FR2913792A1 - ELECTRONIC CARD FOR A MONITORING SYSTEM. - Google Patents
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Abstract
Carte électronique (6) d'analyse contextuelle d'une image correspondant à une scène observée comportant au moins une entrée vidéo (4), au moins une interface entrée/sortie pour un périphérique fournissant une première information contextuelle, un circuit d'analyse vidéo fournissant une seconde information contextuelle, un circuit de traitement desdites informations contextuelles pour commander un circuit de gestion d'alarmes, et un circuit de sortie pour fournir une image vidéo associée auxdites informations contextuelles.Electronic card (6) for contextual analysis of an image corresponding to an observed scene comprising at least one video input (4), at least one input / output interface for a device providing a first contextual information, a video analysis circuit providing second contextual information, a circuit for processing said contextual information for controlling an alarm management circuit, and an output circuit for providing a video image associated with said contextual information.
Description
CARTE ÉLECTRONIQUE POUR UN SYSTÈME DE SURVEILLANCEELECTRONIC CARD FOR A MONITORING SYSTEM
La présente invention concerne le domaine des cartes électroniques d'analyse contextuelle d'une image correspondant à une scène observée. Cette carte électronique peut notamment être utilisée dans le cadre de l'analyse de signaux vidéo représentatifs d'images vidéo provenant d'un système d'observation. L'analyse de ces signaux permet notamment d'extraire certaines informations contextuelles relatives aux caractéristiques spatiales et temporelles de l'objet observé. The present invention relates to the field of electronic maps for contextual analysis of an image corresponding to an observed scene. This electronic card can in particular be used in the context of the analysis of video signals representative of video images from an observation system. The analysis of these signals makes it possible in particular to extract certain contextual information relating to the spatial and temporal characteristics of the observed object.
On connaît dans ce domaine de nombreuses cartes électroniques utilisées pour l'analyse et le traitement d'images de surveillance provenant de dispositifs immobiles. Toutefois, ces cartes électroniques présentent l'inconvénient d'être relativement volumineuses et surtout très consommatrices en énergie. Ces caractéristiques sont problématiques lorsque l'on souhaite développer des dispositifs de surveillance mobiles dont on attend au contraire qu'ils soient à la fois performants, compacts et autonomes en énergie. Many electronic cards are known in this field for the analysis and the processing of surveillance images from immobile devices. However, these electronic cards have the disadvantage of being relatively bulky and especially very energy-intensive. These characteristics are problematic when it is desired to develop mobile monitoring devices that are expected to be at the same time efficient, compact and autonomous in energy.
La présente invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients en proposant une carte électronique d'analyse contextuelle d'une image correspondant à une scène observée apte à traiter de façon pertinente les informations contextuelles fournies par un système d'observation mobile. The present invention is intended in particular to remedy these drawbacks by proposing an electronic map for contextual analysis of an image corresponding to an observed scene capable of appropriately processing the contextual information provided by a mobile observation system.
La présente invention a également pour but de proposer une carte électronique d'analyse contextuelle d'une image correspondant à une scène observée qui soit économe en énergie. La présente invention a enfin pour but de proposer une 35 carte électronique d'analyse contextuelle d'une image correspondant à une scène observée qui soit peu volumineuse. The present invention also aims to provide an electronic map contextual analysis of an image corresponding to an observed scene that is energy efficient. The present invention finally aims to provide an electronic map contextual analysis of an image corresponding to an observed scene which is small.
À ce titre, la présente invention concerne selon son acceptation la plus générale une carte électronique d'analyse contextuelle d'une image correspondant à une scène observée comportant au moins une entrée vidéo, au moins une interface entrée/sortie pour un périphérique fournissant une information contextuelle, un circuit d'analyse vidéo fournissant desdites informations contextuelles, caractérisée en ce que la carte comporte en outre un circuit de traitement de ladite information contextuelle pour commander un circuit de gestion d'alarmes, et un circuit de sortie pour fournir une image vidéo associée auxdites informations contextuelles. As such, the present invention relates, according to its most general acceptance, an electronic card for contextual analysis of an image corresponding to an observed scene comprising at least one video input, at least one input / output interface for a device providing information contextual, a video analysis circuit providing said contextual information, characterized in that the card further comprises a circuit for processing said contextual information for controlling an alarm management circuit, and an output circuit for providing a video image associated with said contextual information.
