JP7503174B2 - Smoke detection device and method - Google Patents
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Description
本発明は、カメラで撮像した監視領域の画像から火災による煙を検知する煙の検出装置及び煙の検出方法に関する。 The present invention relates to a smoke detection device and a smoke detection method that detect smoke caused by a fire from an image of a monitored area captured by a camera.
従来、監視カメラで撮像した監視領域の画像に対し画像処理を施すことにより、火災を検知するようにした様々な装置やシステムが提案されている。 Conventionally, various devices and systems have been proposed that detect fires by applying image processing to images of a monitored area captured by a surveillance camera.
このような煙の検出装置にあっては、火災発生に対する初期消火や避難誘導の観点から火災の早期発見が重要である。 With such smoke detection devices, early detection of fires is important from the perspective of early fire extinguishing and evacuation guidance.
このため従来装置(特許文献1)にあっては、画像から火災に伴う煙により起きる現象として、透過率又はコントラストの低下、輝度値の特定値への収束、輝度分布範囲が狭まって輝度の分散の低下、煙による輝度の平均値の変化、エッジの総和量の低下、低周波帯域の強度増加を導出し、これらを総合的に判断して煙の検出を可能としている。 For this reason, the conventional device (Patent Document 1) derives from an image the following phenomena caused by smoke associated with a fire: a decrease in transmittance or contrast, convergence of brightness values to a specific value, a decrease in brightness variance due to a narrowing of the brightness distribution range, a change in the average brightness value due to smoke, a decrease in the sum of edges, and an increase in intensity in the low-frequency band, and makes a comprehensive judgment of these to detect smoke.
しかしながら、このような従来の火災に伴う煙の画像から火災を検知する火災検知システムにあっては、監視カメラで撮像した画像全体を処理して煙による特徴的な変化を検知して火災を判断しており、画像全体から火災を判断するための処理負担が増加して処理に時間がかかるという問題がある。 However, conventional fire detection systems that detect fires from images of smoke associated with such fires process the entire image captured by a surveillance camera to detect characteristic changes caused by smoke and determine whether or not there is a fire, which increases the processing load required to determine whether there is a fire from the entire image, resulting in a problem of increased processing time.
この問題を解決するため、特許文献2にあっては、火災により立ち上る煙の内部には、濃度の濃い領域と濃度の薄い領域があり、濃度の濃い煙の領域が順次出現して上方に移動して行く現象が現れることから、撮像した画像から濃度の濃い煙の部分に例えばパーティクルフィルタの規則に従ってクラスを配置し、各クラスを画像毎に追跡して位置情報を求め、煙による特徴的な上方に移動する変化を検知することで、確実な火災判断を可能としている。 To solve this problem, in Patent Document 2, the smoke rising from a fire contains areas of high and low density, and since there is a phenomenon in which areas of high density smoke appear one after another and move upward, classes are placed in the areas of high density smoke from the captured image, for example according to the rules of a particle filter, and each class is tracked for each image to obtain position information, and the characteristic upward movement caused by the smoke is detected, making it possible to reliably identify a fire.
ところで、このような従来のパーティクルフィルタを用いて煙領域にクラスを配置して追跡する手法にあっては、対象画像にパーティクルをばら撒いてクラスを配置する場合、パーティクルが一ヶ所に集中し、複数のクラスを配置して追跡することができない問題があることから、監視領域に多数スポット光を照射し、監視カメラで撮像した監視領域の画像に散在するスポット光の当たっている領域の画像を抽出して追跡処理することで、複数のクラスを生成して追跡することを可能としている。 However, in such conventional methods of using particle filters to place classes in smoke regions and track them, when scattering particles in the target image to place classes, there is a problem that the particles concentrate in one place, making it impossible to place and track multiple classes. Therefore, by shining multiple spot lights onto the monitored area and extracting and tracking images of areas irradiated by spot lights scattered in the image of the monitored area captured by the surveillance camera, it is possible to generate and track multiple classes.
しかしながら、監視領域に多数スポット光を照射するために特殊なスポット照射装置が必要となり、スポット光が当たっていることを分からなくするために赤外線光源を使用しており、通常の可視光による照明環境で使用することができず、汎用性に欠ける問題がある。 However, a special spot irradiation device is required to shine multiple spot lights onto the surveillance area, and an infrared light source is used to make it difficult to tell that the spot lights are hitting the area, meaning that it cannot be used in a lighting environment with normal visible light, resulting in a lack of versatility.
本発明は、可視光の照明環境で撮像した画像を対象に、パーティクルフィルタによるクラス追跡でパーティクルが一ヶ所に集中せず、煙領域を示す複数のクラスを時系列的に配置して煙に特有な動きを捉え、火災を早期に検知可能とする煙の検出装置及び煙の検出方法を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a smoke detection device and method that targets images captured in a visible light lighting environment, prevents particles from concentrating in one place when tracking classes using a particle filter, and arranges multiple classes that indicate smoke regions in a time series to capture movements specific to smoke, enabling early detection of fires.
(煙の検出装置)
本発明は、撮像手段で撮像された画像毎に、画像中の煙領域に対応したクラスを配置し、当該クラスの移動軌跡から煙による特徴的な所定の変化を検出する煙の検出装置であって、
クラスの配置が完了した第1画像に時系列的に続く第2画像に、第1画像において配置された各クラスを第2画像に対応させて再配置する場合に、各クラスについて、第1画像におけるクラスの重心位置より上方の領域内の所定位置をばら撒き中心として所定数のパーティクルをばら撒き、ばら撒かれた所定のパーティクルの重心を第2画像におけるクラスの重心としてクラスを再配置し、
第1画像におけるクラスの重心位置からばら撒き中心までの距離を、煙の色に対応した移動速度に対応して変化させることを特徴とする。
(Smoke detection device)
The present invention provides a smoke detection device that assigns a class corresponding to a smoke region in each image captured by an imaging means and detects a specific characteristic change due to smoke from a movement trajectory of the class, comprising:
When rearranging each class arranged in the first image to correspond to the second image in a second image that follows in chronological order from the first image in which the arrangement of the classes has been completed, a predetermined number of particles are scattered for each class with a scattering center set to a predetermined position within an area above the position of the center of gravity of the class in the first image, and the class is rearranged with the center of gravity of the scattered predetermined particles set to the center of gravity of the class in the second image;
The distance from the center of gravity of the class in the first image to the scattering center is changed in accordance with the movement speed corresponding to the color of the smoke.
