DE102004020467A1

DE102004020467A1 - Videoüberwachungs- und Alarmsystem

Info

Publication number: DE102004020467A1
Application number: DE200410020467
Authority: DE
Inventors: Peter Däubner
Original assignee: VIASYS GmbH
Current assignee: VIASYS GmbH
Priority date: 2004-04-26
Filing date: 2004-04-26
Publication date: 2005-11-17

Abstract

Die Erfindung betrifft allgemein Sicherheitssysteme und insbesondere Videoüberwachungssysteme zur Erkennung von Bewegungen und zur Alarmierung sowie ein Verfahren zu deren Betrieb. DOLLAR A Um die Erkennung bewegter Objekte durch ein kameragestütztes Sicherheitssystem zu verbessern, sieht die Erfindung ein Verfahren zum Überwachen eines räumlichen Bereiches vor, umfassend die Schritte DOLLAR A - Bereitstellen zumindest einer Kamera, welche den räumlichen Bereich optisch erfasst, DOLLAR A - Festlegen einer Zuordnungsvorschrift, durch die zumindest einer Teilfläche eines von der Kamera erzeugten, digitalisierten Bildes ein Wert zugeordnet werden kann, welcher ein Maß für die Entfernung eines Objektes von der Kamera angibt, dem die zumindest eine Teilfläche zugeordnet werden kann, DOLLAR A - Erzeugen einer ersten Bildaufnahme des räumlichen Bereiches mittels der zumindest einen Kamera, DOLLAR A - Digitalisieren der ersten Bildaufnahme, DOLLAR A - Erzeugen einer zweiten, zur ersten zeitlich versetzten, Bildaufnahme des räumlichen Bereiches mittels der zumindest einen Kamera, DOLLAR A - Digitalisieren der zweiten Bildaufnahme, DOLLAR A - Ermitteln von Unterschieden zwischen der ersten und zweiten Bildaufnahme und DOLLAR A - Auswerten der ermittelten Unterschiede unter Verwendung der Zuordnungsvorschrift. Weiterhin sieht die Erfindung ein Sicherheitssystem zum Ausführen des Verfahrens vor.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Sicherheitssysteme und insbesondere Videoüberwachungssysteme zur Erkennung von Bewegungen und zur Alarmierung, sowie ein Verfahren zu deren Betrieb.
Zum Schutz von Eigentum und insbesondere von Gebäuden wird schon seit längerer Zeit das Mittel der Videoüberwachung genutzt. Die ständige Überwachung von Bildern, welche von Überwachungskameras geliefert werden, durch Wachpersonal ist jedoch mit hohen Kosten verbunden.
Es wurden daher Versuche unternommen, aus den Bildern von Überwachungskameras automatisch Bewegungsinformationen zu extrahieren, um so bei einer erkannten Bewegung im überwachten Bereich beispielsweise einen Alarm auszulösen.
Beispielsweise aus der DE 196 01 005 ist ein videobasiertes Verfahren zur Detektion von bewegten Objekten innerhalb einer zu überwachenden Fläche bekannt. Bei dem in der DE 196 01 005 beschriebenen Verfahren wird eine Szene mit einer Videokamera beobachtet, welche eine Videobildfolge liefert. Durch eine Analyse dieser Videobildfolge lassen sich bewegte Objekte erkennen. Allerdings werden in bestimmten Situationen mit diesem Verfahren auch Objekte detektiert, deren Erkennung an sich nicht erwünscht ist, da eine Zuordnung zu realen Objekten nicht immer eindeutig ist. Außerdem lassen sich beispielsweise bewegte Lichtkegel oder bewegte Schatten nicht als Störungen erkennen.
Eine prinzipielle Schwierigkeit der Erkennung von Bewegungsinformationen liegt darin, dass ein von einer Kamera aufgenommenes Bild immer zweidimensional ist, so dass das gleiche Objekt abhängig vom Aufenthaltsort und damit abhängig von der Position im Bild unterschiedlich große Bildflächen bedeckt.
