CN101933027B - 用于视频监视系统的遮蔽模块、用于遮蔽被选择的物体的方法以及计算机程序 - Google Patents
用于视频监视系统的遮蔽模块、用于遮蔽被选择的物体的方法以及计算机程序 Download PDFInfo
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Abstract
除用于保护监视区域并且在必要时用于跟踪可疑物体的视频监视系统的明显优点外,还提出了如下挑战:保护被视频监视区域中的人的隐私。为此提出一种用于监视系统(1)的遮蔽模块(4),其中,监视系统(1)具有至少一个监视摄像机(2)并且适用于和/或被设置观察具有运动物体(14,16)的监视区域,所述遮蔽模块(4)具有用于将物体选择为选择物体(16)的选择装置,其中,所述遮蔽模块(4)被构造用于遮蔽地输出选择物体(16)或者其部分区域——以下统称为选择物体(16),其中,遮蔽模块(4)被构造用于将遮蔽限制到监视区域的至少一个被选择的空间部分区域(15,18)中的物体(16)上。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于监视系统的遮蔽模块,其中,所述监视系统具有至少一个监视摄像机并且适用于和/或被设置用于观察具有运动物体的监视区域,所述遮蔽模块具有用于将物体选择为选择物体(Auswahlobjekte)的选择装置,其中,所述遮蔽模块被构造用于遮蔽地输出选择物体或者选择物体的部分区域——以下统称为选择物体。此外,本发明还涉及一种用于遮蔽被选择的物体的相应方法以及一种计算机程序。
背景技术
视频监视系统通常包括多个监视摄像机,这些监视摄像机对准监视区域并且将这些监视区域成像为监视场景。例如,在企业或公司中使用视频监视系统,但是也在公共广场、十字路口、火车站或者其他建筑物中使用视频监视系统。监视摄像机的图像数据流通常汇总到监视中心中并且在那里被存储或者被手动地或自动地分析处理。
然而,除这种用于保护监视区域并且在必要时用于跟踪可疑物体的视频监视系统的明显优点外,也提出如下挑战:保护视频监视区域中人的隐私。保护隐私的必要性可以有很多理由。对行人而言,被每个任意的视频监视系统持久地并且可跟踪地观察可能是不舒服的。如果拍摄任意的行人并且持久地存储其图像,则数据保护以及与人有关的数据的存储也是成问题的。
为了足够地尊重隐私,通常如此定位监视摄像机,使得仅仅观察和拍摄相关的监视区域。通过值得保护的区域的结构屏蔽(即例如通过视野保护)或者通过摄像机配置时区域的隐没(Ausblendung)给出另一种可行方案,其中,以简单的方式隐没或涂黑摄像机图像的细节区域。
文献US 2007/0116328 A1公开了一种在视频图像拍摄中遮蔽裸露皮肤的方法,旨在满足社会要求。裸露皮肤区域由视频图像的内容分析检测并且随后以掩模覆盖。
可能构成最接近的现有技术的文献US 2005/0129272 A1公开了一种具有物体遮蔽的视频监视系统,其中,处理器识别监视场景中的至少一个物体,其中,借助于彩色掩模或类似物在视觉上遮蔽所述至少一个物体。物体的识别通过色彩分布、几何形状、第一几何形状与第二几何形状的关系的分析处理以及通过灰度值或纹理信息进行。
发明内容
本发明涉及一种具有权利要求1所述特征的遮蔽模块、一种具有权利要求11所述特征的用于遮蔽被选择的物体的方法以及一种具有权利要求12所述特征的计算机程序。在从属权利要求、以下说明以及附图中公开了本发明的有利的或优选的实施方式。
