DE69637446T2

DE69637446T2 - Video-überwachungs-und konferenzsystem

Info

Publication number: DE69637446T2
Application number: DE69637446T
Authority: DE
Inventors: Kinya Dumont WASHINO; Barry H. West Bloomfield SCHWAB
Original assignee: MULTI-FORMAT Inc; Multi Format Inc
Current assignee: MULTI-FORMAT Inc; Multi Format Inc
Priority date: 1995-04-07
Filing date: 1996-04-04
Publication date: 2009-05-07
Anticipated expiration: 2016-04-05
Also published as: EP0819358A1; CA2215741C; US5625410A; DE69637446D1; CA2215741A1; WO1996031984A1; EP0819358B1; EP0819358A4; JPH11509996A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Videoüberwachung und insbesondere solche Systeme, die Mittel zur Digitalisierung von Kamerabildern zur Anzeige mit einer ersten Bildgröße, Abtastrate und Bildwiederholrate und zur digitalen Speicherung mit einer zweiten Bildgröße, Abtastrate und Bildwiederholrate verwendet.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bestehende Systeme zur Überwachung von Videosignalen von mehreren Quellen beruhen bisher entweder auf Umschaltmitteln, die jede der Quellen in einem vorbestimmten Muster sequentiell zuschalten, oder implementieren anderenfalls irgendeine Form von "Mehrfeld"-Bildschirmanzeige, bei der ein herkömmlicher Videomonitor zum Beispiel das Ausgangssignal von vier Kameras anzeigt, wobei jedes einen Abschnitt des Bildschirms belegt. Oft wird das Video-Ausgangssignal auch an Signalspeichermittel übergeben, wie etwa ein Videoaufzeichnungsgerät, das in einem Einzelbild-Aufzeichnungsmodus betrieben wird, was eine Zeitrafferaufzeichnung der Kamera-Ausgangssignale ermöglicht. Diese Arten von Systemen sind in allgemeiner Verwendung und sind dem Fachmann bekannt.
Neuerdings hat die Verfügbarkeit digitaler Techniken zur Videosignalverarbeitung und Datenkomprimierung neue Alternativen der Videoüberwachung eröffnet. Zum Beispiel beschreibt Mathisen, US-Patent Nr. 4198656 , ein System, das einen Signalwähler verwendet, der durch Signalspeichermittel gesteuert wird, einschließlich eines Videoaufzeichnungsgeräts, das als Zeitraffer-Bildaufzeichnungsgerät fungiert, und eines Plattenspeichermittels, das als eine Vorrichtung nach Art eines Bildspeichers fungiert, was für Kontinuität der Anzeige sorgt, während der Wähler ablaufgemäß zur nächsten Signalquelle oder zum nächsten aufgezeichneten Signal von einer bestimmten Quelle weiterschaltet. Ferner ist jedes Bild mit einem digitalen Code versehen, der ermöglicht, die Bildquelle beim Abspielen zu identifizieren.
Katz ( US-Patent Nr. 5216502 ) offenbart ein System zur Überwachung und Aufzeichnung von Transaktionen an mehreren Kassengassen. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform werden Ausgangssignale von vier Kameras in einen Vier-Quadranten-Multiplexer eingegeben, der einen Bildspeicher mit Einrichtungen enthält, um jedes Kamerabild auf Viertelgröße zu verringern und es dann in einem der vier Quadranten des Videomonitors anzuzeigen. Das kombinierte Ausgangssignal wird dann auf einem Videokassetten-Aufzeichnungsgerät (VCR) aufgezeichnet, um eine dauerhaftere Aufzeichnung der Transaktion bereitzustellen. Es wird keine Beschreibung des Größenverringerungsverfahrens gegeben, aber diese Art von Anzeige kann durch Verwendung eines Zeitkomprimierungsprinzips für die horizontalen Zeilen und Eliminieren abwechselnder Abtastzeilen aus der vertikalen Dimension des Videobilds implementiert werden. Daten von den individuellen Registrierkassen werden digital codiert und dann entweder auf Videozeilen in der Austastlücke oder aber auf den Audiospuren des VCR aufgezeichnet. Die Überwachungseinrichtungen weisen einen Videoüberlagerungserzeuger auf, so daß Transaktionsinformation gleichzeitig mit Bildern des Ereignisses angezeigt werden kann. Es sind auch Einrichtungen für die selektive Aufzeichnung von repräsentativen Videobildern eingeschlossen, wie sie durch Transaktionsereignisse an individuellen Kassenschaltern ausgelöst werden. Dies verringert ferner die Anzahl der aufgezeichneten Bilder und verlängert die Aufzeichnungsdauer der Videokassette.
Keine dieser beiden Erfindungen offenbart die Verwendung von Bilddaten-Komprimierungsprinzipien oder einer Bildgrößenanpassung durch digitale Mittel. Katz offenbart zwar eine selektive Aufzeichnung von Videobildern, aber nur in analoger Form und unter Verwendung herkömmlicher Videoaufzeichnungsmittel, wie etwa eines VCR.
Blum et al. ( US-Patent Nr. 5237408 ) offenbaren ein System, das mehrere Schnittstellenplatinen verwendet, die Einrichtungen zum Erfassen und Digitalisieren von Bildern aus einer Vielzahl von Kameras enthalten, die ferner eine Langsamabtastungs-Bildfolge für jede Kamera in aktiven Zwischenspeichermitteln, wie etwa RAM, auf jeder der Schnittstellenplatinen speichern. Die Anzeige dieser Bildfolgen wird vorzugsweise durch einen PC mit Plattenspeicherfähigkeiten gesteuert, und individuelle Bilder können unter Steuerung durch den Bediener selektiv auf der Festplatte gespeichert werden. Die Speicherkapazität ist jedoch begrenzt, weil keine Bilddatenkomprimierung vorgesehen ist, und es ist nicht praktisch durchführbar, große Mengen oder Folgen von Bildern zu speichern. Es gibt keine Einrichtungen zur automatischen Aufzeichnung von Bildern oder irgendwelche Einrichtungen zum Speichern dieser Bilder in einer Datenform, die sich von der Bildgröße des Anzeigeformats unterscheidet.
Gormley ( US-Patent Nr. 5258837 ) offenbart Videokomprimierungsmittel als ein Verfahren zum Einpassen von mehreren Kamerabildern in einen einzigen Videobildschirm. Jedoch weist Gormley deutlich darauf hin, daß das System auf einer feststehenden Bildgrößenkomprimierung des digitalisierten ankommenden Videosignals beruht und keinerlei Art von Bandbreitenkomprimierung durchführt. Es sind Einrichtungen zum Speichern von Bildern auf einem Videoaufzeichnungsgerät eingeschlossen, aber wie in anderen Systemen werden diese Bilder gespeichert, indem der Bildschirm als Ganzes genommen wird, statt unabhängig gebildete Darstellungen der individuellen Kamera-Ausgangssignale zu speichern.
Grundsätzlich nehmen diese herkömmlichen Systeme unabhängig von der verwendeten nachfolgenden Signalverarbeitung analoge Videosignale von den Kameraquellen als Eingabe in das Überwachungssystem entgegen. Somit sind diese Signale anfällig für Störungen, wie etwa RF-Störung, Erdschleifenrauschen und Hochfrequenzsignalverlust aufgrund langer Strecken von Koaxialkabeln. Automatische Video-Umschaltereinheiten schalten die Quellsignale mit einer relativ langsamen Rate durch, was immerhin 16 Sekunden Verzögerung zwischen aufeinanderfolgenden Betrachtungen einer bestimmten Quelle erfordert, wenn eine Rate von einer Quelle pro Sekunde verwendet wird, um durch 16 Quellen zu schalten. Wenn ein solches System mit einem Zeitraffer-Videoaufzeichnungsgerät ausgestattet ist, ist das Aufzeichnungsmedium teuer, hat eine niedrige Auflösung und ist in der Aufzeichnungskapazität beschränkt.
Andere Systeme, wie etwa Videokonferenzanordnungen, verwenden mehrere Kamerabilder und Audioquellen, die durch elektronische Umschaltmittel und Bildanzeigemittel koordiniert werden, wobei Querverbindungen zwischen Konferenzräumen vor Ort oder an entfernten Standorten über Telefonleitungen oder andere Kommunikationsverbindungsstrecken bestehen. Fabris et al. ( US-Patent Nr. 4516156 ) offenbaren eine aufwendige Implementierung eines solchen Systems, die Satellitenverbindungsstrecken für Langstreckenkommunikation, einen vollen Umfang von Kamerafernsteuerungen (einschließlich Objektivsteuerungen und Panoramakopfsteuerungen) und berührungsempfindliche Monitoreinrichtungen zur Systemsteuerung der Kameras und der Signalumschaltung verwendet. Dieses System weist jedoch keine Einrichtungen für die Bildspeicherung oder irgendeine Anwendung von Bilddatenkomprimierungsmitteln auf, die mit Anzeigemitteln oder Bildspeicherungsmitteln gekoppelt sind.
WO 92/03010A besteht in einem Konferenzsystem zur interaktiven Audio-/Videokommunikation einschließlich eines Videomischsignalerzeugungsmittels. Das System weist eine Aufzeichnungseinheit zur Erzeugung einer dauerhaften kombinierten Audio- und Videoaufzeichnung einer Konferenz (bei der es sich um eine Gerichtsverhandlung, wie etwa eine Anklageerhebung, handeln kann) auf. Für jeden Konferenzteilnehmer ist ein Monitor vorgesehen, der ein Video-Mischsignal anzeigt, das ein Hauptvideobild in einem großen Bildbereich des Monitorschirms und Sekundärvideobilder in kleinen Bildbereichen des Monitorschirms aufweist. Vorzugsweise haben alle großen und kleinen Bildbereiche im wesentlichen das gleiche Seitenverhältnis, Sekundär-Videovollbilder werden in den kleinen und großen Bildbereichen angezeigt und die in den kleinen Bildbereichen angezeigten Videovollbilder verdecken keinen Abschnitt des im großen Bildbereich angezeigten Videovollbildes. In einer alternativen Ausführungsform werden die kleinen Bildbereiche in einem Bild-im-Bild-(PIP-)Fenster angezeigt, das einen Abschnitt des im großen Bildbereich angezeigten Hauptbildes verdeckt. Da jedoch die Aufzeichnungsvorrichtungen (VCRs) analog sind, zeichnet das System exakt das Bild auf, das in die Zwischenspeichereinheit oder PIP-Vorrichtung geladen wird. Es sind keine Einrichtungen für die Aufzeichnung von beliebiger Größe mit durch den Benutzer ausgewählten Komprimierungsverhältnissen oder mit durch den Benutzer ausgewählten Bildwiederholraten vorhanden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Verschiedene Aspekte der Erfindung sind in den unabhängigen Ansprüchen definiert. Einige bevorzugte Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Die vorliegende Erfindung implementiert ein automatisiertes Videoüberwachungssystem mittels einer PC-gestützten Plattform, die Software für die Anzeigefenstertechnik verwendet, wobei Kameraquellen mit einer Eingangsplatine gekoppelt sind, die Einrichtungen für eine Bilddatenkomprimierung aufweist. Unter Verwendung einer Basisbildgröße von 320 × 240 Bildpunkten und optional einschließlich einer Farbverarbeitung, die eine YUV-4:1:1- oder 4:2:2-Abtasttechnik verwendet, wird ein Bereich von Leistungsstandards hergestellt. Eine wirtschaftliche gleichzeitige Anzeige von 4 Quellen in einer 2×2-Konfiguration auf einem herkömmlichen 10''-Monitor im VGA-Format (640 × 480 Bildpunkte) kann zu einer besser durchdachten 24-Quellen-Anzeige (plus ein Mehrzweckfenster, das auch als eine grafikgestützte Eingabequellenvorrichtung zur Übertragung von Steuerbefehlen an die individuellen Kameras verwendet werden kann) in einer 5×5-Konfiguration auf einem hochauflösenden 20''-Monitor (1600 × 1200 Bildpunkte) aufgerüstet werden. Andere Kombinationen sind möglich, einschließlich Anordnungen von Bildern mit einer Größe von 640 × 480 Bildpunkten oder auch 800 × 600 Bildpunkten, abhängig von der Bildschirmgröße des Anzeigemonitors und der Fähigkeiten der Grafikkarte. Außerdem müssen nicht alle Bildfenster die gleiche Größe haben oder mit der gleichen Rate aktualisiert werden, sondern sie können vielmehr auf der Grundlage bestimmter Anwendungen gemischt und kombiniert werden. Fernsteuerungen für die individuellen Kameras können mittels Fenstertechnik-Software und/oder berührungsempfindlichen Monitorvorrichtungen implementiert werden. Eine automatische Erfassung bestimmter Ereignisse (die Sicherheitsalarme, technische oder Prozeßstörungen oder einen Wechsel der Person, die in einer Videokonferenzumgebung spricht, darstellen) kann verwendet werden, um eine Neukonfigurierung mittels einer Größenanpassung des Bildes oder einer Modifikation der Aktualisierungsrate individueller Fenster auf dem Bildschirm oder durch eine Modifikation des Datenformats von Aufzeichnungsbildern auf einer Speichervorrichtung zu bewirken.
Eine Speicherung von Bildern kann mittels einer Bandsicherungsvorrichtung implementiert werden, wie etwa eines DAT- oder 8-mm-Aufzeichnungsgeräts, die immerhin Überwachungsbilder von 960 Stunden speichern können, oder mittels Plattenspeichervorrichtungen, die vorzugsweise Wechselplattenlaufwerke aufweisen, wie etwa magnetooptische Speicherplatten oder PCMCIA-kompatible Plattenlaufwerksmodule. Bilder werden vorzugsweise als eine Abfolge von datenkomprimierten Darstellungen gespeichert, die verschiedenen Fenstergrößen entsprechen, die mit unterschiedlichen Aktualisierungsraten abgetastet werden; jedoch müssen die Bilddarstellungen nicht mit den Größen und Raten identisch sein, die für Videomonitore verwendet werden, welche die verschiedenen Bilder anzeigen. In einer alternativen Ausführungsform werden Kameras mit Datenkomprimierungsmitteln am Kamerastandort versehen, wobei eine bidirektionale Übertragungsstrecke Steuersignale vom PC bereitstellt und datenkomprimierte Bilder von den Kameras entgegennimmt. Abhängig von den ausgewählten Datenraten kann die Übertragung dieser Daten mittels Koaxialkabeln, verdrillten Zweidrahtleitungen oder Lichtwellenleiterkabeln erfolgen. Diese Signale können alternativ über interne private Nebenstellen-Telefonleitungen oder über größere Entfernungen einschließlich Satellitenübertragungsstrecken übertragen werden, wie es auch bei der Fernüberwachung von Einrichtungen oder bei Videokonferenzen der Fall wäre. Die Verwendung von Digitalbildern ermöglicht die Anwendung verschiedener nützlicher Techniken, wie etwa digitaler Rauschverringerung und Bewegungserfassung, um zum Beispiel Sicherheitsalarme auszulösen.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein effizienteres Verfahren zur Überwachung von Kamera-Ausgangssignalen mittels eines Mehrfenster-Anzeigesystems, das auf einer Computerplattform implementiert ist, bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Aufzeichnungssystem zur Ereignisprotokollierung oder für Sicherheitsanwendungen bereitzustellen, und zwar mittels Speicherung von datenkomprimierten Digitalbildern, die Identifikationsinformation aufweisen und die für Ereignisse eher repräsentativ sind als typische analoge Zeitrafferaufzeichnungen, und ferner dieses System auf einer Computerplattform zu implementieren.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verlängerte Aufzeichnungszeit zur Ereignisprotokollierung oder für Sicherheitsanwendungen bereitzustellen, und zwar entweder mittels bandgestützter, plattengestützter oder sowohl bandgestützter und plattengestützter Datenaufzeichnungsmittel.
Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein System zur Fernüberwachung von Kameras mittels Übertragung von datenkomprimierten Digitalbildern über Kommunikationsübertragungsstrecken bereitzustellen.
Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein bequemes Verfahren zur Implementierung von Videokonferenzeinrichtungen mittels einer PC-gestützten Plattform bereitzustellen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1–6 zeigen verschiedene mögliche Bildschirmanzeigekonfigurationen gemäß der vorliegenden Erfindung;
7 ist ein Funktionsschema eines PC-gestützten Systems, wobei Einsteckplatinen eine digitale Verarbeitung für analoge Eingangssignale implementieren;
8 ist ein Funktionsschema einer Einsteckplatine, die mit Bezug auf 7 eingeführt wurde;
9 ist ein Funktionsschema eines universellen Kameraadapters mit digitalen Ausgangssignalen;
10 ist eine grafische Darstellung eines integrierten Kamerasystems;
11 ist ein Funktionsschema eines PC-gestützten Überwachungssystems für Videokonferenzen an mehreren entfernten Standorten;
12 ist eine Draufsicht einer geometrischen Anordnung des Systems von 11;
13A und 13B sind Zeichnungen einer Mehrkamera-Überwachungseinheit zur Auf-Tisch-Verwendung bei Videokonferenzen;
14 ist eine Seitenansicht einer erweiterten Mehrkamera-Überwachungseinheit, die für Videokonferenzen implementiert ist; und
15 ist eine Auflistung in Tabellenform einer Vielfalt von möglichen Betriebsarten, abhängig von Computermonitor-Anzeigefähigkeiten, entweder in einer Überwachungs- oder einer Videokonferenzversion der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung implementiert ein automatisiertes Videoüberwachungssystem mittels einer PC-gestützten Plattform, die Software für Anzeigefenstertechnik verwendet, wobei Kameraquellen mit einer Eingangsplatine gekoppelt sind, die Einrichtungen für eine Bilddatenkomprimierung aufweist. Die Basis-Videofenstergröße von 320 × 240 Bildpunkten von jeder Kameraquelle kann auf einer Vielfalt von Videomonitoren in einer Anzahl von Formaten angezeigt werden, abhängig von der Komplexität des Systems. Das bevorzugte Aufzeichnungsmedium ist eine 4-mm-Schrägspurabtastungs-Datenkassette, die gemeinhin als digitales Tonband (DAT) bezeichnet wird. Jede Bandkassette ist imstande, 10 GB (Gigabytes) Daten zu speichern. Alle Aufzeichnungszeiten in der nachstehenden Erklärung beruhen auf einem Datenkomprimierungsverhältnis von 100:1, wobei ein Y/U/V-4:2:2-Abtastverfahren für Farbbilder verwendet wird. Andere Medien höherer Kapazität, wie etwa 8-mm-Bänder, die imstande sind, 20 GB Daten zu speichern, können verwendet werden, wenn längere Zeiten erwünscht sind.
15 zeigt eine Vielfalt von möglichen Betriebsarten, abhängig von der jeweiligen Implementierung des PC-gestützten Überwachungssystems. Diese sechs repräsentativen Modi werden ausführlich erklärt, wobei es sich versteht, daß die Erfindung keineswegs auf die spezifischen gezeigten Beispiele beschränkt ist und daß viele unterschiedliche Alternativen möglich sind. Man beachte auch, daß in bestimmten der gezeigten Implementierungen möglicherweise nicht der gesamte Schirm durch die verschiedenen Fenster belegt wird und jegliche nichtverwendeten Bereiche am oberen oder unteren Rand oder an den Seiten genutzt werden können, um Warnnachrichten, Steuerknöpfe oder andere derartige Einrichtungen anzuzeigen.
1 zeigt eine Computermonitoranzeige für ein System, das gemäß dem Modus I konfiguriert ist, wie in 15 aufgeführt. Unter Verwendung eines allgemein verfügbaren 14''-Computermonitors im VGA-Format mit Abmessungen von 640 × 480 Bildpunkten können vier Fenster mit Abmessungen von 320 × 240 Bildpunkten gleichzeitig angezeigt werden. Die Aufzeichnung dieser Daten mit der Rate von einem Bild pro Sekunde (1 fps) in schwarzweiß (s/w) und mit einer Datenkomprimierung von 100:1 auf einem DAT-Band stellt ungefähr Bilder von 960 Stunden pro Band bereit, oder alternativ Farbbilder von mehr als 480 Stunden. Ein zweiter Monitor kann optional verwendet werden, um Mehrzweckfenster einschließlich verschiedener Systembetriebssteuerelemente, wie zum Beispiel Kameraschwenkung, -neigung, -zoom, -fokus und so weiter, anzuzeigen.
2 zeigt eine Computermonitoranzeige für ein System, das gemäß dem Modus II konfiguriert ist, wie in 15 aufgeführt. Unter Verwendung eines 15''- bis 17''-Computermonitors im SVGA-Format mit Abmessungen von 1024 × 768 Bildpunkten können neun Fenster, jeweils mit Abmessungen von 320 × 240 Bildpunkten, gleichzeitig angezeigt werden. Acht Fenster können als Kameraanzeigen verwendet werden und das neunte Fenster kann für die kontinuierliche Anzeige des Mehrzweckfensters verwendet werden, wie oben beschrieben. Die Aufzeichnung aller acht Fenster mit 1 fps ermöglicht in dieser Konfiguration s/w-Bilder von 480 Stunden pro 10-GB-DAT-Band oder alternativ Farbbilder von mehr als 240 Stunden.
3 zeigt eine Computermonitoranzeige für ein System, das gemäß dem Modus 111 konfiguriert ist, wie in 15 aufgeführt. Unter Verwendung eines hochauflösenden 17''- bis 20''-Computermonitors mit Abmessungen von 1240 × 1024 Bildpunkten können acht Fenster mit Abmessungen von 320 × 240 Bildpunkten angezeigt werden, zusätzlich zu zwei Fenstern mit Abmessungen von 640 × 480 Bildpunkten. Eines dieser größeren Fenster kann als ein Mehrzweckfenster implementiert werden und das andere größere Fenster kann für die der Reihe nach erfolgende Anzeige der acht Kameraeingänge mit voller Kameraauflösung mit Abmessungen von 640 × 480 Bildpunkten verwendet werden. Die Aufzeichnung aller acht Fenster und auch des Eingangsabtastfensters mit 1 fps ermöglicht in dieser Konfiguration s/w-Bilder von 360 Stunden pro 10-GB-DAT-Band oder alternativ Bilder in Farbe von mehr als 180 Stunden.
4 zeigt eine Computermonitoranzeige für ein System, das gemäß dem Modus IV konfiguriert ist, wie in 15 aufgeführt. Unter Verwendung eines hochauflösenden 20''-Computermonitors mit Abmessungen von 1600 × 1200 Bildpunkten können 25 Fenster mit Abmessungen von 320 × 240 Bildpunkten gleichzeitig angezeigt werden. Vierundzwanzig Fenster können als Kameraanzeigen verwendet werden, und eines wird das Mehrzweckfenster implementiert. Die Aufzeichnung aller vierundzwanzig Fenster und auch des Mehrzweckfensters mit 1 fps ermöglicht in dieser Konfiguration s/w-Bilder von 180 Stunden pro 10-GB-DAT-Band. Wenn Farbaufzeichnung erwünscht ist, ermöglicht eine 8-mm-Datenkassette mit 20 GB Farbbilder von 180 Stunden.
5 zeigt eine Computermonitoranzeige für ein System, das gemäß dem Modus V konfiguriert ist, wie in 15 aufgeführt. Unter Verwendung eines hochauflösenden 20''-Computermonitors mit Abmessungen von 1600 × 1200 Bildpunkten können zwölf größere Fenster mit Abmessungen von 400 × 300 Bildpunkten sowie ein großes hochauflösendes Fenster mit Abmessungen von 800 × 600 Bildpunkten zur Anzeige der der Reihe nach abgetasteten Ausgabe der Kamerabilder angezeigt werden. Die Aufzeichnung in diesem Format stellt in dieser Konfiguration s/w-Bilder von 180 Stunden pro 10-GB-DAT-Band bereit. Wenn Farbaufzeichnung erwünscht ist, ermöglicht eine 8-mm-Datenkassette mit 20 GB Farbbilder von 180 Stunden.
6 zeigt eine Computermonitoranzeige für ein System, das gemäß dem Modus VI konfiguriert ist, wie in 15 aufgeführt. Unter Verwendung eines 14''- bis 17''-Computermonitors im SVGA-Format mit Abmessungen von 1240 × 1024 Bildpunkten und bei Implementierung einer kleineren Fenstergröße mit Abmessungen von 240 × 180 Bildpunkten sind acht Fenster für die Kamerabildanzeigen verfügbar, und zwei große Fenster mit 480 × 360 sind für der Reihe nach abgetastete Kamerabilder verfügbar. Die Aufzeichnung in diesem Bildschirmformat mit 1 fps ermöglicht in dieser Konfiguration s/w-Bilder von 480 Stunden auf einer 8-mm-Datenkassette mit 20 GB und ermöglicht Bilder in Farbe von 240 Stunden.
In jeder der eben beschriebenen Anzeigekonfigurationen ist es auch möglich, eine Videoüberlagerungstechnik zu verwenden, um die Mehrzweck-Steuerelemente überlagert auf dem Kamera-Videobild anzuzeigen. Unabhängig davon, welches Anzeige- oder Aufzeichnungsformat verwendet wird, weist das PC-gestützte Überwachungssystem verschiedene Einrichtungen und Merkmale auf, die nunmehr ausführlicher beschrieben werden.
Im Betrieb muß der Benutzer nur die verschiedenen Anzeigefenster auf dem Monitorschirm beobachten, statt sich auf mehrere Monitore gleichzeitig zu konzentrieren, wodurch das Risiko, ein wichtiges Ereignis zu verpassen, verringert wird. Da bei der Aufzeichnung kein Videoumschalter verwendet wird und Bilder von allen Quellen gleichzeitig mit der ausgewählten Bildwiederholrate für jede Quelle kontinuierlich aufgezeichnet werden, wird mehr Information als in herkömmlichen analogen Systemen aufgezeichnet, in denen aufgrund der der Reihe nach erfolgenden Umschaltung der Eingangsbilder Ereignisse verpaßt werden können. Das digitale Format verbessert außerdem die Bildqualität, da der Rauschabstand höher als bei analogen Systemen ist. Obendrein gibt es keinen Qualitätsverlust während der Aufzeichnung oder Wiedergabe, und weil die Aufzeichnungstechnik digital ist, können optional andere Arten von Information zusammen mit den Kameradaten aufgezeichnet werden, wie etwa Ton, Zeit, Datum, Standort usw.
Ein zusätzliches Merkmal ist die Fähigkeit, eine Wahl von zwei Aufzeichnungsmedien zu implementieren. Diese Einrichtung stellt die Fähigkeit bereit, gleichzeitig sowohl auf einem Band (für Langzeitspeicherung mit hoher Kapazität) als auch auf einem Wechselmedium (für Kurzzeitspeicherung von Bildern von bis zu 24 Stunden), wie etwa einer Wechselfestplatte (z. B. PCMCIA) oder einer magnetooptischen Speicherplatte, aufzuzeichnen. Diese Speicherplatten ermöglichen eine Hochgeschwindigkeitssuche nach aufgezeichneter Information, ohne das Band zu unterbrechen, sowie die Bereitstellung einer Sicherungskopie für die Aufzeichnung auf dem Band. Außerdem ist das System imstande, die aufgezeichneten Bilder auf der Plattenspeichereinheit gleichzeitig zu durchsuchen, während es mit der Speicherung von Bildern auf der Bandspeichereinheit fortfährt.
Man beachte, daß keine Notwendigkeit besteht, daß die Bildgrößen oder Bildwiederholraten, die für die Videoanzeige verwendet werden, mit denen übereinstimmen, die für die Speichermedien genutzt werden. In der Praxis kann es sein, daß diese beiden Spezifikationen nicht übereinstimmen und durch andere Faktoren bestimmt werden, wie etwa eine durch den Bediener erfolgende Änderung der angezeigten Bildgrößen oder Veränderungen, die sich aus der Erkennung von Alarmbedingungen ergeben.
7 zeigt ein Funktionsschema einer im PC installierten Analog-Eingabe-Digitalverarbeitungskarte, welche die Verwendung von bestehenden analogen Kameras und Kabeln mit dem PC-gestützten Überwachungssystem ermöglicht. Diese Karte, die von solchen Herstellern wie Nova, Modellnummer V-SW, bezogen werden kann, weist folgendes auf vier Videoeingänge 2a–2d mit symmetrischen oder Differenzeingangsschaltungen für gute Rauschfestigkeit (oder optisch gekoppelte Eingänge für Lichtwellenleiter-Verkabelung), vier Videoverstärker 4a–4d, einen 4×1-Videoumschalter 6, durch den irgendeiner der vier Videoeingänge als Signalquelle ausgewählt werden kann, und einen Analog-/Digital-(A/D-)Umsetzer 8. Die Aufzeichnung der Kameraeingänge erfolgt digital, jedoch gibt es keine Einrichtungen für eine Fernsteuerung von Kamerafunktionen, wie etwa Schwenkung, Neigung, Zoom und so weiter. Wenn zusätzliche Eingänge erwünscht sind, können mehrere Karten im PC installiert werden. Das Ausgangssignal des A/D-Umsetzers 8 wird an die Grafikprozessor- und Bilddatenkomprimierungsengine 10 übergeben. Diese Einheit führt die verschiedenen Funktionen durch, die erforderlich sind, um die Bildgrößen und Bildwiederholraten so zu konfigurieren, wie durch den Bediener der Ausrüstung festgelegt. Weil die Gesamt-Datenaufzeichnungsbandbreite des Systems ein Faktor bei der Auswahl der individuellen Bilddatenraten ist, ist Computersoftware vorgesehen, um eine menügesteuerte Verwaltung der Datenbandbreitenzuweisung für die verschiedenen Bildquellen zu implementieren. Auf der Grundlage dieser Konfiguration werden Signale an den Videoumschalter 4 übergeben, um die Auswahl der jeweiligen Bildquellen wie erforderlich zu ermöglichen. Die datenkomprimierten Bilder werden in digitaler Form an den Mikroprozessor-Datenbus 12 übergeben. Die Mikroprozessoreinheit (nicht gezeigt) wiederum übergibt Steuersignale an den Grafikprozessor 10 mittels dieses Datenbusses, und zwar gemäß der ausgewählten Bilddatenzuweisungskonfiguration.
8 zeigt ein Funktionsschema einer im PC installierten Digital-Eingabe/Ausgabe-Digitalverarbeitungskarte, die eine bidirektionale digitale Kommunikation zu und von der Kamera-/Adaptereinheit über eine einzige Übertragungsleitung implementiert, wodurch die Kosten für Kabel und Installation stark verringert werden und die Verwendung einer bestehenden Verdrahtung ermöglicht wird. Verschiedene Implementierungen dieser gedruckten Leiterplatte sind erforderlich, abhängig vom Typ der ausgewählten Netzwerk-Querverbindungsmedien. Außerdem hängt das Leistungsvermögen des Systems vom Typ der Netzwerk-Querverbindungsmedien ab. Zum Beispiel hat ein Lichtwellenleiter-Netzwerk eine höhere Übertragungsrate und bessere Signalqualität als ein Telefonnetzwerk. Kopplungstechnologien für diese Kommunikationsverfahren sind in allgemeinem Gebrauch und dem Fachmann bekannt. Diese gedruckte Leiterplatte versorgt ebenfalls vier Kameras über Eingänge 52–52d, und bei Bedarf können zusätzliche Karten implementiert werden. Der bidirektionale digitale Video- und Kamerasteuerungsdatenumschalter 54 dient dazu, die individuellen Bildquellen auszuwählen, wie mit Bezug auf 7 erklärt wurde. Diese Quellensignale werden dann an die Grafikprozessor- und Bilddatenkomprimierungsengine 56 übergeben, die ähnliche Funktionen durchführt wie jene, die durch den Grafikprozessor 10 bereitgestellt werden, der mit Bezug auf 7 erörtert wurde. Die verarbeiteten datenkomprimierten Bilder werden dann an den Mikroprozessor-Datenbus 60 übergeben. Jedoch wird in dieser Implementierung der bidirektionale Charakter des Datenumschalters 54 ausgenutzt, um eine umfassende Funktionssteuerung der Kameraeinrichtungen durch die bidirektionale Steuerungseinrichtung 58 bereitzustellen. Diese Funktionssteuerungen schließen die Kameras selbst (Objektiv- und Belichtungssteuerung) und die physischen Anbringungseinrichtungen der Kamera (Schwenkung und Neigung) ein. Die verschiedenen Steuersignale für diese Funktionen sind diejenigen, die herkömmlicherweise für diese Arten von Ausrüstung bereitgestellt werden, und diese Konzepte sind dem Fachmann bekannt. In einer alternativen Ausführungsform sind die individuellen Kameras jeweils mit getrennten Bilddatenkomprimierungseinrichtungen ausgestattet, die solche Techniken wie Motion-JPEG- oder MPEG-Komprimierung nutzen. In diesem Fall werden Steuersignale für diese zusätzlichen Funktionen vom Mikroprozessorbus 60 über die bidirektionale Steuerungseinrichtung 58 und den Datenumschalter 54 übergeben.
9 ist ein Funktionsschema eines universellen Kameraadapters mit Digitalausgang. Dies ist eine völlig digitale Version des Kameraadapters, wie er in der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung Seriennummer 08/050861 mit dem Titel "Personal-Computer Based Video Production System" beschrieben ist. Der A/D-Umsetzer, digitale Bilddatenkomprimierer und Kameraadapter mit bidirektionaler Schnittstelle 100 nimmt analoge Audio- und Videosignale von der Kamera 102 entgegen und setzt sie in digitale Signale um, in Erwartung der Übertragung dieser Signale über das Verbindungsnetzwerk 104. Der Kameraadapter empfängt außerdem Kamerasteuerbefehle vom PC mittels des Verbindungsnetzwerks und übersetzt sie in die passenden Schwenkungs-, Neigungs-, Zoom-, Fokus- und Blendensteuersignale für die jeweilige Kameraausrüstung, die das Kameraobjektiv 106 und die Schwenkungs-/Neigungsanbringungseinrichtungen 108 aufweist. Außerdem hat der Kameraadapter Eingänge für mehrere Sensordetektoren nach Art eines "Alarmsystems" 110, wie zum Beispiel Bewegungsdetektoren, Photozellendetektoren oder einfache Schalter. Diese Alarmsignale werden digitalisiert, codiert und dann mittels des Verbindungsnetzwerks an den Haupt-PC übertragen. Strom für diese Ausrüstung wird von einer vor Ort befindlichen Quelle 112 zugeführt. Dieser Kameraadapter ist dafür implementiert, ein System mit allen Funktionen bereitzustellen, das an alle bestehenden Typen von Kameras und Steuerungsausrüstung angepaßt werden kann. Jedoch kann der Installationsvorgang wegen der großen Anzahl von Querverbindungen, die an Adapter, Kamera, Schwenkungs-/Neigungseinheit und Sensoren beteiligt sind, etwas kompliziert sein.
