DE102006033133B3 - Einrichtung zur Erfassung von Personen mittels Kamera, insbesondere Videotürsprechanlage - Google Patents

Abstract

Es wird eine Einrichtung zur Erfassung von Personen mittels einer Kamera (4), insbesondere Videotürsprechanlage, vorgeschlagen, wobei die Wärmestrahlung innerhalb des Gesamt-Erfassungsbereiches (5) der Kamera (4) über mehrere Temperaturmesspunkte (8A, 8B, 8C ...) detektiert wird und wobei aus dem Gesamt-Erfassungsbereich (5) ein begrenzter Bildausschnitt (6, 7) abgeleitet wird, welcher dem Bereich der maximalen Wärmestrahlung folgt.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erfassung von Personen mittels Kamera, insbesondere Videotürsprechanlage, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Aus der DE 103 40 759 B3 ist eine Türstation für eine Türsprechanlage bekannt, deren Einbaugehäuse u. a. eine Videokamera aufnimmt, wobei eine Abdeckplatte des Kameramoduls aus zumindest bereichsweise lichtdurchlässigem Material besteht.
• Aus Kumar, Praveen; Mittal, Ankush; Kumar, Padam: A Multimodal Audio Visible and Infrared Surveillance System (MAVISS); 3rd Internat. Conference on Intelligent Sensing and Information Processing, ICISIP 2005, 14–17 Dec. 2005, Proceedings, pp. 151–156 ist ein Überwachungssystem bekannt, das mit sichtbaren Informationssignalen, Infrarot-Informationssignalen und Audio-Informationssignalen gespeist wird. Um den Detektionsprozess bei sich bewegenden Objekten (z. B. Personen) zu beschleunigen, werden interessierende Gebiete (Region of Interest ROI) in rechteckförmiger Weise korrespondierend zu den Bildsprüngen von Bildelementgruppen gebildet. Dabei werden insbesondere bei wechselnden Beleuchtungsverhältnissen und sich änderndem Hintergrund Infrarot-Bilder bevorzugt.
• Aus der DE 103 10 636 A1 ist eine Überwachungsvorrichtung mit einem Multikameramittel und einem Objektverfolgemittel zur hochauflösenden Beobachtung beweglicher Objekte bekannt. Hierbei ist vorgesehen, dass das Objektverfolgemittel ein Bildverknüpfungsmittel zur Erzeugung eines Gesamtbildes aus Multikameramittel-Einzelbildern und ein Ausschnittsdefinitionsmittel zur einzelbildgrenzenunabhängigen Definition hochaufgelöst zu beobachtender Ausschnitte umfasst. Die Auswahl des hochaufgelöst zu überwachenden Bereiches erfolgt in Abhängigkeit von Bewegungserkennungssignalen.
• Aus der DE 90 05 176 U1 ist eine Video-Überwachungseinrichtung, insbesondere für eine Türsprechstelle mit einer Video-Aufnahmeeinrichtung bekannt, welche einen im Infrarot-Bereich empfindlichen CCD-Sensor mit integrierter Optik und eine Gruppe von im Bereich des Sensors angeordneten Infrarot-Dioden zur Beleuchtung des Überwachungsbereiches aufweist.
• Aus der DE 201 01 205 U1 ist eine telefonische Alarm- und Videoüberwachungsanlage (Türsprecheinrichtung) bekannt, welche eine Telefonwahleinrichtung und einen Infrarotbewegungsmelder umfasst, der bei einem Erfassungssignal einen Alarm auslöst, worauf die Telefonwahleinrichtung eine Telefonnummer anwählt und eine vorgegebene Meldung telefonisch weitergibt. Ferner ist eine digitale Kamera vorgesehen, die durch ein Signal zugeschaltet werden kann, worauf die Bildinformation der Kamera über das Telefon weitergegeben wird.
• Aus der EP 1 281 166 B1 ist ein bildgebender Brandmelder bekannt, welcher auch als Einbruchsmelder zur Erkennung von Personen gesetzt werden kann und welcher eine Videokamera oder eine Infrarotkamera (Wärmebildkamera oder Thermosäulenfeld bzw. Thermopile Array) als bildgebende Vorrichtung sowie einen Prozessor aufweist, welcher so ausgebildet ist, dass er aus den Bildfolgen eine zeitliche Änderung der Strukturschärfe ermittelt und daraus gegebenenfalls eine Brandmeldung ableitet.
• Um eine Person im Außenbereich einer Türsprechanlage sicher zu erkennen, haben Kameras in der Außenstation üblicherweise einen sehr großen Erfassungsbereich. Dies wird in der Regel mit einem Weitwinkelobjektiv realisiert, damit die zu erkennende Person in einem großen Erfassungsbereich erfasst werden kann. Nachteilig dabei ist, dass das Gesicht der zu erfassenden Person im Vergleich zum gesamten Bild sehr klein und unter Umständen (bei kleinem Monitor) nur schlecht zu erkennen ist. Weiterhin ist nicht davon auszugehen, dass die zu erfassende Person sich immer mittig vor dem Objektiv befindet.
