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화재 감지 센서 및 카메라를 이용한 화재 감지 방법 및 장치

  • 기술번호 : KST2015212107
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 화재 감지 센서 및 카메라를 이용한 화재 감지 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명에 의한 화재 감지 방법은 화재 감지 센서로부터 센서 신호를 수신하는 단계, CCTV로부터 영상 정보를 수신하는 단계, 상기 센서 신호를 분석한 결과 및 상기 영상 정보에 소정의 화재 감지 알고리즘을 적용한 결과를 조합하여 감시 대상 영역에서의 화재를 감지하는 단계, 및 화재가 감지되는 경우, 사용자의 무선 단말로 감지된 화재에 대한 화재 정보를 송신하는 단계를 포함한다. 감시 대상 영역에서의 화재를 감지하는 상기 단계는, 상기 센서 신호 및 상기 영상 정보에 상이한 가중치를 적용하여 화재를 감지하는 단계를 포함한다. 가중치는, 상기 화재 감지 센서의 성능, 상기 CCTV의 성능, 적용된 화재 감지 알고리즘, 현재 시각 및 날씨에 따라 상이하게 결정된다. 본 발명에 의하여 목적은 화재 감지 센서로부터 수신된 정보 및 카메라로부터 수신된 정보를 종합하고, 모든 정보를 고려하여 화재를 감지함으로써, 화재 감지 결과의 신뢰성을 높일 수 있다.
Int. CL G08B 25/10 (2006.01) G08B 17/06 (2014.01)
CPC G08B 17/125(2013.01) G08B 17/125(2013.01) G08B 17/125(2013.01) G08B 17/125(2013.01)
출원번호/일자 1020130163099 (2013.12.24)
출원인 동명대학교산학협력단
등록번호/일자 10-1544765-0000 (2015.08.10)
공개번호/일자 10-2015-0074893 (2015.07.02) 문서열기
공고번호/일자 (20150817) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2013.12.24)
심사청구항수 22

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 동명대학교산학협력단 대한민국 부산광역시 남구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 배성호 대한민국 부산광역시 해운대구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 김성현 대한민국 부산광역시 연제구 중앙대로 ****, *층 (거제동)(아너스특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 동명대학교산학협력단 대한민국 부산광역시 남구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2013.12.24 수리 (Accepted) 1-1-2013-1186337-52
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2014.10.10 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2014.11.13 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-6-2014-0037130-84
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2015.02.12 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2015-0102077-21
5 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2015.04.13 수리 (Accepted) 1-1-2015-0358611-48
