DE2250387A1

DE2250387A1 - Ueberwachungsverfahren und -vorrichtung

Info

Publication number: DE2250387A1
Application number: DE2250387A
Authority: DE
Inventors: Masaaki Takahashi
Original assignee: N A C Inc
Current assignee: N A C Inc
Priority date: 1971-12-09
Filing date: 1972-10-13
Publication date: 1973-06-20
Also published as: JPS5230088B2; NL7214561A; FR2162356B3; JPS4877725A; CA977852A; JPS4864849A; GB1409666A; FR2162356A1; JPS495517A; US3836710A

Description

Überwachungsverfahren und -vorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Überwachungsverfahren zur automatischen Erfassung eines innerhalb eines in ein Raster eingeteilten Beobachtungsfeldes auftretenden anormalen Zustands sowie auf eine Überwachungsvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Überwachungsverfahren, die mindestens eine Fernsehkamera und mindestens einen Monitor aufweisende Fernsehsysteme benutzen, um verschiedene Zustände zu überwachen -zum Schutz von Geldschränken, zur Erfassung unberechtigter Eindringlinge, zur Bewachung gegen Diebe, zur Erfassung von Feuer und z.B. auch zur Verkehrssteuerung- wurden in den letzten Jahren zunehmend angewendet. Jedoch haben diese Systeme den Nachteil, daß eine Bedienungsperson zur dauernden Beobachtung eines oder mehrerer Monitore erforderlich ist. Für eine Bedienungsperson bedeutet es

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jedoch eine erhebliche Belastung, dauernd eine Anzahl von Monitoren zu "beobachten, besonders bei Nacht, so daß damit eine Anzahl von Bedienungspersonen für diese Aufgabe erforderlich ist und damit die Personalkosten ansteigen.

Zur Lösung dieses Problems wurde vorgeschlagen, eine Überwachungsanordnung mit einem Fernsehsystem zu benutzen, die nur dann einen Alarm erzeugt, wenn ein anormaler Zustand erfaßt wird. Mit einer solchen Anordnung können Arbeitskräfte gespart werden, da eine Bedienungsperson nur dann auf den Monitor sehen muß, wenn ein Alarm gegeben wurde, oder aber eine Aufnahme des anormalen Zustande bzw. eine Aufzeichnung auf einem Video-Bandgerät gemacht wird, wenn ein Signal diesen anormalen Zustand angibt, ohne daß dazu eine Bedienungsperson erforderlich ist.

Zur Informationsunterscheidung eines sich unter Beobachtung befindenden Rasters in digitalen Systemen erfordert eine hohe Anzahl von Bit, um jeden Winkel und jede Ecke des Hasters abzudecken. Bei bisherigen Anlagen benutzen die beschriebenen Überwachungsanlagen sehr teure Videoscheiben, Speicher und andere Baugruppen. Die vollständige Ausnutzung der Vorteile derartiger Überwachungseinrichtungen wurde daher durch die Tatsache gehemmt, daß bisher derartige Anordnungen nicht billig genug und betriebszuverlässig hergestellt werden konnten. Zu dieser Unwirtschaftlichkeit hat die Benutzung digitaler Systeme zum Vergleich von Video-Signalen für das gesamte Raster den zusätzlichen Nachteil, diß erhebliche Probleme auftauchen, wenn ein Informationsvergleich über das Raster bezogen auf das gesamte Gesichtsfeld des Monitors durchgeführt wird. Diese Probleme werden später noch erläutert.

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Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues Überwachungsverfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, mit denen in möglichst einfacher Weise ein· zu überwachendes Beobachtungsfeld auf das Auftreten von anormalen Zuständen so überwacht werden kann, daß tatsächlich nur die jeweils gewünschten Zustands'änderungen einen Alarm auslösen. Das Überwachungsverfahren soll dabei mit einem minimalen technischen Aufwand durchführbar sein.