(煙の検出方法)
本発明の別の形態は、撮像手段で撮像された画像毎に、画像中の煙領域に対応したクラスを配置し、当該クラスの移動軌跡から煙による特徴的な所定の変化を検出する煙の検出方法であって、
クラスの配置が完了した第1画像に時系列的に続く第2画像に、第1画像において配置された各クラスを第2画像に対応させて再配置する場合に、各クラスについて、第1画像におけるクラスの重心位置より上方の領域内の所定位置をばら撒き中心として所定数のパーティクルをばら撒き、ばら撒かれた所定のパーティクルの重心を第2画像におけるクラスの重心としてクラスを再配置し、
第1画像におけるクラスの重心位置からばら撒き中心までの距離を、煙の色に対応した移動速度に対応して変化させることを特徴とする。
(Smoke detection method)
Another aspect of the present invention is a smoke detection method for arranging a class corresponding to a smoke region in each image captured by an imaging means, and detecting a specific characteristic change due to smoke from a movement trajectory of the class, the method comprising:
When rearranging each class arranged in the first image to correspond to the second image in a second image that follows in chronological order from the first image in which the arrangement of the classes has been completed, a predetermined number of particles are scattered for each class with a scattering center set to a predetermined position within an area above the position of the center of gravity of the class in the first image, and the class is rearranged with the center of gravity of the scattered predetermined particles set to the center of gravity of the class in the second image;
The distance from the center of gravity of the class in the first image to the scattering center is changed in accordance with the movement speed corresponding to the color of the smoke.
(煙の検出装置の効果)
本発明は、撮像手段で撮像された画像毎に、画像中の煙領域に対応したクラスを配置し、当該クラスの移動軌跡から煙による特徴的な所定の変化を検出する煙の検出装置であって、クラスの配置が完了した第1画像に時系列的に続く第2画像に、第1画像において配置された各クラスを第2画像に対応させて再配置する場合に、各クラスについて、第1画像におけるクラスの重心位置より上方の領域内の所定位置をばら撒き中心として所定数のパーティクルをばら撒き、ばら撒かれた所定のパーティクルの重心を第2画像におけるクラスの重心としてクラスを再配置し、第1画像におけるクラスの重心位置からばら撒く中心までの距離を、煙の色に対応した移動速度に対応して変化させるようにしたため、画像間の煙の移動は、煙が上昇する速度により変化することから、煙の移動速度が高ければ、クラス再配置の際に、クラスの重心位置からパーティクルをばら撒く中心までの距離を長くし、煙の移動速度が低ければ短くすることで、煙の移動速度に対応してクラス再配置に最適な領域にパーティクルをばら撒くことができ、クラス再配置によるクラス追跡の精度を高め、より正確なクラスの移動軌跡を検出できる。
(Effectiveness of smoke detection devices)
The present invention is a smoke detection device that, for each image captured by an imaging means, arranges a class corresponding to a smoke region in the image and detects a specific characteristic change due to smoke from the movement trajectory of the class. When rearranging each class arranged in a first image to correspond to a second image that follows in chronological order from a first image in which class arrangement has been completed, a specific number of particles are scattered for each class, with a specific position in an area above the center of gravity of the class in the first image as the scattering center, and the center of gravity of the scattered specific particles is set as the center of gravity of the class in the second image to determine the class. Since the movement of smoke between images changes depending on the speed at which the smoke rises, when the smoke moves quickly, the distance from the center of gravity of the class to the center for scattering particles is increased during class rearrangement, and the distance is shortened when the smoke moves slowly. This enables particles to be scattered in an optimal area for class rearrangement in accordance with the speed of movement of the smoke, improving the accuracy of class tracking through class rearrangement and enabling more accurate detection of class movement trajectories.
なお、煙の検出方法の効果は、前述した煙の検出装置の効果と同じになる。 The effect of the smoke detection method is the same as that of the smoke detection device described above.
[実施形態の基本的な概念]
図1は本発明の煙の検出装置を設置した監視領域を示した説明図、図2は煙の検出装置の機能構成の概略を示したブロック図である。
[Basic Concept of the Embodiment]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a monitoring area in which a smoke detection device of the present invention is installed, and FIG. 2 is a block diagram showing an outline of the functional configuration of the smoke detection device.
本実施形態の基本的な概念は、撮像手段として機能する監視カメラ10により撮影された動画像を煙の検出装置12に入力し、火災を早期に検知するものである。煙の検出装置12に入力した画像からは、差分画像生成手段として機能する差分画像生成部24により複数の画像毎に差分画像を生成し、パーティクルフィルタを用いたクラス追跡手段として機能するクラス追跡部26により、差分画像毎に所定の規則の従って画像中に複数のパーティクル(粒子)をばら撒き、各パーティクルについて煙らしさを示す尤度により重み付けをして煙領域の重心を求めることでクラスを配置する処理を繰り返し、クラスを追跡して移動軌跡を検出し、続いて、火災判断手段として機能する火災判断部28により、クラス追跡部26で検出されたクラスの移動軌跡から煙による特徴的な所定の変化を検知して火災を判断する、というものである。
The basic concept of this embodiment is to input moving images captured by a
特に、クラス追跡部26は、クラスが配置されていない差分画像の場合は、初期化処理として、複数のパーティクルをランダムに画像中にばら撒いて新たなクラスを配置し、クラスが配置された差分画像の場合は、クラスを前回配置した時の各パーティクルの位置より上方の所定位置を中心に所定の確率密度分布に従って複数のパーティクルをばら撒いてクラスを再配置し、全てのクラスを再配置した後に、クラスを除く領域に複数のパーティクルをランダムにばら撒いて新たなクラスを配置する、というものである。 In particular, in the case of a difference image in which no classes have been placed, the class tracking unit 26 randomly scatters multiple particles in the image as an initialization process to place a new class; in the case of a difference image in which a class has been placed, the class is rearranged by scattering multiple particles according to a predetermined probability density distribution centered on a predetermined position above the position of each particle when the class was previously placed; and after rearranging all classes, the new class is placed by randomly scattering multiple particles in the area excluding the class.
このようにクラス追跡部26がクラスを再配置する際に、クラスを前回配置した時の各パーティクルの位置の上方を中心にパーティクルをばら撒いてクラスを再配置し、また、全てのクラスの再配置が済んだらクラス配置領域を除く領域にパーティクルをばら撒いて新たなクラスを配置することで、煙の渦として上昇する一定濃度の煙の塊(煙領域)に対し、相互に干渉することなく、クラスの配置と再配置を継続的に行って追跡することができ、複数のクラスの移動軌跡から煙に固有な特徴を捉えて火災であることを確実に判断できる。 In this way, when the class tracking unit 26 rearranges classes, it scatters particles mainly above the position of each particle when the class was previously placed, and then, once rearrangement of all classes is complete, scatters particles in areas other than the class placement area to place new classes. This makes it possible to continuously place and rearrange classes without mutual interference in a mass of smoke of a certain density that rises as a smoke vortex (smoke area), and to reliably determine that it is a fire by capturing the unique characteristics of smoke from the movement trajectories of multiple classes.
