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Diese
Erfindung bezieht sich allgemein auf Kamerasysteme und insbesondere
auf ein Bewegungserfassungskamerasystem.
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Für Videosicherheitskamerasysteme
ist es wünschenswert,
hochauflösende
Bilder aus verschiedenen Gründen
aufzunehmen, wie zum Beispiel, um in der Lage zu sein, die Gesichter
von Einzelpersonen zu erkennen, die in den Bildern erscheinen. Sicherheitskamerasysteme,
die hochauflösende Bilder
aufnehmen, verbrauchen typischerweise relativ große Mengen
an Leistung und sind normalerweise nicht batteriebetrieben, oder
falls dieselben batteriebetrieben sind, ist die Batterielebensdauer
aufgrund des großen
Leistungsverbrauchs relativ kurz. Einige Sicherheitskamerasysteme
sind auch konfiguriert, um dauernd aufzuzeichnen, anstatt nur wenn eine
Aktivität
auftritt, was Videobandplatz oder Digitalaufzeichnungsplatz verschwendet.
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Einige
Sicherheitskamerasysteme verwenden Passiv-Infrarot-(PIR-)Bewegungsdetektoren bzw.
Bewegungserfassungsgeräte,
um eine Bewegung zu erfassen und eine Sicherheitskamera auszulösen. PIR-Bewegungsdetektoren
erfassen abgestrahlte Energie, wie zum Beispiel Energie, die durch einen
Menschen oder ein Tier abgestrahlt wird. PIR-Bewegungsdetektoren
kosten typischerweise etwa 20 Dollar und ziehen etwa zehn bis zwanzig
Milliampere bei zwölf
Volt (d. h. 120-240 Milliwatt (mW)). Eine typische Neun-Volt-Batterie
liefert 565 Milliamperestunden (mAH), was etwa fünf Stunden kontinuierlichen
Betrieb für
solcher PIR-Geräte
liefern würde – eine relativ
kurze Dauer.
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Die
US 2003/0026588 A1 beschreibt ein Verfahren zum genauen Kombinieren
von Videodatenströmen
mit hoher Auflösung
und von Videodatenströmen
mit niedriger Auflösung.
Der Videodatenstrom mit niedriger Auflösung wird von einem Panoramavideosensor
mit niedriger Auflösung
erhalten, und der Videodatenstrom mit hoher Auflösung wird von einem Videosensor
mit hoher Auflösung
erhalten. Der Videosensor mit hoher Auflösung ist auf einer motorbetriebenen,
kardanisch aufgehängten Plattform,
wodurch ermöglicht
wird, den Sensor mit der hohen Auflösung um sein optisches Zentrum
in eine beliebige Richtung innerhalb des Panoramasichtfeldes des
Videosensors mit niedriger Auflösung
zu drehen.
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Die
US 2003/0025800 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Steuern des Betriebs eines Systems, welches eine Mehrzahl von
Videokameras aufweist. Die Kameras sind mit einer Steuerungseinheit
verbunden, welche eine Bewegungserfassungsvorrichtung aufweist,
um die von den Kameras erhaltenen Bilder zu überwachen und eine Bewegung
zu erkennen. Die Kameras sind angepasst, um in zumindest zwei Betriebsmodi
zu arbeiten, nämlich
einem niedrig auflösenden
Modus und einem hoch auflösenden
Modus. Zur Minimierung der erforderlichen Systemressourcen werden die
Kameras im Normalbetrieb im niedrig auflösenden Modus betrieben. Wird
eine Aktivität
innerhalb eines Sichtfeldes einer der Kameras erfasst, wird die entsprechende
Kamera in einen hoch auflösenden Modus
geschaltet, die übrigen
Kameras verbleiben im niedrig auflösenden Modus.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kamerasystem und
ein Verfahren zum automatischen Aufnehmen von hochauflösenden Bildern
eines beweglichen Objekts mit niedrigem Leistungsverbrauch zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch ein System gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren
gemäß Anspruch
11 gelöst.