优选地,遮蔽模块被可选地实现为附加设备或者监视系统的集成组成部分。因此,在本发明的框架中还公开了一种具有所述遮蔽模块的监视系统。所述监视系统具有至少一个监视摄像机,所述至少一个监视摄像机可按任意方式构造,例如构造为彩色摄像机、黑白摄像机、红外摄像机、PTZ(Pan Tilt Zoom:摇动/俯仰/变焦)摄像机等等。所述监视系统适用于和/或被设置用于观察具有运动物体的监视区域。
遮蔽模块具有用于将物体选择为选择物体的选择装置。优选地,首先通过已知的图像处理算法检测并且在必要时跟踪一个或多个监视场景中的运动物体。随后,这些被检测和/或被跟踪的物体尤其按照预先给定的规则被识别为选择物体。
此外,遮蔽模块被构造用于遮蔽地输出选择物体或者选择物体的部分区域——以下统称为选择物体。在本发明的一个优选应用中,选择物体对应于保护物体,即应当通过遮蔽保护其隐私的运动物体。优选地,遮蔽通过遮盖、畸变或者用于使选择物体无法辨认的其他可行方案实现。在一个可能的实施方式中,仅仅遮蔽选择物体;在另一实施方式中,首先遮蔽所有的运动物体,随后撤销选择物体集合的互补集合的物体的遮蔽。
在本发明的框架中提出,遮蔽模块被构造用于将遮蔽限制到至少一个被选择的或可被选择的空间部分区域中的物体上。换句话说,优选根据选择物体与被选择的空间部分区域的从属性来选择这些选择物体。因此,例如在初始化遮蔽模块时选择监视区域中的一个或多个空间部分区域并且随后仅仅遮蔽位于被选择的空间区域中的物体。
本发明的考虑在于,迄今所使用的将遮蔽限制到确定的图像区域或预先给定的特征上的技术具有如下缺点:没有利用关于被视频监视的监视区域的知识或者关于运动物体及其行为的知识。与已知的现有技术不同,在根据本发明的遮蔽模块中利用关于监视区域的知识,尤其是关于监视区域的空间结构的知识,或者关于物体行为的知识,以控制物体的遮蔽或解遮蔽。这些知识可以作为预先知识(Vorab-Kenntnisse)提供给遮蔽模块,替换地,这些知识通过遮蔽模块或者通过监视系统来检测或者更新。
优选地,借助于数字图像处理来实施或应用本发明。在变换的实施方式中,也可以借助于模拟图像处理和/或模拟图像处理与数字图像处理的混合来实现本发明。
本发明具有如下优点:非常准确地并且也选择性地保护未参与者的隐私。此外,本发明以有利的方式有助于保护公共区域。因此,本发明以特别有利的方式有助于显著地提高对安装用于视频监视的摄像机的可接受性。
在本发明的一个优选实施方式中,遮蔽模块被构造用于根据与监视摄像机的距离来确定所选择的部分区域。在此实施方式中,例如可以通过分界线将不同的区域——例如私人区域和公共区域彼此分开,其中,仅仅遮蔽地输出这些区域之一中的物体。在此,为了进行初始化,可以充分利用存在的分界线——例如栅栏或地产线。可以通过相同的方式将具有任意轮廓的平坦区域选择为部分区域。
在一个补充的或替换的实施方式中,遮蔽模块包括具有深度图的深度图装置,其中,从深度图中或者借助于深度图选择空间部分区域。在优选实施方式中,深度图包括视频图像中所呈现的监视场景的地面或地下实际在空间上如何延伸的信息。以此方式,例如可以通过深度图通过人在视频图像中的垂足点(Fuβpunkt)将人——即扩展物体与监视区域中的空间位置相对应并且根据规定来遮蔽或解遮蔽此空间位置。可以手动地输入深度图,可以在初始化监视系统时通过校准方法产生深度图或者在监视系统或遮蔽模块的运行期间学习深度图。
在一个优选实现中,手动地输入空间部分区域和/或距离的变化。所述输入可以例如通过诸如计算机鼠标或类似物的人机界面实现。
