CN102598072B - 包括产生图像数据以检测操纵尝试的至少一个摄像机的自动出纳机 - Google Patents

Abstract

提出一种自动出纳机，具有至少一个用于检测操纵尝试的摄像机，所述摄像机捕获在控制面板中布置的一个或多个元件的图像并根据多个独立图像记录（F1、F2、F3）生成图像数据，所述一个或多个元件诸如键盘、现金提款抽屉、卡插入槽。所述至少一个摄像机连接到数据处理单元，所述数据处理单元对生成为结果图像（R）的图像数据（独立图像数据）进行预处理。结果图像（R）的经过预处理的图像数据能够例如通过来自独立图像（F1、F2、F3）的曝光混合来计算，并表示用于数据评估的非常好的数据库以检测操纵。

Description

包括产生图像数据以检测操纵尝试的至少一个摄像机的自动出纳机

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的、包括产生图像数据的至少一个摄像机的自动出纳机。尤其，本发明涉及一种配置作为现金提款机的自动出纳机。

背景技术

在自助式自动机尤其是现金提款机的领域中，出于侦察出敏感数据尤其是自动出纳机的用户的PIN（个人识别号）和/或卡号的目的，操纵形式的犯罪行为被频繁地采用。具体已知操纵尝试，其中违法地在操作区域中或控制面板上安装所谓的读卡机侧录器，诸如键盘叠层和类似物。此类键盘叠层经常具有它们自身的电源以及处理器、存储器和操作程序，以便在没有产生怀疑的用户在输入其PIN或插入其银行卡时对该用户进行侦察。以此方式挖掘的数据然后经由集成到键盘叠层中的发射器发送到远程接收器或存储在叠层中的存储器中。目前遇到的很多读卡机侧录器很难仅仅通过人眼与原始控制件（键盘、读卡器等）区别开。

为了挫败此类操纵尝试，经常使用监视系统，所述监视系统具有安装在自动出纳机的场所附近的一个或多个摄像机并捕获整个控制面板以及经常也捕获由用户占据的区域的图像。一种此类解决方案在DE20102477U1中描述。控制面板以及紧接着在所述面板前方的用户区域两者的图像可以使用摄像机监视来捕获。提供一个附加传感器，以便区分在用户区域中是否有人。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于摄像机监视的解决方案，该解决方案允许对操纵尝试进行可靠检测，甚至无需使用附加传感器系统。作为此的部分，待创建和提供高质量数据库以检测操纵尝试。

通过具有权利要求1的特征的装置来实现此目的。

由此，提出一种自动出纳机，其中提供至少一个摄像机来生成图像数据用于监视自动出纳机，其中为了检测在自动出纳机处的操纵尝试，所述至少一个摄像机捕获在控制面板中提供的一个或多个元件的图像并根据数个独立图像生成图像数据，以及其中摄像机连接到数据处理单元，所述数据处理单元将生成的图像数据预处理为结果图像，这有助于进行操纵检测。优选地，所述至少一个摄像机根据预定义标准、具体地以预定义时间间隔和/或在不同的照明条件或环境亮度下根据独立图像生成图像数据。能够考虑到预定义摄像机设置，尤其是曝光时间和/或图像速率。数据处理单元使用图像数据预处理、具体地是创建平均值、创建中值和/或所谓的曝光混合来将这些图像数据（独立图像数据）组合为结果图像或总图像，所述结果图像或总图像然后可用于操纵检测。结果图像或总图像（结果图像序列）能够以可用于比较的间隔来连续计算以检测操纵尝试。

可以提供至少一个附加摄像机，该附加摄像机类似地安装在自动出纳机处或自动出纳机中靠近控制面板，并且捕获至少一个控制元件——诸如键盘、插卡槽、取款隔间——的控制元件的图像。通过此附加摄像机生成的图像数据或独立记录能够与来自其他摄像机的图像数据协同地被组合为结果图像的序列。

从独立图像获得的结果图像呈现比各个独立图像基本上更高的图像数据质量。制备预处理图像数据形式的高质量数据库以进行操纵检测。

这么做，可能有利的是，根据至少一个预定义函数来生成多个独立的图像记录，所述至少一个预定义函数为独立图像记录设置不同的曝光时间。这确保没有独立图像记录以相同曝光时间来做出，这又有利于曝光混合。在此上下文中，可以规定至少一个预定义函数来匹配至少一个斜坡函数，所述斜坡函数为一系列独立图像记录设置增加和/或减少的曝光时间。据此，第一独立图像记录始于例如0.5ms的最短曝光时间，而对于后续记录来说，曝光时间连续增加直到对于最后的图像来说已经达到了例如2000ms的最大曝光时间。替代地，斜坡能够向下运行，也就是曝光时间趋势是向下的，也就是持续变短。所有独立图像记录的总持续时间也能够是预定的，并且可以是例如10秒。还有利的是，预定义函数之一以使得曝光时间位于特定赋值范围中的方式来指定不同的曝光时间，例如，位于从0.5ms延伸到1000ms的第一下限赋值范围内。此赋值范围优选应用于所谓的日间模式，也就是应用于来自至少一个独立图像记录的亮度和/或对比度值超出了预定义阈值的事件。在夜间模式中，也就是当至少一个独立图像记录的亮度值和/或对比度值落到预定义阈值以下时，不同的曝光时间被分组到第二上限赋值范围内，该第二上限赋值范围可以从1000ms延伸到2000ms。这些功能也能够被组合成功能序列。