Cette solution présente l'avantage de regrouper au sein d'une carte électronique d'analyse contextuelle d'une image correspondant à une scène observée plusieurs modules habituellement séparés dont un circuit de traitement de l'information contextuelle pour commander un circuit de gestion d'alarmes. Cette configuration améliore les performances et la fiabilité de l'analyse contextuelle. Ces modules peuvent fonctionner par l'intermédiaire d'un processeur unique, ce qui réduit le volume et surtout la consommation énergétique de la carte électronique. D'autre part, le circuit d'analyse de l'information contextuelle opère selon une méthodologie calculatoire statistique, ce qui minimise sensiblement les transferts d'information et donc la consommation énergétique de la carte électronique. This solution has the advantage of grouping within an electronic card contextual analysis of an image corresponding to a scene observed several usually separate modules including a contextual information processing circuit for controlling a management circuit of alarms. This configuration improves the performance and reliability of the contextual scan. These modules can operate through a single processor, which reduces the volume and especially the energy consumption of the electronic card. On the other hand, the contextual information analysis circuit operates according to a statistical computational methodology, which substantially minimizes the information transfers and therefore the energy consumption of the electronic card.
Avantageusement, ledit circuit de traitement comporte au moins une entrée recevant des informations contextuelles non visuelles, et réalise un traitement conditionnel en fonction desdites informations non visuelles. Advantageously, said processing circuit comprises at least one input receiving non-visual contextual information, and performs conditional processing according to said non-visual information.
De préférence, la carte électronique comporte un espace-mémoire pour recevoir un programme de paramétrage ou des paramètres définissant lesdits traitements conditionnels. Preferably, the electronic card includes a memory space for receiving a parameterization program or parameters defining said conditional processing.
De préférence également, l'un desdits traitements conditionnels consiste à piloter un système d'observation pour observer des zones prédéterminées. Selon une variante, l'un desdits traitements conditionnels consiste à piloter un système d'observation 10 pour observer un élément en mouvement. Selon une autre variante, le circuit d'analyse vidéo comprend un premier processeur optimisé pour réduire la consommation électronique, le circuit de gestion d'alarmes comportant un second processeur dédié pour l'exécution des 15 programmes de gestion d'alarmes, ladite carte intégrant l'ensemble des ressources nécessaires aux traitements contextuels. Also preferably, one of said conditional treatments consists in driving an observation system to observe predetermined zones. According to one variant, one of said conditional treatments consists in driving an observation system 10 to observe an element in motion. According to another variant, the video analysis circuit comprises a first processor optimized to reduce the electronic consumption, the alarm management circuit comprising a second dedicated processor for executing the alarm management programs, said card integrating all the resources needed for contextual processing.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la 20 description qui suit, concernant un exemple non limitatif de réalisation où : - la figure 1 illustre de façon schématique un dispositif de surveillance comprenant un système d'observation, une carte électronique selon l'invention et 25 un poste de contrôle pour un opérateur ; - la figure 2 illustre un mode de réalisation de la carte électronique selon l'invention ; - la figure 3 illustre un mode de réalisation détaillé de la carte électronique selon l'invention. 30 Dans la figure 1, le système d'observation 2 transmet un signal vidéo d'entrée 4 correspondant à une succession d'images observées. Ce signal vidéo d'entrée 4 est transmis à une carte électronique 6. Cette carte électronique 6 35 analyse et interprète les informations contextuelles 22,42 qu'elle reçoit et réagit en fonction des paramètres de programmation 62 qu'elle contient. D'autre part, la carte électronique 6 transmet un signal vidéo de sortie 8 par le biais d'une carte Ethernet 84. Ce signal vidéo de sortie 8 peut ensuite par exemple être observé sur un écran de contrôle 9. The invention will be better understood on reading the description which follows, relating to a nonlimiting example of embodiment in which: FIG. 1 schematically illustrates a monitoring device comprising an observation system, an electronic card according to FIG. invention and a control station for an operator; FIG. 2 illustrates an embodiment of the electronic card according to the invention; FIG. 3 illustrates a detailed embodiment of the electronic card according to the invention. In FIG. 1, the observation system 2 transmits an input video signal 4 corresponding to a succession of observed images. This input video signal 4 is transmitted to an electronic card 6. This electronic card 6 analyzes and interprets the contextual information 22,42 it receives and reacts according to the programming parameters 62 it contains. On the other hand, the electronic card 6 transmits an output video signal 8 via an Ethernet card 84. This output video signal 8 can then for example be observed on a control screen 9.
