DE60212991T2

DE60212991T2 - Sicherheitssystem und warnmethode mit randerkennung eines bildsignals

Info

Publication number: DE60212991T2
Application number: DE60212991T
Authority: DE
Inventors: Byung Uk Paldal-Gu Suwon-Si BOO
Original assignee: Alogics Co Ltd
Current assignee: Alogics Co Ltd
Priority date: 2001-11-15
Filing date: 2002-10-04
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2022-10-05
Also published as: JP2005510148A; KR100444784B1; CN1272965C; EP1444831A1; WO2003043340A1; US20050010798A1; CN1568619A; ATE332609T1; EP1444831B1; DE60212991D1; KR20030040700A; EP1444831A4

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Sicherheitssystem, das eine Videobildsignalerfassung nutzt, und insbesondere auf ein Wamungserzeugungsverfahren sowie ein Sicherheitssystem, das die Kantenerkennung eines Videobildsignals nutzt, wobei das Verfahren und das System in der Lage sind, einem Überwacher Informationen mitzuteilen, die kennzeichnen, das ein erfasstes Videobildsignal ungeeignet ist.
Hintergrund der Erfindung
Mit der Entwicklung elektrischer und elektronischer Techniken sowie der Computer- und der Kommunikationstechniken werden Multimediatechniken zum Kombinieren unterschiedlicher Informationsstücke, wie etwa Videoinformationen, Audioinformationen und dergleichen, fortwährend und schnell weiterentwickelt. Ein DVR (Digitaler Videorekorder) wurde mit den oben beschriebenen, fortgeschrittenen Techniken entwickelt. Der DVR wird anstelle eines existierenden Sicherheitssystems, d.h. eines CCTV (Closed Circuit Television), zur Sicherheit und zur Überwachung verwendet. Das CCTV speichert und zeichnet ein Videobild zur Sicherheit und Überwachung mit Hilfe eines analogen Videobandes und dergleichen auf, während der DVR das Videobild digitalisiert und das digitalisierte Videobild speichert. Die Verwendung eines DVR, der ein digitales Speichermedium ist, nimmt zu, da der DVR im allgemeinen die Qualität eines Bildes auf der Basis der ununterbrochenen Aufzeichnung und Speicherung des existierenden analogen Typs verbessern kann.
Normalerweise wird ein Sicherheitssystem mit einer Videoerfassungsvorrichtung und einer Aufzeichnungsvorrichtung zur Überwachung eines vorbestimmten Bereiches oder zur Verfolgung eines Kriminellen in einem Wohnkomplex, einem Laden, einer Bank oder dergleichen verwendet. Sicherheitssysteme finden weit verbreitete Verwendung, wobei jedoch unterschiedliche Verfahren angewendet werden, um den Betrieb des Sicherheitssystems zu blockieren. Beispielsweise besteht ein Verfahren zum Blockieren eines Betriebs des Sicherheitssystems darin, eine Ausgangsleitung einer Videokamera zu durchtrennen. Ist die Ausgangsleitung der Videokamera durchtrennt, besteht das Problem, dass der Kriminelle nicht in geeigneter Weise durch die Überwachung des vorbestimmten Bereiches identifiziert werden kann, da kein geeignetes Videobild auf einer Anzeigeeinrichtung angezeigt oder einem Aufzeichnungsgerät aufgezeichnet wird.
Als Techniken, die sich den oben beschriebenen Problemen zuwenden, gibt es ein Verfahren zum Erzeugen einer Warnung unter Verwendung eines Synchronsignals, wenn ein ungeeignetes Videobild eingegeben wird.
1 zeigt eine exemplarische Konfiguration eines Systems zur Ausführung eines Wamungserzeugungsvorgangs, der in einem herkömmlichen Sicherheitssystem eingerichtet ist.
Beim herkömmlichen Sicherheitssystem, das in 1 dargestellt ist, steuert, wenn Videodecoder 10, 12 und 14 Komposit-Videosignale empfangen, die von Videokameras ausgegeben werden, und Synchronsignale erfassen, um die erfassten Synchronsignale auszugeben, ein Controller 16 die Ansteuerung einer Warnungserzeugungseinrichtung durch Bestimmen, ob horizontale Synchronsignale erfasst werden. Da die horizontalen Synchronsignale nicht erfasst werden können, wenn der Kriminelle die Ausgangsleitungen der Videokameras durchtrennt, wird demzufolge ein Warnton zu vorbestimmten Perioden ausgegeben, wobei ein Überwacher eine Notfalltätigkeit in Abhängigkeit des Warntons ausführen kann.
Da jedoch ein geeignetes Komposit-Videosignal eingegeben wird, wenn der Kriminelle eine Linse einer Videokamera verdeckt, indem er ein Fremdmaterial überzieht oder eine Abdeckung verwendet, kann der Controller 16 keinen Warnton erzeugen.
Vorausgesetzt, das der Überwacher die Überwachung nicht durchführt, kann in diesem Fall das Sicherheitssystem nicht in geeigneter Weise betrieben werden.
Übersicht über die Erfindung
Daher wurde die vorliegende Erfindung im Hinblick auf das oben beschriebene Problem gemacht, wobei ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin besteht, ein Warnungserzeugungsverfahren und ein Sicherheitssystem anzugeben, die die Kantenerkennung eines Videobildsignals nutzen, wobei das Verfahren und das System in der Lage sind, einen blinden Zustand zu erfassen und einen Überwacher über eine Notfallsituation zu informieren, wenn eine Videokamera durch Verdecken der Kameralinse in einen blinden Zustand versetzt wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung können die oben genannten und weiteren Ziele durch ein Verfahren zur Erzeugung einer Warnung mit Hilfe der Kantenerkennung in einem Sicherheitssystem erreicht werden, das Videobildsignale empfängt, die von einer Vielzahl von Videokameras ausgegeben werden, und die Videobildsignale anzeigt oder aufzeichnet, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