这些和其他特别有利的实施例可以在从属权利要求中找到。

由此，还有益的是，至少一个摄像机根据事件、尤其根据通过此摄像机或另一摄像机捕获的事件来为独立图像记录生成图像数据。此类事件可以是例如图像的突然变亮或变暗。另一示例可以是操作信号（键盘的激活或类似）。在这方面，可能有益的是，不（仅仅）在事件发生的同时还在此后做出独立图像记录。

数据处理单元优选地使用一种或多种适合的图像数据处理方法、也就是曝光混合来组合从独立图像记录生成的图像数据。也可以使用图像分割和/或边缘检测。就此而言，有益的是，数据处理单元将独立图像记录分割为指派给至少一个所捕获元件的数个子区域，并且通过分割对独立图像数据进行不同处理。可以规定数据处理单元根据不同独立图像记录的子区域对结果图像进行编译。也可以规定数据处理单元使用不同的图像处理方法和/或使用图像数据处理的不同变型对来自子区域的图像数据进行处理。子区域优选包括至少一个封闭区域或内部区域以及所捕获元件的周围或外部区域，诸如插卡槽的槽区域和周围区域。可以规定子区域之一包括在元件的内部区域与外部区域之间的过渡区域。

数据处理单元优选地以使得其执行图像数据预处理以及真实图像数据评估两者的方式来设计，也就是数据处理单元根据独立图像数据计算出用于结果图像的预处理图像数据，并使用图像处理来评估所述数据来检测操纵尝试。为了这么做，数据处理单元自主地具有第一级，该第一级接收预处理图像数据用于真实图像处理或图像数据评估，其中具体地能够执行阴影移除、边缘检测、矢量化和/或分割。数据处理单元还具有第一级下游的第二级用于特征提取，具体地使用斑点分析、边缘位置和/或颜色分布来进行特征提取。数据处理还具有第二级下游的第三级用于分类。

数据处理单元优选集成到自助终端中。

在自助终端的控制面板中提供的元件包括例如现金提款抽屉、键盘、安装面板、插卡槽和/或监视器，其中所述元件的图像通过至少一个摄像机来捕获。还可以规定数据处理单元触发警报、禁用自助终端和/或在数据处理单元通过处理结果图像的预处理图像数据检测到在捕获元件处的操纵尝试时触发附加摄像机。此附加摄像机可以是人像摄像机，也就是捕获在使用自助终端的同时用户或更具体地其头部所位于的区域的图像的摄像机。以此方式，如果出现需求则可以拍摄用户的人像。还意图的是，特定摄像机和/或数据处理单元在操作和/或自助终端的维护期间被禁用。

附图说明

本发明及从中所得优点在下文中使用实施例并参考所附示意图进行描述，这些示意图示出如下内容：

图1示出具有数个摄像机的自动出纳机的控制面板的透视图；

图2从侧方再现了捕获控制面板的图像的、来自图1的摄像机的覆盖区域；

图3a-d示出三个独立图像记录作为示例以及从其获得的结果图像；

图4示出了使用边缘检测对数个独立图像的图像数据处理以及到结果图像的组合；

图5示出了使用逐像素中值创建对数个独立图像的图像数据处理；

图6从上方再现了捕获控制面板的图像的、来自图1的摄像机的覆盖区域；

图7示出集成到插卡槽中的摄像机的安装位置；

图7b再现来自图7a的此摄像机的覆盖区域；

图8示出连接到数个摄像机的数据处理单元以及连接到所述单元的视频监视单元的框图；

图9示出遵循预定义曝光顺序的各个图像记录；以及

图10a)-c)示出下降和/或上升斜坡形式的不同函数序列。

具体实施方式

图1示出自动出纳机形式的自助终端的基本结构的透视图。自动出纳机ATM控制面板具体包括现金提款抽屉1（也称为开闭器），以及键盘2，即能够便利例如为了读卡机侧录目的以叠层形式进行操纵尝试的控制元件。自动出纳机ATM配备有数个摄像机用于检测这些和类似的操纵尝试。

图1示出安装在不同位置、优选在控制面板附近的那些第一摄像机。所述摄像机是侧部摄像机CAMS、俯视摄像机CAMD以及附加人像摄像机CAMO。

摄像机CAMS和CAMD位于边界、框架或类似物内，并且安装在那里。这些摄像机CAMS或CAMD中的每一个在布置在自动出纳机的控制面板中的至少一个元件——例如现金提款抽屉1（开闭器）和/或键盘2——的每种情况下从外部捕获图像。侧向摄像机CAMS优选地捕获精确地这两个元件1和2的图像；俯视摄像机CAMD捕获附加另外更多元件的图像（也参见图6）。形成对比的是，集成到插卡槽4中的摄像机CAMK捕获此元件的内部区域的图像。此摄像机CAMK及其功能将稍后在下面使用图7a/b详细描述。

除了紧接着位于控制面板处或控制面板中的摄像机之外，附加摄像机CAMO位于自动出纳机ATM的上壳体部中，并且指向用户在操作自动出纳机时所站立的区域。尤其，此摄像机CAMO捕获用户的头部或面部的图像，并因此在此处被描述为人像摄像机。

图2示出位于壳体的侧向部分中的摄像机CAMS的覆盖区域，所述壳体框定或包围自动出纳机ATM的控制面板。现金提款抽屉1和键盘2具体地处于此侧向摄像机CAMS的视角中。此摄像机CAMS尤其配备有广角透镜，以便捕获至少这两个元件或控制面板的子区域的图像。自动出纳机ATM构造为使得已经提及的元件1和2优选具有最均质的表面，且所述表面可能用边缘来进行划界。这简化了对象识别。通过在此特别适合的位置处安装摄像机CAMS，所提到的子区域或元件1和2能够以高度的可靠性进行光学测量。可以规定摄像机在特定区域上锐利地聚焦。