また、煙は一般的に下降しにくいことから、クラスを再配置する際に、クラスを前回配置した時の各パーティクルの位置より少し上の領域にパーティクルをばら撒いてクラスを再配置することで、クラス同士のパーティクルの重複を確実に防止し、煙の塊の上昇に正確に追従したクラスの移動軌跡を検出することができる。以下詳細に説明する。 In addition, because smoke generally does not easily descend, when rearranging a class, particles are scattered in an area slightly above the position of each particle when the class was previously placed, which reliably prevents particles of different classes from overlapping, and makes it possible to detect the movement trajectory of a class that accurately tracks the rising of the smoke cloud. This is explained in detail below.
[煙の検出装置の概要]
図1に示すように、監視領域14には監視カメラ10が設置され、監視カメラ10は照明器具により照明された状態の監視領域を逐次、例えば毎秒30フレーム又は毎秒60フレームのフレーム速度で撮像してカラーのフレーム画像の連続からなる動画を出力している。監視カメラ10は、上下、左右及び前後に仕切られた監視領域(監視空間)14の例えば上部コーナの中央に設置され、その撮像光軸を相対する壁面に向うように斜め下向きに配置して監視領域14を全体的に撮影可能としている。
[Overview of Smoke Detection Device]
1, a
監視カメラ10は、監視領域14の可視画像を動画撮影し、監視カメラ10で撮影した動画像は伝送路を介して管理人室などに設置した煙の検出装置12に伝送され、画像処理によりごみ入れなどの火源15から立ち上がっている煙16を、パーティクルフィルタを用いた画像処理により検知して火災を判断し、火災検知信号を火災報知設備18に送信して火災警報を出力させる。監視カメラ10による動画像のサイズは例えば1280×720ピクセルとなる。
The
[煙の検出装置の機能構成]
図2に示すように、煙の検出装置12は、ハードウェアとしてCPU、メモリ、各種の入出力ポート等を備えたコンピュータ回路等で構成され、CPUによるプログラムの実行により実現される機能として、制御部20、画像入力部22、差分画像生成部24、クラス追跡部26、火災判断部28が設けられる。また、火災を判断した場合に警報を報知するため警報表示部30と音響警報部32が設けられている。
[Functional configuration of the smoke detection device]
2, the
制御部20は、監視カメラ10及び煙の検出装置12に設けた各機能の全体的な制御を行う。監視カメラ10は、制御部20からの指示を受けて動作し、伝送制御により動画像データとして、例えば毎秒30フレームとなる監視領域の画像データを伝送し、煙の検出装置12の画像入力部22で受信され、図示しないメモリに記憶される。画像入力部22は制御部20の指示により、記憶された動画像をフレーム単位に読出し、差分画像生成部24に出力する。
The control unit 20 performs overall control of each function provided in the
[差分画像生成部]
図3は監視カメラで撮像したフレーム画像とその差分画像を示した説明図であり、図3(A)に煙の画像を示し、図3(B)に煙の差分画像を示す。
[Difference image generation unit]
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a frame image captured by a surveillance camera and a difference image thereof. FIG. 3(A) shows an image of smoke, and FIG. 3(B) shows a difference image of smoke.
差分画像生成部24は次の手順に従って差分画像を生成する。
(手順1) フレーム画像をグレースケール化し、ノイズ低減のためガウシアンフィルタにより平滑化する。
(手順2) 現在のフレーム画像を含めた直近例えば30フレームにおける各画素の最大 値および最小値を監視し、30フレーム間の最大値画像と最小値画像を作成する。
(手順3) 手順2で生成した最大値画像と最小値画像から差分画像を作成する。
The difference image generating unit 24 generates a difference image according to the following procedure.
(Step 1) The frame image is converted to grayscale and smoothed using a Gaussian filter to reduce noise.
(Step 2) The maximum and minimum values of each pixel in the most recent frames, for example 30 frames, including the current frame image, are monitored, and maximum and minimum value images for the 30 frames are created.
(Step 3) A difference image is created from the maximum value image and the minimum value image generated in step 2.
なお、差分画像の生成は手順1~3に限定されず、適宜の差分画像の生成方法が適用できる。
Note that the generation of the difference image is not limited to
ここで、差分を取る30フレームの長さは、流速の緩やかな煙の映像に対する処理の長さであり,流速の早い煙の場合には例えば6フレーム程度とする必要があり、実際の処理では、流速に対応した複数のフレーム数により差分画像を作成する並列処理で対応する。 The length of 30 frames used to calculate the difference is the processing length for images of smoke with a slow flow velocity. For smoke with a fast flow velocity, for example, six frames are required. In actual processing, this is handled by parallel processing that creates a difference image using multiple frames corresponding to the flow velocity.
図3(A)に示すように、図1に示す火源15から立ち昇る煙16を撮影したフレーム34の煙画像16aにおいて、煙は揺らぎながら上昇する特徴を有しており、煙が存在する画像のある一点に着目すると、視点と背景を結ぶ線上において煙の有無が変化し、本来の背景の画像濃度である状態と煙の濃度である状態が存在すると考えられ、このような時空間領域の特徴を用いて、差分処理により煙の可視化を行う。
As shown in FIG. 3(A), in
このような手順1~3の差分処理により図3(B)の差分フレーム36に示す煙差分画像16bが生成され、煙差分画像16bは一定の濃度を持つ煙の塊となる煙領域が時系列的に複数出現しながら上昇していく様子が可視化される。なお、差分フレーム36では火源画像15aは点線のように消滅される。
These subtraction processes of
[クラス追跡部]
図4は最初に出現した煙領域に対する初期的なパーティクルのばら撒きによる新たなクラスの配置までの手順を示した説明図、図5はクラス再配置の際のパーティクルのばら撒き領域を示した説明図、図6は図4のクラス再配置に続く新たなクラスの配置を示した説明図である。
[Class Tracking Department]
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the procedure for placing new classes by scattering initial particles in the first-appearing smoke region, FIG. 5 is an explanatory diagram showing the particle scattering region during class rearrangement, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing the placement of new classes following the class rearrangement of FIG. 4.
(クラス追跡部の概要)
クラス追跡部26は、差分画像を対象に、パーティクルフィルタを利用して煙の塊となる煙領域をクラスとして配置し、これを時系列的に追跡してクラスの移動軌跡を検出する。
(Class Tracking Division Overview)
The class tracking unit 26 uses a particle filter to arrange smoke regions that are masses of smoke as classes in the difference image, and detects the movement trajectories of the classes by tracking them in time series.