在本发明的另一个可能的补充中,被选择的空间部分区域被构造为3D物体或者所述3D物体的部分区段。此实施方式允许不对监视区域中的扩展物体、尤其是静态物体进行监视,其方式是遮蔽位于所述监视区域中的运动物体。此类3D物体例如可以是私人逗留其中的建筑物。
在本发明的一个可能的实现中,遮蔽模块具有模型装置,所述模型装置包括监视场景的3D模型,其中,由所述3D模型求得空间区域和/或构成所选择的区域的3D物体。所述3D模型优选包括监视区域中静态物体的成像。可以与深度图的产生类似地实现所述3D模型的产生。
在本发明的一个优选实施方式中,遮蔽模块包括遮蔽装置,所述遮蔽装置被构造用于遮蔽物体。根据本发明的实施方式,遮蔽装置可被构造用于仅仅遮蔽选择物体或者被实现用于遮蔽所有的运动物体。
在本发明的一个改进方案中,遮蔽模块附加地包括解遮蔽装置,所述解遮蔽装置被构造用于撤销被遮蔽物体的子集的遮蔽。
如果已进行选择物体的遮蔽但出于一定原因需重新撤销所述遮蔽,则可以有利地使用这种解遮蔽装置。在本发明的一个可能的实施方式中,可以手动地实施解遮蔽,也就是说,使用者例如可以选择性地重新解遮蔽确定的被遮蔽物体。在一个替换的实施方式中,实现被遮蔽物体的自动解遮蔽,其中,根据可预先给定的条件实现所述解遮蔽。一个可能的条件是被遮蔽物体的物体行为。如果物体行为对应于预先给定的行为模式——例如逆着预先给定的运动方向游荡、运动(例如,沿单行道的逆向行驶)、以确定的速度运动(例如,超过预先确定的最大速度的运动)、超过预先确定的加速度界限的物体加速度(例如,物体的跑开或者物体的下落)、被遮蔽物体的位置,等等,则撤销遮蔽。
解遮蔽装置的另外的或补充的实施方式提出,首先,监视区域中的所有运动物体被遮蔽并且解遮蔽装置被构造用于解遮蔽所有不属于选择物体的被遮蔽物体。此实施方式具有如下优点:为了保护隐私,首先通过遮蔽保护所有被检测的物体,其中,仅仅在存在确定的条件时才撤销遮蔽。
在本发明的一个优选实现中,遮蔽装置被构造用于优选已经在图像数据流中对待遮蔽的区域进行受密钥保护的编码。因此,在遮蔽时使用可逆编码,所述可逆编码仅仅通过使用优选选择性地作用于各个物体的密钥实现。
优选地,密钥理解为例如被数字地构造的授权工具。密钥可以具有任意的位长,例如大于8位的位长,优选大于32位的位长以及尤其是大于64位的位长。例如,可以与pgp密钥类似地构造所述密钥。在一个优选实施方式中,可以通过对称的和/或不对称的加密来实现编码/解码。特别地,借助对称的加密或密钥对内容进行编码并且借助不对称的加密向使用者交付密钥。
在本发明的一个改进方案中提出,受密钥保护的编码的密钥对于使用者而言是不可访问的,而是自动地在一个确定的时间间隔后被消除或者被禁用。此外优选地,释放待解遮蔽的物体的密钥。优选地,遮蔽模块具有密钥存储器,所述密钥存储器被构造用于产生和/或暂时地或持久地存储密钥。
本发明还涉及一种用于遮蔽视频监视区域中的运动物体的方法,其中仅仅对视频监视区域的被选择的空间部分区域中的运动物体进行遮蔽,所述空间部分区域构成监视区域的子区域。
此外,本发明还涉及一种用于实施所述方法的计算机程序。
附图说明
从以下对本发明的优选实施例的说明以及附图中得到本发明的其他特征、优点和效果。附图示出:
图1:作为本发明的第一实施例的具有遮蔽模块的监视系统的框图;
图2:用于说明图1中的监视系统的工作原理的第一示例场景;
图3:用于说明图1中的监视系统的工作原理的第二示例场景。
具体实施方式
