KR101309407B1

KR101309407B1 - 블록 단위 영상 기반의 화재감지 카메라 및 센서를 이용한 복합 화재 감지기, 화재 감지 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR101309407B1
Application number: KR1020120131764A
Authority: KR
Inventors: 신현기
Original assignee: 신현기
Priority date: 2012-11-20
Filing date: 2012-11-20
Publication date: 2013-09-17

Abstract

본 발명은 영상 기반의 화재 감지 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카메라를 통해 촬영되는 영상데이터를 일정 크기의 픽셀을 가지는 블록 단위로 분할한 후, 블록 단위로 화염 및 연기특성을 추출 및 분석에 의한 영상 기반의 화재 여부 판단과 열 검출 여부에 의한 화재 여부 판단에 의해 화재를 검출하는 블록 단위 열 및 영상 기반의 복합 카메라 화재 감지기, 화재 감지 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, RGB 영상을 휘도색차신호 영상으로 변환하므로 밝기와 색상을 보다 잘 구분할 수 있고, 이에 따라 화재 검출을 위한 화염 및 연기 검출 성능을 높일 수 있고, 영상을 블록 단위로 분할하고, 블록 단위의 영상 특성을 추출하여 영상의 블록들 중 화염 및 연기 특성을 가지는 블록들을 검출하므로 보다 빠르게 영상에 존재하는 화염 및 연기를 검출할 수 있으며, 영상을 블록 단위로 분할하여 검출된 화염 및 연기로 판단된 이미지의 연속성을 검사하여 확증함으로써 화염 및 연기를 보다 정확하게 검출할 수 있는 효과를 가지는 것이다.

Description

블록 단위 영상 기반의 화재감지 카메라 및 센서를 이용한 복합 화재 감지기, 화재 감지 시스템 및 그 방법 {The thermal and image of block image-based composite camera fire detector, fire detection system and method}

본 발명은 영상 기반의 화재 감지 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카메라를 통해 촬영되는 영상데이터를 일정 크기의 픽셀을 가지는 블록 단위로 분할한 후, 블록 단위로 화염 및 연기특성의 추출 및 분석에 의한 영상 기반의 화재 여부 판단과, 센서의 신호 검출 여부에 의한 화재 여부 판단에 의해 화재를 검출하는 블록 단위 영상 기반의 카메라 화재 감지기, 화재 감지 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 산악 지역이나, 건물, 공장, 고속도로, 문화재 등에서 화재가 발생하였을 때를 대비하여 CCTV 카메라 또는 화재 감지 센서를 이용하여 화재의 감시 및 초동 진화를 수행하고 있다. 즉, 화재 감지(또는 "감시") 및 모니터링 시스템은 CCTV 카메라 또는 화재 감지 센서를 통하여 화재가 감지되는 경우 발화지점을 조기에 발견하고, 화재 경보를 발하는 방식으로 화재에 대한 초기 대응을 수행한다.

특히, 산악 지역이나, 공공장소와 같이 면적이 넓은 장소에서는 화재 감지 센서를 사용하는데 한계가 있으므로 카메라를 통한 영상 기반으로 해당 지역 및 장소를 감시하는 영상기반의 감시 시스템이 상용화되어 적용되고 있다.

일반적인 영상기반의 화재 감지 시스템은 촬영된 영상데이터를 픽셀단위로 분석하여 영상에 화염이나 연기가 있는지를 검출하고, 화염이나 연기 검출 시 알람을 발생하여 관리자가 초기 대응을 빠르게 할 수 있도록 한다.

상술한 바와 같이 종래 영상기반의 감시 시스템은 영상데이터로부터 화염이나 연기 검출 시 픽셀단위로 영상을 분석함으로써 데이터 처리 양이 많아지고, 데이터를 처리하는 데 많은 시간을 소요하게 되는 문제점이 있었으며, 데이터 처리 양과 큰 소요 시간으로 오류가 발생되는 문제점이 있었으며, 이러한 오류들로 인해 초기 대응에 실패할 수 있는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 카메라를 통해 촬영되는 영상데이터를 일정 크기의 픽셀을 가지는 블록 단위로 분할한 후, 블록 단위로 화염 및 연기특성의 추출 및 분석에 의한 영상 기반의 화재 여부 판단과 센서의 신호 검출 여부에 의한 화재 여부 판단에 의해 화재를 검출하는 블록 단위 영상 기반의 복합 카메라 화재 감지기, 화재 감지 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 블록 단위 영상 기반의 카메라 화재 감지기는: 화재 감시 대상 영역을 촬영하여 상기 화재 감시 대상 영역에 대한 영상데이터를 생성하는 카메라 영상 촬영부; 상기 영상데이터를 수신받아 상기 영상을 일정 크기의 블록으로 분할한 후, 블록단위로 상기 영상데이터의 분석 대상 영역에 대해 블록단위로 화염 특성 및 연기 특성 검출에 의한 영상 기반의 화재 여부를 판단하고, 센서를 통한 화재감지 여부를 검사하여, 영상 기반의 화재가 검출되고, 센서가 감지되면 화재로 판단하여 화재 정보를 통지하는 화재 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 화재 검출부로부터 화재 정보를 수신받아 표시하고 알람을 발생시키는 화재 모니터링 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 화재 검출부는, 상기 카메라 영상 촬영부로부터 상기 영상데이터를 수신받아 출력하는 영상 입력부; 상기 영상 입력부를 통해 출력되는 영상데이터를 일정 크기의 블록단위로 분할하여 출력하는 영상 분할부; 화재 감지 센서를 구비하여 감지하는 화재 감지부; 상기 블록단위로 분할된 영상데이터에서 화재여부를 판단할 분석 대상 영역을 결정하고, 결정된 분석 대상 영역의 화염 특성 및 연기 특성의 추출에 의한 화재여부를 판단하고, 화재 판단 시 화재정보를 출력하는 화재 분석부; 및 상기 화재 분석부로부터 상기 화재정보를 입력받아 화재 모니터링 장치로 전송하는 영상 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 화재 검출부는, 상기 영상 입력부로부터 입력되는 영상데이터의 노이즈를 제거하여 영상을 개선하여 출력하는 영상 개선부; 및 상기 개선된 영상데이터를 저장한 후, YCbCr 영상데이터로 변환하여 상기 영상 변환부로 출력하는 영상 분할부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 화재 분석부는, 분석결과 분석 대상 영역에서 화재가 발생되지 않았으면 상기 영상 분할부에 저장된 변환 전 영상데이터를 영상 출력부를 통해 상기 화재 모니터링 장치로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 화재 분석부는, 입력되는 현재 영상데이터와 이전 영상데이터를 비교 분석하여 변화 및 움직임이 검출되는 영역이 있는 검사하고, 변화 및 움직임이 검출된 영역이 있으면 그 영역을 분석 대상 영역으로 결정하는 분석 대상 영역 검출부; 상기 결정된 분석 대상 영역에 대해 화염특성 및 연기특성 검출에 의한 화재 여부와 화염 및 연기의 검출 시 연속성 여부를 판단하는 화재 특성 검출부; 및 상기 화염 및 연기가 검출되고 연속성이 있으면 상기 분석 대상 영역에 화재가 발생한 것으로 판단하여 화재정보를 생성하여 출력하는 화재 판별부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 분석 대상 영역 검출부는, 입력되는 현재 영상데이터와 이전 영상데이터를 비교 분석하여 상기 변화된 부분(이미지)이 있는지를 검출하는 변화 영역 검출부; 변화된 부분이 있으면 상기 변화된 부분의 이미지가 움직이고 있는지를 판단하는 움직임 검출부; 및 상기 변화 영역 검출부와 움직임 검출부를 통해 상기 현재 영상데이터가 이전 영상데이터와 비교하여 변화된 이미지가 있고, 그 이미지가 움직이고 있으면, 그 이미지 영역을 분석 대상 영역으로 결정하는 분석 대상 결정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 화재 특성 검출부는, 상기 분석 대상 영역 검출부에 의해 결정된 분석 대상 영역에서 블록단위로 화염 특성을 검출하여 상기 분석 대상 영역이 화염인지를 판단하는 화염 특성 검출부; 상기 분석 대상 영역 검출부에 의해 결정된 분석 대상 영역에서 블록단위로 연기 특성을 검출하여 상기 분석 대상 영역이 연기인지를 판단하는 연기 특성 검출부; 상기 화염 특성 검출부 및 연기 특성 검출부에 의해 상기 분석 대상 영역의 이미지가 연기 및 화염 중 하나 이상인 것으로 판단되면, 상기 판단된 연기 및 화염 중 하나 이상에 대해 연속성을 검출하여 출력하는 연속성 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 화염 특성은 하기 수학식 4에 의해 정의되는 것을 특징으로 한다.

