KR20110138444A - 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 방법 및 장치 - Google Patents

영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20110138444A
KR20110138444A KR1020100058328A KR20100058328A KR20110138444A KR 20110138444 A KR20110138444 A KR 20110138444A KR 1020100058328 A KR1020100058328 A KR 1020100058328A KR 20100058328 A KR20100058328 A KR 20100058328A KR 20110138444 A KR20110138444 A KR 20110138444A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
smoke
flame
image
fire
image processing
Prior art date
Application number
KR1020100058328A
Other languages
English (en)
Inventor
강전구
김중구
유재형
손미향
Original Assignee
(주) 비전에스티
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주) 비전에스티 filed Critical (주) 비전에스티
Priority to KR1020100058328A priority Critical patent/KR20110138444A/ko
Publication of KR20110138444A publication Critical patent/KR20110138444A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/90—Determination of colour characteristics
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/12—Actuation by presence of radiation or particles, e.g. of infrared radiation or of ions
    • G08B17/125—Actuation by presence of radiation or particles, e.g. of infrared radiation or of ions by using a video camera to detect fire or smoke

Abstract

본 발명의 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 방법은, 연기(smoke) 또는 화염(flame)에 대해 촬영된 화재 영상(fire image)을 입력받는 영상데이터 입력 단계(S110); 상기 화재 영상(fire image)을 분해하여 R(Red), G(Green), B(Blue) 원색 영상 및 휘도(luminance), 색차(Chrominanc) 성분의 색상 정보를 갖는 Y, Cb, Cr 색차 영상을 형성하는 색 공간 분해 단계(S120); 상기 R(Red), G(Green), B(Blue) 원색 영상 또는 상기 Y, Cb, Cr 색차 영상을 분석하여 연기 및 화염의 존재 여부를 판단하는 연기 및 화염 존재 판단 단계(S130); 및 연기 또는 화염이 존재한다고 판단한 경우 연기 또는 화염에 관한 경보(alarm)를 발생시키는 연기, 화염 발생경보 출력단계(S140)를 제공함에 기술적 특징이 있다.
본 발명의 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 방법은 연기 및 화염의 발생여부를 정확히 판단하고, 그 결과에 따른 화재의 발생여부를 신속하게 관리자에게 통보할 수 있는 장점이 있다.

Description

영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MONITORING SMOKE AND FLAME USING THE IMAGE PROCESS}
본 발명은 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 영상처리에 근거하여 색상정보, 연속성을 갖는 연기의 특성 및 색상정보, 연속성, 플라즈마 상태를 갖는 화염의 특성을 분석하여 연기 및 화염의 발생여부를 정확히 판단하고, 그 결과에 따른 화재의 발생여부를 신속하게 관리자에게 통보할 수 있는 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 방법 및 장치에 관한 것이다.
화재(fire)는 가연성 물질이 공기 중의 산소와 산화반응을 일으키면서 열과 빛을 발생시키는 산화 현상을 가리키며, 화염(flare)은 불이 기체의 상태에서 발광하는 것을 가리킨다.
화염(flare)은 냉염(Cool flame)과 열염(Hot flame)으로 구분된다. 냉염(Cool flame)은 산화반응의 중간단계로서 반응물질의 일부에 에너지 방출이 있을 뿐이고 발광이나 발열이 적지만, 열염(Hot flame)은 대부분의 에너지를 방출한다.
플라스마(Plasma) 상태는 고체, 액체, 기체 상태와 달리 원자나 분자로 된 기체가 에너지를 받아 이온화된 입자들이 만들어지게 되며, 이때 양이온의 수와 전자를 포함한 음전하를 띤 입자의 수가 거의 같아져 전기적으로 중성에 가까운 상태를 갖는다.
불은 여러 가지 연소반응에 의해서 나타나며, 열(heat), 연기(smoke), 연소 가스(combustion gas, 복사(radiation) 등의 형태로 표출된다.
빛은 열복사로 형태로 방출되는데, 빛은 화염의 온도에 따라 각각 특성이 다른 파장을 가진다. 이러한 파장의 차이로 인해 화염으로 나오는 광원은 자외선, 가시광선, 적외선 등 파장의 영역이 다른 3가지로 대별된다.
불꽃 감지기는 빛의 광자(photon) 적인 특성으로 인해 해상도가 높은 광 분석기를 사용하여 각각의 광원을 인식하고 화재의 형태에 따라 광원을 식별한다.
