RU14100U1

RU14100U1 - COMPUTER TELEVISION MONITORING SYSTEM

Info

Publication number: RU14100U1
Application number: RU2000107645/20U
Authority: RU
Inventors: А.А. Митрохин; В.Н. Коршунов; А.И. Гришин; П.В. Мамаков; Е.В. Серга; А.В. Евтихиев; К.Э. Шишкин
Original assignee: Митрохин Александр Александрович
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2000-06-27

Abstract

Компьютерная телевизионная система наблюдения, включающая в себя видеокоммутатор и n каналов наблюдения, содержащих n телевизионных камер, выход видеосигнала каждой из которых подключен к одному из n видеовходов видеокоммутатора, отличающаяся тем, что содержит анализатор видеосигналов, а в состав каждого из n каналов наблюдения входит дискретное устройство сканирования, содержащее дискретный шаговый двигатель, механически связанный с телевизионной камерой и подключенный к нему двусторонней связью блок управления, вход которого соединен двусторонней связью с одним из n управляющих выходов видеокоммутатора, при этом управляющий вход видеокоммутатора соединен двусторонней связью с управляющим выходом анализатора, а выход видеосигналов видеокоммутатора подключен к видеовходу анализатора видеосигналов, осуществляющего по каждому шагу сканирования обнаружение подвижных объектов на основе оценки распределения яркости точек двумерного изображения с использованием линейной фильтрации видеосигнала с последующим вычислением функции автокорреляции последовательных разностных изображений и сравнения ее с пороговым значением.A computer television monitoring system including a video switch and n surveillance channels containing n television cameras, the video signal output of each of which is connected to one of the n video inputs of the video switch, characterized in that it contains a video signal analyzer, and each of the n observation channels includes a discrete a scanning device comprising a discrete stepper motor mechanically connected to a television camera and a control unit connected to it by two-way communication, the input of which is connected is connected by two-way communication with one of the n control outputs of the video switch, while the control input of the video switch is connected by two-way communication with the control output of the analyzer, and the video signal output of the video switch is connected to the video input of the video signal analyzer, which detects moving objects on each scan step based on the distribution of brightness of the points of the two-dimensional image using linear filtering of the video signal with subsequent calculation of the autocorrelation function of sequential p aznosti images and comparing it with a threshold value.

Description

КОМПЬЮТЕРНАЯ ТЕЛЕВИЗИОННАЯ СИСТЕМА НАБЛЮДЕНИЯCOMPUTER TELEVISION MONITORING SYSTEM

Полезная модель относится к области прикладного телевидения и предназначена для применения в видеоохранных системах с целью обнаружения посторонних лиц в охраняемой зоне.The utility model relates to the field of applied television and is intended for use in video security systems in order to detect unauthorized persons in a protected area.

Известно техническое решение РСТ W089/11709 G08B13/18, G01S17/02, 17/46 1989г Сканирующее устройство для обнаружения в охраняемой зоне посторонних лиц и объектов, содержащее измеритель, устройство сканирования ИК лучом, отражающие устройства, приемник-компаратор, в котором сравнение с эталонным сигналом производится на компараторе в каждом из нескольких азимутальных секторов в течение выбранного момента времениPCT Technical Solution W089 / 11709 G08B13 / 18, G01S17 / 02, 17/46 1989 is known. A scanning device for detecting unauthorized persons and objects in a protected area, comprising a meter, an infrared ray scanning device, reflective devices, a comparator receiver, in which the comparison with the reference signal is produced on the comparator in each of several azimuthal sectors during the selected time

Известно техническое решение по заявке РФ 9403337 G08B 13/18 1994г Устройство обнаружения паук, которое позволяет сформировать контролируемую зону только одним функциональным каналом, в отличие от существующих сложных многоканальных устройств обнаружения, содержащее излучатель и приемник, расположенные на поворотном устройствеA technical solution is known according to the application of the Russian Federation 9403337 G08B 13/18 1994 A spider detection device that allows you to create a monitored zone with only one functional channel, unlike existing complex multichannel detection devices, containing a transmitter and receiver located on a rotary device

Указанные решения не обеспечивают поиска нарушителей в многокамерных телевизионных системах в связи с отсутствием автоматического поиска и обнаружения нарушителей.These solutions do not provide for the search for violators in multi-camera television systems due to the lack of automatic search and detection of violators.

Наиболее близким техническим решением является телевизионная охранная система ЕР 0604009 Al H04N 7/18, G08B 13/194, содержащая п камер, изображение которых обрабатывается видеопроцессором, соединенным с компьютерной сетью При этом угол обзора камер изменяется в зависимости от приходящих командThe closest technical solution is the television security system EP 0604009 Al H04N 7/18, G08B 13/194, containing n cameras, the image of which is processed by a video processor connected to a computer network. The viewing angle of the cameras changes depending on the incoming commands.

