KR20150060084A - Overheating monitoring method using low pixel thermal image sensor and monitoring system for thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 저화소 열화상 센서를 이용한 과열상태 감지 방법 및 과열상태 감지 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an overheat detection method and an overheat detection system using a low pixel thermal image sensor.
일반적으로 화재감지기는 불이 났을 때 신호를 발생시켜 주위에 화재 발생을 알려준다. 한편, 화재를 감지하기 위한 방법으로 영상촬영을 이용하기도 하나, 이 경우 가스레인지 아래의 불꽃은 냄비에 가려져 보기가 어려우며, 개인의 프라이버시에도 문제가 제기된다. 따라서, 개인의 프라이버시를 보장하면서, 화재를 초기에 감지할 수 있는 시스템이 요구된다.Generally, a fire detector generates a signal when a fire occurs to inform the surroundings of a fire. On the other hand, it is also possible to use video shooting as a method for detecting a fire, but in this case, the flame under the gas range is difficult to see because it is covered by a pot, and a problem also arises in the privacy of an individual. Thus, a system is needed that can detect the fire early, while ensuring the privacy of the individual.
본 발명은 과열상태를 감지하여 초기에 화재를 예방할 수 있는 저화소 열화상 센서를 이용한 과열상태 감지 방법 및 과열상태 감지 시스템을 제공한다.The present invention provides an overheat detection method and an overheat detection system using a low-pixel thermal image sensor capable of detecting an overheated state and preventing a fire at an early stage.
본 발명에 의한 과열상태 감지 시스템의 과열상태 감지 방법은 열화상 센서로부터 감시지역의 열화상 신호를 감지하여 온도 데이터를 취득하는 데이터 취득 단계; 상기 열화상 신호를 배경 영역과 전경 영역으로 분리하는 전경추출 단계; 상기 전경 영역 중에서 기준 조건을 만족하는 픽셀들을 하나의 라벨로 형성하는 라벨링 단계; 및 상기 라벨의 정보를 확인하여 과열상태를 판단하는 과열상태 판단 단계를 포함하고, 상기 과열상태 판단 단계에서 상기 감시지역이 과열상태인 것으로 판단되면 사용자에게 알람을 전송하고, 사용자의 명령에 따라 과열상태를 진압하는 것을 특징으로 한다.A method of detecting an overheated state of a superheated state sensing system according to the present invention includes: a data acquiring step of acquiring temperature data by sensing a thermal image signal of a monitoring region from a thermal image sensor; A foreground extracting step of separating the thermal image signal into a background area and a foreground area; A labeling step of forming pixels in the foreground region that satisfy a reference condition with one label; And an overheating state determination step of determining the overheated state by checking the information of the label. When it is determined that the monitoring area is in an overheated state in the overheating state determination step, an alarm is transmitted to the user, And the state is suppressed.
또한, 상기 데이터 취득 단계에서는 저화소 열화상 센서를 사용하여, 상기 감시지역의 열화상 신호를 기준 간격으로 감지할 수 있다.In the data acquisition step, a thermal image signal in the monitoring area can be sensed at a reference interval using a low-pixel thermal image sensor.
또한, 상기 전경추출 단계에서는 상기 열화상 신호의 온도를 기준치와 비교하여, 기준치 보다 높은 온도를 갖는 영역은 전경으로 판단하고, 기준치보다 낮은 온도를 갖는 영역은 배경으로 판단할 수 있다.In the foreground extracting step, the temperature of the thermal image signal may be compared with a reference value, and a region having a temperature higher than the reference value may be determined as a foreground and a region having a temperature lower than the reference value may be determined as a background.
또한, 상기 전경추출 단계에서는 전경으로 판단된 영역을 ‘1’로 처리하고, 배경으로 판단된 영역을 ‘0’으로 처리할 수 있다.Also, in the foreground extracting step, the region judged as foreground can be processed as '1', and the region determined as background can be processed as '0'.
또한, 상기 라벨링 단계에서는 라벨의 크기가 기준픽셀 보다 크고, 라벨의 온도 평균값이 기준온도 보다 큰 값을 갖는 픽셀을 하나의 라벨로 라벨링 할 수 있다.In addition, in the labeling step, a label having a size larger than a reference pixel and a temperature average value of the label having a value larger than a reference temperature may be labeled with one label.
