DE183106T1 - Visuellbild-sensorsystem. - Google Patents
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- PRINZ, LEISER,.BUNKE & PARTNER Patentanwälte ■- ' " Ei/repsar. Patent; AttorneysManzingerweg"7 · 8000 München 60 U I ö O I U24. Juli 1986EP 85114228.1-2202 (0 183 106)MATSUSHITA ELECTRIC WORKS, LTD.Unser Zeichen: M 1645Pat ent a η s ρ r ü c h e1. Visuellbild-Sensorsystem, enthaltend:Mittel zur überwachung eines gegebenen Bereiches und Erzeugung von Bildüberwachungsdaten, 5Mittel zur Speicherung mehrerer Standardbilddaten, welche normale Veränderungen der Bildüberwachungsdaten einschließen,Mittel zum Speichern eines oder mehrerer Auswahlstandards zum Auswählen von Standardbilddaten, die mit den Bildüberwachungsdaten zu vergleichen sind,Mittel zur Speicherung eines oder mehrerer Beurteilungsstandards zur Beurteilung des Vorhandenseins einer Bildveränderung durch den genannten Vergleich, undMittel zum Vergleichen des überwachten Bildes mit allen Standardbildern, die aufgrund der Auswahlstandards ausgewählt wurden, und zum Abgeben eines Alarms, wenn das durch den Vergleich festgestellte Ausmaß an Veränderung.::■..-■ 2:-:.; : 0183108größer ist als die genannten Beurteilungsstandards.2. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 1, bei welchem die genannten Auswahlstandards Zeitbereiche und vorbestimmte Lichtintensitätsbereiche in dem überwachten Bereich umfassen, wobei die genannten Standardbilddaten für den Vergleich derart ausgewählt sind, daß die laufende Zeit und die laufende Lichtintensität des überwachten Bereiches jeweils innerhalb IQ des Zeitbereichs und des Lichtintensitätsbereichs der genannten ausgewählten Standardbilddaten liegen.3. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 1, bei welchem die Standardbilddaten erneuert werden, wennIg eine Differenz zwischen den Standardbilddaten und den Bildüberwachungsdaten bei einem konstanten Intervall unterhalb eines vorbestimmten Niveaus liegt.4. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 3, bei 2Q welchem die genannten zu erneuernden Standardbilddaten ersetzt werden durch gemittelte Daten aus einer Mehrzahl von vorhergehenden Bilddaten.5. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 1, enthaltend:Linienzeichnungs-Generatormittel zur Erzeugung von Linienzeichnungsdaten als Standardbilder für die überwachten Bilder auf der Grundlage der Konturen und Ränder, die in den normalen Standardbilddatenenthalten sind,Linienbezeichnungsmittel zur Bezeichnung von wichtigen Linien in der Linienzeichnung als Standarddaten für die Beurteilung der Linienzeichnung hinsichtlich der Feststellung von Änderungen, undBeurteilungsmittel zur Beurteilung des Vorhandenseins einer Veränderung/ wenn die genannten wichtigen Linien in einem vorbestimmten Ausmaß verdeckt werden.6. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 1, versehen mit flammartig/nicht flammartig-Abnormalitäts-Diskriminatormitteln, die in Kombination enthalten:Mittel zur Beleuchtung eines Objekts innerhalb des überwachten Bereiches,Mittel zum Voreinspeichern von normalen Standardbildern mit und ohne die genannte Beleuchtung, indem die Beleuchtung ein- und ausgeschaltet wird, wenn keine Abnormalität vorliegt,Mittel zum Aufnehmen von überwachten Bildern mit und ohne die genannte Beleuchtung durch Ein- und Ausschalten dieser Beleuchtung, undMittel zur Erzeugung eines nicht flammartig-Abnormalitäts-Detektionssignals, wenn eine Veränderung in dem überwachten Bild nur mit dieser Beleuchtung erfaßt wird, und zur Erzeugung eines flammartig-Abnormalitäts-Detektionssignals, wenn Änderungen in den überwachten Bildern sowohl mit als auch ohne die Beleuchtung festgestellt werden.7. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 1, enthaltend:Mittel zur Erzeugung von bedrohlichem Schall und/oder Licht, wenn eine Veränderung innerhalb eines vorbestimmten Aufmerksamkeitsgebiets eines überwachten Bildes auftritt, undMittel zur Beurteilung von Alarmniveaus durch die Positionen des veränderten Objekts nach der Bedrohung...„ 4 -8. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 7, bei welchem das Alarmniveau auf Minimum eingestellt wird, wenn das veränderte Objekt nach der Bedrohung gelöscht ist, auf Mitte eingestellt wird, wenn das veränderte Objekt sich nicht bewegt, und auf Maximum eingestellt wird, wenn das veränderte Objekt sich in ein Gebiet mit höherem Aufmerksamkeitsniveau bewegt.9. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 1, welches Mittel zur übertragung des überwachten Bildes zum Zeitpunkt der Erfassung einer Veränderung über einen schmalbandigen Kanal nach Ihformationskompression umfaßt.10. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 9, bei welchem nur ein veränderter Bereich eines überwachten Bildes übertragen wird.11. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 9, bei welchem der veränderte Bereich durch Änderungsdetektormittel bestimmt wird, die in Kombination enthalten:Mittel zur Berechnung von Absolutwerten der Differenzen zwischen Bildelementen des laufenden überwachten Bildes und dem Standardbild,Mittel zur Berechnung von Werten der Projektion auf die X-Achse und Y-Achse durch Aufsummieren der Absolutwerte auf Linien, die senkrecht zu den jeweiligen Achsen sind,Mittel zur Erfassung von Maximalwerten und Minimalwerten der X-Koordinate und der Y-Koordinate, worin die Projektionswerte größer sind als ein Standardwert für die Beurteilung der Projektionsintensität, undMittel zur Beurteilung des Vorhandenseins einer Veränderung, wenn die Größe eines rechtwickligen Bereichs,■-- 5 -der durch die genannten Minimal- und Maximalwerte bestimmt wird, einen Standardwert für die Projektionsgröße-Beurteilung überschreitet.12. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 9, bei welchem der veränderte Bereich durch Veränderungsdetektormittel bestimmt wird, die in Kombination enthalten:Mittel zur Berechnung von Absolutwerten der Differenzen zwischen Bildelementen des laufenden überwachten Bildes und dem Standardbild,Mittel zur Untersuchung des Änderungsausmaßes der betreffenden Bildelemente, wodurch die genannten Absolutwerte zu Null gemacht werden, wenn diese Absolutwerte kleiner sind als ein Standardwert für die Veränderungsdetektions-Beurteilung der Bildelemente, worin eine Bildelementänderung als gültig beurteilt werden kann,Mittel zum Berechnen der auf die X-Achse und Y-Achse projizierten Werte durch Aufsummieren der genannten untersuchten Absolutwerte auf Linien, die senkrecht zu den jeweiligen Achsen sind,Mittel zur Erfassung von Maximalwerten und Minimalwerten der X-Koordinate und Y-Koordinate, worin die Projektionswerte größer sind als ein Standardwert für die Projektionsgröße-Beurteilung, undMittel zur Beurteilung des Vorhandenseins einer Veränderung, wenn die Größe eines rechtwinkligen Bereiches, der durch die genannten Minimum- und Maximum-Werte bestimmt wird, einen Standardwert für die Projektionsgröße-Beurteilung überschreitet.13. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Bildinformation über Vermittlungsnetzwerke durch automatisches Wählen einer Telefonvermittlungs-einrichtung übertragen wird.14. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 10, bei welchem die übertragene Bildinformation eines veränderten Bereiches wiederhergestellt und in ein Normbildraster von konstanter Größe umgesetzt wird.15. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 10, bei welchem ein Normbildraster eines veränderten Bereiches]Q übertragen wird.16. Visuelibild-Sensorsystem nach Anspruch 9, bei welchem Linienzeichnungsdaten, wozu die Konturen und Ränder des überwachten Bildes gehören, vor der Übertragung der Bilddaten übertragen werden.17. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 16, bei welchem Linienzeichnungsdaten einer neuen Veränderung anstelle der vorhergehenden Bilddaten übertragen werden, wenn diese neue Veränderung auftritt, während die vorhergehenden Bilddaten übertragen werden.18. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 9 oder 10, bei welchem die Bildinformation durch ein mit variabler Abtastrate arbeitendes Zeile-für-Zeile-Restwert-Codiersystem übertragen wird.19. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 9 oder 10, bei welchem die Bildinformation durch ein Zeile-für-Zeile-Vorhersage-Restwert-DPCM-System übertragen wird.20. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 18, bei welchem eine Abtastrate in veränderungsfreien Teilen erniedrigt wird in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Beziehung zwischen Quantisierungswerten und Abtastintervallen für die Abtastproben eines Vorhersage-Restweirt^Signals, wobei diese Quantisierüngswerte verschiedener Abtastintervalle einander überlappen undwobei die vorherbestimmte Beziehung einer Kombination dieser Quantisierungswerte und der Abtastintervalle entspricht.21. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 20, beiwelchem ein Minimalquantum von Abtastproben mit einem vorbestimmten Wert an einem Eingang einer Vorhersageeinrichtung multipliziert wird, wobei ein Minimalquantum der Quantisierungscharakteristik größer ist als das IQ ursprüngliche Minimalquantum von Abtastproben und kleiner als der Multiplikationswert eines ursprünglichen zulässigen Amplitudenfehlers dieser Abtastprobe.22. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 10, enthaltend:Mittel zur Berechnung von Bildraster-für-Bildraster-Restwerten, die Fehler zwischen laufenden Bildrasterdaten und vorausgesagten Werten sind, die auf einem vorhergehenden, bereits übertragenen Bildraster beruhen,Mittel zum Unterscheiden veränderter Bildelemente, die größer sind als ein Bildänderungselement-Beurteilungs-Standardwert, der kleiner ist als der Standardwert für die Änderungserfassungs-Beurteilung von Bildelementen, von Null-Bildelementen, die nicht größer sind als der genannte Bildelementveränderungs-Beurteilungs-Standardwert,Mittel zur Einstellung der Werte der Null-Bildelemente auf Null, undMittel zur Übertragung der Bildveränderungselemente. 3523. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 22, enthaltend:Mittel zum Eliminieren von isolierten Null-Bildelementen unter veränderten Bildelementen durch Umsetzen von wenigen Null-Bildelementen, die von veränderten Bildelementen umgeben sind, in veränderte Bildelemente, undMittel zum Eliminieren von isolierten veränderten BiId-TO elementen unter Null-Bildelementen durch Umsetzen von wenigen veränderten Bildelementen, die von Null-Bildelementen umgeben sind, in Null-Bildelemente.24. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 22, bei welchem die übertragenen Bildänderungselemente die Bildraster-für-Bildraster-Restwerte sind.25. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 22, bei welchem die übertragenen Bildänderungselemente die Biidelemente des laufenden Bildrasters sind.26. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 22, bei welchem die Null-Bildelemente in einer codierten Form übertragen werden, welche die Anzahl der Null-Bildelemente und die Anzahl der Null-Linien zeigt, worin alle Bildelemente die Null-Bildelemente sind, wobei die Bildänderungselemente in einer Originalform übertragen werden, welche die Bildelementwerte zeigt, wobei die laufenden Bildrasterwerte ersetzt werden durch die vorhergesagten Bildrasterwerte der Bildänderungselemente.27. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 22, bei welchem das Bildänderungselement als ein Anfangswert der Vorhersage beim übergang vom Null-Bildelement zu dem Bildänderungselement übertragen wird, wobei dieses Null-Bildelement als Endwert der Vorhersage beim Übergang von dem Bildänderungselement zu dem Null-Bildelement übertragen wird.28. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 22, bei welchem die Anzahl von Null-Codes, welche bedeuten, daß die Bildänderungselemente Null sind, und die Anzahl von Null-Linien, welche bedeuten, daß alle BiIdelemente Null-Codes sind, in codierter Form übertragen werden.29. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 22, bei welchem ein Vorhersagekoeffizient einer Bildrasterfür-Bildraster-Vorhersageschaltung wählbar ist.30. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 22, bei welchem die Bildraster-für-Bildraster-Restwerte komprimiert werden durch eine Quantisierungscharakteristik, deren Kompressionsrate dergestalt ist, daß ein allgemeiner Umriß eines veränderten Teils des Bildes erkennbar ist, wobei ein Schreibvorgang in einem laufendes-Bildraster-Puffer zur Erneuerung des laufenden Bildes gesperrt wird, um Bilddaten innerhalb des laufendes-Bildraster-Puffers als laufendes-Bildraster durch Befehle aus einem Empfänger festzulegen, wobei die Bildraster-für-Bildraster-Restwerte zwischen diesem festgelegten laufendes-Bildraster und vorhergesagten Werten, die auf dem bereits übertragenen vorhergehenden Bildraster beruhen, wiederholt übertragen werden nach Impulskompression durch eine Quantisierungscharakteristik einer niedrigeren Kompressionsrate, wodurch der vorhergesagte Wert dem tatsächlichen Wert angenähert wird und die Unterscheidung graduell verbessert wird.31. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 22, bei welchem das Änderungsausmaß der Bildraster-für-Bildraster-Restwerte, wenn es groß ist, vermindert wird, indem ein räumliches Filter zur Mittelwertbildung auf die Bildraster-für-Bildraster-Restwerte vor der Übertragung einwirkt.32. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 31, bei welchem das räumliche Filter wählbar und wiederholt betreibbar ist.33. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 31, bei welchem Niederfrequenzbestandteile der Bildraster-für-Bildraster-Restwerte zuerst übertragen werden, indem zuvor bereits übertragene Bildrasterdaten auf Null gesetzt werden und indem ein erstes räumliches FilterIQ mit einem höheren Mittelwertbildungsvermögen vor der Übertragung auf das laufende Bildraster einwirkt, während hochfrequente Bestandteile der Bildraster-für-Bildraster-Restwerte an zweiter Stelle übertragen werden, indem ein zweites räumliches Filter, das ein geringeres Mittelwertbildungsvermögen aufweist, auf die darauffolgenden laufenden Bildraster einwirkt, wodurch der vorhergesagte Wert dem tatsächlichen Wert angenähert und die Unterscheidung graduell verbessert wird.2Q 34·. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 9, enthaltend:Mittel zur Erzeugung von Grobbildelementen, die mit einem konstanten Abstand grob herausgegriffen werden,Mittel zur Berechnung von Bildraster-zu-Bildraster-Restwerten, die Fehler zwischen laufenden Bildraster-Daten und vorhergesagten Werten sind, welche auf einem vorhergehenden, bereits übertragenen Bildraster basieren'Mittel zur Unterscheidung veränderter Grobbildelemente, die größer sind als ein Grob-Bildänderungselement-Beurteilungs-Standardwert, der kleiner ist als ein Standardwert für die Änderungserfassungs-Beurteilung von groben Bildelementen, von Null-Grob-Bildelementen, die nicht größer sind als der genannte Grob-Bildänderungselement-Beurteilungs-Standardwert,Mittel zum Einstellen der Werte dieser Null-Grob-Bildelemente auf Null,Mittel zum Übertragen der Grob-Bildänderungselemente, undMittel zum Interpolieren der Grob-Bildänderungselemente,wobei diese Interpolation nur ausgeführt wird, wenn vergröberte benachbarte Bildelementmuster veränderte Bildelemente sind, und zwar innerhalb eines Abschnitts, welcher die genannten benachbarten Muster von veränderten Bildelementen enthält.35. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 34, bei welchem die Interpolation weiterhin in einem Abschnitt ausgeführt wird, welcher die Grob-Bildänderungselemente und Null-Grob-Bildelemente der benachbarten vergröberten Muster enthält.36. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 34, bei welchem das Grob-Bildänderungselement übertragen wird als die genannten Bildraster-zu-Bildraster-Restwerte, wobei die Werte der vorhergesagten Bildelemente innerhalb des entsprechenden Abschnittes der Grob-Bildänderungselemente interpoliert werden durch die Bildelementwerte des vorhergesagten Bildes an den Positionen der veränderten Grob-Bildelemente, und zu diesen interpolierten Werten der Bildraster-zu-Bildraster-Restwerte hinzuaddiert werden, wodurch ein vorhergesagtes Bild interpoliert und wiederhergestellt wird.37. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 9, beiwelchem Bildinformation des überwachten Bildes schnell übertragen wird mittels Bildinformation eines Grobbildes, dessen Raster gröber ist als ein Abtastraster, in solcher Weise, daß ein allgemeiner Umriß eines verän-derten Teiles des Bildes erkennbar ist, wobei dieses Grobbild in dem Empfänger interpoliert wird, um dieses anzuzeigen, wobei ein laufendes Feinbildraster nach Informationskompression übertragen wird durch Befehle aus dem Empfänger zur Erzeugung von Feinbildern, wodurch die Unterscheidung der übertragenen Bilder graduell verbessert wird.38. Visüellbild-Sensorsystem nach Anspruch 9, bei welchem die Übertragung des überwachten Bildes beimEmpfang von Auslaßbefehlen aus einem Empfänger unterbrochen und ersetzt wird durch eine Übertragung eines neuen laufenden Bildrasters zur graduellen Unterscheidungsverbesserung.