현재 대부분의 화재 감시 시스템은 적외선센서, 광학센서, 이온센서 등을 이용하여 화재로부터 발생되는 연기, 열, 복사에너지 등을 감지하도록 설계되었다.
하지만, 종래의 화재 감시 시스템은 일정량 이상의 연기 또는 일정 온도 이상의 온도를 감지하여 화재발생 여부를 판단해야 하는데, 이 경우 화재가 발생한 후 화재 범위가 광범위하게 확산된 이후 많은 양의 연가가 발생하거나 온도가 충분히 상승된 상태에서 화재의 발생을 감지하게 되어 화재 발생에 따른 신속한 대응이 이루어 지지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 영상처리에 근거하여 색상정보, 연속성을 갖는 연기의 특성 및 색상정보, 연속성, 플라즈마 상태를 갖는 화염의 특성을 분석하여 연기 및 화염의 발생여부를 정확히 판단하고, 그 결과에 따른 화재의 발생여부를 신속하게 관리자에게 통보할 수 있는 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 방법은, 연기(smoke) 또는 화염(flame)에 대해 촬영된 화재 영상(fire image)을 입력받는 영상데이터 입력 단계(S110); 상기 화재 영상(fire image)을 분해하여 R(Red), G(Green), B(Blue) 원색 영상 및 휘도(luminance), 색차(Chrominanc) 성분의 색상 정보를 갖는 Y, Cb, Cr 색차 영상을 형성하는 색 공간 분해 단계(S120); 상기 R(Red), G(Green), B(Blue) 원색 영상 또는 상기 Y, Cb, Cr 색차 영상을 분석하여 연기 및 화염의 존재 여부를 판단하는 연기 및 화염 존재 판단 단계(S130); 및 연기 또는 화염이 존재한다고 판단한 경우 연기 또는 화염에 관한 경보(alarm)를 발생시키는 연기, 화염 발생경보 출력단계(S140)를 제공한다.
또한, 상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 장치는, 연기(smoke) 또는 화염(flame)을 포함하는 화재 영상(fire image)을 촬영하는 화재영상 촬상부(410); 상기 화재 영상(fire image)을 입력받아 영상처리를 통해 연기(smoke) 및 화염(flame)의 존재여부를 판단하는 화재 감시 장치(420); 상기 화재 감시 장치(420)에서 연기 또는 화염이 발생했다고 판단한 경우 화재 발생에 대한 전송신호를 송신 받는 관리자 단말기(430); 및 화재 발생에 대한 경보음 또는 경보 메시지를 출력하기 위한 경보장치(440)를 제공한다.
본 발명은 연기 및 화염의 발생여부를 정확히 판단하고, 그 결과에 따른 화재의 발생여부를 신속하게 관리자에게 통보할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 방법을 처리하는 순서도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 영상처리를 이용한 연기 감시 방법을 처리하는 순서도를 상세히 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 영상처리를 이용한 화염 감시 방법을 처리하는 순서도를 상세히 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 장치를 나타낸 것이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
1은 본 발명의 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 방법을 처리하는 순서도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 방법은 영상데이터 입력 단계(S110), 색 공간 분해 단계(S120), 연기 및 화염 존재 판단 단계(S130) 및 연기, 화염 발생경보 출력단계(S140)를 포함한다.
이하 도1 및 도4를 참조하여 상기 각 단계(S110~S140)를 상세히 설명한다.
영상데이터 입력 단계(S110)는 화재영상 촬영부(410)에서 촬영한 연기(smoke) 또는 화염(flame)을 포함하는 화재 영상(fire image)을 화재 감시 장치(420)의 영상처리부(421)에게 입력한다.
색공간 분해 단계(S120)는 컬러 화재영상을 분해하여 생성된 R(Red), G(Green), B(Blue) 원색 영상을 이용하여 휘도(luminance), 색차(Chrominance) 성분의 색상 정보를 갖는 Y, Cb, Cr 영상을 형성한다.
연기 및 화염 존재 판단 단계(S130)는 연기 존재 판단 단계(S130a)와 화염 존재 판단 단계(S130b)를 포함한다.
연기 존재 판단 단계(S130a)는 연기가 존재하는 경우 정밀하게 화염을 검사하는 정밀화염 검사단계(S132)를 실시하고, 연기가 존재하지 않는 경우 통상의 방식에 따른 통상화염 검사단계(S133)를 실시한다.