Sur la figure 2, le premier module électronique est un circuit d'entrée vidéo 10. Ce circuit d'entrée vidéo 10 récupère un ou plusieurs signaux vidéo d'entrée 4 provenant du système d'observation 2. Lorsque les signaux vidéo d'entrée 4 sont analogiques, le circuit d'entrée vidéo 10 les numérise. Puis il transmet ces signaux vidéo numériques 16 à un circuit d'analyse vidéo 20. In Fig. 2, the first electronic module is a video input circuit 10. This video input circuit 10 retrieves one or more input video signals 4 from the observation system 2. When the input video signals 4 are analog, the video input circuit 10 digitizes them. Then it transmits these digital video signals 16 to a video analysis circuit 20.
Le circuit d'analyse vidéo 20 a ensuite pour tâche d'opérer un traitement perceptif de ces signaux vidéo numériques 16. Le module d'analyse vidéo 20 comporte, en outre, trois fonctions principales une fonction de perception, une fonction de compréhension et une fonction de commande. L'ensemble de ces fonctions permet d'extraire une première information contextuelle 22 portant notamment sur des informations spatio-temporelles relatives au système d'observation 2. Un troisième module électronique comprend une interface entrée/sortie 40 pour un périphérique fournissant une seconde information contextuelle 42. Cette seconde information contextuelle 42 est indépendante du système d'observation 2 et porte également sur des informations spatio-temporelles. Cette interface entrée/sortie 40 possède en outre une sortie reliée à un système de motorisation 43 afin de pouvoir contrôler, par exemple, l'orientation d'une ou plusieurs caméras vidéo. Un circuit de traitement 60 récupère la première et la seconde information contextuelle 22,42. Ce circuit de traitement 60 permet de répondre à un événement observé par une série de procédures adaptées au contexte de l'événement. Si par exemple, l'événement observé possède les caractéristiques d'une présence humaine sur une zone interdite au moment de l'observation, le circuit de traitement 60 peut gérer la mise en marche d'une alarme. Enfin, un circuit de sortie 80 récupère les signaux vidéo numériques 16, les compresse et les transmet au monde extérieur par le biais d'une carte Ethernet 84. The video analysis circuit 20 then has the task of performing a perceptual processing of these digital video signals 16. The video analysis module 20 further comprises three main functions a perception function, a comprehension function and a control function. The set of these functions makes it possible to extract a first contextual information item 22 relating in particular to spatio-temporal information relating to the observation system 2. A third electronic module comprises an input / output interface 40 for a device providing a second contextual information item. 42. This second contextual information 42 is independent of the observation system 2 and also relates to spatio-temporal information. This input / output interface 40 also has an output connected to a motorization system 43 in order to control, for example, the orientation of one or more video cameras. A processing circuit 60 retrieves the first and second contextual information 22,42. This processing circuit 60 makes it possible to respond to an event observed by a series of procedures adapted to the context of the event. If for example, the observed event has the characteristics of a human presence on a prohibited area at the time of observation, the processing circuit 60 can manage the start of an alarm. Finally, an output circuit 80 recovers the digital video signals 16, compresses them and transmits them to the outside world via an Ethernet card 84.
