EP0818766A1 - Method for automatic detection of fires, particularly of forest fires - Google Patents

Method for automatic detection of fires, particularly of forest fires Download PDF

Info

Publication number
EP0818766A1
EP0818766A1 EP97420115A EP97420115A EP0818766A1 EP 0818766 A1 EP0818766 A1 EP 0818766A1 EP 97420115 A EP97420115 A EP 97420115A EP 97420115 A EP97420115 A EP 97420115A EP 0818766 A1 EP0818766 A1 EP 0818766A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
smoke
detection
pixels
detection method
images
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
EP97420115A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0818766B1 (en
Inventor
Michel Guarna
Thierry Lebre
Paul Poggi-Tomasi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
T2M AUTOMATION
Original Assignee
T2M Automation
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 T2M Automation filed Critical T2M Automation
Publication of EP0818766A1 publication Critical patent/EP0818766A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0818766B1 publication Critical patent/EP0818766B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/005Fire alarms; Alarms responsive to explosion for forest fires, e.g. detecting fires spread over a large or outdoors area
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/12Actuation by presence of radiation or particles, e.g. of infrared radiation or of ions
    • G08B17/125Actuation by presence of radiation or particles, e.g. of infrared radiation or of ions by using a video camera to detect fire or smoke

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Fire-Detection Mechanisms (AREA)

Abstract

The fire detection system has video cameras (4) surveying a fixed scene in the visible spectrum. The video output is examined in small pixel zones to find low frequency grey level variations. Each zone is then examined by measuring the decorellation time factor of the pixels in the zone. A correct pattern triggers the fire detection alarm.

Description

L'invention concerne un procédé de détection automatique de feux , notamment de feux de forêts, basé sur la reconnaissance de fumées à partir d'au moins une d'une caméra vidéo, en particulier du type CCD, opérant dans le spectre visible. Ce procédé permet de détecter au plus vite un départ de feu, même d'étendue limitée (par exemple inférieure à 4 m2), qu'il soit directement visible ou masqué par le relief et ceci de jour comme de nuit.The invention relates to a detection method automatic fire, including forest fire, based on the recognition of smoke from at least one a video camera, in particular of the CCD type, operating in the visible spectrum. This process makes it possible to detect at faster a fire start, even of limited extent (by example less than 4 m2), that it is directly visible or masked by the relief and this day and night.

La détection des feux de forêt fait partie intégrante de la lutte contre les feux. En effet, l'avertissement précoce d'un départ de feu permet de limiter l'importance des moyens à mettre en oeuvre pour maítriser ces feux.Forest fire detection is part of integral to fire fighting. Indeed, early warning of a fire allows limit the importance of the means to be used to control these fires.

Les moyens généralement utilisés pour la détection des feux de forêt sont :

  • la surveillance des zones à risque par des vigies: elle demande un grand nombre d'opérateurs qui sont d'effectifs non disponibles pour la lutte sur le front;
  • le survol de ces zones par des moyens aériens : l'utilisation des moyens aériens (avions, hélicoptères) est très coûteuse, de plus, son efficacité n'est pas très intéressante. En effet, le survol consiste à parcourir un itinéraire précis dans un temps établi, l'avion ou l'hélicoptère sera dans la plupart des cas éloigné du départ de feu.
The means generally used for the detection of forest fires are:
  • surveillance of risk areas by lookouts: it requires a large number of operators who are not available for fight on the front;
  • overflight of these areas by air means: the use of air means (planes, helicopters) is very expensive, moreover, its efficiency is not very interesting. Indeed, overflight consists of traveling a precise route in a set time, the plane or the helicopter will in most cases be far from the start of the fire.

Des systèmes de détection automatique ont déjà été proposés, sans succès.Automatic detection systems have already been proposed, without success.

Ces systèmes comprennent, d'une part, des procédés de détection utilisant des caméras thermiques (voir par exemple les documents FR-A.2575572 et FR-A-2643173). De tels systèmes travaillent en général dans le spectre infra-rouge, pour détecter des points chauds causés par les flammes. Cette technique a pour inconvénients le coût élevé des caméras thermiques et son inefficacité pour les feux dont les foyers sont masqués par le relief. D'autre part cette méthode de détection est perturbée par la présence de points chauds "naturels", tels que véhicules et reflets solaires.These systems include, on the one hand, methods detection using thermal cameras (see par example documents FR-A.2575572 and FR-A-2643173). Of such systems generally work in the spectrum infrared, to detect hot spots caused by flames. This technique has the disadvantages of cost high thermal imaging cameras and its ineffectiveness for fires whose foci are masked by the relief. Else apart this detection method is disrupted by the presence of "natural" hot spots, such as vehicles and solar reflections.

On connaít aussi, par le document FR-A-2696939, un procédé de détection automatique de feux de forêt basé sur la détection de la fumée créée par un départ de feu, la détection de la fumée étant elle-même réalisée par la reconnaissance de mouvements des volutes de fumée. Un tel procédé possède lui aussi plusieurs inconvénients :We also know, from document FR-A-2696939, a automatic forest fire detection process based on the detection of the smoke created by a fire, the smoke detection itself being carried out by the recognition of movements of smoke curls. Such process also has several drawbacks:

Premièrement, la détection des fumées basée sur la reconnaissance du mouvement de volutes a l'inconvénient de nécessiter un système à très grande résolution spatiale, donc une grande puissance de calcul. En particulier la détection du mouvement des volutes d'une fumée lointaine couverte par quelques pixels, par exemple 2 x 2 ou 3 x 3, est quasiment impossible à différencier d'un phénomène local fixe comme par exemple le mouvement d'un arbre, ou un groupe de personnes, ou toute autre activité.First, smoke detection based on the recognition of scroll movement has the disadvantage of require a system with very high spatial resolution, therefore great computing power. In particular the motion detection of the curls of distant smoke covered by a few pixels, for example 2 x 2 or 3 x 3, is almost impossible to differentiate from a phenomenon fixed room such as the movement of a tree, or a group of people, or any other activity.

Deuxièmement, la reconnaissance de fumée par le mouvement suppose des volutes suffisamment épaisses. Or un départ de fumée consiste au contraire en l'émission de fumée peu épaisse, car créée par la végétation très sèche, puis suivie plus tardivement par des fumées plus épaissesSecond, smoke recognition by the movement requires sufficiently thick scrolls. Now a smoke departure, on the contrary, consists of the emission of thin smoke, because created by very dry vegetation, then followed later by thicker fumes

Troisièmement, ce genre de procédé fait souvent appel au stockage d'une image de référence sans fumée: la détection du mouvement est obtenue par soustraction de l'image de référence avec l'image en cours pour mettre en évidence les déplacements des zones.cette méthode se heurte à de multiples problèmes et en particulier ceux engendrés par des variations continuelles d'éclairement causées par des passages nuageux.Third, this kind of process often call for the storage of a smoke-free reference image: the motion detection is obtained by subtracting from the reference image with the current image to set evidence the movements of the zones. faces multiple problems and especially those generated by continual variations in illumination caused by cloudy periods.

Quatrièmement, ce procédé ne permet pas la détection de nuages de fumée complexes : les effets conjugués de diffusion de matière dans l'espace, d'un foyer entretenu localement et enfin des vents, engendrent un phénomène complexe qui rend difficile toute caractérisation de la fumée par extraction de mouvement. Par exemple, un départ de feu par temps relativement calme ne produit pas de mouvement apparent. En revanche, par vent violent, les volutes produites ont souvent des mouvements instables, multiples et très difficilement identifiables.Fourth, this process does not allow the detection of complex smoke clouds: the effects conjugates of diffusion of matter in space, of a locally maintained hearth and finally winds, generate a complex phenomenon that makes any characterization of smoke by movement extraction. For example, a relatively calm start of fire does not produce any apparent movement. However, by strong wind, the scrolls produced often have unstable, multiple movements and very difficult identifiable.