또한, 상기 과열상태 판단 단계에서는 상기 라벨의 평균 온도가 기준온도 보다 높고, 상기 라벨의 평균 온도가 기준온도 보다 높은 시간이 기준시간 보다 길면 과열상태인 것으로 판단할 수 있다.If the average temperature of the label is higher than the reference temperature and the time when the average temperature of the label is higher than the reference temperature is longer than the reference time, it can be determined that the overheated state is detected.
또한, 상기 과열상태 판단 단계에서 상기 감시지역이 과열상태인 것으로 판단되면, 가스레인지 밸브를 닫거나 전기를 차단하여 과열상태를 진압할 수 있다.If it is determined that the monitoring area is in an overheated state in the overheated state determination step, the gas range valve may be closed or the electricity may be shut off to suppress the overheated state.
또한, 상기 과열상태 판단 단계에서 상기 라벨의 과열상태가 지속되면, 라벨의 특징량에 각각 가중치를 부여하고 각 특징량별 가중치와 최대치를 비교하여, 특징량의 가중치가 최대치를 초과하는 횟수가 기준값 보다 크면 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다.If the overheat state of the label is maintained in the overheat state determination step, the feature quantities of the labels are weighted, and the weights of the feature quantities are compared with the maximum value, so that the number of times that the weight of the feature quantity exceeds the maximum value is larger than the reference value If it is large, it can be judged that a fire has occurred.
또한, 상기 라벨의 특징량은 라벨의 면적, 평균 온도, 최대 온도, 표준 편차, 면적 변화량 및 최대 온도 변화량일 수 있다.The characteristic quantity of the label may be an area of the label, an average temperature, a maximum temperature, a standard deviation, an area change amount, and a maximum temperature change amount.
또한, 상기 데이터 취득 단계 이후에는 상기 열화상 신호에 가중 이동 평균을 적용하고, 보간법을 사용하여 보간 처리하며, 보간 처리된 화상에 가우시안 필터를 적용하고, 가우시안 필터로 인해 손실된 최대 온도 값을 보상하기 위해 Glowing 방법을 사용하여 전처리하는 전처리 단계를 더 포함할 수 있다.After the data acquisition step, a weighted moving average is applied to the thermal image signal, interpolation is performed using an interpolation method, a Gaussian filter is applied to the interpolated image, and a maximum temperature value lost due to the Gaussian filter is compensated A pretreatment step of pretreatment using a glowing method may be further included.
또한, 상기 라벨링 단계 이후에는 이전 프레임의 라벨과 현재 프레임의 라벨을 비교하여 상기 라벨의 정보를 저장하는 트래킹 단계를 더 포함하고, 상기 트래킹 단계에서는 이전 프레임의 라벨과 현재 프레임의 라벨의 오버랩의 비율을 계산하여, 오버랩의 비율이 기준치 보다 크면 이전 프레임의 라벨의 정보를 갱신하고, 오버랩의 비율이 기준치 보다 작으면 현재 프레임의 라벨의 정보를 신규로 생성할 수 있다.The labeling step further includes a tracking step of comparing the label of the previous frame with the label of the current frame to store information of the label. In the tracking step, the ratio of the label of the previous frame to the label of the current frame If the ratio of overlap is larger than the reference value, the information of the label of the previous frame is updated. If the ratio of overlap is smaller than the reference value, information of the label of the current frame can be newly generated.
