CN105282501A - 具有反射装置和对应模块的监视设备以及用于设置该监视设备的方法 - Google Patents
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Abstract
提出一种用于监视区域2的监视设备1，具有用于输出监视图像5的监视摄像机3，监视摄像机3具有用于检测所述监视区域2的第一部分区段I的视域4，具有反射装置6，反射装置布置在监视摄像机3的视域4中，从而监视摄像机3可以通过反射装置6检测监视区域2的第二部分区段II，第一和第二部分区段I、II在监视区域2的一个共同的部分区段III中重叠地布置，在监视图像5中第一图像区域9a示出第一部分区段I而第二图像区域9b示出第二部分区段II，并且具有用于分析处理监视图像5的分析处理装置11，所述分析处理装置11具有对应模块12，所述对应模块12构造用于不仅在第一而且第二部分区段I、II中辨识至少一个对应对象10。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于监视区域的监视设备，其具有用于输出监视图像的监视摄像机，其中所述监视摄像机具有用于检测监视区域的第一部分区段的视域，具有反射装置，其中所述反射装置布置在监视摄像机的视域中，从而监视摄像机可以通过反射装置检测监视区域的第二部分区段，其中第一和第二部分区段重叠地布置在监视区域的一个共同的部分区段中，其中在监视图像中第一图像区域示出第一部分区段而第二图像区域示出第二部分区段，并且具有用于分析处理监视图像的分析处理装置。此外，本发明涉及一种用于设置所述监视设备的方法。
背景技术
在图像支持地监视公共区域或私人区域时，通常使用一个或多个摄像机，以便可以充分地覆盖所监视的区域。在此，因为一方面要尽可能完全地覆盖所监视的区域，而另一方面摄像机不仅在初期投资时而且在维护时在数据技术的连接时引起成本，所以得到图像支持的监视的系统技术的设计方面的压力领域(Spannungsfeld)。因此，在系统技术地设计图像支持的监视时必须要规划尽可能少的摄像机并且尽管如此要充分地观察所监视的区域。
由文献JP2012235482A已知此种背景下的特殊设备，其无疑构成最接近现有技术。在该文献中公开了一种监视器系统，其具有仅仅一个唯一的摄像机，然而其中在摄像机的视域中布置一个镜，所述镜如此定向，使得摄像机可以通过所述镜观察所监视的区域。因此，摄像机可以监视第一观察方向和第二观察方向，其中所述第一观察方向通过摄像机定向来限定而所述第二观察方向通过所述镜的定向来确定或者一同确定。在分析处理时，在所述监视器系统中设置，在第一视向上借助第一算法来处理图像区段而在第二视向上借助第二算法来处理图像区段，以便分别独立于彼此地确定图像区段中的人的数量。
发明内容
在本发明的范畴内，提出具有权利要求1的特征的监视设备以及具有权利要求10的特征的方法。本发明的优选的或者有利的实施方式由从属权利要求、随后的说明书以及附图得出。
在本发明的范畴内提出一种监视设备，所述监视设备构造用于监视监视区域。所述监视设备尤其构造为图像支持的、尤其视频支持的监视设备。监视区域可以涉及私人的或公共的区域。此外，可以涉及建筑物区域或者开放空间因此，在本发明的范畴内，监视区域构造为道路区域、交叉路口区域、公共空间、私人空间、足球场、飞机场、火车站。替代地或补充地，监视区域也可以实现为生产大厅、储藏大厅或者常规的大厅、阅览室、图书馆、博物馆、公共建筑物或私人建筑物。
所述监视设备包括至少一个或者恰好一个监视摄像机，所述监视摄像机用于输出监视图像。所述监视摄像机可以构造为黑白摄像机或者也可以构造为彩色摄像机。所述监视摄像机也可以实现为所谓的PTZ(Pan-Tilt-Zoom：平移-倾斜-缩放)摄像机。所述监视图像可以构造为单个图像、单个图像的序列或者视频的一部分。
所述监视摄像机具有视域，所述视域在英语中也称作FieldofView(FOV)。所述视域尤其构造为锥形，其对称地围绕监视摄像机的视向轴线地布置。所述监视摄像机的视域对准监视区域并且检测监视区域的第一部分区段。所述第一部分区段尤其是视域和监视区域之间的空间上的交集。
