CN101855906A - 用于视频监视系统的配置模块、具有配置模块的监视系统、用于配置视频监视系统的方法以及计算机程序 - Google Patents

Abstract

视频监视系统通常具有多个监视摄像机，所述多个监视摄像机在空间上分散地设置在监视区域中。由监视摄像机摄取的图像数据被汇总在一个监视中心中并且在那里被自动化地分析处理或者由监视工作人员分析处理。在自动化的监视中已知的是，选取监视摄像机的确定的图像区域并且借助于数字图像处理持久地监视所述区域。本发明提出一种用于视频监视系统(1)的配置模块(6)，所述视频监视系统(1)具有多个监视摄像机(2a-d)，所述多个监视摄像机(2a-d)在空间上分散地被和/或可被设置在监视区域(3)中，所述配置模块(6)具有模型存储器(7)，所述模型存储器(7)被构造用于提供所述监视区域(3)的模型(10)，其中，所述监视摄像机(2a-b)的摄像机数据被记录和/或被引用在所述模型(10)中，所述配置模块(6)具有输入接口(11)，所述输入接口(11)用于将至少一个监视目标(5)输入到所述模型(10)中，所述配置模块(6)具有计算装置(12)，所述计算装置(12)基于所输入的监视目标(5)为所述监视摄像机(2a，d)中的至少一个监视摄像机求得至少一个针对摄像机的监视目标区段。

Description

用于视频监视系统的配置模块、具有配置模块的监视系统、用于配置视频监视系统的方法以及计算机程序

技术领域

本发明涉及一种用于视频监视系统的配置模块，所述配置模块用于配置多个监视摄像机，所述多个监视摄像机在空间上分散地被和/或可被设置在一监视区域中，本发明还涉及一种相应的视频监视系统、一种方法和一种计算机程序。

背景技术

视频监视系统通常具有多个视频摄像机，所述多个视频摄像机在空间上分散地设置在一监视区域中。由视频摄像机摄取的图像数据被汇总在一个监视中心中并且在那里被自动化地分析处理或者由监视工作人员分析处理。在自动化的监视中已知的是，选取监视摄像机的确定的图像区域并且借助于数字图像处理持久地监视所述区域。

例如，文献WO2005/050971公开了一种视频监视系统，所述视频监视系统具有多个用于建筑物等的监视摄像机，其中，监视摄像机可被如此配置，使得超越位于监视摄像机的图像区域中的、虚拟的绊网(Stolperschnur)导致一报警触发。在配置时，虚拟的绊网被记录到待配置的监视摄像机的单个视频图像中。

发明内容

根据本发明，公开了一种具有权利要求1的特征的配置模块，一种具有权利要求9的特征的监视系统，一种具有权利要求13的特征的用于配置监视系统的方法以及一种具有权利要求14的特征的计算机程序。本发明的有利的或优选的实施例在从属权利要求中、以下说明中和通过附图说明。

根据本发明提出一种配置模块，所述配置模块适合用于和/或被构造用于配置具有多个监视摄像机的监视系统。所述多个监视摄像机被在空间上分散地设置在监视区域中和/或可被设置在监视区域中。监视区域被任意地构造并且可以尤其体现为建筑物中的一个或多个内部空间、一个或多个街道、交叉路口、工厂等等。

配置模块包括一个模型存储器，所述模型存储器可被构造为易失性的或非易失性的存储器并且提供监视区域的模型。模型例如被构造为监视区域的图片、地图、平面图等等和/或包括监视区域的几何范围和/或尺寸。在数学表达方面，模型在模型坐标表示中示出被设置在世界坐标系中的监视区域。

