DE2715083B2

DE2715083B2 - System zur Diskrimination eines Videosignals

Info

Publication number: DE2715083B2
Application number: DE2715083A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 6101 Traisa Kamin
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-04-04
Filing date: 1977-04-04
Publication date: 1979-02-01
Also published as: DE2715083A1; JPS53123619A; US4198653A; DE2715083C3; GB1568496A

Description

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Kurzfassung

Es wird ein Diskriminationssystem für eine Videoalarmanlage vorgeschlagen, bei welchem Fehlalarme durch Schatten bei wechselnden Beleuchtungsverhältnissen verhindert werden. Dazu wird ein bestimmtes Feld eines in mehrere Felder unterteilten Fernsehbildes bezüglich Helligkeitsänderungen detektiert Wird eine Helligkeitsänderung in dem bestimmten Feld erkannt, wird eine von anderen Feldern des Fernsehbildes ausgelöste Alarmgabe unterbrochen.

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem System nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Ein solches System ist aus der DE-OS 19 13 768 bekannt. Bei diesem bekannten System können jedoch irrelevante Bildveränderungen Fehlalarme auslösen. Derartige Bildveränderungen sind beispielsweise bei einer Überwachung unter teilbedecktem Himmel zu erwarten. Hierbei wird das Sonnenlicht zeitweise durch ziehende Wolken abgedeckt, so daß durch im Überwachungsbereich der Fernsehkamera befindliche Gegenstände Schatten geworfen werden können, die je nach Bewölkung entstehen oder wieder verschwinden. Damit verbunden ändert sich auch das von einer Fernsehkamera aufgenommene Videosignal. Eine das Videosignal auswertende Alarmeinrichtung löst aufgrund erkannter Bildänderungen Alarm aus, obwohl kein alarmrelevantes Ereignis eingetreten ist. Bei dem bekannten System kann eine solche Fehlalarmauslösung nur durch eine Reduzierung der Empfindlichkeit verhindert werden. Durch diese Maßnahme wird aber gleichzeitig eine sichere Alarnigabe bei alarmrelevanten Bild Veränderungen verhindert.

Ferner ist aus der DE-OS 22 J6 092 eine Schaltungs-

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45 anordnung zur automatischen Erfassung, Anzeige und Auswertung von Änderungen in fernsehtechnisch erzeugten Bildern bekannt, wobei ein nach Lage, Größe und Gestalt wählbarer Szenenausschnitt elektronisch aus dem Videosignal herausgetastet wird, wobei der Mittelwert des zugehörigen Signals bestimmt wird, wobei mit einem als Referenzsignal dienenden auf gleiche Weise erzeugte Mittelwert verglichen wird und wobei bei einer relativen Änderung des Ausschnittsignals zum Referenzsignal ein elektrisches Signal abgegeben wird. Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung führen alarmirrelevante Helligkeitsänderungen ebenfalls zu unerwünschten Alarmgaben, wobei die Zahl der unerwünschten Alarmgaben in starkem Maße von dem Videosignal der jeweils überwachten Szene und einem gewählten Szenenausschnitt zugeordneten Referenzsignal abhängt

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System nach der eingangs genannten Art anzugeben, bei welchem Fehlalarme durch wechselnde Beleuchtungsverhältnisse verhindert werden.

Vorteile der Erfindung

Das eifindungsgemäße System mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine absolute Unempfindlichkeit der Videoalarmanlage hinsichtlich von großen und schnellen Helligkeitsschwankungen bewirkter Bildstrukturveränderungen erzielt wird bei gleichzeitig hoher Empfindlichkeit gegenüber alarmrelevanten Ereignissen. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Systems möglich.

Zeichnung

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden mit einem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in einer nachfolgenden Beschreibung näher erläutert Von den Figuren zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild gemäß der Erfindung und
F i g. 2 und 3 Spannungszeitdiagramme zur Erläuterung des Blockschaltbildes.

Beschreibung der Erfindung

In der F i g. 1 stellt 1 eine Fernsehkamera dar, die auf ein bestimmtes zu überwachendes Objekt ausgerichtet ist Ein von der Fernsehkamera t erzeugtes Videosignal wird einer eraten Torschaltung 2 und einer zweiten Torschaltung 3 zugeführt Die Kontaktstrecke der Torschaltungen 2 und 3 werden von zueinander komplementären Maskensignalen Mund Angesteuert, die in einem Maskengenerator 4 erzeugt werden. Der Maskengenerator 4 dient zur elektronischen Unterteilung des Fernsehbildes in mehrere Felder. Über Bedienungselemente (nicht dargestellt) kann die Lage und Größe der durch den Maskengenerator erzeugten Felder beeinflußt werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde ein Feld mit rechteckiger Form gewählt. Die Lage des Feldes F in einem Fernsehbild Pkann der Fig. I entnommen werden. Die Torschaltung 2 wird durch das Maskensignal M so gesteuert, daU das zu einer Einrichtung 5 zur Bildanalyse weitergeleitete Videosignal im Bereich des Feldes F unterdrückt wird. Am Ausgang der Torschaltung 3 liegt dagegen nur im Bereich des Feldes Fein Videosignal an. Das der Einrichtung 5 zur Bildanalyse zugeführte