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2015.04.13 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2015-0358651-64
7 등록결정서
Decision to grant		 2015.08.07 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2015-0530894-89
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.04.02 수리 (Accepted) 4-1-2020-5076870-68
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
화재 감지 센서 및 카메라를 이용한 화재 감지 방법으로서,화재 감지 센서로부터 센서 신호를 수신하는 단계;CCTV로부터 영상 정보를 수신하는 단계;상기 센서 신호를 분석한 결과 및 상기 영상 정보에 소정의 화재 감지 알고리즘을 적용한 결과를 조합하여 감시 대상 영역에서의 화재를 감지하는 단계; 및 화재가 감지되는 경우, 사용자의 무선 단말로 감지된 화재에 대한 화재 정보를 송신하는 단계를 포함하고, 상기 화재 감지 센서는, 연기 감지 센서, 불꽃 감지 센서, 및 온도 감지 센서 중 적어도 하나를 포함하고,상기 센서 신호 및 상기 영상 정보에 상이한 가중치를 적용하여 화재를 감지하는 단계를 포함하며,상기 가중치는, 상기 화재 감지 센서의 성능, 상기 CCTV의 성능, 적용된 화재 감지 알고리즘, 현재 시각 및 날씨에 따라 상이하게 결정되고,사용자의 무선 단말로 화재에 대한 정보를 송신하는 상기 단계는, GCM(Google Cloud Message) 서버, 3G 메시징 서버, 및 4G 메시징 서버 중 적어도 하나를 사용하여 상기 화재 정보를 송신하고,상기 화재 정보는, 최초 화재 감지 시각, 상기 화재 감지 센서의 상태, 감지된 화재의 위치 등 적어도 하나를 포함하고, 상기 화재 감지 알고리즘은,입력 영상을 YCbCr 영상으로 변환하는 변환 단계; 상기 YCbCr 영상의 프레임 별 휘도 변화량을 누적하여 휘도 변화 누적 영상을 생성하는 단계; 상기 휘도 변화 누적 영상의 평균 휘도를 고려하여, 상기 휘도 변화 누적 영상의 화소 중 화염 후보에 대응하는 화소만으로 구성된 1차 화염 후보 이진 영상을 생성하는 단계; 상기 1차 화염 후보 이진 영상의 화소의 색차 성분들의 차를 고려하여, 상기 1차 화염 후보 이진 영상 중 비화염 화소를 제거하여 2차 화염 후보 이진 영상을 생성하는 단계; 및 상기 2차 화염 후보 이진 영상의 블록 내에 포함된 화염 후보 영역의 면적이 시간에 따라 증가하는 화염 후보 영역을 최종 화염 영역으로 결정하는 최종 화염 영역 결정 단계를 포함하는, 화재 감지 센서 및 카메라를 이용한 화재 감지 방법
2 2
제1항에 있어서, 상기 휘도 변화 누적 영상을 생성하는 단계는, 시간 t-1 및 t에서의 상기 YCbCr 영상의 화소 (m, n)의 휘도 Y(m,n)t-1 및 Y(m,n)t를 각각 획득하는 단계; 및다음 수학식C(m,n) = C(m,n) + |Y(m,n)t - Y(m,n)t-1|을 사용하여, 시간 t-1 및 t 사이의 상기 YCbCr 영상의 화소별 휘도 변화량을 계산하여 상기 휘도 변화 누적 영상 C(m,n)을 생성하는 단계를 포함하는, 휘도 및 면적 변화를 이용한 화재 감지 방법
3 3
제2항에 있어서, 상기 1차 화염 후보 이진 영상을 생성하는 단계는, 상기 휘도 변화 누적 영상 C(m,n)의 전체 화소의 평균 휘도 Ymean을 연산하는 단계; 화소 (m, n)의 C(m,n) 값이 상기 평균 휘도 Ymean보다 적다면, 해당 화소 (m, n)의 C(m,n)을 0으로 초기화하는 단계; 및 화소 (m, n)에서의 C(m,n) 값을 소정 임계와 비교하고, 다음 수학식을 사용하여 1차 화염 후보 이진 영상 F1을 생성하는 단계를 포함하는, 화재 감지 센서 및 카메라를 이용한 화재 감지 방법
