專利名稱：使用圖像信號邊緣檢測的保安系統(tǒng)和警報方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種使用了視頻圖像信號捕獲的保安系統(tǒng)，尤其涉及一種使用視頻圖像信號邊緣檢測的警報生成方法和保安系統(tǒng)，所述方法和系統(tǒng)能夠?qū)⒛切┍硎静东@到的視頻圖像信號不恰當?shù)男畔⑼ㄖo監(jiān)視者。
背景技術：
隨著電力、電子、計算機與通信技術的發(fā)展，用于組合視頻信息、音頻信息等多種信息塊的多媒體技術得到了全新和快速的發(fā)展。目前已經(jīng)通過上述先進技術開發(fā)了一種DVR(數(shù)字錄像機)。這種DVR被用于替換現(xiàn)有的保安系統(tǒng)，也就是用于安全和監(jiān)視的CCTV(閉路電視)系統(tǒng)。出于安全和監(jiān)視目的，CCTV使用模擬類型的錄像帶等來記錄和保存視頻圖像，而DVR則數(shù)字化視頻圖像并且保存數(shù)字化的視頻圖像。由于DVR通?？梢栽诂F(xiàn)有模擬類型的連續(xù)記錄和保存的基礎上提高圖像質(zhì)量，因此將DVR用作數(shù)字存儲介質(zhì)的用途也在不斷增長。
通常，一個具有視頻捕獲設備和記錄設備的保安系統(tǒng)被用于監(jiān)視預定區(qū)域或者在公寓大廈、店鋪、銀行或其他場所追蹤罪犯。雖然保安系統(tǒng)得到了廣泛使用，但是也使用了各種方法來妨礙保安系統(tǒng)的運作。例如，有一種妨礙保安系統(tǒng)運作的方法是切斷攝像機的輸出線。在攝像機輸出線被切斷的地方，由于沒有在顯示器或記錄器中顯示或記錄恰當?shù)囊曨l圖像，因此存在不能通過監(jiān)視預定區(qū)域來恰當?shù)刈R別罪犯的問題。
作為解決上述問題的技術，存在一種在輸入不恰當?shù)囊曨l圖像信號時使用同步信號來產(chǎn)生警報的方法。
圖1描述了一種常規(guī)保安系統(tǒng)中采用的執(zhí)行警報生成過程的示范性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
在圖1所示的常規(guī)保安系統(tǒng)中，如果視頻解碼器10、12和14接收到攝像機輸出的合成視頻信號，并且通過檢測同步信號以輸出該檢測到的同步信號，則控制器16通過確定是否檢測到水平同步信號來控制警報發(fā)生器的驅(qū)動。因此，由于無法在罪犯切斷攝像機輸出線的地方檢測到水平同步信號，因此會以預定周期輸出一個警報聲音，監(jiān)視者就可以對警報聲音作出響應而執(zhí)行應急措施。
然而，由于在罪犯通過涂抹外物或使用覆蓋物遮蔽攝像機鏡頭的時候仍然輸入恰當?shù)暮铣梢曨l信號，因此控制器16無法產(chǎn)生一個警報聲音。在這種情況下，假如監(jiān)視者沒有進行監(jiān)視，則無法對保安系統(tǒng)進行恰當?shù)牟僮鳌?br>
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是在考慮到上述問題的情況下產(chǎn)生的，并且本發(fā)明的一個目的是提供一種使用了視頻圖像信號邊緣檢測的警報生成方法和保安系統(tǒng)，所述方法和系統(tǒng)能夠感測遮蔽狀態(tài)，當通過覆蓋攝像機鏡頭來遮蔽攝像機時，所述方法和系統(tǒng)能向監(jiān)視者通知緊急情況。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，通過提供一種在保安系統(tǒng)中使用邊緣檢測來產(chǎn)生警報的方法，可以實現(xiàn)上述及其他目標，其中所述保安系統(tǒng)接收多個數(shù)字攝像機輸出的視頻圖像信號并且顯示或記錄所述視頻信號，所述方法包括如下步驟a)對視頻圖像信號進行解碼并且從經(jīng)過解碼的視頻圖像信號中提取亮度信號；b)對提取的亮度信號高頻成分進行濾波并且檢測視頻圖像信號內(nèi)部的邊緣成分；c)只從檢測到的邊緣成分中提取那些處于一個預定的第一閾值范圍以內(nèi)的值；d)累積一個視頻圖像的檢測到的邊緣成分；以及e)如果累積值小于一個預定的第二閾值，則運行一個報警設備。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種保安系統(tǒng)，其中包括多個攝像機，用于提供從監(jiān)視區(qū)域捕獲的視頻圖像；多個視頻解碼器，用于對來自攝像機的視頻圖像信號進行解碼并且從視頻圖像信號中提取亮度信號；以及一個遮蔽檢測器，用于對從相應視頻解碼器中提取的亮度信號高頻成分進行濾波，從視頻圖像信號中檢測邊緣成分，只提取那些處于預定的第一閾值以內(nèi)的值，累積一個視頻圖像的所提取的值，以及如果積累值小于預定的第二閾值，則產(chǎn)生一個報警信號。