Zur Vermeidung von Störungen und zur Verbesserung des Erkennungsverhaltens ist in der DE 197 09 799 eine Einrichtung zur Videoüberwachung einer Fläche angegeben, bei der einer Videokamera eine zweite Videokamera zur optischen Erfassung derselben Fläche zugeordnet ist. Aufgrund der unterschiedlichen Blickwinkel der beiden Videokameras lassen sich dreidimensionale Informationen über die erfasste Fläche gewinnen. Dazu sind allerdings jeweils zwei Kameras notwendig mit den entsprechenden Digitalisierungseinheiten und sonstigen mechanischen Bauelementen wie beispielsweise Mast oder Befestigungsarm. Hierdurch entsteht ein doppelter Installations- und Kostenaufwand.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie die Erkennung bewegter Objekte durch ein kameragestütztes Sicherheitssystem verbessert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen umschrieben.
Dementsprechend löst die Erfindung das technische Problem zum einen durch ein Verfahren zum Überwachen eines räumlichen Bereiches, insbesondere zum Überwachen von Innen- und Außenbereichen von Gebäuden, das die folgenden Schritte aufweist:

– Bereitstellen zumindest einer Kamera, welche den räumlichen Bereich optisch erfasst,
– Festlegen einer Zuordnungsvorschrift, durch die zumindest einer Teilfläche eines von der Kamera erzeugten, digitalisierten Bildes ein Wert zugeordnet werden kann, welcher ein Maß für die Entfernung eines Objektes von der Kamera angibt, dem die zumindest eine Teilfläche zugeordnet werden kann,
– Erzeugen einer ersten Bildaufnahme des räumlichen Bereiches mittels der zumindest einen Kamera,
– Digitalisieren der ersten Bildaufnahme,
– Erzeugen einer zweiten, zur ersten zeitlich versetzten, Bildaufnahme des räumlichen Bereiches mittels der zumindest einen Kamera,
– Digitalisieren der zweiten Bildaufnahme,
– Ermitteln von Unterschieden zwischen der ersten und zweiten Bildaufnahme, und
– Auswerten der ermittelten Unterschiede unter Verwendung der Zuordnungsvorschrift.

Für die Bewegungserkennung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zwei Bildaufnahmen benötigt, die in einem kurzen zeitlichen Abstand aufgenommen wurden. Die Unterschiede zwischen den zwei Bildaufnahmen kann beispielsweise durch Vergleich der Helligkeiten für korrespondierende Bildpunkte oder Bildbereiche ermittelt werden. Im einfachsten Fall kann dies durch Differenzbildung der jeweiligen Helligkeitswerte erfolgen. Durch Auswertung des Differenzbildes lassen sich Größe und Position der Fläche des Bildes ermitteln, welche sich in beiden Bildaufnahmen unterscheidet. Für das bewegte Objekt, auf das die Bildunterschiede hindeuten, lässt sich mittels der Zuordnungsvorschrift ein Maß für die Entfernung des Objektes von der Kamera angeben, woraus sich wiederum ein Maß für die reale Größe des bewegten Objekts ableiten lässt. Auf diese Weise kann die Zuverlässigkeit beispielsweise der gezielten Erkennung von Personen deutlich erhöht und die Häufigkeit von Fehlalarmen reduziert werden. Insbesondere im Außenbereich ist die Detektion mit dem erfindungsgemäßen Verfahren von großer Zuverlässigkeit. Bewegungen, die durch Witterungseinflüsse, wie Durchzug von Wolken, Schattenwurf, Schnee oder Regen im Bild erzeugt werden, können als solche erkannt werden und führen daher nicht zur Alarmauslösung.
Vorteilhaft wird die zumindest eine Teilfläche, der durch die Zuordnungsvorschrift ein Wert zugeordnet werden kann, durch zumindest einen Bildpunkt gebildet. Auf diese Weise kann besonders vorteilhaft jedem Bildpunkt oder Pixel eines von der Kamera erzeugten, digitalisierten Bildes ein Wert zugeordnet werden, so dass durch die Zuordnungsvorschrift jedem Bildpunkt eine Entfernung von der Kamera zugeordnet wird.