[수학식 4]

상기 연기 특성은 하기 수학식 5에 의해 정의되는 것을 특징으로 한다.

[수학식 5]

상기 블록의 크기는 8*8인 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 블록 단위 영상 기반의 화재감지 카메라 및 센서를 이용한 복합 화재감지 시스템은, 화재 감시 대상 영역을 촬영하여 상기 화재 감시 대상 영역에 대한 영상데이터를 전송하는 카메라 영상 장치; 및 상기 영상데이터를 수신받아 상기 영상을 일정 크기의 블록으로 분할한 후, 블록단위로 상기 영상데이터의 분석 대상 영역에 대해 블록단위로 화염 특성 및 연기 특성 검출에 의한 화재 여부를 판단하고, 화재 판단 시 화재 정보를 통지하는 화재 검출 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 화재 검출 장치로부터 화재 정보를 입력받아 표시하고 알람을 발생시키는 화재 모니터링 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 화재 검출 장치는, 상기 카메라 영상 장치로부터 상기 영상데이터를 수신받아 출력하는 영상 입력부; 상기 영상 입력부를 통해 출력되는 영상데이터를 일정 크기의 블록단위로 분할하여 출력하는 영상 분할부; 상기 블록단위로 분할된 영상데이터에서 화재여부를 판단할 분석 대상 영역을 결정하고, 결정된 분석 대상 영역의 화염 특성 및 연기 특성의 추출에 의한 화재여부를 판단하고, 화재 판단 시 화재정보를 출력하는 화재 분석부; 및 상기 화재 분석부로부터 상기 화재정보를 입력받아 화재 모니터링 장치로 전송하는 영상 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 영상 입력부로부터 입력되는 영상데이터의 노이즈를 제거하여 영상을 개선하여 출력하는 영상 개선부; 및 상기 개선된 영상데이터를 저장한 후, YCbCr 영상데이터로 변환하여 상기 영상 변환부로 출력하는 영상 분할부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

[수학식 4]

[수학식 5]

상기 블록의 크기는 8*8인 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 블록 단위 영상 기반의 복합 화재 감지 카메라 및 센서를 이용한 복합 화재 감지방법은, 카메라 영상 장치가, 화재 감시 대상 영역을 촬영하여 영상데이터를 획득하는 영상 획득 과정; 및 화재 검출 장치가, 상기 영상데이터를 수신받아 상기 영상을 일정 크기의 블록으로 분할한 후, 블록단위로 상기 영상데이터의 분석 대상 영역에 대해 블록단위로 화염 특성 및 연기 특성의 검출에 의한 영상 기반의 화재여부를 판단하고, 영상 기반의 화재 검출 시 센서 검출 여부를 판단하여 신호가 검출되면 화재로 판단하여 화재 정보를 통지하는 화재 정보 통지 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 방법은, 화재 모니터링 장치가 상기 화재 검출 장치로부터 화재 정보를 입력받아 표시하고 알람을 발생시키는 화재 알람 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 화재 정보 통지 과정은, 영상 입력부가 상기 카메라 영상 장치로부터 상기 영상데이터를 수신받아 획득하는 영상 입력 단계; 영상 분할부가 상기 영상 입력부를 통해 출력되는 영상데이터를 일정 크기의 블록단위로 분할하여 출력하는 영상 분할 단계; 화재 분석부가 상기 블록단위로 분할된 영상데이터에서 화재여부를 판단할 분석 대상 영역을 결정하고, 결정된 분석 대상 영역의 화염 특성 및 연기 특성의 추출에 의한 영상 기반의 화재여부를 판단하고, 영상 기반의 화재 검출 시 화재 감지부를 통해 화재 검출 여부를 판단하여 신호가 검출되면 화재로 판단하여 화재정보를 출력하는 화재 분석 단계; 및 영상 출력부가 상기 화재 분석부로부터 상기 화재정보를 입력받아 화재 모니터링 장치로 전송하는 영상 통지 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 화재 정보 통지 과정은, 영상 개선부가 상기 영상 입력부로부터 입력되는 영상데이터의 노이즈를 제거하여 영상을 개선하여 출력하는 영상 개선 단계; 및 영상 분할부가 상기 개선된 영상데이터를 저장한 후, YCbCr 영상데이터로 변환하여 상기 영상 변환부로 출력하는 영상 분할 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 화재 정보 통지 과정은, 상기 화재 분석부가 분석결과 분석 대상 영역에서 화재가 발생되지 않았으면 상기 영상 분할부에 저장된 변환 전 영상데이터를 영상 출력부를 통해 상기 화재 모니터링 장치로 전송하도록 제어하는 일반 영상 전송 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 화재 분석 단계는, 분석 대상 영역 검출부가 입력되는 현재 영상데이터와 이전 영상데이터를 비교 분석하여 변화 및 움직임이 검출되는 영역이 있는 검사하고, 변화 및 움직임이 검출된 영역이 있으면 그 영역을 분석 대상 영역으로 결정하는 분석 대상 영역 검출 단계; 화재 특성 검출부가 상기 결정된 분석 대상 영역에 대해 화염특성 및 연기특성 검출에 의한 화재 여부와 화염 및 연기의 검출 시 연속성 여부를 판단하는 화재 특성 검출 단계; 및 화재 판별부가 상기 화염 및 연기가 검출되고 연속성이 있으면 상기 분석 대상 영역에 화재가 발생한 것으로 판단하여 화재정보를 생성하여 출력하는 화재 판단 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 분석 대상 영역 검출 단계는, 변화 영역 검출부가 입력되는 현재 영상데이터와 이전 영상데이터를 비교 분석하여 상기 변화된 부분(이미지)이 있는지를 검출하는 변화 영역 검출 단계; 움직임 검출부가 상기 변화 영역 검출 단계에서 변화된 부분이 있으면 상기 변화된 부분의 이미지가 움직이고 있는지를 판단하는 움직임 검출 단계; 및 분석 대상 결정부가 상기 변화 영역 검출 단계 및 움직임 검출 단계에서 상기 현재 영상데이터가 이전 영상데이터와 비교하여 변화된 이미지가 있고, 그 이미지가 움직이고 있으면, 그 이미지 영역을 분석 대상 영역으로 결정하는 분석 대상 결정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 화재 특성 검출 단계는, 화염 특성 검출부가 상기 분석 대상 영역 검출부에 의해 결정된 분석 대상 영역에서 블록단위로 화염 특성을 검출하여 상기 분석 대상 영역이 화염인지를 판단하는 화염 특성 검출 단계; 연기 특성 검출부가 상기 분석 대상 영역 검출부에 의해 결정된 분석 대상 영역에서 블록단위로 연기 특성을 검출하여 상기 분석 대상 영역이 연기인지를 판단하는 연기 특성 검출 단계; 및 연속성 검출부가 상기 화염 특성 검출부 및 연기 특성 검출부에 의해 상기 분석 대상 영역의 이미지가 연기 및 화염 중 하나 이상인 것으로 판단되면, 상기 판단된 연기 및 화염 중 하나 이상에 대해 연속성을 검출하여 출력하는 연속성 검출 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