일반적으로 통상화염 검사단계(S133)는 아래와 같은 방법을 사용하여 작업을 수행한다.
화염 발생 시 기체 분자의 전자들은 여기(excitation) 상태가 되는데, 이는 전자들이 에너지 준위가 낮은 곳에서 높은 곳으로 천이된 것을 의미한다. 반대로 전자들이 에너지 준위가 높은 곳에서 낮은 에너지 준위로 되돌아 올 때 빛을 방출하게 된다.
전자가 방출한 빛은 하기 [수학식1]의 Y, Cb, Cr 색 공간을 이용하여 분석되는데, 이를 부연 설명하면 화염 발생 후보영역을 추출하기 위해 8X8 블록(block)으로 분할한 후 각 블록이 화재 영역에 해당하는 경우 전체 영상에서 해당 블록에 해당하는 Y값 및 Cb, Cr 값의 분산 값이 커지는 원리가 이용된다.
상기 정밀화염 검사단계(S132)에 대한 상세한 설명은 이하 도3에서 후술한다.
화염 존재 판단 단계(S130b)는 화염이 존재하는 경우 정밀하게 연기를 검사하는 정밀연기 검사단계(S136)를 실시하고, 화염이 존재하지 않는 경우 통상의 방식에 따른 통상연기 검사단계(S133)를 실시한다.
통상연기 검사단계(S133)는 일반적으로 아래와 같은 방법을 사용함으로 구현된다.
연기는 일반적으로 채도가 낮고, 균일한 색상과 명도를 갖는 특징이 있다.
분석대상 물체가 균일한 색상을 갖는지 여부는 분할된 8 x 8 블록의 R, G, B의 차이에 대한 분석을 통해 구현되며, 균일한 명도를 갖는지 여부는 Y 영상의 분석을 통해 구현되고, 낮은 채도를 갖는지 여부는 Cb, Cr 영상의 분석을 통해 구현된다.
상기 분석을 통해 분석대상 물체가 채도가 낮고, 균일한 색상과 명도를 갖는 다고 판별된 경우 이를 통해 연기의 존재를 확인하게 된다.
상기 정밀연기 검사단계(S136)에 대한 상세한 설명은 이하 도2에서 후술한다.
화염 발생경보 출력단계(S140)는 연기 및 화염 판단부(425)에서 연기, 화염이 존재한다고 판단한 경우 이를 관리자 단말기(430)에게 송신하여 화재 경보(alarm)를 발생시킨다.
도 2는 본 발명의 영상처리를 이용한 연기 감시 방법을 처리하는 순서도를 상세히 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 영상처리를 이용한 연기 감시 방법은 연기 영상데이터 입력 단계(S210), RGB 분해 단계(S221), R, G, B 생성 단계(S223), YCbCr 생성 단계(S225), Y, Cb, Cr 분해 단계(S227), 제1 연기 가설발생 단계(S231), 제2 연기 가설발생 단계(S235), 제1, 제2 연기가설 조합단계(S237), 연기감시 결과 출력단계(S240)를 포함한다.
연기 영상데이터 입력 단계(S210)는 화재영상 촬영부(410)에서 촬영한 연기(smoke)를 포함하는 화재 영상(fire image)을 화재 감시 장치(420)의 영상처리부(421)에게 입력한다.
RGB 분해 단계(S221)는 영상처리부(421)에 의해 촬상 된 컬러 화재영상을 RGB 원색 영상으로 분해한다.
R, G, B 생성 단계(S223)는 RGB 원색 영상을 분해하여 각각의 R(Red), G(Green), B(Blue) 영역을 생성한다.
YCbCr 생성 단계(S225)는 각각의 R(Red), G(Green), B(Blue) 영역의 원색영상으로부터 휘도(luminance), 색차(Chrominance) 성분의 색상 정보를 갖는 Y, Cb, Cr 영상을 형성한다.
하기 [수학식1]은 R(Red), G(Green), B(Blue) 원색영상과 Y, Cb, Cr 영상의 관계를 수식으로 나타낸 것이다.
Figure pat00001
여기서, Y는 색 공간에서 특정 방향에 대한 광 밀도(light intensity)를 의미하는 휘도(luminance) 성분을 나타내며, Cb, Cr 각각은 색 공간에서 색상정보를 포함하는 색차(Chrominance) 성분을 각각 나타낸다.