• Der Einsatz einer motorischen Schwenk/Neigevorrichtung mit manuellem Zoom würde das Problem beheben, ist aber in der Regel für den Einsatz in einer Türsprechanlage zu aufwändig.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Erfassung von Personen mittels Kamera, insbesondere Videotürsprechanlage anzugeben, welche eine einwandfreie Identifizierung von Personen erleichtert.
• Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
• Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass ein Gerät zur Betrachtung des Kamerabildes, insbesondere der Monitor einer Wohnungsstation (Innenstation) nicht mehr das Gesamtbild, d. h. den gesamten Erfassungsbereich der Kamera zeigt, sondern nur noch den im Vergleich zum Gesamtbild vergrößerten Bildausschnitt, vorzugsweise mit dem Gesicht der zu erfassenden Person, d. h. den Bereich der maximalen Wärmestrahlung vor der Kamera. Vorteilhaft wird die zur Übertragung der Bildsignale notwendige Datenmenge (Bildausschnitt) im Vergleich zur Datenmenge des Gesamtbilds reduziert. Hierdurch werden auch die Übertragungszeit und bei Übertragung über einen Bus die Buslast reduziert.
• Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:
• 1 eine erste Ausführungsform einer Außenstation einer Videotürsprechanlage,
• 2 den Gesamt-Erfassungsbereich mit „gezoomtem" Bildausschnitt zur ersten Ausführungsform,
• 3 den Verlauf der Thermospannung über der horizontalen Achse,
• 4 eine zweite Ausführungsform einer Außenstation einer Videotürsprechanlage,
• 5 den Gesamt-Erfassungsbereich mit „gezoomtem" Bildausschnitt zur zweiten Ausführungsform,
• 6 ein Ausführungsbeispiel zur elektrischen Verschaltung wesentlicher Komponenten der Videotürsprechanlage.
• In 1 ist eine erste Ausführungsform einer Außenstation einer Videotürsprechanlage dargestellt. Die Außenstation 1 der Türsprechanlage weist auf:
• • mehrere Türklingeln 2,
• • mehrere Namensschilder 3 hierzu,
• • eine Kamera 4
• • und eine z. B. oberhalb der Kamera 4 angeordnete Temperatursensorzeile 9 (Thermokette, Thermosäule, Thermopile-Zeile), bestehend aus mehreren, z. B. fünf Temperaturmesspunkten 8A, 8B, 8C, 8D, 8E (Temperatursensoren).
• In 2 ist der Gesamt-Erfassungsbereich der Kamera mit „gezoomtem" Bildausschnitt zur ersten Ausführungsform dargestellt. Es ist ein x/y-Koordinatensystem zur Darstellung des Gesamt-Erfassungsbereiches 5 mit seiner Breite x (horizontale Achse) und seiner Höhe y (vertikale Achse) gezeigt:
• • Für den Gesamt-Erfassungsbereich 5 der Kamera gilt: x1 < x < x4 und y1 < y < y4.
• • Für den begrenzten Bildausschnitt 6 gilt: x2 < x < x3 und y1 < y < y4.
• In 3 ist der Verlauf der Thermospannung über der horizontalen Achse dargestellt. Es ist ein x/c-Koordinatensystem mit der Breite x (horizontale Achse) und der Höhe c (vertikale Achse) gezeigt. Zur Bildung der x-abhängigen Thermospannung c werden die Sensorsignale der einzelnen, den Gesamt-Erfassungsbereich 5 detektierenden Temperaturmesspunkte 8A, 8B, 8C, 8D, 8E ausgewertet, wobei der relevante Bildausschnitt durch die maximale Thermospannung festgelegt wird. Wie auch durch die unter 2 skizzierte Position einer Person 11 zum Ausdruck gebracht wird, tritt beim betrachteten Ausführungsbeispiel lediglich im begrenzten Bildausschnitt 6 zwischen x2 und x3 detektierbare Wärmestrahlung auf, so dass die Thermospannung zwischen diesen beiden x-Koordinaten ihr Maximum aufweist. Dementsprechend wird der gezeigte begrenzte Bildausschnitt 6 aus dem gesamten Gesamt-Erfassungsbereich 5 ausgewählt.