[수학식 4]

[수학식 5]

본 발명은 RGB 영상을 YCbCr 영상으로 변환하므로 밝기와 색상을 보다 잘 구분할 수 있고, 이에 따라 화재 검출을 위한 화염 및 연기 검출 성능을 높일 수 있는 효과를 가진다.

또한, 본 발명은 영상을 블록 단위로 분할하고, 블록 단위의 영상 특성을 추출하여 영상의 블록들 중 화염 및 연기 특성을 가지는 블록들을 검출하므로 보다 빠르게 영상에 존재하는 화염 및 연기를 검출할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 본 발명은 영상을 블록 단위로 분할하여 검출된 화염 및 연기로 판단된 이미지의 연속성을 검사하여 확증함으로써 화염 및 연기를 보다 정확하게 검출할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 본 발명은 화재 감지 기능을 카메라 장치에 구성함으로써 그 구성을 단순화시킬 수 있어 설치가 용이하고, 시스템 구축비용 및 설치비용을 줄일 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 블록 단위 영상 기반의 카메라 화재 감지 카메라 및 센서를 이용한 복합 화재 감지기를 포함하는 복합 화재 감지 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 블록 단위 영상 기반의 화재 감지 카메라 및 센서를 이용한 복합 화재 감지 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 블록 단위 영상 기반의 화재 감지 시스템의 복합 화재 감지기 및 복합 화재 감지 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 블록 단위 센서· 영상 기반의 복합 화재 감지기의 화재 분석부의 상세 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 블록 단위 센서· 영상 기반의 복합 화재 감지 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명에 따른 블록 단위 영상 기반의 화재 감지 방법의 블록 단위 화재 검출 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 영상을 블록단위로 분할하여 화재를 감지하는 일예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 영상의 블록단위 분할에 의한 연속성 추정 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부된 도면에 도시된 본 발명 구성의 실시예들을 참조하여, 본 발명의 블록 단위 센서· 영상 기반의 복합 화재 감지 시스템의 구성 및 동작을 설명하고, 블록 단위 센서· 영상 기반의 화재 감지 방법을 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 블록 단위 영상 기반의화재 감지 카메라 및 센서를 이용한 복합 화재 감지기를 포함하는 복합 화재 감지 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 블록 단위 영상 기반의 화재 감지 카메라 및 센서를 이용한 복합 화재 감지 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명의 제1실시예에 따른 화재 감지 시스템은 복합 카메라 화재 감지기(100)와 화재 모니터링 장치(300)를 포함하고, 제2실시예에 따른 화재 감지 시스템은 카메라 영상 장치(400)와 복합 카메라 화재 감지 장치(500)와 화재 모니터링 장치(300)를 포함한다. 이하 설명에서는 제1실시예를 위주로 설명한다.

제1실시예의 복합 카메라 화재 감지기(100)는 산악 지역, 건물, 공장, 고속도로 및 문화재가 있는 장소 등과 같은 지리적 영역(이하 "화재 감시 대상 영역"이라 함)에 설치되는 카메라로 상기 화재 감시 대상 영역을 촬영하고, 촬영된 동영상 및 정지영상을 블록단위로 분할한 후, 움직임이 검출된 분석 대상 영역을 블록단위로 화염특성, 연기특성 및 연속성을 검사하여 영상 기반의 화재 여부를 판단하고, 센서 신호의 검출 여부를 판단하여, 화재신호가 검출되고 영상기반의 화재가 검출되면 화재 발생 여부를 판단한다. 이러한 복합 카메라 화재 감지기(100)는 카메라 영상 촬영부(110) 및 화재 검출부(200)를 포함한다.

상기 카메라 영상 촬영부(110)는 화재 감시 대상 영역에 설치되는 하나 이상의 감시용 카메라(CCTV)로 상기 화재 감시 대상 영역을 촬영하고 촬영된 동영상 또는 정지 영상을 상기 화재 검출부(200)로 출력한다. 특히, 상기 카메라 영상 촬영부(110)의 카메라는 팬/틸트 회전형 카메라, 돔 카메라, 적외선 카메라, 고정형 카메라, UTP 카메라 등을 포함할 수 있으며, 줌-인(Zoom-in) 및 줌-아웃(Zoom-out) 및 주야간 변환 기능 등을 구비하는 것이 바람직할 것이다. 이와 같이 구성된 카메라 영상 촬영부(110)는 해당 화재 감시 대상 영역을 촬영하여 RGB 형태의 영상데이터를 생성한 후 화재 검출부(200)로 출력한다. 카메라 영상 촬영부(110)는 상기 화재 검출부(200)를 통해 또는 직접 화재 모니터링 장치(300)의 제어를 받아 상기 화재 감시 대상 영역을 변경하도록 카메라의 촬영 지역을 변경하거나 촬영의 개시 또는 촬영을 종료하도록 제어할 수도 있을 것이다.

화재 검출부(200)는 도 1의 제1실시예에서 나타난 바와 같이 상기 카메라 영상 촬영부(110)와 일체로 구성될 수도 있고 도 2의 제2실시예와 같이 카메라 영상 촬영부(110)에 대응하는 카메라 영상 장치(400)와 분리되어 원격지에 설치될 수도 있을 것이다. 도 2에서는 카메라 영상 촬영부(110)와 화재 검출부(200)가 일체로 구성되는 경우와 별도로 구성되는 경우를 구분하기 위해 카메라 영상 촬영부(110)를 카메라 영상 장치(400)로 화재 검출부(200)에 대응하는 구성을 복합 카메라 화재 감지 장치(500)로 나타내었다. 후자의 경우에는 카메라 영상 장치(400)와 복합 카메라 화재 감지 장치(500)는 상호 유무선 통신을 하기 위한 통신수단을 구비하여야 할 것이다.

