JPH11173914A - 火炎検知装置 - Google Patents
火炎検知装置Info
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- JPH11173914A JPH11173914A JP33992797A JP33992797A JPH11173914A JP H11173914 A JPH11173914 A JP H11173914A JP 33992797 A JP33992797 A JP 33992797A JP 33992797 A JP33992797 A JP 33992797A JP H11173914 A JPH11173914 A JP H11173914A
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Abstract
も容易に検出することのできる火炎検知装置を提供す
る。 【解決手段】火炎部を撮影して得たカラー画像から火炎
の存在を検出する火炎検知装置において、カラー画像の
色信号成分を色相、彩度、輝度に座標変換し、輝度およ
び彩度については所定の閾値以上であり、色相について
は所定範囲内にある部分をそれぞれ2値化して色相画
像、彩度画像、輝度画像を求め、これらの画像に基づい
て火炎領域抽出画像を求め、この火炎領域抽出画像より
火炎の存在を検出するように構成する。
Description
存在を検知して燃焼状態を制御する装置における火炎検
知装置に関し、特にカメラから入力された画像の中の火
炎を検出することにより火炎の存在を自動的に検知でき
るようにした火炎検知装置に関するものである。
な出力に応じて随時点火するバーナーの本数が制御され
ている。制御中にバーナーの火が消えると大事故につな
がりかねないため、失火検知用の装置が備えられてい
る。失火を検知するためには火炎の存在を検出する必要
がある。従来より火炎を検知する方式としては、例えば
次のようなものがある。
分光分析により検出し、火炎を検知するスペクトル分析
検知方式。 (2) 光ファイバを15度ずつずらして3本で1センサを
形成し、火炎の赤外領域での発光強度のちらつきを検出
して火炎を検知する多視型フレームディテクタによる検
知方式。 (3) カメラ(イメージファイバ等)により炉内を直接監
視するカメラ監視方式。 (4) 画像処理を用いた検知方式 炉内に設置したイメージファイバからの画像を処理し
て、面積や長さ等の火炎の特徴量を抽出して、燃焼状態
を監視する。 画像のRGB成分を用いて、火炎安定度、火炎温度、
火炎透明度を求め、この3つの成分の三角形の形状で燃
焼を評価する。
(1) のスペクトル分析検知方式では、紫外線を検出する
場合には専用の感度の良いセンサがないためS/Nが悪
く、センサの出力と実際のバーナーの着火状態とが必ず
しも合致しない場合があるという問題点があった。
(2) の方式では、ガス火炎のような不輝炎火炎の検出が
難しいという問題があった。
を常時見ている必要があると共に重要な監視となるため
オペレータへの負担が大きいという問題があった。
は、その、のいずれも画像のRGB信号を基に火炎
を検知するが、検知に必要なパラメータを得るのに複雑
な計算が必要であること、またガス火炎のような不輝炎
火炎には対応できないという問題があった。
油の赤い火炎やガス火炎のような不輝炎火炎も容易に検
出することのできる火炎検知装置を提供することにあ
る。本発明の他の目的は、火炎を認識するためのパラメ
ータとして人の感覚に分かり易い色相、彩度を用いるこ
とにより、検知のためのパラメータ設定を容易にした火
炎検知装置を提供することにある。
るために本発明では、火炎部を撮影して得たカラー画像
から火炎の存在を検出する火炎検知装置において、カラ
ー画像の色信号成分を色相、彩度、輝度に座標変換し、
更に輝度および彩度については所定の閾値以上であり、
色相については所定範囲内にある部分をそれぞれ2値化
して色相画像、彩度画像、輝度画像を求め、これらの画
像に基づいて火炎領域抽出画像を求め、この火炎領域抽
出画像より火炎の存在を検出する。
説明する。図1は本発明に係る火炎検知装置の一実施例
を示す構成図である。図において、画像入力部1は例え
ばカラーカメラあるいはイメージファイバ等が用いら
れ、対象火炎の画像信号を出力する。アナログ・デジタ
ル変換・画像読み取り部(以下AD変換・画像取り込み
部という)2は画像入力部1の出力信号をデジタル信号
に変換する。
2から出力される画像データを記憶する。画像演算装置
4は、火炎を検出するための画像演算、すなわち、カラ
ー画像のRGBの成分を色相(Hue)、彩度(Saturatio
n)、輝度(Luminance)に座標変換し、輝度と彩度が一
定値以上のときに火炎の色に対応した色相の範囲を抽出
することにより火炎部を検出する演算処理を行う。表示
部5は画像演算装置4で得られた結果を表示する。
示部5でなる部分は、演算処理手段や記憶手段、入力手
段、表示手段等を備えたコンピュータで代替してもよ
い。
る。本実施例ではボイラー内のバーナー火炎の検出を例
にとって説明する。画像入力部1によりボイラー内のバ
ーナー火炎を撮影し、その画像をAD変換・画像取り込
み部2でデジタル変換して画像メモリ3に保存する。
い場合と、周囲が明るく火炎の輝度が高いときとで2つ
に別れる。 (1) 周囲が暗い場合 この場合は、火炎部分の輝度、彩度がある程度以上の値
