DE3842356A1

DE3842356A1 - System for detecting a movement or a change in the surveillance area of a number of television cameras

Info

Publication number: DE3842356A1
Application number: DE19883842356
Authority: DE
Inventors: Martin Spies
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-12-16
Filing date: 1988-12-16
Publication date: 1990-06-28

Abstract

In this system, an image analysis is performed for the current television frame and at least one preceding television frame. The respective television frame is analysed line by line. In this analysis, only those pixels whose picture information deviates by a predetermined measure from adjacent pixels are taken into consideration. The difference of the two television frames compared with one another is determined and when a threshold value of this difference is exceeded, an alarm is triggered. The special type of image analysis makes it possible to carry out the frame comparison at a remote location and only to output an alarm to a central station when a critical incident is actually occurring.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein System nach dem Oberbegriff des Pa tentanspruchs 1. Ein derartiges System ist aus der deutschen Offenle gungsschrift 26 17 112 bekannt. Dabei werden einer gemeinsamen Auswer tungseinrichtung zeitmultiplex die einzelnen Videosignale mehrerer Fernsehkameras zugeführt, dort bildweise aufgearbeitet und im Bedarfs fall ein Alarm ausgelöst.The invention relates to a system according to the preamble of Pa claim 1. Such a system is from the German Offenle publication 26 17 112 known. This will be a common evaluator processing device time-multiplexed the individual video signals of several TV cameras fed, processed there image-wise and as needed if an alarm is triggered.

Das sequentielle Verarbeiten der einzelnen Videosignale in einer zen tralen Auswertungseinrichtung ist relativ aufwendig. Dies gilt sowohl für die Verarbeitungszeit als auch für die Geschwindigkeit, mit der im Bedarfsfall ein Alarm ausgelöst wird. In der Regel ist das Fernsehbild gerade bei räumlichen Überwachungen nie starr, sondern stets gewissen Schwankungen unterworfen. Um zu einer sicheren Aussage darüber zu kom men, ob es sich tatsächlich um einen kritischen Fall handelt, bei dem eine Alarmauslösung erforderlich ist, ist somit die Auswertung näherer aufeinanderfolgender Bilder erforderlich. Durch die sequentielle Ar beitsweise und die Übertragung der einzelnen Bilder zur zentralen Aus wertungseinrichtung ist damit aber ein erheblicher Zeitverlust verbun den, da stets die Folge der weiteren, unkritischen Bilder abgewartet werden muß, bis erneut das möglicherweise kritische Fernsehbild aufge nommen und untersucht werden kann.The sequential processing of the individual video signals in a zen central evaluation device is relatively complex. This applies to both for the processing time as well as for the speed with which If necessary, an alarm is triggered. As a rule, the television picture never rigid in spatial surveillance, but always certain Subject to fluctuations. To come to a safe statement about it whether it is actually a critical case in which if an alarm is required, the evaluation is closer consecutive images required. Due to the sequential ar and the transfer of the individual images to the central location evaluation device is associated with a considerable loss of time the, because the sequence of further, uncritical pictures always awaited must be until the possibly critical television picture again can be taken and examined.

Bedingt durch den schaltungstechnisch und verarbeitungstechnisch großen Aufwand sind Überwachungssysteme unter Verwendung mehrerer Fernsehkame ras nicht marktfähig, da in der Regel der erzielbare Nutzen in einer ungünstigen Relation zu dem erforderlichen Aufwand steht. Dies gilt insbesondere dann, wenn neben den angeführten Nachteilen zusätzlich be rücksichtigt werden muß, daß für jedes der Bilder ein zugehöriges Refe renzbild vorhanden sein muß, das sequentiell mit den Referenzbildern der anderen Bilder zur Bildung der für den Bildinhalt repräsentativen Differenz herangezogen werden muß.Due to the large circuitry and processing technology Monitoring systems using multiple television cameras are an expense ras not marketable, as a rule, the achievable benefits in one unfavorable relation to the effort required. this applies especially when, in addition to the disadvantages mentioned, be must be taken into account that for each of the images an associated Refe must be present, the sequential with the reference images of the other images to form the representative of the image content Difference must be used.

Beim bekannten System versucht man, diesem Problem dadurch Rechnung zu tragen, daß mehrere Fernsehbilder einer Kamera nacheinander analysiert werden und erst anschließend daran die Fernsehbilder der nächsten Kame ra zur Analyse gelangen. Diese Maßnahme führt zu einer weiteren Verrin gerung der Reaktionszeit des Systems auf kritische Störfälle mit der Folge, daß ein derartiges System für viele Anwendungsfälle nicht ver wendbar ist.In the known system one tries to take this problem into account wear that multiple television images from a camera analyzed one after the other and only then the television pictures of the next came ra for analysis. This measure leads to another verrin system response time to critical accidents with the Consequence that such a system does not ver ver for many applications is reversible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System der eingangs ge nannten Art zu schaffen, das mit geringem konstruktiven Aufwand ein schnelles Erkennen einer kritischen Störung ermöglicht.The invention has for its object a system of ge named type to create that with little design effort enables quick detection of a critical fault.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Mittel des Patentanspruchs 1.The invention solves this problem by the characterizing means of Claim 1.

Wesentlich für die Erfindung ist die Maßnahme, für jede Kamera eine separate Auswerteschaltung vorzusehen und diese in funktioneller und räumlicher Nähe zur zugehörigen Kamera anzuordnen. Es bietet sich an, die Auswerteschaltung mit der Kamera zu einer Baueinheit zu vereinigen. Weiter ist von Bedeutung, den Bildinhalt jeweils nicht als Ganzes, son dern nur zeilenweise zu überprüfen. Damit wird der Vergleich der Bilder auf einen Zeilenvergleich reduziert. Die Zahl und Lage der berücksich tigten Zeilen ist frei wählbar. Es kann sich, beispielsweise je nach dem Grad der Gefährdung des von der jeweiligen Kamera überwachten Ob jektausschnitts, nur um wenige Zeilen oder auch um die Maximalzahl der Zeilen handeln.The measure is essential for the invention, one for each camera to provide separate evaluation circuit and this in functional and to be arranged in close proximity to the associated camera. It makes sense to combine the evaluation circuit with the camera into one unit. It is also important that the image content is not as a whole, but only to be checked line by line. This is the comparison of the pictures reduced to a line comparison. The number and location of the lines can be freely selected. It can vary depending on, for example the degree of risk to the ob monitored by the respective camera ject excerpt, only by a few lines or by the maximum number of Act lines.