使用图6来弄清俯视摄像机CAMD的不同视角。该图示出了此摄像机CAMD的覆盖区，此摄像机CAMD安装在自动出纳机ATM的上区域中（也参见图1）且从上方捕获控制面板的图像。在现金提款抽屉1和键盘2旁边还可以在摄像机的覆盖区域中包括另外的元件，包括诸如在键盘附近的安装面板、插卡槽4——即用于卡阅读器的馈送件、以及监视器5或显示器的示例。

所提及的这些附加元件3、4、5表示操纵尝试的潜在目标。

具体使用图3到图5，示出此处提出的图像数据处理，其中在数据处理单元中计算高质量的结果图像或结果图像序列（也参见图8）。

图3a-c示出通过侧部摄像机CAMS在不同时间记录的三个独立图像F1、F2和F3（比较图2）。根据所述图像使用稍后将更详细描述的图像数据预处理计算在图3d中所示的结果图像R。

如从图3a-3c能够见到的，独立图像记录F1、F2和F3中的每一个由于诸如反射、不良环境光、以人员和/或对象形式呈现的异物等的情况而包含某些图像干扰或图像误差。这些是意图阐明独立记录情况的示意性表示。例如，第一独立图像记录F1是在日光的条件下做出的，其导致在现金提款抽屉附近的控制面板的表面上的分裂反射。此情况由来自左侧的光束来图示。在独立图像F2中，出现覆盖自动出纳机的键盘的人员。再次在独立图像F3中，在背景中出现异物。因此，独立图像中的每一个具有对于真实图像处理以检测操纵尝试来说的弱点，但是这能够通过此处描述的图像数据预处理很大程度上被消除。结果创建了所计算的总图像R（参见图3d），该总图像R以尽可能少的干扰以及非常高的图像质量再现控制面板和操作元件。

通过组合独立图像数据来编译结果图像R，其中通过将独立图像与彼此进行比较，检测并消除干扰的效果。例如，除了具有反射的区域，能够根据独立图像F1使用很多子区域，其中独立图像F1非常好地再现壳体和操作元件的表面纹理。同样地，除了自动出纳机的键盘区域和前方周边，根据独立图像F2能够使用很多子区域，其中尤其以清晰可识别方式再现了壳体和控制件的边缘。独立图像F3也具有很多有用的子区域，其中尤其以无任何干扰的方式再现了键盘。

然后，可以根据独立图像F1至F3的不同子区域和许多图像分量来计算结果图像F3。与独立图像形成对比的是，结果图像不再现任何真实的图像记录，而是最佳计算的图像组分的等效物，该等效物以无干扰的方式示出捕获区域或控制元件。结果是实现远远超出独立图像的质量的非常高的图像质量。以此方式，创建用于稍后的真实图像数据评估的最佳基础。

从其他领域所知的方法，诸如曝光混合，能够固有地用于对图像数据进行预处理。以很大程度上避免过曝光和曝光不足且保留更多细节的方式来组合以不同曝光时间记录的独立图像。组合来自一系列曝光的独立照片，其中图像中的最亮斑点用来自下一幅较暗图像的相应斑点来替代。

如由图9和10所图示的，能够根据至少一个预定义函数来生成数个独立图像记录，所述至少一个预定义函数为独立图像记录指定不同的曝光时间。这确保了没有独立图像记录以相同曝光时间做出，这又有益于曝光混合。图9示出一系列数个独立图像记录F1到Fn的示意性表示，图示每个独立图像记录具有不同的曝光时间T1、T2，…Tn。所述系列（曝光系列）优选根据单调递减或递增函数来指定，以便有T1<T2<T3…<Tn成立。

图10a)-c)图示不同的函数序列，每个具有特定的斜坡形状：

图10a)示出第一递增斜坡函数MD,其在较低值范围内指定曝光时间以便设置曝光时间T=0.5ms用于第一独立图像“1”，以及在每种情况下设置较长的曝光时间用于后续的独立图像记录。例如，应用于日间模式的较低值范围W1达到1000ms的最大曝光时间。图10a）还示出第二递减斜坡函数MN作为替代，其指定上限值范围内的曝光时间用于夜间模式，以便设置曝光时间T=2000ms用于第一独立图像“1”，以及在每种情况下设置较短曝光时间用于后续的独立图像记录。上限值范围达到T=1000ms的最小曝光时间。应用日间模式还是夜间模式的决定能够基于阈值决定来做出。将至少一幅独立图像记录的亮度值和/或对比度值与阈值进行比较。如果亮度值和/或对比度值大于阈值，则应用日间模式，否则应用夜间模式。

图10b)图示了复合递增斜坡，该复合递增斜坡最初根据日间模式MD指定在下限值范围内的曝光时间。然后，根据夜间模式指定在上限值范围内的较长曝光时间。

图10c)示出递增斜坡，其中从日间模式函数MD到夜间模式函数MN的过渡重叠。很多其他函数级数能够被想到且能够适应环境。在CCTV模式中，例如，每秒做出两幅或四幅图像。

