CN102857786A

CN102857786A - 视频监视系统中的质量检查

Info

Publication number: CN102857786A
Application number: CN2012102185681A
Authority: CN
Inventors: S·伦德伯格
Original assignee: Axis AB
Current assignee: Axis AB
Priority date: 2011-06-28
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2013-01-02
Also published as: KR20130002271A; US20130002864A1; JP2013013086A; EP2541932A1

Abstract

本公开涉及视频监视系统中的质量检查。描述了视频监视系统(100)的性能控制。所述系统(100)包括系统单元，所述系统单元包括至少一个摄像机(114)和性能控制站(120)。一种方法包括在性能控制站(120)中提供视觉输出信号。然后获得第一摄像机(114)记录的图像数据，并且与视觉输出信号相关地分析所获得的图像数据。所述分析得到关于系统(100)的性能指示符。性能控制站(120)然后根据性能指示符来执行与系统(100)相关联的性能控制动作。

Description

视频监视系统中的质量检查

技术领域

本发明涉及控制视频监视系统的性能。

背景技术

视频监视系统工作期间常发生的问题是，当需要在特定时间记录的图像数据（比如，对监视现场的疑似事件进行分析）时，发现没有图像数据被记录或者数据的质量太差以至于不能使用。图像数据质量降低的原因可能是弄脏的或破损的光学组件以及与已被篡改以使得它不再记录它本应该记录的内容的监视系统设备相关的因素。不用说，这样的问题可能具有非常高的重要性。根据监视系统所工作的环境，高经济价值、甚至人的生命可能依赖于充分作用的系统。普遍问题则是如何确保监视系统中的单元的正确操作。

现有技术中用于检测并报告监视摄像机的故障（诸如图像丢失、聚焦、颜色和校准问题）的典型解决方案涉及在摄像机安装和配置期间所记录的参考图像的使用。也就是说，参考图像是将作为实际的监视对象的场景的记录。CCTV系统的这样的现有技术性能监控的例子可在国际专利申请公开WO 01/56294中找到。

发明内容

针对以上关于如上所讨论的视频监视系统所讨论的问题，提供一种用于控制视频监视系统的性能的方法。所述系统包括系统单元，所述系统单元包括至少一个摄像机和性能控制站。所述方法包括在性能控制站中提供视觉输出信号。然后获得第一摄像机所记录的图像数据，并且与视觉输出信号相关地分析所获得的图像数据。所述分析得到关于所述系统的性能指示符。然后，性能控制站根据性能指示符来执行与所述系统相关联的性能控制动作。

这样的方法使得能够通过监视监视系统中的摄像机所记录的图像的图像质量来检测发生故障的系统单元。这通过使用图像分析来进行，所述图像分析验证比如放置在网络摄像机的视野内的模式的形式的预定义视觉信号被正确记录。所述验证由独立于摄像机（如果摄像机不保留所记录的图像，则为储存图像的任何储存系统）的性能控制站的形式的分离设备来执行。

要指出，本公开内容的“视频”的概念要被解释为包括静止图像和图像流（即，“运动图像”）这二者。而且，要从摄像机的角度来解释“视觉信号”的概念。也就是说，视觉输出信号包括摄像机中的检测器敏感的波长间隔中的电磁辐射。输出信号对于人的肉眼不必可见。这在将在以下的具体实施方式中作进一步的讨论。

视觉输出信号的提供可在第一时间点与第二时间点之间执行，图像数据的获得可包括获得在第一时间点之后、第二时间点之前的时间点记录的数据。

也就是说，与或多或少被动的签名一样，通过在特定时间点接通视觉输出信号，性能控制站可以更主动。就何时提供视觉信号而言，这提供了灵活性和通用性。

与视觉输出信号相关地分析所获得图像数据可包括将所获得的图像数据的至少一部分与视觉输出信号进行比较，得到表示所获得的图像数据与视觉输出信号之间的差异的值。然后可将性能指示符设置为根据表示所述差异的值的值。