Основным характерным признаком, по которому производится обнаружение нарушителей в видеоохранных системах, является признак движения Однако использование данного признака в указанных системах приводит к противоречию, связанному с тем, что, с одной стороны, для обеспечения поиска нарушителя необходимо сканировать охраняемую зону, а с другой стороны, для его обнаружения необходимо, чтобы поле зрения телевизионной камеры оставалось неподвижным Указанное противоречие в указанных системах в силу использования аналогового сканирования не позволяет автоматизировать процесс поиска, что существенно снижает эффективность подобного рода систем.The main characteristic feature by which intruders are detected in video security systems is a sign of movement. However, the use of this feature in these systems leads to a contradiction associated with the fact that, on the one hand, it is necessary to scan the protected area in order to search for the intruder, and on the other hand , for its detection, it is necessary that the field of view of the television camera remains stationary. The indicated contradiction in the indicated systems due to the use of analog scanning It allows you to automate the process of searching, which significantly reduces the effectiveness of such systems.

Заявляемое техническое решение направлено на решение задачи автоматического поиска и обнаружения нарушителей в охраняемой зоне путем дискретного сканирования поля обзора телевизионной камеры с последующим анализом видеосигналаThe claimed technical solution is aimed at solving the problem of automatic search and detection of intruders in the protected area by discrete scanning of the field of view of a television camera with subsequent analysis of the video signal

МПК6 H04N 7/18, G08B13/194IPC6 H04N 7/18, G08B13 / 194

Для решения поставленной задачи предлагается компьютерная телевизионная система наблюдения, включающая в себя видеокоммутатор и п каналов наблюдения, содержащих п телевизионных камер, выход видеосигнала каждой из которых подключен к одному из п видеовходов видеокоммутатора, отличающаяся тем, что содержит анализатор видеосигналов, а в состав каждого из п каналов наблюдения входит дискретное устройство сканирования, содержащее дискретный шаговый двигатель, механически связанный с телевизионной камерой и подключенный к нему двусторонней связью блок управления, вход которого соединен двусторонней связью с одним из п управляющих выходов видеокоммутатора, при этом управляющий вход видеокоммутатора соединен двусторонней связью с управляющим выходом анализатора видеосигналов, а выход видеосигналов видеокоммутатора подключен к видеовходу анализатора видеосигналов, осуществляющего по каждому шагу сканирования обнаружение подвижных объектов на основе оценки распределения яркости точек двумерного изображения с использованием линейной фильтрации видеосигнала с последующим вычислением функции автокорреляции последовательных разностных изображений и сравнения ее с пороговым значениемTo solve this problem, a computer-based television monitoring system is proposed, which includes a video switch and n surveillance channels containing n television cameras, the video signal output of each of which is connected to one of the n video inputs of the video switch, characterized in that it contains a video signal analyzer, and each of n monitoring channels includes a discrete scanning device containing a discrete stepper motor mechanically connected to a television camera and connected to it bilaterally the control unit, the input of which is connected by two-way communication with one of the n control outputs of the video switch, the control input of the video switch is connected by two-way communication with the control output of the video analyzer, and the video signal output of the video switch is connected to the video input of the video signal analyzer, which detects moving objects at each scan step based on the estimation of the brightness distribution of the points of a two-dimensional image using linear filtering of the video signal from the last by calculating the autocorrelation function of successive difference images and comparing it with a threshold value

Сущность заявляемого технического решения раскрывается с помощью чертежа, приведенного на фиг 1 На чертеже представлена компьютерная телевизионная система наблюдения, каждый из п каналов наблюдения которой включает в себя телевизионную передающую камеру 1, дискретное устройство сканирования 2, содержащее дискретный шаговый двигатель 3 и блок управления 4 видеокоммутатор 5, анализатор видеосигналов 6The essence of the claimed technical solution is revealed using the drawing shown in Fig. 1. The drawing shows a computer television surveillance system, each of the n channels of observation of which includes a television transmitting camera 1, a discrete scanning device 2, containing a discrete stepper motor 3 and a control unit 4 of the video switch 5, video analyzer 6

Поиск и обнаружение нарушителей в процессе наблюдения осуществляется путем автоматического дискретного перемещения телевизионной камеры 1 с помощью шагового двигателя 3 по сигналам с блока управления 4, при этом последовательность видеосигналов, формируемых телевизионной камерой 1 поступает на видеокоммутатор 5. Видеокоммутатор 5 осуществляет коммутацию поступающих от телекамер 1 видеосигналов и выдачу их в анализатор видеосигналов бSearch and detection of violators during the monitoring process is carried out by automatically discrete moving the television camera 1 using a stepper motor 3 according to the signals from the control unit 4, and the sequence of video signals generated by the television camera 1 is fed to the video switch 5. The video switch 5 commutes the video signals received from the camera 1 and issuing them to the video analyzer b