Die Folge davon ist eine erhebliche Verringerung des speichertechni schen Aufwandes und eine deutliche Erhöhung der gesamten Verarbeitungs zeit. In einem kritischen Fall wird häufig bereits aufgrund der Verän derung einiger Zeilen die für die Abgabe des Alarms maßgebliche Diffe renz der Gesamtzahl der Bildpunkte, die die vorgegebene Abweichung auf weisen, überschritten. Es bedarf somit gar nicht der Überprüfung des gesamten Bildes, wenn eine kritische Störung und damit ein Alarmfall vorliegt.The consequence of this is a considerable reduction in storage technology effort and a significant increase in the overall processing time. In a critical case, the change is often already due a few lines, the differences that are relevant for the alarm limit the total number of pixels that the given deviation on point, exceeded. It is therefore not necessary to check the entire picture if a critical malfunction and thus an alarm is present.

Eine weitere wesentliche Maßnahme besteht darin, nicht mit einer vorge gebenen Soll-Abweichung für die Bildinformation eines Bildpunktes zu arbeiten, wie es bspw. aus der DE-OS 36 34 628 bekannt ist. Das erfin dungsgemäße System arbeitet demgegenüber adaptiv, da es nur aufgrund des aktuellen Informationsgehalts der jeweiligen Bildzeile den Mittel wert bestimmt und damit selbsttätig eine Anpassung an die jeweils herr schenden Beleuchtungsverhältnisse vornimmt.Another essential measure is not with a pre given target deviation for the image information of a pixel work as it is known for example from DE-OS 36 34 628. That invented In contrast, the system according to the invention works adaptively, since it is only due to the current information content of the respective image line value determined and thus automatically an adaptation to the respective gentleman diffuses lighting conditions.

Zwar ist es aus der DE-OS 26 17 112 an sich bekannt, mit variablen Kri terien für die Auswertung der Bildinformation zu arbeiten. Die Variabi lität ist jedoch dabei lediglich ortsabhängig. Alternativ dazu kann auch eine Diskriminatorwahl vorher individuell nach dem jeweiligen Bildcharakter getroffen werden. Es handelt sich somit um eine definier te Vorgabe aufgrund des vorgegebenen und vorherbestimmbaren Bildinhalts und nicht wie bei der o. g. Weiterbildung der Erfindung um eine variab le Anpassung ohne vorhergehende Annahmen über den Bildcharakter bzw. den Bildinhalt. It is known per se from DE-OS 26 17 112, with variable kri to work on the evaluation of the image information. The Variabi However, lity is only location-dependent. Alternatively, you can also a discriminator choice beforehand individually according to the respective Image character can be taken. It is therefore a definite te default based on the predetermined and predeterminable image content and not like the above Development of the invention by a variable Adjustment without previous assumptions about the image character or the image content.

Vorteilhafte Maßnahmen, die adaptive Wahl der in die Gesamtzahl einge henden Bildpunkte zu bestimmen, finden sich in den Patentansprüchen 2 bis 4. Dabei ergibt sich aus dem Patentanspruch 2 eine Anpassung des Mittelwerts variabel aufgrund der Bildinformationen der benachbarten Bildpunkte, aus dem Patentanspruch 3 die Berücksichtigung nur der Punk te, die innerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs liegen und aus dem Patentanspruch 4 eine Berücksichtigung von Abweichungen in beiden Rich tungen.Advantageous measures, the adaptive choice of the total number Determining the picture elements can be found in patent claims 2 to 4. It follows from claim 2, an adjustment of Average variable based on the image information of the neighboring Pixels, from the claim 3 the consideration only the punk te that are within a specified range of values and from which Claim 4 taking into account deviations in both Rich exercises.

Sämtliche Maßnahmen dienen dazu, auch im Falle häufig wechselnder Be leuchtungsverhältnisse, wie bspw. bei rasch über das Beobachtungsfeld ziehenden Wolken oder dergleichen, eine verläßliche Aussage über eine kritische Änderung des Bildes aufgrund eines Störfalles zu erreichen.All measures are used, even in the case of frequently changing loads lighting conditions, such as when quickly over the observation field moving clouds or the like, a reliable statement about a critical change in the image due to an accident.

Das System gemäß dem Patentanspruch 5 ist im Prinzip aus der bereits genannten DE-OS 36 34 628 bekannt. Im Unterschied dazu wird zusätzlich hier das jeweilige Teilbild zeilenweise analysiert und damit eine deut liche Verringerung des erforderlichen Aufwands erreicht.The system according to claim 5 is in principle from the already mentioned DE-OS 36 34 628 known. The difference is additional here the respective drawing is analyzed line by line and thus a clear one achieved a reduction in the effort required.

Beim System nach dem Patentanspruch 6 liegt die Annahme zugrunde, daß die Anzahl der kritischen Punkte, die zur Gesamtzahl beitragen, häufig aufgrund "normaler" Erscheinungen, bei denen kein Störfall vorliegt, schwankt. Beispiele hierfür finden sich durch eine mechanische Bewegung der Kamera auf einem Haltemast infolge einer Windbewegung oder einer äußeren Erschütterung. In diesem Fall wäre ein System, das starr ledig lich die Gesamtzahl bestimmt und bei Überschreiten der Soll-Abweichung der Differenz einen Alarm auslöst, unbrauchbar, da ein derartiger Alarm irrtümlich ausgelöst werden würde. Um nun für die Fälle, in denen aufgrund insbesondere äußerer Einwirkungen eine Überschreitung des für die Differenz der Bildpunkte maßgeblichen Wertes ohne Vorliegen eines Störfalles auftritt, ausschließen zu können, wird zusätzlich die Fre quenz der Gesamtzahl der abweichenden Bildpunkte analysiert. Zeigt die se ein regelmäßiges Verhalten, so ist die Annahme gerechtfertigt, daß kein Störfall vorliegt, obwohl durchaus kurzzeitig die Gesamtzahl der Bildpunkte bzw. die Differenz dieser Gesamtzahl den bestimmten Wert überschreitet. Zeigt diese Gesamtzahl kein Frequenzverhalten, so ist die Annahme eines Störfalls gerechtfertigt.In the system according to claim 6, the assumption is that the number of critical points that contribute to the total, often due to "normal" phenomena where there is no accident, fluctuates. Examples of this can be found in a mechanical movement the camera on a mast due to wind movement or external vibration. In this case, a system that would be rigidly single The total number is determined and if the target deviation is exceeded the difference triggers an alarm, unusable because such an alarm would be erroneously triggered. Now for the cases where due to external influences in particular, the for the difference of the pixels of significant value without the existence of a Accident occurs, to exclude the Fre the total number of deviating pixels was analyzed. Shows the regular behavior, the assumption is justified that there is no accident, although the total number of Pixels or the difference of this total number the certain value exceeds. If this total number shows no frequency behavior, then justifies the assumption of an accident.

Eine weitere Verbesserung dieser Maßnahme läßt sich dadurch erzielen, daß die Frequenz in Beziehung mit der Bildwiederholfrequenz des von der Fernsehkamera gelieferten Bildes gesetzt wird. Ist das Verhältnis der beiden Frequenzen ein geradzahliges, so ist die Annahme eines Nicht störfalles gerechtfertigt.A further improvement of this measure can be achieved by that the frequency is related to the refresh rate of that of the TV camera supplied image is set. Is the ratio of an even number for both frequencies, so the assumption is a not justified.

Hat sich die Erläuterung der Erfindung bisher in erster Linie mit dem Problem beschäftigt, eine zuverlässige Bildverarbeitung an einer Kamera individuell zu erreichen, so wendet sich die Erläuterung nunmehr dem Problem zu, ein sinnvolles Zusammenspiel der verschiedenen Kameras zu erreichen. Maßnahmen hierzu finden sich in den Patentansprüchen 8 bis 14.Has the explanation of the invention so far primarily with the Problem busy, reliable image processing on a camera to reach individually, the explanation now turns to Problem too, a meaningful interaction of the different cameras too to reach. Measures for this can be found in claims 8 to 14.

Im einzelnen ergibt sich aus den Maßnahmen gemäß Patentanspruch
8 die Möglichkeit, die Bilder der einzelnen Kameras synchron auszuwer ten und im Bedarfsfall zu beobachten,
9 in der Möglichkeit jeder Kamera, individuell einen Störfall an eine Zentrale weiterzugeben,
10 im Bedarfsfall das Bild der einen Störfall erkennenden Kamera zen tral zu beobachten,
11 eine vereinfachte Maßnahme der Synchronisation der einzelnen Kame ras,
12 der Möglichkeit, "nahtlos" eine Bewegung über den Überwachungsbe reich mehrerer Kameras zu beobachten,
13 und 14 die Möglichkeit, einer Kamera durch sich selbst oder eine andere Kamera eine Vorgabe über ein zu erwartendes Ansteigen der Gesamtzahl kritischer Bildpunkte aufgrund einer Eigenbewegung der Kamera zu machen und
14 mit Hilfe einer zentralen Kamera den Überwachungsbereich zumindest einiger der Kameras zusätzlich zu überwachen. Diese Maßnahme ist be sonders dann wertvoll, wenn es einem unbefugten Eindringling ge lingt, die dem Überwachungsbereich primär zugeordnete Kamera "un schädlich" zu machen. Dieser Vorgang könnte von der primären Kamera erkannt werden oder, sofern dies nicht mehr möglich ist, in der Zentrale bei Ausbleiben eines "Lebenszeichens" der primären Kamera erkannt werden. In beiden Fällen könnte durch die zentrale Kamera der Überwachungsbereich ins Visier genommen werden und bspw. auf dem in der Zentrale angeordneten Bildschirm beobachtet werden. Die Alarmgabe könnte neben der Aufschaltung des Kamerabildes für den kritischen Überwachungsbereich durch damit verbundene akustische Mittel verstärkt werden.The individual results from the measures according to the patent claim
8 the possibility of evaluating the images from the individual cameras synchronously and observing them if necessary,
9 in the possibility of each camera to individually report a malfunction to a control center,
10 to observe the image of the camera detecting a malfunction centrally if necessary,
11 a simplified measure of the synchronization of the individual cameras,
12 the possibility to "seamlessly" observe a movement over the surveillance area of several cameras,
13 and 14 the possibility of giving a camera, by itself or another camera, a specification for an expected increase in the total number of critical image points due to an intrinsic movement of the camera and
14 additionally monitor the monitoring area of at least some of the cameras with the aid of a central camera. This measure is particularly valuable if an unauthorized intruder succeeds in making the camera primarily assigned to the surveillance area "non-harmful". This process could be recognized by the primary camera or, if this is no longer possible, could be recognized in the control center if there is no "vital sign" of the primary camera. In both cases, the monitoring area could be targeted by the central camera and observed, for example, on the screen arranged in the center. In addition to the activation of the camera image for the critical monitoring area, the alarm could be amplified by the associated acoustic means.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Im einzelnen zeigtIn the drawing, an embodiment of the invention is shown. In detail shows

Fig. 1 den prinzipiellen Schaltungsaufbau einer Auswerteschaltung, für jede Kamera eines Mehrkamera-Überwachungssystems, Fig. 1 shows the basic circuit configuration of an evaluation circuit for each camera, a multi-camera surveillance system,