换句话讲，一些实施例涉及下述过程，在该过程中，将所获得的图像的一部分（例如，图像帧中的指定位置处的矩形）与视觉信号进行比较。实际的比较算法可包括或多或少高级的图像分析步骤，这些步骤的细节不在本公开内容的范围内。所述比较将得到下述值，该值是图像如何与视觉信号相关的指示符，并且因此指示在从其获得图像的摄像机中是否存在故障。这样的过程简单而有效。

性能控制动作的执行可包括提供警报信号以及提供用于调整第一摄像机中的工作条件的摄像机调整信号。

这样的实施例提供提供监视系统的不同监控级别的灵活性。例如，可提供输送给系统的用户或操作者的警报信号，该用户或操作者然后可采取适当的动作来校正任何故障。还可以通过除了警报信号之外还发送调整信号或者代替警报信号发送调整信号来使任何正确的动作自动化。

视觉输出信号的提供可包括显示固定的空间模式以及显示时变的空间模式。

也就是说，非运动模式和运动模式都可用作视觉输出信号。就识别哪些类型的故障而言，这提供了通用性。它使得可以比如分析关于在考虑之中的摄像机的图像分辨率和颜色。而且，在视觉输出信号为时变的空间模式和图像数据为图像帧序列的情况下，与视觉输出信号相关地分析所接收的图像数据可包括分析摄像机的图像帧率。

图像数据的获得和与视觉输出信号相关地对所获得的图像数据的分析可在性能控制站中执行。也就是说，所述过程的所有步骤可由性能控制站执行。

然而，一些实施例涉及与性能控制站合作的系统控制站。这样的实施例包括：将控制信号从性能控制站发送到系统控制站，所述控制信号用于使系统控制站执行图像数据的获得和与视觉输出信号相关地对所获得的图像数据的分析；并且在性能控制站中接收性能指示符。

在这些实施例中，分析图像数据的处理密集型任务在通常具有比性能控制站多的处理资源的系统控制站中执行。这继而使得可使实现性能控制站时的硬件和软件要求最少，导致成本最小。

在另一方面，提供一种用于视频监视系统的性能控制站，所述系统包括系统单元，所述系统单元包括至少一个摄像机和性能控制站。所述性能控制站包括处理电路、通讯电路和显示电路，这些电路被配置为提供视觉输出信号、获得第一摄像机所记录的图像数据、与视觉输出信号相关地对所接收的图像数据进行分析以得到关于系统的性能指示符、并且根据性能指示符执行与所述系统相关联的性能控制动作。

在又一方面，提供一种视频监视系统，所述视频监视系统包括如以上所概述的性能控制站和多个摄像机。所述系统可包括系统控制站，所述系统控制站包括性能控制站的处理电路、通讯电路和显示电路的至少一部分。

在又一方面，提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括当在处理单元中被执行时执行如以上所概述的方法的软件指令。

这些另外的方面提供与如以上所概述的方法的效果和优点对应的效果和优点。

附图说明

现在将参照附图来描述实施例，在附图中：

图1示意性地示出视频监视系统；

图2是用于控制视频监视系统（诸如图1中的系统）的性能的方法的流程图；和

图3示意性地示出视频监视系统。

具体实施方式

参照图1，视频监视系统100包括在数字通讯网络112中互连的控制站102、性能控制站120、图像储存单元118和一些数字摄像机114。

从硬件角度来讲，控制站102包括处理单元104、存储器106和输入/输出电路108。储存在存储器106中的软件指令被配置为控制站102及其与系统100的交互并且当被处理器执行并与硬件单元组合时实现用户界面110。用户界面110包括向操作者显示视频数据和其它信息的显示器。技术人员将认识到用户界面110可包括其它输入/输出单元，所述其它输入/输出单元包括使得控制单元102的操作者可与监视系统100交互的小型键盘、键盘、扬声器等。