La présente invention vise à éviter tous ces inconvénients, et elle propose ainsi un procédé qui est remarquable notamment par le fait qu'il permet de détecter un éventuel foyer de fumée encore peu épaisse, pour une détection précoce, et qu'il est capable de différencier la fumée de tout autre phénomène local.The present invention aims to avoid all of these disadvantages, and it thus proposes a process which is remarkable in particular by the fact that it makes it possible to detect a possible hearth of smoke still thin, for a early detection, and that it is able to differentiate the smoke from any other local phenomenon.

A cet effet, le procédé de détection automatique de feux, notamment de feux de forêts, objet de l'invention, consiste essentiellement a effectuer un traitement de séquences d'images fixes obtenues par la ou les caméras dans le spectre visible, pour détecter et localiser un éventuel foyer de fumée, la détection d'un tel foyer consistant :

  • à rechercher dans un premier temps dans les images au moins une petite zone de pixels représentant des variations temporelles de niveaux de gris particulièrement de basse fréquence,
  • puis à analyser la ou chaque zone reconnue ainsi par des moyens de mesure du taux de décorrélation temporelle des pixels appartenant à cette même zone.
To this end, the method for automatically detecting fires, in particular forest fires, which is the subject of the invention, essentially consists in processing sequences of fixed images obtained by the camera (s) in the visible spectrum, in order to detect and locate a possible source of smoke, the detection of such a source consisting of:
  • to firstly search the images for at least one small area of pixels representing temporal variations in gray levels, particularly of low frequency,
  • then to analyze the or each zone thus recognized by means of measuring the temporal decorrelation rate of the pixels belonging to this same zone.

De préférence, pour "compresser" l'image générale du paysage prise par la caméra l'on sélectionne, pour la recherche de la ou chaque petite zone précitée, des pixels qui présentent, en ce qui concerne les variations temporelles de leurs niveaux de gris, des fréquences comprises entre 0,3 et 0,1 Hz.Preferably, to "compress" the general image of the landscape taken by the camera we select, for the search for the or each small area mentioned above, for pixels which, with regard to variations of their gray levels, frequencies between 0.3 and 0.1 Hz.

De préférence, le procédé consiste à rechercher dans les images une petite zone de pixels présentant des variations de niveaux de gris particulièrement chaotiques, par des moyens de mesure d'indice de chaoticité spatio-temporelle de différentes zones de pixels dans l'image.Preferably, the method consists in searching for in the images a small area of pixels with particularly chaotic variations in gray levels, by means of measuring spatiotemporal chaoticity index different pixel areas in the image.

Ainsi, le procédé de l'invention se distingue des procédés basés sur la détection de mouvements quelconques par le fait qu'il repose sur l'analyse de la complexité spatio-temporelle d'objets quasi-immobiles produisant des variations de niveaux de gris locales. En particulier, tout objet produisant des variations de niveaux de gris pouvant être analysées simplement en tant que mouvement de matière est rejeté par le procédé en tant que parasite. En effet, le principe du procédé de l'invention consiste à reconnaítre la fumée en tant que phénomène induisant dans une zone bien déterminée du paysage un bruit ou un chaos spatio-temporel très important, contrairement à tous les autres phénomènes locaux.Thus, the method of the invention differs from methods based on the detection of any movement by the fact that it is based on the analysis of complexity spatio-temporal of almost immobile objects producing local grayscale variations. In particular, any object producing variations in gray levels can be analyzed simply as a movement of material is rejected by the process as a parasite. In the principle of the process of the invention consists in recognize smoke as an inducing phenomenon in a specific area of the landscape a noise or chaos very important in space and time, unlike all other local phenomena.

Le chaos spatio-temporel se traduit par le fait que la fumée introduit dans la zone de pixels qu'elle couvre des variations temporelles des niveaux de gris qui sont presque aussi diverses que celles produites par un bruit aléatoire, mais qui se distinguent d'un tel bruit parce qu'elles sont caractéristiques d'un objet dynamique fractal. La structure fractale d'un objet est généralement connue comme étant de nature purement spatiale, ou purement temporelle, mais elle peut également être spatio-temporelle, et sa mise en évidence permet de la différencier de celle d'un bruit ou au contraire de celle d'un phénomène organisé.Spatio-temporal chaos results in the fact that smoke introduces into the pixel area it covers temporal variations in gray levels which are almost as diverse as those produced by a random noise, but which differ from such noise because they are characteristic of a dynamic object fractal. The fractal structure of an object is generally known to be purely spatial in nature, or purely temporal, but it can also be spatio-temporal, and its highlighting allows the differentiate from that of a noise or on the contrary from that of of an organized phenomenon.

La détection d'un tel objet dans un paysage permet d'affirmer qu'il y a présence de fumée, parce que les bouffées dont elle est constituée qui se diffusent tout en ayant un déplacement instable, créent un phénomène qui cumule de façon unique l'ensemble des propriétés suivantes:

  • 1) une grande diversité des différences de niveaux de gris entre les pixels couverts par la fumée, qui se répartissent dans le temps comme le ferait un bruit aléatoire,
  • 2) un degré de chaoticité élevé de la zone de pixels concernée, dont la mise en évidence permet de la dissocier d'un bruit aléatoire.
  • 3) une décorrélation temporelle élevée des signaux temporels de la plupart des couples de pixels de la zone concernée, de préférence dans les basses fréquences.
  • 4) une nette prépondérance de basses fréquences, de l'ordre de 0,1 Hz, sur les hautes fréquences (supérieures au Hz) généralement causées par du bruit électronique.
  • The detection of such an object in a landscape makes it possible to affirm that there is presence of smoke, because the puffs of which it is made up which diffuse while having an unstable displacement, create a phenomenon which uniquely accumulates l of the following properties:
  • 1) a great diversity of differences in gray levels between the pixels covered by the smoke, which are distributed over time as a random noise would do,
  • 2) a high degree of chaoticity of the pixel area concerned, the highlighting of which makes it possible to dissociate it from random noise.
  • 3) a high temporal decorrelation of the temporal signals of most of the pairs of pixels of the zone concerned, preferably in the low frequencies.
  • 4) a clear preponderance of low frequencies, of the order of 0.1 Hz, over high frequencies (higher than Hz) generally caused by electronic noise.
  • Le chaos spatio-temporel engendre en effet généralement une large gamme de fréquences temporelles proche de celles induites par un mouvement brownien, dont le spectre temporel est celui du bruit blanc. Contrairement au bruit purement électronique, ce bruit se caractérise par le fait qu'il contient plus de basses fréquences. Dans le cas de la fumée, les basses fréquences de l'ordre de 0,1 Hz sont encore plus marquées.Spatio-temporal chaos indeed generates generally a wide range of time frequencies close to those induced by a Brownian movement, of which the time spectrum is that of white noise. Unlike purely electronic noise, this noise is characterized by the fact that it contains more bass frequencies. In the case of smoke, the low frequencies of the order of 0.1 Hz are even more marked.

    Ceci est illustré par la figure 1 du dessin annexé, dont les courbes successives représentent, de haut en bas :

    • courbe A : l'évolution temporelle d'un pixel "arbre en mouvement sous l'effet du vent"
    • courbe B : l'évolution temporelle d'un pixel "autoroute"
    • courbe "C": l'évolution temporelle d'un pixel "fumée proche"
    • courbe D : l'évolution temporelle d'un pixel "fumée éloignée"
       (pour toutes ces courbes, les abscisses correspondent au temps exprimé en secondes, et les ordonnées au niveau de gris G.This is illustrated by FIG. 1 of the appended drawing, the successive curves of which represent, from top to bottom:
    • curve A: the time course of a pixel "tree in motion under the effect of the wind"
    • curve B: the time course of a "highway" pixel
    • "C" curve: the time course of a "near smoke" pixel
    • curve D: the time course of a "distant smoke" pixel
    (for all these curves, the abscissas correspond to the time expressed in seconds, and the ordinates to the gray level G.

    Il est donc exploité le fait qu'il est possible et avantageux de caractériser la fumée par le fait qu'elle produit des variations locales de niveaux de gris qui sont décorrélées dans un large spectre, alors que les autres phénomènes spatio-temporels induisent des variations de niveaux de gris mieux corrélées avec leurs voisins, ou décorrélées seulement dans les hautes fréquences.It is therefore exploited the fact that it is possible and advantageous to characterize smoke by the fact that it produces local variations in gray levels which are uncorrelated in a broad spectrum, while the others spatio-temporal phenomena induce variations in greyscale better correlated with their neighbors, or decorrelated only in the high frequencies.

    Afin de caractériser la complexité du comportement de différents ensembles locaux de pixels, le procédé consiste à effectuer un traitement qui se décompose de préférence en trois étapes:

    • Premièrement, il exploite la propriété selon laquelle la fumée génère un large spectre de fréquences temporelles, avec un avantage pour les basses fréquences de l'ordre de 0,1 Hz, afin de compresser l'image en retenant uniquement les pixels dont les variations présentent un excès de basses fréquences par rapport aux hautes fréquences.
    • Deuxièmement, il consiste à regrouper l'ensemble des pixels retenus précédemment en objets suffisamment disjoints dans l'espace et suffisamment stables dans le temps, pour exploiter l'hypothèse selon laquelle l'objet créé par la fumée est fixe ou très faiblement mobile.
    • Troisièmement, il consiste à analyser chacune des zones identifiées par l'étape précédente, pour mesurer à l'aide d'un traitement numérique décorrélation et/ou de chaoticité.
    In order to characterize the complexity of the behavior of different local sets of pixels, the method consists in carrying out a processing which is preferably broken down into three stages:
    • First, it exploits the property that smoke generates a wide spectrum of time frequencies, with an advantage for low frequencies of the order of 0.1 Hz, in order to compress the image by retaining only the pixels whose variations exhibit an excess of low frequencies compared to high frequencies.
    • Secondly, it consists in grouping together all the pixels previously selected into objects which are sufficiently disjoint in space and sufficiently stable over time, to exploit the hypothesis that the object created by the smoke is fixed or very weakly mobile.
    • Thirdly, it consists in analyzing each of the zones identified by the previous step, to measure using digital decorrelation and / or chaoticity processing.

    En résumé, le procédé consiste à effectuer un traitement sur des séquences d'images fixes d'un paysage (obtenues par caméra CCD dans le spectre visible) pour identifier et localiser un éventuel foyer de fumée, caractérisé par la reconnaissance dans un premier temps d'une petite zone de pixels présentant des variations temporelles de niveaux de gris particulièrement de basse fréquence, suivie de l'analyse de cette zone pour vérifier la présence d'indices de bruit, de décorrélation et de chaoticité élevés.In summary, the method consists in carrying out a processing on sequences of still images of a landscape (obtained by CCD camera in the visible spectrum) for identify and locate a possible source of smoke, characterized by recognition at first a small area of pixels with variations grayscale temporal particularly low frequency, followed by analysis of this area to verify the presence of noise, decorrelation and high chaoticity.

    Ce procédé a pour premier avantage de permettre aussi bien la détection des fumées peu épaisses que des fumées épaisses puisque les fumées peu épaisses seront dans un premier temps retenues non pas grâce à l'intensité de leurs variations de niveaux de gris mais grâce au fait qu'elles génèrent des basses fréquences.The primary advantage of this process is that it allows both the detection of thin smoke and thick smoke since thin smoke will be initially retained not thanks to the intensity of their gray level variations but thanks to the fact that they generate low frequencies.

    D'autres avantages du procédé sont les suivants :Other advantages of the process are as follows:

    Le procédé permet la détection des fumées peu épaisses puisqu'elles sont détectées par le fait qu'elles engendrent des indices de décorrélation particulièrement élevés des variations de niveaux de gris des pixels couverts par la fumée.The process allows the detection of little smoke thick since they are detected by the fact that they generate particularly decorrelation indices high variations in pixel grayscale covered by smoke.

    La condition de faible mobilité de l'objet à détecter permet de traiter aussi bien le cas des fumées proches que le cas des fumées lointaines, dans la mesure où cette mobilité est quantifiée par rapport à la taille de l'objet et non en fonction de l'information de mouvement contenue à l'intérieur de la zone qu'elle couvre.The condition of low mobility of the object to detecting makes it possible to deal with smoke as well close as in the case of distant smoke, to the extent where this mobility is quantified in relation to size of the object and not according to the information of movement contained within the area it covers.

    Le procédé permet de détecter des sources de fumées minuscules qui ne couvrent qu'un nombre très limité de pixels (4 pixels par exemple), car il analyse essentiellement la structure temporelle des niveaux de gris et peu les informations purement spatiales.The method makes it possible to detect sources of tiny fumes that cover only a very limited number pixels (4 pixels for example), because it analyzes basically the time structure of the levels of gray and little purely spatial information.

    Le procédé est robuste aux multiples conditions de la détection, telles que la vitesse du vent, l'orientation du capteur, la météorologie, les particularités du paysage, le masquage du foyer par différents obstacles, etc., dans la mesure où ce procédé consiste à quantifier la complexité de l'objet et non à rechercher au contraire une structure spatio-temporelle plus ou moins définie, telle que sa forme, sa vitesse, sa couleur, etc.The process is robust under the multiple conditions of detection, such as wind speed, orientation of the sensor, meteorology, the peculiarities of the landscape, the masking of the home by different obstacles, etc., since this process involves quantifying the complexity of the object and not to seek on the contrary a more or less defined spatio-temporal structure, such as its shape, speed, color, etc.

    Le procédé permet de caractériser la fumée en ce qu'elle produit un effet qui n'est pas induit exclusivement par des mouvements de matière, et qui est donc unique ou rare car les variations de niveaux de gris de tous les pixels d'une image sont dans la majorité des cas produits par des mouvements quelconques d'objets dans le paysage à distance variable.The method makes it possible to characterize the smoke in that that it produces an effect which is not induced exclusively by movements of matter, and that is therefore unique or rare because variations in gray levels of all the pixels in an image are in the majority of cases produced by any movements of objects in the landscape at variable distance.

    Dans les cas où les zones de pixels détectées dans le paysage à l'issue de la première étape sont produites par des variations de luminosité où des reflets ne correspondant pas à des mouvements d'objets, et qui sont des parasites pour la détection de mouvement, le procédé selon l'invention permet de rejeter ces zones grâce au résultat trop faible du calcul de leurs indices de décorrélation.In cases where the pixel areas detected in the landscape at the end of the first stage are produced by variations in brightness where reflections do not not corresponding to movements of objects, and which are noise for motion detection, the process according to the invention makes it possible to reject these zones thanks to the too low result of the calculation of their indices of decorrelation.

    Le procédé permet de caractériser la fumée quelle que soit la vitesse du vent, car les effets a priori perturbateurs du vent qui consistent à engendrer des mouvements structurés de volutes sont largement compensés par la diffusion accélérée de ces volutes qui atténue ainsi considérablement les corrélations induites par ces mouvements de volutes.The process makes it possible to characterize the smoke which whatever the wind speed, because the a priori effects wind disrupters which involve generating structured scroll movements are more than compensated by the accelerated diffusion of these scrolls which attenuates thus considerably the correlations induced by these scroll movements.

    En ce qui concerne la mise en oeuvre de l'invention, les précisions suivantes peuvent être apportées:Regarding the implementation of the invention, the following details may be made:

    Afin de transformer dans une première étape de prétraitement l'image du paysage en une image contenant à la place de chaque pixel une valeur fournissant une information dynamique sur ce pixel, le procédé utilise une mémoire tampon pouvant contenir en permanence au moins les 16 dernières images. Afin de quantifier cette information dynamique selon une échelle valorisant les basses fréquences, le système calcule une combinaison linéaire appropriée des valeurs absolues de toutes les différences de niveau de gris d'un même pixel pris à des instants différents.In order to transform in a first step of pretreatment of the landscape image into an image containing instead of each pixel a value providing a dynamic information on this pixel, the process uses a buffer which can permanently contain at least the Last 16 images. In order to quantify this information dynamic on a scale emphasizing the bass frequencies, the system calculates a linear combination appropriate absolute values of all differences grayscale of the same pixel taken at instants different.

    Avantageusement, le procédé utilise des valeurs absolues à la place de valeurs signées afin de quantifier l'évolution temporelle de chaque pixel quelle que soit la nature du fond du paysage sur lequel s'inscrit la fumée, de manière à atténuer l'influence de la luminosité du fond.Advantageously, the method uses values absolute instead of signed values in order to quantify the temporal evolution of each pixel whatever the nature of the background of the landscape on which the smoke is written, so as to attenuate the influence of the brightness of the background.

    Afin d'économiser du temps de calcul, le système calcule la nouvelle transformation, pour un nouveau pas de temps (correspondant à une nouvelle acquisition d'image), en utilisant le résultat du précédent calcul, et en lui appliquant les modifications adéquates.In order to save calculation time, the system calculates the new transformation, for a new step of time (corresponding to a new image acquisition), using the result of the previous calculation, and in it applying the appropriate changes.

    Afin de former différents ensembles de pixels disjoints dans l'espace et reconnaissables dans le temps, le système exploite l'hypothèse selon laquelle l'enveloppe de la fumée est très faiblement mobile. Cela permet d'éliminer des portions éventuelles de l'objet "fumée" qui se détacheraient de l'enveloppe principale .In order to form different sets of pixels disjoint in space and recognizable in time, the system uses the assumption that the envelope smoke is very weakly mobile. This allows to eliminate possible portions of the "smoke" object which would come off the main envelope.

    Cette technique permet de localiser plus précisément le foyer de la fumée qui est défini comme le point le plus bas de l'enveloppe.This technique allows you to locate more precisely the focus of smoke which is defined as the lowest point of the envelope.

    La dernière étape du procédé consiste à effectuer une analyse numérique de chaque objet en ayant recours à toute l'information spatio-temporelle de ses pixels qui est stockée d'une part dans la mémoire tampon globale (qui contient les 16 dernières images au moins), d'autre part dans une mémoire tampon sélective réservée aux objets afin de mémoriser leur passé plus lointain.The last step in the process is to perform a digital analysis of each object using all the space-time information of its pixels which on the one hand is stored in the global buffer (which contains the last 16 images at least), on the other hand in a selective buffer reserved for objects so to memorize their more distant past.

    Cette étape consiste à mettre en oeuvre des algorithmes plus évolués et portant sur ladite information spatio-temporelle. Ce calcul est permis dans la pratique, malgré la complexité de ces algorithmes, grâce à l'énorme compression d'information issue des étapes antérieures.This step consists of implementing more advanced algorithms relating to said information spatiotemporal. This calculation is allowed in practice, despite the complexity of these algorithms, thanks to the enormous compression of information from previous steps.

    Ces algorithmes permettent de calculer différentes valeurs qui quantifient d'une part le degré de désordre spatio-temporel de chaque objet, et d'autre part le degré de chaoticité de chaque objet. These algorithms allow to calculate different values which quantify on the one hand the degree of disorder spatio-temporal of each object, and on the other hand the degree of chaoticity of each object.

    Le degré de désordre est quantifié à l'aide de calculs qui permettent d'obtenir une mesure du bruit spatio-temporel de l'objet, alors que le degré de chaoticité est quantifié à l'aide de calculs qui permettent d'obtenir une mesure du taux de sensibilité de l'évolution de l'objet en fonction de faibles différences dans les niveaux de gris répétitifs de l'ensemble de ses pixels à différents instants.The degree of disorder is quantified using noise calculations space-time of the object, while the degree of chaoticity is quantified using calculations which provide a measure of the sensitivity rate of the evolution of the object according to small differences in the repetitive grayscale of all of its pixels at different times.

    La mesure du bruit spatio-temporel est décomposée en mesure du taux de décorrélation spatiale des variations des niveaux de gris, et en analyse de la répartition des différences de niveaux de gris de couples de pixels, qui doit tendre vers une loi gaussienne conformément à la loi normale.Spatio-temporal noise measurement is broken down measuring the rate of spatial decorrelation of variations grayscale, and in analysis of the distribution of differences in gray levels of pairs of pixels, which must strive for Gaussian law according to law normal.

    Les techniques numériques d'analyse fractale et de caractérisation du chaos, sont connues dans la communauté scientifique et ont fait l'objet de publications auxquelles il est fait référence.Digital techniques of fractal analysis and characterization of chaos, are known in the community scientific and have been the subject of publications to which reference is made.

    Avantageusement, l'application de ces techniques dans le cadre de la présente invention consiste dans la combinaison complémentaire de la mesure du bruit et de la mesure du chaos qui y est pratiquée.Advantageously, the application of these techniques in the context of the present invention consists in the complementary combination of noise measurement and measure of the chaos practiced there.

    Le critère de détection exploite ainsi la mesure du bruit et/ou la mesure du chaos de façon préférentielle l'une par rapport à l'autre en fonction des différentes conditions de la détection. L'association des deux mesures génère en effet un certain degré de redondance car un pur bruit spatio-temporel est au moins aussi complexe qu'une fumée. The detection criterion thus exploits the measurement noise and / or chaos measurement preferentially one in relation to the other according to the different detection conditions. The combination of the two measures generates a certain degree of redundancy because a pure space-time noise is at least as complex as smoke.

    La conjugaison de ces deux mesures est rendue nécessaire à cause de la confusion possible entre un bruit de large spectre et de la fumée. Le critère basé sur la mesure du chaos est meilleur mais beaucoup plus difficile à mettre en oeuvre dans certaines conditions, c'est pourquoi il doit être relayé par le critère basé sur la mesure du bruit et plus particulièrement des décorrélations entre pixels.The combination of these two measures is made necessary due to possible confusion between noise broad spectrum and smoke. The criterion based on the measurement of chaos is better but much more difficult to be implemented under certain conditions is why it should be relayed by the criterion based on the measurement of noise and more particularly of decorrelations between pixels.

    En particulier, l'imprécision de la mesure du degré de chaoticité d'un objet spatio-temporel est plus grande dans les cas où le nombre de pixels est insuffisant, ou le bruit électronique trop important. Cette difficulté est compensée par le recours plus important à la mesure du bruit spatio-temporel qui est plus simple à calculer.In particular, the imprecision of the measurement of degree of chaoticity of a space-time object is more large in cases where the number of pixels is insufficient, or excessive electronic noise. This difficulty is offset by the more important to the measurement of space-time noise which is easier to calculate.

    Inversement, la mesure du degré de chaoticité, lorsqu'elle est pratiquable dans les cas préférentiels où le nombre de pixels est suffisant et le bruit électronique assez faible, permet de caractériser plus finement la présence de fumée, car elle est alors plus facilement discernable d'un phénomène produisant essentiellement du bruit, comme celà peut se produire dans le cas d'un système placé dans des conditions de détection particulièrement difficiles.Conversely, the measurement of the degree of chaoticity, when practicable in preferential cases where the number of pixels is sufficient and the electronic noise fairly weak, allows to characterize more precisely the presence of smoke, because it is then more easily discernible from a phenomenon essentially producing noise, as can happen in the case of system placed under detection conditions particularly difficult.