Fig. 2 das Bild einer derartigen Fernsehkamera im Prinzip, Fig. 2, the image of such a television camera, in principle,

Fig. 3 die Arbeitsweise der Auswerteschaltung von Fig. 1 für ein erstes Ausführungsbeispiel, Fig. 3, the operation of the evaluation circuit of Fig. 1 for a first embodiment,

Fig. 4 die Arbeitsweise der Auswerteschaltung von Fig. 1 für ein zweites Ausführungsbeispiel, Fig. 4, the operation of the evaluation circuit of Fig. 1 for a second embodiment,

Fig. 5 die Arbeitsweise der Auswerteschaltung von Fig. 1 für ein drittes Ausführungsbeispiel, Fig. 5, the operation of the evaluation circuit of Fig. 1 for a third embodiment,

Fig. 6 eine spezielle Ausgestaltung des Systems für zwei Fernsehkame ras mit überlappendem Beobachtungsbereich und Fig. 6 shows a special embodiment of the system for two television cameras with an overlapping observation area and

Fig. 7 ein Frequenzdiagramm zur Erläuterung einer weiteren Verbesse rung der Erfindung. Fig. 7 is a frequency diagram for explaining another improvement of the invention.

Beim Ausführungsbeispiel von Fig. 1 ist eine Auswerteschaltung darge stellt, die jeder Kamera eines an sich bekannten Mehrkamera-Überwa chungssystems zugeordnet ist. Das Überwachungssystem enthält neben meh reren Kameras mit aneinander anschließenden oder teilweise überlappen dem Beobachtungsbereich eine zusätzliche zentrale Kamera, die im Be darfsfall auf den Beobachtungsbereich jeder der Kameras ausgerichtet werden kann. Ferner ist eine nicht dargestellte Zentrale vorhanden, die im Bedarfsfall die Verfolgung eines unberechtigt in das gesamte Über wachungsgebiet eindringenden Objektes übernimmt.In the embodiment of Fig. 1, an evaluation circuit is Darge, which is assigned to each camera of a known multi-camera surveillance system. The monitoring system contains, in addition to several cameras with adjoining or partially overlapping the observation area, an additional central camera which, if necessary, can be aligned with the observation area of each of the cameras. There is also a central office, not shown, which takes over the pursuit of an unauthorized intrusion into the entire surveillance area if necessary.

Die in Fig. 1 gezeigte Auswerteschaltung enthält neben der nicht ge zeigten Fernsehkamera, bei der es sich um eine übliche Kamera mit CCD- Bildausgabe handelt, einen Bildanalysator 2, einen nachgeschalteten Bildspeicher und -vergleicher 3 sowie einen Schwellwertschalter 4. Eine Zeittaktsteuerung 5 steuert synchron die Kamera 1, den Bildanalysator 2 und den Bildspeicher und Bildvergleicher 3. Die Zeitsteuerung 5 ihrer seits ist zentral über das Energieversorgungskabel der Kamera 1 und der Auswerteschaltung (Teile 2 bis 5) gesteuert. Hierzu dient bspw. eine Impulsschaltung, die einen Impulsdiskriminator als Teil der Zeitsteue rung 5 aktiviert und über diesen die Synchronisation der verschiedenen Kameras und der zugeordneten Auswerteschaltungen vornimmt. The evaluation circuit shown in FIG. 1 contains, in addition to the television camera not shown, which is a conventional camera with CCD image output, an image analyzer 2 , a downstream image memory and comparator 3 and a threshold switch 4 . A timing control 5 synchronously controls the camera 1 , the image analyzer 2 and the image memory and image comparator 3 . The time control 5 on the other hand is controlled centrally via the power supply cable of the camera 1 and the evaluation circuit (parts 2 to 5 ). For this purpose, a pulse circuit is used, for example, which activates a pulse discriminator as part of the timing control 5 and carries out the synchronization of the various cameras and the associated evaluation circuits.

Die Arbeitsweise des Bildanalysators ist im einzelnen in den folgenden Figuren dargestellt und besteht zusammengefaßt darin, die Zahl der Bildpunkte zu erkennen, die in definierter Weise auffällig sind, d. h. in ihrem Informationsgehalt von ihrer Umgebung sich unterscheiden. Die Anzahl dieser Bildpunkte (= Pixel) wird mit Hilfe des Bildspeichers und Bildvergleichers 3 in Beziehung gesetzt mit der Anzahl der entsprechen den Pixel eines vorangegangenen Bildes, die in zumindest ähnlicher Wei se auffällig sind. Der Bildvergleicher 3 bildet darüber hinaus die Differenz der auffälligen Bildpunkte des aktuellen Bildes der Kamera 1 und eines vorhergehenden Bildes und gibt diese Gesamtzahl für diese Differenz an den Schwellwertschalter 4 weiter. Überschreitet diese Dif ferenz den für den Schwellwertschalter 4 maßgeblichen Schwellwert, so liefert dieser ein Alarmsignal an die Zentrale. Hierzu kann wiederum die Energieversorgungsleitung der Kamera 1 oder aber eine separate Signalleitung verwendet werden.The mode of operation of the image analyzer is shown in detail in the following figures and consists, in summary, of recognizing the number of pixels which are conspicuous in a defined manner, that is to say they differ from their surroundings in terms of their information content. The number of these pixels (= pixels) is compared with the help of the image memory and image comparator 3 to the number of the corresponding pixels of a previous image, which are conspicuous in at least a similar manner. The image comparator 3 also forms the difference between the conspicuous pixels of the current image of the camera 1 and a previous image and passes this total number on to the threshold switch 4 for this difference. If this difference exceeds the threshold value relevant for the threshold switch 4 , this delivers an alarm signal to the control center. The power supply line of camera 1 or a separate signal line can be used for this purpose.