在模型中记录和/或引用监视摄像机的摄像机数据。特别是，在模型中以关于位置和方向的模型坐标记录监视摄像机。

在一个可能的实施方式中，模型和摄像机数据被持久地保存在模型存储器中，在其他替代方案中所述数据在配置模块运行时才被汇集。

配置模块具有一个输入接口，所述输入接口例如与一个人机接口MMS连接和/或可连接，其中，输入接口适合用于和/或被构造用于在模型中输入至少一个监视目标。监视目标例如可被如此记录到模型中，使得所述监视目标在监视摄像机中的至少两个监视摄像机的检测区域上、即在由监视区域中的视频摄像机检测到的区域上延伸或者所述监视目标比监视摄像机中的一个监视摄像机的检测区域更宽地延伸。特别地，也可以与监视摄像机中的一个监视摄像机的检测区域部分重叠地和部分不重叠地输入监视目标。因此，可以将监视目标与监视摄像机的布置无关地记录到模型中。优选地，以模型坐标记录监视目标。

作为配置模块的一部分的计算装置被构造用于基于所输入的监视目标为监视摄像机中的至少一个求得针对摄像机的监视目标区段。在一个优选的进一步构型中，从所记录的监视目标出发形成监视目标区段，所述监视目标例如在至少两个监视摄像机的检测区域上延伸，其中，每个监视目标区段恰好对应于一个监视摄像机。优选地，每个监视目标区段对应于监视目标的、设置在所对应的监视摄像机的检测区域中的部分。只要监视摄像机的检测区域重叠，则监视目标的监视目标区段也重叠。

本发明的构思是，视频监视系统中迄今所实现的监视摄像机的单独配置是繁琐的并且易出故障的。尤其是在应激活在至少两个监视摄像机的检测区域上延伸的监视目标时，所述至少两个监视摄像机必须被如此单个配置，使得监视目标在检测区域之间的过渡实际上符合所期望的要求。迄今为止，激活监视系统中的、在多个监视摄像机的检测区域上延伸的虚拟绊网耗费很大，因为在从一个检测区域过渡到下一个检测区域时往往混入台阶或其他不连续性。迄今，监视目标的位置变化也是繁琐的，因为每个单独的监视摄像机必须被独立地重新配置。

相反，本发明建议：监视目标被记录在一个模型中并且监视目标自动化地转换成特定于摄像机的监视目标区段。换句话说，使用者可以例如以简单的方式通过两个端点的确定在模型中记录虚拟的绊网，其中，自动地通过输出用于监视摄像机的、针对摄像机的监视目标区段得到一个、两个、三个或更多个监视摄像机的配置。因此，本发明的优点在于简化的操作和在操作时更低的故障可能性。

在本发明的一个优选实施例中，监视摄像机被静止地设置，但在改变的实施方式中，监视摄像机也可被构造为可移动的、尤其是PTZ摄像机(摆动/倾斜/变焦摄像机)，其中，根据当前的摄像机位置建立针对摄像机的监视目标区段。

在本发明的另一优选实施方式中提出：监视目标被静止地设置在模型中和/或监视区域中。在此优选实施方式中，监视目标优选不被构造为移动的监视对象。

在本发明的一个可能的实现中，监视目标和/或监视目标区段被构造为线或者折线(Linienzug)——例如具有插值点和/或插值区段，被构造为面、尤其是被构造为多边形和/或被构造为空间区段、尤其是被构造为体积。一般来说，监视目标可被表示为在监视区域中优选水平延伸的几何体，但在改变的实施方式中显示垂直的区段或任意定向的区段。

在第一可能实施方式中，监视目标被构造为虚拟的绊网，在第二可能实施方式中，监视目标被构造为面区段，所述面区段的特征例如在于监视区域中的封锁区域。同样可行的是，监视目标被构造为体积、例如被构造为柱体，在所述体积的中心设置有一个保护对象。

在一个可能的实施方式中，模型被构造为一个2D模型或者一个3D模型，其中，2D模型例如被实现为监视区域的平面图。在一个可能的3D模型中，建模平面图和静止的对象、例如墙壁。在一个扩展方案中，也可以在模型中构造准静止的对象、例如柜子、做功机械等等。