Анализатор видеосигналов 6 выполняется на базе персонального компьютера При этом после каждого перемещения телевизионной камеры 1 в | течение заданного интервала времени, определяемого временем нахождения шагового двигателя 3 в неподвижном состоянии, производится анализ посгупающей видеоинформации с целью выделения признаков, соответствующих появлению в поле зрения телевизионной камеры 1 движущегося объектаVideo analyzer 6 is performed on the basis of a personal computer. Moreover, after each movement of the television camera 1 in | during a predetermined time interval determined by the time the stepper motor 3 is in a stationary state, an analysis of the incoming video information is carried out in order to highlight the signs corresponding to the appearance of a moving object in the field of view of the television camera 1

Анализ проводится на основе оценки распределения яркости точек двумерного изображения путем линейной фильтрации видеосигнала с последующим вычислением функции автокорреляции последовательных разностных изображений по формуле:The analysis is based on the assessment of the distribution of the brightness of the points of a two-dimensional image by linear filtering of the video signal with the subsequent calculation of the autocorrelation function of successive difference images using the formula:

-,. 7гЈ 1|1.(ЬЙ-1«((ЬЙ-1п-2.М, 1J - ,. 7rЈ 1 | 1. (B-1 (((b-1n-2.M, 1J

где In(i, j), In-a(i, j) In-2a(i, j) - яркости точек с координатами i, j в n, n-a и п-2аwhere In (i, j), In-a (i, j) In-2a (i, j) are the brightness of the points with coordinates i, j in n, n-a and n-2a

кадрах двумерного дискретного изображения из исходной последовательностиframes of a two-dimensional discrete image from the original sequence

изображений с задержкой на а кадров;images with a delay on a frames;

I, J - число точек изображения по горизонтали и вертикали соответственно,I, J - the number of image points horizontally and vertically, respectively,

г„ - величина функции автокорреляции разностного изображения для n-го кадра.g „is the value of the autocorrelation function of the difference image for the nth frame.

Полученное в ходе вычислений значение функции автокорреляциии сравнивается с ее пороговым значением и при выходе этого значения за пределы заданного порога анализатор б выдает решение о наличии в поле зрения телевизионной камеры 1 движущегося объекта.The value of the autocorrelation function obtained in the course of calculations is compared with its threshold value, and when this value exceeds the specified threshold, the analyzer b decides whether there is a moving object in the field of view of television camera 1.

Таким образом, по сравнению с прототипом, предложенное техническое решение ликвидирует противоречивость процессов поиска и обнаружения подвижных объектов за счет того, что процесс сканирования является дискретным, и обеспечивает автоматический поиск и обнаружение нарушителя в многокамерных телевизионных системах. При этом достигается возможность существенного уменьшения количества телекамер в видеоохранных системах, поскольку за счет применения сканирования обеспечивается значительное увеличение полей обзора для каждой из телекамер, а использование для анализа функции автокорреляции позволяет повысить вероятность обнаружения нарушителей.Thus, in comparison with the prototype, the proposed technical solution eliminates the inconsistency of the search and detection of moving objects due to the fact that the scanning process is discrete, and provides automatic search and detection of the intruder in multi-camera television systems. At the same time, it is possible to significantly reduce the number of cameras in video surveillance systems, since the use of scanning provides a significant increase in the field of view for each of the cameras, and the use of the autocorrelation function for analysis can increase the probability of detecting intruders.

Источники информации:Sources of information:

1.Патент PCX W089/11709 G08B 13/18 1989 г.1 PCX Patent W089 / 11709 G08B 13/18 1989

2.Заявка РФ 94033317 G08B 13/18 1994 г.2. RF application 94033317 G08B 13/18 1994

3.Патент ЕР 0604009А1 H04N 7/183.Patent EP 0604009A1 H04N 7/18

Claims

A computer television surveillance system including a video switch and n observation channels containing n television cameras, the video signal output of each of which is connected to one of the n video inputs of the video switch, characterized in that it contains a video signal analyzer, and each of the n observation channels includes a discrete a scanning device comprising a discrete stepper motor mechanically connected to a television camera and a control unit connected to it by two-way communication, the input of which is connected is connected by two-way communication with one of the n control outputs of the video switch, while the control input of the video switch is connected by two-way communication with the control output of the analyzer, and the video signal output of the video switch is connected to the video input of the video signal analyzer, which detects moving objects on each scan step based on the distribution of brightness of the points of the two-dimensional image using linear filtering of the video signal with subsequent calculation of the autocorrelation function of sequential aznosti images and comparing it with a threshold value.