Der Bildvergleicher als Teil des Bildspeichers und Bildvergleichers 3 zieht zum Vergleich mit dem aktuellen Bild der Kamera 1 eines oder meh rere der vorangegangenen Bilder heran. Hierzu kann der Bildspeicherteil des Teiles 3 mit einem Speicher versehen sein, in dem die für die 1 bis mehreren vorangegangener Fernsehbilder maßgeblichen Gesamtzahlen der auffälligen Bildpunkte enthalten sind. Der Bildspeicher enthält somit im Gegensatz zu üblichen Bildspeichereinrichtungen nicht die gesamte Information der vorangegangenen Fernsehbilder, sondern für jedes dieser Fernsehbilder nur eine Zahl von Bildpunkten, die sich von in der jewei ligen Zeile benachbarten Bildpunkten desselben Bildes deutlich unter schieden haben. Die Gesamtzahl ist somit maximal gleich der Gesamtzahl der Bildpunkte. Der hierfür erforderliche Speicheraufwand ist, wie ohne weiteres erkennbar, gering. The image comparator as part of the image memory and image comparator 3 uses one or more of the previous images for comparison with the current image of the camera 1 . For this purpose, the image memory part of part 3 can be provided with a memory which contains the total number of conspicuous pixels which are relevant for the 1 to several previous television images. In contrast to conventional image storage devices, the image memory thus does not contain all of the information from the previous television images, but rather only a number of pixels for each of these television images, which have clearly differed from pixels of the same image that are adjacent in the respective line. The total number is therefore at most equal to the total number of pixels. The amount of memory required for this is, as can be readily recognized, low.

Die Ausgabe des Alarms an die Zentrale durch den Schwellwertschalter 4 kann in unterschiedlichen Maßnahmen bestehen, die einzeln oder gemein sam durchgeführt werden. Eine dieser Maßnahmen kann darin bestehen, daß das mit der zugehörigen Kamera 1 aufgenommene Fernsehbild auf einem in der Zentrale angeordneten Fernsehschirm dargestellt wird. Es ist damit möglich, den von der Kamera 1 bestrichenen Überwachungsbereich im Be darfsfall zu betrachten und bspw. ein Objekt bei Übergang vom Überwa chungsbereich einer Fernsehkamera in den Überwachungsbereich einer be nachbarten Fernsehkamera zu verfolgen. Hierzu ist es lediglich erfor derlich, im Bedarfsfall von dem Fernsehbild der einen Kamera auf das Fernsehbild der anderen Kamera auf dem Fernsehschirm in der Zentrale umzuschalten.The output of the alarm to the control center by the threshold switch 4 can consist of different measures that are carried out individually or together. One of these measures can consist in that the television image recorded with the associated camera 1 is displayed on a television screen arranged in the central office. It is thus possible to view the surveillance area swept by the camera 1 if necessary and, for example, to track an object as it changes from the surveillance area of a television camera to the surveillance area of a neighboring television camera. For this purpose, it is only necessary to switch from the television picture of one camera to the television picture of the other camera on the television screen in the control center if necessary.

Weiter kann durch den Alarm die vorhandene zentrale Kamera auf den Überwachungsbereich der den Alarm verursachenden Kamera ausgerichtet werden und somit zentral ein eingedrungenes Objekt verfolgt werden. Auch das Fernsehbild der zentralen Kamera kann in der Zentrale auf einem entsprechenden Beobachtungsschirm dargestellt werden.Furthermore, the existing central camera can be pointed at by the alarm Monitoring area of the camera causing the alarm and thus an intruded object is tracked centrally. The television picture of the central camera can also be viewed in the central be displayed on a corresponding observation screen.

Weiter kann durch den Alarm auch die Auswerteschaltung für sich dahin gehend modifiziert werden, daß der Beobachtungsbereich, in dem eine be sondere Anomalie festgestellt wird, separat und unter Weglassen des übrigen Teiles des Beobachtungsfeldes analysiert wird. Diese ebenfalls mit Hilfe des Bildanalysators 2 durchgeführte Auswertung entspricht der Auswertung eines Teilbildes des ursprünglich mit der Kamera 1 aufgenom menen Bildes. Die Arbeitsweise des Bildanalysators 2 von Fig. 1 ist anhand der Fig. 2 bis 5 weiter erläutert.Furthermore, the evaluation circuit can be modified for the purpose that the observation area, in which a special anomaly is found, is analyzed separately and with the omission of the remaining part of the observation field by the alarm. This evaluation, also carried out with the aid of the image analyzer 2 , corresponds to the evaluation of a partial image of the image originally recorded with the camera 1 . The mode of operation of the image analyzer 2 from FIG. 1 is further explained with reference to FIGS. 2 to 5.

In Fig. 2 ist schematisch ein Bild dargestellt, das mit der Fernseh kamera 1 aufgenommen wird. Im Bild enthalten ist ein stabförmiger, ku gelförmiger und ovaler Gegenstand. Diese Gegenstände sind mit dem Be zugszeichen 6 bis 8 versehen. Eine der Besonderheiten der Erfindung be steht nun darin, zeilenweise das Bild zu analysieren. Dies ist mit Hilfe einer Bildzeile Z erläutert. In der Zeile Z stellt sich die Bild information in der Weise dar, wie sie in den Fig. 3 bzw. 4 dargestellt ist. In Fig. 3 ist die Amplitude aufgetragen, die für die Bildhellig keit in der Zeile Z repräsentativ ist.In Fig. 2, an image is schematically shown, which is recorded with the television camera 1 . The picture contains a rod-shaped, ball-shaped and oval object. These items are provided with the reference numerals 6 to 8 . One of the special features of the invention is now to analyze the image line by line. This is explained with the help of an image line Z. In line Z , the image information is presented in the manner shown in FIGS. 3 and 4. In Fig. 3, the amplitude is plotted, which is representative of the image brightness in line Z.