尤其但不仅仅在具有3D模型的实施方式中优选的是，配置模块具有一个遮蔽检查装置，所述遮蔽检查装置被构造用于检验在监视摄像机中的一个监视摄像机前面监视目标或监视目标区段的可能的遮蔽。实现的可行性在于，以Z等级设置和检查模型或模型中的对象：监视目标区段是完全可见地还是至少部分可见地设置在相应的监视摄像机前面。

在本发明的一个面向实践的实现中，模型中所记录和/或所引用的摄像机数据包括摄像机模型、摄像机位置和/或摄像机取向。摄像机模型描述光学特性、尤其是监视摄像机的映射特性并且与关于摄像机位置和/或摄像机取向的数据一起允许像点从监视摄像机的图像坐标系到模型坐标系中的投影，或者相反。

在本发明的一个可能的具体实现中，计算装置在编程技术上和/或在电路技术上被构造用于求得监视目标区段，其方式是位于模型坐标中的监视目标被投影到分别相对应的监视摄像机的图像坐标系中并且在必要时被截断。特别地，所投影的监视目标在边缘侧被截断和/或在由静止的和/或准静止的对象遮蔽的区域内和/或设置在相应的监视摄像机的图像检测区域外的区域内被截断。

本发明的另一个主题涉及一种具有权利要求8的特征的视频监视系统，其中，视频监视系统与多个监视摄像机连接和/或可连接，其中，监视摄像机被和/或可被在空间上分散地设置在监视区域中，其中，视频监视系统包括如以上所述或者根据以上权利要求中任一项所述的配置模块。

在本发明的一个面向实践的进一步构型中，视频监视系统具有至少一个监视装置，所述至少一个监视装置在编程技术上和/或在电路技术上被构造用于借助于图像处理算法通过分析处理监视摄像机的视频数据流来监视监视目标区段中的至少一个监视目标区段。监视装置尤其被构造用于探测和/或跟踪监视目标区段中的监视对象、对象运动等等。

在一个可能的结构中，视频监视系统具有多个监视装置，其中，每个监视装置被分配有至少一个或恰好一个监视摄像机。因此，本发明的这个方面涉及视频监视系统中的监视装置的分散式分布，从而可以至少部分地在并行结构中分析处理监视摄像机的图像数据流。

在本发明的一个特别优选的设计实现中，至少一个监视摄像机被构造为所谓的智能摄像机，所述智能摄像机例如在相同壳体中具有一个处理器单元，其中，监视装置本地地集成在监视摄像机中、尤其是集成在处理器单元中。本发明的这个方面允许借助于配置模块以简单的方式配置智能摄像机网络。

另一主题涉及一种用于配置一种监视系统或根据以上权利要求中任一项所述的、具有权利要求12的特征的监视系统的方法，其中，在第一步骤中，例如以几何图形的形式将监视目标记录到监视区域的模型中，而在第二步骤中，将监视目标变换成单个监视摄像机的、针对摄像机的监视目标区段。

本发明的最后一个主题涉及具有权利要求13的特征的计算机程序。

附图说明

本发明的其他特征、优点和效果由以下对优选实施例的描述得出。在附图中：

图1作为本发明的实施例示出具有配置模块的视频监视系统的示意图；

图2同样以示意图示出从模型坐标投影到像点坐标的说明。

具体实施方式

图1示出视频监视系统1，所述视频监视系统1无线地或有线地与多个监视摄像机2a、b、c、d信号技术地连接。监视摄像机2a-d在空间上分散地设置在一个真实的监视区域中，其中，所述监视区域在图1中被构造为房间3。在变化的实施方式中，所述监视区域也可被构造成更加宽敞、有角的、多层的等等。

对于监视摄像机2a和2b示意性地表示出检测区域4a和4b，所述检测区域4a和4b部分重叠地设置。同样与检测区域4a和4b重叠地绘制了一个监视目标5，所述监视目标5被构造为多边形并且在房间3中水平地延伸。在监视对象、例如访问者不允许踏上或横越所述监视目标5，而监视系统不输出报警信息时，此类监视目标5例如被布置在监视区域中。