通過以下結(jié)合附圖的詳細描述，將會更清楚地理解本發(fā)明的上述與其他目標、特征以及其他優(yōu)點，其中圖1是一個對常規(guī)保安系統(tǒng)中采用的執(zhí)行警報生成過程的示范性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行描述的視圖；圖2是一個對根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示范性保安系統(tǒng)進行描述的視圖；圖3是一個對根據(jù)本發(fā)明一個實施例并使用了邊緣檢測來產(chǎn)生警報的方法進行描述的流程圖；以及圖4是一個對根據(jù)本發(fā)明實施例的警報生成方法加以說明的視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參考附圖來對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細描述。在以下描述中，在有可能導致本發(fā)明主題不清楚的時候，將會省略在此引入的已知功能和結(jié)構(gòu)的詳細說明。
圖2是一個描述了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示范性保安系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的視圖。從細節(jié)上講，其中將遮蔽檢測器24添加到了采用DVR(數(shù)字攝像機)的常規(guī)保安系統(tǒng)所包含的視頻解碼器20的后級。
參考圖2，其中一個攝像機對一個監(jiān)視區(qū)域進行拍攝并且以合成視頻信號的形式來提供捕獲到的視頻圖像信號。并且通?？梢愿鶕?jù)所述監(jiān)視區(qū)域來安裝多個攝像機。
一個視頻解碼器20對應于一個攝像機，它為一個從攝像機輸出的合成視頻信號執(zhí)行A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換和解碼。所述視頻解碼器20從合成視頻信號中檢測同步信號，并且從合成視頻信號中提取亮度信號和顏色信號，以便輸出所提取的亮度和顏色信號。
視頻處理器22對從視頻解碼器20輸出的解碼視頻圖像信號進行處理，以便將分割的屏幕圖像顯示在一個顯示器上。視頻處理器22包括水平和垂直定標器(scaler)、一個幀存儲器以及一個存儲控制器，此外還包括一個用于壓縮預定視頻圖像并將其存入記錄設備的活動圖像壓縮器以及一個解壓縮器。
遮蔽檢測器24對視頻解碼器20分離的亮度信號高頻成分進行濾波，并且從視頻圖像信號中檢測邊緣成分，所述遮蔽檢測器24只提取處于一個預定第一閾值范圍以內(nèi)的邊緣成分，并且累積一個視頻圖像的所提取的值，此外還在積累值小于一個預定第二閾值的情況下產(chǎn)生一個報警信號。遮蔽檢測器24包括一個設置在其前級的HPF(高通濾波器)，以便從視頻圖像信號中檢測邊緣成分。
高頻成分存在于具有不同亮度的對象分界面區(qū)域的視頻圖像信號中。因此，在以HPF為基礎對所提取信號濾波之后，本發(fā)明通過將一個閾值與檢測到的邊緣成分的累積值進行比較來檢測遮蔽屏幕狀態(tài)，從而基于所述檢測來產(chǎn)生一個警報聲音。所述“遮蔽屏幕狀態(tài)”則定義為攝像機鏡頭為某個覆蓋物所遮蔽時的狀態(tài)。
現(xiàn)在參考圖3和4來描述一種用于在具有上述系統(tǒng)元件的保安系統(tǒng)中產(chǎn)生警報的方法。
圖3是對根據(jù)本發(fā)明實施例并且使用了邊緣檢測來產(chǎn)生警報的方法進行描述的流程圖；圖4則是一個對依照本發(fā)明實施例的警報生成方法加以說明的視圖。
參考圖3，本發(fā)明是從一個視頻圖像中檢測邊緣成分并且基于檢測結(jié)果來確定是否應該產(chǎn)生警報。也就是說，如果輸入了一個視頻圖像，那么在步驟30，遮蔽檢測器24會將一個累積值(H-sum)初始化為“0”。對安裝在遮蔽檢測器24前級的HPF所輸入的亮度信號高頻成分進行濾波，并且從視頻圖像中檢測邊緣成分。為了從視頻圖像中提取對象輪廓，本發(fā)明使用了HPF(例如H(z)＝-0.5z～+～1～-0.5z^-1)來強調(diào)視頻圖像信號輪廓。HPF可以使用兩個濾波器來檢測水平和垂直方向的邊緣成分。在這種情況下，添加了一個用于對兩個濾波器輸出進行求和的加法器。然而為了簡化硬件結(jié)構(gòu)，也可以使用一個只檢測水平方向邊緣成分的HPF。
