EP0017821B1 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Auswertung von aus Zeilen und Halbbildern bestehenden, stationären Fernsehbildern zwecks Detektierung einer Helligkeitsänderung bei Bewegung eines Objektes - Google Patents

Verfahren und Schaltungsanordnung zur Auswertung von aus Zeilen und Halbbildern bestehenden, stationären Fernsehbildern zwecks Detektierung einer Helligkeitsänderung bei Bewegung eines Objektes Download PDF

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EP0017821B1
EP0017821B1 EP80101616A EP80101616A EP0017821B1 EP 0017821 B1 EP0017821 B1 EP 0017821B1 EP 80101616 A EP80101616 A EP 80101616A EP 80101616 A EP80101616 A EP 80101616A EP 0017821 B1 EP0017821 B1 EP 0017821B1
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EP
European Patent Office
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signal
picture
video
output
comparator
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EP80101616A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0017821A1 (de
Inventor
Sandor Dipl.-Ing. Waldmann
Lászlo Dipl.-Electroing. Veisz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hiradastechnika Szovetkezet
Original Assignee
Hiradastechnika Szovetkezet
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to AT80101616T priority Critical patent/ATE5834T1/de
Publication of EP0017821A1 publication Critical patent/EP0017821A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0017821B1 publication Critical patent/EP0017821B1/de
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/18—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength
    • G08B13/189—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems
    • G08B13/194—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems using image scanning and comparing systems
    • G08B13/196—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems using image scanning and comparing systems using television cameras
    • G08B13/19602—Image analysis to detect motion of the intruder, e.g. by frame subtraction
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
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    • G08B13/196—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems using image scanning and comparing systems using television cameras
    • G08B13/19634—Electrical details of the system, e.g. component blocks for carrying out specific functions
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/18—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength
    • G08B13/189—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems
    • G08B13/194—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems using image scanning and comparing systems
    • G08B13/196—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems using image scanning and comparing systems using television cameras
    • G08B13/19665—Details related to the storage of video surveillance data
    • G08B13/19676—Temporary storage, e.g. cyclic memory, buffer storage on pre-alarm

Definitions

  • the invention relates to a method for evaluating, consisting of lines and fields, stationary television pictures for the purpose of detecting a change in brightness when moving an object, in which the video signal is digitized and temporarily stored in an A / D converter and a mask signal which is synchronous with the video signal is generated to generate certain picture windows, the television picture recorded by the television camera is scanned in horizontal and vertical stripes, the digital video signals being logically linked to the mask signal and stored in a memory and the memory content being compared in a comparator for evaluation with the instantaneous value.
  • the invention relates to a circuit arrangement for carrying out this method, in which a video signal is fed via an input unit and an adder to an output unit and in which a synchronous isolating stage connected to the input unit and a likewise connected to the input unit are used as A / D converters Intermediate storage discriminator unit are used, the output of which is connected to a memory and evaluating comparator via a logic control unit connected to a window-forming stage that controls the addition stage.
  • every change in the video signal causes a change in the average video value of a picture window of a given size.
  • the display of this average video value forms the basis of the motion detection. If the size of the image window is increased, the change in the average video value caused by the movement decreases. That is, if the image window is reduced, the change in the average video value increases. It follows that it is advisable to reduce the size of the image window under test.
  • the video signal of the non-standardized, simplified cameras changes continuously, so that the lines of the same number of the successive fields can be different even with a stationary picture. This requires increasing the vertical dimension because the effect of changing a line and influencing the video average is reduced by increasing the number of lines.
  • the average video value of the entire television picture is formed analogously, the comparison with the instantaneous value being made after analog storage.
  • the main disadvantage of these solutions is that due to the low sensitivity, the change in the average video value is small.
  • sensitivity is understood to mean a change in brightness of the observed image window which has arisen as a result of a movement and which exceeds the evaluation threshold and in which a difference signal is generated.
  • the television picture is broken down into vertical and horizontal strips, the video average of these picture windows in the direction of line deflection being formed from the partial line of the picture window.
  • the formation of the video average value per sub-line takes place in an analogous manner.
  • the next step is digitization.
  • the digitized average values of the sub-rows lying one below the other are added and saved. If, on the other hand, the average video value of the television field is not digitized, but instead is stored in analog form, storage elements must be used in a number corresponding to the number of picture windows.
  • a method of the type mentioned is already known from DE-AS 2 439 159, in which, however, the entire television picture, that is to say all the horizontal and vertical strips, are scanned at the same time by means of a plurality of discriminators, so that a for storing the content of the large number of available picture windows fairly large memory is required and an A / D converter of high working frequency is also required.
  • DE-OS 2 617 112 a system for detecting movement in the surveillance area of a television camera is known, in which the television picture is scanned and digitized in the form of lines and the digitized values are stored.
  • the digitized values are logically linked with mask signals, which increases the sensitivity for the detection of movements
  • this has the disadvantage that some image windows, namely those covered by the mask signals, are desensitized.
  • the object of the invention is therefore to develop methods and circuit arrangement of the type mentioned so that the sensitivity for the detection of changes in brightness when objects are moved is increased and A / D converters are used which carry out the digitization in such a way that memory is reduced Capacity can be used, so that a considerable cost saving is achieved without an actual loss of information.
  • This object is achieved in that the image windows are scanned in time-sequential fields in vertical stripes - corresponding to the vertical decomposition of the horizontal stripes - in that the A / D converter for the image windows within the individual vertical stripes successively in the direction of image deflection digitized video averages are formed, the digitized video averages are stored in the memory and fed to the comparator, and the comparator compares the current digital average value with the previous stored digital average value and, if necessary, displays a difference when the level of the Difference value exceeds an evaluation threshold specified in the comparator.
  • a circuit arrangement is used to carry out this method, which is characterized in that the first output of the control stage adjoining the synchronous separation stage is connected to an input of the A / D converter with intermediate storage, and the second output is connected to the input of a column-forming stage and that the third output is connected to a field selector stage, from which an output is fed back to a further input of the control stage, that an output of the column-forming stage is connected both to a column selector stage and to the window-forming stage, to which an output of the Control stage is set and which has a feedback to an input of the control stage, that a further output of the control stage is connected to a further input of the column selector stage, the output of which is connected to a further input of the A / D converter with intermediate storage, the outputs of which are both with a gears of the memory and also to inputs of the comparator containing an evaluation threshold, which is connected to the memory and the control stage and that the control stage controls the memory.
  • the advantage of the method according to the invention lies primarily in the fact that the process of image processing takes place in a continuous sequence, whereby processing of the information in different steps can be avoided.
  • the time available for digitization, memory control and comparison is an order of magnitude longer than with the scanning method carried out in the line direction, so that the method can be implemented more simply and cheaply.
  • T nx20msec. (the number of vertical stripes n multiplied by the field time (20 msec.)).
  • the checking of a picture window takes place per T basic cycle time.
  • the last line of each vertical stripe or the line blank belonging to the last line is called the operation time.
  • the video average value of a vertical picture window created in two successive operating times is formed in the direction of the image deflection.
  • the same times (1 H or the line blanking) are available for converting the average values formed in this way into digital four-bit information and for processing.
  • the digitization takes place in the first half of the operation time t M , and writing to the memory or reading and evaluation of the digital information takes place in the second half.
  • the time required to store an entire television picture is equal to the product of the number of vertical strips of the field time. Of course, the time it takes to read is just as long. As a result of the interline scanning, a cycle designed in this way must contain even fields.
  • the rewriting of the memory depends on the application. In the case of a motion detector, it appears expedient to periodically switch on a rewrite cycle after several read or comparison cycles, while in the case of a non-periodic function the memory can be rewritten due to the effect of a signal output for the deviation or motion.
  • the digitized average value of the current image window is compared with the content of the associated part of the memory. If there is a deviation, a difference signal is generated.
  • the input video signal V in is received by the input unit 1, the adder 2 mixes the window signal generated by the window-forming stage 6 into the video signal.
  • the appropriate video level and the output impedance is achieved by means of the output unit 3.
  • the input unit 1, the adder 2 and the output unit 3 together form a video channel.
  • a branch of the video channel is connected via switch S to synchronous isolator 4.
  • the synchronous isolator 4 generates the composite synchronous signals according to the position of the switch S from the video signal or from an external synchronous signal mixture.
  • the control unit 5 generates from the image and line sync signal obtained from the synchronous separation stage 4 the vertical stripes belonging to the fields as well as the gate signals of the A / D converter 7 with intermediate storage, furthermore the operation time T M , the time to for the digitization Memory release time t E and the comparison time t H (Fig. 3).
  • the control unit 5 performs the addressing of the memory 8 and generates the R / W read / write control signal (FIG. 4).
  • the window-forming stage 6 is assigned the task of determining the area to be observed from the vertical and horizontal strips generated by the control unit 5.
