MXPA03003268A - Metodo de busqueda de video digital grabado para areas de actividad. - Google Patents

Abstract

Un metodo para escudrinar imagenes de video grabadas de una escena para localizar aquellas imagenes en las cuales hay una cantidad predeterminada de actividad; las imagenes (I) de la escena se obtienen durante un periodo; cada una de las imagenes (SI) es comparada con una imagen de referencia (RI) de la escena y una imagen de diferencia (DI) se crea para cada comparacion; una prueba de umbral se aplica a cada imagen como una medicion de la actividad que ocurre en la escena en el tiempo en que se obtiene la imagen y los resultados de la prueba se almacenan con la imagen en una memoria (18) de un sistema de procesamiento de imagenes (10); cuando las imagenes son subsecuentemente visualizadas, un umbral de visualizacion relacionado con la cantidad de actividad que ocurre en la escena es establecido por el observador, los resultados de la prueba para cada imagen almacenada son despues escudrinados para determinar si la imagen cumple con los criterios de visualizacion; si es asi, la imagen es ya sea desplegada para visualizarse en un monitor (24) o se crea un archivo (F2) para analisis; puesto que los criterios de umbral de visualizacion pueden ser facilmente determinados para un gran numero de imagenes almacenadas, no es necesario ver las imagenes en su orden secuencial; esto ahorra una cantidad sustancial de tiempo y permite al usuario localizar rapidamente informacion pertinente relacionada con actividades en un sitio monitoreado.

Description

METODO DE BUSQUEDA DE VIDEO DIGITAL GRABADO PARA AREAS DE ACTIVIDAD CAMPO TECNICO Esta invención se refiere a procesamiento de imagen de video y muy particularmente a un método de búsqueda de imágenes de video grabadas para localizar rápidamente áreas de actividad grabadas en el video.

