CN109792829B - 监控系统的控制系统、监控系统和控制监控系统的方法 - Google Patents

Abstract

提出了一种旨在改善图像质量的监控系统。监控系统包括：多个照明装置，照明装置包括一个或多个灯；监控成像设备，其被布置为捕获被照明装置中的一个或多个照明装置照射的监视区域的图像数据；图像处理器，被布置为接收来自监控成像设备的图像数据，其中图像数据包括多个帧，并且图像处理器被布置为分析图像数据的每个帧以获得每个帧的图像质量参数；以及控制器，被布置为确定当前帧的图像质量参数的值与图像质量参数的参考值之间的差异，其中如果所述差异大于阈值。控制器被布置为重复下述过程：1）控制多个照明装置中的至少一个照明装置的照明参数，以便改变监视区域的光照；以及2）确定新的当前帧的图像质量参数的值与图像质量参数的参考值之间的新差异，直到所述新差异小于或等于阈值为止。

Description

监控系统的控制系统、监控系统和控制监控系统的方法

技术领域

本发明涉及监控系统的控制系统、监控系统和控制监控系统的方法。

背景技术

监控系统通常用于监视区域。这种系统通常使用一相机或一组相机，其输出在控制室显示。经常，一个操作员需要观察具有多个实时相机流的许多显示器。为了高效的视频监控，良好的图像质量至关重要。但是，并不总是可能提供良好的图像质量。

本发明的一目的是提供一种监控系统和控制监控系统的方法，该系统和方法克服了与常规设备相关联的问题。

US 2008/180553 A1公开了一种用于测量空间中的自然和/或人造光水平的视频成像器。这些照明估计可以经由通信网络传递给控制器。控制器可以确定空间的区域是否需要更多的光和空间的哪些区域需要更多的光，或者空间的区域是否具有比所需更多的光和空间的哪些区域具有比所需更多的光。基于照明估计，控制器可以发出命令以经由致动器接通/切断或调暗/增亮来自空间中或空间周围的各种光源或光源组合的光。

DE 10 2014 216366 A1公开了一种用于通过将如由相机捕获的所监控区域的图像（例如，区域的当前图像）的平均亮度与参考亮度（例如区域的参考图像的亮度）进行比较来监控区域的系统和方法，并且如果当前图像的平均亮度与参考图像的参考亮度之间的差异达到或超过阈值，则打开照明设备。该系统/方法使用视频流中的后续图像之间的差异变化来检测所监控区域中的对象的入侵，并在检测到入侵时打开光照。

US 2008/297611 A1涉及桌面视频会话，并且公开了一种视频通信系统，其包括实现用于自动控制灯的反馈控制过程的计算机程序。反馈控制过程可以包括从摄像机接收图像并确定例如与面部色调图有关的、所接收图像和所存储图像之间的初始差异。如果所捕获图像与所存储图像之间的差异超过阈值，则反馈控制过程包括向灯发射优化指令。当由光执行时，此优化指令减小了所接收图像和所存储图像之间的差异。

US 2015/145421涉及一种具有基于CPTED（通过环境设计的犯罪预防）的安全功能的照明控制系统，其能够在与诸如DVR的视频设备互锁的情况下基于通过传感器（包括本地照明设备）收集的感测信息获取关于期望对象的详细视频信息并控制与该对象相邻的照明以加强安全功能。由于可以同时控制照明和相机以响应于可疑对象的运动而指向可疑对象，而无需任何单独的视频分析模块，因此可以防止对象的犯罪意图并且可以在没有任何阴影区域或视频质量恶化的情况下获取对象的视频，这可以得到在用照明控制互锁包括基于CPTED的犯罪预防的安全功能的情况下的增加的安全性。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种用于监控系统的控制系统，包括：照明系统，照明系统包括多个照明装置，照明装置包括一个或多个灯，以及监控成像设备，其被布置为捕获被照明装置中的一个或多个照明装置照射的监视区域的图像数据，控制系统包括：图像处理器，被布置为接收来自监控成像设备的图像数据，其中图像数据包括多个帧，并且图像处理器被布置为分析图像数据的每个帧以获得每个帧的图像质量参数；控制器，被布置为确定当前帧的图像质量参数的值与图像质量参数的参考值之间的差异，其中如果所述差异大于阈值，控制器被布置为重复下述过程：向照明系统发送控制信息，用于控制多个照明装置中的至少一个照明装置的照明参数，以便改变监视区域的光照；以及确定新的当前帧的图像质量参数的值与图像质量参数的参考值之间的新差异；直到所述新差异小于或等于阈值为止。

例如，如果图像质量相对于（例如，缓冲了一段时间的）先前测量的质量恶化，则控制器可以向照明装置中的至少一个发送命令以调整至少一个照明参数来改变光照。

因此，图像处理器可以分析从（例如，包括摄像机等的）监控成像设备接收的图像数据，以确定图像（例如，在控制室中显示的那些图像）的图像质量。照明控制器可以使用此信息来控制照明装置，以便改善图像的图像质量。将理解，改变区域的照明条件可以使监控成像设备（例如相机）改变它自己的捕获参数（例如，这可以经由算法自动控制）。因此，照明控制器可以控制照明装置以便改变监控成像设备（例如，相机）的参数。

图像质量参数可以包括下述项中的至少一个：亮度值；对比度值；颜色平衡值；以及阴影对比度点（shadow-contrast point）值、锐度值、噪声值、动态范围值、色调再现值、颜色精度值、畸变值、曝光精度值、指示镜头眩光的值。更一般地，图像质量参数可以是可以由图像处理器确定的图像的任何参数，对其的改善可以增加所捕获图像对用户的有用性。

照明参数可以包括控制参数，控制参数被布置为控制照明装置的一个或多个灯，其中照明参数被布置为改变下述项中的至少一个：总的光输出；光输出的束形状；光输出的色谱分布；闪烁频率。