  • the window-forming stage 6 also generates the window signal provided with the blanking signal mixture for the adder stage 2.
  • the A / D converter 1 with intermediate storage which is based on the “dual slope” principle, has the task of carrying out the analog integration of the instantaneous values of the video signal produced between two successive operating times of the columns (FIG. 3) and the analog signal during the time t o convert it into digital information for digitization and store it during the operating time t M.
  • the memory 8 stores the digital information provided by the A / D converter 7 with intermediate storage.
  • the digital information called up from the memory 8 and stored and received by the A / D converter 7 with intermediate storage is compared in the comparator 9 forming the difference signal. If there is a deviation that exceeds the threshold value, a display is shown at the output of the comparator. In the comparison cycles, the difference signal formation takes place during the comparison time t H. If there is a deviation, the difference signal is stored until it is deleted.
  • the television picture has been broken down into 13 vertical and 13 horizontal strips.
  • Such a circuit arrangement is suitable for processing the video signal from cameras with standardized and simplified synchronous signals.
  • the image decomposition described above was designed accordingly.
  • the synchronized signal is monitored by the built-in automatic.
  • the circuit arrangement operates with a simple sensitivity, in the case of a standardized synchronizing signal with double sensitivity. Accordingly, the number of gradation levels distinguishable within an image window is 20 or 40.
  • the sensitivity can be switched.
  • Microswitches are provided to select the desired picture window to be monitored.
  • the set picture window can also be excluded from monitoring.
  • the signal from the image window visible on the screen can be mixed into the output video signal. It is possible to adjust its brightness level. The deletion is carried out either manually or automatically.
  • control stage 10 With the aid of the synchronous signal mixture obtained from the synchronous separation stage 4, the control stage 10 generates the clock pulses and gate signals of the column-forming stage 11 and the input signal of the field selector stage 12. Furthermore, the control stage 10 generates the signal of the operating time t M (FIG. 3) for the column selector stage 13 and for the A / D converter 7 with intermediate storage. The control stage 10 forms the auxiliary signals for the A / D converter 7, for example the key signal for the digitization time t o and, if necessary, the clock signal. The phase signal is expediently tied to the line synchronizing signal. The control stage 10 also generates the memory release signal t ⁇ (FIG. 3) for the memory 8, the addressing signals of the memory and the R / W read and write signal (FIG. 4) from the output signal of the field selector stage 12.
  • control stage 10 has the task of using the output signal of the window-forming stage 6 to generate the signal of the comparison time t H (FIG. 3) for the comparator 9 forming the difference signal and the vertical clock signal of the window-forming stage 6.
  • the column-forming stage 11 generated from the Output signals of the control stage 10, the horizontal sequences corresponding to the vertical stripes for the column selector stage 13 and the window-forming stage 6.
  • the field selector stage 12 generates the input signals of the column selector stage 13 from the signal of the control stage 10.
  • the field selector stage 12 generates the basic cycle time T according to FIG. 4 for the control stage 10.
  • the column selector stage 13 generates the gate signal of the A / D converter 7 with intermediate storage from the signals of the column-forming stage 11, the field selector stage 12 and the control stage 10.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswerten von aus Zeilen und Halbbildern bestehenden, stationären Fernsehbildern zwecks Detektierung einer Helligkeitsänderung bei Bewegung eines Objektes, bei dem das Videosignal in einem A/D-Wandler digitalisiert und zwischengespeichert wird und ein zum Videosignal synchrones Maskensignal erzeugt wird, das zur Erzeugung bestimmter Bildfenster das von der Fernsehkamera aufgenommene Fernsehbild in horizontalen und vertikalen Streifen abtastet, wobei die digitalen Videosignale mit dem Maskensignal logisch verknüpft und in einem Speicher gespeichert werden und der Speicherinhalt in einem Vergleicher zur Auswertung mit dem Momentanwert verglichen wird.
  • Des weiteren betrifft die Erfindung eine Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens, bei der ein Videosignal über eine Eingangseinheit und eine Addierstufe einer Ausgangseinheit zugeführt wird und bei der eine an die Eingangseinheit angeschlossene Synchrontrennstufe und eine ebenfalls an die Eingangseinheit angeschlossene, als A/D-Wandler mit Zwischenspeicherung arbeitende Diskriminatoreinheit verwendet werden, deren Ausgang über eine logische, mit einer die Addierstufe steuernden, fensterbildenden Stufe in Verbindung stehenden Steuereinheit an einen Speicher und auswertenden Vergleicher angeschlossen ist.
