화재 감시에서 화원은 건물이나 장비에 의해 가려져 직접 관찰이 어려운 경우가 많으며, 전통적인 직화 밝기나 텍스처에 의존한 위치 추정 방법은 이러한 상황에서 효과를 발휘하기 어렵다. 이를 해결하기 위해 본 논문은 연기 특성 기반 화재원점 추정 방법을 제안한다. 먼저 경량화된 TANet 네트워크를 이용해 비디오 프레임 내 픽셀 단위 연기 농도를 예측하여 연속적이고 안정적인 농도장을 구축하여 후속 동작 분석을 위한 기초 정보를 제공한다. 이후 Farneback 밀집 옵티컬 플로우를 이용해 연기 움직임 특성을 추출하고, 연속 프레임에서의 연기 방향 일관성과 공간적 부드러움을 결합하여 전역 밀집 속도장을 얻는다. 연기의 복잡한 형태, 조명 변화가 크며 옵티컬 플로우 잡음이 간섭하는 문제에 대응하기 위해 RANSAC 알고리즘을 개선하여 다중 일관성 필터링과 밀도 클러스터링을 도입하고, 연기 역방향 움직임의 수렴점을 잠재 화원 위치로 추정한다. 또한 고차폐로 인해 하부 연기 움직임 구조가 결손되는 상황에 대응하기 위해 다중 행 옵티컬 플로우 공동 역추진 전략을 제안하여 다양한 층위의 옵티컬 플로우 정보를 수집해 화원 역추진의 안정성과 강인성을 강화한다. 실험 결과, 본 방법은 저차폐에서 중차폐 조건까지 정규화 오류가 2% 미만이며, 고차폐 조건에서도 최적화를 거쳐 약 3% 내외로 안정적으로 제어되어 복잡한 가시성 환경에서 신뢰할 수 있는 화원 위치 추정을 실현함을 보여준다.

연기 농도 인식; 밀집 옵티컬 플로우; 개선된 RANSAC; 화재원점 위치 추정; 차폐 환경