控制系统可以被布置为存储光位置信息以及监控成像设备位置信息，该光位置信息包括由每个相应的照明装置照射的区域的位置，该监控成像设备位置信息包括关于监视区域的位置的信息；其中控制器被布置为将光位置信息与监控成像设备位置信息进行比较，以确定多个照明装置中的哪些照明装置影响监视区域的光照；其中控制器被布置为向照明系统发送控制信息，以用于控制影响监视区域的光照的至少一个照明装置的照明参数。

图像质量参数的参考值可以是表示先前帧的图像质量参数的值。表示先前帧的图像质量参数的值可以包括预定数量的先前帧的图像质量参数的平均值。

图像处理器可以被布置为选择每帧的图像数据的一部分，并且其中图像处理器被布置为仅基于图像数据的部分来获得每个帧的图像质量参数。

图像处理器可以被布置为接收图像数据的部分的用户选择。

图像处理器可以被布置为分析图像数据的当前帧以检测当前帧中是否存在感兴趣的对象；其中如果在当前帧中检测到感兴趣的对象，则由图像处理器选择包括感兴趣对象的当前帧的一部分作为用于获得图像质量参数的图像数据的部分。

可以使用合适的对象检测算法来检测当前帧中的感兴趣对象。

在一些实施例中，如果感兴趣对象在多个后续帧内移动，则包括感兴趣区的每个帧的部分可以是不同的，并且图像处理器被布置为针对每个帧选择一新部分。

在一些实施例中，如果所述差异大于阈值，则控制器被布置为向照明系统发送控制信息，以用于控制影响对应于图像数据的所选部分的区域的光照的至少一个照明装置的照明参数。

每个照明装置可以被布置为提供多个不同的照明条件，并且其中控制器被布置为向照明系统发送控制信息，以用于控制照明装置周期性地循环通过不同的照明条件，以便为监视区域提供不同的光照条件。

控制系统还可以包括显示器，该显示器被布置为显示捕获的监视区域的图像数据。因此，图像处理器可以分析从监控成像设备接收的图像数据，以确定所显示图像的图像质量。照明控制器可以使用此信息来控制照明装置，以便改善显示器上的所显示图像的图像质量。

将理解，在用于监控应用的控制系统的情境中，用户在显示器上观看从监控成像设备接收的所捕获图像数据的监控位置通常位于远离监视区域和照明装置。因此，用于监控系统的控制系统也可以位于远离监视区域以及照射监视区域的照明装置。

根据本发明的一方面，提供了一种用于监控系统的控制系统，该监控系统包括多个照明装置以及监控成像设备，该照明装置包括一个或多个灯，该监控成像设备被布置为捕获被照明装置中的一个或多个照射的监视区域的图像数据，该控制系统包括；图像处理器，该图像处理器被布置为接收来自监控成像设备的图像数据，其中图像数据包括多个帧，并且图像处理器被布置为分析图像数据的每个帧以获得每个帧的图像质量参数；控制器，该控制器被布置为确定当前帧的图像质量参数的值与图像质量参数的参考值之间的差异，其中如果所述差异大于阈值，则控制器被布置为重复以下过程：控制多个照明装置中的至少一个照明装置的照明参数，以便改变监视区域的光照；以及确定新的当前帧的图像质量参数的值与图像质量参数的参考值之间的新差异；直到所述新差异小于或等于阈值。

根据本发明的一方面，提供了一种监控系统，包括：照明系统，该照明系统包括多个照明装置，该照明装置包括一个或多个灯；监控成像设备，该监控成像设备被布置为捕获被照明装置中的一个或多个照射的监视区域的图像数据；图像处理器，该图像处理器被布置为接收来自监控成像设备的图像数据，其中图像数据包括多个帧，并且图像处理器被布置为分析图像数据的每个帧以获得每帧的图像质量参数；控制器，该控制器被布置为确定当前帧的图像质量参数的值与图像质量参数的参考值之间的差异，其中如果所述差异大于阈值，则控制器被布置为重复以下过程：控制多个照明装置中的至少一个照明装置的照明参数，以便改变监视区域的光照；以及确定新的当前帧的图像质量参数的值与图像质量参数的参考值之间的新差异；直到所述新差异小于或等于阈值。

根据本发明的另一方面，提供了一种控制监控系统的方法，该监控系统包括多个照明装置（其包括一个或多个灯）、监控成像设备、图像处理器和控制器；该方法包括：使用监控成像设备捕获由照明装置中的一个或多个照射的监视区域的图像数据；在图像处理器处，从监控成像设备接收包括多个帧的图像数据，并分析图像数据的每个帧以获得每个帧的图像质量参数；使用控制器确定当前帧的图像质量参数的值与图像质量参数的参考值之间的差异，其中如果所述差异大于阈值，则控制器被布置为重复以下过程：1）控制多个照明装置中的至少一个照明装置的照明参数，以便改变监视区域的光照；以及2）确定新的当前帧的图像质量参数的值与图像质量参数的参考值之间的新差异；直到所述新差异小于或等于阈值。

根据本发明的一方面，提供了一种承载计算机可读代码的计算机可读介质，该计算机可读代码用于控制控制系统执行本文所讨论的方面中的任一个的方法。

本发明的上面的方面中的任一个可以与室内照明装置或系统（例如用于监控室内区域，诸如活动厅或音乐厅、室内体育场、会议/办公区域等）和/或室外照明装置和系统（例如室外公共场所，诸如广场、市场、街道、停车场等）相关联而使用。