4 4
제3항에 있어서,상기 2차 화염 후보 이진 영상을 생성하는 단계는, 화소 (m, n)에서의 상기 YCbCr 영상의 색차 성분들인 Cb(m,n) 및 Cr(m,n)을 획득하는 단계;상기 색차 성분들의 차분 |Cb(m,n) - Cr(m,n)|을 연산하는 단계; 및화소 (m, n)에서의 상기 차분을 소정 임계와 비교하고, 다음 수학식을 사용하여 2차 화염 후보 이진 영상 F2를 생성하는 단계를 포함하는, 화재 감지 센서 및 카메라를 이용한 화재 감지 방법
5 5
제4항에 있어서, 상기 최종 화염 영역 결정 단계는, 상기 2차 화염 후보 이진 영상을 소정 개수의 블록으로 분할하는 단계; i 번째 블록에 포함된 화염 후보 영역의 면적 Ai를 계산하고, 프레임별 Ai를 누적하여 i 번째 블록의 누적 면적값 Di를 연산하는 단계; 시간 t-1 및 t에서의 상기 누적 면적값 Di의 차분인 화염 후보 영역 면적 변화량 AVi를 다음 수학식AVi =|Di(t) - Di(t-1)|을 사용하여 연산하는 단계; 및 상기 화염 후보 영역 면적 변화량 AVi가 소정 개수의 프레임 동안 연속적으로 증가하는 블록을 최종 화염 영역으로 결정하는 단계를 포함하는, 화재 감지 센서 및 카메라를 이용한 화재 감지 방법
6 6
제1항에 있어서, 상기 화재 감지 알고리즘은, RGB 입력 영상을 명도 영상 I(t)로 변환하는 단계; 현재 명도 영상 I(t)와 이전 명도 영상 I(t-1)의 차와 제 1 임계치를 비교하여 배경 영상과 객체 영상으로 이루어진 이진 영상 G1을 생성하는 단계; 상기 이진 영상 G1의 객체 영상에 대응하는 MxN 영상을 소정 개수의 블록으로 분할하고, 분할된 블록을 1 단계 웨이블릿 변환하여 DC 부대역 에너지 EL 및 고주파수 부대역 에너지 EH를 계산하는 단계; 및상기 DC 부대역 에너지 EL 및 고주파수 부대역 에너지 EH 간의 비율 및 연속하는 영상에서의 상기 DC 부대역 에너지 EL 및 고주파수 부대역 에너지 EH 각각의 비율에 기초하여 상기 객체 영상에서 연기를 감지하는 단계를 포함하는, 화재 감지 센서 및 카메라를 이용한 화재 감지 방법
7 7
제6항에 있어서, DC 부대역 에너지 EL 및 고주파수 부대역 에너지 EH를 계산하는 상기 단계는,상기 MxN 영상을 32x32 블록으로 분할하는 단계; 분할된 32x32 블록을 웨이블릿 변환하여 16x16 부대역을 연산하는 단계; 및상기 부대역 중 DC 부대역 및 고주파수 부대역의 웨이블릿 계수 w에 다음 수학식을 적용하여 DC 부대역 에너지 EL 및 고주파수 부대역 에너지 EH를 계산하는 단계를 포함하는, 화재 감지 센서 및 카메라를 이용한 화재 감지 방법
8 8
제6항에 있어서, 상기 객체 영상에서 연기를 감지하는 상기 단계는,상기 DC 부대역 에너지 EL가 제 2 소정치 이상일 경우에만 수행되는, 화재 감지 센서 및 카메라를 이용한 화재 감지 방법
9 9
제6항에 있어서, 상기 객체 영상에서 연기를 감지하는 상기 단계는,다음 수학식에 따라 부대역 에너지 비율 R을 계산하는 단계;다음 수학식에 따라 DC 부대역 에너지 변화율 CDC 및 고주파수 부대역 에너지 변화율 CH를 연산하는 단계;다음 수학식에 따라 부대역별 에너지 변화율 S를 계산하는 단계; 및연산된 DC 부대역 에너지 변화율 CDC에 기초하여 상기 연기의 밝기 및 상기 연기의 투명도를 계산하고, 계산된 결과와 상기 부대역별 에너지 변화율 S의 관계에 기초하여 연기를 감지하는 단계를 포함하는, 화재 감지 센서 및 카메라를 이용한 화재 감지 방법
10 10
제9항에 있어서, 계산된 결과와 상기 부대역별 에너지 변화율 S의 관계에 기초하여 연기를 감지하는 상기 단계는,상기 DC 부대역 에너지 변화율 CDC 및 상기 고주파수 부대역 에너지 변화율 CH의 값 및 상기 DC 부대역 에너지 변화율 CDC 및 고주파수 부대역 에너지 변화율 CH 간의 대소 관계에 기초하여, 상기 부대역별 에너지 변화율 S과 1과의 차이가 제 3 소정치를 넘을 경우 상기 객체 영상을 연기로 결정하는 단계를 포함하는, 화재 감지 센서 및 카메라를 이용한 화재 감지 방법