TECNICA ANTECEDENTE En los sistemas de grabación de video, por ejemplo aquellas usadas para vigilancia de un establecimiento, una cámara obtiene imágenes de video de una escena muchas veces en un segundo. Estas imágenes son procesadas por un sistema de procesamiento de imágenes y los resultados almacenados en una grabadora de video digital (o similar). Las imágenes son almacenadas en secuencia; es decir, la primera imagen obtenida primero, la segunda imagen obtenida en segundo lugar y así sucesivamente. Las imágenes son señales análogas por lo general convertidas digitalmente, y estas imágenes digitales son almacenadas en una memoria de computadora o en un disco. La mayoría de los servicios de vigilancia se usan en tiempos en que se espera poca actividad dentro de la escena visualizada por la cámara. Por consiguiente, el video grabado típicamente tendrá segmentos largos en donde no hay cambio en la imagen grabada. Un inconveniente en los sistemas de grabación convencionales es que a fin de ver esos segmentos en los cuales la actividad ha ocurrido y ha sido grabada, es necesario moverse a través de las imágenes en su secuencia de grabación. Es decir, la secuencia de imágenes grabadas almacenadas en una memoria es puesta en cola en una entrada de representación visual de una computadora. El operador entonces fija un valor de umbral y oprime un botón de reproducción. La computadora después realiza secuencias en serie a través de las imágenes almacenadas hasta que alcanza una en la que la cantidad de actividad capturada en la imagen excede la fijación de umbral. Después se empiezan a reproducir imágenes que comienzan en ese lugar. Incluso con una técnica rápida de visualización tal como ésta, puede llevar una cantidad no ordinaria de tiempo para obtener un segmento en donde hay actividad que pueda ser de interés al observador. La presente invención resuelve este problema mediante un método que permite que el video grabado sea más rápidamente escudriñado, deteniéndose el escudriñamiento únicamente en aquellas imágenes en donde un cambio en la actividad grabada excede un umbral predeterminado.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Entre los diversos objetos de la presente invención se puede notar la provisión de un método de escudriñamiento de imágenes de video grabadas de una escena para localizar rápidamente aquellas imágenes en las cuales hay una cantidad de actividad predeterminada. Los métodos implican obtener primero imágenes de una escena durante un periodo. Una de las imágenes es designada como una imagen de referencia de la escena y las otras imágenes se comparan con esta referencia, una a la vez. Se crea una imagen de diferencia para cada comparación de una imagen con la imagen de referencia y las imágenes de diferencia son almacenadas en una memoria del sistema. Una prueba de umbral se aplica a cada imagen de diferencia como una medida de la actividad que ocurre en la escena en el tiempo en que la imagen se obtiene y los resultados de la prueba se almacenan con la imagen. Cuando las imágenes han de ser visualizadas subsecuentemente, un umbral de visualización relacionado con la cantidad de actividad que ocurre en la escena es establecido por el observador. Los resultados de la prueba para cada imagen almacenada son entonces escudriñados para determinar qué imágenes cumplen con los criterios de visualización. Esas imágenes son ya sea desplegadas, en secuencia de tiempo, para visualización o son usadas para crear un archivo separado para análisis. Puesto que los criterios del umbral de visualización pueden determinarse rápidamente para un gran número de imágenes almacenadas, no es necesario visualizar las imágenes en su orden secuencial que ahorra una cantidad sustancial de tiempo y permite al usuario localizar rápidamente información pertinente relacionada con actividades en un sitio monitoreado. Otros objetos y características serán en parte evidentes y en parte se indicarán más adelante.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS En los dibujos, la figura 1 es un diagrama de bloques simplificado de un sistema de procesamiento de imagen; la figura 2 ilustra la comparación de una imagen de video de referencia con otra imagen de video para producir una imagen de diferencia; la figura 3 ilustra una detección de umbral y porción de conteo del sistema; la figura 4 es una representación simplificada del contenido de imagen procesada almacenado por el sistema; y la figura 5 ilustra un archivo de imagen ensamblado a partir de todas las imágenes almacenadas en las cuales un valor de conteo de umbral es excedido. la figura 6 ¡lustra una máscara positiva aplicada a una imagen como parte del procesamiento; y la figura 7 ilustra una máscara negativa aplicada a la imagen. Los caracteres de referencia correspondientes indican partes correspondientes en todos los dibujos.