화재 검출부(200)는 카메라 영상 촬영부(110)로부터 영상데이터를 입력 또는 수신받아, 블록 단위의 영상으로 분할한 후, 블록 단위로 화염 특성 검출, 연기 특성 검출 및 연속성 검사를 수행하여 영상 기반의 화재의 발생 여부를 판단하고 센서를 통한 화재 감지 여부를 판단하여, 영상 기반의 화재가 발생한 것으로 판단되고 화재신호가 검출되는 경우, 화재가 발생한 것으로 결정하여 화재 모니터링 장치(300)로 화재 정보를 전송한다. 상기 화재 정보는 화재가 발생했음을 통지하는 통지정보 및 화재가 발생 지역을 촬영한 영상데이터를 포함한다. 화재가 발생하지 않은 경우 화재 검출부(200)는 일반적인 영상데이터를 화재 모니터링 장치(300)로 제공할 것이다. 화재 검출부(200) 및 복합 카메라 화재 감지 장치(500)의 상세 구성 및 동작은 후술할 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.

화재 모니터링 장치(300)는 상기 화재 검출부(200)로부터 입력되는 영상 데이터를 수신받아 표시하고, 화재 정보 수신 시 알람을 발생하며, 화재가 발생한 지역의 영상 데이터를 표시한다. 화재 모니터링 장치(300)는 화재 검출부(200)를 통해 카메라 영상 촬영부(110)를 제어한다. 이는 일반적인 구성이고, 본원발명과 관련이 없으므로 이하에서는 그 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 블록 단위 영상 기반의 화재 감지 시스템의 화재 검출부 및 화재 검출 장치의 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명의 화재 검출부(200)는 영상 입력부(210), 영상 개선부(220), 영상 변환부(230), 영상 분할부(240), 화재 분석부(250), 영상 출력부(270) 및 화재(또는 열) 감지부(280)를 포함한다.

영상 입력부(210)는 카메라 영상 촬영부(110)으로부터 촬영된 영상데이터를 수신받는 통신수단으로써, 수신된 영상데이터를 영상 개선부(220)로 출력한다. 상기 영상 입력부(210)는 무선 통신수단일 수도 있고, 유선 통신수단일 수도 있을 것이다.

영상 개선부(220)는 상기 영상 입력부(210)로부터 입력되는 영상데이터에 포함되어 있는 주변의 밝기의 변화나 미세한 영상의 변화들 및 공간 잡음을 포함하는 잡음(Noise)을 제거하여 출력한다. 이는 현재 영상과 이전 영상과의 상관관계를 높이는 역할을 한다. 영상 개선부(220)는 하기 수학식1에 의해 1/2 샘플링을 수행한 후, 하기 수학식 2가 적용되는 메디안(Median) 필터를 통해 공간 잡음을 제거한다.

[수학식 1]

[수학식 2]

영상 변환부(230)는 상기 잡음이 제거된 RGB 형태의 영상데이터를 하기 수학식 3에 의해 YCbCr 형태의 영상데이터로 변환하여 출력한다. 이는 RGB 형태의 영상데이터가 밝기 변화에 민감하여 영상의 밝기가 변하면 화재 특성 조건을 적용하기 어려워지는 문제점을 개선하기 위한 것이다. 또한 영상 변환부(230)는 RGB 형태의 영상 데이터를 저장하고, 화재 판별부(253)로부터 제어신호 입력 시 저장된 RGB 형태의 일반 영상데이터를 영상 출력부(270)로 출력하도록 구성될 수도 있을 것이다. 상기 YCbCr은 영상시스템에서 사용되는 색공간의 일종으로, Y는 휘도 성분이며, Cb와 Cr은 색차 성분이다.(이하 "YCbCr" 또는 "휘도색차신호"라 함)

[수학식 3]

영상 분할부(240)는 상기 YCbCr 형태의 영상데이터를 일정 크기의 블록 단위로 분할한다. 상기 블록의 크기는 4×4 또는 8×8 가 될 수 있을 것이다.

화재 감지부(280)는 화재 감지센서를 포함하여 화재, 열 등을 검출하며, 화재 검출 시 화재 검출 신호를 화재 분석부(250)로 출력한다.

화재 분석부(250)는 상기 일정 크기의 블록단위로 분할된 분할 영상데이터들로 구성되는 영상데이터에서 블록단위로, 즉 분할 영상데이터 단위로 분석하여 화재로 예측되는 분석 대상 영역을 결정하고, 분석 대상 영역의 화염 특성 및 연기 특성을 추출하고, 연속성을 검사하여 영상 기반의 화재 여부를 판단하고, 상기 화재 감지부(280)를 통해 신호의 발생 여부를 검사하여 화재가 발생했는지를 판단한다. 화재 분석부(250)는 화재가 아닌 것으로 판단되면 상기 영상 분할부(220)를 제어하여 저장하고 있는 RGB 영상데이터를 영상 출력부(270)로 출력하도록 제어한다. 반면, 화재 분석부(250)는 화재가 검출되면 화재가 발생했음을 알리는 화재 통지 정보 및 화재가 발생한 해당 영상데이터를 포함하는 화재 정보를 영상 출력부(270)로 출력한다. 화재 분석부(250)의 상세한 구성 및 동작은 후술할 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.

영상 출력부(270)는 화재 모니터링부(300)와 데이터 통신을 수행하는 통신수단으로서, 영상 개선부(220)로부터 입력되는 RGB 영상데이터 또는 화재 정보를 화재 모니터링 장치(300)로 출력한다. 상기 영상 출력부(270)는 무선 통신 수단일 수도 있고 유선 통신수단일 수도 있을 것이다. 상기 화재 정보에 포함되는 영상 데이터는 RGB 영상데이터일 수도 있고, YCbCr 영상데이터가 될 수도 있을 것이다. 전자일 경우, YCbCr 영상데이터는 분석을 위한 데이터로서만 이용되는 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 블록 단위 영상 기반의 화재 검출 장치의 화재 분석부의 상세 구성을 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 화재 분석부(250)는 분석 대상 영역 검출부(251), 화재 특성 검출부(252) 및 화재 판별부(253)를 포함한다.

분석 대상 영역 검출부(251)는 변화 영역 검출부(261), 움직임 검출부(262) 및 분석 대상 결정부(263)를 포함하여 입력된 영상데이터에서 화재 여부를 분석할 분석 대상 영역을 결정한다.

구체적으로, 변화 영역 검출부(261)는 영상 분할부(240)로부터 입력되는 블록단위로 현재 영상데이터와 이전 영상데이터들을 비교하여 영상데이터에서 블록단위로 변화 영역이 있는지를 검사하고, 변화 영역이 있으며, 상기 영상데이터의 해당 영역 정보를 출력한다.

움직임 검출부(262)는 상기 변화 영역 검출부(261)를 통해 변화영역이 검출되면 상기 변화 영역, 즉 변화된 부분의 이미지의 움직임이 검출되는지를 검사하고, 움직임이 검출되면 움직임이 검출되었음을 통지하는 움직임 검출 신호를 분석 대상 결정부(263)로 출력한다.