a) Decodieren von Videobildsignalen und Extrahieren von Luminanzsignalen aus den decodierten Videobildsignalen;
b) Filtern von Hochfrequenzkomponenten aus den extrahierten Luminanzsignalen und Erkennen von Kantenkomponenten in den Videobildsignalen;
c) ausschließliches Extrahieren von Werten innerhalb eines Bereiches eines vorgegebenen ersten Schwellenwertes aus den erkannten Kantenkomponenten;
d) Akkumulieren der erkannten Kantenkomponenten für ein Videobild; und
e) Betätigen einer Warnvorrichtung, wenn ein Akkumulationswert geringer ist als ein vorgegebener zweiter Schwellenwert.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Sicherheitssystem angegeben, enthaltend: eine Vielzahl von Videokameras, die Videobildsignale bereitstellen, die aus Überwachungsbereichen erfasst werden; eine Vielzahl von Video-Decodern, die Videobildsignale von den Videokameras decodieren und Lu minanzsignale aus den Videobildsignalen extrahieren; und einen Blind-Detektor, der eine Hochfrequenzkomponente des von einem entsprechenden Video-Decoder extrahierten Luminanzsignals filtert, Kantenkomponenten aus den Videobildsignalen erkennt, ausschließlich Werte innerhalb eines Bereiches eines vorgegebenen Schwellenwertes extrahiert, die extrahierten Werte für ein Videobild akkumuliert und ein Warnsignal erzeugt, wenn ein Akkumulationswert geringer ist als ein vorgegebener zweiter Schwellenwert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die obigen und andere Ziele, Merkmale und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.
1 ist eine Ansicht, die eine beispielhafte Konfiguration eines Systems zum Ausführen eines Warnungserzeugungsvorgangs darstellt, der in einem herkömmlichen Sicherheitssystem eingerichtet ist;
2 ist eine Ansicht, die eine beispielhafte Konfiguration eines Sicherheitssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Erzeugung einer Warnung mit Hilfe der Kantenerkennung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
4 ist eine Ansicht, die das Wamungserzeugungsverfahren gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
Beste Art zur Ausführung der Erfindung
Nun werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. In der folgenden Beschreibung wird auf eine detaillierte Beschreibung bekannter Funktionen und Konfigurationen, die hier enthalten sind, verzichtet, wenn sie den Gegenstand der vorliegenden Erfindung unklar machen.
2 ist eine Ansicht, die eine beispielhafte Konfiguration eines Sicherheitssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Im Detail ist ein Blind-Detektor 24 hinter einem Video-Decoder 20 hinzugefügt, der in einem herkömmlichen Sicherheitssystem enthalten ist, das einen DVR (Digitalen Videorekorder) verwendet.
Unter Bezugnahme auf 2 fotografiert eine Videokamera einen Überwachungsbereich und stellt ein erfasstes Videobildsignal in Gestalt eines Komposit-Videosignals bereit. Eine Vielzahl von Videokameras kann in herkömmlicher Weise in Übereinstimmung mit dem Überwachungsbereich installiert sein.
Ein Video-Decoder 20 entspricht einer Videokamera und führt eine A/D- (Analog/Digital-) Umwandlung und die Decodierung eines Komposit-Videosignals aus, das aus der Kamera ausgegeben wird. Der Video-Decoder 20 erkennt ein Synchronsignal aus dem Komposit-Videosignal und extrahier ein Luminanzsignal und ein Farbsignal aus dem Komposit-Videosignal, um die extrahierten Luminanz- und Farbsignale auszugeben.
Ein Videoprozessor 20 verarbeitet das decodierte Videobildsignal, das aus dem Video-Decoder 20 ausgegeben wird, so dass ein geteiltes Bildschirmbild auf einer Anzeigeeinrichtung angezeigt werden kann. Der Videoprozessor 22 enthält horizontale und vertikale Skaliereinrichtungen, einen Vollbildspeicher und einen Speichercontroller und zudem einen Kompressor für bewegte Bilder, der ein vorbestimmtes Videobild komprimiert und in einem Aufzeichnungsgerät speichert, sowie einen Dekompressor.
Ein Blind-Detektor 24 filtert eine Hochfrequenzkomponente aus dem Luminanzsignal, das durch den Video-Decoder 20 getrennt wurde, erkennt die Randkomponenten aus den Videobildsignalen, extrahiert lediglich Werte der Randkomponenten innerhalb eines Bereiches eines vorbestimmten ersten Schwellenwertes, akkumuliert die extrahierten Werte für ein Videobild und erzeugt ein Warnsignal, wenn der Akkumulationswert geringer ist als ein vorbestimmter zweiter Schwellenwert. Der Blind-Detektor 24 enthält ein HPF (Hochpassfilter), das an seinem vorderen Bereich angeordnet ist, um die Randkomponenten aus den Videobildsignalen zu erfassen.
Hochfrequenz-Komponenten existieren in den Videobildsignalen der Übergangsbereiche eines Gegenstandes, die unterschiedliche Luminanzen aufweisen. Somit erzeugt die vorliegende Erfindung einen Warnton auf der Basis der Erkennung eines blinden Bildschirmzustandes durch Vergleichen eines Schwellenwertes mit einem Akkumulationswert der erkannten Randkomponenten nach dem Filtern des extrahierten Luminanzsignals auf der Basis des HPF. Der "blinde Bildschirmzustand" ist definiert als Zustand, in dem die Kamera durch eine Abdeckung in einen blinden Zustand versetzt ist.