Indem ein individueller Kameraeingang mit Fähigkeiten zur digitalen Bildspeicherung ausgestattet wird, ist es möglich, eine Alarmbedingung auf der Grundlage von Abweichungen von der Bildszene im Normalzustand zu erkennen. Wenn eine Kamera zum Beispiel einen Türausgang oder einen Bereich eines Warenhausregalgangs beobachtet, der während der Abendstunden nicht genutzt wird, würde jede Veränderung im Bild eine Alarmbedingung darstellen. Um eine Kamerabewegung zu ermöglichen, würde dieser Erfassungsprozeß während Schwenkungs-, Abtastungs-, Neigungs-, Zoom- und anderen Kamerapositionierungssteuervorgängen deaktiviert werden, und die Erfassung würde reaktiviert werden, nachdem die Kamerapositionierung beendet ist, oder durch manuelle Betätigung durch den Bediener.
10 ist ein Funktionsschema eines integrierten Kamerasystems gemäß der vorliegenden Erfindung, das Mittel zur Überwindung von Problemen aufweist, die damit verbunden sind, eine physisch getrennte Kamera, Schwenkungs-/Neigungseinheit und Adaptereinheit zu haben. Das integrierte System weist eine Kamera 150 mit einer Schwenkungs-/Neigungssteuerung, einem A/D-Umsetzer, digitalen Datenkomprimierungsschaltungen und den benötigten Kopplungsschaltungen auf. Solche Einrichtungen sind vorzugsweise in die Kameragrundstruktur 152 einbezogen, was die Installation vereinfacht, da keine getrennten Verbindungskabel erforderlich sind. Das integrierte Kamerasystem kann optional Einrichtungen zur Zuführung von elektrischer Betriebsleistung aus einem Netzwerk-Koaxialkabel aufweisen und kann dadurch mit lediglich einem einzigen Verbindungskabel implementiert werden. Ein integriertes Kamerasystem dieses Typs kann in einem physischen Gehäuse implementiert werden, das so klein wie de Kamera selbst ist, da die Elektronik durch Entwicklung von kundenspezifischen integrierten Schaltkreisen, einschließlich LSI, ASIC, DSP, und Mischsignalverarbeitung größtenteils hochgradig miniaturisiert werden kann.
Man wird anerkennen, daß in jeder dieser Implementierungen Alarm- oder Sensorsignale genutzt werden können, um die Betriebsart des Systems automatisch neu zu konfigurieren, wie zum Beispiel Erhöhung der Bildwiederholrate oder Bildgröße für eine Bildquelle, die dem Sensor zugeordnet ist, der die Alarmsignalbedingung ausgelöst hat. Wie oben erklärt wurde, können die angezeigten Fenster- und Bildgrößen zu einer Betriebsart neu konfiguriert werden, die sich von der Neukonfiguration des digitalen Speicherungsmodus unterscheidet. Bei Bedarf kann der Bediener sich dafür entscheiden, zuzulassen, daß das System als Antwort auf Alarmsignalbedingungen das für ein bestimmtes Fenster genutzte Komprimierungsverhältnis automatisch anpaßt. Alternativ kann das Komprimierungsverhältnis als Antwort auf die durch den Bediener erfolgende Auswahl eines bestimmten Fensters für eine nähere Überwachung angepaßt werden, indem zu einem Bildfenster mit größeren Abmessungen in Bildpunkten umgeschaltet wird. Für einige Anwendungen wird die Verwendung eines auflösungsunabhängigen Datenkomprimierungsprinzips, wie etwa des Verfahrens der "Fraktal-Komprimierung" von Iterated Systems, Inc., bevorzugt, da Bilder, die durch dieses Verfahren komprimiert werden, in der Größe verändert werden können, damit sie bei Bedarf in größere oder kleinere Fenster passen, und zwar ohne Verlust an erkennbarer Auflösung. Außerdem befähigt eine automatische Umschaltung der einem bestimmten Fenster zugeordneten Audiosignale als Antwort auf eine Alarmsignalbedingung den Bediener, solche Ereignisse umfassend zu erkunden, und das Audiosignal kann dazu dienen, die Aufmerksamkeit des Bedienen auf das Ereignis zu ziehen. Eine solche Umschaltung kann ebenso auch mit den Auswahlentscheidungen des Bedieners für Überwachungszwecke gekoppelt werden und kann in diesen beiden Fällen in das vorher beschriebene System zur Aufzeichnung der Bilder auf den Massenspeichermedien integriert werden, und zwar mit oder ohne jegliche zugeordneten Audiosignale.
11 stellt ein PC-gestütztes Überwachungssystem dar, das für Videokonferenzen an mehreren entfernten Standorten implementiert ist. In dieser Anwendung der Erfindung ist ein Hauptsteuerungszentrum, das allgemein als 200 gezeigt ist, mittels eines Netzwerks mit entfernten Standorten verbunden, die allgemein als 204 bis 210 gezeigt und als "1" bis "N" bezeichnet sind. Das Netzwerk 202 kann mittels Telefonleitungen (niedrige Geschwindigkeit), ISDN-Leitungen (mittlere Geschwindigkeit) oder alternativ mittels Koaxialkabeln oder Lichtwellenleiterkabeln (hohe Geschwindigkeit) implementiert sein. Die Implementierungen mit höherer Geschwindigkeit ermöglichen Übertragungen mit höheren Bildwiederholraten und höheren Bildauflösungen. Als Alternative können drahtlose Netzwerke oder Richtfunkstrecken verwendet werden. Die Netzwerkkommunikation zwischen dem Haupt- und den entfernten Standorten ist bidirektional; der Hauptcomputer empfängt Audio-, Video- und Sensordaten von jedem der entfernten Standorte und sendet Steuerbefehle für Kameraschwenkung, -neigung, -fokus, -zoom und so weiter. Audio- und Videokommunikation für die Systembediener wird ebenfalls bereitgestellt, und zwar mittels einer zusätzlichen Kamera und Sprechgarnitur an jedem Standort.
Die Anwendung dieser PC-gestützten Überwachungstechniken kann auch in Fällen implementiert werden, in denen der zentrale Überwachungsbereich sich in einer gewissen Entfernung vom entfernten Standort befinden kann. In diesem Fall folgen die physische Hardware und die Vernetzungseinrichtungen dem in 11 gezeigten Beispiel, wobei es sich versteht, daß "Standort 1" bis "Standort N" sich nunmehr auf getrennte Überwachung für Sicherheitsanwendungen oder andere Überwachungszwecke beziehen.