MEJOR MODO PARA LLEVAR A CABO LA INVENCION Haciendo referencia s ios dibujos, un sistema de procesamiento de imágenes de la presente invención es indicado generalmente con el número 10. Una cámara 12 obtiene imágenes de video de una escena y provee como una salida una señal análoga A. Esta señal análoga es suministrada como una entrada a un convertidor de análogo a digital 14 que convierte la señal A a una señal digital D. La señal digital es suministrada a un procesador de señal 16 que procesa la señal de una manera descrita más adelante. Después del procesamiento, las imágenes de video son almacenadas en una memoria 18 que pueden ser una memoria de computadora, un CD u otros medios de almacenamiento de datos. Los expertos en la técnica entenderán que aunque el sistema 10 se muestra para incluir una cámara de video 12, otros dispositivos de formación de imagen, por ejemplo, un detector de infrarrojo (IR) también se puede usar para obtener imágenes que son procesadas de acuerdo con el método de la presente invención. Como se muestra en la figura 1 , el sistema de procesamiento de imágenes 10, con el tiempo, captura y almacena una serie de imágenes MN-Una de estas imágenes es designada periódicamente como una imagen de referencia Rl por el sistema. Cada imagen de referencia representa una visualización de la escena en un punto dado en el tiempo. Las imágenes SI obtenidas subsecuentemente en el tiempo a la imagen de referencia son comparadas con la imagen de referencia por el procesador 16. Esta comparación se hace para determinar si ha habido algún cambio significativo en la escena que se está observando. En un sistema de seguridad, por ejemplo, el resultado de la comparación es evaluar si ha ocurrido una intrusión de los establecimientos que están siendo monitoreados. Como se muestra en la figura 2, el procesador 16 incluye un comparador 20 que tiene como una entrada la imagen de referencia Rl y como una segunda entrada una imagen subsecuente SI. Las dos imágenes son del mismo tamaño, es decir, tienen el mismo número de píxels dispuestos en un formato idéntico de M hileras y N columnas. Debido a esto, el comparador 20 puede comparar fácilmente las dos imágenes para determinar si hay alguna diferencia entre ellas. El comparador hace esto al comparar primero los valores de píxels representados por los bits de datos en los lugares Rl, p^ y SI, pi,i. Enseguida, el comparador compara los valores de píxels representados por los bits de datos en Rl, pi,2 y SI, pi,2, después Rl, p i3 y SI, pi,3, etc., a través de los valores de píxels representados por los bits de datos en Rl, pM|N y SI ??,?· La comparación se realiza sustrayendo el valor de un píxel del otro, siendo el resultado almacenado en una matriz que representa una imagen de diferencia DI. Si no hay cambio en los valores de píxels para un lugar dado entre la imagen de referencia Rl y la imagen subsecuente SI, un valor de 0 se almacena en la dirección apropiada de la matriz de imagen de referencia. De otra manera, un valor que representa la diferencia es introducido en el lugar de matriz para los valores de píxel que han sido comparados. Haciendo referencia a la figura 3, una vez que una imagen de diferencia DI es creada por el comparador 20, la imagen de referencia es suministrada como una entrada a un detector de umbral y el contador 22 del procesador 18. Cada valor de píxel que comprende la diferencia es ahora medido contra un valor de umbral predeterminado. El número de valores de píxels que igualan o exceden el umbral se cuentan, y el valor de conteo es introducido como un encabezado H del cual ahora es una imagen de diferencia procesada DI'. La imagen de diferencia procesada es almacenada en almacenamiento de imagen 18 junto con las otras imágenes de diferencia procesadas. La figura 4 es una representación simplificada de un archivo de imagen almacenada