を持ち、色相が火炎の色に対応してある範囲内(ガス火
炎の場合にはシアンから青の範囲内、重油の火炎の場合
には赤から橙の範囲内)にある。そこで、輝度、彩度が
ある閾値以上であり、色相が所定の範囲内にある画像部
分を火炎として抽出し、更に輝度画像の高輝度部分を加
えて、この部分を火炎として検出する。なお、上記各閾
値すなわちパラメータは、オペレータが適宜設定するこ
とができる。
説明する。画像メモリ3より複数枚(n枚)の画像を取
込み、そのn枚の平均画像を求める。続いてこの平均画
像のノイズを除去するために平滑化フィルタ処理を行
う。ノイズ除去された平均画像(カラー画像)のRGB
の成分を色相、彩度、輝度に座標変換(これをHSL変
換と言い、周知の座標変換である)し、色相画像、彩度
画像、輝度画像の3つの画像を得る。
値化する。輝度画像については、閾値L1で2値化し、
彩度画像については閾値S1で2値化する。色相画像
は、閾値H1より大きく閾値H2より小さい範囲内かど
うかで2値化する。例えば、輝度画像や彩度画像につい
ては閾値より大きい輝度の画素を1、小さい画素を0と
し、色相画像については範囲内にある画素を1、範囲外
にある画素を0とする。
をとって1つの画像(AND画像)を得る。他方、前記
輝度画像において輝度がある閾値L2を越える高輝度部
分を抽出し、この画像と前記AND画像との論理和(O
R)をとる。このようにして火炎領域のみを抽出した画
像を得る。
より得た火炎領域のみの抽出画像(b)を対比して示
す。
領域ごとにその位置と面積を計算により求める。総面積
がある閾値(F1)以上の場合は火炎が存在すると判断
し、閾値F1より小さい場合は火炎の失火と判断する。
失火の場合はアラームをディスプレイ上に表示する。
輝度が高い場合であって、前記(1) の場合とは逆に高輝
度部分を除去し、彩度がある程度以上の値を持つ部分と
火炎の色に対応した色相との共通部分を火炎として検出
する。
説明する。画像メモリ3より複数枚(n枚)の画像を取
込み、そのn枚の平均画像を求める。続いてこの平均画
像のノイズを除去するために平滑化フィルタ処理を行
う。ノイズ除去された平均画像(カラー画像)のRGB
の成分を色相、彩度、輝度に座標変換(これをHSL変
換と言い、周知の座標変換である)し、色相画像、彩度
画像、輝度画像の3つの画像を得る。
値化する。輝度画像については、閾値L3より大きく閾
値L4より小さい範囲内の輝度かどうかで2値化し、彩
度画像については閾値S1で2値化する。色相画像につ
いては、閾値H1より大きく閾値H2より小さい範囲内
かどうかで2値化する。
にある輝度の画素を1、他の画素を0とする。彩度画像
については、閾値S1より大きい彩度の画素は1、他の
画素は0とする。色相画像については上記範囲内にある
色相の画素を1、他の画素を0とする。
対応画素ごとにANDをとり、1つの画像を得る。この
ようにして火炎領域のみを抽出した画像を得る。
により得た火炎領域のみの抽出画像(b)を対比して示
す。
領域ごとにその位置と面積を計算により求める。総面積
がある閾値(F1)以上の場合は火炎が存在すると判断
し、閾値F1より小さい場合は火炎の失火と判断する。
失火の場合はアラームをディスプレイ上に表示する。
明るい場合とでそれぞれ火炎の存在を検知することがで
きるが、周囲が暗いか明るいかは例えばあらかじめ観測
した画像の輝度に基づいてオペレータが判断し、いずれ
の処理とするかを決定する。また、輝度画像、彩度画
像、色相画像の2値化のための各閾値(パラメータ)も
オペレータが適宜設定する。
例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎな
い。したがって本発明は、上記実施例に限定されること
なく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、
変形をも含むものである。
の原画像に示すように複数本のバーナーから火炎が出て
おり、それらを1台のカメラで撮影する場合には火炎を
検知すると共にその位置も検出する。
配列された6本のバーナーの内、左上と右下のバーナー
の火炎部が青い炎、右上と下段中央のバーナーの火炎部
は白く輝く炎であったとする。このようにバーナーの火
炎の色が同一でない場合は、2値化用の閾値を設定変更
して、同色の火炎ごとに抽出する。
した場合の画像、図8は図6における白く輝く火炎部の
みを抽出した場合の画像である。このような抽出画像と
対応してその火炎部の位置も検知しておき、バーナーが
失火したときは、失火のアラームに併せてどのバーナー
が消えたかという情報も同時に出力する。
ような効果がある。 (1) 請求項1に記載の発明によれば、カラー画像の色
相、彩度、輝度の色情報を用いることにより、重油の赤
い火炎や、不揮炎火炎のため画像処理では検出が難しい
と言われていたガス火炎を、容易に検出することができ
る。また、火炎を認識するためのパラメータとして、人
の感覚に分かり易い色相、彩度を用いており、検知のた
めのパラメータ(閾値)の設定が容易である。
画像、彩度画像、輝度画像の3つの2値画像の共通部分
を火炎として抽出するようにしたため、火炎の存在を容
易に検出することができる。 (3) 請求項3に記載の発明によれば、周囲が暗く画像の
輝度が低い場合でも容易に火炎の存在を検出することが
できる。 (4) 請求項4に記載の発明によれば、火炎領域抽出画像