11 11
제10항에 있어서, 상기 객체 영상을 연기로 결정하는 상기 단계는,다음 수학식을 만족할 경우 연기가 발생되었다고 결정하는, 화재 감지 센서 및 카메라를 이용한 화재 감지 방법
12 12
화재 감지 센서 및 카메라를 이용한 화재 감지 장치로서,화재를 검출하고 센서 신호를 생성하는 화재 감지 센서;감시 대상 영역을 촬영하는 영상 정보를 생성하는 카메라;상기 센서 신호를 분석한 결과 및 상기 영상 정보에 소정의 화재 감지 알고리즘을 적용한 결과를 조합하여 감시 대상 영역에서의 화재를 감지하는 화재 검출부; 및 화재가 감지되는 경우, 사용자 단말로 감지된 화재에 대한 화재 정보를 송신하는 화재 통보부를 포함하고, 상기 화재 감지 센서는, 연기 감지 센서, 불꽃 감지 센서, 및 온도 감지 센서 중 적어도 하나를 포함하며,상기 센서 신호 및 상기 영상 정보에 상이한 가중치를 적용하여 화재를 감지하고, 상기 가중치는, 상기 화재 감지 센서의 성능, CCTV의 성능, 적용된 화재 감지 알고리즘, 현재 시각 및 날씨에 따라 상이하게 결정되는,GCM(Google Cloud Message) 서버, 3G 메시징 서버, 및 4G 메시징 서버 중 적어도 하나를 사용하여 상기 화재 정보를 송신하고, 상기 화재 정보는, 최초 화재 감지 시각, 상기 화재 감지 센서의 상태, 감지된 화재의 위치 등 적어도 하나를 포함하고,상기 화재 검출부는,입력 영상을 YCbCr 영상으로 변환하는 영상 변환부; 상기 YCbCr 영상의 프레임 별 휘도 변화량을 누적하여 휘도 변화 누적 영상을 생성하는 휘도 변화 누적 영상 생성부; 상기 휘도 변화 누적 영상의 평균 휘도를 고려하여, 상기 휘도 변화 누적 영상의 화소 중 화염 후보에 대응하는 화소만으로 구성된 1차 화염 후보 이진 영상을 생성하는 1차 화염 후보 이진 영상 생성부; 상기 1차 화염 후보 이진 영상의 화소의 색차 성분들의 차를 고려하여, 상기 1차 화염 후보 이진 영상 중 비화염 화소를 제거하여 2차 화염 후보 이진 영상을 생성하는 2차 화염 후보 이진 영상 생성부; 및 상기 2차 화염 후보 이진 영상의 블록 내에 포함된 화염 후보 영역의 면적이 시간에 따라 증가하는 화염 후보 영역을 최종 화염 영역으로 결정하는 최종 화염 영역 결정부를 포함하는, 화재 감지 센서 및 카메라를 이용한 화재 감지 장치
13 13
제12항에 있어서, 상기 휘도 변화 누적 영상 생성부는,시간 t-1 및 t에서의 상기 YCbCr 영상의 화소 (m, n)의 휘도 Y(m,n)t-1 및 Y(m,n)t를 각각 획득하고, 그리고다음 수학식C(m,n) = C(m,n) + |Y(m,n)t - Y(m,n)t-1|을 사용하여, 시간 t-1 및 t 사이의 상기 YCbCr 영상의 화소별 휘도 변화량을 계산하여 상기 휘도 변화 누적 영상 C(m,n)을 생성하도록 구성되는, 휘도 및 면적 변화를 이용한 화재 감지 장치
14 14
제13항에 있어서, 상기 1차 화염 후보 이진 영상 생성부는, 상기 휘도 변화 누적 영상 C(m,n)의 전체 화소의 평균 휘도 Ymean을 연산하고, 화소 (m, n)의 C(m,n) 값이 상기 평균 휘도 Ymean보다 적다면, 해당 화소 (m, n)의 C(m,n)을 0으로 초기화하며, 그리고,화소 (m, n)에서의 C(m,n) 값을 소정 임계와 비교하고, 다음 수학식을 사용하여 1차 화염 후보 이진 영상 F1을 생성하도록 구성되는, 화재 감지 센서 및 카메라를 이용한 화재 감지 장치
15 15
제14항에 있어서,상기 2차 화염 후보 이진 영상 생성부는, 화소 (m, n)에서의 상기 YCbCr 영상의 색차 성분들인 Cb(m,n) 및 Cr(m,n)을 획득하고,상기 색차 성분들의 차분 |Cb(m,n) - Cr(m,n)|을 연산하며, 그리고화소 (m, n)에서의 상기 차분을 소정 임계와 비교하고, 다음 수학식을 사용하여 2차 화염 후보 이진 영상 F2를 생성하도록 구성되는, 화재 감지 센서 및 카메라를 이용한 화재 감지 장치