In Fig. 4 ist die Ableitung der Bildhelligkeit für die Zeile Z darge stellt, die sich aus der Bildinformation von Fig. 3 durch Differenzie ren ergibt.In Fig. 4, the derivative of the image brightness for the line Z is Darge, which results from the image information of Fig. 3 by differentiating ren.

Die Auswertung der Bildinformation für jede der Bildzeilen und damit auch für die Bildzeile Z besteht darin, daß die maßgebliche Bildinfor mation (Amplitude bzw. Steigung) für jeden der Bildpunkte mit einem Mittelwert verglichen wird, der sich aus den entsprechenden Bildinfor mationen benachbarter Bildpunkte ergibt. Dabei gehen nur die Bildpunkte in die Mittelwertbildung ein, deren Bildinformation innerhalb einer vorgegebenen Abweichung von den entsprechenden Bildinformationen be nachbarter Bildpunkte liegt. Dies bedeutet, daß die Bildsignale nicht in die Mittelwertbildung eingehen, die den Gegenständen 6 bis 8 ent sprechen.The evaluation of the image information for each of the image lines and thus also for the image line Z consists in comparing the relevant image information (amplitude or slope) for each of the image points with an average value which results from the corresponding image information of adjacent image points. Only the pixels whose image information lies within a predetermined deviation from the corresponding image information of neighboring pixels are included in the averaging. This means that the image signals are not included in the averaging, which correspond to objects 6 to 8 .

Alle übrigen Bildpunkte der Zeile Z tragen zur Mittelwertbildung bei. Dieser Mittelwert ist strichliert in Fig. 3 bzw. in Fig. 4 eingezeich net und mit m bezeichnet.All other pixels in line Z contribute to the averaging. This mean value is shown in broken lines in FIG. 3 or in FIG. 4 and is designated by m .

Um nun ein für die Bildinformation der Zeile Z repräsentative Aussage zu gewinnen, ist dem Mittelwert m eine Bandbreite b zugeordnet, die Ab weichungen vom Mittelwert in positiver und negativer Richtung um ein vorgegebenes, für beide Richtungen gleichen Maß entspreche. Die maß gebliche Information besteht nun darin, daß die Bildpunkte gezählt wer den, deren Bildinformation außerhalb des eingezeichneten Bandes mit der Breite b bzw. b′ für Fig. 4 liegen. Diese Bildpunkte sind im unteren Teil der Fig. 3 bzw. 4 als Impulse eingezeichnet. Die Gesamtzahl der Bildpunkte ergibt sich aus der gesamten Breite der eingezeichneten Im pulse.In order to obtain a statement representative of the image information in line Z , the mean value m is assigned a bandwidth b which corresponds to deviations from the mean value in a positive and negative direction by a predetermined amount which is the same for both directions. The relevant information now consists in the fact that the pixels are counted, whose image information lies outside the band with the width b or b 'for FIG. 4. These pixels are shown in the lower part of FIGS. 3 and 4 as pulses. The total number of pixels results from the entire width of the pulse shown.

Beim Ausführungsbeispiel von Fig. 5 ist eine Bildinformation angenom men, deren Mittelwert über die jeweils betrachtete Zeile variabel ist. Auch hier ist dem Mittelwert m′′ eine Bandbreite b′′ zugeordnet, die sich durch Parallelverschieben der Kurve des Mittelwerts m′′ nach beiden Sei ten ergibt. Die Bildinformation hier wird wiederum gebildet aus der Ge samtzahl der Bildpunkte, während Bildinformation um mehr als die Band breite vom Mittelwert m′′ abweicht. Auch diese Bildinformation ist im pulsförmig dargestellt.In the embodiment of FIG. 5, image information is assumed, the mean value of which is variable over the line under consideration. Here, too, the mean value m '' is assigned a bandwidth b '' which is obtained by moving the curve of the mean value m '' parallel to both sides. The image information here is in turn formed from the total number of pixels, while image information deviates by more than the bandwidth from the mean m ''. This image information is also shown in pulse form.

Auf diese Weise läßt sich für jede der Bildzeilen eine Zahl von Bild punkten ermitteln, die um mehr als das durch die jeweilige Bandbreite b, b′ bzw. b′′ vorgegebene Maß vom Mittelwert abweichen und damit in diesem Sinne auffällig sind. Die über sämtliche Zeilen des Bildes ge nommene Gesamtzahl ist gleich der Zahl der Bildpunkte, die für den Bildinhalt repräsentativ ist. Diese Gesamtzahl wird im Bildspeicher Teil des Bildspeichers und Bildvergleichers 3 für jedes der vorherge henden Bilder gespeichert und von der Gesamtzahl der entsprechenden Bildpunkte für das aktuelle Kamerabild subtrahiert.In this way, a number of image points can be determined for each of the image lines, which deviate from the mean by more than the amount specified by the respective bandwidth b , b 'or b ''and are thus conspicuous in this sense. The total number taken over all lines of the image is equal to the number of pixels which is representative of the image content. This total number is stored in the image memory part of the image memory and image comparator 3 for each of the previous images and subtracted from the total number of corresponding pixels for the current camera image.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die für den Bildinhalt repräsentative Gesamtzahl sich nicht oder nur unwesentlich ändert, sofern der Bildinhalt als Ganzes unverändert bleibt, auch wenn sich einer oder mehrere der ursprünglich vorhandenen Gegenstände (6 bis 8 in Fig. 2) "bewegen". Dies kann bspw. durch den Einfluß von Wind oder dergleichen erfolgen. Zwar ändert sich dann für die Zeile Z der Ort der kritischen Bildpunkte, die in die Gesamtzahl eingehen, doch bleibt ihr numerischer Wert erhalten. Entsprechendes gilt, wenn aufgrund einer Be leuchtungsänderung eine Änderung der Bildinformation auftritt. Durch die Mittelwertbildung und die Vorgabe eines durch die Breite b bestimm ten unkritischen Wertes der Abweichung von diesem Mittelwert führen Helligkeitsänderungen zwar zu einer Änderung des Mittelwertes, nicht jedoch oder nur in unmaßgeblichem Maße zu einer Änderung der Zahl der Punkte in jeder der Zeilen, die in die Gesamtzahl eingehen.An essential feature of the invention is that the total number representative of the image content does not change or changes only insignificantly, provided that the image content as a whole remains unchanged, even if one or more of the objects originally present ( 6 to 8 in FIG. 2) "move". This can be done, for example, by the influence of wind or the like. Although the location of the critical pixels that are included in the total number then changes for line Z , its numerical value is retained. The same applies if a change in the image information occurs due to a change in lighting. Due to the averaging and the specification of an uncritical value of the deviation from this mean determined by the width b, changes in brightness lead to a change in the mean, but not or only to an insignificant extent to a change in the number of points in each of the lines in enter the total number.