더불어, 본 발명에 의한 과열상태 감지 시스템은 감시지역의 열화상 신호를 감지하는 열화상 센서; 상기 열화상 센서로부터 온도 데이터를 취득하고, 상기 열화상 신호에 전처리를 하여 상기 열화상 신호를 배경 영역과 전경 영역으로 분리하고, 상기 전경 영역 중에서 기준 조건을 만족하는 픽셀들을 하나의 라벨로 형성하고, 상기 라벨의 정보를 확인하여 과열상태를 판단하는 제어부; 및 상기 제어부의 명령에 따라 사용자에게 알람을 전송하는 알람부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 감시지역이 과열상태인 것으로 판단되면 상기 알람부를 통해 사용자에게 알람을 전송하고, 사용자의 명령에 따라 감시지역의 과열상태를 진압하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an overheat detection system including: a thermal image sensor for detecting a thermal image signal in a monitoring area; The thermal image signal is obtained from the thermal image sensor, the thermal image signal is subjected to preprocessing to separate the thermal image signal into a background region and a foreground region, and pixels having a satisfying reference condition in the foreground region are formed into one label A control unit for checking the information on the label to determine an overheating state; And an alarm unit for transmitting an alarm to the user according to an instruction of the controller. When the controller determines that the monitored area is in an overheated state, the controller transmits an alarm to the user through the alarm unit, Thereby suppressing the overheated state.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 과열상태 감지 방법 및 과열상태 감지 시스템은 저화소 열화상 센서를 통해 감시지역을 모니터링함으로써 과열상태 및 초기의 화재를 감지할 수 있으며 이를 사용자에게 알려줄 수 있다. As described above, the overheat state detection method and the overheated state detection system according to an embodiment of the present invention can detect the overheated state and the initial fire by monitoring the surveillance region through the low-pixel thermal image sensor, and can inform the user .
더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 과열상태 감지 방법 및 과열상태 감지 시스템은 과열상태 감지시 사용자가 외부에서 원격으로 명령을 내려 과열상태를 진압할 수 있으므로, 화재를 예방할 수 있다.In addition, the overheat state detection method and the overheated state detection system according to an embodiment of the present invention can prevent a fire because a user can externally remotely command an overheat state upon detecting an overheated state.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 과열상태 감지 시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 과열상태 감지 시스템을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 과열상태 감지 시스템의 과열상태 감지 방법을 도시한 순서도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 과열상태 감지 시스템의 과열상태 감지 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 트래킹 단계를 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating an overheat state detection system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
2 is a block diagram illustrating an overtemperature condition sensing system in accordance with an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of detecting an overheated state of the overheated state detection system according to an embodiment of the present invention.
4A to 4D illustrate a method of detecting an overheated state of the overheated state sensing system according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart for explaining the tracking step shown in FIG.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
DETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 과열상태 감지 시스템을 도시한 구성도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 감지 장치를 도시한 블록도이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating an overheat state detection system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2 is a block diagram illustrating a fire sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 과열상태 감지 시스템(100)은 감시지역(10)의 천장 등에 설치되어 감시지역(10)의 열화상 신호를 감지하는 열화상 센서(110)와, 상기 열화상 센서(110)로부터 취득된 열화상 신호를 분석하여 과열상태를 판단하는 제어부(120)와, 상기 열화상 신호의 정보를 저장하는 저장부(130) 및 상기 제어부(120)로부터 신호를 전달받으면, 사용자(20)에게 메시지 또는 경고음 등의 알람을 전송하는 알람부(140)를 포함한다. 1 and 2, an overheating
또한, 상기 제어부(120)는 사용자로부터 차단 명령을 전달 받으면, 과열 상태를 진압할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(120)는 가스레인지 위에 냄비가 과열 상태인 것으로 판단하면, 가스레인지 밸브를 닫아서 과열 상태를 진압할 수 있다. 또한, 상기 제어부(120)는 전기 히터가 켜져 있어 과열 상태인 것으로 판단하면, 전기를 차단하여 과열 상태를 진압할 수 있다.
In addition, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 과열상태 감지 시스템의 과열상태 감지 방법을 도시한 순서도이다. 도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 과열상태 감지 시스템의 과열상태 감지 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 도 3에 도시된 트래킹 단계를 설명하기 위한 순서도이다. 3 is a flowchart illustrating a method of detecting an overheated state of the overheated state detection system according to an embodiment of the present invention. 4A to 4D illustrate a method of detecting an overheated state of the overheated state sensing system according to an embodiment of the present invention. 5 is a flowchart for explaining the tracking step shown in FIG.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 과열상태 감지 시스템의 과열상태 감지 방법은 데이터 취득 단계(S1), 전처리 단계(S2), 전경추출 단계(S3), 라벨링 단계(S4), 특징량 계산 단계(S5), 트래킹 단계(S6) 및 과열상태 판단 단계(S7)를 포함한다. 이하에서는 도 3의 각 단계들을 도 4a 내지 도 4d를 참조하여 설명하기로 한다.