Bevorzugt wird zumindest zwei vorgegebenen Bildpunkten ein Wert als Maß für die Entfernung von der Kamera zugeordnet. Auf Grundlage dieser vorgegebenen Werte kann durch die Zuordnungsvorschrift ein Wert für weitere Teilflächen bzw. Bildpunkte ermittelt werden. Insofern wird durch die Werte der vorgegebenen Bildpunkte und der Zuordnungsvorschrift eine Fläche in drei Dimensionen aufgespannt, wobei die Koordinaten durch die Position in der Bildebene und durch den zugeordneten Entfernungswert gebildet werden. Die Erfinder haben festgestellt, dass bei sechs vorgegebenen Bildpunkten, denen ein Wert zugeordnet wird, besonders gute Ergebnisse erzielt werden. Es liegt jedoch auch die Verwendung einer beliebigen anderen Anzahl im Rahmen der Erfindung.
Es hat sich außerdem als vorteilhaft erwiesen, die zumindest zwei vorgegebenen Bildpunkte am Bildrand anzuordnen.
Abhängig von den Entfernungswerten, die den zumindest zwei vorgegebenen Bildpunkten zugeordnet werden, kann es vorkommen, dass in bestimmten Bildbereichen das Auswerten der ermittelten Unterschiede beispielsweise aufgrund mangelnder Bildauflösung nicht möglich ist. Für diesen Fall sieht das Verfahren vorteilhaft den Schritt des Ermittelns von Bildbereichen in Abhängigkeit der festgelegten Zuordnungsvorschrift vor, in denen das Auswerten der ermittelten Unterschiede unter Verwendung der Zuordnungsvorschrift nicht durchführbar ist.
Es kann auch in bestimmten Bildbereichen eine Auswertung gar nicht erwünscht sein, beispielsweise weil dieser Bildbereich einen räumlichen Bereich abbildet, der außerhalb des zu überwachenden Gebietes liegt oder weil dieser Bildbereich durch ein ortsfestes Objekt verdeckt wird. Dementsprechend umfasst das Verfahren mit Vorteil den Schritt des Festlegens von zumindest einem Bildbereich, in dem keine Unterschiede zwischen der ersten und der zweiten Bildaufnahme ermittelt werden oder in dem keine Auswertung der ermittelten Unterschiede erfolgt.
Ein Ziel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Erkennen von bewegten Objekten im überwachten räumlichen Bereich durch Auswerten der ermittelten Unterschiede zwischen zwei in zeitlichem Abstand aufgenommenen Bildaufnahmen. Selbstverständlich lässt sich mit dem beschriebenen Verfahren auch die Bewegungsrichtung und/oder die Bewegungsgeschwindigkeit eines erkannten bewegten Objektes ermitteln.
Besonders vorteilhaft umfasst das Verfahren weiterhin die Schritte:

– Ermitteln und Auswerten von Unterschieden zwischen einer Vielzahl von ersten und zweiten Bildaufnahmen,
– Erkennen von zeitlich wiederkehrenden, auf einen begrenzten räumlichen Bereich beschränkten Bewegungen.

Werden zeitlich wiederkehrend Bewegungen erkannt, die auf einen begrenzten Bildbereich beschränkt sind, so können diese ausgeblendet werden und bei einer weiteren Auswertung unberücksichtigt bleiben. Dies ist deshalb besonders vorteilhaft, weil dadurch das Problem häufiger Fehlalarme beispielsweise durch Büsche oder Bäume, die durch Wind bewegt werden, zumindest deutlich reduziert oder sogar nahezu vollständig gelöst werden kann. Das Erkennen solcher Bewegungen kann durch das Ermitteln der Bewegungsrichtung unterstützt werden, da sich die Richtung bei solchen Bewegungen zeitlich stark ändert. Da sich die Zuverlässigkeit der Erkennung solcher Bewegungen durch häufiges Auftreten über einen längeren Zeitraum erhöht, wird auf diese weise ein selbstlernender Effekt zum Ausblenden permanenter örtlicher Bewegung erreicht.
Wird durch das Verfahren eine sicherheitsrelevante Bewegung erkannt, so sieht das Verfahren vorteilhaft das Bewirken zumindest eines Ereignisses vor. Das Bewirken eines Ereignisses kann beispielsweise das Auslösen eines Alarms umfassen.
Zweckmäßigerweise umfasst das Verfahren des Schritt des Regelns der Helligkeit und/oder des Kontrastes und/oder der Bildlage des von der Kamera erzeugten Bildes, um die Vergleichbarkeit zweier Bildaufnahmen zu gewährleisten. Von der Güte der Bildstabilisierung hängt es mit ab, wie gut die Bildunterschiede ermittelt werden können.