例如能够根据照明条件来做出独立图像记录。曝光时间也能够依据不同参数，诸如自动出纳机的位置（室内、室外）、摄像机的类型和/或安装位置、照明条件等。

例如也能够使用边缘检测，如应于示意性表示的图4中所示：

以第一系列在图4中示出采用侧部摄像机CAMS（参见图1和图2）以不同曝光拍摄的三个独立图像记录F1'到F3'作为局部图4a1)到4a3）。该第一系列再现三个不同曝光的记录，在a1）中非常明亮曝光的记录F1'，在a2）中正常曝光的记录F2'，以及在a3)中曝光不足的记录F3'。在每种情况下通过边缘检测获得的独立图像在第二系列中示出为子图4b1)到4b3）。在b1）到b3）中所示的这些边缘图像示出在黑色背景上的白色边缘线。为了满足专利附图的要求，这些表示在这里用反转方式来再现，也就是在白色背景上示出黑色边缘线。同样的做法应用于c）中所示的总图像R'。将边缘图像b1)到b3)与记录a1）到a3）进行比较示出，独立图像的边缘检测不提供最佳结果。根据本发明，根据独立边缘检测的数据，也就是根据图4b1）到4b3）的独立图像，来计算总图像R'，该总图像与清晰地改进的边缘检测相关。总体说来，在总图像或结果图像R'中恢复了所有肯定检测到的边缘，而这些边缘无法在相应的独立图像中找到或仅仅部分找到。另外，能够消除伪影，尤其是虚拟边缘，或者“鬼影边缘”。

图5a到5c图示了独立图像记录F1”、F2”、F3”等的图像数据预处理的另一变型或附加措施。这里，图像数据逐像素地经受中值形成。图5a)示意性示出相应独立图像中的第一像素的图像数据。例如，图像F1”中的第一像素具有值“3”，图像F2”中的第一像素具有值“7”，以及图像F3”中的第一像素具有值“5”。接下来的图像F4”和F5”在第一像素位置具有值“5”或“4”。如图4b)所示，结果是由以下图像数据值的系列或序列构成：第一像素的3、7、3、5和4。根据这些值的幅度来对它们进行分类，以便得到以下序列：3、3、4、5和7。此序列的中值由此是值“4”。在结果图像或目标图像R'中在第一像素位置（参见图4c）输入此值。与建立平均值（此处的平均值是“4，4”）相比，创建中值具有完全消除在独立图像中存在的任何移动对象的优点。

在数据处理单元中执行也能够根据来自数个摄像机的图像数据执行的图像数据处理，所述数据处理单元还执行真实图像评估并在图8中示出。

图8示出根据本发明的数据处理单元10以及连接到数据处理单元10的视频监视或CCTV单元20的框图，摄像机CAMS和CAMK连接到该数据处理单元10。数据处理单元接收来自摄像机CAMS的图像数据D以及来自摄像机CAMK的图像数据D'。两种摄像机以预定间隔拍摄独立图像，其中通过前置级或控制级ST来控制记录。这样预定具体的独立曝光时间，即生成（也可参见图9和10的稍后描述）一系列独立记录（曝光系列）。然后，在第一级11中预处理独立图像数据。这里使用以上所述的图像数据处理方法或类似方法来生成结果图像。以此方式制备的图像数据D*具有非常高的质量，以及被用作为后续第二级12的输入数据，后续第二级12用于特征提取。然后跟随的是第三级13以用于对所处理的输入数据进行分类。级13又连接到接口14，经由接口14能够激活或控制不同的警报或监视装置。这些装置尤其是包括图像篡改或操纵检测（IFD）。用于图像预处理的第一级11又连接到第二接口15，经由第二接口15建立到CCTV单元20的链路。能够在此CCTV单元的协助下执行远程监视或远程诊断。下面更完整地描述操纵尝试的检测以及给出警报。

首先参考图7，其图示其中摄像机CAMK直接集成到插卡槽4中的摄像机安装位置。为了获得对此摄像机CAMK的良好图像照明，能够使用正以任何方式用于卡槽的光照L。摄像机CAMK安装到由特定光导材料K制成的卡槽或插入槽的侧部。通过一个或多个光源、诸如发光二极管来实现光照L，其中产生的光经由光导材料摄取到真实的插入槽中以照明该插入槽。可以从上方和下方摄取光，以便尽可能均匀地照明卡槽。能够在强度上对生成的光进行最佳调节以满足需求。也可以通过使用彩色LED和/或彩色滤光片对光着色，以便所述光能够匹配于摄像机CAMK的需求。

光学地捕获和测量预定义子区域的图像，以检测由外部干扰、改变等导致的操纵。能够快速且肯定地检测相对于基准值（关于图像结构、图像内容、像素区域的权重等的正常状态）的偏差。在稍后更精确描述的数据处理单元（见图5）中执行不同的图像处理方法（算法）或图像处理步骤（例程）。能够通过子区域执行图像数据处理。

图4b图示了分割为不同子区域的摄像机CAMK的覆盖区域，并清楚示出所述覆盖区域被本质上细分为三个子区域I、II和III。

第一子区域I主要捕获插卡槽、真实卡槽的内部区域的图像，子区域III覆盖插卡槽的外部区域，子区域II覆盖位于其他两个子区域之间的过渡区域。结合图4a，这里所述的设计和安装方法的以下优点变得显而易见：

通过内部摄像机位置能够非常精确地检测读卡机侧录模块、叠层或操纵的不同类型，其中摄像机CAMK布置到插卡槽4中的侧部并且捕获子区域I到III的图像。此安装方法使得可以对对应于子区域I到III的图像进行分割并独立地测量所述子区域。子区域之间在对比度上的差异能够被良好用于分割图像记录。

在此处以使得能够利用子区域III捕获站在自动出纳机前方人员（用户或攻击者）的图像的方式来定向摄像机CAMK。这些图像数据能够具体与来自人像摄像机CAMO（见图1）的那些图像数据进行比较。摄像机CAMK优选安装在终端的与摄像机CAMS相同的一侧上，以便来自这两个摄像机的图像数据也能够比较。