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Eine
Form der vorliegenden Erfindung liefert ein Kamerasystem, das eine
erste Kamera umfaßt, die
einen niedrigauflösenden
Bildsensor mit einer Mehrzahl von Bilderfassungsregionen aufweist.
Das Kamerasystem umfaßt
außerdem
eine Mehrzahl von hochauflösenden
Kameras. Jede der hochauflösenden
Kameras ist einem Satz der Mehrzahl von Bilderfassungsregionen zugeordnet.
Die erste Kamera ist konfiguriert, um Bewegung auf der Basis von
aufgenommenen Bildern zu erfassen, einen Satz der Bilderfassungsregionen
auf der Basis der Bewegung zu identifizieren und die hochauflösende Kamera,
die dem identifizierten Satz von Bilderfassungsregionen zugeordnet
ist, einzuschalten.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf
die beiliegenden Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Sicherheitskamerasystems mit niedrigem
Leistungsverbrauch gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 ein
Blockdiagramm, das Hauptkomponenten des in 1 gezeigten
Kamerasystems gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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3 ein
Blockdiagramm, das Hauptkomponenten der in 1 gezeigten
Erfassungskamera gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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4 ein
Diagramm, das Pixel des in 3 gezeigten
Sensorarrays, gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt; und
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5 ein
Flußdiagramm,
das ein Verfahren zum Erfassen von Bewegung und zum Aufnehmen von
hochauflösenden
Bildern auf der Basis der erfaßten
Bewegung gemäß einem
Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung darstellt.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Sicherheitskamerasystems mit
niedrigem Leistungsverbrauch 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung. Das Kamerasystem 100 umfaßt eine
Befestigungsvorrichtung 102, eine Erfassungskamera 104 und
fünfzehn
Verfolgungskameras 106A-106O (zusammen als Verfolgungskameras 106 bezeichnet).
Die Erfassungskamera 104 und die Verfolgungskameras 106 sind
auf einer Befestigungsoberfläche 114 der
Befestigungsvorrichtung 102 befestigt. Bei einer Form der
Erfindung umfassen die Erfassungskamera 104 und die Verfolgungskameras 106 jeweils
ein Gehäuse 110 und
eine Linsenanordnung 108, die an dem Gehäuse 110 befestigt
ist.
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Bei
einer Form der Erfindung hat jede Verfolgungskamera 106 ein
Sichtfeld von etwa dreißig Grad
horizontal und zwanzig Grad vertikal, und die Verfolgungskameras 106 haben
ein kombiniertes Sichtfeld von etwa einhundertfünfzig Grad mal sechzig Grad.
Bei einem Ausführungsbeispiel
hat die Erfassungskamera 104 ein Sichtfeld, das die Sichtfelder
aller Verfolgungskameras 106 umfaßt (z. B. ein Sichtfeld, das
bei einem Ausführungsbeispiel
größer oder
gleich einhundertfünfzig
Grad mal sechzig Grad ist). Bei einer Form der Erfindung überlappen
die Sichtfelder benachbarter Verfolgungskameras 106 teilweise.
Bei anderen Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung kann das Kamerasystem 100 eine
Anzahl von Erfassungskameras 104 und Verfolgungskameras 106 umfassen,
die anders ist als die in 1 darge stellte
Anzahl, und die Erfassungskamera 104 und die Verfolgungskameras 106 können Sichtfelder
haben, die größer oder
kleiner sind als die Werte, die oben für ein Ausführungsbeispiel geliefert werden.
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Bei
einer Form der Erfindung sind die Verfolgungskameras 106 normalerweise
ausgeschaltet, um Leistung zu sparen. Die Erfassungskamera 104 erfaßt, wenn
eine Bewegung in dem Sichtfeld der Kamera 104 auftritt,
und schaltet geeignete Verfolgungskameras 106 ein, um hochauflösende Bilder des
Ereignisses aufzuzeichnen, das die Bewegungserfassung ausgelöst hat.