如从图1中得出，监视目标5虽然完全地设置在监视摄像机2b的检测区域4b中，但仅仅部分地设置在监视摄像机2a的检测区域4a中。在没有其他措施的情况下，监视系统1必须被如此配置，使得在第一步骤中关于监视摄像机2b输入监视目标5并且在第二步骤中关于监视摄像机2a输入监视目标5。在此，尤其困难的是，监视目标5仅仅部分地进入到检测区域4a中并且因此在输入时必须被截断。在此，足够准确地输入监视目标5在检测区域4a和4b的临界区域或重叠区域中的过渡是尤其困难的。

为了使监视摄像机2a至d的配置容易，视频监视系统1具有一个配置模块6，所述配置模块6能够实现监视摄像机2a至d的简化的配置。

配置模块6包括一个模型存储器7，所述模型存储器7提供具有所绘制的监视摄像机2a至d的监视区域的、在此情形中房间3的模型10。模型10例如被构造为2D模型并且可以在显示单元8上以图形的方式提供给观察者9。观察者9可以借助于人机接口11以简单的方式将监视目标5绘制到模型10中，更确切地说优选与监视摄像机2a至2d的位置无关地将监视目标5绘制到模型10中。

配置模块6具有一个计算装置12，所述计算装置12访问具有模型10的模型存储器7以及访问所输入的监视目标5的数据并且基于所述数据产生针对摄像机的监视目标区段13a和13b。

如从房间3的表示中看到的那样，监视目标区段13b包括完整的监视目标5，因为所述监视目标5完全地设置在监视摄像机2b的检测区域4b中。相反，监视目标区段13a仅仅被构造为监视目标5的一部分，更确切地说，恰好被构造为通过监视摄像机2a的监视区域4a摄录的部分。

借助于监视目标5从模型10在显示装置8上所显示的模型坐标到监视摄像机2a至2d的图像坐标的投影实现监视目标5到监视目标区段13a、b的变换。

图2说明监视目标5从通过模型坐标系14表明的模型坐标到监视摄像机2a或2b的图像坐标系15a或15b的投影。模型坐标系与世界坐标具有固定的、明确的关系，房间3设置在所述世界坐标系中。

在监视目标5投影到监视摄像机2b的图像坐标系15b上时，完整的监视目标5被映射到图像坐标系中的图像平面上，其中，图像平面的位置由监视摄像机2b的图像检测单元定义。通过摄像机数据、即尤其是监视摄像机2a或2b的位置和取向以及描述光学映射特性的摄像机模型产生映射规则。

在另一步骤中，被映射的监视目标5在边缘侧被截断，其中，截断边界由监视摄像机2a、b的检测区域确定，即最终由图像检测单元的(有效)大小或监视摄像机2a、b的另一光圈的(有效)大小确定。可选地，在配置模块6中可以设有一个遮蔽检查装置16，所述遮蔽检查装置16检查监视目标5由于模型10中其他对象的可能的遮蔽并且在遮蔽情况下使其他区域、尤其是监视目标5的被遮蔽的区域无效。被映射的监视目标5的剩余部分是可被监视摄像机2a或b观察的监视目标区段13a、b。监视目标区段13a、b对应于世界坐标中房间3中的真实区域。

监视目标区段13a、b在图像坐标中的位置和范围被输出到监视装置17a-d，所述监视装置17a-d分布式地集成在监视摄像机2a-d中。例如，监视摄像机2a-d被构造为所谓的“智能摄像机”，所述“智能摄像机”在自己的壳体中具有集成的和/或单独分配的处理器单元。

在监视装置17a-d上，在监视运行中借助于数字图像处理在可由图像处理算法探测到的事件方面监视所述监视目标区段13a、b。此类事件可以是踏上、横越、接触所述监视目标区段13a、b等等，可以是所述监视目标区段13a、b中的颜色变化、对比度变化、内容变化和/或对象探测或对象识别。