所述监视设备具有反射装置，其中所述反射装置构造用于反射光、尤其用于生成所反射的成像。反射装置尤其具有至少一个反射表面。所述反射表面优选直地、平地或者平面地构造。然而，在本发明的替代构型中也可能的是，弯曲地实现反射表面，因为由监视图像计算可能的、通过所述弯曲引起的变形。反射装置布置在监视摄像机的视域中，尤其以以下方式：所述监视摄像机对准反射表面。监视摄像机通过反射装置、尤其反射表面检测监视区域的第二部分区段。因此，尤其得到另一视域，其通过监视摄像机的视域和反射装置的定向以及位置来限定。
所述监视摄像机和所述反射装置如此布置，使得监视区域的第一和第二部分区段在监视区域的一个共同的部分区段中至少部分地重叠。因此，监视区域的区段不仅布置在第一和第二部分区段中并且因此也布置在所述共同的部分区段中。
因此，在监视摄像机的监视图像中，在第一图像区域中示出监视区域的第一部分区段而在第二图像区域中示出监视区域的第二部分区段。在此可以设置，第二图像区域侧边缘地布置在监视图像中。然而也可能的是，第二图像区域布置在第一图像区域中并且尤其由所述第一图像区域环绕。由于图像区域的所述成像，不仅布置在第一而且在第二部分区段中并且因此布置在所述共同的部分区段中的对象不仅显示在第一图像区域中而且显示在第二图像区域中。在监视图像中，由所述对象尤其示出至少两个或者恰好两个视图。尤其不同地构造透视图和/或两个图像区段中的视向。
此外，所述监视设备包括用于分析处理监视图像的分析处理装置。所述分析处理装置尤其可以构造为数字的数据处理装置。所述分析处理装置尤其进行数字的图像处理。所述分析处理装置可以布置在监视摄像机中，然而也可以涉及单独的分析处理装置，所述单独的分析处理装置与监视摄像机数据技术地连接。
在本发明的范畴内提出，分析处理装置具有对应模块，所述对应模块构造用于不仅在第一而且在第二部分区段中辨识至少一个对应对象、尤其辨识为对应的或者相同的对应对象。特别地，在第一和第二部分区段中，将相同的对象辨识为对应对象。所述辨识尤其通过第一和第二图像区域的分析处理实现。对应模块尤其构造用于，在第一和第二部分区段中例如通过对象探测找出至少一个对应对象并且对于至少一个对应对象确定各一个位置、尤其以图像坐标和/或以世界坐标的位置。在本发明的一种优选的扩展方案中，辨识至少两个或者恰好两个、优选至少三个或者恰好三个对应对象。
通过至少一个对应对象的辨识实现，可以以彼此的相对位置设置第一部分区段和第二部分区段，所述相对位置相应于监视区域中的实际位置或者模型化实际位置。因此，不再涉及两个独立的部分区段，而是通过对应对象的辨识来确定其相对于彼此的和/或相对于监视区域的位置。
对应模块具有以下优点：通过所述对应例如可以建立部分区域之间的矩阵、尤其变换矩阵，以便在对象在第一图像区域中的像点可以计算所述对象在第二图像区域和/或监视区域中的位置。基于所述对应模块尤其可能的是，使第一和第二图像区域的图像内容并且因此使第一和第二部分区段的图像内容在内容上和/或在空间上关联并且以此为基础进行监视图像的改善的分析处理。
在本发明的一种可能的构型中，所述至少一个对应对象构造为监视区域中的周围环境对象。因此，考虑任意对象。所述任意对象例如可以通过像素分析或者特征分析来辨识。这种构型具有以下优点：所述对应对象不必须附加地安装在监视区域中。
在本发明的一种替代方案或者补充方案中，所述至少一个对应对象包括标记对象作为对应对象。所述标记对象作为人造的对象引入到监视区域中。所述标记对象例如构造为标记、尤其十字。所述标记对象例如可以布置、尤其粘贴在监视区域的底部上。特别优选地，在对应模块中，将标记对象的图像保存为参考，以便使得标记对象在第一和第二部分区段中和/或在第一和第二图像区域中的辨识容易。在本发明的一种扩展方案中可以设置，为了辨识为对应对象，在监视区域中布置至少两个相同类型的标记对象、尤其至少三个相同类型的标记对象。
在本发明的一种优选的扩展方案中，分析处理装置具有分配模块，所述分配模块构造用于基于所辨识的至少一个对应对象来确定第一和第二部分区段在监视区域中的位置。对此替代地或补充地，也可以通过所辨识的至少一个对应对象来确定第一部分区段和第二部分区段的相对于彼此的位置。第一和第二部分区段尤其以限定的空间位置彼此设置。因此，第一部分区段和第二部分区段布置在一个共同的坐标系中，其中布置在共同的部分区段中的对象一方面可以定位在共同的坐标系中而另一方面可以通过两个部分区段来观察。