[수학식1]을 참조하면, 칼라 영상을 R, G, B로 분해하여 각각의 위치에 해당하는 픽셀 값(R,G,B)을 대입하면 Y, Cb, Cr로 분해할 수 있음을 알 수 있다.
Y, Cb, Cr 분해 단계(S227)는 색상정보를 인코딩(encoding) 하는 방식의 하나로 각각의 Y, Cb, Cr 영역을 생성하여 색상을 분해하고 해석하여 연기 또는 화재의 존재 여부를 면밀히 분석할 수 있게 한다.
제1 연기 가설발생 단계(S231)는 R, G, B 생성 단계(S223)에서 RGB 원색 영상을 분해하여 생성된 각각의 R(Red), G(Green), B(Blue) 영역을 이용하여 제1 연기 가설을 발생한다.
제2 연기 가설발생 단계(S235)는 Y, Cb, Cr 분해 단계(S227)에서 생성된 각각의 Y, Cb, Cr 영역을 이용하여 제2 연기 가설을 발생한다.
상기 제1, 제2 연기 가설은 아래의 [수학식2]~[수학식4]에 의해 설정된다.
Figure pat00002
여기서, x 는 각 블록에서의 픽셀의 평균 값을 나타내며, n은 블록의 크기를 나타내며, xi는 각각의 블록에서의 픽셀 값을 나타낸다.
Figure pat00003
여기서, σ는 분산을 의미하고, P(xi)는 각각의 블록에서의 확률 분포를 나타내고, xi는 각각의 블록에서의 픽셀 값을 나타내며, μ는 각각의 블록에서의 평균을 나타낸다.
분산(σ) 값은 각각의 후보영역을 선정하는데 있어서 블록의 집중도를 알아내는 데 사용된다.
Figure pat00004
여기서, cov(X, Y)는 공분산(Covariance)을 나타내며, N은 블록의 크기를 나타내고, xi, yi 는 영역에서의 각각의 값을 나타내고, x , y 는 x, y 영역에서 각각의 평균값을 나타낸다.
제1, 제2 연기 가설의 발생은 상기 [수학식4]의 공분산을 이용하여 연기의 특성에 해당하는 채도가 낮고, 균일한 색상과 명도를 지닌 영역을 제1, 제2 후보영역으로 추출하는 과정을 포함한다.
제 1 연기 가설은 RGB를 기본으로 균일한 색상을 지닌 것을 후보영역으로 선정하기 위한 대상이 된다.
제 2 가설은 YCbCr를 기본으로 채도가 낮고, 명도가 균일한 것을 지닌 것을 후보영역으로 선정하기 위한 대상이 된다.
제1, 제2 연기가설 조합단계(S237)는 상기 제1, 제2 연기 가설에서 발생한 제1, 제2 후보영역에 대하여 [수학식5]를 근거하여 상관계수(SSxy)를 산출하여 연기(smoke)의 발생 여부를 우선적으로 판단한다.
Figure pat00005
이 경우 분산으로 얻어진 값으로 제 1, 2 후보영역을 선정하고, 제 1, 2 후보영역 에서 상관계수(SSxy)를 구하는 경우, 연기 발생 가능성이 높은 해당 영역은 다른 영역에 비해 큰 값을 갖는다.
연기감시 결과 출력단계(S240)는 제1, 제2 연기가설 조합단계(S237)에 의해 연기(smoke) 임을 확인한 경우 그 결과를 경보(alarm) 등으로 출력한다.
도 3은 본 발명의 영상처리를 이용한 화염 감시 방법을 처리하는 순서도를 상세히 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 영상처리를 이용한 화염 감시 방법은 화염 영상데이터 입력 단계(S310), RGB 분해 단계(S321), R, G, B 생성 단계(S323), YCbCr 생성 단계(S325), Y, Cb, Cr 분해 단계(S327), 제1 영상 생성단계(S331), 제2 영상 생성단계(S332), 제1 후보영역 선정단계(S333), 제2 후보영역 선정단계(S334), 결정규칙 적용단계(S337), 화염 감시 결과 출력단계(S340)를 포함한다.
화염 영상데이터 입력 단계(S310)는 화재영상 촬영부(410)에서 촬영한 화염(flame)을 포함하는 화재 영상(fire image)을 화재 감시 장치(420)의 영상처리부(421)에게 입력한다.