クラス追跡部26は、パーティクルフィルタの処理手順であるサンプリング、予測、及び観測という処理を繰り返す。即ち、クラス追跡部26は、差分画像生成部24で生成された差分画像毎に、所定の規則の従って画像中に複数のパーティクル(粒子)をばら撒き、各パーティクルについて煙らしさを示す尤度により重み付けをして煙領域の重心を求めてクラスを配置する処理を繰り返し、クラスを追跡して移動軌跡を検出する。ここで、1つのパーティクルは例えば1画素に対応しており、パーティクルの濃度値を尤度としており、画素値に応じた重み付けが行われる。 The class tracking unit 26 repeats the processes of sampling, prediction, and observation, which are the processing steps of a particle filter. That is, for each difference image generated by the difference image generation unit 24, the class tracking unit 26 scatters multiple particles in the image according to a predetermined rule, weights each particle according to the likelihood that it is smoky, finds the center of gravity of the smoky region, and repeats the process of arranging classes, tracking the classes and detecting the movement trajectory. Here, one particle corresponds to one pixel, for example, and the particle's density value is used as the likelihood, and weighting is performed according to the pixel value.
なお、パーティクルのサイズを所定数の複数画素としてもよく、この場合は、パーティクルに含まれる画素の画素値総和を尤度として重み付けする。 The size of a particle may be a predetermined number of pixels, in which case the sum of the pixel values of the pixels contained in the particle is weighted as the likelihood.
(クラスの初期配置)
クラス追跡部26は、それまでの処理でクラスが配置されていない場合には、読み込んだ差分画像に対し、所定数のパーティクル、例えば40個のパーティクルをランダムに画像中にばら撒いて新たなクラスを配置する処理を行う。
(Initial class placement)
If no class has been placed in the previous processing, the class tracking unit 26 performs processing to place a new class in the read differential image by randomly scattering a predetermined number of particles, for example, 40 particles, in the image.
例えば図4に示すように、最初に煙の塊となる点線で囲むような煙領域41が出現した処理フレーム38-1については、40個のパーティクル40を画像の全領域にランダムらばら撒く。
For example, as shown in FIG. 4, for processing frame 38-1, where a
続いて、処理フレーム38-2に示すように、各パーティクルの画素値を尤度として重み付けし、尤度の低いパーティクルを白丸、尤度の高いパーティクルを黒丸とすると、処理フレーム38-3に示すように尤度の低いパーティクル34個を消滅させて尤度の高い煙推定パーティクル42を残し、残された煙推定パーティクル42の重み値について重心計算を行うと、処理フレーム38-4に示すように、重心46-1を持つクラス44-1が配置される。
Next, as shown in processing frame 38-2, the pixel value of each particle is weighted as a likelihood, with low-likelihood particles represented as white circles and high-likelihood particles represented as black circles. As shown in processing frame 38-3, 34 low-likelihood particles are eliminated, leaving high-likelihood smoke-estimated
ここで、クラス44-1は煙の塊となる煙領域を示しているが、実際は、煙推定パーティクル42の集合であり、説明を簡単にするため、円形の領域として示している。
Here, class 44-1 indicates a smoke region that is a mass of smoke, but in reality it is a collection of smoke-estimated
(クラスの再配置)
クラス追跡部26は、図4に示したように、最初に出現した煙領域にクラスを配置した後は、次の差分画像を読み込んだ際に、前回のクラス配置で残った6個のパーティクルについて、前回配置した時の各パーティクルの位置(重心)46-1より上方の所定位置を中心に、位置の基準となっているパーティクルの尤度により決まり、再配置したパーティクルの総数が40となるような数を、所定の確率密度分布、例えば正規分布の乱数に従って生成した座標位置にパーティクルをばら撒き、併せて40個のパーティクルをばら撒いた状態としてクラスを再配置する処理を行う。この時、前回配置時のパーティクルの尤度が高いほど、その位置を基準に再配置するパーティクルの数は多くなるようにする。
(Class rearrangement)
4, after arranging the class in the first smoke region, when the next difference image is read, the class tracking unit 26 performs a process of scattering particles at coordinate positions generated according to a predetermined probability density distribution, for example, a normal distribution random number, for the six particles remaining in the previous class arrangement, with a center above the position (center of gravity) 46-1 of each particle at the previous arrangement, determined by the likelihood of the particle serving as the position reference, so that the total number of rearranged particles is 40, and rearranges the class with a total of 40 particles scattered. At this time, the higher the likelihood of the particle at the previous arrangement, the greater the number of particles to be rearranged based on that position.
ここで、前回配置した各パーティクルの位置(重心)46-1からばら撒き中心48までの距離Lは、煙の色に対応した移動速度、又は過去のクラスの移動速度に対応して変化させる。これは、画像間の煙の移動は、煙が上昇する速度により変化することから、煙の移動速度が高ければ、クラス再配置の際に、クラスの重心46-1からパーティクルのばら撒き中心48までの距離Lを長くし、煙の移動速度が低ければ距離Lを短くすることで、煙の移動速度に対応してクラス再配置に最適な領域にパーティクルをばら撒くことができる。
Here, the distance L from the previously placed position (center of gravity) 46-1 of each particle to the
例えば、燃焼火災による黒い煙は上昇速度が高いことから、パーティクルのばら撒き中心までの距離Lを長くし、燻焼火災による白い煙は上昇速度が低いことから、パーティクルのばら撒き中心Lまでの距離を短くすることで、煙の移動に合わせた正確なクラスの再配置ができる。 For example, black smoke from a combustion fire rises quickly, so by lengthening the distance L to the particle scattering center, and white smoke from a smoldering fire rises slowly, by shortening the distance L to the particle scattering center, accurate class reassignment can be achieved in line with the movement of the smoke.
更に、クラス追跡部26は、図5に示すばら撒き領域50にクラスの再配置のためにばら撒いたパーティクルの内、前回配置した各パーティクルの位置(重心)46-1を通る水平線52より下の領域を点線で示すように非ばら撒き領域54とし、非ばら撒き領域54に存在するパーティクルは再配置するクラスの重心位置の計算から除外し、水平線52の上側に存在するばら撒き領域50に存在するパーティクルの尤度から重心を求めて再配置する処理を行う。
Furthermore, the class tracking unit 26 designates the area below the
非ばら撒き領域54に存在するパーティクルの除外は、パーティクルの重みをゼロとすることで、排除できる。また、非ばら撒き領域54に存在するパーティクルを全て水平線52上に移動することでばら撒き領域50のパーティクルとしてクラスの重心を計算しても良い。
Particles present in the non-scattering region 54 can be excluded by setting the particle weight to zero. Alternatively, the center of gravity of the class may be calculated as particles in the
このようにクラスを再配置する際に、直前の画像のクラスの重心の下方に位置するパーティクルを除外するか、または、クラスの重心位置に移動してクラスを再配置することにより、煙は通常は下方に下がることはないから、再配置するクラスを下方に移動させないように再配置することで、煙に固有なクラスの移動軌跡を検出することができる。 When rearranging classes in this way, particles located below the center of gravity of the class in the previous image are excluded, or the class is rearranged by moving to the center of gravity of the class. Since smoke does not normally move downwards, by rearranging the class so that it does not move downwards, it is possible to detect the movement trajectory of the class specific to smoke.
