EP0448803A2 - Videokontroll-Einrichtung - Google Patents

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EP0448803A2
EP0448803A2 EP90124078A EP90124078A EP0448803A2 EP 0448803 A2 EP0448803 A2 EP 0448803A2 EP 90124078 A EP90124078 A EP 90124078A EP 90124078 A EP90124078 A EP 90124078A EP 0448803 A2 EP0448803 A2 EP 0448803A2
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EP
European Patent Office
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image
flash
video control
control device
area
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EP90124078A
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EP0448803B1 (de
EP0448803A3 (en
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Rainer Grundig E.M.V. Max Grundig Rumland
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Grundig EMV Elektromechanische Versuchsanstalt Max Grundig GmbH
Original Assignee
Grundig EMV Elektromechanische Versuchsanstalt Max Grundig GmbH
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING SYSTEMS, e.g. PERSONAL CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/18—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength
    • 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
    • G08B13/19639—Details of the system layout
    • G08B13/19652—Systems using zones in a single scene defined for different treatment, e.g. outer zone gives pre-alarm, inner zone gives alarm
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING SYSTEMS, e.g. PERSONAL CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/18—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength
    • 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
    • G08B13/19634—Electrical details of the system, e.g. component blocks for carrying out specific functions

Definitions

  • the invention relates to a video control device for the detection of stationary and moving objects in a delimited, preferably flat area with the aid of a surveillance camera.
  • Light barriers are often used to detect such objects. Although this type of monitoring is not very complex, it has the disadvantage that only objects that interrupt a light beam are recognized, so that the network of light beams must be very narrow. In order to recognize people lying down or flat obstacles, the light barriers must be installed very low, which, however, can easily lead to errors in the evaluation, e.g. if There is snow. Additional video surveillance is required, so that in the event of an alarm, the surveillance personnel can check the surveillance area for the cause of the alarm so that the train is not stopped in the event of a false alarm.
  • a more advantageous method is monitoring with television cameras and automatic evaluation with a video controller.
  • movements are detected here, so that a pedestrian or a car in the surveillance area triggers the alarm. Since in this type of monitoring two images in succession are checked for changes, the detection of an object depends on its movement. Objects at rest are not recognized.
  • a source of error arises from changes in the image caused by the moving shadow of passing clouds or trees moving in the wind. In the dark there are problems with the headlights of car headlights.
  • the object of the invention is therefore to provide a monitoring device that is both stationary and also reliably detects moving objects in the surveillance area and at the same time reduces the probability of false alarms.
  • This object is achieved by taking two images for evaluation and storing them in an image memory, one of the images being taken without artificial lighting, while the second image with a flash which is arranged opposite the camera, the axis of the radiation cone of the Flash forms an angle with the camera axis, which is smaller than 180 °, is recorded.
  • a difference image is now created from the two images stored in the image memory, which only contains portions which have arisen from the lighting by the flash, while portions which have arisen as a result of normal light are extinguished. If there is an object in the monitored area, the difference image results in a signal in the shadow areas that arise behind an object on the side facing away from the flash. The extent of these signals is evaluated. An alarm is triggered when a shadow is detected.
  • the monitoring device With the monitoring device according to the invention, three-dimensional objects can be recognized, it being irrelevant whether these are moving or at rest. By hiding the part of the image that is created by normal lighting, changes in the image that are caused by shadows as a result of normal lighting and the like and that lead to interference in known image processing systems are suppressed.
  • the area to be monitored can be limited by a mask if the detection range of the camera is larger than the area to be monitored.
  • the mask is electronically determined so that the excluded areas are not taken into account in the evaluation.
  • a second flash device which is arranged at a short distance next to the first, so that, for example, ruts in snow in the direction of the plane in which the axis of the camera optics and the flash cone of lightning lying, do not cause shadows. It is advantageous if the axis of the second flash has a slightly changed angle to the camera axis.
  • Limiting the spectral range of the flash and advantageously also of the camera also contributes to increasing the evaluation reliability, since the interference is reduced by this exclusion.
  • a range from dark red to infrared can still be processed well by the television cameras with semiconductor sensors (CCD cameras), the blue, green and yellow areas are suppressed and an appropriate optical filter makes the scene still appear natural. In this way, the image signals triggered by a limited spectral range can be fed to a central monitoring station for evaluation.