Für den Fall, dass eine Kamera abgedeckt oder anderweitig sabotiert wird, sieht das Verfahren vor, ein Ereignis zu bewirken, insbesondere eine Störungsmeldung zu generieren, wenn die Kamera kein Signal liefert oder in einer von der Kamera erzeugten Bildaufnahme keine Konturen erkannt werden.
Vorteilhaft umfasst das Verfahren außerdem die Schritte

– Messen der Helligkeit in dem zu überwachenden räumlichen Bereich,
– Ein- und/oder Ausschalten einer Beleuchtungseinrichtung in Abhängigkeit der gemessenen Helligkeit. Auf diese Weise kann zu jeder Tageszeit ein für die Bewegungserkennung ausreichendes Licht gewährleistet werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Verfahren das Übertragen zumindest einer Bildaufnahme und/oder einer Alarmmeldung und/oder einer Störungsmeldung über ein Netzwerk.
Die Erfindung löst das technische Problem weiterhin durch ein Sicherheitssystem zum Überwachen eines räumlichen Bereiches, insbesondere zum Überwachen von Innen- und Außenbereichen von Gebäuden, mit

– zumindest einer Kamera, welche den räumlichen Bereich optisch erfasst,
– eine Einrichtung zum Speichern von zumindest einer ersten und einer zweiten von der zumindest einen Kamera erzeugten, digitalisierten Bildaufnahme,
– eine Einrichtung zum Festlegen und Speichern einer Zuordnungsvorschrift, durch welche zumindest einer Teilfläche eines von der zumindest einen Kamera erzeugten, digitalisierten Bildes ein Wert zugeordnet werden kann, welcher ein Maß für die Entfernung eines Objektes von der Kamera angibt, dem die zumindest eine Teilfläche zugeordnet werden kann,
– eine Einrichtung zum Ermitteln von Unterschieden zwischen einer ersten und einer zweiten von der Kamera erzeugten digitalisierten Bildaufnahme, und
– eine Einrichtung zum Auswerten von ermittelten Unterschieden unter Verwendung der Zuordnungsvorschrift.

Vorteilhaft umfasst das Sicherheitssystem einen Speicher und/oder einen Mikroprozessor. Der Speicher dient beispielsweise zum Zwischenspeichern der von der Kamera erzeugten digitalisierten Bildaufnahmen und der ermittelten Differenzbilder, sowie der Zuordnungsvorschrift und weiterer, für die Auswertung erforderlicher Parameter. Der Mikroprozessor dient beispielsweise zum Auswerten von ermittelten Unterschieden unter Verwendung der Zuordnungsvorschrift. Das Sicherheitssystem kann zum Beispiel auch ein Computersystem mit einem darauf installierten Computerprogramm umfassen.
Zweckmäßigerweise umfasst das Sicherheitssystem außerdem zumindest eine Eingabeeinrichtung, insbesondere eine Tastatur oder ein Zeigegerät, und/oder eine Ausgabeeinrichtung, insbesondere einen Monitor.
Mit besonderem Vorteil weist das Sicherheitssystem eine Einrichtung zum Anschliessen an ein Netzwerk auf. Bei dem Netzwerk kann es sich zum Beispiel um ein LAN (Local Area Network) oder um ein WAN (Wide Area Network) handeln, wobei ein WAN auch ein Telefonnetz umfassen kann. Hierdurch wird es beispielsweise ermöglicht, bei Erkennen einer sicherheitsrelevanten Bewegung automatisch eine Alarmmeldung und/oder die aktuelle Bildaufnahme der Kamera, sowie gegebenenfalls für einen vorgegebenen Zeitraum weitere Bildaufnahmen an eine Fernüberwachungszentrale über das Netzwerk zu übertragen.
Zur Anpassung an sich ändernde Helligkeiten, insbesondere im Freilandeinsatz, weist das Sicherheitssystem bevorzugt einen Helligkeits-Sensor und/oder eine Beleuchtungseinrichtung auf.
Vorteilhaft umfasst das Sicherheitssystem außerdem einen Massenspeicher zum Archivieren digitalisierter Bildaufnahmen. Mit heutigen Massenspeichern und üblichen Bildauflösungen lassen sich so Bildaufnahmen von mehreren Wochen speichern.
Vorteilhaft umfasst das Sicherheitssystem weiterhin eine Einrichtung zum Erkennen von Bewegungen und/oder Bewegungsrichtungen, sowie besonders vorteilhaft eine Einrichtung zum Erkennen zeitlich wiederkehrender, auf einen begrenzten räumlichen Bereich beschränkter Bewegungen.
Wie bereits oben beschrieben, kann es vorkommen, dass in bestimmten Bildbereichen das Auswerten der ermittelten Unterschiede zwischen zwei Bildaufnahmen unter Verwendung der Zuordnungsvorschrift beispielsweise aufgrund mangelnder Bildauflösung nicht möglich ist. Dementsprechend weist das Sicherheitssystem vorteilhaft eine Einrichtung zum Ermitteln von Bildbereichen in Abhängigkeit der gespeicherten Zuordnungsvorschrift auf, in denen das Auswerten von ermittelten Unterschieden unter Verwendung der Zuordnungsvorschrift nicht durchführbar ist.
Beispielsweise für das Festlegen von Bildbereichen, in denen keine Auswertung erfolgen soll, umfasst das Sicherheitssystem bevorzugt eine Einrichtung zum Festlegen von Bildbereichen mittels einer Eingabeeinrichtung.
Zur Bildstabilisierung umfasst das Sicherheitssystem bevorzugt eine Einrichtung zum Ermitteln der Helligkeit und/oder des Kontrastes und/oder der Bildlage einer digitalisierten Bildaufnahme.
Für eine Alarmierung vor Ort weist das Sicherheitssystem vorteilhaft eine Einrichtung zur Alarmierung, insbesondere einen Lautsprecher und/oder ein Alarmlicht auf. Über den Lautsprecher kann bei Erkennen einer sicherheitsrelevanten Bewegung beispielsweise eine gespeicherte Sprachnachricht ausgegeben werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen gleiche oder ähnliche Teile.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sicherheitssystems,
2 eine schematische Darstellung einer Benutzerschnittstelle eines erfindungsgemäßen Sicherheitssystems,
3 eine Darstellung einer Bedienoberfläche einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sicherheitssystems, und
4 eine Darstellung einer weiteren Bedienoberfläche einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sicherheitssystems.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Sicherheitssystems 1. In dieser Ausführungsform umfasst das Sicherheitssystem 1 ein Computersystem 40 mit einem Mikroprozessor 42 und einem Speicher 44, sowie eine Schnittstelle 46 zum Anschliessen von Videokameras 10, 20 und 30 und eine Schnittstelle 48 zum Anschliessen an ein Netzwerk 60. Außerdem sind Ein- und Ausgabeeinrichtungen 50 vorgesehen, die vorzugsweise eine Tastatur, ein Zeigegerät und einen Monitor umfassen. An das Netzwerk sind in diesem Ausführungsbeispiel weitere Computersysteme 71 bis 73 angeschlossen.
In 1 sind nur drei Kameras 10, 20 und 30 beispielhaft dargestellt, es kann aber auch eine größere Anzahl von Kameras an das System angeschlossen werden. Als Kameras können preiswerte Modelle mit analogem Signalausgang eingesetzt werden, wenn beispielsweise die Schnittstelle 46 zum Digitalisieren der analogen Signale ausgebildet ist. Zu diesem Zweck können bevorzugt entsprechend ausgebildete Computer-Einsteckkarten, sogenannte Grabberkarten, verwendet werden, an die typischerweise gleichzeitig maximal 8 Videokameras angeschlossen werden können. Durch den Einsatz mehrerer Grabberkarten lässt sich eine Anzahl von Videokameras gleichzeitig betreiben, die für nahezu alle Einsatzzwecke ausreichend ist. Vorzugsweise weisen die Kameras keine mechanisch bewegten Teile auf und sind einfach zu montieren.
Die von den Videokameras 10, 20 und 30 gelieferten analogen Videosignale werden in der Schnittstelle 46 digitalisiert und im Speicher 44 gespeichert.
Jedem Bildpunkt einer digitalisierten Bildaufnahme wird unter Verwendung einer speziellen Zuordnungsvorschrift ein Entfernungswert zugeordnet, analog einer perspektivischen Verzerrung zur Korrektur der Tiefe des Bildinhaltes.