분석 대상 결정부(263)는 상기 변화 영역 검출부(261)를 통해 변화 영역이 검출되고, 움직임 검출부(262)를 통해 상기 변화 영역의 임의의 이미지가 움직이고 있는 것으로 판단되면 상기 변화가 있고 움직임이 있는 영역을 분석 대상 영역으로 결정하여 해당 영역에 대한 영역 정보 및 영상데이터를 화재 특성 검출부(252)로 출력한다.

화재 특성 검출부(252)는 화염 특성 검출부(264), 연기 특성 검출부(265) 및 연속성 검출부(266)를 포함하여 상기 영상데이터의 분석 대상 영역에서 블록단위로 화염특성을 검출하여 이미지가 화염인지, 연기 특성을 검출하여 상기 분석 대상 영역의 이미지가 연기인지, 아니면 화염 및 연기 둘 모두를 포함하는지를 판단하여 화재 판별부(253)로 출력하고 상기 분석 대상 영역에서 화염 및/또는 연기가 검출되면 화염 및/또는 연기의 연속성 여부 정보를 화재 판별부(253)으로 출력한다. 화염은 중심부가 전체 영상에서 가장 밝은 경우가 대부분이고, 주변은 붉은색과 노란색 위주의 불꽃으로 둘러싸여 있는 특성이 있다. 따라서 상기 화염 특성 검출부(264)는 하기 수학식 4에서 보이는 바와 같이 YCbCr에 의해 상술한 화염특성을 검출한다.

[수학식 4]

그리고 연기 특성 검출부(265)는 연기의 흰색 및 회색 계열이거나 검은색 계열이므로 RGB 컬러 공간에서 각 성분의 비율이 임계값 이내의 차이를 나타내는 특성을 이용하여 하기 수학식 5에 의해 연기 특성을 검출한다.

[수학식 5]

연속성 검출부(266)는 화염과 연기의 움직임에 대한 특성을 이용하여 이전 단계에서 추출된 특성 블록들이 이전 특성 블록들과 어떠한 상관관계가 있는지를 파악한다. 특성 블록들의 상관관계는 다음과 같은 화염/연기의 특성을 이용하여 각 블록들이 어느 정도의 연속성을 유지하고 있는지를 판별한다.

화재 판별부(253)는 상기 화염 특성, 연기 특성과 연속성 여부 정보에 근거하여 화재여부를 판단하고, 화재가 아닌 것으로 판단되면 상기 영상 개선부(220)로 제어신호를 출력하여 일반 RGB 영상데이터를 출력하도록 제어하고, 화재인 것으로 판단되면 화재정보를 생성하여 영상 출력부(270)를 통해 화재 모니터링 장치(300)로 전송한다.

도 4는 본 발명에 따른 블록 단위 영상 기반의 화재 감지 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 6은 본 발명에 따른 영상을 블록단위로 분할하여 화재를 감지하는 일예를 나타낸 도면이다. 이하 도 4 및 도 6을 참조하여 설명한다.

우선, 화재 검출부(200)는 카메라 영상 촬영부(110)로부터 RGB 영상데이터가 수신되면(S411), 영상 개선부(220)를 통해 카메라 영상 촬영부(110)로부터 수신된 영상데이터의 노이즈를 제거하여 영상을 개선하는 영상 개선 작업을 수행한다(S413).

영상 개선 작업이 완료되면 영상 변환부(230)는 상기 노이즈가 제거된 RGB 영상데이터를 상기 수학식 3에 의해 도 6의 (가)와 같은 YCbCr 영상 데이터로 변환한다(S415).

YCbCr 영상데이터로 변환되면 블록 분할부(240)는 도 6의 (나)와 같이 상기 YCbCr 영상데이터를 일정 크기의 블록 단위로 분할한다(S417). 상기 도 6의 (나)는 8×8의 크기로 블록을 분할한 경우를 나타낸 것이다.

YCbCr 영상데이터가 분할되면 화재 분석부(250)는 상기 블록 단위의 YCbCr 영상데이터로부터 도 6의 (다)와 같이 분석 대상 영역을 결정하고, 상기 분석 대상 영역에서 화염 특성, 연기 특성을 출출하고, 화염 및 연기 특성인 것으로 판단되면 화염 및 연기의 연속성 여부를 검사하여 상기 분석 대상 영역에서 화재가 발생했는지를 분석하고(S419), 화재가 발생했는지를 판단한다(S421).

판단결과, 화재인 것으로 판단되면 화재 분석부(250)는 화재 감지부(280)를 통해 신호가 감지되는지를 검사하고(S422), 신호가 감지되면 화재 정보를 생성하여 화재 모니터링 장치(300)로 제공한다(S423). 화재가 아닌 경우 화재 분석부(250)는 상술한 바와 같이 일반적인 RGB 영상데이터를 화재 모니터링 장치(300)로 전송할 것이다. 상기 RGB 영상데이터의 전송은 화재 분석부(250)가 화재 모니터링 장치(300)의 요청이 없어도 자동 전송하도록 구성될 수도 있고, 화재 모니터링 장치(300)의 요청이 있는 경우에만 제공하도록 할 수도 있을 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 블록 단위 영상 기반의 화재 감지 방법의 블록 단위 화재 검출 과정을 나타낸 흐름도이고, 도 7은 본 발명에 따른 영상의 블록단위 분할에 의한 연속성 추정 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하 도 5 및 도 7을 참조하여 화재 감지 방법을 구체적으로 설명한다.

우선, 화재 분석부(250)의 분석 대상 영역 검출부(251)의 변화 영역 검출부(261)는 블록 단위로 분할된 현재 영상데이터와 이전 영상데이터를 비교 분석하여(S511), 변화 영역이 있는지를 판단한다(S513).

변화 영역이 있으면, 분석 대상영역 검출부(251)의 움직임 검출부(262)는 변화가 감지된 영역의 임의의 이미지의 움직임 분석을 수행하여(S515) 움직임이 검출되는지를 검사한다(S517).

변화가 검출된 변환영역에서 임의의 이미지의 움직임이 검출되면 분석 대상 결정부(263)는 변환 영역 검출부(261) 및 움직임 검출부(261)로부터 검출된 변환영역 및 움직임 여부에 따른 정보를 입력받아 상기 변화가 검출되고 움직임이 검출된 영역, 예를 들어, 도 6의 (다)에서 나타낸 것과 같이 회색부분을 분석 대상 영역으로 결정한다(S519).

분석 대상 영역이 결정되면 화염 특성 검출부(264)는 분석 대상 결정부(263)로부터 상기 분석 대상 영역의 분할 영상데이터들을 입력받고, 화염 특성 분석을 수행하고(S521), 연기 특성 검출부(265)는 상기 분석 대상 영역의 분할 영상데이터들을 입력받고, 연기 특성을 검출하여 분석한다(S523).

상기 화염 특성 분석 및 연기 특성 분석이 이루어지면 연속성 검출부(266)는 상기 분석 대상 영역의 이미지가 화염인지 연기인지를 판단하고(S524), 둘 중 하나이면 화염 및 연기의 연속성을 검사한다(S525).