图1以示意性框图示出视频监视系统1,所述视频监视系统具有多个监视摄像机2,这些监视摄像机2对准监视区域以进行监视。例如,监视摄像机2可被构造为摄像机网络中的PTZ(Pan-Tilt-Zoom:摆动/俯仰/变焦)摄像机,其可以观察完整的3D环境。由监视摄像机2拍摄的图像数据流传输至监视系统1的中央单元3。
除可选的、其他已知的模块外,中央单元3包括遮蔽模块4,所述遮蔽模块4实现保护监视区域的部分区域中的隐私的任务,其方式是,借助于数字图像处理算法和/或模拟图像处理使作为选择物体的人——或者一般而言运动物体——变得无法辨认和/或不可识别。
为了确定应借助于遮蔽使运动物体变得无法辨认的空间部分区域——以下称为遮蔽区域,遮蔽模块4与人机界面5连接,所述人机界面5允许由使用者选择遮蔽区域。
第一种选择可能性在于,根据深度图装置6中的深度图或深度信息来确定遮蔽区域,其中,监视区域中在至监视摄像机2的确定距离上或者距离范围内运动的物体被遮蔽。例如,在公司区域以外运动的或者在购物商店外沿橱窗行进的人或汽车的车牌被遮蔽,以便保护其隐私。
第二种可能性是通过使用模型装置7给出的,所述模型装置7提供监视区域的3D模型。在此可能性中,监视区域的扩展的3D区域——例如建筑物或者建筑物区段可被选择为遮蔽区域。这样,可以使例如建筑物中在窗后检测到的人匿名。相反,不使例如在建筑物前运动的人匿名。
在确定监视区域中的空间遮蔽区域后,从遮蔽模块4中遮蔽地输出遮蔽区域中所检测到的运动物体。在一个替换的实施方式中,遮蔽模块4或其一部分也可被分布式地设置在监视摄像机2中,从而确保监视摄像机2仅仅输出具有已被遮蔽的物体的图像数据流。
所述遮蔽在遮蔽装置8中进行,优选在存储图像数据流之前在视频监视摄像机2的图像数据流中进行,以确保最高程度的隐私安全性。在遮蔽装置8后面连接有解遮蔽装置9,所述解遮蔽装置9在确定条件下(如以下所述)实现被遮蔽物体的解遮蔽。遮蔽在遮蔽装置8中优选通过相应图像区域的密钥支持的编码实现,其中,密钥支持的编码的密钥保存在密钥存储器10中。解遮蔽装置9中被遮蔽物体的解遮蔽仅在使用密钥的情况下才是可能的。优选地,每个被遮蔽物体包含一个特有的密钥。
解遮蔽的条件例如在于,运动物体呈现出不正常的行为或引人注意的行为。对于这种情形,运动物体失去在隐私方面的权利并且遮蔽被撤销。
在另一种工作方式中,首先在遮蔽装置8中遮蔽所有的运动物体,随后在解遮蔽装置9中解遮蔽所有不属于选择物体和/或运动异常物体的被遮蔽物体。
优选地提出,在密钥存储器10中消除不直接在解遮蔽装置9中使用的密钥。最后,以已知的方式通过接口11输出具有未被遮蔽的、被遮蔽的和/或被部分解遮蔽的物体的图像数据流并且例如向监视工作人员显示所述图像数据流。
图2示出使用遮蔽模块4的示例性监视场景。在所述监视场景中示出了一个购物中心12,其中,监视摄像机对准商店前具有行人14的公共区域13并且同时也拍摄具有人16的商店的私人内部空间15。公共区域中的行人14不享有隐私保护,而商店中的人16享有隐私保护。
为了将内部空间15选择为遮蔽区域,一方面商店可在模型装置7中作为3D物体被选出并且被识别为遮蔽区域。另一方面可以通过至在公共区域13与商店区域14之间的分界线上延伸的摄像机的距离借助深度图装置6生成遮蔽区域。如从图2可以看出,通过黑色的矩形遮蔽所述遮蔽区域中的人16。对于被遮蔽的人16做出行为异常的反应的情形,解遮蔽装置9重新撤销遮蔽。相反,商店前的行人14是不遮蔽的或者不再遮蔽的。当然相反情形也是可能的,即公共区域13被选择为遮蔽区域而内部空间15被选择为解遮蔽区域。