Hiermit wird sichergestellt, dass in Bezug auf die Auswertung eine Person vor der Kamera genauso groß ist wie in einigen Metern Entfernung.
Die für die Parametrierung der Zuordnungsvorschrift verwendete Benutzerschnittstelle ist in 2 schematisch dargestellt. In dem Bild 100 sind rechts und links am Bildrand insgesamt sechs Bildpunkte 201 bis 206 vorgegeben. Für jeden der vorgegebenen Bildpunkte 201 bis 206 ist ein entsprechendes Eingabefeld 301 bis 306 vorgesehen, in dem für den entsprechenden vorgegebenen Bildpunkt ein Wert als Maß für die Entfernung von der Kamera eingegeben wird. Zur Unterstützung bei der Festlegung der Entfernungsparameter kann ein Symbol 110 auf der Bildfläche dargestellt werden, das die Größe einer Person repräsentiert, die sich an dieser Position im Bild aufhält. Das Symbol kann mittels eines Zeigegerätes auf der Bildfläche bewegt werden. Die Größe des Symbols variiert dabei entsprechend der in den Eingabefeldern eingetragenen Entfernungsparameter. Bei den in 2 beispielhaft eingetragenen Werten wird das Symbol bei einer zum rechten Bildrand hin verschobenen Position 120, als auch bei einer zum oberen Bildrand hin verschobenen Position 130, entsprechend kleiner dargestellt. Die Größe des dargestellten Symbols 110, 120 und 130 ist gleichzeitig ein Maß für den der entsprechenden Bildposition durch die Zuordnungsvorschrift zugeordneten Entfernungswert. Für die Eingabe der Entfernungsparameter können bestimmte Plausibilitätsregeln vorgesehen sein, so dass beispielsweise die Entfernungsparameter nicht von oben nach unten ansteigen dürfen, da Objekte im unteren Bildbereich immer näher zur Kamera liegen als Objekte im oberen Bildbereich.
Es kann vorkommen, dass bei Eintragen bestimmter Entfernungsparameter in bestimmten Bildbereichen 140 das Auswerten von Bildunterschieden zwischen zwei Bildaufnahmen unter Verwendung der Zuordnungsvorschrift beispielsweise aufgrund mangelnder Bildauflösung nicht möglich ist. Diese Bildbereiche 140 können automatisch in Abhängigkeit der eingetragenen Entfernungsparameter angezeigt werden.
Jede Kamera besitzt außerdem frei definierbare Bildbereiche 150, in denen nicht detektiert werden darf. Diese Bildbereiche 150 werden für die Auswertung ausgeblendet.
Aus zwei zeitlich versetzt aufgenommenen und digitalisierten Bildaufnahmen wird ein Differenzbild erzeugt, das die Unterschiede zwischen den zwei zeitlich versetzt aufgenommenen Bildaufnahmen beinhaltet. Vorzugsweise werden die zwei Bildaufnahmen in einem kurzen zeitlichen Abstand aufgenommen. Es ist aber auch möglich, die Differenz mit einer jeweils gleichen gespeicherten Referenzbildaufnahme zu bilden. Dies ist jedoch im Außenbereich insbesondere aufgrund der sich zeitlich ändernden Lichtverhältnisse problematisch.
Das so aufbereitete Differenzbild kann jetzt in Abhängigkeit verschiedener Parameter ausgewertet werden. Die Parameter können dabei fest vorgegeben und beispielsweise im Speicher 44 hinterlegt sein, oder können von einem Benutzer über die Ein- und Ausgabeeinrichtungen 50 eingegeben werden.
Über entsprechend eingestellte Parameter kann ein gezieltes Ausblenden großer bewegter Flächen, wie z.B. Fahrzeugen, oder gezieltes Ausblenden von Lichtbewegungen bei Nacht, wie zum Beispiel durch Autoscheinwerfer, erreicht werden.
In 3 ist eine Bedienoberfläche 300 einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sicherheitssystems dargestellt. Über diese Bedienoberfläche können die in Verbindung mit 2 beschriebenen Entfernungsparameter vom Benutzer eingegeben werden, durch die die Zuordnungsvorschrift festgelegt wird, mit der jedem Bildpunkt des Bildes 100 ein Entfernungswert zugeordnet werden kann. Die Eingabemöglichkeiten für weitere Parameter sind ebenfalls der 3 zu entnehmen.