Bei einem Überwachungsverfahren der genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst _s daß mindestens ein horizontaler und ein vertikaler Torimpuls erzeugt wird, daß ein Video-Signalteil, das einem bestimmten Teil des Gesichtsfeldes einer Fernsehkamera entspricht, zur Zeit t_Q mit dem horizontalen und vertikalen Torimpuls abgetastet wird, daß dieses Video-Signalteil integriert wird, daß das integrierte .Video-Signalteil in eine Reihe entsprechender digitaler Impulse umgeformt wird, daß diese digitalen Impulse in einem Digitalspeicher gespeichert werden, daß das Videosignalteil mit dem horizontalen und vertikalen Torimpuls zu einer später als t_Q liegenden Zeit t,j nochmals abgetastet wird, daß auch dieses Video-Signalteil integriert und in eine weitere Reihe von digitalen Impulsen umgeformt wird, daß die gespeicherten digitalen Impulse des ersten Abtastvorgangs mit diesen weiteren digitalen Impulsen des folgenden Abtastvorgangs verglichen werden und daß bei einem Unterschied vorbestimmter Größe zwischen den verglichenen Signalen ein Signal erzeugt wird.

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Mit Hilfe dieses erfindungsgemäßen Verfahrens sind die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden. Die horizontalen und vertikalen Torimpulse entsprechen bestimmten Teilen des abzutastenden Hasters, wobei für jedes Rasterteil beim Auftreten der zugehörigen Torimpulse ein Video-Signal erzeugt wird. Dieses Video-Signal wird integriert, so daß sich z.B. ein bestimmter Spannungspegel ergibt, der dann in ein digitales Signal umgewandelt wird und in einem Digitalspeicher gespeichert wird. Zu einem späteren Zeitpunkt wird mit Hilfe der jeweils gleichen horizontalen und vertikalen Torimpulse wieder der gleiche Teil des Rasters abgetastet und wiederum das für diesen Teil des Rasters erzeugte Video-Signal in ein digitales Signal umgewandelt und jeweils mit dem zuvor für den gleichen Rasterteil gespeicherten digitalen Signal verglichen, überschreitet die Differenz zwischen diesen beiden Signalen einen bestimmten, vorher festgelegten Wert, so wird ein Alarmsignal erzeugt.

Gemäß eines Merkmals der Erfindung wird also der Informa·¹-tionsvergleich nicht zwischen den Videosignalen des gesamten zu beobachtenden Rasters sondern lediglich zwischen Komponenten der Videosignale für bestimmte Teile des Rasters vorgeno-mmen, die jede Größe, Form, Lage und Anzahl haben können. Die integrierten Werte der Video-Signale für diese Teile des Rasters werden jeweils mit einem zu einem früheren Zeitpunkt für das jeweils gleiche Teil erzeugten und gespeicherten Signalwert verglichen. Der Grund, warum ein besonderer Teil oder Teile des Gesichtsfeldes der Fernsehkamera, die eine beliebige Anzahl,

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Größe, Form und Lage haben können, als Probe- oder Abtastflächen benutzt werden, ist der folgende: Wird z.B. eine Überwachungsanlage für die Diebstahlüberwachung einer in Fig. 6 dargestellten Bildersammlung benutzt und so ausgelegt, daß das gesamte Gesichtsfeld der Fernsehkamera oder des Monitors überwacht wird, so wird die Bewegung einer Person im Gesichtsfeld von der Überwachungsanlage als anormaler Zustand auch dann erfaßt, wenn die Gemälde nicht berührt oder beeinträchtigt werden. Werden dagegen eine oder aber mehrere Abtastflächen geeigneter Anzahl, Form, Größe und Lage ausgewählt, die relevante Teile der Gemälde enthalten, so wird der oben angegebene Nachteil vermie'-den und allein eine die Gemälde unmittelbar betreffende Handlung als anormaler Zustand angezeigt. Die erzeugten Torimpulse entsprechen dabei der Lage, Größe,-Form und Anzahl der Abtastflächen auf dem Gesichtsfeld des Monitors.

