2009년
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김 민 수 (02) 김 은 정 (05) 김 지 은 (06) 박 지 혜 (06) 이 유 미 (06)

프로그램 소개

본 프로젝트는 CCTV영상을 가져와 분석 및 검출하여 경고메시지를 해당 관리자나 소방서에 알려 화재를 사전에 방지하고 신속하게 대처하기 위한 시스템이다. CCTV보급 자체는 확산되고 있지만 한정된 기능 문제로 효율성이 떨어지는 단점을 감안해 프로젝트를 개발하게 되었다.

프로그램 설명

시스템 구조

화재검출 Software의 화재 감시 인식 과정

실험환경

불꽃 및 연기 패턴 인식에 대한 실험 환경

설계 목적

설계 목적

시스템 구현 설명

불꽃 검출

  • 색 분석을 통한 화염 검출
    • 빨간색(R)이 주변보다 ①게 나타남 (R>200)
    • 빨간색(R)이 초록색(G), 파란색(B)값 보다 큼
    • (R>G, R>B)
    • 9개의픽셀 중 5개의 픽셀이 색 분석에 맞는 조건과 일치하면 불꽃으로 판단
  • 오탐 현상
    • 사람의 피부가 불꽃으로 인식
    • 붉은 계통의 옷을 입은 사람이 불꽃으로 인식
    • 문제점 해결 : 오탐 현상이 일어나는 색의 분석을 통하여 예외처리
  • 차영상을 이용한 화염 검출
    • 부피 증가가 발생한 부분 분석을 통한 인식률 높임

연기 검출

  • 색 분석을 통한 연기 검출
    • 빨간색(R), 초록색(G), 파란색(B)의 색차가 주변에 비해 비교적 작게 나타남
    • 주변에 비해 채도가 떨어지면 연기 후보 영역으로 선정
  • 오탐 현상
    • 무채색 계통의 배경
    • 안개와의 구분
    • 문제점 해결 : 연기는 고르기 분포가 일정하지 못한 반면 안개는 고른 분포를 보임(영역 전체가 고른 분포)
  • 차영상을 이용한 연기 검출
    • 이전 프레임과 비교하여 채도가 떨어지는 곳을 연기 후보영역
    • 연기의 이동 방향에 따른 검출 : 연기는 상향하지만 구름은 옆으로 이동
    • 연기 후보영역에서 부피증가가 발생한 부분을 분석
    • 밝기 값의 변화가 작은 경우에는 배경으로 인식
  • 연기 인식 결과
    • 연기 인식을 위한 조건이 너무 많아 좋은 구현물이 나오지 않음
    • 향후 연구과제로 남겨둠

개발 후기

개발 후기

막연한 시작이었지만, 교수님과 멘토님의 도움으로 부족하지만 작은 성과와 가능성을 보았습니다. 팀원들과의 단합이 잘 되고 있어 캡스톤 디자인2 과목에 연장한다면 성공적인 결과물을 낼 수 있을 것 같습니다. 또한 이번 프로젝트를 진행하면서 영상처리라는 조금 생소한 작업을 하게 되었는데 우선 높은 수학적 지식을 필요로 한다는 데서 놀랐습니다. 그리고 처음 사용해본 openCV는 단지 함수의 사용만으로도 영상에 수많은 처리가 가능하단 것이 신기하고 재밌었습니다.

결론

CCTV를 이용한 화재 감시를 위해 개발환경으로 WebCam을 이용한 화재 감시 시스템을 구현하여 불꽃의 영상처리적 특징을 연구해 WebCam을 통해 80%이상의 인식 성공률을 얻었다. 또한 사람이 없는 환경에서 CCTV의 기능이 단순히 녹화만 하는게 아니라 화재에 대한 경고/알림 기능을 함으로서 화재 조기 진압 및 CCTV의 효율성이 높아지는 것을 기대할 수 있다.

향후 연구과제

  • 오탐을 상용화가 가능할 정도로 최소화 한다
  • 연기의 영상처리적 특징을 연구하여 불꽃 외에 연기로도 화재를 감지하도록 한다
  • 다양한 상황(근거리, 원거리, 조명)에 대한 지속적인 실험과 개발이 필요하다