附图说明

现在将仅通过示例的方式参考附图描述本发明的实施例，在附图中：

图1a和1b是根据本发明示范性实施例的监控系统的示意图；

图2是根据本发明示范性实施例的方法的流程图；

图3是根据本发明示范性实施例的监控系统的示例操作的示意图；

图4是根据本发明示范性实施例的监控系统的示例操作的示意图；

图5a和5b是根据本发明示范性实施例的监控系统的示例操作的示意图；

图6a和6b是根据本发明示范性实施例的监控系统的示例操作的示意图；

图7是对图像的一部分的选择的图示；和

图8是对图像的一部分的选择的图示。

具体实施方式

在具体实施方式中，关于对用至少一个室外照明装置或系统来照射的室外区域的监视来描述本发明。然而，本发明不限于室外应用，并且也可以用于室内区域的监控。

图1a示出了根据本发明第一实施例的监控系统。

监控系统包括室外照明系统100、监控成像设备200和控制系统300。

室外照明系统100包括多个室外照明装置101。图1a中示出了四个室外照明装置101，但这仅仅作为一示例。图1b示出了示例街道场景的平面图，其中有许多室外照明装置101。图1b还示出了一个室外照明装置101的示意性放大图。如图1b中更详细示出的，室外照明装置101包括照明单元102，其包括通信单元103和一个或多个灯104。此外，每个室外照明装置包括杆105，照明单元102安装在杆105上。

监控成像设备200包括相机201和通信单元202。在此实施例中，相机201被布置为捕获由多个室外照明装置101照射的监视区域的动态图像（即，视频数据的帧）。如图1b中所示，监视区域是由相机201在当前时间可观看到的区域。在一些实施例中，监视区域不需要被所有室外照明装置101照射。此外，在一些实施例中，相机201可以是可移动的（例如可旋转的），以便捕获更广泛区域内的不同监视区域的动态图像。在其他实施例中，室外照明装置101可以是可控的，以便改变它们照射的区域。

控制系统300包括显示器310、图像处理器320、照明控制器330和通信单元340。控制系统300的显示器310可以位于监控控制室或其他合适的位置。

室外照明系统100和监控成像设备200经由适当的网络400（例如，经由GPRS/3G/4G）连接到控制系统300。因此，控制系统300可以与监控成像设备200和室外照明装置101中的每一个这二者通信。在此实施例中，这通过在每个室外照明装置101的通信单元103与网络400之间存在连接、以及在监控成像设备200的通信单元202与网络400之间存在连接来完成。

来自相机201的图像使用网络400经由通信单元202和340传输到控制系统300。因此，在此实施例中，由相机201捕获的动态图像（即视频数据）可以显示在显示器310上。因此，操作员可以在显示器310上观看监视区域的图像以用于监控目的。尽管未在图1a中示出，但是将理解，在一些实施例中，可以将监视区域的图像存储在合适的存储器（未示出）中以供稍后检查。

如下面将更详细解释的，图像处理器320可以分析从相机201接收的图像数据，以确定所显示图像的图像质量。此信息可以由照明控制器330用于控制室外照明装置101，以便改善显示器310上的所显示图像的图像质量。

常规监控系统可以包括一个或多个相机和/或用于检测所观察区域中的变化的任何其他传感器（例如麦克风、无线电信号强度测量、存在探测器、热传感器、IR传感器等）；一个或多个传感器信号处理单元和一个或多个显示器，用于示出信息（例如，实时或录制的视频流，比如事件的活动）；通信构件，用于将来自相机/传感器的数据传递到显示器（例如所有类型的无线网络或有线网络）。

常规连接照明系统可以包括一个或多个光源、一个或多个照明控制单元；通信构件，用于将控制命令和数据从光源来/回传递。

在此实施例中，室外照明系统100和控制系统300一起工作以通过控制监视区域的光照来改善在显示器340上显示的图像中的监视区域的可见性。将理解，显示器340上显示的图像中的监视区域的可见性将取决于影响监视区域的可见性的情境变化。影响监视区域可见性的典型情境变化是一天中的时间（例如夜间与白昼）、天文学（例如月球位置和月球相位）、天气条件（例如云量、雾、雨、雪、冰）、人或其他对象数量的变化、人或其他对象的密度变化，事件（例如街头斗殴、车祸、故意破坏、火灾、恐慌、侵略等）。

第一实施例的监控系统使用图像处理器320来使用各种视频图像处理技术来监视和识别环境光水平的变化。此外，图像处理器320监视和测量图像质量。在此实施例中，如果图像质量相对于（例如，缓冲了一段时间的）先前测量的质量恶化，则照明控制器330向室外照明装置101中的至少一个发送命令以调整至少一个照明参数。

图像处理器320从相机201接收图像数据，并分析图像数据以获得图像质量参数。照明控制器330从图像处理器320接收所获得的图像质量参数，并确定与先前时间点相比图像质量参数中是否存在不利变化。如果存在不利变化，则照明控制器330控制多个室外照明装置101中的至少一个的照明参数改变监视区域的光照，以便改善所捕获图像数据的图像质量参数。因此，在一些实施例中，照明控制器330控制多个照明单元中的至少一个的照明参数，以便改变该区域的光照，以便将所捕获的图像数据的图像质量参数改善回到其先前的（即改变之前）状态。

图2示出了根据本发明示范性实施例的提供关于监控系统的操作的更多细节的流程图。

作为步骤S1，室外照明装置101以第一光照条件照射监视区域。第一光照条件表示照射监视区域的室外照明装置101的灯的状态，并且下面提供对其的更多细节。概括地说，第一光照条件表示室外照明装置101的灯提供给监视区域的照明类型。

对于照射监视区域的每个室外照明装置101，第一光照条件可以包括相同的照明状态。可替代地，第一光照条件可以表示一组照明状态，其中每个室外照明装置101具有单独的照明状态。另外，室外照明装置101可以成组布置，其中每组中的每个室外照明装置101具有相同的照明状态。