図6の処理フレーム38-5,38-6は、図4の処理フレーム38-4に続く次の差分画像を対象としたクラスの再配置を示している。処理フレーム38-5は、前回配置した時の各パーティクルの位置(重心)46-1より上方の所定位置を中心に、パーティクルを総数が40となるように、ばら撒いた状態であり、次の処理フレーム38-6に示すように、尤度の低いパーティクルを消滅させ、尤度の高い黒丸で示すパーティクルを残し、尤度の高いパーティクルのクラスの重心46-2を求めることでクラス44-2が再配置される。 Processing frames 38-5 and 38-6 in Figure 6 show the relocation of classes for the next differential image following processing frame 38-4 in Figure 4. Processing frame 38-5 shows a state in which particles are scattered so that the total number is 40, centered on a specified position above the position (centre of gravity) 46-1 of each particle at the time of previous placement. As shown in the next processing frame 38-6, particles with low likelihood are eliminated, particles with high likelihood shown by black circles are left, and the centre of gravity 46-2 of the class of particles with high likelihood is found, resulting in class 44-2 being relocated.
なお、クラスの再配置にあっては、図5に示す前回配置した各パーティクルの位置(重心)46-1からばら撒き中心48までの距離Lを煙の移動速度に応じて変化させているが、図2に示した差分画像生成部24において差分を取るフレーム数を煙の移動速度に応じて変化させることで、距離Lを略一定にすることができる。
When rearranging the classes, the distance L from the previously placed position (center of gravity) 46-1 of each particle shown in Figure 5 to the
例えば、差分画像生成部24は流速の遅い煙は30フレーム単位で差分画像を生成し、流速の早い煙は6フレーム単位に差分画像を生成したとすると、流速の遅い30フレーム単位の差分画像と、流速の早い例えば6フレーム単位の差分画像における煙領域の移動量を略同じにすることができ、クラス追跡部26の処理を簡略化できる。 For example, if the differential image generating unit 24 generates differential images in units of 30 frames for smoke with a slow flow velocity and in units of 6 frames for smoke with a fast flow velocity, the amount of movement of the smoke region in the differential image in units of 30 frames with a slow flow velocity and in the differential image in units of, for example, 6 frames with a fast flow velocity can be made approximately the same, simplifying the processing of the class tracking unit 26.
(クラス再配置後のクラス初期配置)
クラス追跡部26は、前画像でクラスが配置された画像について、全てのクラスの再配置が済んだときには、再配置したクラス領域を除く領域に、ランダムに40個のパーティクルをばら撒いて新たなクラスを配置するクラス初期化配置を行う。
(Initial class placement after class reassignment)
When the class tracking section 26 has finished rearranging all the classes in an image in which classes have been arranged in the previous image, it performs class initialization arrangement in which 40 particles are randomly scattered in areas other than the rearranged class areas to arrange new classes.
図6の処理フレーム38-5,38-6に示したクラスの再配置にあっては、直前の画像で配置されたクラスは一つであり、1回の処理でクラス再配置が終了している。このようにクラス再配置が終了したときには、処理フレーム38-7に示すように、再配置したクラスの重心46-2を持つクラス44-2を除く領域に40個のパーティクル40をランダムにばら撒き、図4に示したクラス初期化配置と同様にして、パーティクルに画素値の尤度に応じた重み付けをして重心を計算し、新たに煙領域が出現していれば、そこに新たなクラスを配置することができる。
In the class rearrangement shown in processing frames 38-5 and 38-6 in Figure 6, one class was placed in the immediately preceding image, and class rearrangement is completed in one processing run. When class rearrangement is completed in this manner, as shown in processing frame 38-7, 40
(クラス移動軌跡の検出)
クラス追跡部26は、時系列的に読み込んだ差分画像にクラス配置及びクラス再配置を繰り返すことで、時系列的に移動するクラスの移動軌跡を検出する処理を行う。
(Class movement trajectory detection)
The class tracking unit 26 performs processing to detect the movement trajectory of classes moving in a time series by repeating class allocation and class rearrangement on the difference images read in a time series.
図7(A)は時刻t1~t5で時系列に処理された処理フレーム60-1~60-5であり、クラスC1~C5が順次配置され、且つ、再配置により上昇している。 Figure 7 (A) shows processing frames 60-1 to 60-5 that were processed in chronological order at times t1 to t5, with classes C1 to C5 being sequentially arranged and rising due to rearrangement.
この結果、クラス追跡部26は、例えばクラスC1について、図7(B)に示すクラスC1におけるクラスの重心Gt1~Gt5の移動軌跡を検出することができる。残りのクラスC2~C5についても同様にクラスの重心の移動軌跡が検出される。 As a result, for example, the class tracking unit 26 can detect the movement trajectories of the class centers of gravity Gt1 to Gt5 in class C1 shown in FIG. 7(B) for class C1. The movement trajectories of the class centers of gravity are similarly detected for the remaining classes C2 to C5.
(滞留したクラスの消去)
図7(A)の処理フレーム60-5に示すように、煙の上昇により移動したクラスC1は、画像の上端に達すると再配置されず、滞留することになる。
(Removal of stuck classes)
As shown in the processing frame 60-5 of FIG. 7A, class C1, which has been moved due to the rising of smoke, is not rearranged when it reaches the top end of the image and remains there.
クラス追跡部26は、クラスの再配置処理を終了したときに、図8の処理フレーム60-5に示すように、滞留したクラスC1を検出した場合、点線で示すように、クラスC1を消去(リセット)し、新たなクラスに対する配置に利用可能とする。 When the class tracking unit 26 finishes the class relocation process, if it detects a stuck class C1, as shown in processing frame 60-5 in Figure 8, it erases (resets) class C1, as shown by the dotted line, and makes it available for allocation to a new class.
滞留したクラスを消去した後の再利用は、例えば、最大クラス数を5クラスとすると、図8に示すように、処理フレーム60-5でクラスC1の滞留を検出して消去すると、次のサブ画像を対象とした処理フレーム60-6に示すように、そのとき存在しているクラスC2~C5の煙領域の下側、例えばクラスC5の下を通る水平線62の下側をばら撒き領域64として、40個のパーティクル40をランダムにばら撒いて新たなクラスを生成し、新たに生成したクラスを、滞留により消去したクラスC1として配置する。
Regarding reuse after erasing a class that has stayed, for example, assuming the maximum number of classes is 5, as shown in FIG. 8, when class C1 is detected as staying and erased in processing frame 60-5, as shown in processing frame 60-6 for the next sub-image, the area below the smoke area of classes C2 to C5 that exist at that time, for example the area below the
また、クラスC1が滞留して消去したときに、それ以外のクラスが存在していないときには、消去したクラスC1下を通る水平線の下側をばら撒き領域64として、新たなクラスを配置するための初期化処理を行う。
In addition, when class C1 remains and is deleted, if there are no other classes, the area below the horizontal line that passes under the deleted class C1 is designated as the
本実施形態にあっては、クラス追跡部26で配置するクラスの最大数を例えば16クラスとしているが、このような滞留したクラスの消去と再配置により、クラスを循環的に配置することで、クラス最大数の制約を受けないクラスの配置ができる。 In this embodiment, the maximum number of classes that can be placed by the class tracking unit 26 is set to, for example, 16 classes, but by deleting and rearranging such stagnant classes and arranging classes in a cyclical manner, it is possible to arrange classes without being restricted by the maximum number of classes.
