ITRM940272A1

ITRM940272A1 - INTERACTIVE VIDEO CONTROL SYSTEM

Info

Publication number: ITRM940272A1
Application number: IT000272A
Authority: IT
Inventors: Gianni Jacovitti; Alessandro Neri
Original assignee: Teletron Electronics Srl
Priority date: 1994-05-03
Filing date: 1994-05-03
Publication date: 1995-11-03
Also published as: ITRM940272A0; IT1272982B

Description

Sistema di controllo video interattivo Interactive video control system

E' usuale l'impiego di sistemi di sorveglianza basati su dispositivi di ripresa (telecamere) collegati a monitor per il telecontrollo visivo. Le telecamere sono fisse oppure telecomandabili nel puntamento e nelle ottiche (zoom e fuoco) .Per un uso efficace dei telecomandi è necessario che l'operatore sia in grado di valutare immediatamente il loro effetto sulle immagini.Per questo i canali di trasmissione dei comandi e delle immagini non debbono introdurre apprezzabili ritardi. The use of surveillance systems based on camera devices (cameras) connected to monitors for visual remote control is usual. The cameras are fixed or remotely controlled in the aiming and optics (zoom and focus). For an effective use of the remote controls it is necessary that the operator is able to immediately evaluate their effect on the images. of the images must not introduce appreciable delays.

Ciò è facilmente ottenibile per 1 comandi .D'altra parte per trasmettere immagini è necessario disporre di canali a larga banda.Tipicamente ,un segnale di immagine di tipo TV standard richiede una larghezza di banda di 5 Negahe rts.disponibile soltanto su cavi coassiali ,fibre ottiche o ponti radio . This is easily achieved for 1 commands. On the other hand, broadband channels are required to transmit images. Typically, a standard TV type image signal requires a bandwidth of 5 Negahe rts. Only available on coaxial cables, optical fibers or radio links.

In molte altre applicazioni pratiche ,i soli canali a disposizione .sono quelli delle reti pubbliche con collegamenti dedicati ovvero commutati. In many other practical applications, the only channels available are those of public networks with dedicated or switched links.

Il costo dei collegamenti cresce con la banda richiesta .Inoltre non è possibile disporre di risorse di banda oltre determinati limiti. Per questo, la trasmissione di immagini su rete pubblica implica procedure di compressione dell'informazione più o meno drastiche ,con conseguente riduzione della qualità delle immagini stesse (risoluzione) e/o del ritmo di trasmissione (numero di quadri nell'unità di tempo).Esempi sono costituiti dagli standard di videotelefonia ,che permettono di trasmettere immagini con ritmo e con dettaglio limitati fino alla velocità di 64 kbit/sec.secondo la raccomandazione H 261 del CCITT, oppure dagli standard di trasmissione di immagini fisse (una ogni venti secondi circa) alla velocità di 9600 bit/sec secondo lo standard JPEG. The cost of the connections grows with the required bandwidth, and it is not possible to have bandwidth resources beyond certain limits. For this reason, the transmission of images on the public network involves more or less drastic information compression procedures, with a consequent reduction in the quality of the images themselves (resolution) and / or in the transmission rate (number of frames in the unit of time). Examples are the video telephony standards, which allow the transmission of images with limited rhythm and detail up to the speed of 64 kbit / sec according to the H 261 recommendation of the CCITT, or the transmission standards of still images (one every twenty seconds approximately) at the rate of 9600 bit / sec according to the JPEG standard.

Le pratiche esigenze di telesorveglianza, richiedono sia una teleoperatività agevole dei mezzi di ripresa ,sìa un grado di dettaglio relativamente elevato. Tale risultato va conseguito su canali a diversa capacità ,fino ad un limite inferiore di 9600 bit/sec ,che è la velocità verosimilmente disponibile nel prossimo futuro sulla rete telefonica radiomobile per applicazioni da mezzi mobili. The practical needs of remote surveillance require both an easy teleoperation of the recording means and a relatively high degree of detail. This result must be achieved on channels with different capacities, up to a lower limit of 9600 bit / sec, which is the speed likely to be available in the near future on the mobile radio telephone network for applications from mobile means.