Le circuit d'entrée vidéo 10 comporte une méthode de traitement de données 12, par exemple, de type FIFO vidéo. Si le nombre d'entrées vidéo devient important, on pourra également utiliser un multiplexeur 12. De préférence, le système d'observation 2 comporte uniquement des caméras vidéo digitales. Ainsi, les signaux vidéo d'entrée 4 sont numériques et donc compatibles avec les circuits de traitement de la carte électronique 6. Néanmoins, selon une variante, le système d'observation 2 est constitué d'au moins une caméra vidéo analogique. Le circuit d'entrée 10 comporte alors un convertisseur analogique-numérique 14, de façon à conformer les signaux vidéo d'entrée 4 avec les circuits de la carte électronique 6. Cette conversion peut notamment se faire grâce à un décodeur PAL 14. The video input circuit 10 comprises a data processing method 12, for example of video FIFO type. If the number of video inputs becomes large, it will also be possible to use a multiplexer 12. Preferably, the observation system 2 comprises only digital video cameras. Thus, the input video signals 4 are digital and therefore compatible with the processing circuits of the electronic card 6. Nevertheless, according to a variant, the observation system 2 consists of at least one analog video camera. The input circuit 10 then comprises an analog-digital converter 14, so as to conform the input video signals 4 with the circuits of the electronic card 6. This conversion can in particular be done through a PAL decoder 14.
Le circuit d'entrée vidéo 10 transmet un ou plusieurs signaux vidéo numériques 16 au circuit d'analyse vidéo 20. Ce circuit d'analyse vidéo 20 analyse les signaux vidéo numériques 16 en temps réel et recueille une première information contextuelle 22 relative au système d'observation 2. Ce circuit d'analyse vidéo 20 a déjà été décrit dans plusieurs demandes de brevet publiées sous les numéros FR2611063, FR2805629, FR2821459, FR2843467, FR2843469, FR2843470 et FR2843471. Ce module d'analyse vidéo 20 possède trois fonctions de base : The video input circuit 10 transmits one or more digital video signals 16 to the video analysis circuit 20. This video analysis circuit 20 analyzes the digital video signals 16 in real time and collects a first contextual information 22 relating to the video analysis system. observation 2. This video analysis circuit 20 has already been described in several patent applications published under the numbers FR2611063, FR2805629, FR2821459, FR2843467, FR2843469, FR2843470 and FR2843471. This video analysis module 20 has three basic functions:
- La fonction de perception analyse d'une part le mouvement pour chacun des pixels constituant l'image (FR2751772) et d'autre part la structure de l'image elle-même (FR2858447). L'objectif de cette fonction de perception est de signaler lorsqu'un élément observé est en mouvement. - La fonction de compréhension est destinée à analyser les images qui ont été perçues par la fonction de perception. Ainsi, le positionnement d'un pixel dans l'image est analysé pour renseigner sur les caractéristiques spatiales de l'objet observé. Cette information de position est relative à la position du système d'observation. De la même façon, l'analyse des trames successives permet d'obtenir des informations temporelles. - La fonction de commande génère un signal de sortie spécifique en fonction des valeurs de sortie des fonctions de perception et de compréhension. La première information contextuelle 22 recueillie correspond donc à des évènements observés, par exemple un objet en mouvement dans une zone spécifique. L'analyse du signal vidéo numérique 16 correspondant à cet événement permet de déterminer certaines caractéristiques telles que la taille de l'objet, sa position relative par rapport au système d'observation, sa vitesse ou son sens de déplacement. Ce système d'analyse vidéo 20 est implémenté pour analyser simultanément et en temps réel plusieurs signaux vidéo numériques 16. La première information contextuelle 22 ainsi recueillie est transmise au circuit de traitement 60. The perception function analyzes, on the one hand, the movement for each of the pixels constituting the image (FR2751772) and, on the other hand, the structure of the image itself (FR2858447). The purpose of this perception function is to signal when an observed element is in motion. - The comprehension function is intended to analyze the images that have been perceived by the perception function. Thus, the positioning of a pixel in the image is analyzed to provide information on the spatial characteristics of the object observed. This position information is relative to the position of the observation system. In the same way, the analysis of the successive frames makes it possible to obtain temporal information. - The control function generates a specific output signal according to the output values of the perception and comprehension functions. The first contextual information 22 collected thus corresponds to observed events, for example an object moving in a specific area. The analysis of the digital video signal 16 corresponding to this event makes it possible to determine certain characteristics such as the size of the object, its relative position with respect to the observation system, its speed or its direction of movement. This video analysis system 20 is implemented to simultaneously analyze in real time a plurality of digital video signals 16. The first contextual information 22 thus collected is transmitted to the processing circuit 60.
