DE2617112C3 - Verfahren zum Feststellen einer Bewegung bzw. einer Veränderung im Überwachungsbereich einer Fernsehkamera - Google Patents
Verfahren zum Feststellen einer Bewegung bzw. einer Veränderung im Überwachungsbereich einer FernsehkameraInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Feststellen einer Bewegung bzw. einer Veränderung im
Überwachungsbereich einer Fernsehkamera nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Aus der DE-OS 22 55 876 ist ein Fernsehsystem für Überwachungszwecke bekannt, bei welchem gleichförmige
Helligkeitsbereiche in der von einer Fernsehkamera aufgenommenen Szene unterdrückt werden. Zu
diesem Zweck wird das von der Fernsehkamera erzeugte Videosignal über einen Resonanzfilter geführt
Das so erhaltene Signal wird gleichgerichtet und zu einem kapazitivgekoppelten Bandpaßfiltei weitergeleiteL
Das Bandpaßfilter dient zur Eliminierung sehr langsamer bzw. sehr schneller Änderungen. Sich nun
evtl. ergebende Signaländerung kennzeichnen eine Szenenänderung im Überwachungsbereich der Fernsehkamera
und führen zur Alarmauslösung. Die Ansprechsicherheit eines solchen Überwachungssystems
ist gering, da es nur auf relativ große dynamische Szenenänderungen reagiert Ein weiterer Nachteil ist
darin zu sehen, daß die Ansprechempfindlichkeit nicht variiert und daher auch nicht an bestimmte szenische
Gegebenheiten angepaßt werden kann.
Ferner ist aus der DE-OS 20 02 478 eine Anordnung zur Überwachung von Objekten mit Hilfe einer
Fernsehkamera bekannt bei welcher der Fernsehkamera ein mit einem elektronischen Zähler verbundenes
Amplitudenfilter nachgeschaltet ist. Beim Überschreiten eines dem Zähler vorgegebenen Zählwertes wird ein
Alarm ausgelöst. Auch bei dieser bekannten Anordnung ist die Ansprechsicherheit gering. Dies vor allem
deshalb, weil keine Anpassung an wechselnde Lichtver- Jo
hältnisse möglich ist. Ferner können Veränderungshomponenten
wie Helligkeit, Struktur, Bewegung oder Bewegungsrichtung nicht differenziert bewertet werden.
Weiterhin ist aus der DE-OS 22 50 387 eine J5
Überwachungseinrichtung zur automatischen Erfassung eines innerhalb eines in ein Raster eingeteilten
Beobachtungsfeldes auftretenden anormalen Zustands bekannt. Diese Überwachungseinrichtung enthält einen
Generator zur Erzeugung horizontaler und vertikaler *o
Torimpulse, eine Abtastschaltung zum aufeinanderfolgenden Abtasten eines ersten und zweiten Teils eines
einem vorbestimmten Teil des Gesichtsfeld einer Fernsehkamera entsprechenden Videosignals mit den
horizontalen und vertikalen Torimpulsen, einen die ^ abgetasteten Videosignalteile integrierenden Integrator,
einen durch die integrierten Videosignalteile in eine erste und zweite Reihe von digitalen Impulsen
umformenden Wandler, einen die erste Reihe von Impulsen speichernden Digitalspeicher, einen die
gespeicherten Impulse mit der zweiten Reihe von Impulse vergleichenden Vergleicher sowie einen Anzeigesignalgeber,
von dem ein Signal abgebbar ist, wenn die gespeicherte Reihe von Impulsen sich von der
zweiten Reihe von Impulsen um einen vorbestimmten Wert voneinander unterscheiden. Der Schaltungsaufwand
für diese bekannte Überwachungseinrichtung ist erheblich, da jedem Szenenausschnitt ein Integrator und
ein Analog/Digital-Wandler zugeordnet werden muß. Durch Quantisierungsfehler bei der Analog/Digitai- 6"
Wandlung kann außerdem eine sichere Alarmgabe nicht gewährleistet werden. Eine gezielte Anpassung der
Ansprechempfindlichkeit an die jeweilige Szene des Überwachungsbereiches der Fernsehkamera ist auch
hier nicht möglich. b5
Außerdem isl durch die DE-OS 22 36 092 eine Schaltungsanordnung bekannt geworden, bei welcher
die mittlere Helligkeit verschiedener ausgewählter Bildbereiche verglichen wird und das Ergebnis zur
Alarmabgabe verwendet wird. Diese Anordnung gestattet jedoch nur eine geringfügige Anpassung an
alarmrelevante Veränderungen der beobachteten Szene.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das an die jeweils zu erwartenden
alarmrelevanten Änderungen angepaßt werden kann und somit die Ansprechempfindliehkeit verbessert
werden kann, ohne die Fehlalarmwahrscheinlichkeit zu erhöhen.
