Development of Flame and Smoke Detection for Early Fire Recognition

Jang-Sik, Park; Dae-Kyung, Kim; Soo-Young, Choi; Young-Sung, Lee

Journal of Korean Institute of Fire Science and Engineering 2008;22(4):27-32.
Published online November 30, 2008.

화재 조기 인식을 위한 화염 및 연기 검출 알고리즘 개발

박장식, 김대경, 최수영, 이영성

¹동의과학대학 디지털정보전자과²동의과학대학 디지털정보전자과³(주)에이치엠씨 부설연구소⁴한국전력 강원지사

Development of Flame and Smoke Detection for Early Fire Recognition

Park Jang-Sik, Kim Dae-Kyung, Choi Soo-Young, Lee Young-Sung

요약

본 논문에서는 화재의 조기 감지를 위하여 카메라 입력영상으로부터 화염과 연기를 검출하는 알고리즘을 제안한다. 화염과 연기는 특정 색분포를 가지며 지속적으로 형태가 변화하며 움직인다. 제안하는 화염검출 알고리즘은 화염의 색분포와 영상 프레임간의 변화를 측정하여 후보영역을 설정하고 화염의 움직임벡터를 계산하여 화염을 확정한다. 연기에 의하여 영상의 고주파수 성분이 감소하기 때문에 경계값의 변화는 연기의 중요한 특징이다. 연기검출은 색분포, 영상 프레임간의 변화 그리고 경계를 이용하여 후보영역을 설정하고 움직임 벡터를 계산하여 결정한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 제안하는 알고리즘으로 화염과 연기를 검출할 수 있음을 보인다.

Abstract

In this paper, a flame and smoke detection algorithm is proposed to recognize a fire. Flame and smoke have specific color distribution and continuously change shapes of them. In the proposed flame detection algorithm, specific regions are candidated as flame by color distributions and variations of frames of video. Some of candidated regions are decided as flame by the magnitude of motion vector. To determine smoke in the field of view of camera, edge is important because high frequency component is decreased by it. Candidated region of smoke is assigned by color distributions, inter-frame differences and the value of edge. The candidated region is settled as smoke region with magnitude of motion vector. As results of simulations, it is shown that the proposed algorithm is useful for flame and smoke detection.

Key Words: Fire Recognition, Flame Detection, Smoke Detection, Activity, Motion Vector