  • the light loss caused by the filter is compensated for by opening the diaphragm by 2 to 3 steps.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an arrangement according to the invention
  • FIG. 2 shows the arrangement of flash unit (hereinafter referred to as flash) and camera using the example of a level crossing
  • FIG. 3 shows the image section with a restricted area and a three-dimensional object.
  • the camera 1 is connected to the masking device 2. From this masking device 2, lines lead to the synch separator 3 to the image processing unit 12 and to the switch S1, which optionally connects the signal at the output of the masking device 2 to the image memory 6 or to the image memory 7.
  • the switch S1 is controlled by the switch control 5.
  • the synch separator 3 is still connected to the field recognition 4. This in turn has a connection to the switch control 5 and to the flash control 8, which is connected to the switch S2 and to the flash 9.
  • the image memories 6 and 7 are also connected to the differential circuit 11, to which the image processing unit 12 connects.
  • a connection leads from the image processing unit 12 to the alarm transmitter 13, which is connected to an alarm output unit 14.
  • the camera 1 and the flash 9 are arranged elevated on opposite sides of the surveillance area.
  • a possible arrangement is shown in FIG. 2a using the example of a level crossing.
  • the arrangement can consist of the camera K and the flash B or of the camera K and the flashes B1 and B2. Furthermore, an arrangement with more than two flashes is also possible if the area to be monitored has other conditions that require this.
  • a side view of the arrangement is shown in Fig. 2b. 2c shows a view from above.
  • the switch S2 is coupled to the barrier at a level crossing so that it activates the monitoring device when the barrier is closed.
  • the camera When the monitoring device is activated, the camera first records a first field and then a second field with flash lighting. These video signals pass through the masking device 2, in which everything is hidden that does not belong to the area to be monitored.
  • the masking device 2 In Figure 3a, the parts that are masked out by the masking device are shown hatched, so that only the area between the barriers remains. In the masking device 2 However, ascertained bumps or the rails, which can also interfere with the evaluation, can be hidden.
  • the manipulated in the masking device 2 image signal is firstly applied to the synch separator 3, in which the synchronization signals are separated, which are then processed in the field recognition 4.
  • the image portions hidden by the mask are fed to the image processing unit, so that these image portions are not taken into account in the image evaluation.
  • the manipulated image signal is optionally sent to the image memory 6 or the image memory 7 via the switch S1.
  • the switch S1 is brought into the respectively required position by the switch control 5, a switching signal being given by the field recognition 4 to the switch control 5.
  • the control takes place in such a way that a first field is stored in the image memory 6. This first field is under normal conditions, i.e. taken by the camera without flash.
  • the field detection 4 again sends a switching signal to the switch control 5 and the flash control 8 and the flash image now generated is stored in the image memory 7.
  • the field detection can output a switching signal after each field or every frame, which is evaluated in the switch control 5 or in the flash control 8.
  • the evaluation can advantageously take place in such a way that after the first Field in the image memory 6, one field is not evaluated and the next field is then written into the image memory 7, the flash 9 being triggered by the flash control 8 when this field is recorded.
  • This field now contains image information that was obtained due to the normal lighting and additionally the image information that was caused by the flash.
  • the two fields are located in the image memories 6 and 7 and are subsequently manipulated in the differential circuit 11 by forming the difference from the corresponding image points of the image memory 6 and the image memory 7.
  • the resulting image which is evaluated in the image processing unit 12, only contains image information that was caused by the light of the flash. When this image was displayed on the monitor, everything would be largely shown and visible, just like on a normal picture. However, the disturbing external light sources, such as car headlights and their light cones, and their effects, such as the shadows caused by these light sources, are missing. Shadows are also invisible, which are caused by passing clouds or trees swaying in the wind and which can only be eliminated with great effort or not at all during image evaluation using known image recording methods.
  • the image information that only results from the light of the flash creates a shadow on the side of the object facing away from the flash, as shown in FIG. 3 is represented by the area S, which indicates the presence of a three-dimensional object O in the surveillance area.
  • the unlit side of the object also remains black and is also referred to as shadow in the following.
  • the simplest way to evaluate the image is to use a shadow, i.e. recognize an area whose image values have black levels. If such an area is recognized, the alarm device 13 can emit an alarm, which is indicated acoustically or optically by the alarm output unit 14.