(クラスの優先度に基づく再配置の効果)
クラス追跡部26は、図7の処理フレーム60-1~60-5に示すように、次々と出現する煙領域に対しクラスの配置と再配置を繰り返す場合、各クラスに異なる優先度を設定して上位のクラスから順番に再配置し、クラス再配置のためにばら撒いた複数のパーティクルの内、既に再配置した上位のクラスの煙領域に重複するパーティクルを除いた残りのパーティクルの尤度から重心を求めて再配置する処理を行う。
(Effect of relocation based on class priority)
As shown in processing frames 60-1 to 60-5 in FIG. 7, when the class tracking unit 26 repeatedly places and rearranges classes for smoke regions that appear one after another, it sets a different priority for each class and rearranges them in order from the highest class, and performs a process of finding the center of gravity from the likelihood of the remaining particles, excluding particles that overlap with the smoke regions of the highest classes that have already been rearranged, from among the multiple particles scattered for class rearrangement, and rearranging them.
例えば、クラスの発生が古い程、高い優先度を設定したとすると、図7の処理フレーム60-4から処理フレーム60-5への再配置を例にとると、クラスC1~C4の順に高い優先度が設定される。 For example, if a higher priority is set for a class that has been created earlier, taking the example of relocation from processing frame 60-4 to processing frame 60-5 in Figure 7, the classes C1 to C4 will be assigned higher priorities in that order.
このときクラス追跡部26は、最も優先度の高いクラスC1の再配置を最初に行うが、このときパーティクルのばら撒き範囲は優先度の低い他のクラスC2~C4により制限されない。次にクラス追跡部26は、次の優先度の高いクラスC2の再配置を行う。このときの再配置の済んだ優先度の高いクラスC1の煙領域をマスクし、クラスC1の煙領域からクラスC2の再配置のためにばら撒いたパーティクルを排除し、クラスC1,C2の煙領域が重複しないようにする。 At this time, the class tracking unit 26 first rearranges the highest priority class C1, but the particle scattering range is not limited by the other lower priority classes C2 to C4. Next, the class tracking unit 26 rearranges the next highest priority class C2. At this time, the smoke region of the high priority class C1 that has been rearranged is masked, and the particles scattered for the rearrangement of class C2 are removed from the smoke region of class C1, so that the smoke regions of classes C1 and C2 do not overlap.
これにより連続して上昇する煙領域に対応してクラスを重複することなく再配置してクラスの移動軌跡を正確に検出することができる。 This allows classes to be relocated without overlapping in response to continuously rising smoke regions, allowing the movement trajectories of the classes to be detected accurately.
[火災判断部]
火災判断部28は、クラス追跡部26により検出された各クラスの重心位置の移動軌跡に基づき、煙による特徴的な所定の変化を検知して火災による煙の発生を判断する。
[Fire Judgment Department]
The
また、火災判断部28は、クラスの移動軌跡に基づく火災判断に蓄積条件を設定しており、例えばクラスの移動軌跡が、所定の時間以上継続している場合は火災による煙の発生と判断して火災警報を出力すると共に外部に火災検知信号を送信する。
The
[煙の検出装置の処理動作]
図9は図2の煙の検出装置による煙検知処理の概要を示したフローチャート、図10は図9のステップS2のパーティクルフィルタによるクラス追跡の詳細を示したフローチャートである。
[Processing operation of the smoke detection device]
FIG. 9 is a flowchart showing an outline of smoke detection processing by the smoke detection device of FIG. 2, and FIG. 10 is a flowchart showing the details of class tracking by the particle filter in step S2 of FIG.
(煙検知処理動作の概要)
図9に示すように、図2に示した煙の検出装置12の制御部20は、ステップS1で差分画像生成部24を動作し、画像入力部22から監視カメラ10で撮影された所定プレーム数の画像を対象に、各画素の最大値および最小値を検出して複数フレーム間の最大値画像と最小値画像を作成し、最大値画像と最小値画像から差分画像を生成する。
(Overview of smoke detection processing operation)
As shown in Figure 9, the control unit 20 of the
続いて、制御部20はステップS2に進み、クラス追跡部26を動作し、差分画像生成部24で生成された差分画像毎に、所定の規則に従って画像中に複数のパーティクルをばら撒き、各パーティクルについて煙らしさを示す尤度により重み付けをすることで煙領域の重心を求めてクラスを配置する処理を繰り返し、クラスを追跡してクラスの重心位置の移動を示す移動軌跡を検出する。 The control unit 20 then proceeds to step S2, where it operates the class tracking unit 26, and for each difference image generated by the difference image generation unit 24, scatters multiple particles in the image according to a predetermined rule, weights each particle according to its likelihood of being smoke, and repeats the process of locating classes by finding the center of gravity of the smoke region by weighting each particle according to its likelihood of being smoke, and tracks the classes to detect a movement trajectory indicating the movement of the center of gravity of the class.
続いて、制御部20はステップS3に進み、火災判断部28を動作し、クラス追跡部26で検出されたクラスの重心の移動軌跡が所定の時間以上継続している場合は火災による煙として火災を判断する。
Then, the control unit 20 proceeds to step S3, operates the
続いて、制御部20はステップS4に進み、ステップS3の火災判断が所定の蓄積条件を満たすか否か判別し、例えば、火災判断が所定回数連続するといった蓄積条件を満たしたときにステップS5に進み、警報表示部30と音響警報部32を動作して火災警報を出力させると共に、火災検知信号を図1に示した火災報知設備18に送信して火災警報を出力させる。
Then, the control unit 20 proceeds to step S4, where it determines whether the fire judgment in step S3 satisfies a predetermined accumulation condition. If the accumulation condition is met, for example, a predetermined number of consecutive fire judgments, it proceeds to step S5, where it operates the alarm display unit 30 and the audible alarm unit 32 to output a fire alarm, and also transmits a fire detection signal to the
(クラス追跡処理)
図9のステップS2で制御部20の指示により動作したクラス追跡部26は、図10に示すクラス追跡処理を行う。クラス追跡部26は、ステップS11で差分画像生成部24により生成された差分画像を読込み、差分画像に煙領域が最初に出現していたとすると、それまでの処理でクラスは配置されていないことから、ステップS12で既存のクラスなしを判別してステップS13に進み、初期化処理としてのクラス配置を行う。
(Class Tracking Processing)
The class tracking unit 26, which has been operated in response to an instruction from the control unit 20 in step S2 of Fig. 9, performs the class tracking process shown in Fig. 10. The class tracking unit 26 reads the difference image generated by the difference image generation unit 24 in step S11, and if a smoke region appears for the first time in the difference image, it determines in step S12 that there is no existing class since no class has been allocated in the processing up to that point, and proceeds to step S13 to perform class allocation as initialization processing.