Referring to FIG. 3, the method for detecting an overheated state of the overheated state sensing system according to an exemplary embodiment of the present invention includes a data acquisition step S1, a preprocessing step S2, a foreground extraction step S3, a labeling step S4, A characteristic amount calculation step S5, a tracking step S6, and an overheating state determination step S7. Hereinafter, the respective steps of FIG. 3 will be described with reference to FIGS. 4A to 4D.
먼저, 상기 데이터 취득 단계(S1) 이전에 상기 제어부(120)는 저장부(130)에 저장된 데이터를 초기화하여 저장 공간을 확보할 수 있다. 또한, 상기 제어부(120)는 가중 이동 평균 필터, Glowing, 가우시안 필터 등을 적용하여 노이즈를 제거할 수 있다.First, before the data acquisition step S1, the
상기 데이터 취득 단계(S1)에서 상기 제어부(120)는 상기 열화상 센서(110)로부터 감시지역(10)의 온도 데이터를 취득한다. 구체적으로, 상기 열화상 센서(110)는 감시지역(10)의 2차원 열화상 신호를 취득하고, 상기 제어부(120)는 열화상 신호로부터 온도 데이터를 획득할 수 있다. 이때, 상기 열화상 센서(110)는 감시지역(10)의 열화상 신호를 일정 간격으로 측정한다. 예를 들어, 상기 열화상 센서(110)는 매 100ms 간격으로 열화상 신호를 측정할 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. 이에 따라, 상기 데이터 취득 단계(S1)에서는 감시지역(10)의 온도 데이터를 일정 간격으로 획득할 수 있다. 더불어, 상기 열화상 센서(110)는 감시지역(10)의 열화상 신호를 감지하기 위해 감시지역(10)의 상부 영역인 천장에 장착될 수 있다. 또한, 상기 열화상 센서(110)는 저화소 열화상 센서일 수 있다. 상기 열화상 센서(110)는 화재가 발생하기 쉬운 주방에 설치될 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다.
In the data acquisition step (S1), the control unit (120) acquires temperature data of the monitoring area (10) from the thermal image sensor (110). Specifically, the
상기 전처리 단계(S2)에서는 상기 데이터 취득 단계(S1)에서 취득한 열화상 신호에 노이즈 제거, 정규화 등과 같은 전처리를 하는 단계이다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 전처리 단계(S2)에서는 실제화상의 열화상 신호에 가중 이동 평균 필터, 보간법(interpolation), 가우시안 필터 및 Glowimg 방법을 적용하여 전처리를 한다. 구체적으로, 상기 전처리 단계(S2)에서 상기 제어부(120)는 각 온도의 시계열 데이터에 가중 이동 평균을 적용하고, 보간법을 사용하여 보간 처리하며, 보간 처리된 화상에 가우시안 필터를 적용하고, 가우시안 필터로 인해 손실된 최대 온도 값을 보상하기 위해 Glowing 처리를 한다. 여기서, 가중 이동 평균은 기간 내의 최신 데이터에 더 많은 가중치를 부여하고 이전 데이터에 작은 가중치를 부여하여 계산 된다. 여기서, Glowing 방법은 온도 분포를 사용자의 설정에 따라 여러 단계로 나누어서 온도 분포의 범위에 따라서 차등적으로 가중치를 적용하는 방법이다. 예를 들어, Glowing 방법을 사용하여 100%~90% 범위에 있는 픽셀의 온도값은 +1.0의 가중치를 적용하고, 90%~80% 범위에 있는 픽셀의 온도값은 +0.9의 가중치를 적용하고, 80%~70% 범위에 있는 픽셀의 온도값은 +0.8의 가중치를 적용할 수 있다. 그러나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다.