연속성은 도 7에 나타낸 바와 같이 현재 영상에서 나타난 화염 및 연기 특성을 가지는 블록 영상데이터가 이전 영상의 현재 특성 블록 영상데이터의 위치 주변에 존재하는지를 파악하여 검사된다. 예를 들어, 도 7에서 회색 블록 영상데이터는 현재 영상의 특성 블록 영상데이터이고, 붉은 블록 영상데이터는 이전 영상의 특성 블록이다. 붉은색 화살표는 이전 영상의 특성 블록 영상데이터가 현재 영상의 특성 블록 영상데이터의 형성에 영향을 미쳤음을 나타낸다.

상기와 같이 연속성 검사가 이루어지면 화재 판별부(253)는 화염 특성 정보, 연기 특성 정보 및 연속성 정보에 의해 화재 여부를 판단한다(S527).

한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.

100: 복합 카메라 화재 감지기 110: 카메라 영상 촬영부
200: 화재 검출부
210: 영상 입력부 220: 영상 개선부
230: 영상 변환부 240: 영상 분할부
250: 화재 분석부 251: 분석 대상영역 검출부
252: 화재 특성 검출부 253: 화재 판별부
261: 변화 영역 검출부 262: 움직임 검출부
263: 분석 대상 결정부 264: 화염 특성 검출부
265: 연기 특성 검출부 266: 연속성 검출부
270: 영상 출력부 300: 화재 모니터링 장치
400: 카메라 영상 장치 500: 복합 카메라 화재 감지 장치