图像处理器320从相机201接收包括多个帧的图像数据，并分析图像数据的帧以获得每个帧的图像质量参数。在步骤S2，图像处理器320分析图像数据的当前帧以获得当前帧的图像质量参数。

在步骤S3，照明控制器330接收当前帧的图像质量参数，并确定当前帧的图像质量参数的值与表示至少一个先前帧的图像质量参数的先前值之间的差异。在此实施例中，先前图像质量参数包括预定数量的先前帧的图像质量参数的平均值（例如，最后10帧的平均值）。可以基于帧率（即每秒#帧）来检查并相应地调整图像质量。在一些实施例中，这可以限于相机的动态范围。

如果差异小于或等于阈值，则与（多个）先前帧相比，监视区域的所显示图像的图像质量没有恶化。结果，该方法返回到步骤S1，并且保持用第一光照条件照射监视区域。

然而，如果差异大于阈值，则与（多个）先前帧相比，监视区域的所显示图像的图像质量已经恶化。在这种情况下，该方法前进到步骤S4。

在步骤S4，照明控制器330控制多个室外照明装置101中的至少一个的照明参数以便改变监视区域的光照条件。在此实施例中，这通过下列来完成：照明控制器330向室外照明装置101发送合适的控制信号（即控制信息），以便控制室外照明装置101以新的光照条件照射监视区域。在其他实施例中，这通过下列来完成：照明控制器330向照明系统100发送合适的控制信息，以便使照明系统100能够生成用于控制室外照明装置101用新的光照条件照射监视区域的控制信号。因此，照明控制器330可以直接或间接地控制室外照明装置101。

一旦用新的光照条件照射监视区域，由图像处理器320接收的监视区域的图像数据将相应地改变。在步骤S5，图像处理器320分析图像数据的新的当前帧以获得新的当前帧的新图像质量参数。

在步骤S6，照明控制器330接收新的当前帧的新图像质量参数，并确定新的当前帧的图像质量参数的值与图像质量参数的先前值之间的新差异。在此实施例中，图像质量参数的先前值是在步骤S3中使用的值。

如果新差异小于或等于阈值，则已经通过光照的改变改善了监视区域的所显示图像的图像质量。结果，在步骤S7，监视区域保持被用第二光照条件照射。然后，通过使用第二光照条件代替第一光照条件，该方法可以前进返回步骤S1。

然而，如果差异大于阈值，则与（多个）先前帧相比，监视区域的所显示图像的图像质量没有足够的改善。在这种情况下，该方法前进返回步骤S4。可以重复步骤S4、S5和S6，直到新差异小于或等于阈值。

第二光照条件可以包括针对照射监视区域的每个室外照明装置101的相同照明状态。可替代地，第二光照条件可以表示一组照明状态，其中每个室外照明装置101具有单独的照明状态。另外，室外照明装置101可以成组布置，其中每组中的每个室外照明装置101具有相同的照明状态。

在一些实施例中，代替将当前帧的图像质量参数与一个或多个先前帧的图像质量参数的先前值进行比较，可以将当前帧的图像质量参数与图像质量参数的参考值进行比较。因此，步骤S3和S6可以使用参考值代替先前的图像质量参数。

在此实施例中，照明参数包括控制参数，该控制参数被布置为控制室外照明装置101的一个或多个灯。照明参数可以被布置为改变以下中的至少一个：

- 总光输出、光水平或光强度

- 光输出的束形状（例如广角相比窄角）

- 光输出方向

- 光输出的色谱分布

- 闪烁频率。

换言之，照明参数可以是下列照明控制设置中的任何一个或组合：光水平、光谱分布、束形状、光方向、动态。

因此，可以通过室外照明装置101中的至少一个来调整光水平、色温（例如，通过改变色谱分布）、聚光范围（例如，通过改变束形状）或影响监视区域上的可见性的任何其他照明参数。此外，通过调整照明参数，可以调整一区域的光以提供补光（fill-in light）（对准）或对比光（反向）。另外，使用不同的闪烁频率可以获得不同的结果。例如，较低频率（例如<60Hz）可以用于节约能源/增加照明装置的寿命，但是当涉及到良好质量的夜间成像时它们是低效的）。此外，该系统可以例如通过随时间改变某些照明参数来提供动态效果。

监视、测量图像质量和调整的过程可以继续，直到找到最佳设置，此时通过调整周围光源的设置不再能够改善图像质量。

图像质量参数可以涉及与显示器310上显示或存储在存储器中供稍后检查的图像的图像质量相关联的一个或多个参数，可以通过改变监视区域的光照来影响该图像质量参数。适当的图像质量参数的示例包括：

- 亮度

- 对比度

- 颜色平衡

- 阴影对比点

- 锐度

- 噪音

- 动态范围

- 色调再现

- 颜色精度

- 畸变

- 曝光精度

- 镜头炫光。

将理解，显示器310上显示的图像的质量将部分取决于用于捕获图像的相机的设置。在这方面，改变照明参数（即，改变照明条件）可以间接地影响相机。例如，增加一区域的总的光将使相机具有大的镜头光圈。下面提供了相机上且针对观察者的照明控制设置的一些效果的汇总表。