In 4 ist eine weitere Bedienoberfläche einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sicherheitssystems dargestellt, über das eine Vielzahl von Videokameras gesteuert wird.
Um den Scanvorgang für eine hohe Anzahl von beispielsweise bis zu 16 Videokameras zu optimieren, kann ein sogenannter Schnellscan eingesetzt werden, der jede Kamera zweimal pro Sekunde abtastet, solange keine Bewegung erkannt wird.
Dieser Schnellscan prüft die angelieferten Differenzbilder auf allgemeine Bewegung. Unabhängig von den eingestellten Parametern meldet er „Ruhe vor der Kamera" oder „Bewegung". Bei „Bewegung" werden die Daten vom Schnellscan sofort zur weiteren Auswertung weitergegeben. In der weiteren Auswertung wird das Differenzbild weiter aufbereitet.
Eine Prioritätskontrolle filtert die Fläche aus, die sich zu bewegen scheint. Nachdem die Größe dieser Fläche vermessen wurde und den eingestellten Parametern entspricht, wird von der entsprechenden Kamera sofort eine weitere Bildaufnahme angefordert.
Durch die inzwischen verstrichene Zeit gelangt eine weitere Bildaufnahme zur Auswertung, so dass jetzt die neue Bildaufnahme über ein weiteres Differenzbild ausgewertet wird. Nachdem die Prioritätskontrolle erneut die Fläche ausgefiltert hat, werden die neuen Änderungen auf Dynamik zur vorhergehenden Bewegung geprüft. Sollte jetzt diese dynamische Änderung zu gering sein, wird der Vorgang abgebrochen und zur nächsten Kamera gewechselt. Bei Bewegungen, die den eingestellten Parametern entsprechen, wird je nach Konfiguration beispielsweise der gesamte Bewegungsablauf gespeichert und Alarm ausgelöst oder die Bildaufnahmen, in denen Bewegung erkannt wurde zu einem der Computersysteme 71 bis 73 übertragen und dort angezeigt.

Claims

Verfahren zum Überwachen eines räumlichen Bereiches, insbesondere zum Überwachen von Innen- und Außenbereichen von Gebäuden, umfassend die Schritte: – Bereitstellen zumindest einer Kamera (10, 20, 30), welche den räumlichen Bereich optisch erfasst, – Festlegen einer Zuordnungsvorschrift, durch die zumindest einer Teilfläche eines von der Kamera (10, 20, 30) erzeugten, digitalisierten Bildes ein Wert zugeordnet werden kann, welcher ein Maß für die Entfernung eines Objektes von der Kamera (10, 20, 30) angibt, dem die zumindest eine Teilfläche zugeordnet werden kann, – Erzeugen einer ersten Bildaufnahme des räumlichen Bereiches mittels der zumindest einen Kamera (10, 20, 30), – Digitalisieren der ersten Bildaufnahme, – Erzeugen einer zweiten, zur ersten zeitlich versetzten, Bildaufnahme des räumlichen Bereiches mittels der zumindest einen Kamera (10, 20, 30), – Digitalisieren der zweiten Bildaufnahme, – Ermitteln von Unterschieden zwischen der ersten und zweiten Bildaufnahme, und – Auswerten der ermittelten Unterschiede unter Verwendung der Zuordnungsvorschrift.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine Teilfläche, der durch die Zuordnungsvorschrift ein Wert zugeordnet werden kann, durch zumindest einen Bildpunkt gebildet wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Festlegen der Zuordnungsvorschrift das Zuordnen eines Wertes als Maß für die Entfernung von der Kamera (10, 20, 30) für zumindest zwei, vorzugsweise sechs, vorgegebene Bildpunkte (201 bis 206) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die zumindest zwei vorgegebenen Bildpunkte (201 bis 206) am Bildrand angeordnet sind.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend den Schritt des Ermittelns von zumindest einem Bildbereich (140) in Abhängigkeit der festgelegten Zuordnungsvorschrift, in denen das Auswerten der ermittelten Unterschiede unter Verwendung der Zuordnungsvorschrift nicht durchführbar ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend den Schritt des Festlegens von zumindest einem Bildbereich (150), in dem keine Unterschiede zwischen der ersten und der zweiten Bildaufnahme ermittelt werden oder in dem keine Auswertung der ermittelten Unterschiede erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei durch das Auswerten der ermittelten Unterschiede Bewegungen von Objekten in dem räumlichen Bereich erkannt werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei durch das Auswerten der ermittelten Unterschiede Bewegungsrichtungen von Objekten in dem räumlichen Bereich erkannt werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend die Schritte – Ermitteln und Auswerten von Unterschieden zwischen einer Vielzahl von ersten und zweiten Bildaufnahmen, – Erkennen von zeitlich wiederkehrenden, auf einen begrenzten räumlichen Bereich beschränkten Bewegungen.