• In 4 ist eine zweite Ausführungsform einer Außenstation einer Videotürsprechanlage dargestellt. Die Außenstation 1 weist in Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 wiederum Türklingeln 2, Namensschilder 3 und eine Kamera 4 auf. An Stelle einer Temperatursensorzeile 9 ist jedoch eine Temperatursensormatrix 10 (Temperatursensorarray, Thermopile-array) vorgesehen, welche mehrere Zeilen mit jeweils mehreren Temperaturmesspunkten 8A, 8B, 8C, 8D, 8E, 8E, 8F usw. (Temperatursensoren) aufweist. Auf diese Weise ist es möglich, die Thermospannung nicht nur längs der x-Achse, sondern auch längs der y-Achse zu detektieren, um exakt denjenigen Bereich innerhalb Gesamt-Erfassungsbereiches 5 zu bestimmen, welcher das Gesicht einer zu erfassende Person zeigt. In gleicher Funktion ist auch der Einsatz der Kombination einer vertikal und einer horizontal eingesetzten Temperatursensorzeile (Zeilensensors) möglich, wie im rechten Abschnitt der 4 gestrichelt angedeutet ist.
• In 5 ist der Gesamt-Erfassungsbereich mit „gezoomtem" Bildausschnitt zur zweiten Ausführungsform dargestellt. Es ist ein innerhalb des Gesamt-Erfassungsbereiches 5 ausgewählter begrenzter Bildausschnitt 7 zu erkennen:
• • Für den Gesamt-Erfassungsbereich 5 gilt wie unter 2: x1 < x < x4 und y1 < y < y4.
• • Für den begrenzten Bildausschnitt 7 gilt: x2 < x < x3 und y2 < y < y3.
• Zur Bildung der x-abhängigen Thermospannung werden die Sensorsignale der einzelnen den Gesamt-Erfassungsbereich 5 detektierenden Temperaturmesspunkte für jede Zeile getrennt ausgewertet. Zur Bildung der y-abhängigen Thermospannung werden beispielsweise die zeilenweise erfassten Temperaturprofile miteinander verglichen.
• Beim betrachteten Ausführungsbeispiel tritt lediglich zwischen x2 und x3 (bei Betrachtung der horizontalen Achse x) sowie zwischen y2 und y3 (bei Betrachtung der vertikalen Achse y) detektierbare Wärmestrahlung in nennenswertem Umfang auf, so dass die Thermospannung zwischen diesen beiden x-Koordinaten sowie zwischen diesen beiden y-Koordinaten ihr Maximum aufweist. Dementsprechend wird der gezeigte begrenzte Bildausschnitt 7 aus dem gesamten Gesamt-Erfassungsbereich 5 ausgewählt. Vorteilhaft wird also bei dieser zweiten Ausführungsform außer der horizontalen Auswertung der Wärmequelle die vertikale Komponente mit in die Festlegung des interessierenden Bildausschnittes einbezogen.
• In 6 ist ein Ausführungsbeispiel zur elektrischen Verschaltung wesentlicher Komponenten der Videotürsprechanlage dargestellt. Eine Verarbeitungs- und Steuereinrichtung 12 empfängt eingangsseitig die Bildsignale der Kamera 4 und die Sensorsignale aller Temperaturmesspunkte 8A, 8B, 8C..., berechnet hieraus die Thermospannungsverteilung innerhalb des Gesamt-Erfassungsbereiches 5 und bestimmt nachfolgend denjenigen begrenzten Bildausschnitt 6 oder 7, welcher den Bereich der maximalen Wärmestrahlung vor der Kamera repräsentiert. Die von der Kamera 4 erzeugten Bildsignale dieses begrenzten Bildausschnitts 6 oder 7 werden einer Bildverarbeitungseinrichtung 13 zugeführt, die ausgangsseitig mit einem Buskoppler 14 verbunden ist, welcher an einen Bus 15 angeschlossen ist. Mittels eines Monitors 16 einer Wohnungsstation kann nunmehr der begrenzte Bildausschnitt 6 oder 7 dargestellt werden.
• Nachfolgend die für alle Ausführungsformen gültigen zusammenfassenden Betrachtungen: Durch die Temperatursensorzeile 9 respektive die Temperatursensormatrix 10 wird die Wärmestrahlung einer Person, und hier insbesondere des Gesichts als warmer, unbekleideter „Punkt" vor dem Kamera-Objektiv erkannt und es wird ermöglicht, den Bildausschnitt der Kamera 4 auf diesen interessierenden Bereich zu begrenzen. Der gewünschte begrenzte Bildausschnitt 6 respektive 7 folgt der höchsten Temperatur vor der Temperatursensorzeile 9 respektive der Temperatursensormatrix 10 (Gesicht). Hierdurch ist sichergestellt, dass der zur Übertragung vorgesehene Bildausschnitt immer das Gesicht im Mittelpunkt darstellt und zum Monitor 16 überträgt. Gleichzeitig wird dadurch einerseits die Datenmenge für die Übertragung deutlich reduziert und andererseits die Erkennung der Person 11 auf dem Monitor 16 wesentlich verbessert.
• Die vorstehend im Detail erläuterte Erfindung ist nicht auf Videotürsprechanlagen beschränkt, sondern kann überall dort eingesetzt werden, wo die Erfassung von Personen mittels Kamera erfolgt und im Bildausschnitt nur das Gesicht einer erfassten Person bzw. die Gesichter mehrerer erfasster Personen übertragen werden soll bzw. sollen.