Bei einem Ausführungsbeispiel
umfaßt
jede Verfolgungskamera 106 einen hochauflösenden CMOS-Bildsensor
(CMOS = complimentary metal oxide semiconductor = Komplementär-Metalloxid-Halbleiter)
mit Hunderten von Tausenden oder Millionen von Pixeln (z. B. ein
640 × 480-Pixelsensor)
und die Erfassungskamera umfaßt
einen niedrigauflösenden
CMOS-Bildsensor mit weniger als 1000 Pixeln (z. B. einen 30 × 12 Pixelsensor).
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel
ist der hochauflösende
CMOS-Bildsensor jeder Verfolgungskamera 106 mit einer Mehrzahl
von CMOS-Bildsensoren mit niedriger Auflösung implementiert.
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2 ist
ein Blockdiagramm, das Hauptkomponenten des in 1 gezeigten
Kamerasystems 100 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Kamerasystem 100 umfaßt die Erfassungskamera 104,
die fünfzehn Verfolgungskameras 106 und
ein Speichermedium 202. Wie es in 2 gezeigt
ist, sind die Erfassungskamera 104, das Speichermedium 202 und
die Verfolgungskameras 106 über einen Kommunikationsbus 204 kommunikativ
miteinander gekoppelt. Bei einer Form der Erfindung geben die Erfassungskamera 104 und
die Verfolgungskameras 106 aufgenommene Bilder über den
Kommunikationsbus 204 an das Speichermedium 202 aus.
Bei einer Form der Erfindung überträgt die Erfassungskamera 104 Steuersignale
an die Verfolgungskameras 106 über den Kommunikationsbus 204 auf
der Basis der erfaßten
Bewegung, wie es nachfolgend näher
beschrieben wird. Bei einem Ausführungsbeispiel
ist das Speichermedium 202 in der Befestigungsvorrichtung 102 positioniert
(1) und umfaßt
eine oder mehrere Vorrichtungen zum Speichern empfangener Bilder,
wie zum Beispiel einen herkömmlichen
Videokassettenrekorder (VCR), einen digitalen Videodiskrekorder (DVD-Rekorder), ein Festplattenlaufwerk
oder eine andere Vorrichtung zum Speichern von Bildern.
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Bei
einer Form der Erfindung ist das Speichermedium 202 zum
Senden gespeicherter Bilder an einen Benutzer mit einer Datenverbindung 205 gekoppelt.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist die Kommunikationsverbindung 205 eine verdrahtete Kommunikationsverbindung.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel
ist die Kommunikationsverbindung 205 eine drahtlose Kommunikationsverbindung,
wie zum Beispiel eine digitale Funkverbindung.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
umfaßt
das System 100 einen einzigen Satz von Batterien 200 an der
Stelle des Speichermediums 202 zum Versorgen der Erfassungskamera 104,
der Verfolgungskameras 106 und der Datenverbindung 205 mit
Leistung.
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3 ist
ein Blockdiagramm, das die Hauptkomponenten der in 1 gezeigten
Erfassungskamera 104 gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Erfassungskamera 104 umfaßt eine
Linse 302, ein Sensorarray 304, einen Bewegungserfassungsprozessor 306,
einen Speicher 308 und eine Eingabe/Ausgabe-(I/O-)Schnittstelle 312.
Eine Steuersoftware 310 zum Steuern des Prozessors 306 ist
in dem Speicher 308 gespeichert. Bei einem Ausführungsbeispiel
umfaßt
der Speicher 308 einen Typ von Direktzugriffsspeicher (RAM)
und nicht flüchtigen
Speicher, kann aber jeden bekannten Typ von Speicherspeicherung umfassen.