L'interface entrée/sortie 40 pour un périphérique fournit une seconde information contextuelle 42 au circuit de traitement 60. Cette seconde information contextuelle 42 n'est pas relative au système d'observation 2. Elle 6 renseigne sur des caractéristiques spatiales et temporelles générales. Cette interface entrée/sortie 40 est notamment connectée à une horloge 44 procurant un signal de base de temps. Avantageusement l'horloge 44 est radio-pilotée de façon à fiabiliser l'information temporelle qu'elle fournit. L'interface entrée/sortie 40 est également connectée à un système de positionnement par satellite 46, éventuellement de type GPS ainsi qu'à un clavier externe 48 destiné à communiquer directement avec le circuit de traitement 60. Enfin selon une variante, l'interface entrée/sortie 40 peut être reliée à un système de motorisation 43 du système d'observation 2 pour piloter une ou plusieurs caméras grâce à des commandes PZT (pan, zoom tilt). The input / output interface 40 for a device provides a second contextual information 42 to the processing circuit 60. This second contextual information 42 is not relative to the observation system 2. It provides information on general spatial and temporal characteristics. This input / output interface 40 is in particular connected to a clock 44 providing a time base signal. Advantageously, the clock 44 is radio-controlled so as to make reliable the temporal information it provides. The input / output interface 40 is also connected to a satellite positioning system 46, possibly of the GPS type, as well as to an external keyboard 48 intended to communicate directly with the processing circuit 60. Finally, according to a variant, the interface input / output 40 can be connected to a motorization system 43 of the observation system 2 to control one or more cameras with PZT commands (pan, zoom tilt).
Le circuit de traitement 60 comprend un circuit de gestion d'alarmes 64 et un espace-mémoire pour recevoir un programme de paramétrage 62. Selon un exemple de réalisation, le circuit d'analyse vidéo 20 comporte un premier processeur optimisé pour traiter l'exécution des programmes de l'ensemble de la carte électronique 6. Ainsi, on réduit sensiblement la consommation énergétique de la carte électronique 6. Selon une autre variante, le circuit de gestion d'alarmes 64 comporte un second processeur dédié pour la gestion des alarmes 64. Le circuit de traitement 60 reçoit deux informations contextuelles 22,42. Une première information contextuelle 22 provient du circuit d'analyse vidéo 20 et une seconde information contextuelle 42 provient de l'interface entrée/sortie 40 de la carte électronique 6. L'ensemble de ces informations contextuelles 22,42 est analysé pour déterminer les caractéristiques spatio-temporelles d'un événement perçu par le système d'observation 2. The processing circuit 60 comprises an alarm management circuit 64 and a memory space for receiving a parameterization program 62. According to an exemplary embodiment, the video analysis circuit 20 comprises a first processor optimized to process the execution. Thus, the energy consumption of the electronic card 6 is substantially reduced. According to another variant, the alarm management circuit 64 includes a second dedicated processor for the management of the alarms. The processing circuit 60 receives two contextual information 22,42. A first contextual information 22 comes from the video analysis circuit 20 and a second contextual information item 42 comes from the input / output interface 40 of the electronic card 6. The set of these contextual information 22, 42 is analyzed to determine the characteristics spatio-temporal effects of an event perceived by the observation system 2.