F1. Los contenidos del archivo F1 son cada imagen de diferencia procesada DIVDI'N almacenada en la memoria 18. Además del contenido de la imagen, cada imagen de diferencia también incluye un encabezado H que indica la posición de la imagen en la secuencia de procesamiento de imágenes y la localización de la imagen subsecuente SI en la memoria 18 a la cual corresponde la imagen de diferencia y el valor de conteo para el número de segmentos de imagen que exceden el umbral. Ahora, cuando las imágenes almacenadas son visualizadas en un monitor 24, en lugar de tener que escudriñar cada imagen grabada, en secuencia, para detectar la actividad, los contenidos de los encabezados de imagen de diferencia son escudriñados para determinar qué imágenes tienen valores de conteo de umbral que exceden un mínimo predeterminado. Los expertos en la técnica entenderán que aun cuando no hay una diferencia discernible entre una imagen de referencia y una imagen subsecuente comparada con la misma, habrá algunas diferencias debido al ruido del sistema, etc., y algunas de estas diferencias pueden ser suficientemente significativas para exceder el umbral y por lo tanto ser contadas. Sin embargo, éstas serán pocas en número en comparación con aquellas en las cuales hay actividad dentro del cuadro. Usando el método de la presente invención, una vez que un control de nivel de umbral 26 en un monitor 24 es fijado por el usuario, un control de avance rápido hacia adelante 28 facilita el escudriñamiento rápido de las imágenes almacenadas en la memoria 18. Si la imagen DI'M es la primera imagen en la cual el umbral de conteo es excedido, el sistema rápidamente accederá a la imagen que es entonces desplegada en la pantalla 30 del monitor. El operador entonces oprime un control de reproducción 32 y todas las imágenes secuenciales en las cuales el umbral es excedido son entonces desplegadas. En la figura 4, esto está representado por las imágenes DI'M a DI'M+X. Los expertos en la técnica entenderán que el valor fijado por el usuario puede ser cambiado de un tiempo a otro y el valor fijado por el usuario en cualquier tiempo determina el número de imágenes que serán desplegadas. Es decir, si el umbral de visualización se fija a un valor más bajo, entonces un número más grande de imágenes almacenadas cumplirá con los criterios de visualización que si el umbral de visualización es fijado a un valor más alto. Alternativamente, y como se muestra en la figura 5, el archivo de imagen almacenada F1 puede ser procesado para producir el archivo F2, cuyos contenidos incluyen sólo aquellas imágenes almacenadas cuyo conteo de umbral excede un valor predeterminado. Por lo tanto, antes de visualizar el archivo, cuando un usuario fija un valor de conteo de umbral, el procesador 16 escudriña todos los archivos almacenados, localiza aquellas imágenes que cumplen con los criterios de conteo y ensambla el archivo F2 con todas las imágenes seleccionadas que aparecen en su secuencia de tiempo. Este archivo ahora puede ser visualizado en un monitor 24, o un archivo de memoria separado que contiene aquellas imágenes es creado para procesamiento por separado. Lo que se ha descrito es un método de escudriñamiento de imágenes de video grabadas de una escena para localizar aquellas imágenes obtenidas durante cierto periodo y en las cuales hay una cantidad predeterminada de actividad grabada. Una imagen es una imagen de referencia de la escena y otras imágenes se comparan con esta referencia. Se crean imágenes de diferencia para cada comparación y son almacenadas en una memoria. Cuando las imágenes han de ser visualizadas, se aplica una prueba de umbral a cada una para determinar si la cantidad de actividad en una imagen es o no significativa. Sólo aquellas imágenes que cumplen con la prueba son entonces desplegadas, o se crea un archivo separado que incluye sólo esas imágenes.