在本发明的一种优选的扩展中，分析处理装置具有对象探测模块，其中所述对象探测模块构造用于基于第一和第二图像区域的共同分析处理来探测共同的监视区段中的监视对象。尤其当不仅在第一图像区域中而且在第二图像区域中识别出监视对象时，才探测出监视对象。
替代地或补充地，分析处理装置具有验证模块，其中所述验证模块构造用于通过图像区域中的一个的分析处理来探测共同的监视区段中的监视对象并且通过第二图像区域的分析处理来验证。例如通过图像区域中的一个的分析处理来探测监视对象并且确定其在共同的坐标系中的位置。所述验证模块构造用于通过其他图像区域的分析处理来检查，监视对象是否位于共同的坐标系中的位置处。
先前所描述的两种实施方式具有以下优点：为了对象探测和/或对象验证，考虑来自两个部分区段和/或两个图像区域的信息，以便改善用于对象探测和/或对象验证的数据基础。
在本发明的一种可能的扩展方案中，分析处理装置具有用于描述来自共同的监视区域的一个或者所述监视对象的对象描述模块。在对象描述模块中，尤其临时地或者永久地存储监视对象的描述。所述描述具有至少一个来自第一图像区域的光学特征、尤其图像特征和至少一个来自第二图像区域的光学特征、尤其图像特征。在描述监视对象时，也可以动用两个部分区段和/或图像区域的光学特征，使得与利用仅仅一个部分区段/图像区域相比所述描述更全面并且因此更准确。
在一种优选的扩展方案中甚至设置，监视对象的描述包括第一图像区域的图像区段和第二图像区域的图像区段。因此，监视对象的描述与借助仅仅由一个视角所拍摄的光学特征来描述监视对象的情况相比更广泛。
在本发明的一种结构构型中，所述反射装置可以构造为监视区域中的已经存在的镜。因此，在一种可能的应用中可能的是，反射装置构造为试衣镜。试衣镜具有至少1米的高度并且垂直地或者基本垂直地布置。对此替代地，反射装置构造为收银台处的控制镜(Kontrollspiegel)。所述控制镜顶侧地安装并且能够从用于收银台处的收银员的工作位置出发实现朝向在收银台处操作的顾客的购物车观看。
特别优选地设置，如此布置和定向监视设备，使得同时以正视图并且以侧视图检测作为监视对象的人。
本发明的另一主题涉及用于设置根据以上权利要求中任一项所述的或者如以上所描述的那样的监视设备的方法。具有反射面的反射装置如此定位到监视摄像机的视域中，使得所述监视摄像机除监视摄像机的摄像机透视图以外能够实现监视区域的另一透视图。在所述方法中，通过对应模块在第一图像区域中并且因此在第一部分区段中以及在第二图像区域中并且因此在第二部分区段中辨识至少一个一致的和/或同样的对应对象。所述辨识例如可以在首次设置时或者安装时实现。替代地，所述辨识可以在重新校准时实现。随后，借助监视设备来监视监视区域。
在本发明的一种优选的构型中，在设置监视摄像机时，在监视图像中不仅说明反射装置作为反射区域的成像而且在监视图像中说明对应对象(也称作地标)之间的对应并且在反射区域中说明对应的区域。因此，分析处理装置中的对应算法具有监视区域中的哪些部分区段由反射装置覆盖的信息。
如果现在在监视摄像机的视域中探测出监视对象，则所述探测可以通过与在反射装置的反射区域中的存在的像素信息的比较来比较并且因此来验证。相反，反射区域中的像素信息可以提供对在监视摄像机的可视范围中的可能存在的监视对象的提示。尤其在人群的情况下期望探测的显著改善，所述人群不仅例如从监视摄像机的前视角而且从反射装置的尽可能侧方的视角检测。
由以下得出特别的优点：通过使用如那些在市场上可供使用那样的具有非常高分辨率的监视摄像机，也可以在第二部分区段和/或在第二图像区域中达到高的分辨率。因为可以使用在反射装置中所反射的图像信息来例如给探测装置中的探测算法提供来自另一视角的另外的信息，所以也可以实现监视对象的改善的探测。对于监视运行而言有利的是，被监视的人虽然察觉监视摄像机，然而没有察觉反射装置。因此可能的是，被监视的人进行确定的(不允许的)行为，所述行为在监视区域的第一部分区段中不能识别出，然而通过第二部分区段变得明显。此外，因为不必须在多摄像机系统的不同摄像机之间建立时间同步，所以与多摄像机系统相比简化算法。所有信息同时布置在相同的监视图像上。与此相连也有利的是，不存在网络交通，并且因此也不可能出现来自不同视角的信息之间的延迟。最后，作为超市中、例如收银台处的反射装置的镜可以用于收银员，以便观看购物车或者在通道使用以观看角落。