Claims

화재 감시 대상 영역을 촬영하여 상기 화재 감시 대상 영역에 대한 영상데이터를 생성하는 카메라 영상 촬영부;
상기 영상데이터를 수신받아 상기 영상을 일정 크기의 블록으로 분할한 후, 블록단위로 상기 영상데이터의 분석 대상 영역에 대해 블록단위로 화염 특성 및 연기 특성의 검출에 의한 영상 기반의 화재 여부를 판단하고, 열 감지 센서를 통한 열 감지 여부를 검사하여, 영상 기반의 화재가 검출되고, 열이 감지되면 화재로 판단하여 화재 정보를 통지하는 화재 검출부를 포함하되,
상기 화재 검출부는,
상기 카메라 영상 촬영부로부터 상기 영상데이터를 수신받아 출력하는 영상 입력부;
상기 영상 입력부를 통해 출력되는 영상데이터를 일정 크기의 블록단위로 분할하여 출력하는 영상 분할부;
열 감지 센서를 구비하여 열을 감지하는 열 감지부;
상기 블록단위로 분할된 영상데이터에서 화재여부를 판단할 분석 대상 영역을 결정하고, 결정된 분석 대상 영역의 화염 특성 및 연기 특성의 추출에 의한 화재여부를 판단하고, 화재 판단 시 화재정보를 출력하는 화재 분석부; 및
상기 화재 분석부로부터 상기 화재정보를 입력받아 화재 모니터링 장치로 전송하는 영상 출력부;
상기 영상 입력부로부터 입력되는 영상데이터의 노이즈를 제거하여 영상을 개선하여 출력하는 영상 개선부; 및
상기 개선된 영상데이터를 저장한 후, 휘도색차신호 영상데이터로 변환하여 상기 영상 변환부로 출력하는 영상 분할부를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록단위 열· 영상 기반의 화재 감지 기능을 가지는 복합 카메라 화재 감지기.
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제4항에 있어서,
상기 화재 분석부는,
분석결과 분석 대상 영역에서 화재가 발생되지 않았으면 상기 영상 분할부에 저장된 변환 전 영상데이터를 영상 출력부를 통해 상기 화재 모니터링 장치로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 블록단위 영상 기반의 화재방지 카메라 및 센서를 이용한 복합 화재 감지기.
화재 감시 대상 영역을 촬영하여 상기 화재 감시 대상 영역에 대한 영상데이터를 생성하는 카메라 영상 촬영부;
상기 영상데이터를 수신받아 상기 영상을 일정 크기의 블록으로 분할한 후, 블록단위로 상기 영상데이터의 분석 대상 영역에 대해 블록단위로 화염 특성 및 연기 특성의 검출에 의한 영상 기반의 화재 여부를 판단하고, 열 감지 센서를 통한 열 감지 여부를 검사하여, 영상 기반의 화재가 검출되고, 열이 감지되면 화재로 판단하여 화재 정보를 통지하는 화재 검출부를 포함하되,
상기 화재 검출부는,
상기 카메라 영상 촬영부로부터 상기 영상데이터를 수신받아 출력하는 영상 입력부;
상기 영상 입력부를 통해 출력되는 영상데이터를 일정 크기의 블록단위로 분할하여 출력하는 영상 분할부;
열 감지 센서를 구비하여 열을 감지하는 열 감지부;
상기 블록단위로 분할된 영상데이터에서 화재여부를 판단할 분석 대상 영역을 결정하고, 결정된 분석 대상 영역의 화염 특성 및 연기 특성의 추출에 의한 화재여부를 판단하고, 화재 판단 시 화재정보를 출력하는 화재 분석부; 및
상기 화재 분석부로부터 상기 화재정보를 입력받아 화재 모니터링 장치로 전송하는 영상 출력부를 포함하고,
상기 화재 분석부는,
입력되는 현재 영상데이터와 이전 영상데이터를 비교 분석하여 변화 및 움직임이 검출되는 영역이 있는 검사하고, 변화 및 움직임이 검출된 영역이 있으면 그 영역을 분석 대상 영역으로 결정하는 분석 대상 영역 검출부;
상기 결정된 분석 대상 영역에 대해 화염특성 및 연기특성 검출에 의한 화재 여부와 화염 및 연기의 검출 시 연속성 여부를 판단하는 화재 특성 검출부; 및
상기 화염 및 연기가 검출되고 연속성이 있으면 상기 분석 대상 영역에 화재가 발생한 것으로 판단하여 화재정보를 생성하여 출력하는 화재 판별부를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록단위 열· 영상 기반의 화재 감지 기능을 가지는 복합 카메라 화재 감지기.
제6항에 있어서,
상기 분석 대상 영역 검출부는,
입력되는 현재 영상데이터와 이전 영상데이터를 비교 분석하여 상기 변화된 부분(이미지)이 있는지를 검출하는 변화 영역 검출부;
변화된 부분이 있으면 상기 변화된 부분의 이미지가 움직이고 있는지를 판단하는 움직임 검출부; 및
상기 변화 영역 검출부와 움직임 검출부를 통해 상기 현재 영상데이터가 이전 영상데이터와 비교하여 변화된 이미지가 있고, 그 이미지가 움직이고 있으면, 그 이미지 영역을 분석 대상 영역으로 결정하는 분석 대상 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록단위 영상 기반의 화재방지 카메라 및 센서를 이용한 복합 화재 감지기.
제6항에 있어서,
상기 화재 특성 검출부는,
상기 분석 대상 영역 검출부에 의해 결정된 분석 대상 영역에서 블록단위로 화염 특성을 검출하여 상기 분석 대상 영역이 화염인지를 판단하는 화염 특성 검출부;
상기 분석 대상 영역 검출부에 의해 결정된 분석 대상 영역에서 블록단위로 연기 특성을 검출하여 상기 분석 대상 영역이 연기인지를 판단하는 연기 특성 검출부;
상기 화염 특성 검출부 및 연기 특성 검출부에 의해 상기 분석 대상 영역의 이미지가 연기 및 화염 중 하나 이상인 것으로 판단되면, 상기 판단된 연기 및 화염 중 하나에 대해 연속성을 검출하여 출력하는 연속성 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록단위 열· 영상 기반의 화재 감지 기능을 가지는 복합 카메라 화재 감지기.
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화재 감시 대상 영역을 촬영하여 상기 화재 감시 대상 영역에 대한 영상데이터를 전송하는 카메라 영상 장치; 및
상기 영상데이터를 수신받아 상기 영상을 일정 크기의 블록으로 분할한 후, 블록단위로 상기 영상데이터의 분석 대상 영역에 대해 블록단위로 화염 특성 및 연기 특성 검출에 의한 화재 여부를 판단하고, 화재 판단 시 화재 정보를 통지하는 화재 검출 장치를 포함하되,
상기 화재 검출 장치는,
상기 카메라 영상 장치로부터 상기 영상데이터를 수신받아 출력하는 영상 입력부;
상기 영상 입력부를 통해 출력되는 영상데이터를 일정 크기의 블록단위로 분할하여 출력하는 영상 분할부;
상기 블록단위로 분할된 영상데이터에서 화재여부를 판단할 분석 대상 영역을 결정하고, 결정된 분석 대상 영역의 화염 특성 및 연기 특성의 추출에 의한 화재여부를 판단하고, 화재 판단 시 화재정보를 출력하는 화재 분석부; 및
상기 화재 분석부로부터 상기 화재정보를 입력받아 화재 모니터링 장치로 전송하는 영상 출력부;
상기 영상 입력부로부터 입력되는 영상데이터의 노이즈를 제거하여 영상을 개선하여 출력하는 영상 개선부; 및
상기 개선된 영상데이터를 저장한 후, 휘도색차신호 영상데이터로 변환하여 상기 영상 변환부로 출력하는 영상 분할부를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록단위 열· 영상 기반의 화재 감지 시스템.
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제15항에 있어서,
상기 화재 분석부는,
분석결과 분석 대상 영역에서 화재가 발생되지 않았으면 상기 영상 분할부에 저장된 변환 전 영상데이터를 영상 출력부를 통해 상기 화재 모니터링 장치로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 블록단위 영상 기반의 화재방지 카메라 및 센서를 이용한 복합 화재 감지 시스템.
화재 감시 대상 영역을 촬영하여 상기 화재 감시 대상 영역에 대한 영상데이터를 전송하는 카메라 영상 장치; 및
상기 영상데이터를 수신받아 상기 영상을 일정 크기의 블록으로 분할한 후, 블록단위로 상기 영상데이터의 분석 대상 영역에 대해 블록단위로 화염 특성 및 연기 특성 검출에 의한 화재 여부를 판단하고, 화재 판단 시 화재 정보를 통지하는 화재 검출 장치를 포함하되,
상기 화재 검출 장치는,
상기 카메라 영상 장치로부터 상기 영상데이터를 수신받아 출력하는 영상 입력부;
상기 영상 입력부를 통해 출력되는 영상데이터를 일정 크기의 블록단위로 분할하여 출력하는 영상 분할부;
상기 블록단위로 분할된 영상데이터에서 화재여부를 판단할 분석 대상 영역을 결정하고, 결정된 분석 대상 영역의 화염 특성 및 연기 특성의 추출에 의한 화재여부를 판단하고, 화재 판단 시 화재정보를 출력하는 화재 분석부; 및
상기 화재 분석부로부터 상기 화재정보를 입력받아 화재 모니터링 장치로 전송하는 영상 출력부를 포함하고,
상기 화재 분석부는,
입력되는 현재 영상데이터와 이전 영상데이터를 비교 분석하여 변화 및 움직임이 검출되는 영역이 있는 검사하고, 변화 및 움직임이 검출된 영역이 있으면 그 영역을 분석 대상 영역으로 결정하는 분석 대상 영역 검출부;
상기 결정된 분석 대상 영역에 대해 화염특성 및 연기특성 검출에 의한 화재 여부와 화염 및 연기의 검출 시 연속성 여부를 판단하는 화재 특성 검출부; 및