Per ottenere tale risultato il dispositivo oggetto della presente invenzione è dotato di un meccanismo flessibile di compressione delle immagini. To obtain this result, the device object of the present invention is equipped with a flexible mechanism for compressing the images.

Esso opera secondo tre modalità: It operates in three ways:

Modalità puntamento :permette di trasmettere ad un ritmo veloce a bassa risoluzione ,per consentire la visione rapida e il telecomando agevole dei movimenti della telecamera e dello zoom. Pointing Mode: Allows you to transmit at a fast pace at low resolution, for quick viewing and easy remote control of camera and zoom movements.

Modalità messa a fuoco :permette di trasmettere ad un ritmo veloce e ad alta risoluzione parti limitate dell'immagine per consentire la precisa messa a fuoco sui particolari scelti dall'operatore. Focus mode: allows you to transmit limited parts of the image at a fast pace and at high resolution to allow precise focusing on the details chosen by the operator.

Modalità alta risoluzione :permette di trasmettere ad un ritmo lento immagini ad alta risoluzione per consentire una visione di pieno dettaglio di tutta la scena inquadrata dalla telecamera. High resolution mode: allows you to transmit high resolution images at a slow pace to allow a full detail view of the entire scene framed by the camera.

Il passaggio da una modalità all'altra è immediatamente comandabile tramite il terminale di operatore ,che dispone per questo di diverse finestre video sullo schermo. Switching from one mode to the other can be controlled immediately via the operator terminal, which therefore has several video windows on the screen.

L'operatore è in grado di: The operator is able to:

selezionare le immagini sul sistema remoto (commutazione di telecamera) ovvero impostare un tipo di scansione automatica delle telecamere, select images on the remote system (camera switching) or set a type of automatic camera scan,

operare il puntamento e la messa a fuoco su qualsiasi telecamera motorizzata. operate the aiming and focusing on any motorized camera.

attivare la movimentazione automatica delle telecamere motorizzate. activate the automatic movement of the motorized cameras.

Il terminale stesso consente dì effettuare numerose operazioni aggiuntive sulle immagini .tra le quali: il congelamento (freeze) dele immagini ricevute la memorizzazione (store) delle immagini ricevute la consultazione (retrivai ) delle immagini memorizzate . The terminal itself allows to carry out numerous additional operations on the images, including: the freezing of the received images the storage (store) of the received images the consultation (retrivai) of the memorized images.

Il sistema secondo la presente invenzione è schematicamente illustrato nei disegni allegati in cui: La fig.l mostra una vista schematica di un sistema televisivo tradizionale The system according to the present invention is schematically illustrated in the attached drawings in which: Figure 1 shows a schematic view of a traditional television system

La fig.2 mostra una vista schematica di un sistema televisivo tradizionale con controllo brandeggio e ottiche . Fig. 2 shows a schematic view of a traditional television system with pan and lens control.

La fig.3 Mostra una vista schematica di un sistema base secondo la presente invenzione Fig. 3 shows a schematic view of a basic system according to the present invention

La fig.q Mostra una vista schematica di un sistema fisso secondo al presente invenzione. Fig. Q shows a schematic view of a fixed system according to the present invention.

La fig.5 Mostra una vista schematica de un unità trasportabile secondo la presente invenzione. Fig. 5 shows a schematic view of a transportable unit according to the present invention.

Le fig. 6 ,7 e 8 varie visualizzazioni del monitor interattivo in diverse applicazioni del sistema di cui alla presente invenzione. The figs. 6, 7 and 8 various displays of the interactive monitor in various applications of the system of the present invention.

Nella configurazione più semplice, il sistema di controllo video interattivo ,da ora in avanti chiamato più sinteticamente I.V.C.S., è costituito come in fig.3, composto dall'Unità I.V.C.S /RX, completa di monitor a colori e mouse. Può inoltre essere utilizzata ,ad esempio anche una configurazione riportata in fig.4 .che rappresenta la possibilità di trasmettere contemporaneamente le immagini provenienti da più telecamere , eventualmente brandeggiabili. In the simplest configuration, the interactive video control system, hereinafter more briefly called I.V.C.S., is made up as in fig. 3, composed of the I.V.C.S / RX Unit, complete with color monitor and mouse. A configuration shown in fig. 4 can also be used, for example, which represents the possibility of simultaneously transmitting images from multiple cameras, possibly pivoting.