En vista de lo anterior, se verá que los diversos objetos de la invención se logran y se obtienen otros resultados ventajosos. Puesto que se podrían hacer varios cambios en las construcciones anteriores sin apartarse del alcance de la invención, se pretende que todo el material obtenido en la descripción anterior o mostrado en los dibujos anexos se interprete como ilustrativo y no en un sentido limitante.

Claims (1)

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1 - Un método para revisar visualmente imágenes de video grabadas de una escena para localizar aquellas imágenes en las cuales ha ocurrido una cantidad predeterminada de actividad, que consiste en: obtener una pluralidad de imágenes de una escena durante un periodo, una de las imágenes siendo una imagen de referencia de la escena; comparar la imagen de referencia con otras imágenes de la escena y crear una imagen de diferencia para cada comparación, la imagen de diferencia comprendiendo un conjunto de valores que representan un cambio, si lo hay, entre píxels correspondientes en las imágenes respectivas; realizar una prueba de umbral en el contenido de la imagen de diferencia para determinar el número de contenidos de imagen de diferencia que exceden un umbral predeterminado y contar ese número; almacenar las imágenes y resultados de prueba de umbral en una memoria; y subsecuentemente visualizar imágenes almacenadas seleccionadas incluyendo: fijar un valor representativo de la cantidad de actividad que ocurre en una imagen antes de que sea desplegada para visualización; revisar las imágenes almacenadas e identificar aquellas que tienen resultados de prueba de umbral que guardan o exceden el valor; y desplegar las imágenes identificadas, fijar el valor y revisar los resultados de la prueba de umbral para las imágenes permitiendo que un gran número de imágenes seas revisadas rápidamente sin tener que ver las imágenes en su orden secuencial ahorrando así una cantidad sustancial de tiempo mientras se permite al usuario localizar rápidamente información pertinente relacionada con actividades en la escena. 2.- El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque las imágenes identificadas son desplegadas en su secuencia temporal. 3.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque incluye crear un archivo separado de las imágenes almacenadas identificadas como teniendo resultados de prueba de umbral que igualan o exceden el valor. 4 - El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque las imágenes almacenadas en el archivo separado son también almacenadas en su secuencia temporal. 5.- El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque las imágenes de la escena se obtienen usando medios de formación de imagen que incluyen una cámara que opera en la porción visible del espectro de luz. 6. - El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque los medios de formación de imagen incluyen una cámara de infrarrojo. 7. - El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque las imágenes obtenidas de los medios de visualización son señales análogas y el método incluye convertir las señales análogas a señales digitales. 8. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el medio de memoria incluye una memoria de computadora. 9. - El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el medio de memoria incluye además una memoria de disco. 10. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque las imágenes identificadas se despliegan en secuencia temporal de reversa. 11- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque las imágenes se despliegan a la velocidad a la cual son generadas. 12.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque las imágenes son desplegadas a una velocidad distinta a la cual se generan. 13. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el dispositivo de despliegue contiene un control para instruir manualmente el dispositivo de despliegue para saltarse a la siguiente imagen que excede el umbral. 14. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el dispositivo de despliegue automáticamente se salta a la siguiente imagen que excede el umbral. 15. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque incluye aplicar una máscara positiva a la imagen de tal manera que sólo la porción de la imagen dentro de la máscara sea considerada para propósitos de salto a la siguiente imagen. 16. - El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque incluye aplicar una máscara negativa a la imagen de tal manera que sólo la porción de la imagen fuera de la máscara es considerada para propósitos de salto a la siguiente imagen. 17.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la identificación de las porciones de la imagen que han cambiado se almacena de tal manera que las porciones de la imagen pueden ser buscadas independientemente de otras porciones. 18. - El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque la búsqueda se hace en un método automático sin necesidad de intervención del operador. 19. - Un sistema de procesamiento de imagen para monitorear una escena que comprende: medios de formación de imagen para obtener una pluralidad de imágenes de la escena, una de las imágenes siendo una imagen de referencia de la escena y cada imagen obtenida siendo representada por una señal análoga; medios de convertidor que convierten las señales análogas a señales digitales; medios de procesador de señal que incluyen un comparador que compara la imagen de referencia con otras imágenes de la escena y que crean una imagen de diferencia para cada comparación, cada imagen de diferencia comprendiendo un conjunto de valores que representan un cambio, si lo hay, entre píxels correspondientes en las imágenes respectivas, medios que realizan una prueba de umbral en los contenidos de la imagen de diferencia para determinar el número de contenidos de imagen de diferencia que exceden un umbral predeterminado y que cuentan ese número, y medios de memoria para almacenar las imágenes y los resultados de la prueba de umbral; y medios de visualización por medio de los cuales imágenes almacenadas seleccionadas pueden ser subsecuentemente visualizadas, los medios de visualización incluyendo medios para fijar un valor representativo de la cantidad de actividad que ocurre en una imagen, las imágenes almacenadas siendo revisadas para identificar aquellas cuyos resultados de la prueba de umbral igualan o exceden el valor, y un monitor para desplegar las imágenes identificadas, fijar el valor y revisar los resultados de la prueba de umbral para las imágenes que permiten que un gran número de imágenes sean rápidamente revisadas sin tener que ver las imágenes en su orden secuencial por lo que hay un ahorro en la cantidad sustancial de tiempo mientras se permite al usuario localizar rápidamente información pertinente relacionada con actividades en la escena. 20.- El sistema de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque los medios de visualización despliegan las imágenes identificadas en su orden temporal. 21.- El sistema de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque incluye crear un archivo separado de las imágenes separadas identificadas como teniendo resultado de prueba de umbral que igualan o exceden el valor. 22. - El sistema de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado además porque las imágenes almacenadas en el archivo separado también son almacenadas en su secuencia temporal. 23. - El sistema de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque los medios de formación de imagen incluyen una cámara que opera en la porción visible del espectro de luz.