  • Es ist bekannt, daß jede Änderung des Videosignals eine Änderung des Video-Durchschnittswertes eines Bildfensters gegebener Größe bewirkt. Die Anzeige dieses Videodurchschnittswertes bildet die Grundlage der Bewegungsdetektierung. Wenn die Größe des Bildfensters erhöht wird, vermindert sich die durch die Bewegung hervorgerufene Änderung des Video-Durchschnittswertes. Das heißt, bei einer Verminderung des Bildfensters nimmt die Änderung des Video-Durchschnittswertes zu. Daraus folgt, daß es zweckmäßig ist, die Abmessung des geprüften Bildfensters zu verringern.
  • Das Videosignal der nicht-standardisierten, vereinfachten Kameras ändert sich kontinuierlich, so daß die gleichzahligen Zeilen der aufeinanderfolgenden Halbbilder auch bei einem stationären Bild verschieden sein können. Dies erfordert die Vergrößerung der vertikalen Abmessung, da sich die der Änderung einer Zeile entsprechende, den Video-Durchschnittswert beeinflussende Wirkung durch die Erhöhung derZeilenzahl vermindert.
  • Bei den gegenwärtig bekannten Lösungen wird der Video-Durchschnittswert des ganzen Fernsehbildes analog gebildet, wobei der Vergleich mit dem Momentanwert nach einer analogen Speicherung vorgenommen wird. Der wesentliche Nachteil dieser Lösungen besteht darin, daß infolge der geringen Empfindlichkeit die Änderung des Videodurchschnittswertes gering ist.
  • Bei anderen Lösungen werden einige an beliebigen Stellen des Fernsehbildes vorhandene Bildfenster beobachtet. Bei diesen Lösungen erfolgen die Speicherung des Videodurchschnittswertes jedes einzelnen Bildfensters, der Vergleich sowie die Differenzsignalbildung analog. Bei diesen Schaltungsanordnungen ist zwar die Empfindlichkeit größer, jedoch ist es nicht möglich, das ganze Fernsehbild zu beobachten. Unter Empfindlichkeit wird dabei eine infolge einer Bewegung entstandene, die Auswertungsschwelle übertreffende Helligkeitsänderung des beobachteten Bildfensters verstanden, bei der ein Differenzsignal erzeugt wird.
  • Bei den am weitesten entwickelten bekannten Lösungen wird das Fernsehbild in vertikale und horizontale Streifen zerlegt, wobei der Video- Durchschnittswert dieser Bildfenster in Richtung der Zeilenablenkung aus der Teilzeile des Bildfensters gebildet wird. Die Bildung des Video-Durchschnittswertes je Teilzeile findet auf eine analoge Weise statt. Im nächsten Schritt wird die Digitalisierung durchgeführt. Die digitalisierten Durchschnittswerte der untereinander liegenden Teilzeilen werden addiert und gespeichert. Wird dagegen der Video-Durchschnittswert des Fernsehteilbildes nicht digitalisiert, sondern analog gespeichert, müssen Speicherelemente in einer der Anzahl der Bildfenster entsprechenden Anzahl verwendet werden.
  • Der Nachteil dieser Lösungen besteht darin, daß wegen der horizontalen Abtastung entweder zwei parallel arbeitende Konverter mit je einem intermediären Element und Addierer je Spalte erforderlich sind, oder jede Teilzeile gesondert gespeichert werden muß. Letzteres erfordert eine große Speicherkaoazität. Auch bei diesen Lösungen wird der Vergleich der gespeicherten und momentanen Informationen analog vorgenommen.
  • Ein Verfahren der genannten Art ist bereits aus der DE-AS 2 439 159 bekannt, bei dem jedoch mittels mehrerer Diskriminatoren das gesamte Fernsehbild, also alle horizontalen und vertikalen Streifen, gleichzeitig abgetastet werden, so daß zur Speicherung des Inhalts der Vielzahl der vorhandenen Bildfenster ein ziemlich großer Speicher erforderlich ist und auch ein A/D-Wandler hoher Arbeitsfrequenz benötigt wird.