Una altra possibile configurazione è riportata in fig.5 ed è relativa la sistema I.V.C.S in versione trasportabile .Essa è costituita dall'unità I.V.C.S. /TX interfacciata alla telecamera ,eventualmente motorizzata ed all'unità i localizzazione GPS e trasmissione automatica della posizione che si trovano ad esempio o a bordo di un mezzo mobile od In un sito provvisorio, collegati tramite canale radio o telefono cellulare all'unità I.V.C.S /RX, completa del monitor che visualizza le immagini e la posizione dell'osservatore sulla cartografia. In tutti gli esempi di configurazione esaminati, è possibile includere la teleattivazione di microfoni per ascolto o di diffusori acustici per la comunicazione di messaggi, e di eventuali dispositivi di allarme. Sono inoltre possibili i collegamenti opzionali di eventuali unità disco di raccolta dati e stampante. Another possible configuration is shown in fig. 5 and relates to the I.V.C.S system in the transportable version. It consists of the I.V.C.S. / TX interfaced to the camera, possibly motorized, and to the GPS localization unit and automatic transmission of the position which are for example either on board a mobile vehicle or in a temporary site, connected via radio channel or mobile phone to the I.V.C.S / RX unit , complete with the monitor that displays the images and the position of the observer on the cartography. In all the configuration examples examined, it is possible to include the remote activation of microphones for listening or loudspeakers for the communication of messages, and any alarm devices. The optional connections of any data collection disk unit and printer are also possible.

All'interno del sistema IVCS sono presenti i vari software di gestione e comunicazione interamente realizzati per detta applicazione ,che consentono la trasmissione delle immagini, il comando e il controllo delle apparecchiature periferiche e la connessione e il dialogo con sensori e trasduttori. Le figure che seguono rappresentano la visualizzazione del monitor interattivo in diverse applicazioni del sistema I.V.C.S..In esse sono esemplificate otto immagini in prewiew,relative a telecamere locali o remote;con l'attivazione delle funzione HMode (alta risoluzione) è possibile scegliere l'immagine centrale desiderata in alta risoluzione ;la funzione Itotion può permettere l'aggiornamento della porzione di immagine relativa a parti in movimento con effetto real time ;la funzione AutoP può consentire il puntamento automatico della telecamera su obiettivi prestabiliti .La finestra di dialogo consente di conoscere le informazioni relative alla identificazione e posizione del soggetto osservato. Inside the IVCS system there are various management and communication software entirely made for this application, which allow the transmission of images, the command and control of peripheral equipment and the connection and dialogue with sensors and transducers. The following figures represent the display of the interactive monitor in various applications of the I.V.C.S. system. They show eight images in prewiew, relating to local or remote cameras; by activating the HMode function (high resolution), it is possible to choose the image desired control panel in high resolution; the Itotion function can allow the updating of the portion of the image relating to moving parts with real time effect; the AutoP function can allow the automatic aiming of the camera on pre-established objectives. information relating to the identification and position of the observed subject.

Il sistema I.V.C.S. può consentire .tra le sue varie applicazioni ,il telecontrollo e la telesorveglianza di :sistemi di sicurezza ,sistemi di controllo e sorveglianza ,sistemi di monitoraggio.sistemi di protezione ed allarme. The I.V.C.S. system among its various applications, it can allow remote control and remote surveillance of: security systems, control and surveillance systems, monitoring systems, protection and alarm systems.

Una realizzazione particolarmente interessante applicata a questo sistema è la versione trasportabile del sistema I.V.C.S. che abbina vari tipi di sensore (fig.5) con un ricevitore di tipo satellitare GPS . A particularly interesting realization applied to this system is the transportable version of the I.V.C.S. which combines various types of sensor (fig. 5) with a GPS satellite type receiver.

In tal caso oltre l'immagine ripresa sarà disponibile anche la posizione aggiornata continuamente del complesso I.V.C.S. GPS. In this case, in addition to the image taken, the continuously updated position of the I.V.C.S. complex will also be available. GPS.