16 16
제15항에 있어서, 상기 최종 화염 영역 결정부는,상기 2차 화염 후보 이진 영상을 소정 개수의 블록으로 분할하고,i 번째 블록에 포함된 화염 후보 영역의 면적 Ai를 계산하고, 프레임별 Ai를 누적하여 i 번째 블록의 누적 면적값 Di를 연산하며,시간 t-1 및 t에서의 상기 누적 면적값 Di의 차분인 화염 후보 영역 면적 변화량 AVi를 다음 수학식AVi =|Di(t) - Di(t-1)|을 사용하여 연산하고, 그리고상기 화염 후보 영역 면적 변화량 AVi가 소정 개수의 프레임 동안 연속적으로 증가하는 블록을 최종 화염 영역으로 결정하도록 구성되는, 화재 감지 센서 및 카메라를 이용한 화재 감지 장치
17 17
제12항에 있어서, 상기 화재 검출부는, 상기 카메라로부터 수신한 RGB 입력 영상을 명도 영상 I(t)로 변환하는 영상 변환부; 현재 명도 영상 I(t)와 이전 명도 영상 I(t-1)의 차와 제 1 임계치를 비교하여 배경 영상과 객체 영상으로 이루어진 이진 영상 G1을 생성하는 이진 영상 생성부; 상기 이진 영상 G1의 객체 영상에 대응하는 MxN 영상을 소정 개수의 블록으로 분할하고, 분할된 블록을 1 단계 웨이블릿 변환하여 DC 부대역 에너지 EL 및 고주파수 부대역 에너지 EH를 계산하는 부대역 에너지 계산부; 및상기 DC 부대역 에너지 EL 및 고주파수 부대역 에너지 EH 간의 비율 및 연속하는 영상에서의 상기 DC 부대역 에너지 EL 및 고주파수 부대역 에너지 EH 각각의 비율에 기초하여 상기 객체 영상에서 연기를 감지하는 연기 감지부를 포함하는, 화재 감지 센서 및 카메라를 이용한 화재 감지 장치
18 18
제17항에 있어서, 상기 부대역 에너지 계산부는,상기 MxN 영상을 32x32 블록으로 분할하고,분할된 32x32 블록을 웨이블릿 변환하여 16x16 부대역을 연산하며, 그리고상기 부대역 중 DC 부대역 및 고주파수 부대역의 웨이블릿 계수 w에 다음 수학식을 적용하여 DC 부대역 에너지 EL 및 고주파수 부대역 에너지 EH를 계산하도록 구성되는, 화재 감지 센서 및 카메라를 이용한 화재 감지 장치
19 19
제17항에 있어서, 상기 객체 영상에서 연기를 감지하는 상기 단계는,상기 DC 부대역 에너지 EL가 제 2 소정치 이상일 경우에만 수행되는, 화재 감지 센서 및 카메라를 이용한 화재 감지 장치
20 20
제17항에 있어서, 상기 연기 감지부는,다음 수학식에 따라 부대역 에너지 비율 R을 계산하고,다음 수학식에 따라 DC 부대역 에너지 변화율 CDC 및 고주파수 부대역 에너지 변화율 CH를 연산하며,다음 수학식에 따라 부대역별 에너지 변화율 S를 계산하고, 그리고연산된 DC 부대역 에너지 변화율 CDC에 기초하여 상기 연기의 밝기 및 상기 연기의 투명도를 계산하고, 계산된 결과와 상기 부대역별 에너지 변화율 S의 관계에 기초하여 연기를 감지하도록 구성되는, 화재 감지 센서 및 카메라를 이용한 화재 감지 장치
21 21
제20항에 있어서, 상기 연기 감지부는 더 나아가,상기 DC 부대역 에너지 변화율 CDC 및 상기 고주파수 부대역 에너지 변화율 CH의 값 및 상기 DC 부대역 에너지 변화율 CDC 및 고주파수 부대역 에너지 변화율 CH 간의 대소 관계에 기초하여, 상기 부대역별 에너지 변화율 S과 1과의 차이가 제 3 소정치를 넘을 경우 상기 객체 영상을 연기로 결정하도록 구성되는, 화재 감지 센서 및 카메라를 이용한 화재 감지 장치
22 22
제21항에 있어서, 상기 연기 감지부는,다음 수학식을 만족할 경우 연기가 발생되었다고 결정하도록 구성되는, 화재 감지 센서 및 카메라를 이용한 화재 감지 장치
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패밀리정보가 없습니다
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