BE1018413A3 - Methode en toestel voor het bepalen van beeldkwaliteit. - Google Patents

Abstract

Deze uitvinding betreft enerzijds een toestel voor automatische bepalingvan de beeldkwaliteit, omvattende beeldregistratie middelen (S1) voorzien voor het opvangen van signalen en een verwerkingseenheid (S3) voor verwerking van signalen opgevangen door genoemde beeldregistratie middelen (S1). Anderzijds betreft deze uitvinding een werkwijze voor automatische bepaling van de beeldkwaliteit met behulp van dergelijk toestel.

Description

METHODE EN TOESTEL VOOR HET BEPALEN VANBEELDKWALITEIT

Deze uitvinding betreft enerzijds een toestel voor automatische bepaling van debeeldkwaliteit, omvattende beeldregistratie middelen voorzien voor het opvangenvan signalen en een verwerkingseenheid voor verwerking van signalen opgevangendoor genoemde beeldregistratie middelen. Anderzijds betreft deze uitvinding eenwerkwijze voor automatische bepaling van de beeldkwaliteit met behulp vandergelijk toestel.

Deze uitvinding betreft in het bijzonder een werkwijze en toestel voor deautomatische bepaling van de kwaliteit van een camera beeld met het oog op videodetectie toepassingen.

Video detectie is een techniek waarbij camera beelden door een computer eenheidautomatisch verwerkt worden met als doel om bepaalde informatie uit deze beeldente kunnen halen. Er bestaan vele toepassingsdomeinen waaronder camera bewaking,automatische incident detectie (AID) in verkeerstoepassingen, industriële inspectie,enz.

Belangrijk bij video detectie is dat de kwaliteit van het beeld goed genoeg is. Anderskunnen de resultaten gegenereerd door de video detectie niet als betrouwbaarbeschouwd worden. Vooral bij buitensituaties, waar de licht- enweersomstandigheden niet gecontroleerd zijn, is het belangrijk dat de kwaliteit vanhet beeld voldoende is. Sneeuw, regen, dag / nacht cycli, mist, enz kunnen ertoebijdragen dat de zichtbaarheid, en dus ook de beeldkwaliteit, drastisch naar benedengaan. Belangrijk hierbij is dat indien het beeld niet meer goed genoeg is om eenbetrouwbare video detectie te kunnen garanderen dit ook effectief gemeld wordt. Zokan een operator de gepaste acties ondernemen om het onbetrouwbare systeem teomzeilen.

Onderhavige uitvinding heeft tot doel een methode en een toestel te verschaffenwaarmee op een automatische manier de kwaliteit van een beeld kan gemetenworden en zo de geschiktheid voor gebruik bij video detectie te bepalen.

Het doel van de uitvinding wordt bereikt door te voorzien in een toestel voorautomatische bepaling van de beeldkwaliteit, omvattende beeldregistratie middelenvoorzien voor het opvangen van signalen en een verwerkingseenheid voorverwerking van signalen opgevangen door genoemde beeldregistratie middelen,waarbij de verwerkingseenheid voorzien is voor het genereren van een setindicatoren die een maat zijn voor de kwaliteit van het beeld.

In een voorkeurdragende uitvoering van het toestel volgens de uitvinding omvattende beeldregistratie middelen één of meerdere videosensoren. Deze beeldregistratiemiddelen, in het bijzonder de één of meerdere videosensoren, kunnen ofwel in hettoestel geïntegreerd zijn ofwel bestaan uit afzonderlijk beeldregistratie middelen,zoals bijv. een videocamera, die in verbinding (al dan niet draadloos) staan met hettoestel.

Volgens een meer voorkeurdragende uitvoering van het toestel overeenkomstig deuitvinding is de beeldkwaliteit bepaald door de verwerkingseenheid, bepalend voorde geschiktheid van het beeld voor video detectie volgens een alarmcriterium.

In een bijzondere uitvoeringsvorm van het toestel volgens de uitvinding omvat hettoestel middelen om een alarm te genereren indien de beeldkwaliteit onder eeninstelbare drempel zakt. Meer in het bijzonder zijn de genoemde alarmmiddelenvoorzien om een alarmsignaal te sturen naar de gebruiker van het toestel.