Ciò è particolarmente valido, in tutti quei casi in cui sia utile conoscere la posizione di un osservatore e contemporaneamente vedere l'immagine circostante. This is particularly valid, in all those cases where it is useful to know the position of an observer and at the same time see the surrounding image.

L'ulteriore interfacciamento di sensori o trasduttori aggiuntivi ,quali microfoni,diffusori acustici o dispositivi di allarme .permettono ulteriori applicazioni nel campo della telesorveglianza. The further interfacing of additional sensors or transducers, such as microphones, loudspeakers or alarm devices, allow further applications in the field of remote surveillance.

L'invenzione è stata fin qui descritta a solo titolo di esempio non limitativo ad essa potranno essere apportate tutte le modifiche dettate dalla attuazione pratica e dai tecnici del ramo senza per altro esulare dall'ambito dell'invenzione quale appare dalle rivendicazioni che seguono: The invention has been described up to now by way of non-limiting example only, all the modifications dictated by the practical implementation and by those skilled in the art can be made without however departing from the scope of the invention as appears from the following claims:

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1.Interactive video control system which allows, through a function called preview, to acquire one or more small low-resolution images quickly updated (1s, for example using normal switched telephone lines) allowing the positioning and fine adjustment of the panel concerned and the subsequent display in high resolution in a few seconds. 2.System according to rev. previous which allows the simultaneous display of multiple images. updated in rapid sequence. with the possibility of controlling the movement of each camera. 3. System according to the previous claims characterized by the fact that said system allows the simultaneous display of several images as in point 2., and also the generation of maps that allow the identification of sensors and transducers. 4. System according to the preceding claims characterized in that said system allows the representation of all the functions, images and commands through the computer screen. 5. System according to the preceding claims characterized by the fact that said system allows, through a specific command, the real-time updating of the preview image selected in high resolution by means of a software that estimates the movement and updates only the portion of the changed image . 6. System according to the preceding claims characterized in that said system allows the reception and transmission of remote controls, images, images and audio communications, analog data, digital data from sensors, images and data as a fixed, transportable or mobile unit. 7. System according to the preceding claims characterized by the fact that it allows the reception, transmission and control of sensors with the plan position on a special memorized map. This is done through the remote transmission to the operator of the coordinates obtained from GPS sensors. The units of the system are equipped with special connectors for the sensors, and with a program for the periodic and systematic transmission of the coordinates simultaneously with that of the images. operator terminal is equipped with a function for displaying the positions of stored and geodifferentiated maps, which can be activated by pressing a button. Other functions include tracking the trajectories of mobile vehicles and self-centering on the screen. 8. System according to the preceding claims characterized in that said system accepts television signals also from cameras on different bands, for example visible / infrared / U.V:/ and tc. and can transmit and receive on a normal telephone line or on any other communication medium (radio channel, conveyed waves, ultrasounds). 9. System according to the preceding claims characterized in that in combination with the "motion estimation system" it can be used for presence and alarm detection, becoming an effective security and surveillance system. Appropriate image processing makes it possible to automatically detect the occurrence of any anomalies (movements, intrusion of objects, changes in lighting). This function can be activated for each camera. The detected events are transmitted to the alarm handling section of the operator terminal . 10. System according to the preceding claims, characterized by the fact that said system allows the transmission and reception of images in real time on transmission supports which allow transmission speeds higher than 64Kbit per second. The I.V.C.S. they can communicate on channels at different speeds. typically they are used for the speed of 9600 bit / sec on V32 modems. They are equipped with functions for connection via switched line, on manual or automatic command when events occur (autocall). 11. System according to one or more of the preceding claims characterized in that said system has inputs for the connection of sensors and / or for connection to alarm control units. The data are transmitted periodically or upon event simultaneously with the images. The operator terminal is equipped with an alarm handling section and display on memorized maps with self-centering on the screen. In fact, in many remote surveillance applications it is necessary to report measures and alarms to the operator from sensors of various types. 12. System according to the preceding claims, characterized by the fact that it has a voice signal compression system which allows it to be transmitted simultaneously to the images and to the data. In fact, in some applications, especially from mobile means, it is necessary to have a channel sound engineer for voice communications between operators.