表1

照明控制设置	环境的照明效果	相机上的效果	对观察者的视觉效果	对观察者的价值
					增加（从暗淡-到正常-到增强）总的光输出（流明输出）	对环境、对象和人的更多光（勒克斯）	更大的镜头光圈、更好的信噪比、更高/更低的像素分辨率、更好的颜色质量、更高/降低的对比度、可能的调整的动态范围、更高的帧率	锐度更高的图像、更好的放大质量、更好的颜色识别	对情况更快的响应、更快的面部识别、更好的证据质量（例如，如果要在法庭上使用视频）
改变照明的颜色（波长）组成（例如，通过使用多个彩色LED的阵列）	例如，从暖白颜色方案（例如2000 K，CRI =60，例如使用琥珀色/白色LED）切换到冷-明亮的颜色方案（例如4000K，CRI> 90，例如通过接通/增强红-绿-蓝LED）。如果需要，甚至可以使用IR和UV。	使用不同的动态范围，可能使用/移除IR滤光片（在特定情况下）。经调整的颜色灵敏度。经调整的设置取决于日光和人造光的组合。	更好的颜色渲染	更好的颜色识别、对情况的更快响应、更好的对象/人描述（例如汽车颜色、衣服颜色）
					从宽束改变为聚光灯	更少的对环境的光、更多的对对象或人的光、更大的对比度（可能造成障碍，吸引街道上人的注意）	对于特定的聚光灯：选定的感兴趣区：要使用的其他动态范围	锐度更高的图像、更好的放大质量、更好的颜色识别	对情况的更快响应、更快的面部识别、更好的证据质量（要在法庭上使用的视频）
改变光的方向（例如，通过光束的旋转、接通/断开光输出的一部分、通过不同的镜头布置来改变）	（大部分）光所来自的方向可以被改变，例如，可以以对称或反束设置照明效果（即从相机的视角）	来自对象/人的更多光（亮度）（对称），或来自背景的更多光（亮度）（反束）	更好的放大质量，更好的颜色识别，或更好的轮廓/移动识别	更快的面部识别、更好的证据质量（要在法庭上使用的视频）或对移动的对象或人的更好的动态跟踪
					动态光效果（例如，变化的闪烁频率）（较低频率（例如<60Hz）可以用于节约能源/增加灯具的寿命，但是它们在涉及良好质量的夜间成像时是低效的）	动态效果可以对公众是（或不是）可见的，可能是闪烁，可能是闪光灯。	“将特定的感兴趣区与闪光灯同步。将快门时间与光频率同步，更好的信噪比、更好的颜色质量、更高的对比度。	动态光效果（例如变化的闪烁频率）（较低频率（例如<60 Hz）可以用于节约能源/增加灯具的寿命，但是它们在涉及良好质量的夜间成像时是低效的）	动态效果可以对公众是（或不是）可见的，可能是闪烁，可能是闪光灯。

取决于适当的图像质量参数，可以以不同方式改变照明参数。例如，可以缓慢地改变照明设置。例如，可以以市民未注意到照明设置（例如在5分钟内）的方式做出改变。作为一示例，如果在具体的街道上变得更加繁忙，仅为了更好的监控，可以以正常改变/褪色速度（例如，在几秒内改变过来）来增加光水平。然而，作为另一示例，如果检测到危险情况（例如事故），则需要随即更高的光水平。可替代地，可以使用快速（<1秒）的照明条件变化来获得警报效果/反应。例如，如果人群正朝着某个方向移动并且需要被阻止，则可以使用闪光/强光来获得反应。

在一些实施例中，监控系统的用户（例如执法专业人员）可能正在观看显示器310上显示的图像。使用上面的方法，由于自动调整室外照明装置101的光照，所显示的图像将具有更高的图像质量。

显示器上的经改善图像质量的优点是：监控区域的更好可见性，早期发现潜在事件，更快的紧急响应，更少数量的失踪事件，用作法庭中的证据的更高质量的视频记录。这可以对观察者具有下列效果：锐度更高的图像，更好的颜色识别，更好的放大质量，可更好地检测的移动，更好的面部识别，更好的证据（照片/录像片段）。

在一些实施例中，每个室外照明装置101被布置为取决于不同的照明参数提供多个不同的照明条件。在这样的实施例中，照明控制器330可以被布置为控制室外照明装置101周期性地循环通过不同的照明条件，以便为监视区域提供不同的光照条件。这可以独立于上述图像处理和照明控制来完成，以改善图像质量。

此外，将理解，每种情况取决于不同参数的复杂组合：时间、位置、拓扑、事件类型、天气、人数、人的类型等，以及通常还有参与控制该系统的人类操作员（例如，执法专业人员）。照明参数和不同值的数量是大的，并且从人类控制的角度来看，本发明的实施例可以提供减少了供操作员选择的选项的数量（以减少操作时间）并允许最终决定由操作员做出（以提高服务质量）的系统。

在一些实施例中，监控系统可以被布置为存储包括由每个相应的室外照明装置101照射的区域的位置的光位置信息，以及包括关于监视区域的位置的信息的监控成像设备位置信息。这种信息可由照明控制器330访问，并且可以存储在控制系统300中（适当存储器（未示出）中）或存储在外部设备上。

室外照明装置101可以能够取决于与不同区域相关联的照明参数在不同区域上提供光照。因此，每个室外照明装置101的光位置信息可以包括可以被照射的一系列的可能区域。此信息可以与关于每个室外照明装置101的当前状态的信息（例如，适当的照明参数）组合，使得监控系统能够确定每个室外照明装置101在任何时间点正照射哪些物理区域。

同样地，相机201可以是可移动的，并且监控成像设备位置信息可以包括可以被监视的一系列的可能区域。此信息可以与关于相机201的当前状态的信息（例如，经由合适的相机控制参数）组合，使得监控系统能够确定相机201在任何时间点正在监视哪个物理区域。

换言之，在这样的实施例中，监控系统可以存储哪些现实世界区域被哪些灯照射以及现实世界的哪个区域对应于监视区域。因此，如果相机201移动（例如，如果它被旋转），则对应于监视区域的现实世界区域将改变。结果，可能的是，监视区域将被不同的室外照明装置101照射。这在图3中图示出。

图3示出了四个室外照明装置101a、101b、101c和101d以及相机201。如图3中所示，相机201面向右，并且因此监视区域将主要由室外照明装置101c和101d照射。如果相机201向左旋转，则新的监视区域将主要由室外照明装置101a和101b照射。