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Beim
Betrieb werden gemäß einem
Ausführungsbeispiel
optische Bilder in dem Sichtfeld der Erfassungskamera 104 durch
die Linse 302 auf das Sensorarray 304 gerichtet.
Bei einem Ausführungsbeispiel
nimmt das Sensorarray 304 fortlaufend Bilder bei einer
programmierten Rahmenrate auf und digitalisiert die aufgenommenen
Bilder. Aufeinanderfolgende digitale Bilder werden in dem Prozessor 306 miteinander
verglichen, um zu identifizieren, ob eine Bewegung aufgetreten ist.
Bewegungsflags werden in dem Prozessor 306 gesetzt, wenn
eine Bewegung erfaßt
wird. Bei einem Ausführungsbeispiel
umfassen die Bewegungsflags Positionsidentifikationsinformationen,
die identifizieren, wo die Bewegung aufgetreten ist. Auf der Basis
der Bewegungsflags identifiziert der Prozessor 306 spezielle
Verfolgungskameras 106, zum Einschalten, um das Ereignis
aufzuzeichnen, das das Bewegungsflag ausgelöst hat.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
ist das Sensorarray 304 mit einem Agilent-CMOS-Bildsensor
mit niedrigem Leistungsverbrauch implementiert, wie zum Beispiel
dem Agilent-ADNS-2020-Bildsensor. Bei
einem Ausführungsbeispiel
ist die Anzahl von Rahmen, die pro Sekunde durch das Sensorarray 304 erfaßt werden,
von dem Prozessor 306 programmierbar. Das Sensorarray 304 kann
programmiert werden, um jede Anzahl von Rahmen pro Sekunde zu erfassen,
bis zu mehreren Tausend Rahmen pro Sekunde.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
ist das Sensorarray 304 konfiguriert, um einen Rahmen pro
Sekunde zu erfassen. Bei einer Form der Erfindung wird das Sensorarray 304 hauptsächlich in
einem Schlafmodus mit niedrigem Leistungsverbrauch betrieben und
umfaßt
einen internen Zeitgeber (nicht gezeigt) um das Sensorarray 304 einmal
pro Sekunde aufzuwecken. Jedesmal, wenn das Sensorarray 304 aufwacht,
nimmt das Array 304 ein weiteres Bild auf. Dieses Bild
wird an den Prozessor 306 übertragen, der bestimmt, ob
eine Bewegung aufgetreten ist, und dann kehrt das Sensorarray 304 zurück zum Schlafmodus,
falls keine Bewegung aufgetreten ist. Bei einer Form der Erfindung
ist das Sensorarray 304 während jeder Sekunde des Betriebs
für etwa
neun Zehntel einer Sekunde in einem Schlafmodus und wacht dann für etwa ein Zehntel
einer Sekunde auf, um ein Bild aufzunehmen. Der Prozessor 306 vergleicht
das aufgenommene Bild mit einem vorher aufgenommenen Bild, um zu
bestimmen, ob eine Bewegung aufgetreten ist. Das Betreiben des Sensorarrays 304 bei einer
niedrigen Rahmenrate und in dem Schlafmodus auf diese Weise liefert
wesentliche Leistungseinsparungen. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist
das Sensorarray 304 konfiguriert, um mehr oder weniger
als einen Rahmen pro Sekunde zu erfassen.
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Die
I/O-Schnittstelle 312 der Erfassungskamera 104 ist
konfiguriert, um mit dem Kommunikationsbus 204 gekoppelt
zu werden (2), um es der Erfassungskamera 104 zu
ermöglichen,
mit dem Speichermedium 202 und den Verfolgungskameras 106 zu
kommunizieren. Wenn der Prozessor 306 bei einem Ausführungsbeispiel
ein Bewegungsflag erzeugt, sendet der Prozessor 306 über die
I/O-Schnittstelle 312 ein Steuersignal an eine geeignete
der Verfolgungskameras 106, was bewirkt, daß die Verfolgungskamera 106 eingeschaltet
wird und mit dem Aufnehmen von Bildern beginnt.