  • the image evaluation in the image processing unit 12 can be expanded as far as is necessary for meaningful monitoring. For example, the extent and shape of the area can be evaluated with a black level. In this way, an alarm can be suppressed, for example by a cigarette packet. Thanks to a more complex image processing system, brightening of the shadows created by scattered light can also be taken into account.
  • the size of the shadow depends on the position to the flash. An object that is close to the flash creates a smaller shadow than an object of the same size that is further away because the angle of incidence is flatter here.
  • Three-dimensional objects which, as already mentioned, are constantly in the same area in the area to be monitored, can be masked out by the masking device 2 or they can be excluded from the evaluation in the image processing unit 12.
  • An adaptation to different places of use is easily possible here, in that the surveillance area is recorded in the manner described above when the surveillance system is set up, and the shadows that are created are taught in and are not taken into account in the evaluation in the surveillance area.
  • the surveillance camera of the surveillance system is also used for surveillance by surveillance personnel, i.e. for displaying an image on a monitor, the field that was additionally exposed by flash can be replaced by the previous field stored in the other image memory.

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Abstract

Bei der Überwachung von eingegrenzten, ebenen Gebieten, z.B. ein Bahnübergang, werden bekannterweise Infrarot-Lichtschranken oder Videokontroll-Systeme eingesetzt. Beide Lösungen haben aber den Nachteil, daß sie entweder unzuverlässig sind oder daß sie in ihrem Aufbau sehr aufwendig werden.
Mit der Erfindung wird eine Videokontroll-Einrichtung geschaffen, die eine sichere Auswertung mit einfachen Mitteln zuläßt. Dazu werden mit einer Kamera jeweils zwei Halbbilder aufgenommen und abgespeichert, wobei eines mit, das andere ohne Blitz aufgenommen wird. Aus beiden wird ein Differenzbild gewonnen, welches nur noch Signalanteile enthält, die vom Licht des Blitzes verursacht werden. Bei Vorhandensein eines dreidimensionalen Objektes im Überwachungsgebiet entsteht auf der vom Blitz abgewandten Seite des Objekts ein Schattensignal, das ausgewertet wird und gegebenenfalls zur Alarmauslösung führt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Videokontroll-Einrichtung zur zur Detektion von ruhenden und bewegten Objekten auf einem abgegrenzten, vorzugsweise ebenen Gebiet mit Hilfe einer Überwachungskamera.
  • Bei derartigen zu überwachenden Gebieten, wie z.B. einem beschrankten Bahnübergang, ist es wichtig, daß Objekte, die sich im Überwachungsbereich befinden, mit Sicherheit erkannt werden, auch wenn die äußeren Umstände ungünstig sind. Bei einem beschrankten Bahnübergang müssen Hindernisse, Personen oder Fahrzeuge erkannt werden.
  • Zum Erkennen von derartigen Objekten werden häufig Lichtschranken eingesetzt. Diese Art der Überwachung ist zwar nicht sehr aufwendig, hat aber den Nachteil, daß nur Objekte erkannt werden, die einen Lichtstrahl unterbrechen, so daß das Netz von Lichtstrahlen sehr eng sein muß. Um auch liegende Personen oder flache Hindernisse zu erkennen, müssen die Lichtschranken sehr tief angebracht werden, wodurch jedoch leicht Fehler bei der Auswertung entstehen, wenn z.B. Schnee liegt. So ist eine zusätzliche Videoüberwachung nötig, so daß bei einem Alarm vom Überwachungspersonal der Überwachungsbereich auf die Ursache des Alarms hin kontrolliert werden kann, damit nicht bei einem Fehlalarm der Zug gestoppt wird.
  • Eine vorteilhaftere Methode ist die Überwachung mit Fernsehkameras und die automatische Auswertung mit einem Videokontroller. Hier werden insbesondere Bewegungen erkannt, so daß ein Fußgänger oder ein Auto im Überwachungsbereich zur Alarmauslösung führt. Da bei dieser Art der Überwachung jeweils zwei zeitlich aufeinanderfolgende Bilder auf Veränderungen überprüft werden, ist die Erkennung eines Objekts von seiner Bewegung abhängig. Ruhende Objekte werden nicht erkannt. Eine Fehlerquelle entsteht durch Veränderungen im Bild, die durch den sich bewegenden Schatten von vorüberziehenden Wolken oder von im Wind bewegten Bäumen entstehen. Bei Dunkelheit ergeben sich Probleme mit den Lichtkegeln von Autoscheinwerfern.
  • Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Überwachungseinrichtung anzugeben, die sowohl ruhende als auch bewegte Objekte im Überwachungsgebiet sicher erkennt und gleichzeitig die Wahrscheinlichkeit von Fehlalarmen herabsetzt.
  • Diese Aufgabe wird gelöst, indem zur Auswertung zwei Bilder aufgenommen und in je einen Bildspeicher abgelegt werden, wobei eines der Bilder ohne künstliche Beleuchtung aufgenommen wird, während das zweite Bild mit einem Blitz, der gegenüber der Kamera angeordnet ist, wobei die Achse des Strahlungskegels des Blitzes mit der Achse der Kamera einen Winkel bildet, der kleiner als 180° ist, aufgenommen wird. Aus den beiden im Bildspeicher abgelegten Bildern wird nun ein Differenzbild erstellt, das nur Anteile enthält, die aus der Beleuchtung durch den Blitz entstanden sind, während Anteile, die aufgrund des Normallichtes entstanden sind, ausgelöscht werden. Befindet sich ein Objekt im überwachten Gebiet, so ergibt sich im Differenzbild ein Signal im Bereich der Schattenpartien, die auf der dem Blitz abgewandten Seite hinter einem Objekt entstehen. Die Ausdehnung dieser Signale wird ausgewertet. Beim Erkennen eines Schattens wird ein Alarm ausgelöst.
  • Mit der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung können dreidimensionale Objekte erkannt werden, wobei es unerheblich ist, ob diese sich bewegen oder ruhen. Durch die Ausblendung des Bildanteils, der durch die Normalbeleuchtung entsteht, werden Veränderungen im Bild, die durch Schatten infolge der Normalbeleuchtung und ähnliches hervorgerufen werden und in bekannten Bildverarbeitungssystemen zu Störungen führen, unterdrückt.
  • Kleinere Schatten-Signale, die durch Unebenheiten im Boden entstehen, werden in einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung durch ein planares Tiefpaßfilter ausgefiltert.
  • Geht man davon aus, daß außerdem Bodenunebenheiten ständig vorhanden sind, kann man sie im System einlernen und abspeichern, so daß bei der Auswertung die Größe und Lage der erkannten Schatten mit den abgespeicherten Daten verglichen werden, so daß die immer vorhandenen Unebenheiten keinen Alarm auslösen.
  • Das zu überwachende Gebiet kann durch eine Maske begrenzt werden, wenn der Erfassungsbereich der Kamera größer ist als das Gebiet, das überwacht werden soll. Die Maske wird dabei elektronisch so festgelegt, daß die ausgeschlossenen Bereiche bei der Auswertung unberücksichtigt bleiben.
  • Zur Erhöhung der Sicherheit in der Auswertung kann eine zweite Blitzeinrichtung vorgesehen werden, die in einem kurzen Abstand neben der ersten angeordnet ist, so daß zum Beispiel Spurrinnen bei Schnee in Richtung der Ebene, in der die Achse der Kamera-Optik und des Blitz-Strahlungskegels liegen, keine Schatten verursachen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Achse des zweiten Blitzes einen geringfügig veränderten Winkel zur Kameraachse aufweist.
  • Zur Erhöhung der Auswertesicherheit trägt auch eine Eingrenzung des Spektralbereiches beim Blitz und vorteilhafterweise auch bei der Kamera bei, da die Störeinflüsse durch diese Ausgrenzung reduziert werden. Einen Bereich von Dunkelrot bis Infrarot können die Fernseh-Kameras mit Halbleitersensoren (CCD-Kameras)noch gut verarbeiten, die Blau-, Grün- und Gelb-Bereiche werden unterdrückt und ein entsprechendes optisches Filter läßt die Szene noch natürlich erscheinen. So können die durch einen begrenzten Spektralbereich ausgelösten Bildsignale einer zentralen Überwachungsstation zur Auswertung zugeführt werden.
  • Durch eine Öffnung der Blende um 2 bis 3 Stufen wird der Lichtverlust, den das Filter verursacht, ausgeglichen.
  • Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Figuren 1 bis 3 näher erläutert.