RGB 분해 단계(S321) ~ Y, Cb, Cr 분해 단계(S327)는 이미 도2에서 설명한 바 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
제1 영상 생성단계(S331) 및 제2 영상 생성단계(S332)는 Y, Cb, Cr 분해 단계(S327)에서 생성된 각각의 Y, Cb, Cr 영역을 이용하여 각각 Y-Cb 영상을 대상으로 하는 제1 영상 및 Cr-Cb를 대상으로 하는 제2 영상을 생성한다.
제1 후보영역 선정단계(S333) 및 제2 후보영역 선정단계(S334) 각각 제1 영상(S331) 및 제2 영상(S332)으로부터 하기 [수학식6], [수학식7]을 근거하여 제1 후보 영역(S333) 및 제2 후보 영역(S334)을 선정한다.
Figure pat00006
여기서, x는 각 후보영역에서 각각의 픽셀 값, μ는 평균 값, σ는 분산 값을 나타낸다.
Figure pat00007
상기 [수학식6]은 가우시안 함수(Gaussian function) 형태를 가지며, 가우시안 함수(Gaussian function)의 특성상 좌우 대칭으로 표현된 모든 변수에 대한 평균 값에 해당하는 모든 점에서 검사를 수행하고, 곡선의 형태로 세밀한 검사를 수행할 수 있다는 장점이 있다.
상기 [수학식7]은 시그모이드 함수(Sigmoid function) 형태를 가지며, 시그모이드 함수(Sigmoid function)의 특성상 비대칭인 경우에도 적용이 가능하도록 검사를 수행하는데, 이를 테면 우측 하나가 개방되어 평균에 해당하지 않는 예외적인 경우에도 적용할 수 있다.
즉, 본 발명은 상기 가우시안 함수(Gaussian function)와 상기 시그모이드 함수(Sigmoid function)를 병행 사용함으로 확률적인 분포를 갖는 것과 그렇지 않은 경우 모두를 후보영역 선정에 반영 가능하도록 하였다.
결정규칙 적용단계(S337)는 상기 추출된 제1 후보 영역(S333) 및 제2 후보 영역(S334)에서 하기 [수학식 8]에 근거하여 산출한 결정규칙을 적용하여(S337) 화염의 발생 여부를 판단한다.
Figure pat00008
여기서, P(A)는 제1 후보 영역(S333)에서 화염일 수 있는 확률을 나타내고, P(B)는 제2 후보 영역(S334)에서 화염일 수 있는 확률을 나타내며, P(AUB)는 화염일 수 있는 확률을 나타내고, P(A∩B)는 제1 후보 영역(S333) 및 제2 후보 영역(S334)에서 화염일 수 있는 확률을 나타낸다.
화염 감시 결과 출력단계(S340)는 결정규칙 적용단계(S337)에 의해 화염(flame) 임을 확인한 경우 그 결과를 경보(alarm) 등으로 출력한다.
도 4는 본 발명의 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 장치를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 장치는 화재영상 촬상부(410), 화재 감시장치(420), 관리자 단말기(430) 및 경보장치(440)를 포함한다.
화재영상 촬상부(410)는 연기(smoke) 또는 화염(flame)을 포함하는 화재 영상(fire image)을 촬영하여 화재 감시 장치(420)의 영상처리부(421)에게 촬영된 화재 영상(fire image)을 입력한다.
화재 감시 장치(420)는 영상처리부(421), 색공간 분석부(423), 연기 및 화염 판단부(425)를 포함한다.
영상처리부(421)는 화재영상 촬영부(410)에서 촬영된 화재 영상(fire image)을 입력받아 색공간 분석부(423)에게 전송한다.
색공간 분석부(423)는 입력된 연기(smoke) 또는 화염(flame) 영상의 컬러 영상을 분해하여 R(Red), G(Green), B(Blue) 원색 영상의 생성 및 RGB 원색 영상을 분해하여 휘도(luminance), 색차(Chrominanc) 성분의 색상 정보를 갖는 Y, Cb, Cr 색차 영상을 형성하는 작업을 실시한다.
연기 및 화염 판단부(425)는 연기의 존재 여부 및 화염의 존재 여부를 판단하기 위해 연기 가설 모델 및 화염에 대한 후보 영역을 선정하는 작업을 실시하여 연기 또는 화염이 발생했다고 판단한 경우 관리자 단말기(430)에게 신호를 전송한다.