Wird ein optisches Bild eines von einer Lichtquelle beleuchteten Rasters von einer Fernsehkamera in elektrische Signale umgeformt, so kann die Beleuchtungsintensität einer allmählichen .Änderung z.B. durch Vetteränderung, einer Änderung der Lichtquelle unterworfen sein, wObei diese Änderung auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als anormaler Zustand angezeigt wird. Dieses kann jedoch dadurch vermieden werden, daß nach regelmäßigen Zeitintervallen die in dem Speicher gespeicherte Information durch eine jeweils neue Information ersetzt wird. Dieses Ersetzen der gespeicherten Information vermeidet auch, daß infolge von Drifterscheinungen in der Fernsehanlage oder aber des Überwachungsgerätes vermeintliche anormale Zustände in dem Beobachtungsraum angezeigt werden.

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Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt auch, die Anzahl der durch das Gesichtsfeld des Monitors gehenden Objekte zu bestimmen, indem die Anzahl des Auftretens anormaler Zustände innerhalb der einzelnen Probeflächen gezählt werden, die durch Vergleich mit dem in dem Digitalspeicher gespeicherten normalen Zustand ermittelt werden.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Pig. 1 das prinzipielle Konzept der vorliegenden Erfindung, wobei ein Raster mit einzelnen Abtastflächen und vertikale und horizontale Torimpulse in Beziehung zum Video-Signal gezeigt sind,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Überwachungsvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 3A ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der die vertikalen und horizontalen Torimpulse erzeugenden Schaltung,

Fig. 3B die vertikalen und horizontalen Torimpulse,

Fig. 4- eine Ausführungsform des das Video-Signal verstärkenden, integrierenden und verknüpfenden Schaltung,

Fig. 5 eine Ausführungsform der Puffer- und UND-Schaltung sowie des Abtasters und

Fig. 6 und 7 Anwendungsbeispiele für die vorliegende Erfindung.

Das Grundkonzept der vorliegenden Erfindung wird in Verbindung mit Fig. 1 erläutert. Werden optische Bilder eines

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Rasters D in elektrische Signale von einer Fernsehkamera umgeformt, so erscheint das Raster D im Gesichtsfeld A eines Monitors. Mit B sind horizontale und mit C vertikale Torimpulse bezeichnet. Wird ein Video-Signal F, das dem Gesichtsfeld A des Monitors entspricht, von den horizontalen und vertikalen Torimpulsen abgetastet, können ein oder mehrere Signale erzeugt werden, die der Anzahl der Abtastflächen des Rasters D entspricht. Jedes der die Abtastflächen des Rasters D darstellenden Signale kann z.B. über eine Abtastperiode des Feldes integriert werden.

Die Abtastflächen 1, 2 ... 9_? die im in Fig. 1 gezeigten Gesichtsfeld A des Monitors erscheinen, sind den bei der Abtastung des Videosignals des Rasters D durch die horizontalen und vertikalen Tor-impule B und 0 erzeugten Signalen zugeordnet. Bei einer praktischen Ausführungsform werden Ausgangssignale eines in Fig. 2 gezeigten Torimpuls-Generators 10, der die horizontalen und vertikalen Torimpulse erzeugt, über eine Leitung.23 abgenommen und mit dem Videosignal F gemischt, so daß die Abtastflächen 1,2 ... 9 über das Raster D im Gesichtsfeld A des Monitors entsprechend ihrer Lage, Größe, Form und Anzahl verteilt werden, wie dieses in Fig. 1 gezeigt ist. Dieses erleichtert die Einstellung der Lage, Größe, Form und Anzahl der Abtastflächen.

Das auf dem in Fig. 1 gezeigten Gesichtsfeld A des Monitors zu erkennende Bild besteht aus den Probeflächen 1,2 ... 9 und dem Raster D. Andere Teile der Fig. 1 ä_nd in diese lediglich zu einem leichteren Verständnis der Erfindung eingezeichnet und tatsächlich auf dem Monitornicht sichtbar.

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Die Erzeugung der Torimpulse wird in Verbindung mit den Fig. 3A und 3B erläutert. In Fig. 3A bezeichnet h die horizontalen Treiberimpulse. Eine Differenzierschaltung 30 differenziert jeden der Impulse h und steuert einen Oneshot-Multivibrator y\ mit den differenzierten Impulsen entsprechend der Rückflanke der Impulse h, wie dieses in Fig. 3B gezeigt ist, so daß der letztere einen Impuls j erzeugt. Die Pulsbreite t^ kann durch einen einstellbaren Widerstand 34- geändert werden.