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiterhin umfassend den Schritt – Bewirken zumindest eines Ereignisses, insbesondere Auslösen eines Alarms, in Abhängigkeit der Auswertung der ermittelten Unterschiede zwischen der ersten und der zweiten Bildaufnahme.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiterhin umfassend das Regeln der Helligkeit und/oder des Kontrastes und/oder der Bildlage des von der Kamera (10, 20, 30) erzeugten Bildes.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiterhin umfassend das Bewirken eines Ereignisses, insbesondere das Generieren einer Störungsmeldung, wenn die Kamera (10, 20, 30) kein Signal liefert oder in einer von der Kamera (10, 20, 30) erzeugten Bildaufnahme keine Konturen erkannt werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiterhin umfassend die Schritte – Messen der Helligkeit in dem zu überwachenden räumlichen Bereich, – Ein- und/oder Ausschalten einer Beleuchtungseinrichtung in Abhängigkeit der gemessenen Helligkeit.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiterhin umfassend – Übertragen zumindest einer Bildaufnahme und/oder einer Alarmmeldung und/oder einer Störungsmeldung über ein Netzwerk (60).
Sicherheitssystem (1) zum Überwachen eines räumlichen Bereiches, insbesondere zum Überwachen von Innen- und Außenbereichen von Gebäuden, umfassend – zumindest eine Kamera (10, 20, 30), welche den räumlichen Bereich optisch erfasst, – eine Einrichtung (44) zum Speichern von zumindest einer ersten und einer zweiten von der zumindest einen Kamera (10, 20, 30) erzeugten, digitalisierten Bildaufnahme, – eine Einrichtung zum Festlegen und Speichern einer Zuordnungsvorschrift, durch welche zumindest einer Teilfläche eines von der zumindest einen Kamera (10, 20, 30) erzeugten, digitalisierten Bildes ein Wert zugeordnet werden kann, welcher ein Maß für die Entfernung eines Objektes von der Kamera (10, 20, 30) angibt, dem die zumindest eine Teilfläche zugeordnet werden kann, – eine Einrichtung zum Ermitteln von Unterschieden zwischen einer ersten und einer zweiten von der Kamera (10, 20, 30) erzeugten digitalisierten Bildaufnahme, und – eine Einrichtung (42) zum Auswerten von ermittelten Unterschieden unter Verwendung der Zuordnungsvorschrift.
System (1) nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch einen Speicher (44) und/oder einen Mikroprozessor (42).
System (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Eingabeeinrichtung (50), insbesondere eine Tastatur oder ein Zeigegerät, und/oder eine Ausgabeeinrichtung (50), insbesondere einen Monitor.
System (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (48) zum Anschliessen des Systems an ein Netzwerk (60).
System (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Helligkeits-Sensor und/oder eine Beleuchtungseinrichtung.
System (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Massenspeicher zum Archivieren digitalisierter Bildaufnahmen.
System (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Erkennen von Bewegungen und/oder Bewegungsrichtungen.
System (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Erkennen zeitlich wiederkehrender, auf einen begrenzten räumlichen Bereich beschränkter Bewegungen.
System (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Ermitteln von Bildbereichen (140) in Abhängigkeit der gespeicherten Zuordnungsvorschrift, in denen das Auswerten von ermittelten Unterschieden unter Verwendung der Zuordnungsvorschrift nicht durchführbar ist.
System (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Festlegen von Bildbereichen (150) mittels einer Eingabeeinrichtung (50).
System (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Ermitteln der Helligkeit und/oder des Kontrastes und/oder der Bildlage einer digitalisierten Bildaufnahme.
System (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Alarmierung, insbesondere einen Lautsprecher und/oder ein Alarmlicht.