Nur wenn sich tatsächlich der Bildinhalt in seiner Substanz ändert, verändern sich die Zahlen der auffälligen Bildpunkte. Diese Veränderung kann durch eine entsprechende Wahl des für den Schwellwertschalter 5 maßgeblichen Schwellwerts berücksichtigt werden und dann zu einer Alarmabgabe führen. Eine derartige substantielle Änderung des Bildin halts kann hervorgerufen werden durch einen unbefugt in den Überwa chungsbereich Eindringenden, der zu einer sprunghaften Erhöhung der Ge samtzahl der kritischen Bildpunkte führt. Diese Erhöhung wird solange beibehalten, bis der Eindringling den Überwachungsbereich der Kamera wieder verläßt.Only when the substance of the image actually changes does the number of conspicuous pixels change. This change can be taken into account by a corresponding choice of the threshold value relevant for the threshold value switch 5 and then lead to an alarm being issued. Such a substantial change in the image content can be caused by an unauthorized intruder into the surveillance area, which leads to a sudden increase in the total number of critical image points. This increase is maintained until the intruder leaves the surveillance area of the camera.

Die Erhöhung bzw. Veränderung der repräsentativen Gesamtzahl kann aber auch dadurch hervorgerufen werden, daß der Bildinhalt durch eine Bewe gung der Kamera, bspw. infolge von Windeinfluß, verändert wird. Be trachtet man allein das Bild einer Kamera, so könnte die Eigenbewegung dieser Kamera tatsächlich zu einer Veränderung der Gesamtzahl über den kritischen Schwellwert und damit zu einer Alarmgabe führen. However, the increase or change in the representative total number can can also be caused by the fact that the image content by a movement tion of the camera, for example due to the influence of wind. Be if you only look at the image of a camera, your own movement could this camera actually caused a change in total over the critical threshold and thus trigger an alarm.

Eine der Maßnahmen, um dies zu verhindern, ist anhand von Fig. 6 darge stellt. Dabei liegt die Annahme zugrunde, daß eine Fernsehkamera, mit 1′ bezeichnet, im Überwachungsbereich einer anderen, nicht dargestell ten Fernsehkamera liegt. Diese andere Fernsehkamera sei als feststehend angenommen. Die Fernsehkamera 1′ hingegen führt eine Eigenbewegung durch. Die Eigenbewegung der Kamera 1′ kann mit Hilfe der anderen Fern sehkamera festgestellt werden. Hierzu sind entsprechende Ergänzungen der Auswerteschaltung von Fig. 1 erforderlich, die nicht im einzelnen dargestellt sind. Diese Ergänzungen sind schaltungstechnisch besonders einfach, da es lediglich erforderlich ist, den Bildinhalt der anderen Kamera für die Stelle zu analysieren und einer gesonderten Betrachtung zu unterziehen, an der die Kamera 1′ liegt. Ergibt sich daraus, daß die Kamera 1′ eine Eigenbewegung durchführt, so läßt sich auch das Ausmaß dieser Eigenbewegung ohne weiteres feststellen. Das Ausmaß dieser Eigenbewegung kann nun der Fernsehkamera 1′ auf entsprechende Weise mitgeteilt werden und dort durch eine Veränderung des repräsentativen Schwellwertes berücksichtigt werden. Dabei liegt die Annahme zugrunde, daß zwischen dem Maß der Eigenbewegung der Kamera 1′ und der Verände rung der Gesamtzahl der Bildpunkte, die auffällig sind, ein feststell barer und vorgegebener Zusammenhang besteht. Durch eine Veränderung des Schwellwerts für die Kamera 1′ läßt sich somit, durch die andere Kamera gesteuert, eine konstante Empfindlichkeit für die Alarmabgabe der Kamera 1′ erreichen.One of the measures to prevent this is shown in FIG. 6 Darge. The assumption is that a television camera, designated 1 ', is in the surveillance area of another television camera, not shown. This other television camera is assumed to be fixed. The television camera 1 ', however, performs its own movement. The intrinsic movement of the camera 1 'can be determined with the help of the other television camera. Corresponding additions to the evaluation circuit of FIG. 1 are required for this, which are not shown in detail. These additions are particularly simple in terms of circuitry, since it is only necessary to analyze the image content of the other camera for the location and to subject it to a separate examination at which the camera 1 'is located. It follows that the camera 1 'performs its own movement, so the extent of this own movement can be easily determined. The extent of this inherent movement can now be communicated to the television camera 1 'in a corresponding manner and taken into account there by changing the representative threshold value. The assumption is based on the fact that between the measure of the own movement of the camera 1 'and the change tion of the total number of pixels that are conspicuous, there is a determinable and predetermined relationship. By changing the threshold for the camera 1 'can be controlled by the other camera, a constant sensitivity to the alarm of the camera 1 ' can be achieved.