光照L（见图4a）特别用于内部区域I，但是也用于过渡区域II的部分，以便获得对于图像记录的最好可能照明。绿色范围中的彩色光照尤其有益，因为摄像机的图像传感器或CCD传感器对绿色的色度尤其敏感并且具有最大分辨能力。光照L尤其在不良光照条件（位置、夜间时间等）下改善对象检测。另外，光照克服了由外部光（例如进入的阳光）导致的、待检测的叠层上发生的任何反射。总归要提供用于插卡槽的光照L表示用于摄像机CAMK的可靠光源。真实卡槽具有与插卡槽不同的颜色，以便存在对比度上的较大差异，这改善了图像评估。

在图像数据处理中采用不同方法，尤其是分割和边缘检测的组合。数据处理单元（见图5）基本上由以下三级组成：

-用于预处理到达的图像或数据的图像处理级（例如为了移除阴影、边缘检测、分割的目的），

-特征提取级（使用斑点分析、边缘位置分析、颜色分布等），

-分类级（以确定操纵的检测特征）。

数据处理将使用图8更详细描述，并且能够在例如PC上实现。

摄像机CAMK在此被配置为具有400×300像素的最小分辨率的彩色摄像机。利用饱和光照，能够使用用于检测叠层等的基于色彩值分布的方法。摄像机CAMK具有广角透镜，以便能够捕获外部区域（图7b中的子区域III）的良好图像。

在此处描述的示例中，在控制面板附近安装的至少摄像机CAMS、CAMDA和CAMK连接到数据处理单元10（见图8）以通过图像数据的组合在操纵检测中带来清楚改进。稍后描述的此数据处理单元使得可以最佳地评估由摄像机生成的图像数据，以便检测操纵尝试——诸如在键盘2上的叠层或者立即且肯定地在一个摄像机处的操纵——并且按照需要触发警报和禁用。以下是待稍后更详细描述的、能够使用数据处理单元肯定检测出的一些操纵：

-键盘叠层的安装，

-在下/底安装面板处的完整叠层的安装，

-在现金提款抽屉（开闭器）处的叠层的安装和/或用于记录安全信息的对象的安装，所述安全信息尤其是PIN，所述对象诸如微型摄像机、带摄像头的移动电话以及类似的侦查摄像机。

为了检测叠层的存在，在摄像机CAMS和CAMD的协助下，在数据处理单元10内部执行诸如键盘2的成像元件的光学测量，以便清楚地检测发生操纵时的差别。申请人方面的测试已经显示，能够清楚检测到毫米范围内的基准差别。为了检测异物（侦察摄像机），能够使用边缘检测和分割的组合，以便清楚地检测在控制面板中的异物（例如微型摄像机）的轮廓。主要在下文中描述的数据处理单元中执行所需的图像数据处理。

图8示出根据本发明的数据处理单元10以及连接到数据处理单元10的视频监视单元或CCTV单元20的框图，摄像机CAMS、CAMD和CAMK连接到数据处理单元10。数据处理单元10具体具有以下的级或模块：

前置级或控制级ST，控制来自摄像机的独立图像记录以生成独立图像数据D或D'，根据该独立图像数据D或D'，使用上述的方法能够计算出经过预处理的图像数据D*以用于真实数据评估。

为了真实图像数据处理和评估，提供用于所述数据的图像处理的第一级11、用于特征提取的第二级12以及用于对所处理的数据进行分类的第三级13。级13又连接到接口14，经由接口14能够激活或控制各种警报或监视装置。这些装置包括图像篡改或操纵检测（IFD）。用于图像处理的第一级11又连接到第二接口15，经由第二接口15建立到CCTV单元20的链路。在此CCTV单元的协助下，能够例如建立远程监视或远程诊断。

控制级ST负责控制摄像机CAMS和CAMK以生成独立图像数据D或D'。后续的第一级11根据所述数据计算所制备的图像数据D*（计算的完整图像数据），其中这里具体执行诸如阴影移除、边缘检测、矢量化以及分割的步骤。下游的第二级12用于特征提取，该特征提取能够例如使用斑点分析、边缘定位和/或颜色分布来执行。斑点分析例如被用于检测在图像中的内聚区域并对斑点执行测量。斑点（二进制的大对象）是具有相同逻辑状态的接壤像素的区域。图像中作为斑点的部分的所有像素都在前景中。所有其他像素在背景中。在背景中的二进制图像像素具有对应于零的值，而每个不等于零的像素是二进制对象的部分。

然后，在级13中作出分类，所述分类基于所提取的特征判定在自助终端或自动出纳机处是否发生了恶意操纵。

数据处理单元10能够例如利用链接到自动出纳机ATM或者集成到所述ATM中的个人计算机来实现。除了已经提及的用于捕获控制面板CP的子区域的图像的摄像机CAMS和CAMK之外，能够在自动出纳机ATM上安装附加摄像机CAMO（参见图1），该摄像机CAMO指向用户或客户并具体地捕获其面部的图像。也称为人像摄像机的此补充摄像机CAMO能够在检测到操纵攻击时被触发来拍摄站在ATM机处的人员的图片。一旦检测到读卡机侧录攻击，刚才描述的系统能够执行以下动作：

