EP0543148B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen von Veränderungen im Bildinhalt eines Videobildes - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen von Veränderungen im Bildinhalt eines Videobildes Download PDF

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EP0543148B1
EP0543148B1 EP92117686A EP92117686A EP0543148B1 EP 0543148 B1 EP0543148 B1 EP 0543148B1 EP 92117686 A EP92117686 A EP 92117686A EP 92117686 A EP92117686 A EP 92117686A EP 0543148 B1 EP0543148 B1 EP 0543148B1
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EP
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alarm
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change
quotient
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Rainer Dipl.-Ing. Grundig E.M.V. Rumland
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Grundig EMV Elektromechanische Versuchsanstalt Max Grundig GmbH
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Grundig EMV Elektromechanische Versuchsanstalt Max Grundig GmbH
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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
    • 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
    • G08B13/19639—Details of the system layout
    • G08B13/19652—Systems using zones in a single scene defined for different treatment, e.g. outer zone gives pre-alarm, inner zone gives alarm

Definitions

  • the invention relates to a method for detecting changes in the image content of video images and an arrangement for performing the method.
  • Such methods and arrangements are used in video surveillance systems, which have the task of monitoring a certain area for changes, in particular for movements, and to output an alarm signal in the event of a detected change, false alarms being largely excluded.
  • a system for detecting changes or movements in an area monitored by a television camera is known from the German laid-open specification DE 27 15 083 A1. There, movements or changes in the monitored area are recognized by discrimination of a video signal recorded by a television camera. To avoid false alarms due to general changes in brightness, the television picture obtained is divided into several fields, which are evaluated individually in an alarm device. One of these fields, which can be freely selected in size and position, is intended to suppress an alarm triggering by the evaluation result of one or more of the other fields if a change in brightness occurs in this field. Such a system largely avoids triggering a false alarm, but a false alarm is nevertheless triggered when the brightness changes, which covers almost the entire image area but not the selected field. Furthermore, in the event of an alarm-relevant change, the alarm is suppressed if a change in the selected field is detected at the same time.
  • An image sensor system for the detection of changes is known from the European patent specification EP O 183 106 B1, in which a currently recorded image is compared with a plurality of stored images.
  • the stored images contain normal changes, ie changes in the image content that should not trigger an alarm.
  • This system a large number of changes that are not relevant to the alarm can be saved, thus reducing the likelihood of a false alarm being triggered, but with an increasing number of images to be compared, the processing time or the computing power required for the evaluation system also increases.
  • alarm-relevant changes that are similar to non-alarm-relevant changes are not recognized or that general changes, for example certain changes in the lighting conditions in the monitored area, lead to false alarms if they do not match a stored image.
  • An improvement in the evaluation reliability is achieved by dividing the recorded video image into a large number of fields, it being possible for one field to consist of only one pixel, depending on the complexity.
  • a brightness value is determined integrally in each field and compared with the stored value of a corresponding field from a previous video image. If there is a change that exceeds a certain limit, it is assumed that an alarm-relevant object has entered.
  • This evaluation also requires a limited adjustment to existing or changing lighting conditions given by comparing an integral mean value of video images recorded at a certain time interval and predetermined tolerance limits do not immediately trigger the alarm in the event of minor changes. In the case of rapid changes, for example as a result of passing clouds which cause shadowing, a false alarm is triggered in these known systems.
  • a video intrusion detector is known from the essay "DAVID: ADVANCED DEVELOPMENTS FOR THE NEXT GENERATION OF VIDEO INTRUSION DETECTION" by E. Kozlow, Proceedings of the 1989 International Carnahan Conference on Security Technology, October 3, 1989, Zurich, pages 145-147. in which a target area to be monitored is divided into cells and a value for the intensity is formed for each cell. Intruders are recognized due to changes in contrast. Another document for intrusion detection is also specified in this document, in which intruders that only cause a small change in contrast are also detected. For this purpose, contrast differences of temporally successive images or cells are no longer assessed, but the ratio of the intensity in the target area and the average value of the background intensity is formed. The disadvantage of this method is that the ratio of the intensity in the target area to the average intensity in the background of the image can change during the course of the day due to a change in the position of the sun, which triggers false alarms.
  • the object of the invention is to provide a video control system in which there is reliable suppression of false alarms and at the same time reliable detection of alarm-relevant changes.
  • This object is achieved according to the invention in that, in the case of a currently recorded video image which is divided into a plurality of fields and in which a brightness value is determined integrally for each field, the quotient of this brightness value and the brightness value of the corresponding field from one
  • the quotient is not 1, while the quotient is 1 if there is no change in brightness.
  • the change in brightness is recognized as not relevant to the alarm if the quotients of the individual fields have the same value. If there are additional changes during a large-scale change in brightness due to alarm-relevant movements caused by an object or person entering the monitored area, the quotient in this or these fields differs from the others. So an alarm is triggered.
  • the advantage of the method according to the invention is that an alarm-relevant change in the image content is recognized at all times.
  • the difference between a current and a previous image is usually formed.
  • a bright object then has, for example, a brightness value of 100, a dark object of 10. Due to a general change in the lighting conditions, for example, the brightness value of the bright object falls to 80, and that of the dark object accordingly to 8.
  • the difference is formed, a value of 20 for the light and a value of 2 for the dark object.
  • a difference value for an intruded, alarm-relevant object can be, for example, 10.
  • alarm detection cannot take place without any doubt. Either a false alarm is accepted or the alarm is given interrupted when there is a large change in brightness, in the second case the alarm-relevant change does not lead to the alarm being given.
  • a quotient of 1.25 results for both the light and the dark object, while a quotient which differs from this is obtained for an penetrated object, since an additional factor flows into the quotient formation due to the movement.
  • An advantageous embodiment of the invention results from the specification of a limit range for the quotient from the current brightness value of a field and the corresponding brightness value of the field from a previous image. In this case, a change in brightness is only recognized when this limit range is exceeded or undershot. By specifying this limit range, possible false alarms are suppressed by small fluctuations in the image brightness, which do not affect all fields, or by image noise.
  • color information is used to form the quotient. In this way it is achieved that alarm-relevant changes in the image content, which only affect the color, but not the brightness, are recognized.
  • FIG. 1 shows an area to be monitored with buildings 1 and 2 and a vehicle 3.
  • Vehicle 3 is assumed to be moving.
  • the position of the vehicle in the current picture is shown by a dashed line
  • the position in one previous picture is represented by the solid line.
  • Quotient values are entered in the buildings, in the individual parts of the building, and in the vehicle. These values are, for example, 1.0 if the conditions remain the same or 1.4 if there is a general change in brightness between the current image and a previous image.
  • the area in which there is a change due to the movement of the vehicle is shown hatched in the figure. In this area, a deviating quotient of, for example, 1.2 with otherwise constant conditions or 1.6 with a general change in brightness is determined. In both cases there is a quotient that differs from the rest of the picture, which indicates an alarm-relevant change and thus leads to the alarm being triggered.
  • FIG. 2 shows an arrangement for carrying out the method according to the invention.
  • This arrangement contains a surveillance camera 11, the video signal of which is fed to a functional unit for averaging 12 for the specific fields.
  • the mean values obtained are passed to the functional unit for forming the quotient 15.
  • Corresponding values of a previous image are also given from the memory 13 to the functional unit for forming the quotient 15.
  • the quotients obtained are checked in the evaluation unit 16. The check concerns the comparison of the quotients obtained from the individual fields and recognizes deviations of quotients of one or fewer fields from the general average value which is formed from all fields of an image.
  • a limit value of the deviation from the average value can be taken into account in the comparison, so that an alarm is not triggered when there are slight fluctuations that are not relevant to the alarm.
  • the alarm signaling unit 17 is activated, which emits an acoustic and / or a visual alarm signal.
  • the arrangement also contains a control unit 14, from which the sequence process is controlled. This control unit 14 is coupled to the other functional blocks; the individual connections are not shown in FIG. 2.
  • the memory 13 is advantageously designed in such a way that the mean data of several previous images can be stored in it. In this way it is achieved that there is greater flexibility with regard to the selection of a previous image in the evaluation, in particular the time intervals of the images to be compared can be varied within certain limits.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von Veränderungen des Bildinhaltes von Videobildern und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Derartige Verfahren und Anordnungen werden in Videoüberwachungssystemen eingesetzt, die die Aufgabe haben ein bestimmtes Gebiet auf Veränderungen, insbesondere auf Bewegungen, hin zu überwachen, und im Fall einer erkannten Veränderung ein Alarmsignal auszugeben, wobei Fehlalarme weitgehend ausgeschlossen werden sollen.
  • Ein System zum Erkennen von Veränderungen bzw. Bewegungen in einem von einer Fernsehkamera überwachten Gebiet ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 27 15 083 A1 bekannt. Dort werden Bewegungen bzw. Veränderungen im überwachten Bereich durch Diskrimination eines von einer Fernsehkamera aufgenommenen Videosignales erkannt. Zur Vermeidung von Fehlalarmen durch allgemeine Helligkeitsänderungen wird das erhaltene Fernsehbild in mehrere Felder unterteilt, die einzeln in einer Alarmeinrichtung ausgewertet werden. Eines dieser in Größe und Lage frei wählbaren Felder ist dazu bestimmt, eine Alarmauslösung durch das Auswerteergebnis ein oder mehrerer der übrigen Felder zu unterdrücken, wenn eine Helligkeitsänderung in diesem Feld auftritt. Durch ein derartiges System wird zwar die Auslösung eines Fehlalarmes weitgehend vermieden, aber bei einer Helligkeitsänderung, die zwar nahezu den gesamten Bildbereich umfaßt, jedoch nicht das ausgewählte Feld, wird trotzdem ein Fehlalarm ausgelöst. Weiterhin wird im Fall einer alarmrelevanten Änderung die Alarmgabe unterdrückt, wenn gleichzeitig eine Veränderung im ausgewählten Feld erkannt wird.
  • Aus der europäischen Patentschrift EP O 183 106 B1 ist ein Bildsensorsystem zur Detektion von Änderungen bekannt, bei dem ein aktuell aufgenommenes Bild mit einer Mehrzahl von abgespeicherten Bildern verglichen wird. Die abgespeicherten Bilder beinhalten normale Änderungen, d.h. Änderungen des Bildinhalts, die keine Alarmauslösung hervorrufen sollen. Bei diesem System können zwar eine Vielzahl von nicht alarmrelevanten Änderungen abgespeichert werden und somit die Wahrscheinlichkeit einer Fehlalarmauslösung reduziert werden, aber mit zunehmender Anzahl der zu vergleichenden, abgespeicherten Bilder erhöht sich auch die Verarbeitungszeit bzw. die benötigte Rechenleistung des Auswertesystems. Ferner besteht die Möglichkeit, daß alarmrelevante Änderungen, die Ähnlichkeit mit nicht alarmrelevanten Änderungen haben, nicht erkannt werden oder allgemeine Änderungen, beispielsweise bestimmte Änderungen der Lichtverhältnisse im überwachten Gebiet, zu Fehlalarmen führen, wenn sie nicht mit einem abgespeicherten Bild übereinstimmen.
  • Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 38 42 356 A1 ist ein System zum Feststellen einer Bewegung bzw. einer Veränderung im Überwachungsbereich mehrerer Fernsehkameras bekannt, bei dem jeweils das Bild einer Fernsehkamera analysiert wird, indem das aktuelle Bild mit einem vorangegangenen Bild verglichen wird. Dazu wird der Bildinhalt zeilenweise überprüft, wobei zu jeder Zeile ein Mittelwert aus Bildinformationen gebildet wird. Für alle Bildpunkte wird eine Sollabweichung von der jeweiligen Bildinformation vorgegeben und die Gesamtzahl der Bildpunkte des aktuellen Bildes, die die vorgegebene Sollabweichung überschreitet, wird mit der entsprechenden Gesamtzahl der Bildpunkte des gespeicherten Bildinhaltes verglichen und gegebenenfalls Alarm ausgelöst. Durch die zeilenweise Mittelwertbildung wird zwar in eingeschränktem Umfang eine Anpassung an wechselnde Lichtverhältnisse erreicht, jedoch führt die Mittelwertbildung auch zu Unsicherheiten bezüglich einer sicheren Erkennung von alarmrelevanten Veränderungen.
  • Eine Verbesserung in der Auswertesicherheit wird erreicht, indem das aufgenommene Videobild in eine Vielzahl von Feldern unterteilt wird, wobei je nach Aufwand ein Feld auch aus nur einem Bildpunkt bestehen kann. In jedem Feld wird ein Helligkeitswert integral bestimmt und mit dem gespeicherten Wert eines entsprechenden Feldes aus einem vorhergehenden Videobild verglichen. Liegt eine Veränderung vor, die einen bestimmten Grenzwert überschreitet, geht man davon aus, daß ein alarmrelevantes Objekt eingedrungen ist. Auch bei dieser Auswertung ist eine begrenzte Anpassung an bestehende bzw. sich verändernde Lichtverhältnisse gegeben, indem jeweils ein integraler Mittelwert von in gewissem Zeitabstand aufgenommenen Videobildern verglichen wird und vorgegebene Toleranzgrenzen bei kleineren Änderungen nicht unmittelbar zur Alarmauslösung führen. Bei schnellen Änderungen, beispielsweise durch vorüberziehende Wolken, die eine Schattenbildung verursachen, wird jedoch bei diesen bekannten Systemen ein Fehlalarm ausgelöst.
  • Eine Verbesserung in Bezug auf die Unterdrückung von Fehlalarmen ist gegeben, indem die Alarmgebung unterdrückt wird, wenn eine großflächige Änderung eintritt, d.h. wenn der überwiegende Anteil der ausgewerteten Felder eine Änderung erfährt, die über die Toleranzgrenzen hinaussgeht. In diesem Fall wird davon ausgegangen, daß sich die Lichtverhältnisse geändert haben. Durch diese Art der Alarmunterdrückung entsteht jedoch der Nachteil, daß während der Zeit der Alarmunterdrückung auch eine alarmrelevante Veränderung nicht erkannt werden kann.
  • Aus dem Aufsatz "DAVID: ADVANCED DEVELOPMENTS FOR THE NEXT GENERATION OF VIDEO INTRUSION DETECTION" von E. Kozlow, Proceedings of the 1989 International Carnahan Conference on Security Technology, 3. Oktober 1989, Zürich, Seiten 145-147, ist ein Videoeindringdetektor bekannt, bei dem ein zu überwachendes Zielgebiet in Zellen aufgeteilt wird und für jede Zelle ein Wert für die Intensität gebildet wird. Eindringlinge werden auf Grund von Kontraständerungen erkannt.
    In diesem Dokument ist ferner einer weitere Methode zur Eindringdetektion angegeben, bei der auch Eindringlinge, die nur eine kleine Kontraständerung verursachen, erkannt werden. Zu diesem Zweck werden nicht mehr Kontrastunterschiede zeitlich aufeinanderfolgender Bilder oder Zellen bewertet, sondern es wird das Verhältnis der Intensität im Zielgebiet und dem Durchschnittswert der Hintergrundintensität gebildet. Der Nachteil dieser Methode besteht darin, daß sich im Tagesverlauf auf Grund eines veränderten Sonnenstandes das Verhältnis der Intensität im Zielgebiet und der durchschnittlichen Intensität im Bildhintergrund verändern kann, wodurch Fehlalarme ausgelöst werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Videokontrollsystem anzugeben, bei dem eine sichere Unterdrückung von Fehlalarmen und gleichzeitig eine sichere Erkennung von alarmrelevanten Veränderungen gegeben ist.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst, indem bei einem aktuell aufgenommenen Videobild, das in eine Vielzahl von Feldern unterteilt wird, und bei dem für jedes Feld ein Helligkeitswert integral bestimmt wird, der Quotient aus diesem Helligkeitswert und dem Helligkeitswert des entsprechenden Feldes aus einem
  • vorangegangenen Bild gebildet wird. Bei Vorliegen einer Helligkeitsänderung ist der Quotient ungleich 1, während der Quotient gleich 1 ist, wenn keine Helligkeitsänderung vorliegt.
    Bei einer nicht alarmrelevanten Änderung, beispielsweise einer großflächigen Änderung der Lichtverhältnisse, wird die Helligkeitsänderung als nicht alarmrelevant erkannt, wenn die Quotienten der einzelnen Felder den gleichen Wert haben. Ergeben sich während einer großflächigen Helligkeitsänderung zusätzlich Änderungen auf Grund von alarmrelevanten Bewegungen durch einen in das überwachte Gebiet eindringenden Gegenstand oder eine eindringende Person, unterscheidet sich der Quotient in diesem oder diesen Feldern von den übrigen. Es wird also ein Alarm ausgelöst.
  • Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß zu jedem Zeitpunkt eine alarmrelevante Änderung im Bildinhalt erkannt wird. Bei den bekannten Verfahren wird meist die Differenz zwischen einem aktuellen und einem vorangegangenen Bild gebildet. Ein helles Objekt hat dann beispielsweise einen Helligkeitswert von 100, ein dunkles Objekt von 10. Durch eine allgemeine Änderung der Lichtverhältnisse fällt beispielsweise der Helligkeitswert des hellen Objektes auf 80, der des dunklen Objektes entsprechend auf 8. Bildet man die Differenz erhält man einen Wert von 20 für das helle und einen Wert von 2 für das dunkle Objekt. Ein Differenzwert für ein eingedrungenes, alarmrelevantes Objekt kann beispielsweise bei 10 liegen. Folglich kann eine Alarmerkennung nicht zweifelsfrei erfolgen. Entweder wird ein Fehlalarm in Kauf genommen oder die Alarmgabe bei einer großflächigen Helligkeitsänderung unterbrochen, wobei im zweiten Fall die alarmrelevante Änderung nicht zur Alarmgabe führt.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren ergibt sich sowohl für das helle als auch für das dunkle Objekt ein Quotient von 1.25, während sich für ein eingedrungenes Objekt ein dazu unterschiedlicher Quotient ergibt, da durch die Bewegung ein zusätzlicher Faktor in die Quotientenbildung mit einfließt.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich durch die Vorgabe eines Grenzbereiches für den Quotienten aus dem aktuellen Helligkeitswert eines Feldes und dem entsprechenden Helligkeitswert des Feldes aus einem vorhergehenden Bild. In diesem Fall wird eine Helligkeitsänderung erst dann erkannt, wenn dieser Grenzbereich über- oder unterschritten wird. Durch die Vorgabe dieses Grenzbereiches werden mögliche Fehlalarme durch kleinere Schwankungen in der Bildhelligkeit, die nicht alle Felder betreffen, oder durch Bildrauschen unterdrückt.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung ergibt sich auch durch die Bildung eines Mittelwertes aller unauffälligen Quotienten, von dem ausgehend ein Grenzbereich ermittelt wird, bei dessen Überschreiten eine relevante Änderung erkannt wird. Diese Mittelwertbildung ist insbesondere bei großflächigen Bildänderungen von Vorteil, da nicht in allen Feldern exakt die gleiche relative Änderung eintritt.
  • In einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden mehrere Felder zu jeweils einem Bereich zusammengefaßt. Auf diese Weise entstehen mehrere Bereiche, von denen jeder für sich ausgewertet wird. Dementsprechend kann für jeden dieser Bereiche bei Vorliegen einer alarmrelevanten Änderung ein Alarmsignal ausgegeben werden, das diesem Bereich entspricht. Durch diese Zuordnung kann in vorteilhafter Weise das mit einer Videokamera überwachte Gebiet in mehrere Bereiche aufgeteilt werden, so daß bei einer Alarmgabe der Bereich, in dem eine alarmrelevante Änderung aufgetreten ist, erkennbar ist.
  • In einer weiteren Ausbildung der Erfindung werden anstelle der Helligkeitsinformation oder zusätzlich zur Helligkeitsinformation Farbinformationen zur Quotientenbildung herangezogen. Auf diese Weise wird erreicht, daß auch alarmrelevante Veränderungen des Bildinhaltes, die nur die Farbe, nicht aber die Helligkeit betreffen, erkannt werden.
  • Im weiteren wird die Erfindung an Hand der Figuren 1 und 2 näher beschrieben.
    • Figur 1
    zeigt ein zu überwachendes Gebiet,
    Figur 2
    zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • In Figur 1 ist ein zu überwachendes Gebiet mit den Gebäuden 1 und 2, sowie einem Fahrzeug 3 dargestellt. Vom Fahrzeug 3 wird angenommen, daß es sich bewegt. Die Lage des Fahrzeugs im aktuellen Bild ist durch eine gestrichelte Linie dargestellt, die Lage in einem vorhergehenden Bild ist durch die durchgehende Linie dargestellt. In die Gebäude, sowie in den einzelnen Gebäudeteilen, und im Fahrzeug sind Quotientenwerte eingetragen. Diese Werte sind beispielsweise 1,0 bei gleichbleibenden Verhältnissen bzw. 1,4 bei bei einer allgemeinen Helligkeitsänderung zwischen dem aktuellen Bild und einem vorangegangenem Bild. Der Bereich, in dem sich durch die Bewegung des Fahrzeuges eine Veränderung ergibt, ist in der Figur schraffiert dargestellt. In diesem Bereich wird ein abweichender Quotient von beispielsweise 1,2 bei sonst gleichbleibenden Verhältnissen, bzw. von 1,6 bei einer allgemeinen Helligkeitsänderung ermittelt. In beiden Fällen ergibt sich ein vom übrigen Bild unterschiedlicher Quotient, der auf eine alarmrelevante Veränderung hinweist und somit zur Alarmauslösung führt.
  • In Figur 2 ist eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Diese Anordnung enthält eine Überwachungskamera 11, deren Videosignal an eine Funktionseinheit zur Mittelwertbildung 12 für die bestimmten Felder zugeführt wird. Die erhaltenen Mittelwerte werden an die Funktionseinheit zur Quotientenbildung 15 gegeben. Weiterhin werden entsprechende Werte eines vorangegangenen Bildes aus dem Speicher 13 an die Funktionseinheit zur Quotientenbildung 15 gegeben. Die erhaltenen Quotienten werden in der Auswerteeinheit 16 überprüft. Die Überprüfung betrifft den Vergleich der von den einzelnen Feldern erhaltenen Quotienten und erkennt Abweichungen von Quotienten eines oder weniger Felder vom allgemeinen Durchschnittswert, der aus allen Feldern eines Bildes gebildet wird. Weiterhin kann bei dem Vergleich ein Grenzwert der Abweichung vom Durchschnittswert berücksichtigt werden, so daß eine Alarmauslösung bei geringfügigen Schwankungen, die nicht alarmrelevant sind, nicht stattfindet. Im Falle einer Abweichung über den Grenzwert hinaus wird die Alarmgabeeinheit 17 angesteuert, die ein akustisches und/oder ein visuelles Alarmsignal ausgibt. Die Anordnung enthält weiterhin eine Steuereinheit 14, von der der Ablaufvorgang gesteuert wird. Diese Steuereinheit 14 ist mit den übrigen Funktionsblöcken gekoppelt, die einzelnen Verbindungen sind in der Figur 2 nicht dargestellt.