    On peut citer l'exemple de l'approche de la nuit, où il existe une augmentation très importante du bruit de fond électronique par rapport à l'information. De même, certaines conditions météorologiques telles que la brume ont tendance à augmenter également le bruit de fond.We can cite the example of the approach of the night, where there is a very significant increase in noise from electronic background versus information. Likewise, certain weather conditions such as mist also tend to increase background noise.

    Lorsque la nuit est complètement tombée, la détection reste possible à l'aide des mêmes algorithmes, mais avec une adaptation automatique des paramètres de calcul. On exploite alors avantageusement l'eclairement de la fumée par les flammes et la diffusion du rayonnement des flammes par la fumée. Ainsi, l'analyse dans le cas nocturne n'est pas remise en cause malgré la nature différente du rayonnement, grâce au principe général du procédé qui permet d'être peu sensible aux variations des conditions de la vision.When night has completely fallen, the detection is still possible using the same algorithms, but with an automatic adaptation of the parameters of calculation. One then advantageously exploits the illumination of smoke from flames and scattering of radiation flames from smoke. So the analysis in the case night is not questioned despite the nature different from radiation, thanks to the general principle of process which makes it possible to be insensitive to variations in vision conditions.

    Dans tous les cas, la plupart des objets produisant essentiellement du bruit sont éliminés dès la première étape du procédé, grâce à la quantification qu'elle effectue de l'étalement spectral de chaque pixel qui privilégie les fréquences basses par rapport aux fréquences élevées. En effet, la grande majorité des bruits pouvant constituer des parasites sont caractérisés par un excès de hautes fréquences par rapport aux basses fréquences.In any case, most objects essentially producing noise are eliminated as soon as first step of the process, thanks to quantification that it performs spectral spreading of each pixel which favors low frequencies over high frequencies. Indeed, the vast majority of noises that may constitute parasites are characterized by an excess of high frequencies compared to low frequencies.

    De façon générale, l'invention permet de détecter très rapidement,en un temps compris notamment entre 10 et 40 secondes, une fumée produite par un départ de feu avec une très grande fiabilité. Elle apporte ainsi une aide précieuse et indispensable à des opérateurs chargés de la surveillance de zones critiques.In general, the invention makes it possible to detect very quickly, in a time notably between 10 and 40 seconds, smoke produced by a start of fire with very high reliability. She thus helps valuable and essential for operators responsible for surveillance of critical areas.

    En ce qui concerne l'infrastructure nécessaire à la mise en oeuvre du procédé de l'invention, celle-ci comprend au moins un dispositif de détection local, implanté sur une étendue à surveiller ou à la périphérie de celle-ci, et comprenant au moins une caméra vidéo fixe connectée à une unité de traitement autonome, qui analyse l'image de la caméra selon les modalités expliquées ci-dessus. Un ou plusieurs dispositifs de détection sont reliés à une unité centrale, située à distance. Cette dernière, équipée de moyens de visualisation pour un opérateur humain, sert de poste de contrôle et de commande, mais une caractéristique importante réside dans le fait que la détection des fumées proprement dite s'effectue de façon locale, et non pas dans l'unité centrale. Avantageusement, le poste de contrôle et de commande est prévu pour la visualisation d'une séquence d'images de la partie du paysage située autour d'un foyer détecté, ladite séquence étant visualisée à une cadence fortement accélérée par rapport à sa cadence réelle d'acquisition, ce qui facilite l'interprétation visuelle humaine du résultat brut procuré par le procédé de détectionRegarding the infrastructure necessary for the implementation of the process of the invention, the latter includes at least one local detection device, located on an area to be monitored or on the outskirts thereof, and comprising at least one fixed video camera connected to an autonomous processing unit, which analyzes the image of the camera according to the methods explained above. One or more detection devices are connected to a central unit, located remotely. This last, equipped with visualization means for a human operator, serves as a checkpoint and command, but an important feature is the fact that the actual smoke detection done locally, not in the unit central. Advantageously, the control and command is provided for viewing a sequence images of the part of the landscape around a hearth detected, said sequence being displayed at a rate strongly accelerated compared to its real rate acquisition, which facilitates visual interpretation gross profit obtained by the process of detection

    L'invention sera de toute façon mieux comprise à l'aide de la description complémentaire qui suit, se référant au dessin schématique annexé illustrant ce procédé de détection et ses moyens de mise en oeuvre :

  • Figure 2 représente une implantation des détecteurs, sur une étendue à surveiller;
  • Figure 3 est un schéma synoptique d'un dispositif de détection;
  • Figure 4 est un schéma synoptique de l'ensemble du système;
  • Figure 5 est un ornanigramme du procédé de détection;
  • Figure 6 est un schéma illustrant un mode avantageux de visualisation des images, pour contrôler visuellement la détection effectuée par le procédé de l'invention.
  • The invention will in any case be better understood with the aid of the additional description which follows, referring to the appended schematic drawing illustrating this detection method and its means of implementation:
  • Figure 2 shows an installation of the detectors, over an area to be monitored;
  • Figure 3 is a block diagram of a detection device;
  • Figure 4 is a block diagram of the entire system;
  • Figure 5 is a flow diagram of the detection process;
  • Figure 6 is a diagram illustrating an advantageous mode of viewing images, to visually control the detection performed by the method of the invention.
  • La figure 2 indique symboliquement une étendue à surveiller 1, supposée rectangulaire, sur laquelle et à la périphérie de laquelle sont implantés des dispositifs de détection 2, convenablement répartis.Figure 2 symbolically indicates an extent to monitor 1, supposedly rectangular, on which and at the periphery of which are installed detection 2, suitably distributed.

    Chaque dispositif de détection 2, montré sur la figure 3, comprend de une à trois caméras vidéo CCD fixes 4, installées en un même site d'observation et connectées à une unité de traitement 5 autonome, alimentée par une source d'énergie 6 et raccordée à un organe de transmission 7, en général hertzienne, de faible débit, afin de transmettre à distance des informations d'alarmes, des informations d'état du dispositif, des photos, etc...Each detection device 2, shown on the Figure 3, includes one to three fixed CCD video cameras 4, installed in the same observation site and connected to an autonomous processing unit 5, powered by a energy source 6 and connected to a transmission 7, generally wireless, of low speed, in order to transmit alarm information remotely, device status information, photos, etc.

    L'unité de traitement 5, capable de prendre en charge la surveillance d'une zone sans aucune intervention humaine, reçoit les images vidéo fournies par les caméras 4 qui scrutent chacune une surface très étendue (de 500 mètres à 10 kilomètres pour un angle de 60 degrés par caméra). Typiquement la surface d'observation de chaque caméra 4 est de 30 km2, soit une surface totale de 90 km2 pour un dispositif 2 équipé de trois caméras 4, tel que monté sur la figure 3.Processing unit 5, capable of taking instructs the surveillance of an area without any intervention human, receives video images from cameras 4 which each scan a very large area (from 500 meters to 10 kilometers for an angle of 60 degrees per camera). Typically the observation surface of each camera 4 is 30 km2, for a total area of 90 km2 for a device 2 equipped with three cameras 4, such as mounted in Figure 3.

    Avantageusement, des capteurs météorologiques 8, pouvant détecter la direction et la vitesse du vent, l'hygrométrie, la température, etc... sont aussi connectés à l'unité de traitement 5, afin de disposer d'informations météorologiques locales.Advantageously, meteorological sensors 8, can detect wind direction and speed, humidity, temperature, etc. are also connected to processing unit 5, in order to have information local weather.

    Le mode d'implantation préféré, illustré par la figure 2, consiste à placer les dispositifs de détection 2 sur l'étendue à surveiller 1 de manière à recouvrir plusieurs fois chaque partie de cette étendue. Ceci est souhaitable pour résoudre les problèmes posés par les détecteurs "aveuglés" (soleil de face, brouillard,...), les détecteurs en panne, etc...The preferred mode of establishment, illustrated by Figure 2, consists of placing the detection devices 2 on the area to be monitored 1 so as to cover several times each part of this range. this is desirable to solve the problems posed by "blinded" detectors (front sun, fog, ...), faulty detectors, etc.