In the preprocessing step S2, preprocessing such as noise elimination, normalization, and the like is performed on the thermal image signals acquired in the data acquisition step S1. As shown in FIG. 4A, in the pre-processing step S2, preprocessing is performed by applying a weighted moving average filter, an interpolation, a Gaussian filter, and a Glowimg method to a thermal image signal of an actual image. Specifically, in the preprocessing step S2, the
상기 전경추출 단계(S3)에서는 상기 온도 데이터를 분석하여 감시지역(10)의 열화상 신호를 배경 영역과 전경 영역으로 분리하는 단계이다. 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 전경추출 단계(S3)에서 상기 제어부(120)는 열화상 신호의 온도를 기준치와 비교하여, 기준치보다 큰 영역은 전경으로 판단하고, 기준치보다 작은 영역은 배경으로 판단한다. 여기서, 기준치는 열화상 신호의 평균 온도와 최대 온도의 비율로 계산할 수 있다. 또한, 상기 제어부(120)는 기준치보다 높은 온도를 갖는 영역을 전경으로 판단하여 ‘1’로 처리하고, 기준치보다 낮은 온도를 갖는 영역을 배경으로 판단하여 ‘0’으로 처리한다.
In the foreground extracting step S3, the thermal data of the monitored
상기 라벨링 단계(S4)에서는 상기 전경추출 단계(S3)에서 분리된 전경 중에서 일정 조건을 만족하는 영역을 라벨링 하는 단계이다. 여기서, 라벨링이란 영상 내에서 서로 떨어져 있는 물체 영역들을 구별하고자 할 때 사용되는 영상처리 알고리즘이다. 즉, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 라벨링 단계(S4)에서는 전경 중에서 라벨의 크기와 온도가 일정 조건을 만족하는 경우 하나의 영역으로 묶어 낼 수 있다. 예를 들어, 상기 라벨링 단계(S4)에서 상기 제어부(120)는 라벨의 크기가 기준 픽셀 이상이고, 라벨의 평균온도가 기준온도 이상인 경우에 하나의 라벨로 라벨링을 한다.
In the labeling step S4, an area satisfying a certain condition among the foregrounds separated in the foreground extracting step S3 is labeled. Here, labeling is an image processing algorithm used to distinguish object regions that are separated from each other in an image. That is, as shown in FIG. 4C, in the labeling step S4, if the size and temperature of the label in the foreground satisfy certain conditions, they can be bundled into one area. For example, in the labeling step S4, the
상기 특징량 계산 단계(S5)는 라벨의 특징량을 계산하는 단계이다. 구체적으로, 상기 특징량 계산 단계(S5)에서 상기 제어부(120)는 라벨의 평균 온도 변화량, 최대 온도 변화량 및 표준 편차의 변화량을 계산한다. 상기 특징량 계산 단계(S5)에서 상기 제어부(120)는 이전 프레임의 라벨의 평균 온도와 현재 프레임의 라벨의 평균 온도의 차이를 계산한다. 또한, 상기 제어부(120)는 이전 프레임의 라벨의 최대 온도와 현재 프레임의 라벨의 최대 온도의 차이를 계산한다. 또한, 상기 제어부(120)는 이전 프레임의 라벨의 표준 편차와 현재 프레임의 라벨의 표준 편차의 차이를 계산한다.
The characteristic amount calculation step (S5) is a step of calculating the characteristic quantity of the label. Specifically, in the characteristic amount calculation step S5, the
상기 트래킹 단계(S6)는 이전 프레임의 라벨과 현재 프레임의 라벨을 비교하여 라벨의 정보를 저장하는 단계이다. 도 5를 참조하면, 상기 트래킹 단계(S6)에서 상기 제어부(120)는 이전 프레임의 라벨과 현재 프레임의 라벨 사이의 오버랩을 계산하여(S61), 오버랩 비율이 기준치 이상인 경우 동일한 라벨인 것으로 판단하여, 이전 프레임의 라벨의 정보를 갱신하여 저장부(130)에 저장하고(S62), 오버랩 비율이 기준치 미만이면 현재 프레임의 라벨의 정보를 신규로 생성하여 저장부에 저장한다(S63). 상기 트래킹 단계(S6)는 물체의 시계열 정보를 취득하여 감지 확률을 높일 수 있다.