관리자 단말기(430)는 PC, 휴대폰, PDA 등이 사용 가능하며, 경보 신호를 경보장치(440)에게 보내어 연기(smoke) 또는 화염(flame) 발생에 관한 경보음 또는 경보 메시지를 출력하도록 한다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
S110 : 영상데이터 입력 단계
S120 : 색 공간 분해 단계
S130 : 연기 및 화염 존재 판단 단계
S130a : 연기 존재 판단 단계
S130b : 화염 존재 판단 단계
S140 : 연기, 화염 발생경보 출력단계

Claims (10)

  1. 연기(smoke) 또는 화염(flame)에 대해 촬영된 화재 영상(fire image)을 입력받는 영상데이터 입력 단계(S110);
    상기 화재 영상(fire image)을 분해하여 R(Red), G(Green), B(Blue) 원색 영상 및 휘도(luminance), 색차(Chrominanc) 성분의 색상 정보를 갖는 Y, Cb, Cr 영상을 형성하는 색 공간 분해 단계(S120);
    상기 R(Red), G(Green), B(Blue) 원색 영상 또는 상기 Y, Cb, Cr 영상을 분석하여 연기 및 화염의 존재 여부를 판단하는 연기 및 화염 존재 판단 단계(S130); 및
    연기 또는 화염이 존재한다고 판단한 경우 연기 또는 화염에 관한 경보(alarm)를 발생시키는 연기, 화염 발생경보 출력단계(S140)를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 Y, Cb, Cr 영상은,
    Y는 휘도(luminance) 성분, Cb, Cr 각각은 색차(Chrominance) 성분으로 정의할 경우,
    상기 R(Red), G(Green), B(Blue) 원색 영상과 관련하여 하기 수학식
    Figure pat00009

    관계를 갖는 것을 특징으로 하는 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 연기 및 화염 존재 판단 단계(S130)는,
    상기 화재 영상(fire image)이 연기(smoke)인 경우,
    상기 R, G, B 생성 단계(S223)에서 RGB 원색 영상을 분해하여 생성된 각각의 R(Red), G(Green), B(Blue) 영역을 이용하여 제1 연기 가설을 발생시키고,
    상기 Y, Cb, Cr 분해 단계(S227)에서 생성된 각각의 Y, Cb, Cr 영역을 이용하여 제2 연기 가설을 발생시키는 것을 특징으로 하는 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제1 연기 가설 및 상기 제2 연기 가설은,
    Figure pat00010

    상기 수학식의 공분산(cov(X, Y))을 이용하여 균일한 색상에 해당하는 지를 판단하기 위한 제1 후보영역 및 채도가 낮고, 균일한 명도에 해당하는 지를 판단하기 위한 제2 후보영역을 추출하며,
    상기 제1 후보영역 및 상기 제2 후보영역은,
    Figure pat00011

    상기 수학식에 근거하여 상관계수(SSxy)를 산출하여 연기(smoke)의 발생 여부를 판단하는 제1, 제2 연기가설 조합단계(S237)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 연기 및 화염 존재 판단 단계(S130)는,
    상기 화재 영상(fire image)이 화염(flame)인 경우,
    상기 Y, Cb, Cr 분해 단계(S327)에서 생성된 각각의 Y, Cb, Cr 영역을 이용하여 각각 제1 영상 및 제2 영상을 생성하는 제1 영상 생성단계(S331) 및 제2 영상 생성단계(S332)를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 영상은 상기 Y-Cb 영상을 대상으로 하고, 상기 제2 영상은 상기 Cr-Cb 영상을 대상으로 하는 것을 특징으로 하는 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 방법.
  7. 연기(smoke) 또는 화염(flame)을 포함하는 화재 영상(fire image)을 촬영하는 화재영상 촬상부(410);
    상기 화재 영상(fire image)을 입력받아 영상처리를 통해 연기(smoke) 및 화염(flame)의 존재여부를 판단하는 화재 감시 장치(420);
    상기 화재 감시 장치(420)에서 연기 또는 화염이 발생했다고 판단한 경우 화재 발생에 대한 전송신호를 송신 받는 관리자 단말기(430); 및
    화재 발생에 대한 경보음 또는 경보 메시지를 출력하기 위한 경보장치(440)를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 화재 감시장치(420)는,
    상기 화재영상 촬영부(410)에서 촬영된 화재 영상(fire image)을 입력받는 영상처리부(421);
    상기 화재 영상(fire image)을 분해하여 생성되는 R(Red), G(Green), B(Blue) 원색 영상 및 상기 RGB 원색 영상을 분해하여 생성되는 휘도(luminance), 색차(Chrominanc) 성분의 색상 정보를 갖는 Y, Cb, Cr 영상을 포함하는 색공간 분석부(423);
    상기 R(Red), G(Green), B(Blue) 원색 영상 또는 상기 Y, Cb, Cr 영상을 분석하여 연기 및 화염의 존재 여부를 판단하는 연기 및 화염 판단부(425)를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 장치.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 관리자 단말기(430)는,
    PC, 휴대폰, PDA 중 어느 하나를 사용 하는 것을 특징으로 하는 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 장치.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 경보장치(440)는,
    연기(smoke) 또는 화염(flame) 발생에 관한 경보음 또는 경보 메시지를 출력하는 것을 특징으로 하는 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 장치.
KR1020100058328A 2010-06-21 2010-06-21 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 방법 및 장치 KR20110138444A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100058328A KR20110138444A (ko) 2010-06-21 2010-06-21 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 방법 및 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100058328A KR20110138444A (ko) 2010-06-21 2010-06-21 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 방법 및 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110138444A true KR20110138444A (ko) 2011-12-28

Family

ID=45504251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100058328A KR20110138444A (ko) 2010-06-21 2010-06-21 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 방법 및 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110138444A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101309407B1 (ko) * 2012-11-20 2013-09-17 신현기 블록 단위 영상 기반의 화재감지 카메라 및 센서를 이용한 복합 화재 감지기, 화재 감지 시스템 및 그 방법
KR20160091709A (ko) * 2015-01-26 2016-08-03 창원대학교 산학협력단 시공간 블록 특징을 이용한 화재 검출 시스템 및 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101309407B1 (ko) * 2012-11-20 2013-09-17 신현기 블록 단위 영상 기반의 화재감지 카메라 및 센서를 이용한 복합 화재 감지기, 화재 감지 시스템 및 그 방법
KR20160091709A (ko) * 2015-01-26 2016-08-03 창원대학교 산학협력단 시공간 블록 특징을 이용한 화재 검출 시스템 및 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI421721B (zh) 燃燒火焰診斷方法
Mahmoud et al. Forest fire detection using a rule-based image processing algorithm and temporal variation
Celik et al. Fire detection in video sequences using a generic color model
US11326955B2 (en) Intelligent flame thermogram detection apparatus and method using infrared
RU2380758C2 (ru) Cпособ и устройство для обнаружения дыма
KR101237089B1 (ko) 랜덤 포레스트 분류 기법을 이용한 산불연기 감지 방법
KR100851601B1 (ko) 화재 발생 감시 방법 및 시스템
KR100858140B1 (ko) 영상처리를 이용한 화재 감지 방법 및 시스템
CN112560657A (zh) 烟火识别方法、装置、计算机设备和存储介质
Cho et al. Image processing-based fire detection system using statistic color model
Yadav et al. Optimized flame detection using image processing based techniques
JP2020021300A (ja) 火災監視装置、火災監視システム、および火災監視装置のプログラム
CN109360370B (zh) 一种基于机器人烟火检测的方法
KR101679148B1 (ko) 깊이 카메라를 이용한 화재 감시 시스템 및 이를 이용한 화재 감시 방법
Goljan et al. Identifying common source digital camera from image pairs
KR20190063670A (ko) 열화상 카메라와 색상 카메라의 복합 영상을 이용한 지능형 발화지점 감시 시스템
Zhou et al. On-line detecting the tuyere coke size and temperature distribution of raceway zone in a working blast furnace
KR20140109671A (ko) 카메라의 명암 영상신호를 이용한 화염 검출방법
KR20180114826A (ko) 시트 검사 장치
KR20110138444A (ko) 영상처리를 이용한 연기 및 화염 감시 방법 및 장치
KR101366198B1 (ko) 가우시안 혼합 모델 및 에이치에스엘 색공간 분석을 이용한 산불 초기 자동 감지 화상 처리 시스템 및 그 방법
CN116153016A (zh) 一种多传感器融合森林火灾实时监测与预警装置及其方法
Li et al. Fire detection using commodity wifi devices
JP2008185354A (ja) 色識別装置および色識別方法
KR20200081541A (ko) 촬상 장치 및 이의 구동 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E601 Decision to refuse application