网络112是适合于传送数字视频信号并且在控制站102与摄像机114之间用信号发送信息的类型。例如，网络112可以是被配置为根据本领域已知的任何合适的网络协议输送数字数据的（有线的和无线的）局域网和广域网的任何组合，所述网络协议诸如互联网协议（IP）套件和其它电信协议，所述其它电信协议包括在3GPP的架构内建立的任何通讯协议。因此，通讯单元102、120、114和118中的任何一个可通过有线和无线的通讯方式连接，所述通讯方式诸如以太网有线通讯方式和/或能够按照IEEE 802.11标准集和/或3GPP标准进行通讯的无线方式。

摄像机114可以是能够产生视频数据（包括静止图像和运动视频序列）并且通过网络112将视频数据或其它类型的图像数据（诸如图像和视频元数据）传送到控制站102的任何合适的数字摄像机。摄像机114可包括用于储存多个图像的图像储存存储器116。摄像机114包括透镜系统、图像传感器以及本领域已知的电路（因此，在图1中未详细示出），所述透镜系统用于汇集入射光，所述图像传感器例如为电荷耦合器件（CCD）、CMOS传感器或类似传感器的形式，用于寄存视觉和/或红外波长间隔中的入射光。例如，所述电路通常包括图像处理模块（用硬件、软件或者它们的任何组合实现）、图像/视频编码器、管理例如视频分析的处理单元、存储器和用于与网络112连接的网络接口。图像/视频编码器被布置为将所捕捉的数字图像数据编码为用于连续视频序列、有限视频序列、静止图像或流传输图像/视频的多种已知格式中的任何一种。例如，图像信息可被编码为MPEG1、MPEG2、MPEG4、H.264、JPEG、M-JPEG、位图等。

图像储存单元118还能够通过网络112与控制站102和摄像机114传送视频序列或其它类型的图像数据（诸如图像和视频元数据）。图像储存单元118可形成控制站102的功能部分，并且还可完全集成在控制站102中。

性能控制站120包括通过网络112通讯的处理单元124、存储器122和输入/输出电路128。储存在存储器122中的软件指令130被配置为控制性能控制站120及其与系统100的交互并且当被处理器124执行并与硬件单元组合时实现如以上所概述的并且在以下更详细描述的方法。视觉输出信号单元126与性能控制站120中的处理器124和其它硬件连接。这样的视觉输出信号单元126可以为两维显示器的形式，或者在其它实施例中，为一个或多个光源（诸如LED等）的形式。光源所工作的波长可以在光谱的可见部分以及光谱的红外部分中。在一些实施例中，视觉输出信号单元126甚至可以是与性能控制站120中的任何电路断开的、仅提供固定空间模式的无源非电单元。

图像储存单元118和性能控制站120通常被配置为受控制站102的控制。然而，系统的可替换实施例可以不包括控制站102。这样的系统仅包括摄像机、一个或多个图像储存单元和至少一个性能控制站。

系统的还有的可替换实施例可以不包括控制站102和图像储存单元118。这样的系统仅包括具有图像储存能力的摄像机和至少一个性能控制站。

此外，实施例包括其中系统控制站102被配置为以性能控制站120的一些功能111位于控制站102中的这样的方式与性能控制站120合作的这些实施例。在这样的实施例中，站102、120具有被配置为交互的电路，特别是具有被配置为将控制信号从性能控制站120发送到系统控制站102的电路，所述控制信号用于使系统控制站102执行如以上所概述的方法的一些步骤。

现在翻到图2，将更详细地描述系统（诸如图1中的系统100）中的方法。所述方法实现如以上所概述的方法，开始所述方法的情形是系统用户想引入确保图像数据被正确地记录的方式。为了避免所记录的图像数据由于质量退化而不可获得或不可使用的情形，用户将性能控制站（诸如图1的性能控制站120）布置在用户希望检查的摄像机的视野中。摄像机处于工作之中，并且根据由控制站（诸如图1的控制站102）控制的合适的进度计划来记录并存储监视图像。用户直接与性能控制站交互，或者通过控制站间接与性能控制站交互。用户希望检查的摄像机被控制为聚焦在比如显示在性能控制站上的视觉输出信号上。