1

Außenstation einer Türsprechanlage (Videotürsprechanlage)

2

Türklingel

3

Namensschild

4

Kamera

5

Gesamt-Erfassungsbereich

6

begrenzter Bildausschnitt

7

begrenzter Bildausschnitt

8A, B, C, D

Temperaturmesspunkt (Temperatursensor)

9

Temperatursensorzeile (Thermokette, Thermosäule, Thermopile-Zeile)

10

Temperatursensormatrix (Temperatursensorarray, Thermopile-array)

11

Person

12

Verarbeitungs- und Steuereinrichtung

13

Bildverarbeitungseinrichtung

14

Buskoppler

15

Bus

16

Monitor einer Wohnungsstation

x

horizontale Achse = Breite

x1

Koordinaten auf der horizontalen Achse

y

vertikale Achse = Höhe

y1

Koordinaten auf der vertikalen Achse

c

Thermospannung

Claims (4)

1. Einrichtung zur Erfassung von Personen mittels einer Kamera (4), insbesondere Videotürsprechanlage, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmestrahlung innerhalb des Gesamt-Erfassungsbereiches (5) der Kamera (4) über mehrere als Thermokette oder Thermosäule oder Thermopile-Zeile oder Thermosensorarray oder Thermopile-array ausgeführte Temperatursensoren (8A, 8B, 8C...) detektiert wird und dass aus dem Gesamt-Erfassungsbereich (5) der Kamera (4) ein begrenzter „gezoomter" Bildausschnitt (6, 7) abgeleitet wird, welcher dem Bereich der von den Temperatursensoren (8A, 8B, 8C...) detektierten maximalen Wärmestrahlung folgt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Temperatursensoren (8A, 8B, 8C...) in Form mindestens einer Temperatursensorzeile (9) angeordnet sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Temperatursensoren (8A, 8B, 8C...) in Form einer Temperatursensormatrix (10) angeordnet sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatursensoren (8A, 8B, 8C...) in Form einer horizontal und einer vertikal angeordneten Temperatursensorzeile kombiniert sind.