possibility that smoke has been generated. Normally, the area-specific smoke determination means 40 does not detect a person, but assumes a case where it is detected erroneously depending on the position of the person, the number of persons, or how to move.

人などの移動物が侵入した場合に、煙が発生した可能性が高いとしてマッピングされたとしても、この場合のマッピングされた領域は、ある局所的な範囲に止まる可能性が高い。図4(a)では、マッピングされた領域間の最大離隔距離、即ち、マッピングされた領域において、縦方向と横方向においてそれぞれ最も離れている領域同士の距離が、横方向で2領域分、縦方向で4領域分となっている場合を例示している。   Even if a moving object such as a person invades, even if it is mapped that smoke is likely to be generated, the mapped area in this case is likely to remain within a certain local range. In FIG. 4A, the maximum separation distance between the mapped areas, that is, the distance between the areas farthest in the vertical direction and the horizontal direction in the mapped area is two areas in the horizontal direction. A case where there are four areas in the direction is illustrated.

一方、実際に煙が発生し、煙が発生した可能性が高いとしてマッピングされた場合には、このマッピングされた領域は、煙の特性から広範囲に渡っている可能性が高い。図4(b)では、マッピングされた領域間の最大離隔距離が、横方向で7領域分、縦方向で4領域分となっている場合を例示している。   On the other hand, in the case where the smoke is actually generated and the mapping is performed on the assumption that the smoke is likely to be generated, the mapped area is likely to have a wide range due to the characteristics of the smoke. FIG. 4B illustrates a case where the maximum separation distance between the mapped areas is 7 areas in the horizontal direction and 4 areas in the vertical direction.

従って、マッピング判定手段50は、マッピングされた領域間の最大離隔距離が所定値以上になったか否かを判断することで、最終的に煙の発生の有無を判断することができる。例えば、横方向と縦方向のそれぞれの所定値を別個に設定し、両方向で条件を満たした場合に、煙が発生したと判断することができる。図4の例では、所定値として、横方向5領域以上、縦方向3領域以上と設定しておくことにより、人などの移動物が侵入した図4(a)の場合には、煙が発生していないと判断し、実際に煙が発生した図4(b)の場合のみ、煙が発生したと判断できる。   Therefore, the mapping determination means 50 can finally determine whether or not smoke is generated by determining whether or not the maximum separation distance between the mapped areas has become a predetermined value or more. For example, it is possible to determine that smoke is generated when the predetermined values in the horizontal direction and the vertical direction are set separately and the conditions are satisfied in both directions. In the example of FIG. 4, smoke is generated in the case of FIG. 4A in which a moving object such as a person has entered by setting the predetermined value to be 5 areas or more in the horizontal direction and 3 areas or more in the vertical direction. It can be determined that smoke has been generated only in the case of FIG.

あるいは、1つの所定値を設定しておき、横方向あるいは縦方向のいずれか一方で条件を満たした場合に、煙が発生したと判断することもできる。図4の例では、横方向と縦方向で共通の所定値として、5領域以上と設定しておくことにより、人などの移動物が侵入した図4(a)の場合には、煙が発生していないと判断し、実際に煙が発生した図4(b)の場合のみ、煙が発生したと判断することができる。または、縦方向と横方向の値において、大きい値をとったものと所定値とを比較して、所定値よりも大きければ煙があるものと判断するようにしてもよい。   Alternatively, it is possible to determine that smoke is generated when one predetermined value is set and the condition is satisfied in either the horizontal direction or the vertical direction. In the example of FIG. 4, smoke is generated in the case of FIG. 4A in which a moving object such as a person has entered by setting a predetermined value common to the horizontal direction and the vertical direction to 5 areas or more. Only in the case of FIG. 4B in which smoke is actually generated, it can be determined that smoke has been generated. Alternatively, in the values in the vertical direction and the horizontal direction, a value that has a large value may be compared with a predetermined value, and if the value is larger than the predetermined value, it may be determined that there is smoke.

さらに、煙発生の検出精度を向上させる方法として、次のような改良策をとることもできる。
まず、第1の改良策として、マッピング判定手段50は、時系列的に得られる現画像に対するマッピング結果に基づいて、マッピングされた領域間の最大離隔距離が所定値以上となった状態が2回以上続いた場合に、煙が発生したと最終的に判断することができる。このように、時系列的な情報を加味することで、一過性の外乱を煙として誤検出する可能性を減らすことができる。
Furthermore, the following improvement measures can be taken as a method for improving the detection accuracy of smoke generation.
First, as a first improvement measure, the mapping determination unit 50 determines that the maximum separation distance between the mapped regions is equal to or greater than a predetermined value twice based on the mapping result for the current image obtained in time series. If it continues, it can be finally determined that smoke has been generated. In this way, by adding time-series information, it is possible to reduce the possibility of erroneously detecting a transient disturbance as smoke.

また、第2の改良策として、マッピング判定手段50は、マッピングする際に、隣接領域がマッピングされていない孤立領域をマッピング対象領域から除外するようにしている。ここで、孤立領域とは、例えば図4(a)の人の脚の部分の領域のように、対象となる領域において、その周囲の8つの領域が、いずれも煙ありと判定されていない領域のことをいう。この孤立領域を除外した後のマッピング結果における領域間の最大離隔距離が所定値以上となった状態が1回以上続いた場合に、煙が発生したと最終的に判断することができる。このように、孤立領域を除去することで、複数の領域に渡って広がりを持つ煙の特性を利用した適切な判断ができ、煙の検出精度の向上を図ることができる。   As a second improvement measure, the mapping determination unit 50 excludes an isolated region in which the adjacent region is not mapped from the mapping target region when mapping. Here, the isolated region is a region in which the surrounding eight regions are not determined to have any smoke in the target region, such as the region of the human leg portion in FIG. I mean. When the state in which the maximum separation distance between the regions in the mapping result after excluding the isolated region has become a predetermined value or more continues once or more, it can be finally determined that smoke has been generated. In this way, by removing the isolated region, it is possible to make an appropriate determination using the characteristics of smoke that spreads over a plurality of regions, and it is possible to improve smoke detection accuracy.

さらに、第3の改良策として、煙特徴量算出手段30は、現画像が取り込まれるたびに算出した重心間距離を時系列データとして記憶部20に逐次記憶させる。そして、領域別煙判定手段40は、記憶部20に記憶された現画像に対して算出された重心間距離の時系列データに基づいて重心間距離の移動平均を算出し、算出した重心間距離の移動平均が、基準画像に対して算出された重心間距離と比較して所定比率以上短くなった場合に、煙の発生した可能性が高い領域と判断することができる。このように、移動平均を採用することにより、一過性の外乱を煙として誤検出する可能性を減らすことができる。   Further, as a third improvement measure, the smoke feature amount calculation means 30 sequentially stores the distance between the centers of gravity calculated each time the current image is captured in the storage unit 20 as time series data. Then, the area-specific smoke determination means 40 calculates a moving average of the distance between the center of gravity based on the time series data of the distance between the center of gravity calculated for the current image stored in the storage unit 20, and calculates the distance between the center of gravity When the moving average of is shorter than a predetermined ratio compared to the distance between the centers of gravity calculated with respect to the reference image, it can be determined that there is a high possibility that smoke has occurred. Thus, by adopting the moving average, it is possible to reduce the possibility of erroneously detecting a transient disturbance as smoke.

以上のように、実施の形態1によれば、複数の領域に渡って広がりを持つ煙の特性を利用して、煙が発生した可能性の高い領域のマッピング結果から、所定の広がりを持つ領域の有無を判断することにより、誤検出を低減し、検出精度の向上を図った煙検出装置を得ることができる。   As described above, according to the first embodiment, a region having a predetermined spread is obtained from a mapping result of a region where smoke is likely to be generated using the characteristics of smoke having a spread over a plurality of regions. By determining whether or not there is a smoke detection device, it is possible to obtain a smoke detection device that reduces false detection and improves detection accuracy.

また、煙の発生した可能性が高い領域を特定するために、輝度分布に基づく重心間距離を煙に関する特徴量として採用している。これにより、人などの移動物の往来等が発生する局所的な輝度変化要因を誤検出することなく、煙の発生による複数領域に渡って発生する全体的な輝度変化要因のみを確実に抽出することができる。   In addition, in order to identify a region where smoke is highly likely to be generated, the distance between the centers of gravity based on the luminance distribution is employed as the feature amount regarding smoke. As a result, it is possible to reliably extract only the overall luminance change factor generated over a plurality of areas due to the generation of smoke without erroneously detecting a local luminance change factor that causes the movement of a moving object such as a person. be able to.

なお、上述の説明では、煙に関する特徴量として、重心間距離について説明したが、本発明における特徴量としては、重心間距離の代わりに、両輝度分布間のコントラスト比を輝度勾配として算出することも考えられる。すなわち、基準画像のコントラスト比と、現画像のコントラスト比の両者の比率を輝度勾配として算出し、この輝度勾配が所定範囲内の勾配になった場合に、領域別煙判定手段40は、煙の発生した可能性が高い領域と判断することができる。   In the above description, the distance between the center of gravity has been described as the feature quantity related to smoke. However, as the feature quantity in the present invention, the contrast ratio between both luminance distributions is calculated as the brightness gradient instead of the distance between the center of gravity. Is also possible. That is, the ratio of both the contrast ratio of the reference image and the contrast ratio of the current image is calculated as a luminance gradient, and when this luminance gradient becomes a gradient within a predetermined range, the area-specific smoke determination means 40 It can be determined that the region is likely to have occurred.

このような輝度勾配を煙に関する特徴量として採用した場合にも、上述した第1〜第3の改良策を適用することができる。   Even when such a luminance gradient is adopted as a feature quantity related to smoke, the above-described first to third improvement measures can be applied.

なお、本実施形態においては、基準画像を使用して輝度分布からの重心間距離を煙の特徴量として算出するようにしたが、特に、基準画像を用いる必要はなく、最新の画像の平均輝度値を煙の特徴量として算出するようにしてもよい。
また、領域の最大離隔距離の算出に関しては、ユークリッド距離として計算をするようにしてもよい。
In the present embodiment, the distance between the centroids from the luminance distribution is calculated as the smoke feature amount using the reference image, but it is not particularly necessary to use the reference image, and the average luminance of the latest image is not required. The value may be calculated as a feature amount of smoke.
Further, regarding the calculation of the maximum separation distance of the region, it may be calculated as the Euclidean distance.

1 監視カメラ、10 画像メモリ、20 記憶部、30 煙特徴量算出手段、40 領域別煙判定手段、50 マッピング判定手段、61a、61b、61c 第1の輝度分布、62a、62b、62c 第2の輝度分布、63a、63b、63c 重心間距離。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Surveillance camera, 10 image memory, 20 memory | storage part, 30 Smoke feature-value calculation means, 40 Area | region smoke determination means, 50 Mapping determination means, 61a, 61b, 61c 1st luminance distribution, 62a, 62b, 62c 2nd Luminance distribution, 63a, 63b, 63c Distance between centroids.

Claims (5)

監視カメラにより撮像された現画像内に設定された複数の領域のそれぞれに対して、煙に関する特徴量を抽出する煙特徴量算出手段と、
前記複数の領域のそれぞれにおいて前記煙特徴量算出手段により抽出された前記現画像における特徴量と、所定の基準判定値とに基づいて前記複数の領域のそれぞれにおける煙の発生した可能性が高い領域を検出する領域別煙判定手段と
を備える煙検出装置であって、
現画像が撮像されるごとに、前記複数の領域のすべてについて、前記領域別煙判定手段により煙の発生した可能性が高い領域と判断された領域をマッピングし、マッピングされた領域間の最大離隔距離が所定値以上となった状態がn回(nは、1以上の整数)以上続いた場合に、撮像された現画像内で煙が発生したと判断するマッピング判定手段
をさらに備えることを特徴とする煙検出装置。
Smoke feature quantity calculating means for extracting feature quantities related to smoke for each of a plurality of areas set in the current image captured by the monitoring camera;
A region where smoke is highly likely to occur in each of the plurality of regions based on the feature amount in the current image extracted by the smoke feature amount calculation unit and a predetermined reference determination value in each of the plurality of regions. A smoke detection device comprising a region-specific smoke determination means for detecting
Each time the current image is captured, the area determined as the area where smoke is likely to be generated by the area smoke determination unit is mapped for all of the plurality of areas, and the maximum separation between the mapped areas is mapped. Mapping determination means for determining that smoke has occurred in the captured current image when the state where the distance is equal to or greater than the predetermined value continues n times (where n is an integer equal to or greater than 1). A smoke detector.
請求項1に記載の煙検出装置において、
前記煙特徴量算出手段は、前記現画像内の領域と共通に設定され、記憶部にあらかじめ記憶された基準画像内に設定された複数の領域のそれぞれに対して、煙に関する特徴量を抽出し、
前記領域別煙判定手段は、前記複数の領域のそれぞれにおいて前記煙特徴量算出手段により抽出された前記現画像における特徴量および前記基準画像における特徴量と、所定の基準判定値とに基づいて前記複数の領域のそれぞれにおける煙の発生した可能性が高い領域を検出する
ことを特徴とする煙検出装置。
The smoke detection device according to claim 1,
The smoke feature amount calculation means extracts a feature amount related to smoke for each of a plurality of regions set in the reference image that is set in common with the region in the current image and stored in advance in the storage unit. ,
The region-specific smoke determination means is based on the feature amount in the current image and the feature amount in the reference image extracted by the smoke feature amount calculation means in each of the plurality of regions, and a predetermined reference determination value. A smoke detection device that detects an area where smoke is likely to be generated in each of a plurality of areas.
請求項2に記載の煙検出装置において、
前記マッピング判定手段は、前記領域別煙判定手段により煙の発生した可能性が高い領域と判断された領域をマッピングした際に、隣接領域がマッピングされていない孤立領域をマッピング対象領域から除外し、前記孤立領域を除外した後のマッピングされた領域間の最大離隔距離が所定値以上となった状態がn回(nは、1以上の整数)以上続いた場合に、撮像された現画像内で煙が発生したと判断することを特徴とする煙検出装置。
The smoke detection device according to claim 2,
The mapping determination unit excludes an isolated region in which an adjacent region is not mapped from a mapping target region when mapping a region that is determined to be a region where smoke is likely to be generated by the region-specific smoke determination unit, When the state where the maximum separation distance between the mapped areas after excluding the isolated area has become a predetermined value or more continues n times (n is an integer of 1 or more), in the captured current image A smoke detection device that judges that smoke has been generated.
請求項2または3に記載の煙検出装置において、
前記煙特徴量算出手段は、前記現画像内および前記基準画像内の前記複数の領域のそれぞれにおいて、領域内の輝度分布を求め、前記輝度分布の中から最も輝度の高い画素から第1の所定画素数の範囲で構成される第1の輝度分布と、最も多い画素数を有する輝度を中心に第2の所定画素数で構成される第2の輝度分布とを抽出し、両輝度分布間の重心間距離を算出し、
前記領域別煙判定手段は、前記複数の領域のそれぞれにおいて、前記現画像に対して算出された重心間距離が、前記基準画像に対して算出された重心間距離と比較して所定比率以上短くなった場合に、煙の発生した可能性が高い領域と判断する
ことを特徴とする煙検出装置。
The smoke detection device according to claim 2 or 3,
The smoke feature amount calculating unit obtains a luminance distribution in each of the plurality of regions in the current image and the reference image, and performs a first predetermined determination from a pixel having the highest luminance in the luminance distribution. A first luminance distribution composed of a range of the number of pixels and a second luminance distribution composed of a second predetermined number of pixels centering on the luminance having the largest number of pixels are extracted, and between the two luminance distributions Calculate the distance between the center of gravity,
The area-specific smoke determination means is configured such that, in each of the plurality of areas, the center-of-gravity distance calculated for the current image is shorter than the center-of-gravity distance calculated for the reference image by a predetermined ratio or more. When this happens, it is determined that the area is likely to generate smoke.
請求項2または3に記載の煙検出装置において、
前記煙特徴量算出手段は、前記重心間距離の代わりに、両輝度分布間のコントラスト比を輝度勾配として算出し、
前記領域別煙判定手段は、前記複数の領域のそれぞれにおいて、算出された前記輝度勾配が所定範囲内の勾配になった場合に、煙の発生した可能性が高い領域と判断する
ことを特徴とする煙検出装置。
The smoke detection device according to claim 2 or 3,
The smoke feature amount calculating means calculates a contrast ratio between both luminance distributions as a luminance gradient instead of the distance between the center of gravity,
The area-specific smoke determination means determines that smoke is highly likely to be generated when the calculated brightness gradient is within a predetermined range in each of the plurality of areas. Smoke detection device.
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