在本实施例中，所记录的图像储存在摄像机中的图像储存存储器（诸如图像储存存储器116）中。用户触发性能控制站120来执行如下方法。

所述方法从视觉输出步骤202开始，在视觉输出步骤202中，性能控制站120提供视觉输出信号。如已经概述的，视觉输出信号可以是任何合适的固定或运动模式。事实上，视觉输出甚至可以是构成影片（比如，商业广告影片）的图像帧序列。可在之后的分析期间使用这样的序列，以确保以正确的帧率执行该序列的记录。此外，这样的序列中的附加安全性可通过将安全模式编码到该图像序列中来获得。

在获得步骤204中，获得摄像机所记录的图像数据。这里，从摄像机中的图像储存存储器提取图像数据。在摄像机将图像储存在正服务的图像储存单元（诸如图1中的储存单元118）中的其它实施例中，所述提取可从该储存单元发生。从摄像机获得图像数据涉及与摄像机用信号发送信息和交换信息以使得图像数据与当提供视觉输出信号时的时间点相关。实际的信令序列和内容不在本公开内容的范围内。

要指出，不要将该时序方面与如何对所述方法步骤进行调度混淆。也就是说，实际的获得步骤204的时序不必与将图像数据记录在摄像机中的时序相关。例如，所述调度可使得性能控制站在不规律或规律的时间点（诸如每天一次或每星期一次）从摄像机获得图像数据。

在分析步骤206中，与视觉输出信号相关地分析所获得的图像数据，从而得到关于系统的性能指示符。该分析涉及一些子过程，并且可涉及或多或少高级的图像分析算法。例如，定义视觉输出信号的数据被变换为与在获得步骤204中获得的图像数据相当的格式，并且变换的视觉输出信号可用在性能控制站中。然而，实际的变换算法不在本公开内容的范围内。

所变换的视觉输出信号与所获得的图像数据之间的比较将得到表示输出信号与通过摄像机的记录之间的差异的值。然后计算指示差异多大的性能指示符。简单的计算可能需要将指示符设置为二进制值，其中，0可表示满意的性能，1可表示系统内存在问题（比如，摄像机或储存单元需要维护、储存单元已满或者由于其它原因而不能储存、系统单元被篡改或者需要调整等等）的情形。更复杂的分析步骤可涉及详细的图像分析，并且所得的性能指示符可包含与摄像机的性能相关的更详细信息。例如，可建立与视觉输出信号相关的图像数据质量的度量。质量的度量可以是就指示聚焦发生故障的图像数据的分辨率或者指示其它光学缺陷的与图像数据中的颜色相关的信息而言的，并且在对图像流进行分析的情况下，所记录的图像的帧率可以是质量度量。

根据在分析步骤206中获得的性能指示符，在动作步骤208中采取动作。在性能指示符指示不满意性能（诸如摄像机发生故障）的情况下，所述动作可以是向用户提供警报信号或消息。在一些实施例中，所述动作可以是更复杂的过程，并且涉及将调整信号发送到摄像机。例如，如果由于指示低分辨率的指示符而怀疑聚焦发生故障，则可将聚焦设置命令发送到摄像机。在怀疑摄像机软件发生故障的情况下，可将简单的重启命令发送到摄像机。在性能指示符指示满意性能的情况下，所述动作可以或多或少是虚拟动作。

现在翻到图3，视频监视系统300包括控制站302、性能控制站320、图像储存单元318和一些摄像机314。与以上结合图1所述的系统100相反，摄像机314是模拟摄像机，并且直接与控制站302连接。摄像机314可以是能够产生视频数据（包括静止图像和运动视频序列）并且将该数据传送到控制站302的任何合适的模拟摄像机。