    Des détecteurs complémentaires 9, orientés différemment des précédents, permettant de calculer avec une grande précision la position des feux détectés, par un principe de triangulation.Complementary detectors 9, oriented differently from the previous ones, allowing to calculate with high accuracy the position of the detected lights, by a principle of triangulation.

    Une unité centrale 10, pouvant aussi être désignée comme poste de contrôle et de commande, et commune à un nombre relativement élevé de dispositifs de détection 2 surveillant une étendue 1 éventuellement très vaste, est reliée à tous ces dispositifs de détection 2 par un réseau de transmission 11, notamment hertzienne, comme le symbolise la figure 4. L'unité centrale 10 comprend un poste de contrôle 12 avec écran, pouvant être relié notamment à un écran gérant 13 de visualisation, à une imprimante 14, ou à tout autre équipement périphérique.A central unit 10, which can also be designated as a control and command post, and common to a relatively high number of detection devices 2 monitoring a range 1 possibly very large, is connected to all these detection devices 2 by a network transmission 11, in particular hertzian, like the symbolizes FIG. 4. The central unit 10 comprises a control station 12 with screen, can be connected in particular to a screen managing display 13, to a printer 14, or any other peripheral equipment.

    L'unité centrale 10 peut ainsi recevoir les informations et les photos émises par tous les dispositifs de détection locaux 2, chacun de ces dispositifs réalisant la détection des fumées, pour l'étendue partielle qu'il surveille, en mettant en oeuvre le procédé résumé par l'organigramme de la figure 5, et en utilisant à cet effet deux mémoires 15 et 16, désignées respectivement comme "mémoire images" et "mémoire objet".The central unit 10 can thus receive the information and photos from all devices local detection 2, each of these devices realizing smoke detection, for the partial extent it monitors, implementing the process summarized by the flowchart of Figure 5, and using for this purpose two memories 15 and 16, designated respectively as "image memory" and "object memory".

    L'unité centrale 10 est ainsi informée en permanence de l'état de chaque dispositif de détection 2. Une image du paysage vu par chaque détecteur sera disponible et rafraíchie dans un temps le plus court possible et fonction du nombre de détecteurs se partageant le même support de communication.The central unit 10 is thus informed in permanence of the status of each detection device 2. An image of the landscape seen by each detector will be available and refreshed in the shortest time possible and depending on the number of detectors sharing the same communication medium.

    L'unité centrale 10 est équipée d'un programme de visualisation adapté à la gestion d'alarmes multiples de la façon suivante:The central unit 10 is equipped with a display suitable for managing multiple alarms the following way:

    Lorsque plusieurs dispositifs de détection 2 transmettent une ou plusieurs alarmes simultanément ou successivement dans de brefs délais (c'est-à-dire lorsqu'au moins deux alarmes sont en cours d'interprétation), un écran composé des éléments suivants est présenté à l'opérateur chargé du contrôle:

    • une cartographie de la région couverte par l'ensemble des détecteurs, légèrement surdimensionnée
    • l'ensemble des points et des zones de surveillance
    • l'ensemble des demi-droites joignant un point de surveillance au bord de l'écran orientées dans la direction du foyer faisant l'objet d'une alarme; Cette direction est calculée simplement à partir l'abscisse et de l'ordonnée du pixel du foyer dans l'image et de l'orientation du détecteur
    • les coordonnées exactes d'un foyer si plusieurs demi-droites (de plusieurs détecteurs) se coupent
    • l'ensemble des petits films correspondant aux images du passé récent autour de chaque foyer , visualisés à cadence accélérée dans le prolongement des demi-droites.
    When several detection devices 2 transmit one or more alarms simultaneously or successively within a short time (i.e. when at least two alarms are being interpreted), a screen composed of the following elements is presented to the operator responsible for control:
    • a map of the region covered by all of the detectors, slightly oversized
    • all surveillance points and areas
    • the set of half-straight lines joining a surveillance point at the edge of the screen oriented in the direction of the alarmed focus; This direction is calculated simply from the abscissa and the ordinate of the pixel of the focal point in the image and the orientation of the detector.
    • the exact coordinates of a focus if several half-lines (of several detectors) intersect
    • all the small films corresponding to the images of the recent past around each household, viewed at an accelerated rate in the extension of the half-lines.

    Cette méthode de visualisation est très avantageuse car elle fournit toute l'information nécessaire à l'interprétation d'alarmes multiples à l'aide du même écran de visualisation. Elle est originale au moins dans la mesure où elle exploite une méthode de visualisation de film originale. Cette méthode est puissante car elle permet de visualiser automatiquement les coordonnées IGN ou polaires et l'emplacement réel du foyer détecté, par intersection des demi-droites qui coupent ce foyer.This visualization method is very advantageous because it provides all the information necessary for the interpretation of multiple alarms to using the same display screen. She is original at least insofar as it uses a method of original film viewing. This method is powerful because it allows to automatically view IGN or polar coordinates and the actual location of the detected focus, by intersection of the half-lines which cut this hearth.

    On notera que le procédé de l'invention peut, si nécessaire, être mis en oeuvre en inhibant certains points prédéfinis de l'image, qui correspondent à des foyers permanents, par exemple une cheminée d'usine.Note that the method of the invention can, if necessary, be implemented by inhibiting certain points predefined images, which correspond to homes permanent, for example a factory chimney.

    Une conséquence avantageuse du procédé, pour son utilisation pratique, est de fournir à un opérateur humain, placé au poste de contrôle et de commande, la possibilité de contrôler visuellement l'événement qui a provoqué la détection. Ce contrôle visuel permet à un l'opérateur de vérifier à l'aide d'une séquence d'images de la partie du paysage, située autour du foyer détecté, que le phénomène détecté est bien une fumée caractéristique d'un feu et d'estimer la gravité de l'évènement. La particularité de cette séquence d'images est d'être visualisée à un rythme très accéléré comme illustré par la figure 6. La visualisation accélérée résulte de la sélection, à partir du film réel 17 présentant une séquence d'images, de certaines images telles que la 1ère, la 11ème, la 21ème, la 31ème, etc..., pour constituer un film "accéléré" 18.An advantageous consequence of the process, for its practical use, is to provide an operator human, placed at the control and command post, the possibility to visually control the event which has caused detection. This visual check allows a the operator to check using a sequence of images the part of the landscape, located around the detected focus, that the phenomenon detected is smoke characteristic of a fire and estimate the severity of the event. The particularity of this sequence of images is to be viewed at a very accelerated pace like illustrated by figure 6. Accelerated viewing results from the selection, from the actual film 17 presenting a sequence of images, of certain images such as the 1st, the 11th, the 21st, the 31st, etc ..., to constitute an "accelerated" film 18.

    Ce processus exploite la propriété selon laquelle la visualisation à une cadence très accélérée (de l'ordre de 25 à 50 images par secondes) d'une séquence d'images d'une fumée, permet d'améliorer la reconnaissance de la fumée, même lorsque la résolution spatiale est très faible.This process exploits the property that viewing at a very accelerated rate (of the order 25 to 50 frames per second) of a sequence of images smoke, improves recognition of smoke even when the spatial resolution is very low.

    Cette propriété s'explique par le fait que l'une des caractéristiques d'un objet fractal, telle que la fumée, est d'engendrer une évolution de pixels que l'on retrouvera quelle que soit l'échelle temporelle d'observation. Le signal relatif à la variation d'un pixel sur quelques secondes est similaire au signal comportant le même nombre d'échantillons temporels sur une période beaucoup plus longue (plusieurs dizaines voire plusieurs centaines de secondes).This property is explained by the fact that one characteristics of a fractal object, such as the smoke, is to generate an evolution of pixels that we will find whatever the time scale of observation. The signal relating to the variation of a pixel over a few seconds is similar to the signal with the same number of time samples over a period much longer (several tens or even several hundreds of seconds).