Ein Verfahren zum Erzeugen einer Warnung im Sicherheitssystem, das über die oben beschriebenen Systemelemente verfügt, wird unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben.
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Erzeugung einer Warnung mit Hilfe der Kantenerkennung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und 4 ist eine Ansicht, die das Warnungserzeugungsverfahren gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
Unter Bezugnahme auf 3 erkennt die vorliegende Erfindung Randkomponenten aus einem Videobild und ermittelt auf der Basis eines Ergebnisses der Erkennung, ob die Warnung erzeugt werden sollte. Das heißt, wenn ein Videobild eingegeben wird, initialisiert der Blind-Detektor 24 einen Akkumulationswert (H-sum) auf "0" in Schritt 30. Eine Hochfrequenzkomponente eines Luminanzsignals, das vom HPF eingegeben wird, der im vorderen Bereich des Blind-Detektors 24 angeordnet ist, wird gefiltert und die Kantenkomponenten des Videobildes erkannt. Um einen Umriss eines Objektes aus dem Videobild zu extrahieren, verwendet die vorliegenden Erfindung das HPF (z.B. H(z) = –0,5z ~ + ~1~ –0,5z^ –1) zur Verwendung bei der Verstärkung eines Umrisses eines Videobildsignals. Das HPF kann zwei Filter verwenden, um Randkomponenten in horizontalen und vertikalen Richtungen zu erkennen. In diesem Fall ist ein Addierer zum Addieren der Ausgaben der beiden Filter hinzugefügt. Um eine Konfiguration der Hardware zu vereinfachen, kann ein HPF verwendet werden, das lediglich Randkomponenten der horizontalen Richtung erfasst.
Wenn, wie oben beschrieben das HPF Abtastungen (f_Abtastung) der Randkomponenten erkennt, erhält man Absolutwerte der Abtastungen in Schritt 32. Ein unterer Schwellenwert (Schwellenwert_niedrig) wird von einem Absolutwert einer Abtastung abgezogen, wobei man einen neuen Abtastwert als einen vorbestimmten ersten Schwellenwert in Schritt 34 erhält. Der Grund, warum der untere Schwellenwert vom Absolutwert abgezogen wird, besteht darin, Komponenten von Übergangsbereichen eines Objektes sowie Rauschen und dergleichen zu entfernen, die nicht tatsächlich sichtbar sind. Ist der neue Abtastwert kleiner als "0", wird der neue Abtastwert in Schritt 36 auf "0" eingestellt. Ist der neue Abtastwert (f_Abtastung), den man oben in Schritt 34 erhält, größer als ein vorbestimmter oberer Schwellenwert (Schwellenwert_hoch), wird der neue Abtastwert als oberer Schwellenwert bei Schritt 38 eingestellt. Der Grund, warum der neue Abtastwert als oberer Schwellenwert eingestellt wird, besteht darin, eine Fehlfunktion infolge weißen Rauschens zu verhindern, das in einem Videobild enthalten ist, das über eine Umrisskomponente eines relativ größeren Wertes verfügt, so dass es nicht nicht als geeignetes Videobild gewählt werden kann, obwohl lediglich ein Teil des Bildes eine klare Umrisskomponente hat. 4(a), 4(b) und 4(c) sind Ansichten, die die Nachbearbeitung der Umrisskomponenten darstellen, die durch das HPF erfasst werden.
Die vorliegende Erfindung extrahiert lediglich Werte innerhalb eines Bereiches eines vorbestimmten ersten Schwellenwertes aus den Randkomponenten, die durch das HPF erkannt werden, wobei man einen Akkumulationswert (H_sum = H_sum + f_Abtastung) für ein Videobild aus den extrahierten Werten bei Schritt 40 erhält. Wenn sämtliche Randkomponenten für ein Videobild in Schritt 42 akkumuliert wurden, ermittelt der Blind-Detektor 24 in Schritt 44, ob ein Akkumulationswert (H_sum) der Randkomponenten für das eine Videobild kleiner ist als ein vorbestimmter zweiter Schwellenwert (Schwellenwert_total). Der zweite Schwellenwert (Schwellenwert_total) kann variabel gemäß einem Bildschirm-Videobild eingestellt werden, das von einer Videokamera erfasst wird. Als Ergebnis der Ermittlung beim obigen Schritt 44 gibt, sofern der Akkumulationswert der Randkomponenten kleiner ist als der vorbestimmte zweite Schwellenwert, der Blind-Detektor 24 ein Warnsignal an die War nungserzeugungseinrichtung aus, um die Wamungserzeugungseinrichtung in die Lage zu versetzen einem vorbestimmten Warnton bei Schritt 46 zu erzeugen.
Somit empfängt der Überwacher den Warnton und kann eine schnelle Tätigkeit in Erwiderung einer Notfallsituation ausführen.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie es aus der obigen Beschreibung deutlich wird, kann die vorliegende Erfindung die Effizienz eines Sicherheitssystems dadurch verbessern, dass sie eine ungeeignete Signaleingabe bestimmt, um einen Warnton zu erzeugen, obwohl ein Eindringling eine Kameralinse unter Verwendung einer Abdeckung in einen blinden Zustand versetzt.
Wenngleich bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu Zwecken der Veranschaulichung beschrieben wurden, wird der Fachmann verstehen, dass unterschiedliche Abänderungen, Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind, ohne vom Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen.

