DE2617111A1 - Verfahren zum feststellen einer bewegung im ueberwachungsbereich einer fernsehkamera - Google Patents
Verfahren zum feststellen einer bewegung im ueberwachungsbereich einer fernsehkameraInfo
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Description
ROBERT BOSCH GMBH · FE/PLl/ßz/Kn
Rl.-Hr. 1726/76 % ""·>-. 25.3.1976
Verfahren zum Feststellen einer Bewegung im Ubervrachungs
bereich einer Fernsehkamera.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feststellen einer Bewegung bzw. einer Veränderung im Uberwachungsbereich einer
Fernsehkamera, wobei ein vom Bildinhalt des von der Fernsehkamera erzeugten Videosignals abhängiger Wert gespeichert
wird, wobei ein zu einem späteren Zeitpunkt abgeleiteter Wert mit dem gespeicherten Wert zur Bildung einer Differenz verglichen
wird und wobei beim überschreiten der ermittelten Differenz
um einen bestimmten Schwellwert ein Alarm ausgelöst wird.
Ein solches Verfahren ist aus der DT-OS 19 13 768 bekannt.
Bei diesem bekannten Verfahren wird zum Erkennen relevanter Veränderungen im Uberwachungsbereich der Gesamtuberwachungsbereich
in eine Vielzahl einzelner Bereiche unterteilt, die getrennt ausgewertet werden. Der Schwellwert eines Bereiches
läßt sich unabhängig von anderen Bereichen einstellen. Jene Bereiche, in denen irrelevante Untergrundbewegungen vorkommen,
können von denen isoliert werden, wo der Hintergrund konstant ist. Dadurch können geringfügige, aber relevante
Änderungen im Gesamtbildbereich erkannt werden, ohne daß die Wahrscheinlichkeit einer falschen Alarmauslösung vergrößert
wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren
nach der eingangs genannten Art anzugeben, bei welchem die Ansprechsicherheit bezüglich relevanter Änderungen im Gesamtbildbereich
erhöht wird, wobei gleichzeitig die Wahrscheinlichkeit falscher Alarmauslösungen durch nicht zu vermeidende
stochastische Störungen gesenkt werden soll. Weiterhin soll
der Aufwand gegenüber dem im Stand der Technik geringer sein.
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Rl. -Nr. 1726/76 (j
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs
1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den
Kennzeichen der Unteransprüche zu entnehmen.
Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf der Erkenntnis, daß Fehlalarme - zeitlich gesehen - statistisch verteilt
und mit individual-meßtechnischen Mitteln nicht adäquat erfaßbar sind. Wegen der statistischen Verteilung der Fehlalarme
läßt sich die Fehlalarm-Wahrscheinlichkeit stochastisch beschreiben und mit entsprechenden stochastischen Mitteln auch
kontrollieren. Durch geeignete Wahl eines statistisch hinreichend gesicherten Mittelwertes und feststellbare Abweichungen
von diesem Mittelwert mit einer Zusammenfassung von Ergebnissen zu Gruppen läßt sich die Fehlalarm-Wahrscheinlichkeit senken
und damit vorteilhaft die Schwelle zum Erkennen eines relevanten Ereignisses im Uberwachungsbereich einer Fernsehkamera
verringern.