通过存储光位置信息和监控成像设备位置信息，照明控制器330可以确定哪些室外照明装置照射监视区域或者在任何给定时间对监视区域的光照影响最大。

在一些实施例中，在步骤S4，照明控制器330附加地被布置为将光位置信息与监控成像设备位置信息进行比较，以确定多个室外照明装置101中的哪些影响监视区域的光照。然后，照明控制器330可以控制影响监视区域的光照的仅有的室外照明装置101的照明参数，而不是控制所有室外照明装置101以具有新的光照条件。如上所述，照明控制器330可以直接或间接控制相关的室外照明装置101。

换言之，在图3所示的情况下，在相机201向右的情况下，监视区域将主要由室外照明装置101c和101d照射。因此，在步骤S4，照明控制器330可以基于光位置信息与监控成像设备位置信息确定需要改变室外照明装置101c和101d的照明参数。

在一些实施例中，监控系统的用户（例如执法专业人员）可能正在观看显示器310上显示的图像，并且可能看到在所显示的图像内存在重要的某个对象或活动。在这种情况下，监控系统的用户可能希望改善包含某个对象或活动的所显示图像的一部分的图像质量。

例如，如图4中所示，存在四个室外照明装置101a、101b、101c和101d，以及相机201。如图4中所示，相机201面向右，并且因此监视区域将主要由室外照明装置101c和101d照射。在图4中的室外照明装置101c和101d之间，存在人群501。

人群501可以在监视区域中，并且因此可以由相机201捕获并在显示器310上观看。监控系统的用户可能希望改善包含人群501的图像的部分的图像质量。

为了最大化显示器310上显示的图像内的人群501的图像质量，在此实施例中，图像处理器320可以被布置为选择包含人群501的每个帧的图像数据的一部分。然后，图像处理器320可以在步骤S3中仅基于图像数据的一部分获得每帧的图像质量参数。

此外，也如图4中所示，在室外照明装置101a和101b之间，存在紧急服务车辆502。可以旋转相机201，使得紧急服务车辆502处于新的监视区域中，并且因此可以由相机201捕获并在显示器310上观看。关于人群501，监控系统的用户可能希望改善包含紧急服务车辆502的图像的部分的图像质量，并且因此可以手动选择包含紧急服务车辆502的所显示图像的一部分。

概括地说，人群501或紧急服务车辆502表示所显示图像内的感兴趣对象。包括感兴趣对象的所显示图像的部分可以由监控系统10的用户例如使用与显示器301相关联的合适的用户接口（未示出）来手动选择。

在其他实施例中，在步骤S3中，图像处理器320可以被布置为分析图像数据的当前帧以检测当前帧中是否存在感兴趣的对象（例如，人群）。如果在当前帧中检测到感兴趣对象，则由图像处理器320选择包括感兴趣对象的当前帧的一部分作为用于获得图像质量参数的图像数据的部分。换言之，在步骤S3中，仅使用包括感兴趣对象的图像数据的部分来获得图像质量参数。

感兴趣的对象可以是下列中的任何一个或组合：

- 人群

- 可疑人/对象

- 紧急情况

- 基础设施（例如街道、树木、建筑物、纪念碑、灯杆、交通灯）；

- 对象（例如桌子、椅子、长凳、箱子、手提箱、汽车）

- 主体（例如人类、狗、鸟）

- 活动或情况（例如街头斗殴、车祸、爆炸、火灾、故意破坏）。

将理解，存在许多对象识别算法，其可以被图像处理器用于检测图像内某些对象的存在。例如，用于检测人群或可疑人的算法是众所周知的。

图7中示出了这种实施例的示例操作。这示出了如可以在显示器310上显示的示例图像600a。在此示例中，假设对象601a（即由三角形表示）是感兴趣的对象。这可以手动选择或经由合适的算法选择。在任一情况下，在对象601a周围获得框602。在此示例中，仅基于框内的像素获得图像质量参数。结果，监视区域的光照可以被改变，导致示出对象601b的改善（例如更好的对比度）的图像600b。

此外，系统可以被布置为使得改变包括在图像的所选部分中的仅有的区域（即，不是图像600a中所示的整个监视区域）的光照。这可以通过考虑哪些室外照明装置101照射图像600a的所选部分来完成。这在下面结合图8进行更多的讨论。

将理解，取决于日/夜节奏，室外照明系统100的光水平可以在某个预编程的最小水平（如根据法规所要求的）上调整，比如：3.0勒克斯的平均照度（Eav）、0.2勒克斯的均匀度，以及0.6勒克斯的最小水平照度（Eh）。

取决于街道上的活动水平，例如如果图像处理器320可以自动检测此活动水平（例如，存在的人的数量，车辆移动的数量），则可以将光水平提高到更高的水平，比如7.0勒克斯的平均照度（Eav）、0.2的均匀度以及1.5勒克斯的最小水平照度（Eh）。

在紧急情况下（例如，由图像处理器320检测到或者手动警告或者来自另一数据源，例如112呼叫中心），可以将光水平非常局部地增强到最大，例如：15.0勒克斯的平均照度（Eav）、0.2的均匀度以及3.0勒克斯的最小水平照度（Eh）。

在月光的情况下，可以降低光水平，利用月光的整体照亮环境，光水平可以非常局部地更高以区分对象。

如图5a和图5b中所示，存在四个室外照明装置101a、101b、101c和101d，以及相机201。存在可疑人503，其在图5a和5b中的两个不同方位示出。

如图5a中所示，相机201面向右并指向可疑人503，并且因此监视区域将主要由室外照明装置101c和101d照射。

使用合适的检测算法，在步骤S3期间，图像处理器320可以在显示器310上显示的图像中检测可疑人503。然后，图像处理器320可以选择包含可疑人503的图像的一部分并改变此区域的光照，以改善此部分的图像质量。