상기 화염 및 연기가 검출되고 연속성이 있으면 상기 분석 대상 영역에 화재가 발생한 것으로 판단하여 화재정보를 생성하여 출력하는 화재 판별부를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록단위 열· 영상 기반의 화재 감지 시스템.
제17항에 있어서,
상기 분석 대상 영역 검출부는,
입력되는 현재 영상데이터와 이전 영상데이터를 비교 분석하여 상기 변화된 부분(이미지)이 있는지를 검출하는 변화 영역 검출부;
변화된 부분이 있으면 상기 변화된 부분의 이미지가 움직이고 있는지를 판단하는 움직임 검출부; 및
상기 변화 영역 검출부와 움직임 검출부를 통해 상기 현재 영상데이터가 이전 영상데이터와 비교하여 변화된 이미지가 있고, 그 이미지가 움직이고 있으면, 그 이미지 영역을 분석 대상 영역으로 결정하는 분석 대상 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록단위 영상 기반의 화재방지 카메라 및 센서를 이용한 복합 화재 감지 시스템.
제17항에 있어서,
상기 화재 특성 검출부는,
상기 분석 대상 영역 검출부에 의해 결정된 분석 대상 영역에서 블록단위로 화염 특성을 검출하여 상기 분석 대상 영역이 화염인지를 판단하는 화염 특성 검출부;
상기 분석 대상 영역 검출부에 의해 결정된 분석 대상 영역에서 블록단위로 연기 특성을 검출하여 상기 분석 대상 영역이 연기인지를 판단하는 연기 특성 검출부;
상기 화염 특성 검출부 및 연기 특성 검출부에 의해 상기 분석 대상 영역의 이미지가 연기 및 화염 중 하나 이상인 것으로 판단되면, 상기 판단된 연기 및 화염 중 하나에 대해 연속성을 검출하여 출력하는 연속성 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록단위 열· 영상 기반의 화재 감지 시스템.
카메라 영상 장치가, 화재 감시 대상 영역을 촬영하여 영상데이터를 획득하는 영상 획득 과정; 및
화재 검출 장치가, 상기 영상데이터를 수신받아 상기 영상을 일정 크기의 블록으로 분할한 후, 블록단위로 상기 영상데이터의 분석 대상 영역에 대해 블록단위로 화염 특성 및 연기 특성의 검출에 의한 영상 기반의 화재여부를 판단하고, 영상 기반의 화재 검출 시 열 검출 여부를 판단하여 열이 검출되면 화재로 판단하여 화재 정보를 통지하는 화재 정보 통지 과정을 포함하되,
상기 화재 정보 통지 과정은,
영상 입력부가 상기 카메라 영상 장치로부터 상기 영상데이터를 수신받아 획득하는 영상 입력 단계;
영상 분할부가 상기 영상 입력부를 통해 출력되는 영상데이터를 일정 크기의 블록단위로 분할하여 출력하는 영상 분할 단계;
화재 분석부가 상기 블록단위로 분할된 영상데이터에서 화재여부를 판단할 분석 대상 영역을 결정하고, 결정된 분석 대상 영역의 화염 특성 및 연기 특성의 추출에 의한 영상 기반의 화재여부를 판단하고, 영상 기반의 화재 검출 시 열 감지부를 통해 열 검출 여부를 판단하여 열이 검출되면 화재로 판단하여 화재정보를 출력하는 화재 분석 단계; 및
영상 출력부가 상기 화재 분석부로부터 상기 화재정보를 입력받아 화재 모니터링 장치로 전송하는 영상 통지 단계;
영상 개선부가 상기 영상 입력부로부터 입력되는 영상데이터의 노이즈를 제거하여 영상을 개선하여 출력하는 영상 개선 단계; 및
영상 분할부가 상기 개선된 영상데이터를 저장한 후, 휘도색차신호 영상데이터로 변환하여 상기 영상 변환부로 출력하는 영상 분할 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록단위 열· 영상 기반의 화재 감지 방법.
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카메라 영상 장치가, 화재 감시 대상 영역을 촬영하여 영상데이터를 획득하는 영상 획득 과정; 및
화재 검출 장치가, 상기 영상데이터를 수신받아 상기 영상을 일정 크기의 블록으로 분할한 후, 블록단위로 상기 영상데이터의 분석 대상 영역에 대해 블록단위로 화염 특성 및 연기 특성의 검출에 의한 영상 기반의 화재여부를 판단하고, 영상 기반의 화재 검출 시 열 검출 여부를 판단하여 열이 검출되면 화재로 판단하여 화재 정보를 통지하는 화재 정보 통지 과정을 포함하되,
상기 화재 정보 통지 과정은,
영상 입력부가 상기 카메라 영상 장치로부터 상기 영상데이터를 수신받아 획득하는 영상 입력 단계;
영상 분할부가 상기 영상 입력부를 통해 출력되는 영상데이터를 일정 크기의 블록단위로 분할하여 출력하는 영상 분할 단계;
화재 분석부가 상기 블록단위로 분할된 영상데이터에서 화재여부를 판단할 분석 대상 영역을 결정하고, 결정된 분석 대상 영역의 화염 특성 및 연기 특성의 추출에 의한 영상 기반의 화재여부를 판단하고, 영상 기반의 화재 검출 시 열 감지부를 통해 열 검출 여부를 판단하여 열이 검출되면 화재로 판단하여 화재정보를 출력하는 화재 분석 단계; 및
영상 출력부가 상기 화재 분석부로부터 상기 화재정보를 입력받아 화재 모니터링 장치로 전송하는 영상 통지 단계; 및
상기 화재 분석부가 분석결과 분석 대상 영역에서 화재가 발생되지 않았으면 상기 영상 분할부에 저장된 변환 전 영상데이터를 영상 출력부를 통해 상기 화재 모니터링 장치로 전송하도록 제어하는 일반 영상 전송 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록단위 열· 영상 기반의 화재 감지 방법.
카메라 영상 장치가, 화재 감시 대상 영역을 촬영하여 영상데이터를 획득하는 영상 획득 과정; 및
화재 검출 장치가, 상기 영상데이터를 수신받아 상기 영상을 일정 크기의 블록으로 분할한 후, 블록단위로 상기 영상데이터의 분석 대상 영역에 대해 블록단위로 화염 특성 및 연기 특성의 검출에 의한 영상 기반의 화재여부를 판단하고, 영상 기반의 화재 검출 시 열 검출 여부를 판단하여 열이 검출되면 화재로 판단하여 화재 정보를 통지하는 화재 정보 통지 과정을 포함하되,
상기 화재 정보 통지 과정은,
영상 입력부가 상기 카메라 영상 장치로부터 상기 영상데이터를 수신받아 획득하는 영상 입력 단계;
영상 분할부가 상기 영상 입력부를 통해 출력되는 영상데이터를 일정 크기의 블록단위로 분할하여 출력하는 영상 분할 단계;
화재 분석부가 상기 블록단위로 분할된 영상데이터에서 화재여부를 판단할 분석 대상 영역을 결정하고, 결정된 분석 대상 영역의 화염 특성 및 연기 특성의 추출에 의한 영상 기반의 화재여부를 판단하고, 영상 기반의 화재 검출 시 열 감지부를 통해 열 검출 여부를 판단하여 열이 검출되면 화재로 판단하여 화재정보를 출력하는 화재 분석 단계; 및
영상 출력부가 상기 화재 분석부로부터 상기 화재정보를 입력받아 화재 모니터링 장치로 전송하는 영상 통지 단계를 포함하고,
상기 화재 분석 단계는,
분석 대상 영역 검출부가 입력되는 현재 영상데이터와 이전 영상데이터를 비교 분석하여 변화 및 움직임이 검출되는 영역이 있는 검사하고, 변화 및 움직임이 검출된 영역이 있으면 그 영역을 분석 대상 영역으로 결정하는 분석 대상 영역 검출 단계;
화재 특성 검출부가 상기 결정된 분석 대상 영역에 대해 화염특성 및 연기특성 검출에 의한 화재 여부와 화염 및 연기의 검출 시 연속성 여부를 판단하는 화재 특성 검출 단계; 및
화재 판별부가 상기 화염 및 연기가 검출되고 연속성이 있으면 상기 분석 대상 영역에 화재가 발생한 것으로 판단하여 화재정보를 생성하여 출력하는 화재 판단 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록단위 열· 영상 기반의 화재 감지 방법.
제25항에 있어서,
상기 분석 대상 영역 검출 단계는,
변화 영역 검출부가 입력되는 현재 영상데이터와 이전 영상데이터를 비교 분석하여 상기 변화된 부분(이미지)이 있는지를 검출하는 변화 영역 검출 단계;
움직임 검출부가 상기 변화 영역 검출 단계에서 변화된 부분이 있으면 상기 변화된 부분의 이미지가 움직이고 있는지를 판단하는 움직임 검출 단계; 및
분석 대상 결정부가 상기 변화 영역 검출 단계 및 움직임 검출 단계에서 상기 현재 영상데이터가 이전 영상데이터와 비교하여 변화된 이미지가 있고, 그 이미지가 움직이고 있으면, 그 이미지 영역을 분석 대상 영역으로 결정하는 분석 대상 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록단위 영상 기반의 화재 감지 방법.
제26항에 있어서,
상기 화재 특성 검출 단계는,
화염 특성 검출부가 상기 분석 대상 영역 검출부에 의해 결정된 분석 대상 영역에서 블록단위로 화염 특성을 검출하여 상기 분석 대상 영역이 화염인지를 판단하는 화염 특성 검출 단계;
연기 특성 검출부가 상기 분석 대상 영역 검출부에 의해 결정된 분석 대상 영역에서 블록단위로 연기 특성을 검출하여 상기 분석 대상 영역이 연기인지를 판단하는 연기 특성 검출 단계;
연속성 검출부가 상기 화염 특성 검출부 및 연기 특성 검출부에 의해 상기 분석 대상 영역의 이미지가 연기 및 화염 중 하나 이상인 것으로 판단되면, 상기 판단된 연기 및 화염 중 하나 이상에 대해 연속성을 검출하여 출력하는 연속성 검출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록단위 열· 영상 기반의 화재 감지 방법
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