  • Ferner ist aus der DE-OS 2 617 112 ein System zum Feststellen einer Bewegung im Überwachungsbereich einer Fernsehkamera bekannt, bei dem das Fernsehbild zeilenförmig abgetastet und digitalisiert wird und die digitalisierten Werte gespeichert werden. Die digitalisierten Werte werden mit Maskensignalen logisch verknüpft, wodurch die Empfindlichkeit für die Detektierung von Bewegungen zwar erhöht wird, jedoch ist damit der Nachteil verbunden, daß einige Bildfenster, nämlich die durch die Maskensignale abgedeckten, desensibilisiert werden.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, Verfahren und Schaltungsanordnung der genannten Art so auszubilden, daß die Empfindlichkeit für die Detektierung von Helligkeitsänderungen bei Bewegung von Objekten vergrößert wird und A/D-Wandler zur Verwendung gelangen, die die Digitalisierung so durchführen, daß Speicher geringerer Kapazität einsetzbar sind, so daß eine erhebliche Kostenersparnis ohne tatsächlichen Informationsverlust erreicht wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bildfenster in zeitlich aufeinanderfolgenden Halbbildern in vertikalen Streifen - der vertikalen Zerlegung der horizontalen Streifen entsprechend - abgetastet werden, daß mittels des A/D-Wandlers für die Bildfenster innerhalb der einzelnen vertikalen Streifen aufeinanderfolgend in Richtung der Bildablenkung digitalisierte Video-Durchschnittswerte gebildet werden, daß die digitalisierten Video-Durchschnittswerte in dem Speicher gespeichert werden und dem Vergleicher zugeführt werden und daß in dem Vergleicher der momentane digitale Durchschnittswert mit dem vorhergehenden gespeicherten digitalen Durchschnittswert verglichen und gegebenenfalls eine Differenz angezeigt wird, wenn der Pegel des Differenzwertes eine im Vergleicher vorgegebene Auswertungsschwelle überschreitet.
  • Zur Durchführung dieses Verfahrens dient erfindungsgemäß eine Schaltungsanordnung, die sich dadurch kennzeichnet, daß der erste Ausgang der sich an die Synchrontrennstufe anschließenden Steuerstufe mit einem Eingang des A/D-Wandlers mit Zwischenspeicherung verbunden ist, daß der zweite Ausgang mit dem Eingang einer spaltenbildenden Stufe verbunden ist und daß der dritte Ausgang mit einer Halbbildwählerstufe verbunden ist, von der ein Ausgang an einen weiteren Eingang der Steuerstufe zurückgeführt ist, daß ein Ausgang der spaltenbildenden Stufe sowohl an eine Spaltenwählerstufe als auch an die fensterbildende Stufe angeschlossen ist, an die auch ein Ausgang der Steuerstufe gelegt ist und die eine Rückführung zu einem Eingang der Steuerstufe aufweist, daß ferner ein weiterer Ausgang der Steuerstufe mit einem weiteren Eingang der Spaltenwählerstufe verbunden ist, deren Ausgang mit einem weiteren Eingang des A/D-Wandlers mit Zwischenspeicherung verbunden ist, dessen Ausgänge sowohl mit Eingängen des Speichers als auch mit Eingängen des eine Auswertungsschwelle enthaltenden Vergleichers verbunden sind, der mit dem Speicher und der Steuerstufe verbunden ist und daß die Steuerstufe den Speicher steuert.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt vor allem darin, daß der Prozeß der Bildverarbeitung in kontinuierlicher Reihenfolge vor sich geht, wodurch eine Verarbeitung der Information in verschiedenen Schritten vermieden werden kann. Die für die Digitalisierung, Speichersteuerung und Vergleichung zur Verfügung stehende Zeit ist um eine Größenordnung länger als bei der in Zeilenrichtung durchgeführten Abtastmethode, so daß das Verfahren einfacher und billiger realisiert werden kann.
  • Der Zeitbedarf für die Einschreibungs- bzw. Vergleichszyklen beträgt T=nx20msec. (die Zahl der vertikalen Streifen n mit der Halbbildzeit (20 msec.) multipliziert). Die Prüfung je eines Bildfensters findet je T Basiszykluszeit statt. Der Speicherinhalt wird nach einer Zeit F= N x T Beobachtungszyklus neu geschrieben, wobei N die Zahl der Vergleichszyklen bezeichnet.