Een ander onderwerp van deze uitvinding betreft een werkwijze voor automatischebepaling van de beeldkwaliteit door middel van beeldregistratie middelen voorzienvoor het opvangen van signalen en een verwerkingseenheid voor verwerking vansignalen opgevangen door genoemde beeldregistratie middelen, waarbij de beeldkwaliteit bepaald wordt door het beeld op te splitsen in een aantal blokken, enwaarbij de kwaliteit van het beeld van elk blok berekend wordt uit het contrast en decorrelatie van het blok

Het beeld dat gebruikt wordt door de verwerkingseenheid moet digitaal zijn. Indiennodig moeten de beelden dus eerst gedigitaliseerd worden. Dit is bijvoorbeeld hetgeval bij het gebruik van een analoge camera als videosensor.

In de verwerkingseenheid wordt vervolgens de beeldkwaliteit van de beeldenbepaald. Dit gebeurt door gebruik te maken van digitale beeldverwerkingsmethodes.Het resultaat hiervan is een set van indices (indicatoren) die een maat zijn voor dekwaliteit van het beeld. Deze indices worden vervolgens gebruikt in een alarmcriterium voor de beeldkwaliteit. Indien de indices aan bepaalde instelbarevoorwaarden voldoen wordt een beeldkwaliteitsalarm naar de gebruikers van hetsysteem gestuurd.

De gebruiker kan zowel een menselijke operator zijn maar kan eveneens een anderebeeldverwerkingseenheid zijn: een menselijke operator kan in het geval van een beeldkwaliteitsalarm bepaaldeacties ondernemen. Bij tunnelbewaking kan de tunnel bijvoorbeeld geslotenworden of kunnen bestuurders dmv tekstborden gewaarschuwd worden;een andere beeldverwerkingseenheid kan in het geval van eenbeeldkwaliteitsalarm eveneens bepaald acties ondernemen. Een typischvoorbeeld is de toepassing waarbij deze andere beeldverwerkingseenheid deaanwezigheid van voertuigen aan verkeerslichten moet detecteren. Bij eenbeeldkwaliteitsalarm wordt verondersteld dat deze beeldverwerkingseenheid nietmeer voldoende goed werkt. In dat geval kan deze besluiten dat er altijd eenvoertuig aanwezig is om zeker te zijn dat geen enkel voertuig gemist wordt.

Om de eigenschappen van deze uitvinding verder te verduidelijken en ombijkomende voordelen en bijzonderheden ervan aan te duiden volgt nu een meer gedetailleerde beschrijving van het toestel en werkwijze overeenkomstig dezeuitvinding. Het weze duidelijk dat niets in de hierna volgende beschrijving kangeïnterpreteerd worden als een beperking van de in de conclusies opgeëistebescherming voor deze uitvinding.

In deze beschrijving wordt door middel van referentiecijfers verwezen naar de hierbijgevoegde tekeningen waarbij: figuur 1: illustreert in een blokschema de werkwijze volgens de uitvinding;figuur 2: illustreert in een blokschema de werking van het beeldkwaliteitalgoritme; figuur 3: de opsplitsing van het beeld toont in een aantal kleinere blokken.

De uitvinding wordt geïmplementeerd op een rekeneenheid die als ingang de beeldenvan de videosensor(en) bevat en als uitgang een communicatie kanaal naar degebruiker. Dit communicatie kanaal kan gebeuren door middel van het sluiten vaneen contact of via elk ander communicatiemedium.

Figuur 2 schets de werking van de beeldverwerkingseenheid. Dezebeeldverwerkingseenheid maakt voor het bepalen van de beeldkwaliteit gebruik vangedigitaliseerde videobeelden. Van het beeld wordt eerst de achtergrond berekend.Hiervoor wordt gebruik gemaakt van standaard beeldanalyse technieken (TODOreferenties). Het resultaat is een nieuw beeld dat eruit ziet als het oorspronkelijkebeeld maar waaruit de voertuigen en andere bewegende objecten verwijderd zijn.Door de dag nacht cycli en wijzigende weersomstandigheden verandert hetachtergrond beeld echter voortdurend. Het achtergrond beeld wordt dus ook constantaangepast aan de gewijzigde situatie.

Vervolgens worden van dit achtergrond beeld verschillende kopijen vanverschillende tijdstippen opgeslaan in het geheugen van de beeldverwerkingseenheid.Deze tijdstippen moeten minstens gespreid zijn over een volledige dag d.w.z. 24u.