Das Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß
nunmehr nicht nur die Ansprechempfindliehkeit, sondern auch die Ansprechcharakteristik variiert werden
kann.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ist eine genaue Anpassung der Ansprechcharakteristik
an bestimmte Szenen und Situationen möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß durch Desensibilisierung
bestimmter Sektoren im wiedergegebenen Fernsehbild mit einem senkrecht oder waagerecht
angeordneten Streifenmuster auch eine Detektierung von Bewegungseinrichtungen möglich ist
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Verfahrens werden im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels
mit einer Figur näher beschrieben.
Die Figur zeigt ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Zur Ausdehnung des Objektschutzes auf größere oder mehrere voneinander entfernt liegende Objekte sind
mehrere Fernsehkameras li, I2 bis In vorgesehen. Die
von diesen Fernsehkameras erzeugten Videosignale werden in einer nachgeschalteten Einrichtung sequentiell
ausgewertet. Dazu werden die einzelnen Videosignale einem gesteuerten Umschalter 2 zugeführt, dessen
Kontaktstreckenstellung durch ein von einer Steuereinrichtung 3 kommenden Steuersignal fa} gesteuert wird.
Der zeitliche Steuerungsablauf der Steuereinrichtung 3 ist so ausgelegt, daß das jeweils abgeschaltete
Videosignal für die Dauer mehrerer Teilbilder analysiert werden kann, bevor auf das von einer anderen Kamera
erzeugte Videosignal umgeschaltet wird. Das am Ausgang des ersten Umschalters 2 abnehmbare
Videosignal wird einem zweiten gesteuerten Umschalter 4 zugeführt. An den Ausgängen des zweiten
Umschalters 4 sind verschiedene Diskriminatoren 5s, 52
bis 5m angeschlossen, die durch Steuerung mit einem weiteren von der Steuereinrichtung 3 erzeugten
Steuersignal (m)an das jeweils vorliegende Videosignal aufgeschaltet werden können. Die Diskriminatoren 5|
bis 5m haben unterschiedliche Diskriminations-Funktionen.
Die Wahl einer bestimmten Diskriminations-Funktion hängt von der jeweils aufgenommenen Szene im
Überwachungsbereich der Fernsehkamera ab.
Die Diskriminatoren 5i bis 5m dienen in erster
Annäherung dazu, das analoge Videosignal zu einer Folge für den Bildinhalt repräsentativer Zählimpulse
umzuwandeln. Dies kann beispielsweise mit einem Flankendiskriminator geschehen, der jeweils beim
Überschreiten einer vorbestimmten Pegeländerungsgeschwindigkeit im Bildsignal vom Absolutpegel unabhängig
einen Impuls abgibt. Es sind aber auch für bestimmte
Bilfiszenen andere Flankendiskriminationsarten vorstellbar,
bei welchen die Größe oder die Folgefrequenz der jeweiligen Flanke berücksichtigt wird. Da ein
Flankendiskriminator gezielt Strukturveränderungen registriert, ist er besonders zur Auswertung solcher
Bilder geeignet, die durch relativ schnelle, jedoch alarmirrelevante zeitliche Helligkcitsschwankungen,
z. B. Außenaufnahmen, (bei rasch veränderlicher Beleuchtung durch ziehende Wolken) gekennzeichnet sind.
Eine andere Diskriminationsfunktion erhält man mit >
AmplitudendiskrirHnatoren. Ein Amplitudendiskriminalor
gibt beispiels« se immer dann einen Zählinipuls ab. wenn die Bildhell gkeil einen bestimmten .Schwellwert
überschreitet. Andere amplitudenabhängige Diskriminatorcn, z. B. mit einer ortsabhängigen variablen i"
Schwelle oder mehreren Schwellen, die entweder additiv oder gewichtet bewertet werden, oder Amplituden-Selektion,
sind ebenfalls für bestimmte szenische Gegebenheiten in Betracht zu ziehen.