クラス追跡部26による初期化処理としてのクラス配置は、ステップS13で差分画像中に、図4に示したように、ランダムに例えば40個のパーティクルをばら撒き、ステップS14で各パーティクルの濃度値を尤度として重みを設定し、尤度の低いパーティクルを消去し、尤度の高いパーティクルを残し、ステップS15で残したパーティクルの重みの重心を計算により求め、求めた重心をもつ新たなクラスを配置し、ステップS16で配置したクラスの重心(座標位置)を記憶し、図10のメインルーチンにリターンする。 In the class placement as initialization processing by the class tracking unit 26, in step S13, for example, 40 particles are randomly scattered in the difference image as shown in FIG. 4, in step S14, the density value of each particle is set as a likelihood and a weight is set, particles with low likelihood are deleted, and particles with high likelihood are left, in step S15, the center of gravity of the weights of the remaining particles is calculated, a new class with the found center of gravity is placed, in step S16 the center of gravity (coordinate position) of the placed class is stored, and the process returns to the main routine in FIG. 10.
一方、クラス追跡部26は、ステップS12で既存のクラスの存在を判別した場合はステップS17に進み、クラスの再配置処理を行う。クラス追跡部26によるクラスの再配置処理は、ステップS17で既存のクラスの重心を取り出す。ここで、既に複数のクラスが配置されていた場合には、古い順にクラスに優先度が設定されていることから、クラス追跡部26は優先度の最も高いクラス(出現が最も古いクラス)の重心を取り出す。 On the other hand, if the class tracking unit 26 determines in step S12 that an existing class exists, the process proceeds to step S17, where the class rearrangement process is performed. In the class rearrangement process by the class tracking unit 26, the center of gravity of the existing class is extracted in step S17. Here, if multiple classes have already been placed, the class priority is set in order of oldest to newest, so the class tracking unit 26 extracts the center of gravity of the class with the highest priority (the class that appeared the oldest).
続いて、クラス追跡部26は、ステップS18に進み、重心を取り出したクラスが煙らしくないクラスか否か判断し、煙らしくないクラスの場合はステップS19に進み、クラスを消去し、新たなクラス配置に利用可能とする。例えば、図7の処理フレーム60-5に示したように、画面上端に達して滞留したクラスは、煙らしくないクラスとして消去する。また、クラスの重心の計算に用いたパーティクルの分布の幅が所定範囲を超えて広い場合(標準偏差が所定値を超えた場合)、煙らしくないクラスとして消去する。 Then, the class tracking unit 26 proceeds to step S18 to determine whether the class from which the center of gravity was extracted is a non-smoke-like class, and if it is not a smoke-like class, proceeds to step S19 to delete the class and make it available for new class placement. For example, as shown in processing frame 60-5 in Figure 7, a class that has reached and remained at the top of the screen is deleted as a non-smoke-like class. Also, if the width of the distribution of particles used to calculate the class center of gravity is wider than a specified range (if the standard deviation exceeds a specified value), it is deleted as a non-smoke-like class.
クラス追跡部26はステップS18で煙らしいクラスと判別するとステップS20に進み、図5に示したように、前回の処理で残したパーティクルに加え、クラスの重心46-1の上方の所定距離Lにばら撒き中心48を設定して、前回の処理で消去した数分のパーティクルを正規分布の乱数による座標を生成してばら撒き、ステップS21で各パーティクルの濃度値を尤度として重みを設定し、ステップS22で尤度の低いパーティクルを消去し、尤度の高いパーティクルを残し、残したパーティクルの重みの重心を計算により求めてクラスを再配置し、ステップS23に進んで再配置したクラスの重心(座標位置)を記憶する。
When the class tracking unit 26 determines in step S18 that the class is likely to be smoke, it proceeds to step S20, where, as shown in FIG. 5, in addition to the particles left in the previous process, it sets a
続いて、クラス追跡部26は、ステップS24に進んで全クラスの再配置が終了したか否か判別し、終了していない場合はステップS17に戻り、次の優先度の高いクラスの重心を取り出し、ステップS20~S23によりクラスの再配置を行う。 The class tracking unit 26 then proceeds to step S24 to determine whether rearrangement of all classes has been completed, and if not, returns to step S17, extracts the center of gravity of the next highest priority class, and rearranges the classes using steps S20 to S23.
クラス追跡部26は、ステップS24で全てのクラスの再配置の終了を判別するとステップS26に進み、ステップS17~S25のクラスの再配置処理でクラス消去があったことを判別するとステップS27に進み、図8の処理フレーム60-6に示したように、既存のクラスの下側にランダムに40個のパーティクルをばら撒き、ステップS14~S16によりパーティクルの濃度値を尤度として重み付けし、尤度の低いパーティクルを消去し、尤度の高いパーティクルを残して重心位置を求めることで、新たなクラスを配置する初期化処理を行う。 When the class tracking unit 26 determines in step S24 that rearrangement of all classes has been completed, it proceeds to step S26, and when it determines that a class has been deleted in the class rearrangement processing of steps S17 to S25, it proceeds to step S27, where it randomly scatters 40 particles below the existing classes as shown in processing frame 60-6 in Figure 8, weights the particle concentration values as likelihood in steps S14 to S16, deletes particles with low likelihood, leaves particles with high likelihood, and performs initialization processing to determine the center of gravity position to place a new class.
なお、ステップS27によるパーティクルのばら撒きは、消去したクラス以外に他のクラスが存在しない場合は、消去したクラスの下側にランダムに40個のパーティクルをばら撒き、ステップS14~S16によりパーティクルの濃度値を尤度として重み付けし、尤度の低いパーティクルは消去し、尤度の高いパーティクルは残して重心を求めることで、新たなクラスを配置する。 When there are no other classes other than the deleted class, the scattering of particles in step S27 involves randomly scattering 40 particles below the deleted class, weighting the particle concentration values as likelihood in steps S14 to S16, eliminating particles with low likelihood, leaving particles with high likelihood, and determining the center of gravity to place the new class.