    L'originalité de ce procédé de visualisation d'images repose sur le fait que cette manière de visualiser un film pour permettre la reconnaissance d'un objet, qui a pour conséquence dans le cas général de brouiller l'image de l'objet, est au contraire dans le cas précis de la fumée particulièrement efficace. Accélérer la visualisation d'une fumée lointaine revient à rapprocher cette fumée.The originality of this visualization process of images is based on the fact that this way of view a film to allow recognition of a object, which results in the general case of blur the image of the object, is on the contrary in the case precise smoke particularly effective. Accelerate the viewing distant smoke comes close this smoke.

    L'un des avantages de la visualisation accélérée est de compenser l'inconvénient d'une visualisation à cadence trop faible, telle que celle de l'acquisition par exemple, qui fait perdre à l'observateur la notion de la dynamique de la fumée.One of the benefits of accelerated viewing is to compensate for the disadvantage of viewing rate too low, such as that of acquisition by example, which makes the observer lose the notion of the smoke dynamics.

    Le principal avantage de la visualisation accélérée repose sur les propriétés d'objet fractal de la fumée qui sont de nature à expliquer pourquoi une telle visualisation a des conséquences très positives sur l'interprétation visuelle par un observateur humain. En effet, les objets fractals sont connus pour présenter les mêmes formes ou textures apparentes lorsqu'on change l'échelle spatiale de visualisation.The main advantage of visualization accelerated is based on the fractal object properties of the smoke that are likely to explain why such visualization has very positive consequences on visual interpretation by a human observer. In indeed, fractal objects are known to present the same shapes or textures that appear when you change the spatial scale of visualization.

    Claims (7)

    Procédé de détection automatique de feux, notamment de feux de forêt, basé sur la reconnaissance de fumées à partir d'au moins une caméra vidéo, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer un traitement d'images fixes obtenues par la ou les caméras dans le spectre visible, pour détecter et localiser un éventuel foyer de fumée, la détection d'un tel foyer consistant : à rechercher dans une premier temps dans les images au moins une petite zone de pixels présentant des variations temporelles de niveaux de gris particulièrement de basse fréquence, puis à analyser la ou chaque zone ainsi reconnue par mesure du taux de décorrélation temporelle des pixels appartenant à cette même zone. Method for automatically detecting fires, in particular forest fires, based on the recognition of smoke from at least one video camera, characterized in that it consists in processing still images obtained by the camera (s) in the visible spectrum, to detect and locate a possible source of smoke, the detection of such a source consisting of: to firstly search the images for at least one small area of pixels having temporal variations in gray levels, particularly at low frequency, then to analyze the or each zone thus recognized by measuring the temporal decorrelation rate of the pixels belonging to this same zone. Procédé de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on sélectionne, pour la recherche de la ou chaque petite zone précitée, des pixels qui présentent, en ce qui concerne les variations temporelles de leurs niveaux de gris, des fréquences comprises entre 0,3 et 0,1 HzDetection method according to claim 1, characterized in that one selects, for the search of the or each of the aforementioned small areas, pixels which present, with regard to temporal variations of their gray levels, frequencies between 0.3 and 0.1 Hz Procédé de détection selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en qu'il comprend l'opération de recherche, dans les images, d'une petite zone de pixels présentant des variations de niveaux de gris particulièrement chaotiques, par des moyens de mesure d'indice de chaocité spatio-temporelle des différentes zones de pixels dans l'image.Detection method according to claim 1 or 2, characterized in that it includes the operation of search the images for a small area of pixels with variations in gray levels particularly chaotic, by means of measurement of spatio-temporal chaocity index of the different pixel areas in the image. Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend encore une mesure du bruit spatio-temporel.Detection method according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that it comprises another measure of space-time noise. Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre par au moins un dispositif de détection local (2), implanté sur une étendue à surveiller (1) ou à la périphérie de celle-ci, et comprenant au moins une caméra vidéo fixe (4)connectée à une unité de traitement autonome (5) analysant l'image de la caméra (4).Detection method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is set works by at least one local detection device (2), located on an area to be monitored (1) or at the periphery thereof, and comprising at least one camera fixed video (4) connected to an autonomous processing unit (5) analyzing the image of the camera (4). Procédé de détection selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un ou plusieurs dispositifs de détection (2) sont reliés à une unité centrale (10) située à distance, servant de poste de contrôle et de commande, notamment équipée de moyens de visualisation (12,13) pour un opérateur humain.Detection method according to claim 5, characterized in that one or more detection (2) are connected to a central unit (10) located remotely, serving as a control and command post, in particular equipped with display means (12,13) for a human operator. Procédé de détection selon la revendication 6, caractérisé en ce que le poste de contrôle et de commande (10) est prévu pour la visualisation d'une séquence d'images de la partie du paysage située autour d'un foyer détecté, ladite séquence étant visualisée à une cadence fortement accélérée par rapport à sa cadence réelle d'acquisition.Detection method according to claim 6, characterized in that the control and command post (10) is provided for viewing a sequence images of the part of the landscape around a hearth detected, said sequence being displayed at a rate strongly accelerated compared to its real rate acquisition.
    EP19970420115 1996-07-12 1997-07-11 Method for automatic detection of fires, particularly of forest fires Expired - Lifetime EP0818766B1 (en)

    Applications Claiming Priority (2)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    FR9609030A FR2750870B1 (en) 1996-07-12 1996-07-12 METHOD FOR THE AUTOMATIC DETECTION OF FIRES, ESPECIALLY FOREST FIRES
    FR9609030 1996-07-12

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP0818766A1 true EP0818766A1 (en) 1998-01-14
    EP0818766B1 EP0818766B1 (en) 2002-03-27

    Family

    ID=9494204

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP19970420115 Expired - Lifetime EP0818766B1 (en) 1996-07-12 1997-07-11 Method for automatic detection of fires, particularly of forest fires

    Country Status (3)

    Country Link
    EP (1) EP0818766B1 (en)
    DE (1) DE69711283D1 (en)
    FR (1) FR2750870B1 (en)

    Cited By (9)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    WO1999044178A1 (en) * 1998-02-27 1999-09-02 Societe Industrielle D'aviation Latecoere Device for monitoring an enclosed space, in particular an aircraft hold
    WO2001097193A2 (en) * 2000-04-19 2001-12-20 George Privalov Early fire detection method and apparatus
    WO2002069292A1 (en) * 2001-02-26 2002-09-06 Fastcom Technology Sa Method and device for detecting fires based on image analysis
    US6529132B2 (en) 1998-02-27 2003-03-04 Societe Industrielle D'avation Latecoere Device for monitoring an enclosure, in particular the hold of an aircraft
    WO2003073128A1 (en) 2001-05-30 2003-09-04 Instituto Superior Técnico Lidar system controlled by computer for smoke identification applied, in particular, to early stage forest fire detection
    EP1365372A1 (en) * 2002-05-20 2003-11-26 Infrared Integrated Systems Ltd. Improved detection of turbulence in fluids
    DE102005018626A1 (en) * 2005-04-21 2006-11-02 Entwicklungsgesellschaft für Systeme und Technologien der Telekommunikation mbH Fire e.g. forest fire, detection device, has charged coupled device camera including aspheric panorama lens with voltage controlled screen having preset pixel to detect reflection radiation of fire, where camera is attached to browser
    CN111539239A (en) * 2019-01-22 2020-08-14 杭州海康微影传感科技有限公司 Method, device and storage medium for open fire detection
    CN115376268A (en) * 2022-10-21 2022-11-22 山东太平天下智慧科技有限公司 Monitoring alarm fire-fighting linkage system based on image recognition