  • Die letzte Zeile jedes vertikalen Streifens oder die zu der letzten Zeile gehörende Zeilenaustastung wird als Operationszeit bezeichnet. So wird während eines Halbbildes in einem vertikalen Streifen der Videodurchschnittswert eines in zwei aufeinanderfolgenden Operationszeiten entstandenen vertikalen Bildfensters der Reihe nach in Richtung der Bildablenkung gebildet. Zur Umwandlung der auf diese Weise gebildeten Durchschnittswerte in digitale Vierbit-Informationen und zur Verarbeitung stehen gleiche Zeiten (1 H oder die Zeilenaustastung) zur Verfügung. Um die Änderung des Bildfensters anzuzeigen, reicht es aus, nur die Bits von den vier kleinsten Stellwerten einer fünf- oder sechsstelligen Bitzahl zu beachten. Dadurch können nicht nur 16 Gradationspegel sondern ein vielfaches derselben unterschieden werden.
  • In der ersten Hälfte der Operationszeit tM findet die Digitalisierung statt, in der zweiten Hälfte erfolgt das Schreiben in den Speicher oder das Lesen und die Auswertung der digitalen Information. Der Zeitbedarf für den Speicherungsvorgang eines ganzen Fernsehbildes ist dem Produkt der Anzahl der vertikalen Streifen der Halbbildzeit gleich. Selbstverständlich ist die zum Lesen erforderliche Zeit genau so lang. Infolge der Zwischenzeilenabtastung muß ein so gestalteter Zyklus geradzahlige Halbbilder enthalten.
  • Das Neuschreiben des Speichers hängt von der Anwendung ab. Bei einem Bewegungsdetektor scheint es zweckmäßig, ersr nach mehreren Lese- bzw. Vergleichszyklen einen Neuschreibezyklus periodisch einzuschalten, während bei einer nichtperiodischen Funktion der Speicher infolge der Wirkung eines für die Abweichung oder Bewegung ausgegebenen Signals neu geschrieben werden kann. Während des Lesezyklus wird der digitalisierte Durchschnittswert des momentanen Bildfensters mit dem Inhalt des zugehörigen Teils des Speichers verglichen. Bei einer Abweichung wird ein Differenzsignal erzeugt.
  • Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird anhand der in den Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt
    • Fig. 1 das Blockschema eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,
    • Fig. 2 ein weiter detailliertes Blockschema der Schaltungsanordnung von Fig. 1,
    • Fig. 3 den zeitlichen Zusammenhang zwischen der Operationszeit, der Zeit für die Digitalisierung, der Freigabezeit des Speichers sowie der Vergleichszeit,
    • Fig.4 die Reihenfolge der Schreib- und Vergleichszyklen sowie des Steuersignal des Schreibens bzw. des Lesens des Speichers.
  • Das Eingangsvideosignal Vin wird von der Eingangseinheit 1 empfangen, die Addierstufe 2 mischt das von der fensterbildenden Stufe 6 erzeugte Fenstersignal in das Videosignal. Der geeignete Videopegel und die Ausgangsimpedanz wird mittels der Ausgangseinheit 3 erreicht. Die Eingangseinheit 1, die Addierstufe 2 und die Ausgangseinheit 3 bilden gemeinsam einen Videokanal. Eine Abzweigung des Videokanals ist über den Schalter S an die Synchrontrennstufe 4 angeschlossen. Die Synchrontrennstufe 4 erzeugt der Stellung des Schalters S entsprechend aus dem Videosignal oder aus einem externen Synchronsignalgemisch die zusammengesetzten Synchronsignale. Die Steuereinheit 5 erzeugt aus dem von der Synchrontrennstufe 4 erhaltenen Bild- und Zeilensynchronsignal die zu den Halbbildern gehörenden vertikalen Streifen sowie die Gattersignale des A/D-Wandlers 7 mit Zwischenspeicherung, des weiteren die Operationszeit TM, die Zeit to für die Digitalisierung, die Speicherfreigabezeit tE und die Vergleichszeit tH (Fig. 3). Die Steuereinheit 5 führt die Adressierung des Speichers 8 durch und erzeugt das R/W-Lesen-Schreiben Steuersignal (Fig. 4). Der fensterbildenden Stufe 6 wird die Aufgabe zugeteilt, die zu beobachtende Fläche aus den von der Steuereinheit 5 erzeugten, vertikalen und horizontalen Streifen zu bestimmen. Die fensterbildende Stufe 6 erzeugt auch das mit dem Austastsignalgemisch versehene Fenstersignal für die Addierstufe 2.
  • Der auf dem »dual slope« Prinzip beruhende A/D-Wandler l mit Zwischenspeicherung hat die Aufgabe, die analoge Integrierung der Momentanwerte des zwischen zwei aufeinanderfolgenden Operationszeiten der Spalten entstandenen Videosignals auszuführen (Fig. 3) und das analoge Signal während der Zeit to für die Digitalisierung in eine digitale Information umzuwandeln und während der Operationszeit tM zu speichern.