Videosignal wird unter Zuhilfenahme eines in einem Bildspeicher 6 abgelegten Vergleichssignals ausgewertet Am Ende eines Analyseintervalls, z.B. einer Teilbilddauer, wird unabhängig von einer bestimmten Analysemethode gegebenenfalls ein Alarmsignal A abgegeben, welches nach einer Verzögerung in einer Verzögerungsstufe 7 und nach dem Passieren einer weiteren Torschaltung 8 einem Alarmgeber 9 zur Auslösung eines optischen und/oder akustischen AJarms zugeführt ίο

Das aq\ Ausgang der Torschaltung 3 abnehmbare Signal wird einer Einrichtung 10 zur Feldanalyse zugeführt In dieser Einrichtung 10 wird der die mittlere Feldhelligkeit beschreibende Integralwert des zugeführten Signals mit einem in einem sogenannten Feldspeieher 11 abgelegten Wert verglichea Wird bei dem Vergleich eine vorgegebene Differenz festgestellt, entsteht am Ausgang der Einrichtung 10 ein bivalentes Alarmsignal Fa. Das Alarmsignal F_A wird mit dem am Ausgang der Einrichtung 5 abnehmbaren Alarmsignal A in einer logischen Schaltung 12 verknüpft und in einer nachgeschalteten Verzögerungseinrichtung 13 um die Zeit Δ T verzögert Ferner wird das am Ausgang der Einrichtung 10 abnehmbare Alarmsignal F_A in einer Verzögerungseinrichtung 14 um die Zeit eines Teilbildes Ttb plus der Zeit ATund in einer Verzögerungseinrichtung 16 um die Dauer Δ Γ verzögert

Das am Ausgang der Verzögerungseinrichtung 14 abnehmbare Signal U(Fa) dient nach Durchlaufen eines ODER-Gatters 15 zur Steuerung der Torschaltung 8, das am Ausgang der Verzögerungseinrichtung 16 abnehmbare Signal foe zur Steuerung des Bildspeichers 6. Einem anderen Eingang des ODER-Gatters 15 wird das am Ausgang der Verzögerungseinrichtung 13 abnehmbare Impulssignal U(Fa') zugeführt Mit dem J5 ODER-Gatter wird ein gegebenenfalls gerade entstehender verzögerter Alarmimpuls Λ 'blockiert

Der zeitliche Ablauf einer Alarmgabe nach dem Blockschaltbild der F i g. 1 wird im folgenden anhand von Spannungszeitdiagrammen der Fig.2 und 3 bei einer alarmirrelevanten Helligkeitsänderung näher erklärt Der Signalverlauf der Fig.2a soll acht fortlaufenden Teilbildern entsprechen, die verttkalfrequer.t ausgetastet sind. Die gestrichelt gezeichnete Linie im Bereich eines jeden Teilbildes gibt die Lage des « Feldes F während einer Teilbildperiode an. Es sei angenommen, daß eine Helligkeitsänderung in der Austastlücke zwischen den Teilbildern 1 und 2 beginnt und in der Austastlücke zwischen den Teilbildern 4 und 5 endet Ferner sei angenommen, daß eine im Bereich des v> Feldes F erkannte signifikante Helligkeitsänderung Impulse Fa jeweils an der rechten unteren Ecke der Felder F in den Teilbildern 2 bis 5 entstehen läßt (F i g. 2b). In den Feldern Fder Teilbilder 5 und folgende soll die Helligkeit in dem am Ausgang der Torschaltung '">"' 3 abnehmenden Signal wieder konstant sein. In der F i g. 2c ist der Signalverlauf des am Ausgang der Einrichtung 5 zur Bildanalyse abnehmbaren Alarmimpulssignale A dargestellt Alarmimpulse treten in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils am Ende der ^h0 Teilbilder 2, 5 auf. Die in der Fig.2d dargestellten Impulse des Alarmimpulssignals Λ'sind jeweils um eine Teilbildperiode verzögert zu den Impulsen des Alarmimpulssignals A am Ausgang der Verzögerungseinrichtung 7. Das in der Fig.2e dargestellte Signal U(Fa) ist ^h> gegenüber dem Signal Fa der F i g. 2b um eine Teilbildperiodendauer und zusätzlich um eine Dauer von Δ Tverzögert. Dieses im folgenden als Unterdrükkungsimpulssignal U(Fa) bezeichnete Signal koinzidiert mit dem Alarmimpulssignal A' der Fig.2d Das Alarmimpulssignal Λ'wird daher von der Torschaltung 8 nicht zum Alarmgeber 9 übertragen und kann keinen Alarm auslösen. Die in der F i g. 2! dargestellten Impulse des Alarmimpulssignals F_A 'entstehen jeweils unter der Voraussetzung, daß ein Impuls des Alarmimpulssignals Fa einem Impuls des Alarmimpulssignals A folgt Die Fig. 2g zeigt den Signalverlauf des Unterdrückungsimpulssignals U(Fa') am Ausgang der Verzögerungsstufe 13. Durch die ODER-Verknüpfung mit dem ODER-Gatter 15 wird der Torschaltung 8 das in der Fig.2h dargestellte Signal zugeführt Die in der F i g. 2i und 2k dargestellten Spannungszeitdiagramme dienen zur Reaktualisierung der Speicher. Das in der Fig.2i. gezeigte Impulssignal löst dabei eine Reaktualisierung des Feldspeichers 11 und das in der Fig.2k gezeigte Impulssignal eine Reaktualisierung des Bildspeichers 6 aus. Die Reaktualisierung erfolgt vorteilhaft nur dann, wenn Helligkeitsveränderungen dies tatsächlich notwendig machen. Die Impulse im Signal der Fig. 2) sind kongruent mit den Impulsen des Alarmimpulssignals F_A der F i g. 2b und die Impulse im Signal der F i g. 2k mit den, um die Dauer ΔΤ verzögerten Impulsen des Alarmimpulssignals Fa der F i g. 2b.