Der Impuls j wird durch ein Differenzierglied 32 differenziert und ein weiterer Oneshot-Multivibrator 33 wird von einem differenzierten Impuls gesteuert, der der Rückflanke des Impulses j entspricht und die Erzeugung eines Impulses k bewirkt. Die Pulsbreite tp kann durch einen einstellbarer Widerstand 35 verändert werden.

Torimpulce IL] sind gegenüber den Impulsen k in ihrer Impulsform umgekehrt und entsprechen den in Fig. 1 gezeigten horizontalen Torimpulsen H^. Die in Fig. 3 gezeigten horizontalen Treiberimpulse h haben eine horizontale Abtastperiode von Tjj, die der Breite des Gesichtsfeldes A des Monitors entspricht.

Die horizontale Lage der Torimpulse H^ kann durch Änderung der Impulsbreite t^ durch den einstellbaren Widerstand und die Breite der Torimpulse ILj durch Änderung der Impulsbreite to durch den einstellbaren Widerstand 35 geändert werden . Das gleiche gilt für die vertikalen Torimpulse. In Fig. 3A sind dafür Differenzierglieder 40 und 42, Oneshot-Multivibratoren 41 und 43 sowie einstellbare Widerstände 44 und 45 zur Einstellung der Breite der vertikalen

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Torimpulse vorgesehen. Mit 1 sind dabei die vertikalen Treiberimpulse bezeichnet. Die in Fig. 1 gezeigten Torimpulse V₁ können durch Invertieren der in Fig. 3B gezeigten Impulse η erzeugt werden. Die in Fig. 3 gezeigten Impulse m werden von dem Oneshot-Multivibrator 41 erzeugt.

Die Torimpulse k und η haben umgekehrte Polarität und . werden von einer die Polarität umkehrenden und mischenden Schaltung 46 gemischt, um die in Fig. 1 gezeigten Torimpulse H₁ und V₁ zu erzeugen, die am Anschluß 47 abnehmbar sind. Die in Fig. 1 gezeigte Abtästfläche 1 wird von einem Paar aus einem horizontalen Torimpuls und einem vertikalen Torimpuls H₁ und V₁ gebildet. Daraus ist zu ersehen, daß die Abtastfläche 1 an jede beliebige Stelle im Gesichtsfeld A des Monitors gelegt und jede beliebige Form und Größe haben kann.

Der in Fig. 2 gezeigte Torimpuls-Generator 10 weist Schaltungen zur Erzeugung der zuvor erwähnten Torimpulse auf, die in jeder erforderlichen Anzahl vorgesehen sein können. In dem gezeigten und beschriebenen'Ausführungsbeispiel sind sechs Torimpulse erzeugende Schaltungen für H₁, H₂, H₃ und V₁, V₂, V₃ vorgesehen, die miteinander zu

> ^vi» ^Ά2* Λ' · 3» 2' "^* 2' 2 * 2* 3' 3 ^ ♦ und V₃, H₃ kombiniert werden, was den neun Abtastflächen 1,2 ...9 entspricht.. Der Torimpuls V₁ dient z.B. zur gleichzeitigen Erzeugung der Abtastflächen 1,2 und 3, so daß eine Änderung in der Lage und Breite des Torimpulses V₁ gleichzeitig die Abtastflächen 1, 2 und 3 beeinflußt. Soll daher eine unabhängig .voneinander vorzunehmen-

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de Änderung der einzelnen Abtastflächen erreicht werden, müssen achtzehn Schaltungen zur Erzeugung entsprechend unabhängiger Torimpulse vorgesehen werden.

Es gibt eine Anzahl von Systemen zur Erzeugung von Torimpulsen, die in Verbindung mit der Erfindung benutzt werden können. Die bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel benutzten Systeme verwenden Oneshot-Multivibratoren zur Erzeugung von neun Abtastflächen.