1539. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 9, bei welchem die Übertragung des überwachten Bildes beim Empfang von Haltebefehlen aus einem Empfänger unterbrochen und ersetzt wird durch eine Übertragung eines neuen laufenden Bildrasters zur graduellen Unterscheidungsverbesserung während einer konstanten Zeitspanne.40. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 9, mit einem Lautsprecher in einem Sender, wobei die Übertragung des überwachten Bildes beim Empfang von Lautsprecher-Rufbefehlen aus einem Empfänger unterbrochen und ersetzt wird durch eine zur graduellen Unterscheidungsverbesserung erfolgende Übertragung eines neuen laufenden Bildrasters entsprechend dem Lautsprecher-Ruf während einer konstanten Zeitspanne.41. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 9, mit einem Mikrofon in einem Sender, bei welchem die Übertragung des überwachten Bildes beim Empfang von Befehlen zum Abhören des Mikrofons aus einem Empfänger unterbrochen und ersetzt wird durch eine zur graduellen Unterscheidungsverbesserung erfolgende Übertragung eines neuen laufenden Bildrasters entsprechend demMikrofonabhören während einer konstanten Zeitspanne.42. Visuellbild-Sensorsystem, enthaltend:Mittel zum überwachen eines gegebenen Bereiches und zur Erzeugung von Bildüberwachungsdaten,Mittel zum Speichern mehrerer Bildüberwachungsdaten, die abnorme Situationen enthalten, als Standardbilder für das überwachte Bild,Mittel zum Vergleichen der Bildüberwachungsdaten mit den gespeicherten Bilddaten zur Identifizierung eines veränderten Objektes,Mittel zum Speichern von Beurteilungs-Standardwerten zur Beurteilung von Größen und Positionen veränderter Objekte für die jeweiligen gespeicherten Bilddaten,Mittel zum Vergleichen der identifizierten Bilddaten mit dem überwachten Bild in Übereinstimmung mit den Beurteilungs-Standardwerten zur Abgabe eines Alarms, wenn eine Veränderung als Ergebnis des Vergleichs als Abnormalität beurteilt wird.43. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 42, welches Mittel zur Übertragung des überwachten Bildes zum Zeitpunkt der Erfassung von Abnormalitäts-Änderungen über einen schmalbandigen Kanal nach Informationskompression umfaßt.44. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 42, enthaltend:eine Kenntnis-Basis, worin registrierte Muster gespeichert sind, die normale Standardbilddaten und eine Vielfalt von Mustern anomaler Situationen in Linienzeichnungen umfassen, die gegenüber den Bilddatenverändert sind und ausgedrückt sind in nach Klassen eingeteilten und in Listen aufgeführten Modellen, welche numerische Daten enthalten, die auf dem Verständnis der Beziehungen der Merkmale wichtiger und fundamentaler Elemente sowie auf analysierten Strukturen beruhen, die ausgedrückt werden durch die Verbindungsbeziehung auf der Grundlage von physikalischen Regeln,Mittel zum Identifizieren des veränderten Objektes durch Ableitung aus der Kenntnis-Basis und durch Durchforschen derselben,Mittel zum Erzeugen von laufenden Bilddaten, welche überwachte Szenen beschreiben, durch Beurteilung einer Position und einer Größe des veränderten Objektes in Übereinstimmung mit Einschränkungsbedingungen, welche den genannten Modellen in der Kenntnis-Basis zugehörig sind,Mittel zum Erfassen der Bewegung und der Bewegungsrichtung des veränderten Objektes durch Identifizieren des veränderten Objektes in einer Aufeinanderfolge der erzeugten Bilddaten, undMittel zum Unterscheiden anomaler Bedingungen von normalen Bedingungen in Übereinstimmung mit Beurteilungsstandards, welche die Formen, Größen, Positionen und Bewegungsrichtungen des veränderten Objektes umfassen.45. Visuellbild-Sensorsystem nach Anspruch 44, bei welchem in der Kenntnis-Basis Regeln zum Interpretieren der Bedeutung von überwachten Szenen aufgrund der beurteilten Ergebnisse dieser Formen, Größen, Positionen und Bewegungsrichtungen des veränderten Objektes gespeichert sind,wobei diese Regeln zur Interpretation der Bedeutungen der überwachten Szenen verwendet werden, um zu beur-teilen, ob die betreffenden Elemente, zu welchen diese Formen, Positionen, Größen, Bewegungsrichtungen des veränderten Objektes in den registrierten Bilddaten gehören, zu derselben Kategorie gehören wie diejenigen, zu welchen die betreffenden Elemente des veränderten Objektes in dem überwachten Bild gehören.
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