Claims (14)

1.用于一视频监视系统(1)的配置模块(6)，所述视频监视系统(1)具有多个监视摄像机(2a-d)，所述多个监视摄像机(2a-d)在空间上分散地被和/或可被设置在一监视区域(3)中，

所述配置模块(6)具有一模型存储器(7)，所述模型存储器(7)被构造用于提供所述监视区域(3)的一模型(10)，其中，所述监视摄像机(2a-b)的摄像机数据被记录和/或被引用在所述模型(10)中，

所述配置模块(6)具有一输入接口(11)，所述输入接口(11)用于将至少一个监视目标(5)输入到所述模型(10)中，以及

所述配置模块(6)具有一计算装置(12)，所述计算装置(12)基于所输入的监视目标(5)为所述监视摄像机(2a，d)中的至少一个监视摄像机求得至少一个针对摄像机的监视目标区段。

2.根据权利要求1所述的配置模块(6)，其特征在于，所述监视目标在所述监视摄像机中的至少两个监视摄像机的检测区域上延伸，并且所述计算装置(12)基于所输入的监视目标(5)为至少两个监视摄像机(2a，b)求得针对摄像机的监视目标区段(13a，b)。

3.根据权利要求1或2所述的配置模块(6)，其特征在于，所述监视目标(5)被静止地设置在所述监视区域中。

4.根据以上权利要求中任一项所述的配置模块(6)，其特征在于，所述监视目标(5)和/或所述监视目标区段(13a，b)被构造为线、折线、面和/或空间区段。

5.根据以上权利要求中任一项所述的配置模块(6)，其特征在于，所述模型(10)被构造为一2D模型或一3D模型。

6.根据以上权利要求中任一项所述的配置模块(6)，其特征在于一遮蔽检查装置(16)，所述遮蔽检查装置(16)被构造用于检验在所述监视摄像机(2a-d)中的一个监视摄像机前面所述监视目标(5)的可能的遮蔽。

7.根据以上权利要求中任一项所述的配置模块(6)，其特征在于，所述摄像机数据包括一摄像机模型、一摄像机位置和/或一摄像机取向。

8.根据以上权利要求中任一项所述的配置模块(6)，其特征在于，所述计算装置(12)在编程技术上和/或在电路技术上被构造用于通过所述监视目标(5)到相应的监视摄像机(2a-d)的图像坐标系(15a，b)中的投影产生所述监视目标区段(13a，b)。

9.视频监视系统(1)，所述视频监视系统(1)具有多个监视摄像机(2a-d)，所述多个监视摄像机(2a-d)在空间上分散地被和/或可被设置在一监视区域(3)中，其特征在于一根据以上权利要求中任一项所述的配置模块(6)。

10.根据权利要求9所述的视频监视系统(1)，其特征在于至少一个监视装置(17a-d)，所述至少一个监视装置(17a-d)被构造用于借助于数字图像处理算法监视所述监视目标区段(13a，b)中的至少一个监视目标片段区段。

11.根据权利要求9或10所述的视频监视系统(1)，其特征在于多个监视装置(17a-d)，其中，每个监视装置(17a-d)被分配有至少一个或者恰好一个监视摄像机(2a-d)。

12.根据以上权利要求中任一项所述的视频监视系统(1)，其特征在于，至少一个监视摄像机(2a-d)被构造为智能摄像机和/或所述监视装置(17a-d)被本地地集成在所述监视摄像机(2a-d)中。

13.用于配置根据以上利要求中任一项所述的监视系统(1)的方法，

其中，将所述监视目标记录到所述监视区域(3)的模型(10)中，

其中，将所述监视目标(5)变换成至少一个针对摄像机的监视目标区段(13a，b)。

14.计算机程序，所述计算机程序具有程序代码单元，以便在一计算机或者根据权利要求1至12中任一项所述的视频监视系统上执行所述程序时实施根据权利要求13所述方法的所有步骤。

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