Der Zweck des Hauptsteuerungszentrums besteht darin, mehrere Kameras an mehreren Standorten zu verwalten. Durch Übertragung und Steuerung der entfernten Standorte von einem zentralen Standort 220 kann das System ohne einen Bediener an jedem Standort funktionieren. Als Wahlmöglichkeit können zusätzliche Computer am Hauptstandort, die zu Beispielzwecken als 222 und 224 gezeigt sind, implementiert werden, um die Überwachung und Steuerung der entfernten Standorte zu vereinfachen. Das Hauptsteuerungszentrum speichert die Daten von entfernten Standorten in den Hauptsteuerungsspeichereinrichtungen, die zu Beispielzwecken als 238, 240 und 242 gezeigt sind, und zwar unter Verwendung von Digitalband- und Wechselmedien, die zum Beispiel PCMCIA-gestützte Wechselmedien oder magnetooptische (MO-)Medien aufweisen. Die Bilder können mit verschiedenen Bildwiederholraten und Auflösungen gespeichert werden, abhängig von den Anforderungen für die vorgesehene Verwendung der gespeicherten Bilder. Gegensprecheinrichtungen, wie als 230, 232 und 234 gezeigt, erleichtern die Koordinierung von Aktivitäten zwischen dem Hauptsteuerungszentrum und den verschiedenen entfernten Standorten, und Videokameraeinheiten sind bei jedem der Computer vorgesehen, die zu Beispielzwecken als 244, 246 und 248 gezeigt sind.
Jeder entfernte Standort weist einen PC/Monitor 250 mit mehreren Videokameras auf, die zu Beispielzwecken als 252 und 254 gezeigt sind, einschließlich Einrichtungen 256 zur Bild- und Datenspeicherung unter Verwendung von digitalen Band- und anderen Wechselmedien. Dieser entfernte Standort kann entweder unter Steuerung vom Hauptstandort (wie oben beschrieben) oder von einem vor Ort befindlichen Bediener oder durch spezifische Software, die für eine automatische Steuerung ausgelegt ist, betrieben werden. Im Fall softwaregesteuerter Operationen sind Einrichtungen für eine anzunehmende Steuerung durch das Hauptsteuerungszentrum im Bedarfsfall vorgesehen. Wie im Fall der Hauptsteuerungscomputer ist jeder der entfernten Computer mit Gegensprecheinrichtungen als 258 und Videokameras als 260 ausgestattet.
In der herkömmlichen Videokonferenzsituation werden nur eine Kamera und ein Monitor verwendet. Unglücklicherweise führt dies zu einer unnatürlichen Szene, die den Benutzern nur mit einer einzigen Betrachtungsperspektive versieht. Die Verwendung eines Weitwinkel-Kameraobjektivs, das benötigt wird, um viele um einen Tisch plazierte Menschen einzubeziehen, erzeugt eine verzerrte Ansicht, vor allem für jene, die am weitesten von der Kamera entfernt plaziert sind. 12 zeigt eine Draufsicht der typischen Videokonferenzanordnung mit einem Konferenztisch 300, Kamera und Monitor 302 und Konferenzteilnehmern, die als Kreise 304 gezeigt sind.
Unter Verwendung des PC-gestützten Überwachungssystems ist es möglich, eine Videokonferenz zu schaffen, die ein viel natürlicheres Erscheinungsbild bietet. Wie in 13A gezeigt, ist eine Mehrkamera-/Mehranzeige-Einheit 310 vorzugsweise direkt auf dem Konferenztisch 312 angeordnet. Das verringert die eben beschriebenen Kameraperspektiven-Verzerrungseffekte, weil die Konferenzteilnehmer 314 in einer komfortableren und bequemeren Position plaziert werden können. Das resultierende Videobild ist ebenfalls viel natürlicher. Jeder gesteuerte Computer-Anzeigeabschnitt am entfernten Standort 322 (wie hierin nachstehend beschrieben) zeigt gleichzeitig alle Teilnehmer, die an der entfernten Konferenz teilnehmen, wobei unter Steuerung durch den Bediener des PC-gestützten Überwachungssystems für jeden Teilnehmer ein individuelles Videofenster zugewiesen wird. In der Praxis wählt der Bediener der Ausrüstung am entfernten Standort eine der Anzeigebetriebsarten aus, wie in 15 beschrieben, abhängig von der Anzahl der Motive (Kameraansichten) und den Fähigkeiten der Computerausrüstung am entfernten Standort. Optional stellt eine mit einem Weitwinkelobjektiv versehene zusätzliche Kamera 316 eine Gesamtansicht des Konferenzraums, entsprechend herkömmlicheren Systemen.
Um die Ausrichtung der individuellen Kameras für die Teilnehmer zu erleichtern, kann optional eine Anordnung wie diejenige einbezogen werden, die an Flugsteigen implementiert ist, um das Abstellen von Flugzeugen zu unterstützen (normalerweise werden ein "I" und ein "O", die aus Leuchtstoffröhren gebildet sind, für das Abstellen an Flugsteigen genutzt). In diesem Fall sind die beiden Indikatoren so angebracht, daß sie einander nur überlappen, wenn sie direkt entlang der optischen Achse des Kamera-Objektiv-Systems gesehen werden. Somit muß die Kameraposition nur so nachgeregelt werden, daß bewirkt wird, daß die Indikatoren einander überlappen, wodurch sichergestellt wird, daß die Kamera korrekt auf das Motiv gerichtet ist. Eine Anzahl von Mikrofonen 318 ist rings um den Konferenztisch an Standorten angeordnet, die für eine richtige Audioabdeckung der Sprache der Teilnehmer geeignet sind.
13B zeigt eine Seitenansicht, welche die geometrische Anordnung jeder der vier Seiten der Mehrkamera-/Mehranzeige-Einheit darstellt. Die obere Einheit 320 beherbergt die individuellen Kameras (2 bis 8 Einheiten) und zugeordnete Elektronik, optional einschließlich Richteinrichtungen, wie hierin oben beschrieben. Ein LCD-Anzeigeschirm 322 zeigt die verschiedenen Kamerabilder der Konferenzteilnehmer. Lautsprecher, die an Positionen 324 angeordnet sind, stellen Ton von den entfernten Standorten bereit.
Wie in 14 gezeigt, hat die in 13B gezeigte Mehrkamera-/Mehranzeige-Einheit einen modularen Aufbau einschließlich abnehmbarer Seitentafeln, um eine Erweiterung entlang jeder horizontalen Achse zu ermöglichen, um sich dadurch an einen Konferenztisch jeglicher Größe oder Form anzupassen, wobei jeder Abschnitt der Einheit bis zu vier Konferenzteilnehmer versorgt. In der bevorzugten Ausführungsform ist die gesamte Einheit vorzugsweise so aufgebaut, daß sie eine niedrige Bauhöhe aufweist, indem geneigte LCD-Anzeigetafeln 330 genutzt werden, um eine minimale Behinderung für die vor Ort befindlichen Konferenzteilnehmer zu schaffen. Wenn kein Aufbau mit niedriger Bauhöhe erforderlich ist, könnten die Anzeigetafeln optional größer und senkrecht angebracht sein. Bis farbige LCD-Tafeln kostengünstiger werden, würde die Anzeigeeinheit mit jedweden der gegenwärtig verfügbaren kleinen LCD-Projektorsysteme aufgebaut. Jeder Konferenzstandort kann einen eigens vorgesehenen PC-Bediener aufweisen, aber die Implementierung der Netzwerkverbindung ermöglicht die Steuerung des Systems von einem entfernten Standort.