-当能够激活独立摄像机CAMS和/或CAMK以及补充的人像摄像机CAMO时，存储攻击者的照片，

-例如通过电子邮件来警告有效的自动出纳机应用和/或中央管理服务器和/或人员，

-引入防范措施，包括禁用或关闭自动出纳机，

-例如经由因特网或中央办公室来传输所检测到的操纵的数据、尤其是图像。

自动出纳机的操作者能够配置使用这里所述系统所采取的措施或防范措施的范围和类型。

如上所述，能够提供直接安装在控制面板处的数个摄像机，其中摄像机CAMS和CAMD从外部捕获控制面板的图像，并且摄像机CAMK从内部捕获插卡槽的图像。另外可以安装补充的人像摄像机（见图1中的CAMO）。在控制面板处的摄像机CAMS和CAMD以及在插卡槽中的摄像机CAMK用于真实操纵检测。人像摄像机CAMO被用于记载操纵尝试的目的。

所有摄像机优选具有至少2兆像素的分辨率。使用的透镜具有大约140度以及更大的获取角度。另外，使用的摄像机的曝光时间能够在从例如0.25毫秒直到8000毫秒（8秒）的广阔范围上自由调节。以此方式，可以调节到可能最广范围的光照条件。由申请人进行的测试已经显示出，能够获得每度大约10个像素的摄像机分辨率。就1米的距离来说，可以获得每像素1.5mm的精确度。这又意味着，能够使用2到3mm的基准偏差可靠地检测操纵。摄像机透镜距离所成像元件或所观察对象越近，测量就越精确。结果是，在较近区域中能够实现小于1mm的精确度。

根据自动出纳机将被用在哪里（例如室外或室内）以及现有的光条件，在自动出纳机ATM的壳体的侧向部分中或在壳体的上部分中安装摄像机CAMS可能是有益的。根据摄像机位置存在各种监视的可能性。当监视不同元件或子区域时，具体能够实现以下：

捕获现金提款抽屉（开闭器）1的图像允许检查现金陷阱——也就是特定叠层——形式的操纵。捕获键盘区域的图像使得可以确定使用叠层或对安全光照的改变的操纵尝试。捕获安装面板的图像使得尤其可以检测完整叠层。尤其使用集成摄像机捕获插卡槽4的图像使得可以检测在此区域中的操纵。

已经示出，尤其在键盘和卡槽处能够清楚地检测2mm的差别。能够从4mm开始检测出在安装面板的外后边缘处的偏差。能够从8mm开始检测在开闭器的下边缘处的偏差。

数据处理单元10（参见图8）执行所记录的图像数据D具体与基准数据的比较以检测操纵。具体能够对外部区域的图像就其均质性进行检查并与来自控制面板摄像机的外部区域的图像进行比较。

还将来自不同摄像机CAMS、CAMD和/或CAMK的图像数据彼此比较以例如确定是否操纵了独立摄像机。例如，如果摄像机CAMD被遮挡，则与来自其他摄像机的图像记录存在差别。根据图像的亮度能够非常迅速地确立暗化是否在仅仅单个摄像机处发生，以便能够假定操纵或遮挡。数个摄像机信号或图像数据的组合和评估增加了操纵监视的鲁棒性以及对错误警报的防止。图像数据或信息的一些使用如下：

-在人为暗化和自然暗化之间进行区分：如果摄像机被遮挡，则该摄像机已经记录的图像与来自其他摄像机的图像不符合。如果自然光（日光）或人为光（区域光照）不足，则效果在所有摄像机处是相同的或至少类似。否则系统检测到操纵尝试。

-例如利用在其前方粘贴的照片来检测在摄像机阵列上的欺诈攻击：如果独立摄像机显示不同的图像（尤其关于外部区域的亮度、移动、颜色），则这指示尝试的欺诈。

-尤其当遮挡插卡槽时增加鲁棒性：如果插卡槽被覆盖，集成摄像机（见图4a中的CAMK）示出与其余摄像机（见图1中的CAMS、CAMD）不同的图像（尤其关于外部区域）。

此外，能够检查例如用于发射用于插卡槽4的光照的周围环境。经由接口23将系统连接到因特网使得可以通过远程访问来驱动摄像机或不同摄像机。获得的图像数据也可以经由因特网连接传输到视频服务器。由此，相应摄像机几乎用作虚拟IP摄像机。上述CCTV单元20尤其用作此类视频监视的可能性，其中到CCTV单元的接口15被布置用于以下功能：

取得图像，调节图像速率、颜色模型以及图像分辨率，当制备新的图像和/或在所提供图像中检测的操纵的可能视觉增强时，触发CCTV服务事件。

系统被设计为使得在正常操作（例如取钱、帐户状况询问等）中，图像中的手和/或对象不创建故障警报。为此理由，在正常使用ATM期间，禁用操纵检测。并且，清洁或其他简短使用（提交银行声明、在开始交易前和后的交互）的时期不应该用于操纵检测。本质上，优选分析和检测仅仅固定和不动的操纵尝试。系统被设计为使得甚至在大量各种光条件（日间、夜间、雨、多云等）下实行监视。类似地，简单改变光条件——诸如光反射、通过的阴影等——在图像处理中进行补偿或忽略以便防止故障警报。另外，技术性质的事件，诸如光照故障等，能够被计入考虑。这些和其他特殊情况被检测用于分类以及尤其通过第三级来解决。

通过所述系统执行的、用于检测操纵的方法具体展现以下序列（参见图8）：

首先，根据用作真实数据评估的起点的原始独立图像数据D或D’来计算经过预处理的总图像数据D*。

在第一步骤中，图像被最初记录，其中调节摄像机参数以生成适合的图像。通过这么做，记录一系列图像或相应的图像数据D或D'，所述一系列图像或图像数据用作预处理的基础或基准。

然后进一步处理图像数据，其中处理所述数据以便它们尽可能适于评估。例如，数个图像被组合为目标图像以及使用图像增强算法进行优化。尤其执行以下步骤：

阴影移除、删除移动对象、消除噪声和/或不同曝光记录的组合。

对于摄像机的一些调节是对于不同的曝光时间的，以消除反射以及编译良好光照的区域。优选在预定时期上编译图像，以便获得可能最佳图像用于操纵检测。在第三步骤（级12）中执行特征提取，其中对经过预处理的图像或图像数据应用图像分析方法，以便检查所述图像或图像数据的特定特征，诸如边缘位置或颜色分布。向每个特征指派一个数字或值，该数字或值指示在扫描的图像中发现的相应特征有多好。这些值被收集到所谓的特征矢量中。

在另一步骤中，执行分类（级13），也就是将特征矢量传递到分类序列以得到操纵是否存在的决定。使用能够指示置信度的分类器类型，所述置信度也就是决定保持为真的概率或确定性。使用的分类机制可以包括例如：

学习分类器系统、贝叶斯分类器、支持向量机（SVM）或决定树（CART或C4.5）。

此处所述系统优选在结构上是模块式的，以便使得不同配置成为可能。在不同模块中实现真实图像处理和CCTV连接（参见图4）。

此处提出的系统还适于记载所检测的操纵，或者对所述操纵进行数字归档。在检测到操纵的情况下，所记录的图像连同相应的元信息——诸如时间戳、操纵类型等——被保存在系统中的硬盘上或所连接的PC上。还能够将消息转发到平台以用于报告诸如错误报告、状态报告（禁用、模式改变）、统计、受怀疑操纵和/或警报报告的目的。在发生警报的情况下，能够将包含特定警报级别的适当消息发送到管理接口或接口。另外可以在所述接口处实现以下可能性：

取得摄像机数据（诸如摄像机数量、构造状态、序列号等）、主摄像机数据、或摄像机参数的调节和/或警报注册（通知）。

这里提出的本发明特别适合可靠地检测在自助终端处的恶意操纵，所述自助终端诸如自动出纳机。为此，通过至少一个摄像机持续并自动地监视控制面板。使用图像数据处理，光学地测量通过摄像机捕获的元件以识别与基准数据的偏差。已经示出，能够可靠地识别在仅仅毫米范围内的差别。边缘检测和分割的组合优选用于检测异物，以便能够清楚地检测和识别遗留的对象的轮廓。在发生尝试操纵的情况下，能够启动防范措施或动作。

本发明清楚地增加通过数个摄像机和智能图像数据处理的此处提出的组合检测出操纵的可靠度。

在优选实施例中，本发明具有以下摄像机布置：

一个摄像机在插卡槽处，一个摄像机在控制面板处，以及一个摄像机在自动出纳机的上区域中用于记录人像照片或视频。另外，摄像机连接到先前描述的数据处理单元。在数据处理单元内，以以下和其他方式来使用通过摄像机获得的图像数据或信息：

人为和自然暗化的检测或人为和自然暗化之间的区别：如果一个摄像机被遮挡，则该摄像机记录的图像与来自其他摄像机的图像不一致。如果自然或人为光不足，效果等效地呈现于所有摄像机处。例如使用在照片上的卡住来检测在摄像机系统上的欺诈供给：如果一个摄像机显示出另一图像（不同的亮度、移动、颜色等），这指示欺诈尝试。增加在插卡槽处的遮挡检测的鲁棒性：如果插卡槽受到遮挡，那里的集成摄像机CAMK示出了与其他摄像机不同的外部区域图像。

这里描述的摄像机图像数据的预处理导致检测操纵尝试的可靠性的增加并且也用于防止错误的警报，在所述预处理中，根据独立记录来计算低失真或没有失真的总图像。

总之，提出了一种自助终端，其具有至少一个摄像机以检测操纵尝试，所述摄像机捕获在控制面板中提供的一个或数个元件的图像，所述元件诸如键盘、现金提款抽屉、插卡槽，并根据数个独立图像记录生成图像数据。所述至少一个摄像机连接到数据处理单元，该数据处理单元对生成结果图像的图像数据（独立图像数据）进行预处理。能够根据独立图像数据，例如使用曝光混合，来计算结果图像的经过预处理的图像数据，并且经过预处理的图像数据表示用于操纵检测的数据评估的非常好的数据库。

本发明使用自动出纳机的示例描述，但不限于此，而是能够应用于任何类型的自助终端。

附图标记列表

ATM自助终端，配置作为自动出纳机，具有包括如下元件的控制面板CP：

1现金提款抽屉

2键盘

3安装面板

4插卡槽

5监视器

CAMS摄像机，安装到控制面板那侧

CAMK摄像机，安装在插卡槽中

CAMD摄像机，安装在控制面板上方

CAMO摄像机，补充人像摄像机

F1、F2、F3…通过摄像机生成的独立图像

D、D’独立图像数据

R、R’结果图像（计算出的总图像）

D*预处理（计算）的图像数据

10具有如下元件的数据处理单元：

11用于图像处理的第一级

12用于特征提取的第二级

13用于分类的第三级

14、15用于视频监视（CCTV）或图像篡改检测的接口

20具有如下元件的视频监视或CCTV单元：

21图像记录级

22压缩级

23到IP网络的接口

24参数化级

Claims (21)

1.一种自动出纳机（ATM），在所述自动出纳机（ATM）的控制面板中提供使得对于所述自动出纳机（ATM）的用户可用的元件（1、2、3、4、5），其中提供至少一个摄像机（CAMS）用于监视自动出纳机（ATM），其包括，其中，为了检测在自动出纳机（ATM）上的操纵尝试，所述至少一个摄像机（CAMS）捕获在控制面板中提供的一个或多个元件的图像并根据数个独立图像记录（F1、F2、F3）生成图像数据（D），并且所述摄像机（CAMS）连接到数据处理单元（10），所述数据处理单元（10）对生成用于检测操纵尝试的结果图像（R）的图像数据（D）进行预处理，