Ein der Zeile E in dem in Fig. 1 gezeigten Gesichtsfeld A des Monitors entsprechendes Videosignal ist mit F in Fig. bezeichnet. In dem Videosignal F haben die Signale der Abtastflächen 4,5 und 6 die Signalformen a,b und c. In einem Videosignal G ist d ein zusammengesetztes Signal für die Abtastflächen 7»8 und 9i e ein zusammengesetztes Signal für die Abtastflächen 4,5 und 6 und f ein zusammengesetztes Signal für die Abtastflächen 1 ,2 und 3· Auf diese Weise ist es möglich, die Komponenten eines der Abtastfläche 1 entsprechenden Videosignals mit Hilfe der Torimpulse₍V^, H₁ die Komponente der Abtastfläche 2 entsprechenden Video-Signals mit Hilfe der Torimpulse V₁, Hp und sofort die Komponenten der den Abtastflächen 3 bis 9 entsprechenden Videosignalen mit Hilfe der Torimpulse V₁, H, bis V,, H, abzufragen.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemaßen Überwachungsgerätes zur Durchführung des Verfahrens. Das Videosignal F wird an das Videosignal verstärkende, integrierende und die Torschaltung vornehmende Schaltungen AG₁ bis AGq gegeben. Andererseits werden die Torimpulse V₁H₁, V₁H₂, V₁H₅, V₂II₁, V₂H₂, V₃H₃., V₃H₁, V₅H₃ und V₃H₃

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dem in Verbindung mit Pig. 3 bereits beschriebenen Torimpulsgenerator 10 entnommen und den Schaltungen AG>] bis AGq zugeführt.

Pig. 4 zeigt eine der das Videosignal verstärkenden, integrierenden und die Torschaltung vornehmenden Schaltungen der Fig. 2. Das Video-Signal P wird an einen Verstärker 5O gegeben und von diesem verstärkt. Das verstärkte Videosignal gelangt dann an einen Abtast- und Haltekreis 51» der die Integration durchführt und dem die Torimpulse H^, V^ über eine Leitung 52 zugeführt werden, so daß -der der Abtastfläche 1 entsprechende Teil des Videosignals P abgetastet wird. Im einzelnen wird der integrierte Wert der Spannung über eine Peldperiode, die der Abtastfläche 1 entspricht, erzeugt und als Signal der Abtastfläche 1 gespeichert. Zur gLeichen Zeit wird die Schaltung 5I nach Ablauf einer Peldperiode von einem Rücksetzimpuls zurückgesetzt, der von einem über die leitung 53 zugeführten Löschsignal erzeugt wird. Auf diese Weise ist die Schaltung 51 zur Integration des nächsten ihr zugeführten Eingangssignal bereit.

Auf diese Weise wird das Videosignal P den die Verstärkung, die Integration und die Torschaltung vornehmenden Schaltungen AG^i bis AGq "zugeführt, verstärkt und abgetastet, so daß die integrierten Werte der Spannungen für jede Peldperiode entsprechend den Abtastflächen 1 bis 9 erzeugt und gespeichert werden, während die Torschaltungen von Rücksetzimpulsen nach Ablauf einer Peldperiode zurückgesetzt werden. Dieser Arbeitsvorgang wird wiederholt. Dabei ist die Torschaltung GT^ der Pig. 4- die gleiche wie die Torschaltung GT. der Pig. 2, wobei über die Leitung 54· ein Taktimpuls an die Torschaltung GT^ gegeben wird.