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Der
Prozessor 306 kann eine Vielzahl unterschiedlicher Techniken
zum Bestimmen verwenden, ob eine Bewegung aufgetreten ist. Einige
beispielhafte Bewegungserfassungstechniken sind nachfolgend beschrieben.
Die Bewegungserfassungstechniken richten sich im allgemeinen auf
das Identifizieren von Änderungen
zwischen zwei Bildern, das Quantifizieren des Änderungsbetrags und das Vergleichen
des Änderungsbetrags
mit einem Schwellenwert, um zu bestimmen, ob die Änderung
wesentlich genug ist, um ein Bewegungsflag zu erzeugen. Bei einem
Ausführungsbeispiel
sind die Schwellenwerte, die durch den Prozessor 306 verwendet
werden, benutzerprogrammierbar, und können auf einer Pixel-um-Pixel-Basis oder für gesamte
Rahmen gesetzt werden, abhängig
von der speziellen verwendeten Bewegungserfassungstechnik. Falls
beispielsweise ein oder zwei Pixel wiederholt zu der falschen Erzeugung von
Bewegungsflags führen,
können
die Schwellenwerte für
diesen spezifischen Pixel höher
eingestellt werden.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
wird die Bewegungserfassung durch den Prozessor 306 erreicht,
durch Vergleichen eines neu erfaßten Beispielrahmens mit einem
vorher erfaßten
Bezugsrahmen. Bei einer Form der Erfindung berechnet der Prozessor 306 einen
oder mehrere mittlere Intensitätswerte
für jeden
Beispielrahmen und vergleicht die mittleren Intensitätswerte
mit Werten, die für
einen vorher berechneten Bezugsrahmen berechnet wurden. Falls die
Differenz zwischen den mittleren Intensitätswerten für die beiden Rahmen größer ist
als ein vorbestimmter Schwellenwert, erzeugt der Prozessor 306 ein
Bewegungsflag. Der Wert, der für
den Schwellenwert gewählt
wird, hängt
von der gewünschten
Empfindlichkeit der Bewegungserfassung ab. Durch Verwenden eines
relativ großen
Schwellenwerts werden Bewegungsflags nur für große Bewegungen erzeugt, wie
zum Beispiel Bewegungen eines Menschen, Bewegungsflags werden nicht
für kleinere
Bewegungen erzeugt, wie zum Beispiel diejenigen von kleinen Tieren.
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Bei
einem anderen Ausführungsbeispiel
wird die Bewegungserfassung durch den Prozessor 306 erreicht
durch Vergleichen eines Beispielrahmens mit einem vorher erfaßten Bezugsrahmen
auf einer Pixel-um-Pixel-Basis, um zu bestimmen, ob es irgend eine Änderung
zwischen den beiden Rahmen gab.
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Bei
noch einem weiteren Ausführungsbeispiel
wird eine Bewegungserfassung durch den Prozessor 306 erreicht,
durch Durchführen
mehrerer Versuchsverschiebungen oder Translationen für jeden
Rahmen, wo alle der Pixel in dem Rahmen in eine bestimmte Richtung
verschoben werden. Jeder der verschobenen Rahmen und der ursprüngliche (nicht
verschobene) Rahmen werden einzeln mit einem vorher erfaßten Bezugsrahmen
korreliert. Falls der ursprüngliche
(nicht verschobene) Rahmen die beste Korrelation mit dem Bezugsrahmen
liefert, wird kein Bewegungsflag erzeugt. Falls einer der verschobe nen
Rahmen die beste Korrelation mit dem Bezugsrahmen liefert, erzeugt
der Prozessor 306 ein Bewegungsflag.
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4 ist
ein Diagramm, das Pixel des in 3 gezeigten
Sensorarrays 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Sensorarray 300 umfaßt eine
Mehrzahl von Pixelschaltungen (Pixeln) 402. Bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel
umfaßt
das Sensorarray 300 ein 15 × 15-Pixelarray 402.