Man beachte, daß die Implementierung des PC-gestützten Überwachungssystems nicht auf diese Beispiele von Sicherheitssystemen oder Videokonferenzen begrenzt ist. Viele alternative Implementierungen, wie etwa Arbeitsplatz-, Fabrik-, Fertigungslinien- und Prozeßüberwachung, würden von diesem System profitieren, und diese alternativen Implementierungen sollten als innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung angesehen werden.

Claims

Videospeicherungs- und -wiedergabesystem, umfassend: eine Vielzahl von Videokameras, die jeweils ein Signal ausgeben, das ein Videobild darstellt; Mittel zum Empfangen der Signale für jede Kamera und zum digitalen Komprimieren der Bilder; ein Speichermedium hoher Kapazität und einen Computer, der dafür konfiguriert ist, die digital komprimierten Bilder zu empfangen, wobei der Computer schnittstellenmäßig mit einem Wiedergabebildschirm, mit Mitteln zum Empfangen extern abgeleiteter Befehle und dem Speicher hoher Kapazität gekoppelt ist, wobei der Computer dafür programmiert ist, die digital komprimierten Bilder von den Kameras in verschiedenen Fenstern auf dem Wiedergabebildschirm wiederzugeben, wobei jedes Fenster einer Aktualisierungsrate und Abmessungen in Pixeln zugeordnet ist, die Abmessungen und die Rate, mit der ein bestimmtes Bild in seinem Fenster aktualisiert wird, entsprechend extern abgeleiteten Befehlen zu variieren, die digital komprimierten Bilder im Speichermedium hoher Kapazität zu speichern und die Abmessungen und die Rate, mit der ein bestimmtes Bild gespeichert wird, entsprechend extern abgeleiteten Befehlen zu variieren.
Videospeicherungs- und -wiedergabesystem nach Anspruch 1, wobei das Speichermedium hoher Kapazität zwei Formen von Speichermedien hoher Kapazität hat, wobei eines willkürlich durchsuchbar ist, während das andere die digital komprimierten Bilder weiterhin speichert.
Videospeicherungs- und -wiedergabesystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Mittel zum Empfangen extern abgeleiteter Befehle eine Bedienereingabe aufweisen.
Videospeicherungs- und -wiedergabesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mittel zum Empfangen extern abgeleiteter Befehle Mittel zum Erfassen einer Abweichung von der Bildszene im Normalzustand aufweisen, die mindestens einer der Videokameras zugeordnet ist, wobei das Vorkommen der Abweichung als die Basis zur Erzeugung eines extern abgeleiteten Befehls verwendet wird.
Videospeicherungs- und -wiedergabesystem nach Anspruch 4, ferner mit einem Speicher zum Speichern der erfaßten Abweichungsinformation in Verbindung mit den Bilddaten.
Videospeicherungs- und -wiedergabesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit Mitteln, die dem Computer zugeordnet sind, zum Steuern des Betriebs einer oder mehrerer der Kameras.
Videospeicherungs- und -wiedergabesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mittel zum digitalen Komprimieren des Bildes von einer bestimmten Kamera sich am Ort der Kamera befindet.
Videospeicherungs- und -wiedergabesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mittel zum digitalen Komprimieren des Bildes von einer bestimmten Kamera sich am Ort des Computers befinden.
Videospeicherungs- und -wiedergabesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einem gesonderten Computer, der jeder Kamera zugeordnet ist, wobei die Computer über einen gemeinsamen Kommunikationsbus miteinander vernetzt sind, wodurch ermöglicht wird, daß ein Bediener, der sich an einem bestimmten Computer befindet, die Bilder wiedergeben kann, die durch andere Kameras in gesonderten Bildern gesammelt worden sind, auf diesem Wiedergabebildschirm des Bedienen wiedergibt.
Videospeicherungs- und -wiedergabesystem nach Anspruch 9, wobei die getrennten Computer dafür konfiguriert sind, eine Untermenge von Kamerabildern wiederzugeben, die eine bestimmte gemeinsame Charakteristik aufweisen.
Videospeicherungs- und -wiedergabesystem nach Anspruch 2, wobei eines oder beide Speichermedien hoher Kapazität ein Magnetband umfassen.
Videospeicherungs- und -wiedergabesystem nach Anspruch 2, wobei eines oder beide Speichermedien hoher Kapazität eine Magnetplatte umfassen.
Videospeicherungs- und -wiedergabesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eines oder mehrere Videobilder oder Kamerasteuersignale über eine Netzwerkverbindung empfangen werden.
Videospeicherungs- und -wiedergabesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Speichermedien hoher Kapazität eine entnehmbare oder permanente magnetische, magnetooptische, optische oder Halbleitervorrichtung aufweisen.
Videospeicherungs- und -wiedergabesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Speichermedium hoher Kapazität eine aufzeichnungsfähige optische Platte umfaßt.
Videospeicherungs- und -wiedergabesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Speichermedium hoher Kapazität eine aufzeichnungsfähige magnetooptische Platte umfaßt.
Computergesteuertes Verfahren zur Videospeicherung und Videowiedergabe von einer Vielzahl von Videokameras, wobei jede ein Signal ausgibt, das ein Videobild darstellt, wobei das Verfahren umfaßt: digitales Komprimieren von Bildern von den Kameras; auf der Wiedergabeeinrichtung erfolgendes Wiedergeben der digital komprimierten Bilder von den Kameras in verschiedenen Fenstern auf dem Wiedergabebildschirm, wobei jedes Fenster einer Aktualisierungsrate und Abmessungen in Pixeln zugeordnet ist; Variieren der Abmessungen und der Rate, mit der ein bestimmtes Bild in seinem Fenster aktualisiert wird, entsprechend extern abgeleiteten Befehlen; Speichern der digital komprimierten Bilder in einem Speichermedium hoher Kapazität; und Variieren der Abmessungen und der Rate, mit der ein bestimmtes Bild gespeichert wird, entsprechend extern abgeleiteten Befehlen.
Verfahren nach Anspruch 17, umfassend: Verwenden eines Speichermediums hoher Kapazität, das zwei Formen von Speichermedien hoher Kapazität hat, wobei eines willkürlich durchsuchbar ist, während das andere die digital komprimierten Bilder weiterhin speichert.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, umfassend: Empfangen der extern abgeleiteten Befehle von einer Bedienereingabe.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, umfassend: Erfassen einer Abweichung von der Bildszene im Normalzustand, die mindestens einer der Videokameras zugeordnet ist, wobei das Vorkommen der Abweichung als die Basis zur Erzeugung eines extern abgeleiteten Befehls verwendet wird.