Bijvoorbeeld gedurende 24u wordt elk uur het achtergrondbeeld van dat uuropgeslaan. Uiteraard kan de opslag frequentie ook hoger of lager. De opslag periodehoeft ook niet noodzakelijk constant te zijn. Zo kan bij de overgang van dag naarnacht en omgekeerd de opslag frequentie hoger zijn door de snel veranderdeachtergrond. Om het geheugen van de beeldverwerkingseenheid te sparen kan heteen optie zijn om de achtergrond beelden aan een verminderde resolutie op te slaan.De volgende stap in het berekenen van de beeldkwaliteit is het bepalen van edgebeelden. Een edge beeld wordt berekend uit het gewone grijswaarden beeld en is eenvoorstelling van hoe sterk de grijswaarden in het beeld veranderen. Rond duidelijklijnen en contouren van voorwerpen zal een edgebeeld dus duidelijk zichtbaar zijnterwijl het op egale oppervlakken donker is. Het voordeel van een edge beeld isdaarom dat het onafhankelijker is van licht- en weersomstandigheden dan hetoriginele grijswaarden beeld. Deze eigenschap is interessant bij de bepaling van debeeldkwaliteit in de volgende stap van de methode. Hierbij wordt het edge beeld vanhet huidige beeld vergeleken met het edge beeld van achtergrond beeld van dattijdstip. De techniek die hiervoor gebruikt wordt bestaat erin om beide edge beeldenin een aantal delen op te splitsen. Een voorbeeld kan zijn om het beeld op te delen ineen raster van n x m en zo n x m gelijke rechthoekige blokken te verkrijgen (zie Fig.3). Voor elk van deze blokken wordt vervolgens een aantal waarden berekend: - De correlatie Cor tussen het edge beeld en het achtergrond edge beeld. Dezecorrelatie wordt berekend als de genormaliseerde som van de absolutewaarden van de verschillen tussen beide edge beelden. De correlatie is eenwaarde die tussen 0 en 1 ligt.

- Het constrast Con van het edge beeld en het contrast in het achtergrond edgebeeld. Dit contrast wordt berekend als de genormaliseerde som van de edgewaarden. Het contrast ligt eveneens tussen 0 en 1.

Voor elk blok wordt tenslotte een waarde berekend uit het contrast en de correlatiedie representatief is voor de kwaliteit K van dit blok. De kwaliteit Ki van blok i iseen waarde tussen 0 en 1.

Het alarmcriterium neemt uiteindelijk de beslissing of de beeldkwaliteit onvoldoendeis en er dus een alarm moet gegenereerd worden. Dit alarmcriterium is afhankelijkvan de alarmtoestand van elk individueel blok. Indien de kwaliteit Ki van blok ionder een instelbare drempel Ai gaat is dit blok in de alarmtoestand. Aan hetalarmcriterium voor de volledige beeldkwaliteit is voldaan indien het aantal blokkendat zich in de alarmtoestand bevindt groter is dan X% van alle blokken.

Claims (6)

1. Toestel voor automatische bepaling van de beeldkwaliteit, omvattendebeeldregistratie middelen (SI) voorzien voor het opvangen van signalen en eenverwerkingseenheid (S3) voor verwerking van signalen opgevangen doorgenoemde beeldregistratie middelen (SI), met het kenmerk dat deverwerkingseenheid (S3) voorzien is voor het genereren van een set indicatorendie een maat zijn voor de kwaliteit van het beeld.

2. Toestel volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de beeldregistratie middelenéén of meerdere videosensoren omvatten.

3. Toestel volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de beeldkwaliteitbepaald door de verwerkingseenheid, bepalend is voor de geschiktheid van hetbeeld voor video detectie volgens een alarmcriterium (S4).

4. Toestel volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat hettoestel middelen omvat om een alarm (S5) te genereren indien de beeldkwaliteitonder een instelbare drempel (S4) zakt.

5. Toestel volgens conclusie 4, met het kenmerk dat de genoemde alarmmiddelenvoorzien zijn om een alarmsignaal te sturen naar de gebruiker van het toestel.

6. Werkwijze voor automatische bepaling van de beeldkwaliteit door middel vanbeeldregistratie middelen (SI) voorzien voor het opvangen van signalen en eenverwerkingseenheid (S3) voor verwerking van signalen opgevangen doorgenoemde beeldregistratie middelen (SI), met het kenmerk dat debeeldkwaliteit bepaald wordt door het beeld op te splitsen in een aantal blokken,en waarbij de kwaliteit van het beeld van elk blok berekend wordt uit hetcontrast en de correlatie van het blok.