Nähere Einzelheiten und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels
mit einer Figur näher beschrieben. Die Figur zeigt ein Blockschaltbild nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
In dem Blockschaltbild liegt an einer Klemme 1 ein von einer Fernsehkamera erzeugtes Videosignal. Die Fernsehkamera ist
auf ein bestimmtes zu überwachendes Objekt ausgerichtet. Das entsprechende Videosignal wird einem Amplitudensieb 2 und
einem Umschalter 3 zugeführt. Hit dem Amplitudensieb wird der Synchronanteil des Videosignals abgetrennt, und aus dem Synchronanteil wird durch Impulsaufbereitung ein Steuersignal
für eine Steuereinheit k abgeleitet, welches in Abhängigkeit
bestimmter Teilbilder, z.B. geradzeiliger oder ungeradzeiliger Halbbilder, den zeitlichen Ablauf eines Auswertungsvorgangs durch die Steuereinheit bestimmt, über den Umschalter 3
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kann der Bildanteil einem Flankendiskrirainator 5 oder einem
Amplitudendiskriminator 6 zugeführt werden. Die Diskrirainatoren 5 und 6 wandeln das analoge Videosignal zu einer Folge
für den Bildinhalt repräsentativer Zählimpulse um. Dies kann beispielsweise bei dem Flankendiskriminator 5 dadurch geschehen,
daß "jeweils bei Überschreitung einer vorbestimmten Pegeländerungsgeschwindigkeit
im Bildsignal vom Absolutpegel unabhängig ein Impuls abgegeben wird. Der Flankendiskriminator
5 ist, da er gezielt Strukturveränderungen registriert, somit besonders zur Auswertung solcher Bilder geeignet, die durch
relativ schnelle, jedoch alarmirrelevante zeitliche Helligkeitsschwankungen (z.B. Außenaufnahmen bei rasch veränderlicher
Beleuchtung durch ziehende Wolken) gekennzeichnet sind. Der Amplitudendiskriminator 6 gibt dagegen immer dann einen
Zählimpuls ab, wenn die Bildhelligkeit einen bestimmten Schwellwert überschreitet. Die jeweilige Diskriminatorwahl erfolgt somit
individuell und richtet sich nach dem Bildcharakter und den zu erwartenden relevanten Bildveränderungen des zu überwachenden
Gebietes. Die an den Ausgängen der Diskriminatoren 5 und 6 abnehmbaren Zählimpulse werden einem Mittelwertbildner
7 und einem Differenzzähler 8 zugeführt. Der Mittelwertbildner
7 addiert die an den Diskriminatorausgängen abgegebenen Zählimpulse über mehrere Teilbilder und dividiert die
Summe durch die Anzahl der berücksichtigten Teilbilder. Der Mittelwertbildner 7 kann beispielsweise aus einem von der
Steuereinheit *f gesteuerten dualen Zähler bestehen,mit dessen
Hilfe eine Teilung durch Potenzen von "2" in einfacher Weise dadurch realisiert wird, daß, mit der niedrigsten beginnend,
eine oder mehrere aufeinanderfolgende Stellen des Zählers beim Auslesen unberücksichtigt bleiben. Der vom Mittelwertbildner
7 ermittelte Mittelwert wird als Bezugswert in einen Speicher 9i der eine nur geringe Kapazität (ca. 2h bit) aufweisen
kann, eingelesen. Vor Beginn einer Teilbildauswertung wird der Differenzzähler durch Steuerung mit der Steuereinheit
h auf den im Speicher 9 abgelegten Bezugswert geladen.
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Der Differenzzähler 8 subtrahiert die von den Diskriminatoren
3 bzw. 6 erzeugten. Zählimpulse vom geladenen Wert, so daß am
Ende des Teilbildes am Ausgang des Differenzzählers 8 eine
evtl. Differenz direkt zur Verfugung steht. Die Differenz stellt sich dabei stets als positiver Betrag dar, da der Differenzzähler
8 vorteilhaft beim Nulldurchgang selbsttätig von einem Rückwärts- auf einen Vorwärtszählmodus umgesteuert
wird. Der am Ausgang des Differenzzählers 8 verbleibende Differenzbetrag wird mittels eines !Comparators 10 mit einem über
eine Klemme 11 eingegebenen vorgewählten ersten Wert verglichen. Beim überschreiten dieses ersten Wertes registriert ein
am Ausgang des !Comparators 10 angeschlossener Zähler 12 ein Ereignis. Dieser sogenannte Ereigniszähler 12 zählt je ausgewertetes
Teilbild maximal ein Ereignis. Durch Steuerung mit der Steuereinheit k wird der Zähler 12 nach einer bestimmten
Anzahl von Teilbildern auf Null gesetzt, überschreitet die
intervallbezogene Ereignisanzahl am Ausgang des Zählers 12 einen über eine Klemme 13 zugeführten vorwählbaren zweiten
Wert, so liefert ein weiterer Komparator 1*f an einen Alarmgeber 15 ein einen Alarm auslösendes Signal.
