JPH0365075B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は固体撮影素子（Charge Coupled
Device）を用いたカメラ（以下単にCCDカメラ
という）による新規な異常監視方式に関し、建物
の火災および侵入者等の異常発生を自動的にしか
も高精度に監視することを目的とする。

（従来の技術） テレビカメラの画像を画像処理し、移動部分を
検出して建物の侵入者を監視するシステムはこれ
までにいくつか提案され、しかも実施化されてい
るものもある。

しかし建物の侵入者監視のみならず火災をも監
視できるシステムの開発は遅れており、最近にな
つてようやく特開昭61−94665号の異常監視装置
に関する発明が開示されるに至つた。

これは監視領域を撮影するテレビカメラと、該
テレビカメラによる映像信号から輝度または色相
などの変化のあつた個所を識別する映像変化識別
部と、監視領域の温度を測定する放射温度検出器
と、該放射温度検出器の出力を処理して火災判断
を行う火災判断処理部および侵入者判断を行う侵
入者判断処理部と、前記映像変化識別部出力と火
災判断処理出力と侵入者判断処理部出力とにより
異常の種類と発生場所とを表示する表示部とを有
するものである。

（発明の解決すべき問題点） しかしながら上記した従来の監視装置にあつて
はテレビカメラによる画像中の変化部分の座標
と、放射温度検出器による温度変化の座標とが必
ずしも同一部分であることの確認が難しく、侵入
および火災に関する誤認ないし誤警報が多い等の
問題があつた。

また一般的に従来の監視装置はたとえば監視領
域内に朝日や夕方の西日が当たつた場合において
も誤作動することが多く、かかる点においても根
本的に改善が望まれるところであつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記した従来装置における種々の問題
点を解決するために種々研究の末案出されたもの
であり、とくに監視領域内を撮像するカメラの撮
像中の変化部分の座標と、当該変化部分の温度変
化とが同一撮像素子を通して一元的に求められ、
しかも監視領域内の朝日や夕日（西日）による影
響を全くうけないようにして侵入者・火災の監視
を高精度におこなうことができるようにしたもの
であつて、具体的には監視部を撮像するCCDカ
メラと、該カメラの撮像情報をメモリする複数の
画像メモリと、上記CCDカメラの撮像およびメ
モリされた複数の画像処理により異常を判定する
制御部とからなり、前記CCDカメラには通常時
に特定波長以下の光のみを通過せしめる赤外線カ
ツトフイルタと、該フイルタを通過した複数の経
時的画像間の輝度変化もしくは像間差を生じた際
に特定波長以上の光のみを通過させ、あるいは特
定波長帯域の光のみをカツトするフイルタとを切
替可能に装着してなることを特徴とするCCDカ
メラを用いた異常監視方式に関する。

（実施例） 以下において本発明の具体的な内容を図示の実
施例をもとに説明すると、図において１はCCD
カメラ、８はアナログ／デジタル変換部（以下
Ａ／Ｄ変換部という）、９は画像メモリ部、１０
は制御部を示す。

CCDカメラ１は既知の固体影像素子（Charge
Coupled Device）を用いたものであるとともに、
該CCDカメラの前面側にはモーター４により回
転する円板３がとりつけられており、しかもこの
円板３にはCCDカメラ１のレンズ２に対応する
位置に赤外線カツトフイルタ５および赤外線通過
フイルタ５とが埋め込まれており、さらにセンサ
７により上記赤外線カツトフイルタ５および赤外
線通過フイルタ６の位置が常時確認され、これに
より必要に応じて上記した円板３の回転方向と停
止位置とを指示し、この指示に従つて円板３を任
意に回転させることができる。

該円板３のフイルタは通常例えば0.75μｍ以下
の波長の光を通過させ、それ以上の波長の光を阻
止する赤外線カツトフイルタ５をレンズ２の前面
に位置せしめる。

監視部内の模様はCCDカメラにより撮像され、
この映像は一定時間間隔にてＡ／Ｄ変換部８にお
いてＡ／Ｄ変換された後画像メモリ９の中に順に
メモリされる。

一方制御部１０においては一定時間間隔毎にメ
モリされた画像メモリ部９の２枚の画像の差を取
り出し、もしも有効な差があつた場合には物体の
移動（侵入者）と認識し、警報を出力端子１３に
出すとともにビデオスイツチ１１を閉じてモニタ
テレビ１２にその画像を映し出す。

さらに上記した有効な差信号中に予め設定した
一定レベル以上の高輝度成分が含まれていると
き、モータ４を駆動させて円板３を回転させ、例
えば0.9〜1.5μｍ程度の特定波長の光を通過せし
め、あるいは特定波長帯域の光のみカツトする赤
外線通過フイルタをレンズ２の前面に位置せしめ
る如く切替えるようになつている。

CCDカメラのCCD素子は1.2μｍの波長でも十
分に反応できる程度の感度を有し、また燃焼焔の
温度は800℃〜1300℃程度の範囲であつて自然光
源や人工光源よりも低く、輻射される赤外線も長
波長域に分布する。

したがつて上記した赤外線通過フイルタにより
自然光や人工光に比して燃焼焔の像のレベル低下
比は少なくなることになり前記した高輝度部分の
レベル比を求めた結果、この値が一定値以上であ
る場合のみ当該高輝度部分に対して炎であるとの
判定を下すことができる。

また自然光や人工光では短時間（たとえば５秒
間）の間隔で各々更に短時間（たとえば0.5秒間）
の積分画像で比較するときには像間に差を生ずる
ことは少ないのでこれによつても容易に選別する
ことができる。

尚この場合にはＡ／Ｄ変換部８と画像メモリ部
９との間に積分回路を挿入し、これによつて画像
信号を積分するものとする。

（作用） 上記した実施利の構成を中心とし、さらにこれ
に制御部１０で制御される２軸回転台を付加した
異常監視方式の作用につき第３図のフローチヤー
トにしたがつて具体的に説明すると、スタート後
あらかじめ定められた座標位置において画像中心
部の輝度レベルをあらかじめ設定した値となるよ
うにレンズ２の絞りを定める。

この場合明るさが不足である場合には照明を
ONにし、再度絞り値を定める。

つぎに一定の時間的間隔毎に画像メモリ部９に
メモリされている第１次入力画像と第２次入力画
像とをとり込み、それぞれの輝度をヒストグラム
化して比較した結果、ヒストグラムに予め定めた
一定の誤差値を上廻る変化がある場合に異常処理
をおこなう。

この異常処理は先ず制御部１０において高輝度
であるか否かな判定をおこない、高輝度である場
合には赤外線通過フイルタに切替えるとともに、
画像メモリ部９に第３次入力画像をとり込み、第
２次入力画像とこれとのヒストグラムを比較して
高輝度成分のレベル比が一定値以上である場合に
この部分を炎であるものと断定する。

また高輝度ではない場合には輝度分布が一様で
あるか否かを判断し、一様である場合には煙確認
処理をなし、また一様ではない場合には朝日や夕
方の西日等による反射光処理をおこなう。

さらに前記した第１次入力画像と第２次入力画
像とのヒストグラムの比較の結果変化がみられな
い場合には上記第１次入力画像と第２次入力画像
の両画像間演算をおこなつて差の有無を検出す
る。

そして両画像間に差のない場合にはスタートへ
戻り、また差のある場合にはさらにその差部分が
高輝度であるか否かの判定をおこなう。

そして高輝度である場合には赤外線通過フイル
タに切換えたのち前記した炎確認処理をおこな
う。

上記した種々の制御部１０における種々の判定
結果をもとに、コード変換して異常と判定された
場合の画像信号はビデオスイツチ１１を作動させ
ることによつて監視センターのモニターテレビ１
２へ接続し、さらに物体の移動（侵入）である場
合にはリセツトされるまでの間侵入警報を発する
とともに移動体を自動追尾する。

また火災（炎）である場合にはリセツトされる
までの間火災警報を発するとともに炎の位置が画
面中央に自動的に位置決めされる。

これは自動消化システムまたは遠隔消化システ
ムを構成するとき、カメラと消化ノズルとを機械
から又は電気的に一体化し、火災を確認して消化
する際に正確を期するうえできわめて有効であ
る。

さらに煙である場合にはリセツトされるまでの
間煙警報を発し続け、しかもその位置で画像チエ
ツクを続行する。

（発明の効果） 本発明は上記したように監視部を撮像する
CCDカメラと、該カメラの撮像情報をメモリす
る複数の画像メモリ、および上記CCDカメラの
撮像およびメモリされた複数の画像処理により各
種の異常を判定する制御部を有するほか、前記し
たCCDカメラには通常監視時に特定波長以下の
光のみを通過させる赤外線カツトフイルタと、該
フイルタを通過した複数の経時的画像間の高輝度
変化もしくは像間差を生じた際に特定波長以上の
光のみを通過させ、あるいは特定波長帯域の光の
みをカツトするフイルタとを切替可能に装着した
ものであるから、テレビカメラの輝度分布の変化
および一定の経時間隔でサンプリングした画像間
における像間差を生じた部分の高輝度部を赤外線
通過フイルタにより再確認することができる。

すなわち赤外線カツトフイルタを通過した複数
の経時的画像間の像間差部分において、輝度ヒス
トグラムのとくに高輝度領域での変化があるか、
または画像間演算により差を生じた部分が一定値
以上の輝度であるか、いずれかの場合に、さらに
CCDカメラのフイルタを赤外線通過フイルタに
切替えて高輝度部分の変化の確認をおこない、変
化がある場合に侵入者、煙発生、火災発生等の各
種異常を検知することができ、しかもこの検知手
段としてフイルタをさしかえるだけでCCDカメ
ラの同一レンズを通じておこなうためにこの種の
従来装置に比して格段に精度が高く、誤警報のお
それはほとんどない。

また光学系に反射光学系を用いれば赤外線域の
損失を減少させ極めて正確度の高いシステムを構
成できる。

更に状況に応じて画像の確認により対応策を講
ずることができるため簡単で信頼性の高いシステ
ムを構成することができ、また本システムに赤外
センサ、ガスセンサおよび煙センサ等を組合させ
ることによりさらに高精度でしかも信頼性の高い
異常監視システムを構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である異常監視シス
テムのブロツク図、第２図は本発明において使用
されるCCDカメラの一例をあらわした概略斜視
図、第３図は本発明の構成の一例を示すフローチ
ヤートである。 １……CCDカメラ、２……レンズ、３……円
板、４……モータ、５……赤外線カツトフイル
タ、６……赤外線通過フイルタ、７……センサ、
８……Ａ／Ｄ変換部、９……画像メモリ部、１０
……制御部、１１……ビデオスイツチ、１２……
モニタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 監視部を撮像するCCDカメラと、該カメラ
   の撮像情報をメモリする複数の画像メモリと、上
   記CCDカメラの撮像およびメモリされた複数の
   画像処理により異常を判定する制御部とからな
   り、前記CCDカメラには通常時に特定波長以下
   の光のみを通過せしめる赤外線カツトフイルタ
   と、該フイルタを通過した複数の経時的画像間の
   輝度変化もしくは像間差を生じた際に特定波長以
   上の光のみを通過させ、あるいは特定波長帯域の
   光のみをカツトするフイルタとを切替可能に装着
   してなることを特徴とするCCDカメラを用いた
   異常監視方式。