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Auf diese Weise wird der integrierte Wert der Spannung für eine Feldperiode entsprechend dem Video-Signal für die in Fig. 1 gezeigte Abtastfläche 1 in der das Videosignal verstärkenden, integrierenden und die Torschaltung vornehmenden Schaltung AG^ der Fig. 2 gespeichert. In gleicher Weise werden die integrierten Werte der Spannungen für eine Feldperiode entsprechend dem Videosignal für die Abtastflächen 2 bis 9 in den entsprechenden Schaltungen AGp bis AGq gespeichert. Der Torimpuls-Generator 10 ist über eine Leitung 20 mit einem hier nicht gezeigten Synchronisierungs-Signal-Generator verbunden, so daß die Torimpulse synchron mit dem Video-Signal F erzeugt werden. Die Ausgangsspannungen der Schaltungen AG^ bis AGq werden jeweils an Torschaltungen GT^ bis GTq gegeben. Die Torschaltungen GT^ bis GTq öffnen nacheinander bei Empfang von von einem Taktimpuls-Generator ihnen zugeführten Taktimpulsen und die Ausgangssignale der Torschaltungen GT^ bis GTq werden nacheinander von einem Analog-Digital-Wandler 12 in digitale Werte umgeformt. Zur gleichen Zeit öffnen auch Torschaltungen GT-jq bis GT^q nacheinander, um entsprechend ihnen ebenfalls zugeführten Taktimpulsen ihre Ausgangssignale an eine Pufferund UND-Schaltung BF^ zu geben. In gleicher Weise werden die Ausgangssignale der Schaltungen AG2 bis AGq nacheinander über die Torschaltungen GT,, bis GTq, den Analog-Digital-Wandler 12 und die Torschaltungen GT^ bis GT^o zu den Puffer- und UND-Schaltungen BF₂ bis BFq gegeben.

Der in Fig. 2 gezeigte Taktimpuls-Generator 11 ist über die Leitung 20 mit dem hier nicht gezeigten Synchronisationssignal-Generator verbunden, so daß die Übertragung der Ausgangssignale der Torschaltungen GT^ bis GTq synchron mit dem Video-Signal F vorgenommen wird. Die neun

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Ausgangsspannungen der Schaltungen AG^ "bis AGq werden nacheinander in digitale Größen innerhalb etwa einer Millisekunde während jeder vertikalen Austastperiode von dem Analog-Digital-Wandler 12 umgewandelt.

Mit dieser Ausführungsform wird das Ausgangssignal des Analog-Digital-Vandlers 12 auf einen digitalen" Wert gesetzt, der unter Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit und unter Anpassung der erfindungsgemäßen Anordnung an ihre jeweilige Aufgabe durch drei Bit dargestellt ist. Jedoch ist die Erfindung selbstverständlich nicht.auf einen solchen digitalen Wert begrenzt, so daß auch durch eine größere Anzahl von Bit dargestellte digitale Werte in Verbindung mit der Erfindung benutzt werden können. Der bei dieser Ausführungsform benutzte Analog-Digital-Wandler 12 arbeitet dabei seriell. Jedoch ist die Erfindung auf einen solchen Analog-Digital-Wandler nicht beschränkt, sondern es können ebensogut neun parallel zueinander angeordnete Analog-Digital-Wandler benutzt werden.

Die Arbeitsweise der Puffer- und UND-Schaltungen BF^ bis BPq wird in Verbindung mit der in Fig. 5 gezeigten Schaltung BF^ erläutert, die einen ersten Puffer 60 und einen zweiten Puffer 62, die jeweils für drei Bit ausgelegt sind und ein UND-Glied 63 zur Prüfung des in den zwei Puffern gespeicherten digitalen Wertes und eine Torschaltung auf v/eist.

Der am Ausgang der Schaltung AG^ von dem Analog-Digital-Wandler 12 erhaltene digitale Wert wird unverändert zuerst in dem ersten Puffer 60 gespeichert. Wie zuvor erwähnt, werden neue digitale Werte einer nach dem anderen

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in dem ersten Puffer 60 jeweils für eine Feldperiode gespeichert. Erhält z.B. der Abtaster 13 von außen einen Speicherbefehl 21, so wird der in dem ersten Puffer 60 gespeicherte digitale Wert durch Öffnen der Torschaltung 61, die von einem Impulsgenerator 69 betätigt wird, über eine Leitung 65 an den zweiten Puffer 62 übertragen. Zu dieser Zeit befindet sich der bewegliche Kontakt eines Schalters SW wie gezeigt an dem unteren festen Kontakt. Der in dem zweiten Puffer 62 gespeicherte digitale Wert zeigt keine Änderung, bis an diesen der Speicherbefehl 21 gegeben wird. Auf diese Weise befindet sich die Pufferund. UND-Schaltung BF^ in Abwesenheit eines Speicherbefehls 21 im Vergleichsbetrieb, bei dem ein neuer in den ersten Puffer 60 hineingegebener digitaler Wert geprüft und mit dem in den zweiten Puffer 62 gespeicherten digitalen Wert über das UND-Glied 63 verglichen, dessen Ausgangssignal über die Leitung 64 abgenommen wird.

Die anderen Puffer- undUND-Schaltungen BF ~ bis BFq arbeiten in der gleichen Weise wie die Schaltung BF^ . Die Ausgangssignale der Puffer- und UND-Schaltungen BF^ bis BFq werden, wie in Fig. 2 gezeigt, an ein UND-Glied 14 gegeben.

In Verbindung mit Fig. 6 wird ein Beispiel für die Prüfung und den Vergleich eines neuen digitalen Wertes mit einem in dem zweiten Puffer 62 gespeicherten Digitalwert erläutert. Bei diesem Beispiel wird die Erfindung zur Diebstahlüberwachung von in einer Galerie ausgestellten Gemälden angewendet. In der Fig. 6 bezeichnet A das Gesichtsfeld eines Monitors ähnlich wie in Fig. 1. Gemälde 7"¹ bis 79 und Personen 70,70 entsprechen dem in Fig. 1 gezeigten Baster bzw. Muster D. Die Gemälde 71 bis 79 und die Personen 70,70 werden als neun Abtastflächen entsprechend

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der neun in Fig. 1 gezeigten A"btastflachen benutzt. Bei der erfindungsgemäßen Überwachung soll der Diebstahl irgendeines der Gemälde erfaßt werden, ohne daß dabei die Bewegungen der Personen in der Galerie erfaßt werden.

Tritt kein anormaler Zustand in Verbindung mit einem der neun Gemälde auf, werden die Komponenten eines Video-Signals normaler Größe entsprechend den neun Abtastflachen an die das Videosignal verstärkenden, integrierenden und die Torschaltung vornehmenden Schaltungen AG^ bis AGq gegeben, gelangen anschließend durch die Torsehaltungen GiLj bis GTq entsprechend der nacheinander vom Taktimpuls-Generator 11 zugeführt en Taktimpulse und werden schließlich von dem Analog-Digital-Wandler 12 in digitale Werte umgeformt, die in dem ersten Puffer 60 der Schaltungen BP^, bis BFq gespeichert werden.

Wird ein Speicherbefehl an den Abtaster 13 gegeben, so führt jede Torschaltung 61 jeder der Puffer- und UND-Schaltungen einen Durchlaßvorgang aus, so daß der in dem ersten Puffer 60 gespeicherte digitale Wert jeweils in den zweiten Puffer 62 übertragen wird.

Wird kein weiterer Speicherbefehl an den Abtaster 13 gegeben, nachdem eine Digitalwert-Übertragung stattgefunden hat, so wird ein neuer, als Eingangssignal an die.ersten Puffer 60 gegebener Digitalwert geprüft und mit den zuvor in den jeweils zugehörigen zweiten Puffern 62 gespeicherten Digitalwerten verglichen und die Ergebnisse von allen Schaltungen BF^ bis BFq an das UND-Glied 14 gegeben. Die Ausgangssignale der UND-Glieder der Puffer- und UND-Schaltungen BF^ bis BFq geben die Übereinstimmung der

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verglichenen Digitalwerte und das Ausgangssignal des UND-Glieds 14 gibt ebenfalls die Übereinstimmung der verglichenen Digitalwerte an, so daß eine Alarmschaltung 15 nicht ausgelöst wird.

Wird angenommen, daß das in Fig. 6 gezeigte Gemälde 7^ gestohlen wurde, so tritt ein Wechsel in der Komponente des Video-Signals auf, das der Abtastfläche 1 entspricht. Daher wird der an den ersten Puffer 60 in der Schaltung BF/] nach dem Diebstahl gegebene Digitalwert sich von dem in dem zweiten Puffer 62 gespeicherten Digitalwert unterscheiden. Als Ergebnis wird von dem UND-Glied 63 ein Nichtübereinstimmung angebendes Signal und ebenfalls auch von dem UND-Glied 14 ein solches Signal abgegeben, so daß jetzt die Alarmschaltung 15 ausgelöst und ein Warnsignal abgegeben wird.