  • Seine Körper- und Steuersignale werden in der Steuereinheit 5 erzeugt. Während der Zeitdauer, während der die Steuereinheit 5 in den Speicher 8 einschreibt, speichert der Speicher 8 die von dem A/D-Wandler 7 mit Zwischenspeicherung gelieferte digitale Information. Die von dem Speicher 8 abgerufenen, gespeicherten und von dem A/D-Wandler 7 mit Zwischenspeicherung erhaltenen, digitalen Informationen werden in dem das Differenzsignal bildenden Vergleicher 9 verglichen. Bei einer den Schwellenwert überschreitenden Abweichung erfolgt eine Anzeige am Ausgang des Vergleichers. In den Vergleichszyklen findet die Differenzsignalbildung während der Vergleichszeit tH statt. Bei einer Abweichung wird das Differenzsignal bis zur Löschung gespeichert.
  • Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wurde das Fernsehbild in 13 vertikale und 13 horizontale Streifen zerlegt. Eine solche Schaltungsanordnung ist zur Verarbeitung des Video- signals von Kameras mit standardisierten und vereinfachten Synchronsignalen geeignet. So wurde die oben beschriebene Bildzerlegung dementsprechend ausgestaltet. Das Synchronsignal wird von der eingebauten Automatik beobachtet. Bei einem vereinfachten Synchronsignal arbeitet die Schaltungsanordnung mit einer einfachen, bei einem standardisierten Synchronsignal mit doppelter Empfindlichkeit. Demnach beträgt die Zahl der innerhalb eines Bildfensters unterscheidbaren Gradationspegel 20 bzw. 40. Die Empfindlichkeit kann umgeschaltet werden.
  • Zur Auswahl der zu überwachenden gewünschten Bildfenster sind Mikroschalter vorgesehen. Das eingestellte Bildfenster kann auch von der Überwachung ausgeschlossen werden. Das Signal des auf dem Bildschirm sichtbaren Bildfensters kann dem Ausgangsvideosignal zugemischt werden. Die Einstellung seines Helligkeitspegels ist möglich. Die Löschung wird entweder manuell oder automatisch vorgenommen.
  • In der in Fig. 2 dargestellten Schaltungsanordnung ist der in Fig. 1 als Steuereinheit 5 gezeichnete Block ausführlicher veranschaulicht. Mit Hilfe des von der Synchrontrennstufe 4 erhaltenen Synchronsignalgemisches erzeugt die Steuerstufe 10 die Taktimpulse und Gattersignale der spaltenbildenden Stufe 11 sowie das Eingangssignal der Halbbildwählerstufe 12. Des weiteren erzeugt die Steuerstufe 10 das Signal der Operationszeit tM (Fig. 3) für die Spaltenwählerstufe 13 und für den A/D-Wandler 7 mit Zwischenspeicherung. Die Steuerstufe 10 bildet die Hilfssignale für den A/D-Wandler 7, beispielsweise das Tastsignal für die Digitalisierungszeit to und im Bedarfsfall das Taktsignal. Zweckmäßigerweise ist das Taktsignal in der Phase an das Zeilensynchronsignal gebunden. Die Steuerstufe 10 erzeugt außerdem das Speicherfreigabesignal tε (Fig.3) für den Speicher 8, die Adressierungssignale des Speichers sowie das R/W Lesen- und Schreibensignal (Fig.4) aus dem Ausgangssignal der Halbbildwählerstufe 12.
  • Überdies hat die Steuerstufe 10 die Aufgabe, mit Hilfe des Ausgangssignals der fensterbildenden Stufe 6 das Signal der Vergleichszeit tH (Fig. 3) für den das Differenzsignal bildenden Vergleicher 9 sowie das vertikale Taktsignal der fensterbildenden Stufe 6 zu erzeugen.
  • Die spaltenbildende Stufe 11 erzeugt aus den Ausgangssignalen der Steuerstufe 10 die den vertikalen Streifen entsprechenden horizontalen Sequenzen für die Spaltenwählerstufe 13 und die fensterbildende Stufe 6.
  • Die Halbbildwählerstufe 12 erzeugt aus dem Signal der Steuerstufe 10 die Eingangssignale der Spaltenwählerstufe 13. Die Halbbildwählerstufe 12 erzeugt für die Steuerstufe 10 die Basiszykluszeit T gemäß Fig. 4.