  • Es zeigt die Figur 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung, die Figur 2 zeigt die Anordnung von Blitzgerät (nachfolgend als Blitz benannt) und Kamera am Beispiel eines Bahnübergangs und die Figur 3 zeigt den Bildausschnitt mit Sperrbereich und einem dreidimensionalen Objekt.
  • Im Blockschaltbild nach Figur 1 ist die Kamera 1 mit der Maskiereinrichtung 2 verbunden. Von dieser Maskiereinrichtung 2 führen Leitungen zum Synch-Separator 3 zur Bildverarbeitungseinheit 12 und zum Schalter S1, der das Signal am Ausgang der Maskiereinrichtung 2 wahlweise mit dem Bildspeicher 6 oder mit dem Bildspeicher 7 verbindet. Der Schalter S1 wird von der Schaltersteuerung 5 angesteuert.
  • Der Synch-Separator 3 ist noch mit der Halbbilderkennung 4 verbunden. Diese wiederum hat eine Verbindung zur Schaltersteuerung 5 und zur Blitzansteuerung 8, die mit dem Schalter S2 und mit dem Blitz 9 verbunden ist.
  • Die Bildspeicher 6 und 7 sind außerdem verbunden mit der Differenzschaltung 11, an der die Bildverarbeitungseinheit 12 anschließt. Aus der Bildverarbeitungseinheit 12 führt eine Verbindung zum Alarmgeber 13, der mit einer Alarmausgabeeinheit 14 verbunden ist.
  • Die Kamera 1 und der Blitz 9 sind am Überwachungsgebiet an gegenüberliegenden Seiten erhöht angeordnet. Eine mögliche Anordnung zeigt Fig. 2a am Beispiel eines Bahnübergangs. Die Anordnung kann bestehen aus der Kamera K und dem Blitz B oder aus der Kamera K und den Blitzen B1 und B2. Im weiteren ist auch eine Anordnung mit mehr als zwei Blitzen möglich, wenn das zu überwachende Gebiet andere Gegebenheiten aufweist, die dies erfordern. Eine Seitenansicht der Anordnung ist in Fig. 2b dargestellt. Fig. 2c zeigt eine Ansicht von oben.
  • Der Schalter S2 ist bei einem beschrankten Bahnübergang mit der Schranke so verkoppelt, daß er beim Schließen der Schranke die Überwachungseinrichtung aktiviert.
  • Bei Aktivierung der Überwachungseinrichtung wird von der Kamera zunächst ein erstes Halbbild und anschließend ein zweites Halbbild mit Blitzbeleuchtung aufgenommen. Diese Videosignale durchlaufen die Maskiereinrichtung 2, in der alles ausgeblendet wird, was nicht zum zu überwachenden Gebiet gehört. In Figur 3a sind die Teile, die von der Maskiereinrichtung ausgeblendet werden, schraffiert dargestellt, so daß nur das Gebiet zwischen den Schranken übrig bleibt. In der Maskiereinrichtung 2 können aber auch festgestellte Unebenheiten oder die Schienen, die ebenfalls bei der Auswertung störend sein können, ausgeblendet werden.
  • Das in der Maskiereinrichtung 2 manipulierte Bildsignal wird zum einen an den Synch-Separator 3 gelegt, in dem die Synchronisationssignale abgetrennt werden, die dann in der Halbbilderkennung 4 weiterverarbeitet werden. Mit der Verbindung der Maskiereinrichtung 2 zur Bildverarbeitungseinheit 12 werden die durch die Maske ausgeblendeten Bildanteile der Bildverarbeitungseinheit zugeführt, so daß diese Bildanteile bei der Bildauswertung nicht berücksichtigt werden. Weiterhin wird das manipulierte Bildsignal über den Schalter S1 wahlweise an den Bildspeicher 6 oder den Bildspeicher 7 gegeben. Der Schalter S1 wird von der Schaltersteuerung 5 in die jeweils erforderliche Stellung gebracht, wobei von der Halbbilderkennung 4 ein Schaltsignal an die Schaltersteuerung 5 gegeben wird. Die Ansteuerung erfolgt so, daß ein erstes Halbbild im Bildspeicher 6 abgelegt wird. Dieses erste Halbbild wird unter normalen Bedingungen, d.h. ohne Blitz von der Kamera aufgenommen. Beim nächsten Halbbild wird von der Halbbilderkennung 4 wieder ein Schaltsignal an die Schaltersteuerung 5 und die Blitzansteuerung 8 gegeben und das nun generierte Blitzbild im Bildspeicher 7 abgelegt.