Der in den Speicher 9 eingelesene Bezugswert wird durch Steuerung mit der Steuereinheit h in bestimmten Intervallen
durch einen aus dem Mittelwertbildner 7 stammenden aktuellen Bezugswert ersetzt. Durch diese Maßnahme wird gewährleistet,
daß eine quasi-statische Anpassraag an langsame, alarm-irrelevante
Bildveränderungen erfolgt.
Je höher die für eine Alarmauslösung erforderliche Ereignisanzahl am Ausgang des Ereigniszählers 12 ist, desto näher
kann der für eine Ereignisimpulsbildung verantwortliche erste Wert (an Klemme 11) an den bei unveränderter Szenenstruktur
im Differenzzähler 8 sich theoretisch zu Null ergebenden Mittelwert der Differenzen herangerückt werden. Das bewirkt in
709843/0433
ROBERT BOSCH GMBK y
vorteilhafter Weise, daß auch kleinere signifikante Bildveränderungen,
die sich in einer entsprechenden Mittelwertverschicbung
manifestieren, detektiert werden, ohne daß wegen einer Zählergebnisstreuung zwangsläufig sporadisch auftretende
Ereingisimpulse zu einem Fehlalarm führen. Nach Ablauf einer bestimmten Anzahl von bewerteten Teilbildern wird der
Ereigniszähler 12 durch die Steuereinheit h gelöscht, so daß
nicht eine absolute Ereignisanzahl sondern eine zeitliche Ereigüishäufigkeit bewertet wird.
Durch die Anwendung von aus der Statistik bekannten Verfahren zur Verringerung stochastischer Störungen bzw. Erhöhung der
Ansprechsicherheit bei relevanten Veränderungen im Uberwachungsbereich
einer Fernsehkamera ergibt sich eine wesentliche Empfindlichkeitssteigerung gegenüber bekannten Verfahren. Da ferner
vornehmlich Binärsignale verarbeitet werden und lediglich eine geringe Speicherkapazität erforderlich ist, wird eine nach diesem
erfindungsgemäßen Verfahren realisierte Schaltung durch Verwendung integrierter Bausteine wesentlich platzsparender und
kostengünstiger aufgebaut werden können.
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Leerseite
Claims (2)
1./' Verfahren zum Feststellen einer Bewegung bzw. einer Veränderung
im UberwachungBbereich einer Fernsehkamera, wobei ein vom Bildinhalt des von der Fernsehkamera erzeugten
Videosignals abhängiger V/ert gespeichert wird, wobei ein zu einem späteren Zeitpunkt abgeleiteter Wert mit dem
gespeicherten Wert zur Bildung einer Differenz verglichen wird und wobei beim überschreiten der ermittelten Differenz
um einen bestimmten Schwellwert ein Alarm ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ableitung eines zur
Speicherung vorgesehenen Wertes die einzelnen Werte mehrerer Teilbilder eines nach einem Zeilensprungverfahren aufgebauten
Videosignals addiert werden und die so erhaltene Summe zur Feststellung eines Hittelwertes durch die jeweilige
Anzahl der Teilbilder dividiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwert vor Beginn eines Auswertungsablaufs in
einen ersten Zähler (8) geladen wird und daß vom geladenen Mittelwert während des Auswertungsablaufs vom Bildinhalt
im Videosignal in an sich bekannter Weise abgeleitete Digitalwerte subtrahiert werden.
3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
am Ende des Auswertungsablaufs im ersten Zähler (8) erhaltene Differenz mit einem wählbaren ersten Wert verglichen
wird, daß jedes überschreiten des ersten Wertes von einem zweiten Zähler (12) gezählt wird und daß der Zählerstand
des zweiten Zählers (12) mit einem vorwählbaren zweiten
Wert verglichen wird und erst beim überschreiten des zweiten Wertes der Alarm ausgelöst wird.
" 709843/Q433 '
ORIGINAL INSPECTED
ROBERT BOSCH GMBH
Rl.-Nr. 1726/76
k. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der zweite Zähler (12) in vorwählbären Zeitabständen auf
Null gesetzt wird.
3/0433
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OD | Request for examination | ||
8281 | Inventor (new situation) |
Free format text: KAMIN, GERHARD, DIPL.-ING., 6101 TRAISA, DE |
|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |