EP1672604A1 - Method and apparatus for detection of tampering with a surveillance camera - Google Patents
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- EP1672604A1 EP1672604A1 EP04029763A EP04029763A EP1672604A1 EP 1672604 A1 EP1672604 A1 EP 1672604A1 EP 04029763 A EP04029763 A EP 04029763A EP 04029763 A EP04029763 A EP 04029763A EP 1672604 A1 EP1672604 A1 EP 1672604A1
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- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
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- 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
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- G08B29/02—Monitoring continuously signalling or alarm systems
- G08B29/04—Monitoring of the detection circuits
- G08B29/046—Monitoring of the detection circuits prevention of tampering with detection circuits
Definitions
- the present invention relates to a method for detecting sabotage attempts on a surveillance camera on the basis of the images taken by the camera.
- EP-A-1 079 350 a device for room surveillance is described with a camera, which has means for detecting sabotage of the camera. These means are designed for the storage and verification of stable features of the image taken by the camera, wherein the recorded image is examined for stable features and the stable features found are compared with the stored ones. This method allows you to detect partial coverage of the camera or fake false scenes with a photo held in front of the camera.
- the invention is now a method for detecting sabotage attempts on a surveillance camera based on the images taken by the camera are specified, which allows the detection of manipulations of all kinds on the camera.
- the method according to the invention is characterized in that each image is compared with a previously recorded reference image and from this a correlation value is obtained and this is compared with an alarm threshold.
- said particular characteristic is formed by the color or intensity of the individual pixels.
- Coefficients representative of certain properties of the image are Fourier coefficients, DCT coefficients, wavelet coefficients, edge or corner values.
- the invention further relates to a device for detecting sabotage attempts on a surveillance camera on the basis of the images taken by the camera, with a processor for evaluating the recorded images.
- the device according to the invention is characterized by a program implemented on this processor for the comparison of each image with a previously recorded reference image and the acquisition of a correlation value and for its comparison with an alarm threshold.
- the processor can either be integrated in the surveillance camera or several surveillance cameras can be connected to a common processor, which is designed for the parallel processing of multiple data words.
- images recorded quite generally by a camera are examined for changes.
- a correlation value expressing the degree of coincidence between the current image and the reference image is obtained, which is compared with an alarm threshold.
- sabotage detection is based on the detection of changes (image content / image information) in the examined image.
- the images recorded by a camera are supplied in a plurality of channels at a specific frequency of, for example, 2 images per second to a first stage 1 of a sabotage detection process in which a stable background image B is obtained without movements, of which FIG the sequence is assumed to be a reference.
- a Gaussian mixture model is used, see for example C. Stauffer, W.E.L. Grimson's "Adaptive Background Mixture Model for Real-Time Tracking" in CVPR '99, Vol. 2, pages 246-252, June 1999.
- an edge extraction takes place in which the edge values of the individual pixels of the stable background B are determined.
- a so-called Sobel operator 2 and a mean value operator 3 are applied to B and a value d i (Sobel) and m i (mean value) is calculated for each pixel i:
- stage 2 the individual pixels i of (d) and at the output of stage 3 the individual pixels i of (m) are obtained, from which an edge image is subsequently obtained.
- the result of this binarization is a digital edge image Q, which is stored in a ring memory 5.
- the ring buffer 5 is substantially longer than the number of frames corresponding to the time constant.
- the sum of all pixels is calculated on the basis of a correlation of the current edge image with an earlier one.
- the first binary image Q (0) and the last binary image Q (N) in the ring buffer are used for this purpose.
- S 0 ⁇ i Q i ( 0 )
- S N ⁇ i Q i ( N )
- S corr ⁇ i Q i ( 0 ) ⁇ Q i ( N )
- the correlation value q corr then passes into a designated by the reference numeral 7 stage in which the alarm decision is made.
- a higher threshold value ⁇ q is required for a small edge component f edge than for a high edge component.
- FIG. 2 The setting of the alarm threshold in function of the edge portion is shown in FIG. 2, in which the alarm threshold thres alarm is plotted on the ordinate axis and the edge component f edge is plotted on the abscissa axis.
- the sensitivity range of the algorithm extending between the limits 0 and 1 is dynamically mapped to a variable band of thresholds for ⁇ q.
- the upper limit for the threshold value is shown with a solid line, the lower limit with a dashed line and the middle value with a dotted line. While for an edge component f edge ⁇ 0.6 the lower limit is 0.15, the upper limit is 0.85 and the mean is 0.50, these values for an edge component of f edge are 0.34, 0.63 and 0.92.
- the method steps illustrated in the flow chart of FIG. 1 are implemented in the form of a program on a processor which is either integrated in a surveillance camera and forms a functional unit with it, or to which a plurality of, for example, 32 surveillance cameras can be connected and which for this purpose the parallel processing of several, for example 32, data words is formed.
- edge values is only a special case of examining the recorded images for changes.
- an examination for changes can also be made by directly comparing the images, or by examining the corners, intensity or color of the pixels, or by DCT, Fourier or wavelet transform and using the DCT , Fourier or wavelet coefficients.
- characteristic coefficients are extracted from the image for certain properties of the image.
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion von Sabotageversuchen an einer Überwachungskamera anhand der von der Kamera aufgenommenen Bilder.The present invention relates to a method for detecting sabotage attempts on a surveillance camera on the basis of the images taken by the camera.
Mit zunehmender Verbreitung von Überwachungskameras in so genannten CCTV-Anlagen steigt das Bedürfnis nach einer wirksamen und zuverlässigen Möglichkeit der Detektion von Sabotage an diesen Kameras. In der EP-A-1 079 350 ist eine Einrichtung zur Raumüberwachung mit einer Kamera beschrieben, welche Mittel zur Erkennung von Sabotage der Kamera aufweist. Diese Mittel sind für die Speicherung und Überprüfung stabiler Merkmale des von der Kamera aufgenommenen Bildes ausgebildet, wobei das aufgenommene Bild auf stabile Merkmale untersucht wird und die dabei aufgefundenen stabilen Merkmale mit den gespeicherten verglichen werden. Diese Methode ermöglicht die Erkennung von teilweiser Abdeckung der Kamera oder der Vortäuschung von falschen Szenen durch ein vor die Kamera gehaltenes Foto.With the proliferation of surveillance cameras in so-called CCTV systems, the need for an effective and reliable means of detecting sabotage on these cameras is increasing. In EP-A-1 079 350 a device for room surveillance is described with a camera, which has means for detecting sabotage of the camera. These means are designed for the storage and verification of stable features of the image taken by the camera, wherein the recorded image is examined for stable features and the stable features found are compared with the stored ones. This method allows you to detect partial coverage of the camera or fake false scenes with a photo held in front of the camera.
Durch die Erfindung soll nun ein Verfahren zur Detektion von Sabotageversuchen an einer Überwachungskamera anhand der von der Kamera aufgenommenen Bilder angegeben werden, welches die Detektion von Manipulationen aller Art an der Kamera ermöglicht.The invention is now a method for detecting sabotage attempts on a surveillance camera based on the images taken by the camera are specified, which allows the detection of manipulations of all kinds on the camera.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass jedes Bild mit einem früher aufgenommenen Referenzbild verglichen und daraus ein Korrelationswert gewonnen und dieser mit einer Alarmschwelle verglichen wird.The method according to the invention is characterized in that each image is compared with a previously recorded reference image and from this a correlation value is obtained and this is compared with an alarm threshold.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens ist gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
- Extraktion von für bestimmte Eigenschaften des Bildes charakteristischen Koeffizienten;
- Bildung eines Mittelwerts für jeden Koeffizienten;
- Transformation der Koeffizienten in eine Informationsmatrix;
- Korrelation der aktuellen Informationsmatrix mit einer früher berechneten Informationsmatrix;
- Bestimmung des Korrelationswerts; und
- Vergleich des Korrelationswerts mit der Alarmschwelle.
- Extraction of coefficients characteristic of certain properties of the image;
- Forming an average for each coefficient;
- Transformation of the coefficients into an information matrix;
- Correlating the current information matrix with an earlier computed information matrix;
- Determination of the correlation value; and
- Comparison of the correlation value with the alarm threshold.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens ist gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
- Bildung eines Mittelwerts für jedes Pixel des betrachteten Bildes oder eines Ausschnitts von diesem;
- Extraktion von für bestimmte Eigenschaften des Bildes wie Mittelwert-Bild oder Hintergrund-Bild charakteristischen Koeffizienten;
- Transformation der Koeffizienten in eine Informationsmatrix;
- Korrelation der aktuellen Informationsmatrix mit einer früher berechneten Informationsmatrix;
- Bestimmung des Korrelationswerts; und
- Vergleich des Korrelationswerts mit der Alarmschwelle.
- Forming an average for each pixel of the viewed image or a portion thereof;
- Extraction of coefficients characteristic of certain properties of the image, such as averaged image or background image;
- Transformation of the coefficients into an information matrix;
- Correlating the current information matrix with an earlier computed information matrix;
- Determination of the correlation value; and
- Comparison of the correlation value with the alarm threshold.
Vorzugsweise ist die genannte bestimmte Eigenschaft durch die Farbe oder die Intensität der einzelnen Pixel gebildet. Als für bestimmte Eigenschaften des Bildes repräsentative Koeffizienten werden Fourierkoeffizienten, DCT-Koeffizienten, Wavelet-Koeffizienten, Kanten- oder Eckenwerte untersucht.Preferably, said particular characteristic is formed by the color or intensity of the individual pixels. Coefficients representative of certain properties of the image are Fourier coefficients, DCT coefficients, wavelet coefficients, edge or corner values.
Weitere vorteilhafte und bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens sind in den Ansprüchen 6 bis 14 beansprucht.Further advantageous and preferred embodiments of the inventive method are claimed in
Die Erfindung betrifft weiter eine Einrichtung zur Detektion von Sabotageversuchen an einer Überwachungskamera anhand der von der Kamera aufgenommenen Bilder, mit einem Prozessor für die Auswertung der aufgenommenen Bilder. Die erfindungsgemässe Einrichtung ist gekennzeichnet durch ein auf diesem Prozessor implementiertes Programm für den Vergleich jedes Bildes mit einem früher aufgenommenen Referenzbild und die Gewinnung eines Korrelationswerts und für dessen Vergleich mit einer Alarmschwelle.The invention further relates to a device for detecting sabotage attempts on a surveillance camera on the basis of the images taken by the camera, with a processor for evaluating the recorded images. The device according to the invention is characterized by a program implemented on this processor for the comparison of each image with a previously recorded reference image and the acquisition of a correlation value and for its comparison with an alarm threshold.
Der Prozessor kann entweder in die Überwachungskamera integriert sein oder es können mehrere Überwachungskameras an einen gemeinsamen Prozessor angeschlossen sein, welcher für die parallele Verarbeitung mehrerer Datenworte ausgebildet ist.The processor can either be integrated in the surveillance camera or several surveillance cameras can be connected to a common processor, which is designed for the parallel processing of multiple data words.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgen Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das auf dem Prozessor implementierte Programm für die Durchführung der folgenden Verfahrensschritte ausgebildet ist:
- Extraktion von für bestimmte Eigenschaften des Bildes charakteristischen Koeffizienten;
- Bildung eines Mittelwerts für jeden Koeffizienten;
- Transformation der Koeffizienten in eine Informationsmatrix;
- Korrelation der aktuellen Informationsmatrix mit einer früher berechneten;
- Bestimmung des Korrelationswerts; und
- Vergleich des Korrelationswerts mit der Alarmschwelle.
- Extraction of coefficients characteristic of certain properties of the image;
- Forming an average for each coefficient;
- Transformation of the coefficients into an information matrix;
- Correlation of the current information matrix with an earlier calculated one;
- Determination of the correlation value; and
- Comparison of the correlation value with the alarm threshold.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das auf dem Prozessor implementierte Programm für die Durchführung der folgenden Verfahrensschritte ausgebildet ist:
- Bildung eines Mittelwerts für jedes Pixel des betrachteten Bildes oder eines Ausschnitts von diesem;
- Extraktion von für bestimmte Eigenschaften des Bildes wie Mittelwert-Bild oder Hintergrund-Bild charakteristischen Koeffizienten;
- Transformation der Koeffizienten in eine Informationsmatrix;
- Korrelation der aktuellen Informationsmatrix mit einer früher berechneten;
- Bestimmung des Korrelationswerts; und
- Vergleich des Korrelationswerts mit der Alarmschwelle.
- Forming an average for each pixel of the viewed image or a portion thereof;
- Extraction of coefficients characteristic of certain properties of the image, such as averaged image or background image;
- Transformation of the coefficients into an information matrix;
- Correlation of the current information matrix with an earlier calculated one;
- Determination of the correlation value; and
- Comparison of the correlation value with the alarm threshold.
Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemässen Einrichtung sind in den Ansprüchen 20 bis 24 beansprucht.Further preferred and advantageous embodiments of the device according to the invention are claimed in claims 20 to 24.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnungen näher erläutert; es zeigt:
- Fig. 1 ein schematisches Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Verfahrens; und
- Fig. 2 ein Diagramm zur Funktionserläuterung.
- 1 shows a schematic flow diagram of an embodiment of the method according to the invention; and
- Fig. 2 is a diagram for explaining the function.
Beim erfindungsgemässen Verfahren werden ganz allgemein von einer Kamera aufgenommene Bilder auf Änderungen untersucht. Man legt ein Bild als Referenzbild fest und vergleicht ein später aufgenommenes Bild mit diesem Referenzbild, wobei der gesamte Bildinhalt oder nur ein Teil von diesem oder auch ausgewählte Pixel miteinander verglichen werden. Man gewinnt bei diesem Vergleich einen den Grad der Übereinstimmung zwischen dem aktuellen Bild und dem Referenzbild ausdrückenden Korrelationswert, der mit einer Alarmschwelle verglichen wird. Ausgehend von der Überlegung, dass Sabotage in den meisten Fällen durch Wegschwenken der Kamera aus dem Überwachungsfeld sowie durch Abdecken oder Besprayen des Kameraobjektivs erfolgt, basiert die Sabotagedetektion auf der Detektion von Änderungen (Bild-Inhalt/Bild-Information) im untersuchten Bild.In the method according to the invention, images recorded quite generally by a camera are examined for changes. One sets a picture as a reference picture and compares a later taken picture with this reference picture, whereby the whole picture contents or only a part of this or even selected pixels are compared with each other. In this comparison, a correlation value expressing the degree of coincidence between the current image and the reference image is obtained, which is compared with an alarm threshold. Based on the idea that sabotage usually occurs by swiveling the camera away from the surveillance field and by masking or spraying the camera lens, sabotage detection is based on the detection of changes (image content / image information) in the examined image.
Dazu kann man entweder die Bilder direkt vergleichen, oder man kann so wie im nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Kantenbild verwenden oder Ecken, Intensität oder Farbe der Pixel untersuchen, oder man kann eine DCT-, Fourier- oder Wavelet-Transformation vornehmen und die DCT-, Fourier- bzw. Waveletkoeffizienten verwenden (DCT: Discrete Cosine Transformation, siehe dazu z.B. US Provosional Application Nr. 60/549 457). Allgemein kann man sagen, dass aus dem Bild für bestimmte Eigenschaften des Bildes charakteristische Koeffizienten extrahiert werden.You can either compare the images directly, or you can use as in the embodiment described below, an edge image or examine corners, intensity or color of the pixels, or you can make a DCT, Fourier or wavelet transformation and the DCT-, Use Fourier or wavelet coefficients (DCT: Discrete Cosine Transformation, see eg US Provosional Application No. 60/549 457). Generally one can say that characteristic coefficients are extracted from the image for certain properties of the image.
Das heisst, dass für jedes untersuchte Pixel oder für jede untersuchte Bildregion ein zeitlicher Mittelwert der Pixel gebildet wird, was ein stabiles Hintergrundbild ergibt. Dann werden charakteristische Koeffizienten extrahiert und in eine Informationsmatrix transformiert, die in der englischsprachigen Fachliteratur als "feature space" bezeichnet wird. Alternativ kann man auch die Koeffizienten schon aus dem Bild bilden und diese anschliessend in eine Informationsmatrix transformieren. Die aktuelle Informationsmatrix wird dann mit der Informationsmsmatrix eines Referenzbildes verglichen.This means that a temporal average of the pixels is formed for each pixel examined or for each examined image region, resulting in a stable background image. Then characteristic coefficients are extracted and transformed into an information matrix, which is referred to in the English-language literature as "feature space". Alternatively, the coefficients can already be formed from the image and then transformed into an information matrix. The current information matrix is then compared with the information matrix of a reference image.