  • Die Spaltenwählerstufe 13 erzeugt das Gattersignal des A/D-Wandlers 7 mit Zwischenspeicherung aus den Signalen der spaltenbildenden Stufe 11, der Halbbildwählerstufe 12 und der Steuerstufe 10.

Claims (4)

1. Verfahren zum Auswerten von aus Zeilen und Halbbildern bestehenden, stationären Fernsehbildern zwecks Detektierung einer Helligkeitsänderung bei Bewegung eines Objektes, bei dem das Videosignal (Vin) in einem A/D-Wandler (7) digitalisiert und zwischengespeichert wird und ein zum Videosignal synchrones Maskensignal erzeugt wird, das zur Erzeugung bestimmter Bildfenster das von der Fernsehkamera aufgenommene Fernsehbild in horizontalen und in vertikalen Streifen abtastet, wobei die digitalen Videosignale mit dem Maskensignal logisch verknüpft und in einem Speicher (8) gespeichert werden und der Speicherinhalt in einem Vergleicher (9) zur Auswertung mit dem Momentanwert verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bi,ldfen- ster in zeitlich aufeinanderfolgenden Halbbildern in vertikalen Streifen - der vertikalen Zerlegung der horizontalen Streifen entsprechend - abgetastet werden, daß mittels des A/D-Wandlers (7) für die Bildfenster innerhalb der einzelnen vertikalen Streifen aufeinanderfolgend in Richtung der Bildablenkung digitalisierte Videodurchschnittswerte gebildet werden, daß die digitalisierten Videodurchschnittswerte in dem Speicher (8) gespeichert werden und dem Vergleicher (9) zugeführt werden und daß in dem Vergleicher der momentane digitale Durchschnittswert mit dem vorhergehenden gespeicherten digitalen Durchschnittswert verglichen und gegebenenfalls eine Differenz angezeigt wird, wenn der Pegel des Differenzwertes eine im Vergleicher (9) vorgegebene Auswertungsschwelle überschreitet.
2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der ein Videosignal (Vin) über eine Eingangseinheit (1) und eine Addierstufe (2) einer Ausgangseinheit (3) zugeführt wird und bei der eine an die Eingangseinheit (1) angeschlossene Synchrontrennstufe (4) und eine ebenfalls an die Eingangseinheit (1) angeschlossene, als A/D-Wandler (7) mit Zwischenspeicherung arbeitende Diskriminatoreinheit verwendet werden, deren Ausgang über eine logische, mit einer die Addierstufe (2) steuernden, fensterbildenden Stufe (6) in Verbindung stehenden Steuereinheit (5) an einen Speicher (8) und auswertenden Vergleicher (9) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ausgang der sich an die Synchrontrennstufe (4) anschließenden Steuerstufe (10) mit einem Eingang des A/D-Wandlers (7) mit Zwischenspeicherung verbunden ist, daß der zweite Ausgang mit dem Eingang einer spaltenbildenden Stufe (11) verbunden ist und daß der dritte Ausgang mit einer Halbbildwählerstufe (12) verbunden ist, von der ein Ausgang an einen weiteren Eingang der Steuerstufe (10) zurückgeführt ist, daß ein Ausgang der spaltenbildenden Stufe (11) sowohl an eine Spaltenwählerstufe (13) als auch an die fensterbildende Stufe (6) angeschlossen ist, an die auch ein Ausgang der Steuerstufe (10) gelegt ist und die eine Rückführung zu einem Eingang der Steuerstufe (10) aufweist, daß ferner ein weiterer Ausgang der Steuerstufe (10) mit einem weiteren Eingang der Spaltenwählerstufe (13) verbunden ist, deren Ausgang mit einem weiteren Eingang des A/D-Wandlers (7) mit Zwischenspeicherung verbunden ist, dessen Ausgänge sowohl mit Eingängen des Speichers (8) als auch mit Eingängen des eine Auswertungsschwelle enthaltenden Vergleichers (9) verbunden sind, der mit dem Speicher (8) und der Steuerstufe (10) verbunden ist und daß die Steuerstufe (10) den Speicher (8) steuert.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die spaltenbildende Stufe (11) aus den Ausgangssignalen der Steuerstufe (10) die den vertikalen Streifen entsprechenden horizontalen Sequenzen für die Spaltenwählerstufe (13) und die fensterbildende Stufe (6) erzeugt.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbbildwählerstufe (12) eine je Zyklus geradzahlige Halbbilder enthaltende Halbbildwählerstufe ist.
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