Durch eine Frequenz-Diskrimination, wie Frequenz- η
Selektion durch Filterung oder Spektralanalyse der Videosignale lassen sich ebenfalls repräsentative Zählimpulse
ableiten. Die jeweilige Diskriminatorwahl durch die Steuereinrichtung 3 erfolgt vorher zweckmäßigerweise
individuell und richtet sich nach dem jeweiligen in
Bildcharakter und den zu erwartenden relevanten Bildänderungen im zu überwachenden Gebiet.
Die an den Ausgängen der Diskriminatoren 5| bis 5m
abnehmbaren Zählimpulse werden einem Eingang eines UND-Gatters 6 zugeführt. Der andere Eingang des :>
UND-Gat'ers 6 ist mit dem Ausgang eines dritten gesteuerten Umschalters 7 verbunden. An den Eingängen
des dritten Umschalters 7 liegen die Signale von verschiedenen Strukturmasken-Generatoren 8|, 82 bis 8,
(z. B. horizontale oder vertikale Streifen), die zur jc Detektion bestimmter Bewegungsrichtungen im Fernsehbild
dienen. Gesteuert wird der dritte Umschalter 7 durch ein ebenfalls von der Steuereinrichtung 3
erzeugtes Steuersignal (i).
Die mit dem jeweils angewählten Strukturmaskensi- 1-,
gnai im UND-Gatter 6 beschnittenen Zählimpulse werden einem Eingang eines zweiten UND-Gatters 9
zugeführt. An dem anderen Eingang des UND-Gatters 9 liegt ein der jeweils aufgeschalteten Fernsehkamera
zugeordnetes Maskensignal, mit welchem bestimmte ·»<> Teile im Fersehbild desensibilisiert werden, bevor die
Zählimpulse über einen Sequenztiefpaß 10 zur Unterdrückung zu schmaler Impulse einem Eingang einer
Zähler-Komparator-Kombination 11 zugeführt werden.
Das für die Desensibilisierung des jeweils aufgeschaUelen
Fernsehbildes verantwortliche Maskensignal wird mit einem Maskengenerator erzeugt (nicht gezeichnet),
von dem bestimmte Maskenteile durch Anwahl über einen vierten gesteuerten Umschalter 12 an sogenannte
»Masken«-Speichcr 13,, 13; bis 13„ abgeleitet werden
können In der Zähler-Komparator-Kombination 11
werden die einzelnen für den Bildinhalt repräsentativen Zähiimpulse für die Dauer eines Halbbildes aufsummiert
und mit einem der jeweils aufgeschalteten Fernsehkamera zugeordneten, jedoch früher aufgenommenen
Wer! verglichen. Die vorher aufgenommenen Werte sind in Speichern 14,. 14j bis 14„ abgelegt- Die
Zuordnung erfolgt durch einen fünften gesteuerten Umschalter 15. dessen gesteuerte Kontaktstrecke durch
das von der Steuereinrichtung 3 erzeugte Steuersignal (n) im gleichen Rhythmus umgeschaltet wird wie das
Videosignal durüi den ersten gesteuerten Umschalter 2.
Bei signifikanter Über- oder Unterschreitung des vorher eingespeichenen Wertes gibt die Zähler-Kornparator-Komhinatiim
11 einen sogenannten »Ereignis«· Impuls ab. welcher einer Auswertungseinrichtung Ib
zugeführt wird.
In der Auswertungseinrichtung 16 wird die intervallbczogene
Ereignis-Impulsanzahl mit einem vorwählbaren zweiten Wert verglichen. Überschreitet die
Ereignis-Impulsanzahl diesen Wert, so wird von der Auswertungseinrichtung 14 ein Alarm ausgelöst.