如图5b所示，可疑人503已经移动到图5b中的室外照明装置101b和101c之间。因此，新的监视区域将主要由室外照明装置101b和101c照射。

例如，相机201可以跟踪通过街道的人503（例如，个人或团体）。在正常情况下，当他/她从室外照明装置101c走向室外照明装置101b时，人503的前面将不被照亮。在人503的背面有大量光，没有或仅非常少的光朝向他/她的脸部/前面。因此，仅轮廓对相机201可见。在某些情况下，这是好的，例如，当期望跟踪一个人时，所以在一些情况下，期望与来自这个人前面相比、来自背面的更多的光。这种增加照明对比度的原理是已知的隧道照明的原理。在行走时，不同的室外照明装置可以根据人503的位置增加/减少光水平。

在其他情况下，显示器310的观察者可能想要检测/看到人503的面部/衣服的颜色等。在那种情况下，与从背面相比，需要更多的来自前面的照明。另外，可能需要不同的光谱分布来标识行人，不同的光质量（例如，光中更多的黄色/蓝色或橙色）将有助于更好地区分皮肤、头发和衣服的颜色。因此，如果检测到人503，则在一些实施例中，人的区中的每个室外照明装置101被布置为取决于不同的照明参数提供多个不同的照明条件。在这样的实施例中，照明控制器330可以被布置为控制室外照明装置101周期性地循环通过不同的照明条件，以便为监视区域提供不同的光照条件。这可以独立于上述图像处理和照明控制完成，以改善图像质量。

如图6a中所示，存在四个室外照明装置101a、101b、101c和101d，以及相机201。如图6a中所示，相机201面向右，并且因此监视区域将主要由室外照明装置101c和101d照射。在图6a中的室外照明装置101c和101d之间，存在下雪区域504。

也如图6b中所示，在室外照明装置101a和101b之间，存在下雨区域505。可以旋转相机201，使得雨505处于新的监视区域中，并且因此可以由相机201捕获并在显示器310上观看。关于下雪区域504，监控系统的用户可能希望改善包含下雨区域505的图像的部分的图像质量，并且因此可以手动选择包含下雨区域505的所显示图像的一部分。

取决于例如由室外照明装置中的传感器检测到的当前天气，或者针对其他数据源（实时天气数据库），可以对光进行局部调整以增加相机201的可见性。

在下雨的情况下，可能存在大量来自潮湿表面（尤其是来自街道（潮湿的瓷砖、水洼））的反射，并且相机图像将受其严重影响。通过添加/调整特定光谱 – 比如光的单个小带宽（例如黄色580 nm），可以更容易地将照亮的对象与背景区分开。

在下雪的情况下，存在光的极端反射，并且来自特定光室外照明装置101的降低的光水平可以有助于改善对比度。调整后的谱也可以有助于更好地检测/跟踪对象。

将参考图8图示来自雨的反射的情况。这示出了如可以在显示器310上显示的示例图像700a。在此示例中，假设图像700a中的较淡区域701是由来自特定室外照明装置101的水洼的眩光引起的亮斑。在此实施例中，在步骤S3中，可以检测到的是，图像700a中存在先前不在那的亮斑701。还可以（通过室外照明装置101的位置/角度的光地图或通过试错）确定哪个室外照明装置101正在引起该反射。结果，该系统可以例如通过控制该室外照明装置101旋转到不同的取向或通过减少其光输出来减少引起亮斑701的图像700a的监视区域中的室外照明装置101的光照。这将导致改善的图像700b。

可替代地，在检测到亮斑701时（例如，结合指示下雨的天气数据），可以控制室外照明装置101改变或减小由相关的室外照明装置101输出的光的波长。

因此，在图8所示的布置中，通过考虑哪些室外照明装置101照射图像700a的所选部分，系统被布置为使得只有包括在图像的所选部分中的区域（即，不是图像700a中所示的整个监视区域）的光照被改变。

此外，上面讨论的方法可以用于照射图像中的暗斑。例如，暗斑可能由光源和相机的空间分布、天气（例如多云）、来自基础设施（例如建筑物、树木）、对象（汽车）或主体（例如人群）的阴影引起。可以检测到这种暗斑，并且然后由照明装置进行补偿。

如上所述，本发明的实施例可以提供用于监控系统的控制系统，其中图像处理器可以分析从监控成像设备（例如，包括摄像机等）接收的图像数据，以确定图像（例如在控制室中显示的那些图像）的图像质量。此信息可以由照明控制器用于控制室外照明装置，以便改善图像的图像质量。将理解，改变区域的照明条件可以使监控成像设备（例如相机）改变其捕获参数（例如，捕获参数可以经由算法自动控制）。因此，照明控制器可以控制室外照明装置以便改变监控成像设备（例如，相机）的参数。

概括地说，本发明的实施例可以提供一种监控系统，其包括（例如，形成室外照明系统的）多个室外照明装置、监控成像设备（例如摄像机）和控制系统。将理解，控制系统的元素（例如图像处理器和控制器）可以在单个装置（例如服务器或通用计算机）上提供，或者作为分布式布置的一部分提供。例如，控制系统可以包括一个或多个通信计算机。在一些实施例中，控制系统可以包括显示器。在其他实施例中，控制系统可以与显示器分离。

如所描述的上面的实施例仅是说明性的，并非旨在限制本发明的技术方法。尽管参考优选实施例详细描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本发明技术方法的精神和范围的情况下，可以修改或同等地替换本发明的技术方法。这也将落入本发明权利要求的保护范围内。在权利要求中，词语“包括”不排除其他要素或步骤，并且不定冠词“一（a）”或“一个（an）”不排除多个。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。

Claims (14)