    Families Citing this family (4)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    GR1004455B (en) * 2003-02-21 2004-02-17 Δουκασαχριστοσα Heat sources detector
    TWI540539B (en) * 2010-12-27 2016-07-01 財團法人工業技術研究院 Determining method for fire, determining system for fire using the same and determining device for fire using the same
    CN109544842A (en) * 2018-12-29 2019-03-29 许昌学院 A kind of Forest Fireproof Geographic Information System
    US11080990B2 (en) 2019-08-05 2021-08-03 Factory Mutual Insurance Company Portable 360-degree video-based fire and smoke detector and wireless alerting system

    Citations (1)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    EP0611242A1 (en) * 1993-02-10 1994-08-17 Empresa Nacional Bazan De Construcciones Navales Militares S.A. A system for the monitoring and detection of heat sources in open areas

    Patent Citations (1)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    EP0611242A1 (en) * 1993-02-10 1994-08-17 Empresa Nacional Bazan De Construcciones Navales Militares S.A. A system for the monitoring and detection of heat sources in open areas

    Non-Patent Citations (1)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Title
    NODA S ET AL: "FIRE DETECTION IN TUNNELS USING AN IMAGE PROCESSING METHOD", PROCEEDINGS OF THE VEHICLE NAVIGATION AND INFORMATION SYSTEMS CONFERENCE, YOKOHAMA, AUG. 31 - SEPT. 2, 1994, 31 August 1994 (1994-08-31), INSTITUTE OF ELECTRICAL AND ELECTRONICS ENGINEERS, pages 57 - 62, XP000641301 *

    Cited By (15)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    FR2775534A1 (en) * 1998-02-27 1999-09-03 D Aviat Latecoere Soc Ind DEVICE FOR MONITORING AN ENCLOSURE, ESPECIALLY THE HOLD OF AN AIRCRAFT
    US6529132B2 (en) 1998-02-27 2003-03-04 Societe Industrielle D'avation Latecoere Device for monitoring an enclosure, in particular the hold of an aircraft
    WO1999044178A1 (en) * 1998-02-27 1999-09-02 Societe Industrielle D'aviation Latecoere Device for monitoring an enclosed space, in particular an aircraft hold
    WO2001097193A2 (en) * 2000-04-19 2001-12-20 George Privalov Early fire detection method and apparatus
    WO2001097193A3 (en) * 2000-04-19 2002-05-23 George Privalov Early fire detection method and apparatus
    US6937743B2 (en) 2001-02-26 2005-08-30 Securiton, AG Process and device for detecting fires based on image analysis
    WO2002069292A1 (en) * 2001-02-26 2002-09-06 Fastcom Technology Sa Method and device for detecting fires based on image analysis
    WO2003073128A1 (en) 2001-05-30 2003-09-04 Instituto Superior Técnico Lidar system controlled by computer for smoke identification applied, in particular, to early stage forest fire detection
    EP1365372A1 (en) * 2002-05-20 2003-11-26 Infrared Integrated Systems Ltd. Improved detection of turbulence in fluids
    US6992292B2 (en) 2002-05-20 2006-01-31 Infrared Integrated Systems Limited Detection of turbulence in fluids
    DE102005018626A1 (en) * 2005-04-21 2006-11-02 Entwicklungsgesellschaft für Systeme und Technologien der Telekommunikation mbH Fire e.g. forest fire, detection device, has charged coupled device camera including aspheric panorama lens with voltage controlled screen having preset pixel to detect reflection radiation of fire, where camera is attached to browser
    CN111539239A (en) * 2019-01-22 2020-08-14 杭州海康微影传感科技有限公司 Method, device and storage medium for open fire detection
    CN111539239B (en) * 2019-01-22 2023-09-22 杭州海康微影传感科技有限公司 Open fire detection method, device and storage medium
    CN115376268A (en) * 2022-10-21 2022-11-22 山东太平天下智慧科技有限公司 Monitoring alarm fire-fighting linkage system based on image recognition
    CN115376268B (en) * 2022-10-21 2023-02-28 山东太平天下智慧科技有限公司 Monitoring alarm fire-fighting linkage system based on image recognition

    Also Published As

    Publication number Publication date
    DE69711283D1 (en) 2002-05-02
    EP0818766B1 (en) 2002-03-27
    FR2750870B1 (en) 1999-06-04
    FR2750870A1 (en) 1998-01-16

    Similar Documents

    Publication Publication Date Title
    EP1364351B8 (en) Method and device for detecting fires based on image analysis
    EP0818766B1 (en) Method for automatic detection of fires, particularly of forest fires
    US10304306B2 (en) Smoke detection system and method using a camera
    ES2264242T3 (en) PROCEDURE AND DEVICE FOR AUTOMATIC RECOGNITION OF FOREST FIRE.
    US20160260306A1 (en) Method and device for automated early detection of forest fires by means of optical detection of smoke clouds
    US20060242186A1 (en) Thermal signature intensity alarmer system and method for processing thermal signature
    CN109191761A (en) A kind of method for recognizing fire disaster based on flame multiple features fusion
    KR20070028813A (en) Method and system for monitoring forest fire
    US20130147951A1 (en) Infrared camera detection systems and methods
    US20130336526A1 (en) Method and system for wildfire detection using a visible range camera
    EP0912964A1 (en) Method and device for real-time detection, location and determination of the speed and direction of movement of an area of relative movement in a scene
    CN101673448A (en) Method and system for detecting forest fire
    Calbó et al. The thin border between cloud and aerosol: Sensitivity of several ground based observation techniques
    WO2012034963A1 (en) Optoelectronic system having super-hemispheric vision
    US20190266869A1 (en) Smoke Detection System and Method Using a Camera
    Yabuki et al. Development of a cloud detection method from whole-sky color images
    CN201091014Y (en) Fire detecting device
    EP3475928A1 (en) Smoke detection system and method using a camera
    Yoon et al. An intelligent automatic early detection system of forest fire smoke signatures using Gaussian mixture model
    JP5042177B2 (en) Image sensor
    FR2696939A1 (en) Method and device for rapid automatic detection of forest fires.
    CA2839596A1 (en) Fall detection device and method by image analysis
    KR20070028812A (en) Method and apparatus for monitoring forest fire using images photographed by camera device
    Kumar et al. Computer vision-based early fire detection using machine learning
    De Vries et al. Results with a multispectral autonomous wildfire detection system

    Legal Events

    Date Code Title Description
    PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: A1

    Designated state(s): CH DE ES GR IT LI PT

    17P Request for examination filed

    Effective date: 19980706

    AKX Designation fees paid

    Free format text: CH DE ES GR IT LI PT

    RBV Designated contracting states (corrected)

    Designated state(s): CH DE ES GR IT LI PT

    17Q First examination report despatched

    Effective date: 20000711

    GRAG Despatch of communication of intention to grant

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

    GRAG Despatch of communication of intention to grant

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

    GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

    RAP3 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

    Owner name: T2M AUTOMATION

    GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

    GRAA (expected) grant

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: B1

    Designated state(s): CH DE ES GR IT LI PT

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: IT

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

    Effective date: 20020327

    Ref country code: GR

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20020327

    REG Reference to a national code

    Ref country code: CH

    Ref legal event code: EP

    REF Corresponds to:

    Ref document number: 69711283

    Country of ref document: DE

    Date of ref document: 20020502

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: PT

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20020627

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: DE

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20020628

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: LI

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20020731

    Ref country code: CH

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

    Effective date: 20020731

    PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

    Ref country code: ES

    Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

    Effective date: 20020925

    PLBE No opposition filed within time limit

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

    STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

    Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

    REG Reference to a national code

    Ref country code: CH

    Ref legal event code: PL

    26N No opposition filed

    Effective date: 20021230