与图1中的系统100中的控制站类似地，控制站302包括（但是在图3中未显示）处理单元、存储器和输入/输出电路。储存在存储器中软件指令被配置为控制站302及其与系统300的交互并且当被处理器执行并与硬件单元组合时实现用户界面。用户界面包括用于向操作者显示视频数据和其它信息的显示器。控制站302还能够根据以上结合图1和图2所述的过程将来自摄像机314的模拟数据变换为适合于储存和处理的数字形式。

类似地，性能控制站320包括与控制站302通讯的处理单元、存储器和输入/输出电路。储存在存储器中的软件指令被配置为控制性能控制站320及其与系统300的交互并且当被处理器执行并与硬件单元组合时实现如上所述的方法。关于图1中的系统100中的性能控制站120，视觉输出单元326包括在性能控制站中。

Claims

1.一种用于控制视频监视系统(100,300)的性能的方法，所述系统包括系统单元，所述系统单元包括至少一个摄像机(114,314)和性能控制站(120,320)，所述方法包括：

-在性能控制站中提供视觉输出信号，所述视觉输出信号的提供在第一时间点与第二时间点之间执行；

-获得第一摄像机所记录的图像数据，包括获得在所述第一时间点之后、所述第二时间点之前的时间点记录的图像数据；

-与所述视觉输出信号相关地分析所获得的图像数据，得到关于所述系统的性能指示符；和

-所述性能控制站根据所述性能指示符执行与所述系统相关联的性能控制动作。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述与所述视觉输出信号相关地分析所获得的图像数据包括：

-将所获得的图像数据的至少一部分与所述视觉输出信号进行比较，得到表示所获得的图像数据与所述视觉输出信号之间的差异的值；和

-将所述性能指示符设置为根据表示所述差异的值的值。

3.根据权利要求1-2中的任何一个所述的方法，其中，所述性能控制动作的执行包括提供警报信号。

4.根据权利要求1-3中的任何一个所述的方法，其中，所述性能控制动作的执行包括提供用于调整所述第一摄像机中的工作条件的摄像机调整信号。

5.根据权利要求1-4中的任何一个所述的方法，其中，所述视觉输出信号的提供包括显示固定的空间模式。

6.根据权利要求1-5中的任何一个所述的方法，其中，所述视觉输出信号的提供包括显示时变的空间模式。

7.根据权利要求1-6中的任何一个所述的方法，其中，所述与所述视觉输出信号相关地分析所接收的图像数据包括分析图像分辨率和颜色中的任何一个。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述图像数据是图像帧序列，并且其中，所述与所述视觉输出信号相关地分析所接收的图像数据包括分析图像帧率。

9.根据权利要求1-8中的任何一个所述的方法，其中，所述获得图像数据和与所述视觉输出信号相关地分析所获得的图像数据在所述性能控制站中执行。

10.根据权利要求1-8中的任何一个所述的方法，包括：

-将控制信号从所述性能控制站发送到系统控制站，所述控制信号用于使所述系统控制站执行所述获得图像数据和与所述视觉输出信号相关地分析所获得的图像数据；和

-在所述性能控制站中接收所述性能指示符。

11.一种用于视频监视系统(100,300)的性能控制站(120,320)，所述系统包括系统单元，所述系统单元包括至少一个摄像机(114,314)和性能控制站，所述性能控制站包括处理电路、通讯电路和显示电路，所述处理电路、通讯电路和显示电路被配置为：

-提供视觉输出信号，所述视觉输出信号的提供在第一时间点与第二时间点之间执行；

-根据所述性能指示符执行与所述系统相关联的性能控制动作。

12.一种视频监视系统(100,300)，包括根据权利要求11所述的性能控制站(120,320)和多个摄像机(114,314)。

13.根据权利要求12所述的系统，包括系统控制站(106,306)，所述系统控制站(106,306)包括所述处理电路、通讯电路和显示电路的至少一部分。