其中，所述数据处理单元使用包括分割和边缘检测中的至少一个的图像数据处理来将根据独立图像记录生成的图像数据组合为结果图像，

其中，所述数据处理单元将独立图像记录分割为指派给至少一个所捕获元件的数个子区域，并且通过分割对独立图像记录进行不同处理，以及

其中，根据独立边缘检测的独立图像记录，来计算结果图像（R）。

2.根据权利要求1的自动出纳机（ATM），其中所述至少一个摄像机（CAMS）根据预定义标准、具体地以预定义时间间隔和/或在不同的光照条件或环境亮度下生成用于独立图像记录（F1、F2、F3）的图像数据（D）。

3.根据权利要求1的自动出纳机（ATM），其中所述至少一个摄像机（CAMS）根据事件、具体地根据通过所述摄像机或通过另一摄像机捕获的事件来生成用于独立图像记录（F1、F2、F3）的图像数据（D）。

4.根据权利要求1的自动出纳机（ATM），其中所述至少一个摄像机（CAMS）根据预定义的摄像机设置、具体地根据预定义的曝光时间和/或图像速率来根据独立图像记录（F1、F2、F3）生成图像数据（D）。

5.根据权利要求1的自动出纳机（ATM），其中所述数据处理单元（10）使用图像数据处理、具体地使用平均值创建、中值创建和/或曝光混合来将根据独立图像记录（F1、F2、F3）生成的图像数据（D）组合为结果图像（R）。

6.根据权利要求1的自动出纳机（ATM），其中所述数据处理单元（10）将独立图像记录（F1、F2、F3）分割为向至少一个所成像元件（1，2）指派的子区域（I,II,III），并且通过分割来处理所述图像数据（D）。

7.根据权利要求6的自动出纳机（ATM），其中所述数据处理单元（10）编译来自不同独立图像记录（F1、F2、F3）的子区域（I,II,III）的结果图像（R）。

8.根据权利要求6所述的自动出纳机（ATM），其中子区域包括所述至少一个所成像元件（1，2）的至少封闭区域或内部区域（I）以及外部区域（III）。

9.根据权利要求8的自动出纳机（ATM），其中所述子区域之一包括在所述至少一个所成像元件（1，2）的内部区域（I）与外部区域（III）之间的过渡区域（II）。

10.根据权利要求1的自动出纳机（ATM），其中所述数据处理单元（10）集成到自动出纳机（ATM）中。

11.根据权利要求1的自动出纳机（ATM），其中所述自动出纳机（ATM）具有至少一个附加的摄像机（CAMK），所述附加的摄像机（CAMK）安装在自动出纳机（ATM）处或自动出纳机（ATM）中靠近控制面板，并且捕获至少一个所成像元件（1、2）的图像。

12.根据权利要求11的自动出纳机（ATM），其中所述数据处理单元（10）将通过两个或更多摄像机（CAMS、CAMK）生成的图像数据（D、D’）预处理为结果图像。

13.根据权利要求1的自动出纳机（ATM），其中在控制面板中提供并且通过所述至少一个摄像机（CAMS）成像的元件包括现金提款抽屉（1）、键盘（2）、安装面板（3）、插卡槽（4）和/或监视器（5）。

14.根据权利要求8所述的自动出纳机（ATM），其中如果所述数据处理单元（10）通过评估来自结果图像（R）的图像数据（D）检测到在所述至少一个所成像元件（1、2）处的操纵尝试，则所述数据处理单元（10）触发警报、禁用自动出纳机（ATM）和/或启动补充摄像机（CAMO）。

15.根据权利要求8所述的自动出纳机（ATM），其中在操作和/或维护自动出纳机（ATM）期间禁用所述至少一个摄像机（CAMS）和/或数据处理单元（10）。

16.根据权利要求1的自动出纳机（ATM），其中所述数据处理单元（10）根据至少一个预定义函数（MD、MN）生成多个独立图像记录（F1、F2、…Fn），所述至少一个预定义函数（MD、MN）为独立图像记录指定不同的曝光时间（T1、T2、…Tn）。

17.根据权利要求16的自动出纳机（ATM），其中所述至少一个预定义函数（MD、MN）对应于至少一个斜坡函数，所述至少一个斜坡函数为一系列独立图像记录（F1、F2、…Fn）指定增加的或减少的曝光时间（T1、T2、…Tn）。

18.根据权利要求16的自动出纳机（ATM），其中如果至少一个独立图像记录的亮度值和/或对比度值超出预定义阈值，则预定义函数（MD）之一为一系列独立图像记录（F1、F2、…Fn）指定在第一下限值范围（W1）内的不同曝光时间（T1、T2、…Tn）。

19.根据权利要求16的自动出纳机（ATM），其中如果至少一个独立图像记录的亮度值和/或对比度值落到预定义阈值以下，则预定义函数（MN）之一为一系列独立图像记录（F1、F2、…Fn）指定在第二上限值范围（W2）内的不同曝光时间（T1、T2、…Tn）。

20.根据权利要求16的自动出纳机（ATM），其中曝光时间（T1、T2、…Tn）与各种/不同的参数、具体地与自动出纳机（ATM）的位置和/或摄像机的类型和/或安装位置有关。

21.根据权利要求16的自动出纳机（ATM），其中独立图像记录与光照条件有关。