Entsprechend kann der Schwellwert für jede Kamera erhöht werden, wenn sie eine Eigenbewegung feststellt. Hierzu dient ein feststehendes Re ferenz-Objekt, z. B. ein Gebäude oder Gebäudeteil im Blickfeld dieser Kamera, das sich bei einer Bewegung der Kamera scheinbar bewegt. Aus dem Ausmaß und der Richtung, die mit Hilfe der sich ändernden auffälli gen Bildpunkte feststellbar sind, läßt sich die natürliche Erhöhung des Schwellwerts bestimmen, die für gleichbleibende Ansprechempfindlichkeit dieser Kamera erforderlich ist.Accordingly, the threshold for each camera can be increased if it detects a movement of its own. A fixed Re serves this purpose reference object, e.g. B. a building or part of the building in the field of view of this Camera that appears to move when the camera is moved. Out the extent and direction that are striking with the help of the changing the natural increase of the Determine threshold for consistent responsiveness this camera is required.

Eine zweite Maßnahme ist anhand von Fig. 7 erläutert. Dabei liegt die Annahme zugrunde, daß bei einer Eigenbewegung einer Fernsehkamera die Änderung der Gesamtzahl ein Frequenzverhalten aufweist, das in defi niertem Zusammenhang mit der Bewegungs- bzw. Schwingungsfrequenz der Kamera und/oder der Bildfrequenz dieser Kamera steht.A second measure is explained with reference to FIG. 7. The assumption is based on the fact that with a self-movement of a television camera, the change in the total number has a frequency behavior that is in a defined relationship with the movement or oscillation frequency of the camera and / or the image frequency of this camera.

Die Schwankung der Gesamtzahl der von einer derartig schwingenden Kame ra aufgenommenen kritischen Bildpunkte zeigt ein Frequenzverhalten, das in Fig. 7 dargestellt ist. Deutlich ist zu erkennen, daß diese Gesamt zahl um einen vorgegebenen Mittelwert schwankt. Dieser Mittelwert ist für die starre Kamera repräsentativ. Durch eine entsprechende Frequenz analyse der Gesamtzahl läßt sich somit erkennen, daß eine Veränderung der Gesamtzahl der kritischen Bildpunkte nicht durch einen Eindring ling, sondern durch eine Eigenbewegung der Kamera selbst verursacht ist. Auch in diesem Fall soll somit eine Alarmabgabe nicht erfolgen.The fluctuation in the total number of critical image points recorded by such a vibrating camera shows a frequency response, which is shown in FIG. 7. It can clearly be seen that this total number fluctuates around a predetermined mean. This mean value is representative of the rigid camera. By means of a corresponding frequency analysis of the total number, it can thus be seen that a change in the total number of critical image points is not caused by an intrusion, but is caused by a movement of the camera itself. In this case, too, an alarm should not be given.

Damit läßt sich ein Überwachungssystem mit mehreren Fernsehkameras in stallieren, das dezentral eine Analyse des Fernsehbildes mit geringem schaltungstechnischen und speichertechnischen Aufwand vornimmt und das eine präzise Aussage darüber ermöglicht, ob tatsächlich ein Alarmfall vorliegt. Einflüsse, die systematischer Natur sind, lassen sich von Störeinflüssen, bedingt durch einen Eindringling, zweifelsfrei und mit geringem Aufwand unterscheiden. Die Gesamtzahl der Fehlalarme läßt sich damit praktisch auf Null reduzieren.This allows a surveillance system with several TV cameras in install the decentralized analysis of the television picture with little circuitry and storage technology effort and that a precise statement about whether an alarm actually occurs is present. Influences that are systematic in nature can be influenced by Interference caused by an intruder, undoubtedly and with distinguish little effort. The total number of false alarms can be practically reduce it to zero.

Claims

1. System for determining a movement or a change in the surveillance area of several television cameras, with signals dependent on the respective video content being derived in an evaluation device from the individual video signals of the television cameras and stored in a memory assigned to the television camera, the data being stored at a later time signals derived in at least approximately the same way are compared with the stored signals to form a difference and an alarm is triggered when the determined difference is exceeded by a certain threshold value, characterized in that the evaluation device has a processor-controlled evaluation circuit for each camera has the following properties: the evaluation circuit is arranged decentrally and connected to associated cameras, the image content is checked line by line, for each line an average value is obtained from the image information det, which are assigned to the pixels contained in the line, the same target deviation from the respective image information is specified for all the pixels of a line, the total number of pixels of the current image content, which deviates from the respective mean value by more than the target deviation, is compared with the corresponding total number of pixels of the stored image content to form the difference.

2. System according to claim 1, characterized in that for each image point the relevant mean variable according to the image information mations of neighboring pixels on the same line.

3. System according to claim 1 or 2, characterized in that for the Formation of the relevant mean, the pixels are immaterial whose image information is more than the target deviation from the Image information of the neighboring pixels deviates.

4. System according to one of claims 1 to 3, characterized in that the deviation of the image information from the specified target value in positive and in negative direction around the specified target-Ab softening is taken into account.

5. System according to one of claims 1 to 4, characterized in that the image content is divided into partial images, the individual are examined.

6. System according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the frequency of the total number of deviating pixels be is true.

7. System according to claim 6, characterized in that the frequency the total number on the refresh rate of that of the television camera supplied image content is related.

8. System according to any one of claims 1 to 7, characterized net that the cameras from a common center synchronously are controlled.

9. System according to claim 8, characterized in that the evaluations circuits individually send an alarm signal.

10. System according to claim 9, characterized in that the the alarm signal-sending camera arranged only on one in the control center neten screen is switched.

11. System according to any one of claims 8 to 10, characterized in that that the cameras are synchronized via their power supply lines are.

12. System according to one of claims 8 to 11, characterized in that that the surveillance areas of the cameras over each other rag.

13. System according to one of claims 1 to 12, characterized in that that the camera has its own motion in terms of extent and / or the direction in view of a fixed object field and by changing the difference Threshold value taken into account.

14. System according to one of claims 1 to 13, characterized in that that the intrinsic movement detected by one camera of another Camera is communicated to this other camera and there as correspond appropriate change in the value of the differential threshold value is seen.

15. System according to one of claims 8 to 14, characterized in that that a further camera is assigned to the cameras on a central position is positioned on the examination area every camera can be aligned.