The tracking step S6 is a step of storing label information by comparing the label of the previous frame with the label of the current frame. Referring to FIG. 5, in step S6, the
상기 과열상태 판단 단계(S7)는 상기 라벨의 정보를 확인하여 과열상태를 판단하는 단계이다. 상기 과열상태 판단 단계(S7)에서 상기 제어부(120)는 상기 라벨의 온도가 기준온도 이상이고, 상기 기준온도 이상인 시간이 설정된 기준시간을 초과하면 현재 감시지역(10)에 과열상태의 물체가 있는 것으로 판단한다. 따라서, 상기 제어부(120)는 상기 알람부(140)에 알람을 발생시킬 것을 명령하고, 상기 알람부(140)는 사용자의 휴대폰, 컴퓨터 또는 휴대용 단말기 등과 같은 수신장치에 메시지 또는 경고음을 전송한다. 더불어, 상기 사용자가 상기 제어부(120)에 과열상태를 진압할 것을 명령하면, 상기 제어부(120)는 현재 감시지역(10)의 과열상태를 진압할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(120)는 가스레인지 위에 냄비가 올려져 있어 냄비가 계속 과열된 경우에 가스레인지 밸브를 닫아서 과열 상태를 진압할 수 있다. 또한, 상기 제어부(120)는 전기 히터가 켜져 있어 전기 히터가 계속 과열된 경우에, 전기를 차단하여 과열 상태를 진압할 수 있다. The overheating state determination step S7 is a step of determining the overheated state by checking the information of the label. If the temperature of the label is equal to or higher than the reference temperature and the time equal to or higher than the reference temperature exceeds the set reference time in the overheated state determination step S7, . Accordingly, the
이처럼, 본 발명은 저화소 열화상 센서(110)를 이용하여 감시지역(10)을 과열상태를 판단하여 이를 진압할 수 있으므로, 초기에 화재발생을 차단시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 사용자(20)가 가스레인지 위에 냄비를 올려둔 채 외출하거나 전기 히터 등을 켜놓고 외출한 경우에도 이를 감지하여 과열상태를 진압할 수 있으므로, 화재를 미연에 예방할 수 있다.As described above, the present invention can detect the overheated state of the
또한, 상기 과열상태 판단 단계(S7)에서 과열상태가 지속된 경우 상기 제어부(120)는 라벨의 특징량에 따른 화재확률을 계산하여, 화재발생 여부를 판단할 수 있다. 상기 제어부(120)는 라벨의 화재 확률을 계산하여 화재 발생 여부를 판단한다. 구체적으로, 상기 제어부(120)는 라벨의 특징량, 즉, 라벨의 면적, 평균 온도, 최대 온도, 표준 편차, 면적 변화량, 최대 온도 변화량에 각각 가중치를 부여한다. 그리고 나서, 상기 제어부(120)는 상기 라벨의 특징량별 가중치와 최대치를 비교하여, 특징량의 가중치가 최대치를 초과하는 횟수가 기준값 이상인지 판단한다. 또한, 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(120)는 특징량의 가중치가 최대치를 초과하는 횟수가 기준값 이상이면, 화재가 발생한 것으로 판단한다. 따라서, 상기 제어부(120)는 상기 알람부(140)를 통해 사용자(20)에게 알람을 전송하거나, 소방서 등으로 화재 발생을 알릴 수 있다.
If the overheating state continues in the overheating state determination step S7, the
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 과열상태 감지 방법 및 과열상태 감지 시스템은 저화소 열화상 센서를 통해 감시지역을 모니터링함으로써 과열상태 및 초기의 화재를 감지할 수 있으며 이를 사용자에게 알려줄 수 있다.As described above, the overheat state detection method and the overheated state detection system according to an embodiment of the present invention can detect the overheated state and the initial fire by monitoring the surveillance region through the low-pixel thermal image sensor, and can inform the user .
더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 과열상태 감지 방법 및 과열상태 감지 시스템은 과열상태 감지시 사용자가 외부에서 원격으로 명령을 내려 과열상태를 진압할 수 있으므로, 화재를 예방할 수 있다.
In addition, the overheat state detection method and the overheated state detection system according to an embodiment of the present invention can prevent a fire because a user can externally remotely command an overheat state upon detecting an overheated state.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 과열상태 감지 방법 및 과열상태 감지 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.It is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.