Das Spannungszeitdiagramm der Fig.3a zeigt wieder eine fortlaufende Folge von acht Teilbildern. In dieser Folge beginnt jedoch die Helligkeitsänderung kurz nach der Abtastung des Feldes Fin dem Teilbild 2 und endet kurz vor der Abtastung des Feldes Fin dem Teilbild 5. Ein Impuls im Alarmimpulssignal Fa von Teilbild 2 (F i g. 3b) entfällt hierbei, da zum Zeitpunkt der Feldauswertung eine Helligkeitsänderung noch nicht eingesetzt hat Es entsteht jedoch am Ende des zweiten Teilbildes ein Impuls im Alarmimpulssignal A (F i g. 3c), da sich die Helligkeitsänderung im restlichen Bildbereich bereits auswirken kann. In der F i g. 3d ist das um eine Teilbildperiode verzögerte Alarmimpulssignal A' dargestellt und in der Fig.3e das um eine Teilbildperiode plus um eine Dauer von 4 Γ verzögerte Unterdrückungsimpulssignal U(Fa) Trotz der Verzögerung des Alarmimpulssignals A um die Dauer eines Teilbildes 7Ys zu dem Alarmimpulssignal Λ'gelingt es nicht, den aus dem zweiten Teilbild stammenden Impuls des Alarmimpulssignals A 'zu unterdrücken. Dies ist der Grund für die Erzeugung eines zusätzlichen Unterdrükkungsimpulssignals U(F_A')(F i g. 3g). Die Impulse in dem Alarmimpulssignal Fa (F i g. 3f) werden durch die logische Schaltung 12 genau dann erzeugt, wenn ein Impuls in dem Alarmimpulssignal Fa (F i g. 3b) auf einen Impuls im Alarmimpulssignal A (Fig.3c) folgt. Dieser Fall tritt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bereits in den Teilbildern 2 und 3 auf, so daß aufgrund der kurzen Verzögerung um Δ Tder üblicherweise zum Fehlalarm führende aus dem Teilbild 2 stammende Impuls des Alarmsignals Λ'(Fig.3d) noch rechtzeitig unterdrückt wird. Die Impulse in den Signalverläufen der F i g. 3h, 3i und 3k ergeben sich durch Ableitung in der zuvor beschriebenen Weise.

Die Lage und die Größe des Helligkeitsänderungen erkennenden Feldes wird üblicherweise so gewählt, daß keine oder nur selten alarmrelevante Bildveränderungen erfaßt werden.

Die Empfindlichkeitsschwelle des Feld-Analysators wird gegenüber der des Bild-Analysators so weit abgesenkt, daß Alarmimpulse A hervorrufende Helligkeitsänderungen mit absoluter Sicherheit auch den Feld-Analysator ansprechen lassen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. System zur Discrimination eines Videosignals für das Feststellen einer Bewegung bzw. einer Veränderung in einem von einer Fernsehkamera überwachten Bereich, wobei ein durch das Videosignal erhaltenes Fernsehbild in mehrere Felder unterteilt ist, deren Lage und Größe wählbar ist und deren zugehörige Videosignale einzeln hinsichtlich Änderungen in einer Alarmeinrichtung ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, daß beim Erkennen einer Helligkeitsänderung in einem ausgewählten Feld des unterteilten Fernsehbildes eine von den übrigen Feldern des Fernsehbildes ausgelöste Alarmgabe unterbrochen wird.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfindlichkeit der übrigen Felder hinsichtlich des Erkennens von Helligkeitsäflderungen im Videosignal gegenüber derjenigen in dem gewählten Feld geringer ist

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhalt von in der Alarmeinrichtung befindlichen Speichern während der Dauer der Unterbrechung der Alarmgabe fortlaufend in Abhängigkeit des jeweilig aufgenommenen Videosignals reaktualisiert wird.

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reaktualisierung der Speicher nur bei Helligkeitsänderungen erfolgt

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