クラス追跡部26は、ステップS26で消去したクラスがないことを判別した場合はステップS28に進み、図6の処理フレーム38-7に示したように、再配置した既存のクラスの空き領域にランダムに40個のパーティクルをばら撒き、ステップS14~S16により新たなクラスを配置する初期化処理を行う。なお、ステップS28のパーティクルのばら撒きは、既存のクラスの煙領域をマスクした状態で、40個のパーティクルをランダムにばら撒けば良い。 If the class tracking unit 26 determines in step S26 that no classes have been deleted, it proceeds to step S28, where it randomly scatters 40 particles into the empty space of the existing classes that have been rearranged, as shown in processing frame 38-7 in FIG. 6, and performs initialization processing to place new classes using steps S14 to S16. Note that the scattering of particles in step S28 can be done by randomly scattering 40 particles while masking the smoke areas of the existing classes.
[本発明の変形例]
(クラス配置)
上記の実施形態は、また、滞留したクラスを消去して、新たなクラスを配置する場合、他のクラスが存在する領域の下側、又は、他のクラスが存在しない場合は消去したクラスの下側にパーティクルをランダムにばら撒くことでクラスを配置することとしているが、これに限定されず、例えば、画面全体に一様かつランダムに所定の数のパーティクルをばら撒くようにしても良い。
[Modifications of the present invention]
(Class placement)
In the above embodiment, when a stuck class is deleted and a new class is placed, the class is placed by randomly scattering particles below the area in which other classes exist, or below the deleted class if no other classes exist; however, this is not limited to this, and for example, a predetermined number of particles may be scattered uniformly and randomly over the entire screen.
(火災検知)
また、上記の実施形態は、煙による特徴的な時系列変化として、パーティクルフィルタにより特徴領域にクラスを配置して追跡しているが、これに限定されず、これ以外の適宜のフィルタ処理により、煙による特徴的な移動を示す時系列変化を追跡して火災を判断するようにしても良い。
(Fire detection)
In addition, in the above embodiment, a particle filter is used to place classes in characteristic regions to track characteristic time series changes caused by smoke, but this is not limited to this, and other appropriate filter processing may be used to track time series changes that indicate characteristic movements caused by smoke and determine whether a fire has occurred.
(通常時と煙発生時の画像処理)
また、通常時は処理する対象の画像の数を少なくし(例えば5回の撮像につき1画像)、煙の可能性が高いと判断した場合に、処理する画像を増やして(全撮像の画像)処理するようにしても良い。ここで、画像の数とは、具体的にはフレーム数を意味する。
(Image processing in normal and smoke-generated conditions)
Also, the number of images to be processed may be reduced under normal circumstances (for example, one image per five captures), and when it is determined that there is a high possibility of smoke, the number of images to be processed may be increased (all captured images). Here, the number of images specifically means the number of frames.
また、煙の可能性が高いと判断した場合に、処理の対象としなかった画像(例えば5回の撮像の時の残りの4画像)も含めて、煙の可能性が高いと判断し時点より少し前の時間から改めて全ての画像処理を行うようにしても良い。 In addition, if it is determined that there is a high possibility of smoke, all images may be processed again, starting from a time slightly before it was determined that there was a high possibility of smoke, including images that were not subject to processing (for example, the remaining four images out of five images taken).
更に、別の画像処理として、単純に撮像間隔を変更する処理、例えば、通常時は撮像間隔を長くし、煙の可能性が高いと判断した場合は撮像間隔を短くするようにしても良い。 Furthermore, as another type of image processing, a process of simply changing the imaging interval may be used, for example, lengthening the imaging interval under normal circumstances and shortening the imaging interval when it is determined that there is a high possibility of smoke.
(その他)
また、本発明は上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
(others)
Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes appropriate modifications that do not impair the objects and advantages of the present invention, and is not limited to the numerical values shown in the above-described embodiment.
10:監視カメラ
12:煙の検出装置
14:監視領域
15:火源
16:煙
16a:煙画像
16b:煙差分画像
18:火災報知設備
20:制御部
22:画像入力部
24:差分画像生成部
26:クラス追跡部
28:火災判断部
30:警報表示部
32:音響警報部
34:フレーム
36:差分フレーム
40:パーティクル
42:煙推定パーティクル
44-1,44-2:クラス
48:ばら撒き中心
50,58,64:ばら撒き領域
54:非ばら撒き領域
10: Surveillance camera 12: Smoke detection device 14: Surveillance area 15: Fire source 16:
Claims (2)
前記クラスの配置が完了した第1画像に時系列的に続く第2画像に、前記第1画像において配置された各クラスを前記第2画像に対応させて再配置する場合に、各クラスについて、前記第1画像におけるクラスの重心位置より上方の領域内の所定位置をばら撒き中心として所定数のパーティクルをばら撒き、ばら撒かれた所定のパーティクルの重心を前記第2画像におけるクラスの重心としてクラスを再配置し、
第1画像におけるクラスの重心位置から前記ばら撒き中心までの距離を、煙の色に対応した移動速度に対応して変化させることを特徴とする煙の検出装置。
A smoke detection device that arranges a class corresponding to a smoke region in each image captured by an imaging means and detects a specific characteristic change due to smoke from a movement trajectory of the class, comprising:
When rearranging each class arranged in the first image in a second image chronologically following the first image in which the arrangement of the classes has been completed, so as to correspond to the second image, for each class, scattering a predetermined number of particles with a scattering center set to a predetermined position within an area above a center of gravity of the class in the first image, and rearranging the class with the center of gravity of the scattered predetermined particles set to the center of gravity of the class in the second image;
A smoke detection device characterized in that the distance from the center of gravity of a class in a first image to the scattering center is changed in accordance with a moving speed corresponding to the color of the smoke.
前記クラスの配置が完了した第1画像に時系列的に続く第2画像に、前記第1画像において配置された各クラスを前記第2画像に対応させて再配置する場合に、各クラスについて、前記第1画像におけるクラスの重心位置より上方の領域内の所定位置をばら撒き中心として所定数のパーティクルをばら撒き、ばら撒かれた所定のパーティクルの重心を前記第2画像におけるクラスの重心としてクラスを再配置し、
第1画像におけるクラスの重心位置から前記ばら撒き中心までの距離を、煙の色に対応した移動速度に対応して変化させることを特徴とする煙の検出方法。
A smoke detection method for detecting smoke, the method comprising: arranging a class corresponding to a smoke region in each image captured by an imaging means; and detecting a specific characteristic change due to smoke from a movement trajectory of the class, the method comprising:
When rearranging each class arranged in the first image in a second image chronologically following the first image in which the arrangement of the classes has been completed, so as to correspond to the second image, for each class, scattering a predetermined number of particles with a scattering center set to a predetermined position within an area above a center of gravity of the class in the first image, and rearranging the class with the center of gravity of the scattered predetermined particles set to the center of gravity of the class in the second image;
A method for detecting smoke, comprising changing a distance from a center of gravity of a class in a first image to the scattering center in accordance with a moving speed corresponding to the color of the smoke.
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