Claims

Verfahren zum Erzeugen einer Warnung über den blinden Zustand einer Videokamera unter Verwendung von Kantenerkennung in einem Sicherheitssystem, das Videobildsignale empfängt, die von einer Vielzahl von Videokameras ausgegeben werden, und die Videobildsignale anzeigt oder aufzeichnet, wobei es die folgenden Schritte umfasst: a) Decodieren von Videobildsignalen und Extrahieren von Luminanzsignalen aus den decodierten Videobildsignalen; b) Filtern von Hochfrequenzkomponenten der extrahierten Luminanzsignale und Erkennen von Kantenkomponenten in den Videobildsignalen; c) ausschließliches Extrahieren von Werten innerhalb eines Bereiches eines vorgegebenen ersten Schwellenwertes aus den erkannten Kantenkomponenten; d) Akkumulieren der erkannten Kantenkomponenten für ein Videobild; und e) Betätigen einer Warnvorrichtung, wenn ein Akkumulationswert geringer ist als ein vorgegebener zweiter Schwellenwert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Bereich des ersten Schwellenwertes einen oberen Schwellenwert und einen unteren Schwellenwert zur Verwendung beim Entfernen von weißem Rauschen und einer Luminanzkomponente einschließt, die nicht identifiziert werden können.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zweite Schwellenwert entsprechend einem mit einer Videokamera erfassten Bildschirm-Videobild variabel eingestellt wird.
Sicherheitssystem, das umfasst: eine Vielzahl von Videokameras, die Videobildsignale bereitstellen, die aus Überwachungsbereichen erfasst werden; eine Vielzahl von Video-Decodern, die Videobildsignale von den Videokameras decodieren und Luminanzsignale aus den Videobildsignalen extrahieren; und einen Blind-Detektor, der eine Hochfrequenzkomponente des von einem entsprechenden Video-Decoder extrahierten Luminanzsignals filtert, Kantenkomponenten aus den Videobildsignalen erkennt, ausschließlich Werte innerhalb eines Bereiches eines vorgegebenen ersten Schwellenwertes extrahiert, die extrahierten Werte für ein Videobild akkumuliert und ein Warnsignal erzeugt, wenn ein Akkumulationswert geringer ist als ein vorgegebener zweiter Schwellenwert.
Sicherheitssystem nach Anspruch 4, wobei der zweite Schwellenwert entsprechend einem mit einer Videokamera erfassten Bildschirm-Videobild variabel eingestellt wird.