10: 감시지역
20: 사용자
110: 열화상 센서
120: 제어부
130: 저장부
140: 알람부10: Surveillance area 20: User
110: thermal image sensor 120:
130: storage unit 140: alarm unit
Claims (12)
상기 열화상 신호를 배경 영역과 전경 영역으로 분리하는 전경추출 단계;
상기 전경 영역 중에서 기준 조건을 만족하는 픽셀들을 하나의 라벨로 형성하는 라벨링 단계; 및
상기 라벨의 정보를 확인하여 과열상태를 판단하는 과열상태 판단 단계를 포함하고,
상기 과열상태 판단 단계에서 상기 감시지역이 과열상태인 것으로 판단되면 사용자에게 알람을 전송하고, 사용자의 명령에 따라 과열상태를 진압하는 것을 특징으로 하는 과열상태 감지 시스템의 과열상태 감지 방법.A data acquiring step of acquiring temperature data by sensing a thermal image signal of a monitoring area from a thermal image sensor;
A foreground extracting step of separating the thermal image signal into a background area and a foreground area;
A labeling step of forming pixels in the foreground region that satisfy a reference condition with one label; And
And a superheating state determining step of determining the overheated state by checking the information of the label,
Wherein the controller is configured to transmit an alarm to the user when the monitoring area is determined to be in an overheated state, and to suppress the overheated state according to the user's command.
상기 데이터 취득 단계에서는 저화소 열화상 센서를 사용하여, 상기 감시지역의 열화상 신호를 기준 간격으로 감지하는 것을 특징으로 하는 과열상태 감지 시스템의 과열상태 감지 방법.The method according to claim 1,
Wherein the thermal image signal of the monitoring area is sensed at a reference interval using the low pixel thermal image sensor in the data acquisition step.
상기 전경추출 단계에서는 상기 열화상 신호의 온도를 기준치와 비교하여, 기준치 보다 높은 온도를 갖는 영역은 전경으로 판단하고, 기준치보다 낮은 온도를 갖는 영역은 배경으로 판단하는 것을 특징으로 하는 과열상태 감지 시스템의 과열상태 감지 방법.The method according to claim 1,
Wherein the foreground extracting step compares the temperature of the thermal image signal with a reference value to determine a region having a temperature higher than the reference value as a foreground and a region having a temperature lower than the reference value as a background, The method comprising:
상기 전경추출 단계에서는 전경으로 판단된 영역을 ‘1’로 처리하고, 배경으로 판단된 영역을 ‘0’으로 처리하는 것을 특징으로 하는 과열상태 감지 시스템의 과열상태 감지 방법.The method of claim 3,
Wherein the foreground extracting step processes the area determined to be foreground as '1' and the area determined as background as '0'.
상기 라벨링 단계에서는 라벨의 크기가 기준픽셀 보다 크고, 라벨의 온도 평균값이 기준온도 보다 큰 값을 갖는 픽셀을 하나의 라벨로 라벨링 하는 것을 특징으로 하는 과열상태 감지 시스템의 과열상태 감지 방법.The method according to claim 1,
Wherein the labeling step labels a pixel having a label size larger than a reference pixel and a temperature average value of the label larger than a reference temperature with one label.
상기 과열상태 판단 단계에서는 상기 라벨의 평균 온도가 기준온도 보다 높고, 상기 라벨의 평균 온도가 기준온도 보다 높은 시간이 기준시간 보다 길면 과열상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 과열상태 감지 시스템의 과열상태 감지 방법.The method according to claim 1,
The overheating state determining step determines that the overheat state of the overheat state sensing system is higher than the reference time when the average temperature of the label is higher than the reference temperature and the time when the average temperature of the label is higher than the reference temperature is longer than the reference time. Detection method.
상기 과열상태 판단 단계에서 상기 감시지역이 과열상태인 것으로 판단되면, 가스레인지 밸브를 닫거나 전기를 차단하여 과열상태를 진압하는 것을 특징으로 하는 과열상태 감지 시스템의 과열상태 감지 방법.The method according to claim 1,
Wherein the overheating state determination step determines that the surveillance area is in an overheated state, and closes the gas range valve or cuts off electricity to suppress the overheated state.
상기 과열상태 판단 단계에서 상기 라벨의 과열상태가 지속되면, 라벨의 특징량에 각각 가중치를 부여하고 각 특징량별 가중치와 최대치를 비교하여, 특징량의 가중치가 최대치를 초과하는 횟수가 기준값 보다 크면 화재가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 과열상태 감지 시스템의 과열상태 감지 방법.The method according to claim 1,
If the overheat state of the label is maintained in the overheat state determination step, weights are assigned to the feature quantities of the labels, the weights of the respective feature quantities are compared with the maximum value, and if the number of times that the weight of the feature quantity exceeds the maximum value is larger than the reference value, Is detected in the overheat state detection system.
상기 라벨의 특징량은 라벨의 면적, 평균 온도, 최대 온도, 표준 편차, 면적 변화량 및 최대 온도 변화량인 것을 특징으로 하는 과열상태 감지 시스템의 과열상태 감지 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the feature quantity of the label is an area of the label, an average temperature, a maximum temperature, a standard deviation, an area change amount, and a maximum temperature change amount.
상기 데이터 취득 단계 이후에는 상기 열화상 신호에 가중 이동 평균을 적용하고, 보간법을 사용하여 보간 처리하며, 보간 처리된 화상에 가우시안 필터를 적용하고, 가우시안 필터로 인해 손실된 최대 온도 값을 보상하기 위해 Glowing 방법을 사용하여 전처리하는 전처리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과열상태 감지 시스템의 과열상태 감지 방법.The method according to claim 1,
After the data acquisition step, a weighted moving average is applied to the thermal image signal, an interpolation process is performed using an interpolation method, a Gaussian filter is applied to the interpolated image, and a maximum temperature value lost due to the Gaussian filter is compensated And a preprocessing step of performing pre-processing by using a glowing method.
상기 라벨링 단계 이후에는 이전 프레임의 라벨과 현재 프레임의 라벨을 비교하여 상기 라벨의 정보를 저장하는 트래킹 단계를 더 포함하고,
상기 트래킹 단계에서는 이전 프레임의 라벨과 현재 프레임의 라벨의 오버랩의 비율을 계산하여, 오버랩의 비율이 기준치 보다 크면 이전 프레임의 라벨의 정보를 갱신하고, 오버랩의 비율이 기준치 보다 작으면 현재 프레임의 라벨의 정보를 신규로 생성하는 것을 특징으로 하는 과열상태 감지 시스템의 과열상태 감지 방법.The method according to claim 1,
Further comprising a tracking step of comparing the label of the previous frame with the label of the current frame and storing the information of the label after the labeling step,
In the tracking step, the ratio of the overlap between the label of the previous frame and the label of the current frame is calculated. If the ratio of overlap is larger than the reference value, the information of the label of the previous frame is updated. If the overlap is less than the reference value, Wherein the information of the overheat state detection system is newly generated.
상기 열화상 센서로부터 온도 데이터를 취득하고, 상기 열화상 신호에 전처리를 하여 상기 열화상 신호를 배경 영역과 전경 영역으로 분리하고, 상기 전경 영역 중에서 기준 조건을 만족하는 픽셀들을 하나의 라벨로 형성하고, 상기 라벨의 정보를 확인하여 과열상태를 판단하는 제어부; 및
상기 제어부의 명령에 따라 사용자에게 알람을 전송하는 알람부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 감시지역이 과열상태인 것으로 판단되면 상기 알람부를 통해 사용자에게 알람을 전송하고, 사용자의 명령에 따라 감시지역의 과열상태를 진압하는 것을 특징으로 하는 과열상태 감지 시스템.A thermal image sensor for sensing a thermal image signal of the surveillance area;
The thermal image signal is obtained from the thermal image sensor, the thermal image signal is subjected to preprocessing to separate the thermal image signal into a background region and a foreground region, and pixels having a satisfying reference condition in the foreground region are formed into one label A control unit for checking the information on the label to determine an overheating state; And
And an alarm unit for transmitting an alarm to the user according to an instruction of the control unit,
Wherein the control unit transmits an alarm to the user through the alarm unit when the monitoring area is determined to be in an overheated state and suppresses the overheated state of the monitoring area according to the user's command.
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