Avantageusement, le programme de paramétrage 62 peut être modifié ou téléchargé. À ce titre, le clavier externe 48 qui communique avec l'interface entrée/sortie 40 de la carte électronique 6 permet d'entrer de nouveaux paramètres dans le programme de paramétrage 62. Le circuit de traitement 60 vérifie donc pour chaque évènement observé s'il correspond à un scénario envisagé par le programme de paramétrage 62. Selon les cas, le circuit de traitement 60 applique différentes procédures préprogrammées. Ces procédures peuvent être, par exemple, la mise en marche d'un circuit de gestion d'alarmes 64, le pilotage du système d'observation 2 pour observer certaines zones prédéfinies, ou encore le pilotage du système d'observation 2 afin de suivre un objet en mouvement. Enfin, le circuit de traitement 60 transmet le signal 15 vidéo numérique 16 issu du circuit d'analyse vidéo 20 vers un circuit de sortie 80. Advantageously, the parameterization program 62 can be modified or downloaded. In this respect, the external keyboard 48 which communicates with the input / output interface 40 of the electronic card 6 makes it possible to enter new parameters in the parameterization program 62. The processing circuit 60 thus checks for each event observed. it corresponds to a scenario envisaged by the parameterization program 62. Depending on the case, the processing circuit 60 applies different preprogrammed procedures. These procedures can be, for example, the start of an alarm management circuit 64, the control of the observation system 2 to observe certain predefined zones, or the control of the observation system 2 in order to follow an object in motion. Finally, the processing circuit 60 transmits the digital video signal 16 from the video analysis circuit 20 to an output circuit 80.
Le circuit de sortie 80 comprend un circuit de compression 82 et une carte Ethernet 84. Le signal vidéo 20 numérique 16 est compressé, par exemple en MPEG4. Ce signal vidéo numérique 16 compressé est ensuite transmis au module Ethernet 84 et envoyé vers un système informatique de contrôle général 9. Une fois décompressé, le signal vidéo numérique de sortie 8 pourra, par exemple, être visualisé 25 par un opérateur installé dans un bâtiment éloigné de la zone de surveillance. Le circuit de traitement 60 peut également transmettre une information générale sur le déroulement de l'observation. Le dispositif peut ainsi informer qu'un 30 événement suspect a été observé. De la même façon que précédemment, un opérateur pourra éventuellement contrôler visuellement l'image créée à partir du signal vidéo numérique de sortie 8. La carte Ethernet 84 reçoit un signal d'alimentation 35 général 86 communément appelé PoE pour Power on Ethernet . Ce signal d'alimentation général fournit une alimentation pour l'ensemble des circuits de la carte électronique 6 précédemment décrits. The output circuit 80 includes a compression circuit 82 and an Ethernet card 84. The digital video signal 16 is compressed, for example MPEG4. This compressed digital video signal 16 is then transmitted to the Ethernet module 84 and sent to a general computer control system 9. Once decompressed, the digital output video signal 8 may, for example, be viewed by an operator installed in a building away from the surveillance zone. The processing circuit 60 can also transmit general information on the progress of the observation. The device can thus inform that a suspicious event has been observed. In the same way as before, an operator may optionally visually control the image created from the digital output video signal 8. The Ethernet card 84 receives a general power supply signal 86 commonly called PoE for Power on Ethernet. This general supply signal provides power for all the circuits of the electronic card 6 described above.
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| FR3099597A1 (en) * | 2019-07-31 | 2021-02-05 | Techway | Electronic card |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2913792B1 (en) | 2009-08-28 |
| WO2008132335A1 (en) | 2008-11-06 |
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