图3以示意图示出遮蔽模块4在停车场17上的应用,所述停车场17位于公司区域内。仅应观察停车场区域17,而栅栏对面的公共区域18应享有隐私保护。通过借由深度图装置6或者模型装置7的相应输入,公共区域18可表明为遮蔽区域,从而所述遮蔽区域中的人16被遮蔽。相反,停车场区域17中的行人14被不遮蔽地或者解遮蔽地显示。
Claims (10)
1.用于一监视系统(1)的遮蔽模块(4),其中,所述监视系统(1)具有至少一个监视摄像机(2),并且适用于和/或被设置用于观察具有运动物体(14,16)的监视区域,
所述遮蔽模块具有一选择装置,用于将物体选择为选择物体(16),
其中,所述遮蔽模块(4)被构造用于遮蔽地输出所述选择物体(16)或者所述选择物体的部分区域——以下统称为选择物体(16),
其特征在于,
所述遮蔽模块(4)被构造用于将遮蔽限制到所述监视区域的至少一个被选择的空间部分区域(15,18)中的物体(16)上,其中,所述遮蔽模块(4)被构造用于通过分界线将不同的区域彼此分开,其中,仅仅遮蔽地输出作为被选择的空间部分区域的区域之一中的物体,其中,所述遮蔽模块(4)具有解遮蔽装置(9),所述解遮蔽装置(9)被构造用于撤销所有被遮蔽物体(14,16)的或所有被遮蔽物体(14,16)的子集的遮蔽,其中,所述解遮蔽装置(9)被构造用于根据物体行为来确定待解遮蔽的物体(14)。
2.根据权利要求1所述的遮蔽模块(4),其特征在于,所述被选择的部分区域(15,18)可根据与所述监视摄像机(2)的距离来确定。
3.根据权利要求2所述的遮蔽模块(4),其特征在于,所述遮蔽模块包括一深度图装置(6),所述深度图装置(6)包括监视场景的深度图,其中,可从所述深度图中选择所述空间部分区域(15,18)。
4.根据以上权利要求中任一项所述的遮蔽模块(4),其特征在于,所述空间部分区域(15,18)被构造为至少一个3D物体。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的遮蔽模块(4),其特征在于,所述遮蔽模块包括一模型装置(7),所述模型装置(7)包括监视场景的3D模型,其中,可从所述3D模型中选择构成所述被选择的部分区域(15,18)的至少一个3D物体。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的遮蔽模块(4),其特征在于,所述遮蔽模块包括一遮蔽装置(8),所述遮蔽装置(8)被构造用于遮蔽所述被观察的监视区域中的所有物体(14,16)或者所有物体(14,16)的子集,尤其是仅仅遮蔽所述选择物体(16)。
7.根据权利要求6所述的遮蔽模块(4),其特征在于,所述解遮蔽装置(9)被构造用于撤销所述选择物体(16)的集合的互补集合(14)的遮蔽。
8.根据权利要求6所述的遮蔽模块(4),其特征在于,所述遮蔽模块(4)或遮蔽装置(8)被构造用于在图像数据流中受密钥保护(10)地编码待遮蔽的物体(16)。
9.根据以上权利要求6所述的遮蔽模块(4),其特征在于,仅仅对于所述待解遮蔽的选择物体或者所述待解遮蔽的选择物体的子集释放用于受密钥保护的编码的密钥。
10.用于遮蔽一视频监视区域中的运动物体的方法,使用根据以上权利要求中任一项所述的遮蔽模块(4),其中,遮蔽地输出仅仅在一被选择的空间部分区域中的物体,所述被选择的空间部分区域构成所述监视区域的一子区域,其中,通过分界线将不同的区域彼此分开,其中,仅仅遮蔽地输出作为被选择的空间部分区域的区域之一中的物体。
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