  • Die Halbbilderkennung kann nach jedem Halbbild oder jedem Vollbild ein Schaltsignal ausgeben, das in der Schaltersteuerung 5 bzw. in der Blitzansteuerung 8 ausgewertet wird. Die Auswertung kann in vorteilhafter Weise so erfolgen, daß nach Aufnahme des ersten Halbbildes in den Bildspeicher 6 ein Halbbild nicht ausgewertet wird und das nächste Halbbild dann in den Bildspeicher 7 geschrieben wird, wobei bei der Aufnahme dieses Halbbildes der Blitz 9 durch die Blitzsteuerung 8 ausgelöst wurde. Dieses Halbbild enthält nun Bildinformationen, die aufgrund der Normalbeleuchtung erhalten wurden und zusätzlich die Bildinformationen, welche durch den Blitz verursacht wurden.
  • In den Bildspeichern 6 und 7 befinden sich die beiden Halbbilder, die im folgenden in der Differenzschaltung 11 manipuliert werden, indem bildpunktweise jeweils die Differenz aus entsprechenden Bildpunkten des Bildspeichers 6 und des Bildspeichers 7 gebildet wird. Das hieraus entstehende Bild, welches in der Bildverarbeitungseinheit 12 ausgewertet wird, enthält lediglich Bildinformationen, die durch das Licht des Blitzes bewirkt wurden. Bei der Darstellung dieses Bildes auf dem Monitor würde alles weitgehend abgebildet und zu sehen sein, wie auf einem normal aufgenommenen Bild. Es fehlen aber die störenden Fremdlichtquellen, wie Autoscheinwerfer und deren Lichtkegel, und deren Auswirkungen, wie z.B. die durch diese Lichtquellen verursachten Schatten. Es werden auch Schatten unsichtbar, die durch vorüberziehende Wolken oder im Wind wiegende Bäume entstehen und die bei der Bildauswertung mit bekannten Bildaufnahmeverfahren nur mit sehr großem Aufwand oder gar nicht eliminiert werden können.
  • Wenn sich nun zum Zeitpunkt der Aufnahme der beiden Halbbilder ein Mensch oder ein Gegenstand im überwachten Bereich befunden hat, entsteht bei der Bildinformation, die nur vom Licht des Blitzes herrührt, ein Schatten an der vom Blitz abgewandten Seite des Objekts, wie es in Figur 3 durch die Fläche S dargestellt ist, der auf das Vorhandensein eines dreidimensionalen Objektes O im Überwachungsgebiet hinweist. Auch die unbeleuchtete Seite des Objekts bleibt schwarz und wird im folgenden ebenfalls als Schatten bezeichnet.
  • Die Bildauswertung kann also in einfachster Weise darin bestehen, einen Schatten, d.h. einen Bereich zu erkennen, dessen Bildwerte Schwarzpegel haben. Wird ein solcher Bereich erkannt, kann durch den Alarmgeber 13 ein Alarm ausgegeben werden, der durch die Alarmausgabeeinheit 14 akkustisch oder optisch angezeigt wird.
  • Die Bildauswertung in der Bildverarbeitungseinheit 12 kann so weit, wie für eine sinnvolle Überwachung nötig, ausgebaut werden. So kann zum Beispiel die Ausdehnung und Form des Bereiches mit Schwarzpegel ausgewertet werden. Auf diese Weise kann eine Alarmauslösung durch beispielsweise eine Zigarettenschachtel unterdrückt werden. Durch eine aufwendigere Bildverarbeitungsanlage können auch Aufhellungen der entstandenen Schatten durch Streulicht berücksichtigt werden.
  • Bei der Auswertung kann man auch berücksichtigen, daß die Größe des Schattens von der Lage zum Blitz abhängig ist. Ein Objekt, das nahe beim Blitz ist, verursacht einen kleineren Schatten als ein gleich großes Objekt, das weiter entfernt ist, da hier der Anstrahlwinkel flacher ist.