Wie es in 4 gezeigt ist, sind die Pixel 402 in
fünfzehn
Regionen 404 gruppiert, wobei jede Region 404 ein
3 × 5-Unterarray
von Pixeln 402 umfaßt.
Bei einem Ausführungsbeispiel
entspricht jede Region 404 einer der fünfzehn Verfolgungskameras 106.
Bei einer Form der Erfindung ist der optische Bildabschnitt, der
auf jede einzelne Region 404 des Sensorarrays 300 fokussiert
ist, im wesentlichen gleich wie das Bild, das durch die Verfolgungskamera 106 betrachtet
wird, das dieser Region 404 entspricht. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel
entsprechen mehrere Regionen 404 einer einzigen Verfolgungskamera 106.
Bei noch einem weiteren Ausführungsbeispiel
entspricht jede Region 404 mehreren Verfolgungskameras 106.
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Zusätzlich zum
Vergleichen oder Korrelieren digitaler Bilder zum Identifizieren,
wenn eine Bewegung aufgetreten ist, identifiziert der Prozessor 306 (3)
bei einem Ausführungsbeispiel
auch die spezielle Region/speziellen Regionen 404 des Sensorarrays 300,
wo die Bewegung aufgetreten ist. Bei einer Form der Erfindung berechnet
der Prozessor 306 einen mittleren Intensitätswert für jede Region 404 jedes
erfaßten
Rahmens. Für
jedes Paar von Rahmen vergleicht der Prozessor 306 die
mittleren Intensitätswerte
für den
Bezugsrahmen mit den entsprechenden mittleren Intensitätswerten
für den
Beispielrahmen. Falls die Differenz zwischen dem mittleren Intensitätswert einer
bestimmten Region 404 in einem Bezugsrahmen und der mittlere
Intensitätswert
dieser gleichen Region 404 in einem Beispielrahmen größer ist
als ein vorbestimmter Schwellenwert, identifiziert der Pro zessor 306,
daß in
dieser speziellen Region 404 eine Bewegung aufgetreten
ist.
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Bei
einer Form der Erfindung umfaßt
jedes Bewegungsflag, das durch den Prozessor 306 erzeugt
wird, einen Regionsidentifizierer, der ein oder mehrere Regionen 404 identifiziert,
wo eine Bewegung erfaßt
wurde. Der Prozessor 306 schaltet die Verfolgungskamera(s) 106 ein,
die dar einen oder den mehreren Regionen 404 entspricht/entsprechen, die
in dem Bewegungsflag identifiziert wurden. Falls der Prozessor 306 bei
einem Ausführungsbeispiel nach
dem Einschalten einer der Verfolgungskameras 106 innerhalb
einer vorbestimmten Zeitperiode kein weiters Bewegungsflag erzeugt,
das eine Region 404 identifiziert, die der Verfolgungskamera 106 entspricht,
sendet der Prozessor 306 ein Steuersignal an diese Verfolgungskamera 106,
wodurch bewirkt wird, daß diese
Verfolgungskamera 106 abgeschaltet wird.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel überträgt jede
Verfolgungskamera 106, die durch den Prozessor 306 eingeschaltet
wird, hochauflösende
Bilder an das Speichermedium 202 (2), wo die
Bilder gespeichert werden. Indem die entsprechenden Verfolgungskameras 106 nur
eingeschaltet werden, wenn es eine Aktivität gibt, wie es bei einer Form
der Erfindung der Fall ist, wird der Leistungsverbrauch reduziert,
und weniger Aufzeichnungsplatz (z. B. Videobandplatz oder digitaler
Aufzeichnungsplatz) wird verbraucht, wodurch es leichter wird, die
aufgezeichneten Bilder zu durchsuchen.