Durrh die Wahl bestimmter Diskriminatorfunktionen
in Verbindung mit Strukturmasken und Masken zur Begrenzung bestimmter Sektoren im von einer
Fernsehkamera aufgenommenen Fernsehbild zwecks Desensibilisierung läßt sich für nahezu jedes Fernsehbild
ein Kriterium für eine Alarmauslösung bei einer relevanten Bildveränderung angeben.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (24)
1. Verfahren zum Feststellen einer Bewegung bzw. einer Veränderung im Überwachungsbereich einer
Fernsehkamera, bei welchem ein von der Fernsehkamera erzeugtes Videosignal in entsprechende
digitale Impulse umgewandelt und gespeichert wird und bei welchem die zu einem späteren Zeitpunkt
abgeleiteten digitalen Impulse mit den gespeicherten digitalen impulsen verglichen werden, wobei ι ο
durch Maskierung mit einem zum Videosignal synchronen Maskensignal abgegrenzte Sektoren des
Überwachungsbereiches mit den digitalen Impulsen logisch verknüpft werden, gekennzeichnet
durch Umwandeln des Videosignals in für den |5
Bildinhalt des gesamten Überwachungsbereichs repräsentative Zählimpulse, logisches Verknüpfen
dieser Zählimpulse mit Strukturmaskensignalen für bestimmte Maskierungen und Bilden einer Differenz
zwischen den nach logischem Verknüpfen verbleibenden aktuellen Zählimpulsen und zuvor gespeicherten
Zählimpulsen, wobei dem Überschreiten der ermittelten Differenz um einen bestimmten Schwellwert
Alarm ausgelöst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für den Bildinhalt repräsentativen
Zählimpulse durch Diskrimination der Flanken des vom Videosignal abgetrennten Bildsignals abgeleitet
werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die für den Bildinhalt repräsentativen Zählimpulse durch Diskrimination der Amplituden
des vom Videosignal abgetrennten Bildsignals abgeleitet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Maskensignal mit einem an sich bekannten Maskengenerator erzeugt wird und aus
das Fernsehbild überdeckenden Rechtecken besteht.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl und die Lage der das
Fernsehbild überdeckenden Rechtecke wählbar ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Festlegung der Maskenbegrenzung
ein Gittermuster in das Videosignal eingeblendet wird. «
7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Diskrimination der Flanken des
vom Videosignal abgetrennten Bildsignals nur bei einer ausgewählten Flankensteilheit im Bildsignal
erfolgt. ™
8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Diskrimination der Flanken des
vom Videosignal abgetrennten Bildsignals nur bei einer ausgewählten Bildsignalamplitude erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Diskrimination der Flanken des vom Videosignal abgetrennten Bildsignals nur bei
einer ausgewählten Folgefrequenz im Bildsignal erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Diskrimination der Amplituden
des vom Videosignal abgetrennten Bildsignals in Abhängigkeit einer ausgewählten Amplitudenschwelle
erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn- 1^
zeichnet, daß die Amplitudenschwelle ortsabhängig und variabel ist.
12. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Diskrimination der Amplituden
des vom Videosignal abgetrennten Bildsignals in Abhängigkeit mehrerer Amplitudenschwellen erfolgt
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitudenschwellen gleich
bewertet werden.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Amplitudenschwellen gewichtet bewertet werden.
15. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Diskrimination der Amplituden des vom Videosignal abgetrennten Bildsignals amplitudenselektiv
erfolgt
16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
daß die für den Bildinhalt repräsentativen Zählimpulse durch Diskrimination der Frequenzen
des vom Videosignal abgetrennten Bildsignals abgeleitet werden.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Diskrimination der Frequenzen des vom Videosignal abgetrennten Bildsignals frequenzselektiv
erfolgt.
18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Diskrimination der Frequenzen des vom Videosignal abgetrennten Bildsignals durch
eine Spektralanalyse der jeweiligen Ortsfrequenzen erfolgt.
19. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählimpulse mit dem Maskensignal
derart logisch verknüpft werden, daß die durch Maskensignal bestimmten Bild-Sektoren desensibilisiert
werden.
20. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählimpulse mit dem Maskensignal
derart logisch verknüpft werden, daß durch eine bestimmte Maskenstruktur eine bestimmte Bewegungsrichtung
detektiert wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß zur Detektierung vertikaler Bewegungen
ein Maskensignal für ein horizontalangeordnetes Streifenmuster erzeugt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß zur Detektierung horizontaler Bewegungen
ein Maskensignal für ein vertikal angeordnetes Streifenmuster erzeugt wird.
23. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß zur Detektierung richtungsunabhängiger
Bewegungen ein Maskensignal für ein schachbrettartiges Muster erzeugt wird.
24. Verfahren nach Anspruch 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswertungseinrichtung
zeitmultiplex die einzelnen Videosignale mehrerer Fernsehkameras zugeführt sind und daß in der
Auswertungseinrichtung Mittel vorgesehen sind, welche ein Umschalten auf ein bestimmtes, dem
jeweils anliegenden Videosignal zugeordnetes Maskensignal bewirken, welche ein Umschalten auf eine
bestimmte dem jeweils anliegenden Videosignal zugeordnete logische Verknüpfungsart bewirken
und welche ein Umschalten auf den dem jeweils anliegenden Videosignal zugeordneten gespeicherten
Wert bewirken.
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1977
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GB1529648A (en) | 1978-10-25 |
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OD | Request for examination | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
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