  • Dreidimensionale Objekte, die, wie bereits erwähnt, ständig im zu überwachenden Gebiet an gleicher Stelle sind, können durch die Maskiereinrichtung 2 ausgeblendet werden oder sie können in der Bildverarbeitungseinheit 12 von der Auswertung ausgeschlossen werden. Eine Anpassung an verschiedene Einsatzstellen ist hier leicht möglich, indem beim Errichten der Überwachungsanlage der Überwachungsbereich in der oben beschriebenen Weise aufgenommen wird und die dabei entstehenden Schatten werden eingelernt und bleiben bei der Auswertung im Überwachungsgebiet unberücksichtigt.
  • Mit Hilfe zweier Blitze - in Figur 2 die Blitze B1 und B2 - können auch schattenbildende Umwelteinflüsse zum Teil unterdrückt werden. So führen durch die Beleuchtung mit zwei Blitzen Spurrinnen, wie sie bei Schnee durch fahrende Autos entstehen, nicht zu einer Schattenbildung. Es ist jedoch zu berücksichtigen, daß der Abstand der beiden Blitze nicht zu groß sein darf, da bei zunehmenden Abstand die Sicherheit beim Erkennen von langen, schmalen und senkrecht stehenden Objekten abnimmt.
  • Wenn die Überwachungskamera des Überwachungssystems gleichzeitig auch zur Überwachung durch ein Überwachungspersonal, also zur Darstellung eines Bildes auf einem Monitor benutzt wird, kann jeweils das Halbbild, das zusätzlich durch Blitz belichtet wurde, durch das im anderen Bildspeicher abgelegte, vorhergehende Halbbild ersetzt werden.

Claims (8)

  1. Videokontroll-Einrichtung zur Detektion von bewegten und ruhenden, dreidimensionalen Objekten auf einem abgegrenzten, ebenen Gebiet mit Hilfe einer Fernseh-Kamera,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Einrichtung
    - eine Blitzanordnung auf der der Fernseh-Kamera gegenüberliegenden Seite des zu überwachenden Gebiets umfaßt, wobei die Achsen von Blitzlichtkegel und Kameraoptik vorzugsweise einen Winkel, der kleiner als 180° ist, bilden.
    - eine Bildspeicheranordnung enthält, in der jeweils ein Bild mit Blitzauslösung und ein Bild ohne Blitzauslösung aufgenommen und abgespeichert wird,
    - eine Differenzschaltung enthält, in der aus beiden Bildern ein Differenzbild erzeugt wird, das nur Informationsanteile beinhaltet, die durch das Licht des Blitzes bewirkt wurden,
    - eine Bildverarbeitungseinheit enthält, die bei Vorhandensein eines dreidimensionalen Objektes im überwachten Gebiet die auf dem Differenzbild durch die Blitzbeleuchtung des Objektes entstandenen beschatteten Bildpartien erkennt und auswertet.
  2. Videokontroll-Einrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Einrichtung einen Alarmgeber enthält, der bei Erkennen eines dreidimensionalen Objektes ausgelöst wird.
  3. Videokontroll-Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Einrichtung ein Filter enthält, das kleine beschattete Bildpartien, die durch Unebenheiten innerhalb des zu überwachenden Gebietes entstehen, eliminiert.
  4. Videokontroll-Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein Speicher vorgesehen ist, in dem ständig vorhandene Störschatten abgespeichert werden und daß diese Bildpartien mit gespeicherten Bildsignalen der Bildverarbeitungseinheit zur Störsignalkompensation zugeführt werden.
  5. Videokontroll-Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Spektralbereich von Kamera und Blitz durch optische Filter begrenzt wird.
  6. Videokontroll-Einrichtung, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein elektronischer Maskengenerator vorgesehen ist, der das zu überwachende Gebiet bei der Auswertung begrenzt und daß Bildanteile außerhalb der Begrenzung nicht ausgewertet werden.
  7. Videokontroll-Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zur Erhöhung der Auswertesicherheit eine zweite Blitzeinrichtung vorgesehen ist.
  8. Videokontroll-Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Blitzeinrichtungen und die Kamera auf etwa der gleichen Höhe über der Ebene der zu überwachenden Fläche angeordnet sind.
EP90124078A 1990-03-28 1990-12-13 Videokontroll-Einrichtung Expired - Lifetime EP0448803B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
AT90124078T ATE102726T1 (de) 1990-03-28 1990-12-13 Videokontroll-einrichtung.

Applications Claiming Priority (2)

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