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5 ist
ein Flußdiagramm,
das ein Verfahren 500 zum Erfassen von Bewegung und Aufnehmen
von hochauflösenden
Bildern auf der Basis der erfaßten
Bewegung gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt. Bei einem Ausführungsbeispiel
ist das Kamerasystem 100 konfiguriert, um das Verfahren 500 durchzuführen. Bei Schritt 502 nimmt
die Erfassungskamera 104 niedrigauflösende Bilder der Szene in ihrem
Sichtfeld auf. Bei Schritt 504 vergleicht der Prozessor 306 zwei nacheinander
aufgenommene niedrig auflösende
Bilder. Bei Schritt 508 bestimmt der Prozessor 306 auf der
Basis der Vergleichs in Schritt 504, ob eine Bewegung aufgetreten
ist. Falls bei Schritt 508 bestimmt wird, daß keine
Bewegung aufgetreten ist, bewegt sich das Verfahren zu Schritt 506.
Bei Schritt 506 bewirkt der Prozessor 306, daß alle Verfolgungskameras 106,
die in der Zeit eingeschaltet sind, ausgeschaltet werden, und das
Verfahren kehrt zu Schritt 502 zurück.
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Falls
bei Schritt 508 bestimmt wird, daß eine Bewegung aufgetreten
ist, identifiziert der Prozessor 306 bei Schritt 510 eine
Position der Bewegung. Auf der Basis der identifizierten Position
identifiziert der Prozessor 306 bei Schritt 512 eine
oder mehrere Verfolgungskameras 106, die der identifizierten
Position entsprechen. Bei Schritt 514 bewirkt der Prozessor 306,
daß die
Verfolgungskameras) 106, die in Schritt 512 identifiziert
wurde(n), eingeschaltet wird. Falls bei Schritt 516 irgendwelche
Verfolgungskameras 106 außer den Verfolgungskameras,
die in Schritt 512 identifiziert wurden, derzeit eingeschaltet
sind, schaltet der Prozessor 306 diese Verfolgungskameras 106 aus.
Bei Schritt 518 beginnen die Verfolgungskameras 106,
die durch den Prozessor 306 in Schritt 514 eingeschaltet
wurden, das Aufnehmen von hochauflösenden Bildern. Das Verfahren 500 kehrt
dann zu Schritt 502 zurück.
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Bei
einer Form der Erfindung wird ein Teilsatz der Pixel 402 in
dem Array 300 „aus-maskiert" oder programmiert,
um inaktiv zu sein. Beispielsweise können die Bilder, die auf einige
der Pixel 402 in dem Array 300 gerichtet sind,
aus einem Bereich sein, wo es unwahrscheinlich ist, daß eine Bewegung auftritt
(z. B. eine Decke in einem Zimmer).
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Eine
Form der vorliegenden Erfindung liefert eine elektronische Schwenk-,
Zoom- und Neige-Funktionalität
(PZT-Funktionalität; PZT =
pan, zoom and tilt), ohne die Motoren, die bei bestehenden Kameras,
die eine solche Funktionalität
liefern, verwendet werden. Falls sich ein Objekt beispielsweise über ein
Zimmer bewegt, das durch das Kamerasystem 100 abgedeckt
wird, kreuzt das Objekt das Sichtfeld von mehreren der Verfolgungskameras 106.
Während
das Objekt das Sichtfeld jeder Verfolgungskamera 106 kreuzt,
wird diese Verfolgungskamera 106 eingeschaltet, um hochauflösende, herangezoomte
Bilder des Objekts aufzunehmen. Wenn das Objekt das Sichtfeld einer
der Verfolgungskameras 106 verläßt und in das Sichtfeld einer
zweiten der Verfolgungskameras 106 eintritt, wird die erste
Kamera 106 ausgeschaltet und die zweite Kamera 106 wird
eingeschaltet, um das Aufnehmen von hochauflösenden, herangezoomten Bildern
des Objekts fortzusetzen. Somit wird das Objekt durch mehrere hochauflösende Kameras 106 verfolgt,
während
es sich entlang des Zimmers bewegt, ohne die Notwendigkeit, Motoren
bereitzustellen, um die Position der Kameras 106 zu ändern.