Gemäss Fig. 1 werden die von einer Kamera aufgenommenen Bilder in einer Mehrzahl von Kanälen mit einer bestimmten Frequenz von beispielsweise 2 Bildern pro Sekunde einer ersten Stufe 1 eines Sabotage-Detektionsprozesses zugeführt, in welcher ein stabiles Hintergrundbild B ohne Bewegungen gewonnen wird, von welchem in der Folge als Referenz ausgegangen wird. Dazu wird beispielsweise ein Gauss'sches Mischungsmodell verwendet, siehe dazu beispielsweise C. Stauffer, W.E.L. Grimson "Adaptive Background Mixture Models for Real-Time Tracking" in CVPR '99, Vol. 2, Seiten 246-252, Juni 1999.According to FIG. 1, the images recorded by a camera are supplied in a plurality of channels at a specific frequency of, for example, 2 images per second to a
Es werden nur Luminanzkomponenten der einzelnen Pixel in Betracht gezogen und jedes einzelne Pixel der Szene wird durch eine Mischung von k Gauss-Verteilungen modelliert:
- Zuerst wird die Verteilung der Gewichtungen (zur Zeit t-1) so geordnet, dass die Verteilung mit der höchsten Gewichtung an der Spitze steht: ω1 ≥ ω2 ≥ ω3
- Anschliessend wird überprüft, ob die aktuelle Luminanz mit einer der Verteilungen |µk- Y| ≤ γσk überein stimmt, wobei γ = konstant ist.
- Wenn mindestens eine Übereinstimmung festgestellt wird, werden µk, σk und ωk aktualisiert.
-
-
- wenn Übereinstimmung: ωk(t+1) = α ωk(t) + (1-α)
- wenn keine Übereinstimmung: ωk(t+1) = α ωk(t) + 0
-
- Wenn keine Übereinstimmung festgestellt wird, dann wird k=3 reinitialisiert:
-
- First, the distribution of weights (at time t-1) is ordered so that the distribution with the highest weighting is at the top: ω 1 ≥ ω 2 ≥ ω 3
- Subsequently, it is checked whether the current luminance with one of the distributions | μ k - Y | ≤ γσ k is true, where γ = constant.
- If at least one match is found, μ k , σ k, and ω k are updated.
-
-
- if match: ω k (t + 1) = α ω k (t) + (1-α)
- if no match: ω k (t + 1) = α ω k (t) + 0
-
- If no match is found then k = 3 is reinitialized:
-
In den nächsten Stufen des Sabotage-Detektionsprozesses erfolgt eine Kantenextraktion, bei welcher die Kantenwerte der einzelnen Pixel des stabilen Hintergrunds B ermittelt werden. Dazu werden auf B ein so genannter Sobel-Operator 2 und ein Mittelwert-Operator 3 angewandt und es wird für jedes Pixel i ein Wert di (Sobel) und mi (Mittelwert) berechnet:
wobei
in which
Beim Mittelwert-Operator 3 sind alle Elemente gleich 1.For
Man erhält also am Ausgang der Stufe 2 die einzelnen Pixel i von (d) und am Ausgang der Stufe 3 die einzelnen Pixel i von (m), aus denen anschliessend ein Kantenbild gewonnen wird. Im Anschluss an die Stufen 2 und 3 erfolgt in einer Stufe 4 eine Binärisierung der Pixel i, und zwar nach der Formel:
i(d, m) = 0 für dβ < mη, ansonsten ist i(d, m) gleich 1; β und η sind konstant.Thus, at the output of
i (d, m) = 0 for dβ <mη, otherwise i (d, m) is equal to 1; β and η are constant.
Das Ergebnis dieser Binärisierung ist ein digitales Kantenbild Q, welches in einem Ringspeicher 5 gespeichert wird. Der Ringspeicher 5 ist wesentlich länger als die Anzahl der der Zeitkonstante entsprechenden Frames. Vorzugsweise beträgt die Grösse des Ringspeichers 1.5τ, wobei τ durch die folgende Beziehung mit α verknüpft ist: τ = 1/(1-α).The result of this binarization is a digital edge image Q, which is stored in a
Dann erfolgt in einer mit dem Bezugszeichen 6 bezeichneten Stufe anhand einer Korrelation des aktuellen Kantenbildes mit einem früheren die Berechnung der Summe über alle Pixel. Man verwendet dazu das erste Binärbild Q(0) und das letzte Binärbild Q(N) im Ringspeicher. Man zählt die Anzahl der Bits, welche im ersten Binärbild Q(0) vorhanden sind (Summe S0), die Anzahl der Bits, welche im letzten Binärbild Q(N) vorhanden sind (Summe SN), und schliesslich die Anzahl der Bits welche sowohl im ersten als auch im letzten Binärbild Q(0) + Q(N) vorhanden sind (Summe Scorr).
Der Korrelationswert qcorr ist definiert als qcorr = Scorr / min(S0, SN), mit 0 < qcorr < 1. Je stärker sich die beiden Kantenbilder Q(0) und Q(N) überlappen, desto näher liegt der Korrelationswert qcorr bei 1. Bei einer durch Sabotage verursachten Bewegung der Kamera wird von dieser ein anderer Bildausschnitt erfasst, was zu einer Änderung des Korrelationswerts führt. Der Korrelationswert qcorr gelangt anschliessend in eine mit dem Bezugszeichen 7 bezeichnete Stufe, in der die Alarmentscheidung erfolgt.The correlation value q corr is defined as q corr = S corr / min (S 0 , S N ), with 0 <q corr <1. The closer the two edge images Q (0) and Q (N) overlap, the closer the correlation value q corr at 1. In the case of camera movement caused by sabotage, the camera captures another image section, which results in a change in the correlation value. The correlation value q corr then passes into a designated by the
Die Alarmentscheidung erfolgt anhand eines Schwellwerts für die Änderung δq = 1 - qcorr. Für die Auslösung eines Alarms gilt die Gleichung δq = 1 - qcorr ≤ thresAlarm. Der Alarm-Schwellwert thresAlarm hängt von der Alarm-empfindlichkeit und vom Kantenanteil fedge = min(S0, SN) an der Anzahl der in Betracht gezogenen Pixel (= Grösse des jeweiligen Bildes) ab. Bei gleicher Empfindlichkeitsein-stellung benötigt man für einen kleinen Kantenanteil fedge einen höheren Schwellwert δq als für einen hohen Kantenanteil. Man wird in der Regel die Alarmschwelle für δq = 1 - qcorr bei 0.5 festlegen und für Kantenanteile unter 0.2 nach oben verschieben. Aus diesem Grund ist der Alarmschwellwert δq nicht eine feste Grösse, sondern eine Funktion des Kantenanteils fedge.The alarm decision is made on the basis of a threshold value for the change δ q = 1 - q corr . For the triggering of an alarm the equation δ q = 1 - q corr ≤ thres alarm applies. The alarm threshold thres Alarm depends on the alarm sensitivity and the edge component f edge = min (S 0 , S N ) on the number of considered pixels (= size of the respective image). For the same sensitivity setting, a higher threshold value δ q is required for a small edge component f edge than for a high edge component. As a rule, the alarm threshold for δ q = 1 - q corr will be set at 0.5 and shifted upwards for edge portions below 0.2. For this reason, the alarm threshold δ q is not a fixed quantity but a function of the edge component f edge .
Die Einstellung der Alarmschwelle in Funktion des Kantenanteils ist aus Fig. 2 ersichtlich, in der auf der Ordinatenachse die Alarmschwelle thresAlarm und auf der Abszissenachse der Kantenanteil fedge aufgetragen ist. Man sieht, dass der Empfindlichkeitsbereich des Algorithmus, der sich zwischen den Grenzen 0 und 1 erstreckt, auf ein variables Band von Schwellwerten für δq dynamisch abgebildet wird. Die obere Grenze für den Schwellwert ist mit einer voll ausgezogenen Linie dargestellt, die untere Grenze mit einer gestrichelten und der Mittelwert mit einer gepunkteten Linie. Während bei einem Kantenanteil fedge ≥ 0.6 die untere Grenze bei 0.15, die obere Grenze bei 0.85 und der Mittelwert bei 0.50 liegen, liegen diese Werte für einen Kantenanteil von fedge bei 0.34, 0.63 und 0.92.The setting of the alarm threshold in function of the edge portion is shown in FIG. 2, in which the alarm threshold thres alarm is plotted on the ordinate axis and the edge component f edge is plotted on the abscissa axis. It can be seen that the sensitivity range of the algorithm extending between the
Andere Sabotagemöglichkeiten neben Bewegen der Kamera sind Abdecken oder Besprayen von deren Objektiv. In diesen Fällen ergibt sich mangels Überlappung der Kantenbilder der Korrelationswert qcorr = 0, also eine maximale Abweichung der Bildausschnitte.Other sabotaging options besides moving the camera are masking or spraying of their lens. In these cases, the lack of overlap of the edge images results in the correlation value q corr = 0, ie a maximum deviation of the image sections.
Die im Flussdiagramm von Fig. 1 dargestellten Verfahrensschritte sind in Form eines Programms auf einem Prozessor implementiert, der entweder in eine Überwachungskamera integriert ist und mit dieser eine Funktionseinheit bildet, oder an den eine Mehrzahl von beispielsweise 32 Überwachungskameras anschliessbar sind und der zu diesem Zweck für die parallele Verarbeitung von mehreren, beispielsweise 32, Datenworten ausgebildet ist.The method steps illustrated in the flow chart of FIG. 1 are implemented in the form of a program on a processor which is either integrated in a surveillance camera and forms a functional unit with it, or to which a plurality of, for example, 32 surveillance cameras can be connected and which for this purpose the parallel processing of several, for example 32, data words is formed.
Die Beschreibung des Verfahrens zur Detektion von Sabotageversuchen an einer Überwachungskamera anhand der Untersuchung von Kantenwerten ist nicht als Einschränkung zu verstehen.The description of the method of detecting sabotage attempts on a surveillance camera by examining edge values is not intended to be limiting.
Es wird vielmehr darauf hin gewiesen, dass die Untersuchung von Kantenwerten nur einen Spezialfall einer Untersuchung der aufgenommenen Bilder auf Änderungen darstellt. Wie schon weiter vorne erwähnt wurde, kann eine solche Untersuchung auf Änderungen auch durch einen direkten Vergleich der Bilder erfolgen, oder durch Untersuchung von Ecken, Intensität oder Farbe der Pixel, oder durch eine DCT-, Fourier- oder Wavelet-Transformation und Verwendung der DCT-, Fourier- bzw. Waveletkoeffizienten. Allgemein kann man sagen, dass aus dem Bild für bestimmte Eigenschaften des Bildes charakteristische Koeffizienten extrahiert werden.Rather, it is pointed out that the study of edge values is only a special case of examining the recorded images for changes. As mentioned earlier, such an examination for changes can also be made by directly comparing the images, or by examining the corners, intensity or color of the pixels, or by DCT, Fourier or wavelet transform and using the DCT , Fourier or wavelet coefficients. Generally one can say that characteristic coefficients are extracted from the image for certain properties of the image.
Das heisst, dass für jedes untersuchte Pixel oder für jede untersuchte Bildregion ein zeitlicher Mittelwert der Pixel gebildet wird, was ein stabiles Hintergrundbild ergibt. Dann werden charakteristische Koeffizienten extrahiert und in eine Informationsmatrix transformiert. Alternativ kann man auch die Koeffizienten schon aus dem Bild bilden und diese anschliessend in eine Informationsmatrix transformieren. Die aktuelle Informationsmatrix wird dann mit der Informationsmatrix eines Referenzbildes verglichen.This means that a temporal average of the pixels is formed for each pixel examined or for each examined image region, resulting in a stable background image. Then characteristic coefficients are extracted and transformed into an information matrix. Alternatively, the coefficients can already be formed from the image and then transformed into an information matrix. The current information matrix is then compared with the information matrix of a reference image.
Claims (24)
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EP04029763A EP1672604A1 (en) | 2004-12-16 | 2004-12-16 | Method and apparatus for detection of tampering with a surveillance camera |
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EP04029763A EP1672604A1 (en) | 2004-12-16 | 2004-12-16 | Method and apparatus for detection of tampering with a surveillance camera |
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