1.一种监控系统，包括：

照明系统（100），所述照明系统（100）包括多个照明装置（101），所述照明装置（101）包括一个或多个灯（104），

监控成像设备（200），其被布置为捕获被所述照明装置（101）中的一个或多个照明装置照射的监视区域的图像数据，以及

控制系统，包括：

图像处理器（320），被布置为接收来自所述监控成像设备（200）的所述图像数据，其中所述图像数据包括多个帧，并且其中所述图像处理器（320）被布置为分析所述图像数据的每个帧以获得每个帧的图像质量参数；

控制器（330），被布置为确定当前帧的图像质量参数的值与图像质量参数的参考值之间的差异，其中如果所述差异大于阈值，所述控制器（330）被布置为重复下述过程：

向所述照明系统（100）发送控制信息，用于控制所述多个照明装置（101）中的至少一个照明装置的照明参数，以便改变所述监视区域的光照；以及

确定新的当前帧的图像质量参数的值与所述图像质量参数的所述参考值之间的新差异；

其中重复所述过程直到所述新差异小于或等于阈值为止；

其中所述图像处理器（320）被布置为接收关于每帧的所述图像数据的一部分的选择的信息，并且其中所述图像处理器（320）被布置为仅基于所述图像数据的所述部分来获得每个帧的所述图像质量参数。

2.根据权利要求1所述的监控系统，其中所述监控系统被布置为存储光位置信息以及监控成像设备位置信息，所述光位置信息包括由每个相应的照明装置（101）照射的所述区域的所述位置，所述监控成像设备位置信息包括关于所述监视区域的所述位置的信息；

其中所述控制器（330）被布置为将所述光位置信息与所述监控成像设备位置信息进行比较，以确定所述多个照明装置（101）中的哪些影响所述监视区域的所述光照；

其中所述控制器（330）被布置为向所述照明系统（100）发送控制信息，用于控制影响所述监视区域的所述光照的至少一个照明装置（101）的照明参数。

3.根据权利要求1所述的监控系统，其中所述图像质量参数包括下述项中的至少一个：亮度值；对比度值；颜色平衡值；以及阴影对比度点值、锐度值、噪声值、动态范围值、色调再现值、颜色精度值、畸变值、曝光精度值、指示镜头眩光的值。

4.根据权利要求2所述的监控系统，其中所述图像质量参数包括下述项中的至少一个：亮度值；对比度值；颜色平衡值；以及阴影对比度点值、锐度值、噪声值、动态范围值、色调再现值、颜色精度值、畸变值、曝光精度值、指示镜头眩光的值。

5.根据前述权利要求中任一项所述的监控系统，其中所述照明参数包括控制参数，所述控制参数被布置为控制照明装置（101）的所述一个或多个灯（104），其中所述照明参数被布置为改变下述项中的至少一个：总的光输出；所述光输出的束形状；所述光输出的色谱分布；闪烁频率。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的监控系统，其中所述图像质量参数的所述参考值是表示先前帧的所述图像质量参数的值。

7.根据权利要求6所述的监控系统，其中表示先前帧的所述图像质量参数的所述值包括预定数量的先前帧的所述图像质量参数的平均值。

8.根据权利要求1所述的监控系统，其中所述图像处理器（320）被布置为接收所述图像数据的所述部分的用户选择。

9.根据权利要求1-4和8中任一项所述的监控系统，其中所述图像处理器（320）被布置为分析所述图像数据的所述当前帧以检测所述当前帧中是否存在感兴趣的对象；

其中如果在所述当前帧中检测到感兴趣的对象，则由所述图像处理器选择包括所述感兴趣对象的所述当前帧的一部分作为用于获得所述图像质量参数的所述图像数据的所述部分；

其中如果所述感兴趣对象在多个后续帧内移动，则图像处理器（320）被布置为针对包括感兴趣区的每个帧选择新部分。

10.根据权利要求1-4和8中任一项所述的监控系统，其中如果所述差异大于阈值，所述控制器（330）被布置为向所述照明系统（100）发送控制信息，用于控制影响对应于所述图像数据的所选部分的区域的所述光照的至少一个照明装置（101）的照明参数。

11.根据权利要求1-4和8中任一项所述的监控系统，其中每个照明装置（101）被布置为提供多个不同的照明模式，并且其中所述控制器（330）被布置为向所述照明系统（100）发送控制信息，用于控制所述照明装置（101）周期性地循环通过所述不同的照明模式，以便为所述监视区域提供不同的光照条件。

12.根据权利要求1-4和8中任一项所述的监控系统，其中所述多个照明装置（101）是多个室外照明装置。

13.一种控制监控系统的方法，所述监控系统包括：多个照明装置（101）、监控成像设备（200）、图像处理器（320）和控制器（330），所述照明装置（101）包括一个或多个灯（104）；所述方法包括：

使用所述监控成像设备（200）捕获由所述照明装置（101）中的一个或多个照明装置照射的监视区域的图像数据；

在所述图像处理器（320）处，从所述监控成像设备（200）接收包括多个帧的所述图像数据，并分析所述图像数据的每个帧以获得每个帧的图像质量参数；

使用所述控制器（330）确定当前帧的所述图像质量参数的值与所述图像质量参数的参考值之间的差异，其中如果所述差异大于阈值，则所述控制器（330）被布置为重复下述过程：

控制所述多个照明装置（101）中的至少一个照明装置的照明参数，以便改变所述监视区域的光照；以及

确定新的当前帧的所述图像质量参数的值与所述图像质量参数的所述参考值之间的新差异；

直到所述新差异小于或等于阈值；

其中所述图像处理器（320）接收关于每帧的所述图像数据的一部分的选择的信息，并且其中所述图像处理器（320）仅基于所述图像数据的所述部分来获得每个帧的所述图像质量参数。

14.一种承载计算机可读代码的计算机可读介质，所述计算机可读代码用于控制控制系统执行根据权利要求13所述的方法。

Images