の火炎部面積の大きさを判断して火炎の存在を検出する
ようにしたため、簡単な処理で火炎の存在を検出するこ
とができる。
的に失火を検出しアラーム表示されるので、オペレータ
の負担が極度に軽減される。 (6) 請求項6に記載の発明によれば、不安定な火炎につ
いても火炎の存在を比較的安定に検出することができ
る。
構成図である。
である。
図である。
画像である。
した画像である。
抽出した画像である。
Claims (6)
- 【請求項1】火炎部を撮影して得たカラー画像から火炎
の存在を検出する火炎検知装置において、 前記カラー画像の色信号成分を色相、彩度、輝度に座標
変換し、輝度および彩度については所定の閾値以上であ
り、色相については所定範囲内にある部分をそれぞれ2
値化して色相画像、彩度画像、輝度画像を求め、これら
の画像に基づいて火炎領域抽出画像を求め、この火炎領
域抽出画像より火炎の存在を検出するように構成したこ
とを特徴とする火炎検知装置。 - 【請求項2】前記色相画像、彩度画像、輝度画像の3つ
の2値画像の共通部分を火炎として抽出し、火炎の存在
を検出するように構成したことを特徴とする請求項1記
載の火炎検知装置。 - 【請求項3】周囲が暗く画像の輝度が低いときは、画像
の高輝度部分を抽出した画像を、前記色相画像、彩度画
像、輝度画像の3つの画像に足しあわせて火炎領域抽出
画像を得るようにしたことを特徴とする請求項1記載の
火炎検知装置。 - 【請求項4】前記火炎領域抽出画像の火炎部面積の大き
さと位置により火炎の存在を検出するようにしたことを
特徴とする請求項1記載の火炎検知装置。 - 【請求項5】前記火炎部面積が所定値以下のときは火炎
部の失火と判断し、アラーム表示を行うように構成した
ことを特徴とする請求項1記載の火炎検知装置。 - 【請求項6】前記カラー画像は、火炎部を複数枚撮影し
た画像の平均画像であることを特徴とする請求項1記載
の火炎検知装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33992797A JP3496746B2 (ja) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | 火炎検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33992797A JP3496746B2 (ja) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | 火炎検知装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11173914A true JPH11173914A (ja) | 1999-07-02 |
JP3496746B2 JP3496746B2 (ja) | 2004-02-16 |
Family
ID=18332085
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33992797A Expired - Fee Related JP3496746B2 (ja) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | 火炎検知装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3496746B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009217725A (ja) * | 2008-03-12 | 2009-09-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 監視装置及び監視方法 |
CN112508894A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-03-16 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | 喷涂焰流在线检测方法、装置和系统、工控机和存储介质 |
-
1997
- 1997-12-10 JP JP33992797A patent/JP3496746B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009217725A (ja) * | 2008-03-12 | 2009-09-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 監視装置及び監視方法 |
CN112508894A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-03-16 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | 喷涂焰流在线检测方法、装置和系统、工控机和存储介质 |
CN112508894B (zh) * | 2020-11-27 | 2023-10-03 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | 喷涂焰流在线检测方法、装置和系统、工控机和存储介质 |
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