附图说明
本发明的其他特点、优点和作用由本发明的一种优选实施例的随后描述以及附图得出。附图示出：
图1示出作为本发明的一种实施例的监视设备的示意图。
具体实施方式
图1以示意性框图示出监视设备1，其用于监视监视区域2。监视区域2可以是公共区域或者私人区域的一部分。监视区域2例如构成超市中的或者广场上的区段。
监视设备1具有监视摄像机3，所述监视摄像机具有视域4，所述视域具有第一视向B1。视域4构造为围绕第一视向B1的直的锥。通常，视域4例如可能通过监视摄像机3的对象的移位而变化。监视摄像机3的视域4成像监视区域2的第一部分区段，以便所述第一区段显示在监视摄像机3的监视图像5上。
在监视区域2中布置反射装置6作为监视设备1的一部分。所述反射装置6例如涉及镜。在此，也可以涉及除监视设备1的安装以外所安装的附加的镜或者涉及本来在监视区域2中存在的并且承担至少一个另外的功能的镜。所述镜尤其可以构造为试衣镜或者收银台镜。
反射装置6布置在监视摄像机3的视域4中，以便通过在反射装置6上的反射得到监视区域2的第二部分区段II，所述第二部分区段可以通过反射装置6观察。第二部分区段II尤其通过镜视域7构成。第二部分区段II和/或镜视域7具有第二观察方向B2。在所述实施例的最普遍的实施中，彼此倾斜地布置第一观察方向B1和第二观察方向B2。在监视设备1的所示出的侧方俯视图中，第一和第二观察方向B1和B2几乎垂直地相交。
在监视区域2中，第一和第二部分区段I、II在一个共同的部分区段III中重叠，使得位于所述共同的部分区段III中的监视对象8(在本实施例中是人)不仅直接通过第一视域4而且间接通过反射装置6显示在监视图像5上的反射视域7中。因此，监视对象8在监视图像5中被示出两次，即一次通过直接拍摄而一次通过经过反射装置6的拍摄。因此，在监视图像5中得到成像第一部分区段I的第一图像区域9a和成像第二部分区段II的第二图像区域9b。两个图像区域同时布置在同一监视图像5中。
在监视区域2中布置对应对象10——所谓的地标，在本实施例中是两个对应对象10，它们定位在所述共同的部分区段III中。对应对象10尤其构造为标记对象并且例如可以通过监视区域2的底部上的粘贴标记来实现。对应对象10尤其示出简单的几何形状、例如十字或者圆或它们的组合或者在其他情况下少地出现或者不出现在监视区域2中的特别的特定的颜色、例如亮红色、亮黄色等。通过对应对象10的特别的构型，所述对应对象可以通过数字的图像处理特别简单地辨识出。
监视摄像机3与分析处理装置11数据技术地连接，其中一个或多个监视图像5从监视摄像机3传送给分析处理装置11。
分析处理装置11具有对应模块12，其中所述对应模块12构造用于基于数字的图像处理不仅在监视图像5的第一图像区域9a中而且在第二图像区域9b中辨识对应对象10。特别地，在辨识对应对象10时，不仅在第一图像区域9a中而且在第二图像区域9b中确定对应对象10在监视图像5中的位置。
第一图像区域9a和第二图像区域9b构成监视区域2、尤其所述共同的部分区段III的不同透视图。通过对应对象10的辨识能够实现两个图像区域9a、b并且因此两个部分区段I、II在所述共同的部分区段III的范围内可以彼此地空间关联。例如可以计算以下矩阵：所述矩阵进行从第一和第二图像区域9a、b的图像坐标到一个共同的世界坐标系的坐标转换。因此，通过对应模块12对于共同地数据技术地分析处理图像区域9a、b并且不必须如两个单独且独立的图像那样地处理提供了基础。
特别地，分析处理装置11具有分配模块13，其构造用于通过所辨识的对应对象10或者其位置来确定第一部分区段I和/或第二部分区段II在监视区域2中的位置。对此替代地，相对于彼此地确定第一部分区段I的位置和第二部分区段II的位置。
可以设置，监视设备1、尤其分析处理装置11具有对象探测模块14，所述对象探测模块基于第一和第二图像区域9a、b的共同分析处理来探测监视对象8中的一个。因此，尤其在对象探测时使用不仅涉及在第一图像区域9a中的一致性的标准而且涉及在第二图像区域9b中的一致性的标准。