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Für einen
Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet ist klar, daß Funktionen,
die durch das Kamerasystem 100 durchgeführt werden, in Hardware, Software,
Firmware oder jeder Kombination derselben implementiert sein können. Die
Implementierung kann über
einen Mikroprozessor, eine programmierbare Logikvorrichtung oder
eine Zustandsmaschine sein. Komponenten der vorliegenden Erfindung
können
sich in Software auf einem oder mehreren computerlesbaren Medien
befinden. Der Begriff computerlesbares Medium, wie er hierin verwendet wird,
ist definiert, um jede Art von Speicher zu umfassen, flüchtig oder
nicht flüchtig,
wie zum Beispiel Disketten, Festplatten, CD-ROMS, Flash-Speicher, Nur-Lese-Speicher
(ROM) und Direktzugriffsspeicher.
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Eine
Form der vorliegenden Erfindung liefert ein Bewegungserfassungssicherheitskamerasystem, das
eine relativ kleine Menge an Leistung verbraucht, und das hochauflösende Bilder
aufnimmt. Das Sicherheitskamerasystem einer Form der Erfindung verwendet
relativ kostengünstige
CMOS-Bildsensoren mit niedrigem Leistungsverbrauch. Das Kamerasystem
eines Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung ist batteriebetrieben. Eine Form der
vorliegenden Erfindung liefert ein Kamerasystem mit mehr Leistungseinsparung
als herkömmliche
Kamerasysteme. Die Leistungseinsparungen, die durch Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung geliefert werden, liefern eine längere Batterielebensdauer und/oder
die Möglichkeit,
kleinere Batterien zu verwenden.
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Eine
Form der vorliegenden Erfindung verwendet einen kostengünstigen
Bewegungsdetektor mit niedrigem Leisttungsverbrauch, der weniger
aufwendig ist und weniger Leistung verbraucht als bestehende Bewegungsdetektoren.
Bei einem Ausführungsbeispiel
basiert der Bewegungsdetektor auf einem Agilent-ADNS-2020-Bildsensorchip,
der hauptsächlich
in einem Schlafmodus mit niedrigem Leistungsverbrauch betrieben
wird, und etwa 500 Mikroampere bei 3,3 Volt (1,5 Milliwatt) verbraucht,
und dadurch etwa 386 Verwendungsstunden unter Verwendung einer Neun-Volt-Zelle
oder etwa 11400 Verwendungsstunden unter Verwendung von zwei Batterie-„D"-Zellen liefert.
Bei einer Form der Erfindung kann der Bewegungsdetektor mit niedrigem
Leistungsverbrauch für
eine spezielle Anwendung optimiert werden, um den Leistungsverbrauch
weiter zu reduzieren, und bis zu fünf Jahren oder mehr Verwendung
von zwei Batterie-„D"-Zellen liefern.
Beispielsweise kann die Anzahl von Gattern in dem Bildsensorchip
reduziert werden und die Schlafzeit kann erhöht werden, um den Leistungsverbrauch weiter
zu reduzieren.
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Der
Bildsensor (z. B. ADNS 2020), der bei dem Bewegungsdetektor gemäß einem
Aspekt der Erfindung verwendet wird, verwendet nur eine begrenzte
Menge an unterstützender
Hardware (z. B. unaufwendige optische Linse, Batterien, Schaltungsplatine
und Gehäuse)
und liefert dadurch eine kostengünstige
Bewegungserfassungslösung.
Außerdem
liefert der bei einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verwendete Bewegungsdetektor eine bessere
Erfassung kleinerer Szeneneinzelheiten als ein typischer PIR-Bewegungsdetektor.