  • Der Speicher 13 ist in vorteilhafter Weise so ausgeführt, daß in ihm die Mittelwertdaten mehrerer vorangegangener Bilder gespeichert werden können. Auf diese Weise wird erreicht, daß bei der Auswertung eine größere Flexibilität bezüglich der Wahl eines vorangegangenen Bildes gegeben ist, insbesondere können die Zeitabstände der zu vergleichenden Bilder innerhalb bestimmter Grenzen variiert werden.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Erkennung von Veränderungen des Bildinhaltes von Videobildern, bei dem das Videobild in eine Vielzahl von Feldern unterteilt wird, für jedes Feld der Helligkeitswert integral bestimmt wird, der Helligkeitswert mit dem Helligkeitswert des entsprechenden Feldes aus einem vorangegangenen Videobild verglichen wird, und in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses Veränderungen im Bildinhalt festgestellt werden, wobei eine Alarmgabe erfolgt, wenn eine alarmrelevante Änderung erkannt wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    - zur Erkennung von alarmrelevanten Änderungen aus dem aktuellen und dem entsprechenden vorangegangenen Helligkeitswert jedes Feldes ein Quotient gebildet wird,
    - eine nicht alarmrelevante großflächige Helligkeitsänderung erkannt wird, wenn sich der Quotient in den meisten Feldern ändert, aber den gleichen Wert erhält, und
    - bei einer großflächigen Helligkeitsänderung eine alarmrelevante Änderung erkannt wird, wenn in einem oder mehreren der Felder innerhalb der großflächigen Helligkeitsänderung ein zu den übrigen Feldern abweichender Wert des Quotienten festgestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    für die Quotienten der Werte der Helligkeitsänderung von entsprechenden Feldern eines vorangegangenen und eines aktuellen Bildes ein Grenzbereich vorgegeben wird, bei dessen Überschreiten eine Änderung des Bildinhaltes erkannt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    - bei einer großflächigen Änderung ein mittlerer Quotient berechnet wird,
    - ausgehend von diesem mittleren Wert ein Grenzbereich ermittelt wird, und
    - eine alarmrelevante Änderung erkannt wird, wenn in einem oder mehreren Feldern dieser Grenzbereich überschritten wird.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    ein oder mehrere Felder zu einem Bereich zusammengefaßt werden und bei Erkennen einer alarmrelevanten Änderung in einem Bereich ein Alarmsignal ausgegeben wird, das diesem Bereich zugeordnet ist.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    anstelle der Helligkeitsinformation Farbsignale ermittelt und zur Bildung des Quotienten herangezogen werden.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    zusätzlich zur Helligkeitsinformation Farbinformationen zur Bildung des Quotienten herangezogen werden.
  7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Erkennung von Veränderungen des Bildinhaltes von Videobildern, bei dem das Videobild in eine Vielzahl von Feldern unterteilt wird, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
    gekennzeichnet durch
    - eine Aufnahmekamera (11)
    - eine Funktionseinheit (12) zur Mittelwertbildung der Helligkeits- oder Farbinformation in jedem der eingeteilten Felder,
    - einen Speicher (13) zum Ablegen von Mittelwertdaten,
    - eine Funktionseinheit (15) zur Bildung des Quotienten von Mittelwerten entsprechender Felder aus einem aktuellen Bild und den im Speicher (13) abgelegten Mittelwerten eines vorangegangenen Bildes,
    - eine Auswerteeinheit (16) zur Auswertung der erhaltenen Quotienten, wobei die in den einzelnen Feldern erhaltenen Quotienten verglichen werden und bei einer Abweichung eines oder mehrerer Felder vom allgemeinen Durchschnittswert eine alarmrelevante Veränderung erkannt wird,
    - eine Alarmgabeeinheit (17) zur akustischen und/oder visuellen Ausgabe eines Alarmsignales bei Erkennen einer alarmrelevanten Veränderung, und
    - eine Steuereinheit (14) zur Ablaufsteuerung.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Speicher (13) so ausgelegt ist, daß die Mittelwertdaten mehrerer Bilder gespeichert werden können.
EP92117686A 1991-11-21 1992-10-16 Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen von Veränderungen im Bildinhalt eines Videobildes Expired - Lifetime EP0543148B1 (de)

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