在本实施例的另一种可能方案中，分析处理装置11具有验证模块15，其中所述验证模块15如下两级地工作：在第一级中，在图像区域9a或9b的一个中探测监视对象8中的一个，而在第二级中，在另一个图像区域9b或9a中验证所探测的监视对象8。因此，在探测监视对象8的范畴内，第一和第二图像区域9a、b的共同分析处理实现为串联的分析处理。
可选择地，分析处理装置11具有对象描述模块16，其包括监视对象8的描述。在此设置，在监视对象的描述中使用光学特征，其中对于所述共同的部分区段III中的监视对象8而言至少一个来自第一图像区域9a的光学特征和至少一个来自第二图像区域9b的光学特征被拍摄到所述描述中。监视对象8中的一个的描述尤其包括第一图像区域9a的图像区段和第二图像区域9b的图像区段，其中所述图像区段中的每一个示出监视对象8的一部分。
Claims (11)
1.一种用于监视区域(2)的监视设备(1)，所述监视设备具有用于输出监视图像(5)的监视摄像机(3)，其中，所述监视摄像机(3)具有用于检测所述监视区域(2)的第一部分区段(I)的视域(4)；
所述监视设备具有反射装置(6)，其中，所述反射装置(6)布置在所述监视摄像机(3)的视域(4)中，以便所述监视摄像机(3)能够通过所述反射装置(6)来检测所述监视区域(2)的第二部分区段(II)；
其中，所述第一和第二部分区段(I，II)重叠地布置在所述监视区域(2)的一个共同的部分区段(III)中；
其中，在所述监视图像(5)中，第一图像区域(9a)示出所述第一部分区段(I)而第二图像区域(9b)示出所述第二部分区段(II)；
并且所述监视设备具有用于分析处理所述监视图像(5)的分析处理装置(11)，
其特征在于，
所述分析处理装置(11)具有对应模块(12)，其中，所述对应模块(12)构造用于不仅在第一而且在第二部分区段(I，II)中辨识至少一个对应对象(10)。
2.根据权利要求1所述的监视设备(1)，其特征在于，所述至少一个对应对象(10)构造为所述监视区域(2)中的周围环境对象。
3.根据权利要求1或2所述的监视设备(1)，其特征在于，所述至少一个对应对象(10)包括标记对象。
4.根据以上权利要求中任一项所述的监视设备(1)，其特征在于，所述分析处理装置(11)具有分配模块(13)，其中，所述分配模块(13)构造用于通过所辨识的至少一个对应对象(10)来确定所述第一部分区段(I)和/或所述第二部分区段(II)在所述监视区域(2)中的位置和/或相对于彼此的位置。
5.根据以上权利要求中任一项所述的监视设备(1)，其特征在于，所述分析处理装置(11)具有对象探测模块(14)，其中，所述对象探测模块(14)构造用于基于所述第一和所述第二图像区域(9a，9b)的共同分析处理来探测所述共同的监视区段(III)中的监视对象(8)。
6.根据以上权利要求中任一项所述的监视设备(1)，其特征在于，所述分析处理装置(11)具有验证模块(15)，其中，所述验证模块(15)构造用于通过另一图像区域(9b，a)的分析处理来验证所述共同的监视区段(III)中的、通过所述图像区域(9a，b)中的一个的分析处理所探测出的监视对象(8)。
7.根据以上权利要求中任一项所述的监视设备(1)，其特征在于，所述分析处理装置(11)具有用于描述来自所述共同的监视区域(III)的监视对象(8)的对象描述模块(16)，其中，所述描述具有至少一个来自所述第一图像区域(9a)的光学特征和至少一个来自所述第二图像区域(9b)的光学特征。
8.根据权利要求7所述的监视设备(1)，其特征在于，所述描述包括所述第一图像区域(9a)的图像区段和所述第二图像区域(9b)的图像区段。
9.根据以上权利要求中任一项所述的监视设备(1)，其特征在于，所述反射装置(6)构造为商店的试衣镜或者收银台处的控制镜。
10.根据以上权利要求中任一项所述的监视设备(1)，其特征在于，所述监视摄像机(3)和所述反射装置(6)相对于所述监视区域(2)如此布置，使得能够在所述第一部分区段(I)中从前方而在所述第二部分区段(II)中从侧方来检测所述共同的部分区段(III)中的作为监视对象的人。
11.一种用于设置根据以上权利要求中任一项所述的监视设备(1)的方法，其中，通过所述对应模块(12)在所述第一部分区段中并且在所述第二部分区段中辨识至少一个对应对象(10)。
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