如上所述，如果HPF檢測到邊緣成分的取樣(f_sample)，則在步驟32中獲取這些取樣的絕對值。在步驟34中，從樣本的絕對值中減去一個下閾值(threshold_Low)并且獲取一個作為預定第一閾值的新取樣值。從絕對值中減去下閾值是為了消除那些實際不能看到的對象分界面區(qū)域成分、噪聲等等。如果新取樣值小于“0”，則在步驟36中將新取樣值設定為“0”。如果在上述步驟34中得到的新取樣值(f_sample)大于預定上閾值(threshold_High)，則在步驟38中將新樣本值設定為上閾值。將新樣本值設定為上閾值的原因則是防止視頻圖像中包含的具有相對較大值的輪廓成分的白噪聲產(chǎn)生的故障，這樣一來，即使只有部分圖像具有清晰的輪廓成分，也不能不將其選為恰當?shù)囊曨l圖像。圖4(a)、4(b)和4(c)是對借助于HPF來檢測邊緣成分的后續(xù)處理加以說明的視圖。
本發(fā)明僅僅從借助于HPF檢測的邊緣成分中提取了處于預定第一閾值范圍以內(nèi)的值，并且在步驟40從所提取的值中獲取了某個視頻圖像的累積值(H_sum＝H_sum+f_sample)。如果在步驟42中累積了關于一個視頻圖像的全部邊緣成分，則在步驟44中，遮蔽檢測器24確定關于這個視頻圖像邊緣成分的累積值(H_sum)是否小于預定的第二閾值(threshold_total)。依照攝像機捕獲的屏幕視頻圖像，可以用可變方式來設定第二閾值(threshold_total)。作為上述步驟44的判定結(jié)果，如果某個視頻圖像邊緣成分的累積值小于預定的第二閾值，則遮蔽監(jiān)測器24向警報發(fā)生器輸出一個報警信號，以使警報發(fā)生器能在步驟46產(chǎn)生一個預定的警報聲音。
這樣一來，監(jiān)視者接收到警報聲音并且可以對緊急情況做出響應，從而進行快速行動。
工業(yè)實用性從以上的描述可以明顯看出，即使入侵者用覆蓋物遮蔽攝像機鏡頭，本發(fā)明也能通過判定一個不恰當?shù)男盘栞斎雭懋a(chǎn)生警報聲音，由此將保安系統(tǒng)的效率增至最大。
盡管在這里為了說明目的而對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本領域技術人員將會了解，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，多種修改、添加和替換都是可行的。因此，本發(fā)明并不局限于上述實施例，與此相反，本發(fā)明是通過權利要求及其等價物的完整范圍來限定的。
權利要求
1.一種用于在保安系統(tǒng)中使用邊緣檢測來產(chǎn)生警報的方法，其中所述保安系統(tǒng)接收從多個攝像機輸出的視頻圖像信號并且顯示或記錄所述視頻圖像信號，所述方法包括如下步驟a)對視頻圖像信號進行解碼并且從經(jīng)過解碼的視頻圖像信號中提取亮度信號；b)對所提取的亮度信號高頻成分進行濾波并且檢測視頻圖像信號內(nèi)部的邊緣成分；c)只從檢測到的邊緣成分中提取處于一個預定的第一閾值范圍以內(nèi)的值；d)累積一個視頻圖像的檢測到的邊緣成分；以及e)如果累積值小于一個預定的第二閾值，則運行報警設備。
2.如權利要求1所述的方法，其中第一閾值范圍包括一個上閾值和一個下閾值，以便消除那些無法識別的白噪聲和亮度成分。
3.如權利要求1所述的方法，其中第二閾值是根據(jù)攝像機捕獲的屏幕視頻圖像而以可變方式設定。
4.一種保安系統(tǒng)，包括多個攝像機，用于提供從監(jiān)視區(qū)域捕獲的視頻圖像；多個視頻解碼器，用于對來自攝像機的視頻圖像信號進行解碼并且從視頻圖像信號中提取亮度信號；以及遮蔽檢測器，用于對從相應視頻解碼器中提取的亮度信號高頻成分進行濾波，從視頻圖像信號中檢測邊緣成分并且只提取那些處于預定的第一閾值以內(nèi)的值，此外還累積一個視頻圖像的所提取的值，如果所述積累值小于預定的第二閾值，則產(chǎn)生報警信號。
5.如權利要求4所述的保安系統(tǒng)，其中第二閾值是根據(jù)攝像機捕獲的屏幕視頻圖像而以可變方式設定的。
全文摘要
在這里公開了一種使用視頻圖像信號邊緣檢測的警報生成方法和保安系統(tǒng)。所述警報生成方法包括如下步驟a)對視頻圖像信號進行解碼并且從經(jīng)過解碼的視頻圖像信號中提取亮度信號；b)對所提取的亮度信號高頻成分進行濾波并且檢測視頻圖像信號內(nèi)部的邊緣成分；c)只從檢測到的邊緣成分中提取處于預定的第一閾值范圍以內(nèi)的值；d)累積一個視頻圖像的檢測到的邊緣成分；以及e)如果累積值小于預定的第二閾值，則運行報警設備。當入侵者用覆蓋物遮蔽攝像機鏡頭，所述保安系統(tǒng)能夠通過確定攝像機受到遮蔽這個事實來產(chǎn)生警報。
文檔編號H04N7/18GK1568619SQ02820266
公開日2005年1月19日 申請日期2002年10月4日 優(yōu)先權日2001年11月15日
發(fā)明者夫秉昱 申請人:韓唯邏輯公司