Das von der Alarmschaltung 15 abgegebene Alarmsignal kann über eine in Fig. 2 gezeigte Leitung 22 nach außen an eine fotografische Kamera oder ein Video-Bandgerät gegeben werden, um eine Aufzeichnung des Tathergangs zu machen. Andererseits kann die Leitung 22 für das Alarmsignal auch an eine Einrichtung gegeben werden, die das Alarmsignal über Nachrichtenleitungen an einen entfernten Ort gibt.

Es ist möglich, die Anzahl der sich in dem Gesichtsfeld des Monitors bewegten Objekte durch Zählung der Anzahl von Alarmsignalen festzustellen. Außerdem ist es möglich, die Anzahl der für jede Abtastfläche ausgelösten Alarme durch Zählung der Ausgangssignale jedes UND-Glieds der Schaltungen BF. bis BFq festzustellen.

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Ein anderes Anwendungsbeispiel der Erfindung ist in Fig.7 gezeigt. Hier wird die Erfindung zur Diebstahlsicherung eines in einem Schaukasten ausgestellten Edelsteins 80 benutzt. Mit A wird der dem Gesichtsfeld des Monitors entsprechende Schaukasten bezeichnet, während 1,2,3*4- und 5 Abtastflächen bezeichnen, von denen die Abtastflächen 1,2,3 und 4 den Edelstein 80 umgeben, während die Abtastfläche 5 unmittelbar mit dem Edelstein 80 übereinstimmt.

Im Falle,daß das zu beobachtende Raster von einer Lichtquelle beleuchtet wird, die von einer Haushaltsspeisequelle gespeist ist und deren Beleuchtungsintensität über die gesamte Zeit konstant bleibt, braucht nur ein Speicherbefehl 21 bei Beginn des Überwachungsvorganges gegeben werden, mit dem die Anfangs-Digitalwerte in die zweiten Puffer 62 der Schaltungen BF. bis BF₁- gespeichert werden und die anschließend nacheinander erzeugten Digitalwerte mit den gespeicherten ursprünglichen Digitalwerten verglichen zu werden. Ist dagegen das zu beobachtende Raster im Freien angeordnet und einer sich allmählich in ihrer Intensität ändernden Beleuchtung ausgesetzt, oder aber sind die Schaltkreise der benutzten Fernsehkamera in ihrer Arbeitsweise nicht stabil und die erzeugten Signalspannungen ändern sich allmählich mit der Zeit, so werden Fehlalarme durch Änderungen der Signalspannungen der Abtastflächen infolge von Intensitätsänderungen der Beleuchtung oder infolge der Instabilität der Fernsehkameraschaltungen selbst dann erzeugt, wenn keine anormalen Zustände in dem Raster auftreten. Dieses Problem wird bei der Erfindung durch eine Zeitschaltung gelöst, die z.B. jeweils nach 5 Minuten einen Speicherbefehl erzeugt

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und diesen an den Abtaster 13 gibt. Durch diese Anordnung werden die in den zweiten Puffern 62 gespeichertenHgitalwerte aller Schaltungen BF_x. bis BF₁- durch jeweils neue Digitalwerte ersetzt.

Findet keine besondere Änderung der Beleuchtungsintensität innerhalb von 5 Minuten statt, so tritt auch keine Änderung zwischen der gespeicherten Information des Rasters und der von dem Raster fünf Minuten später erhaltenen Information auf. Ein Alarm wird daher nicht erzeugt. Auf diese Weise ist es möglich, die Möglichkeit von Fehlalarmen zu beseitigen, die sonst infolge von Änderungen der Digitalwerte der Abtastflächen des Rasters bewirkt werden, die jedoch nicht durch Auftreten anormaler Zustände sondern vielmehr durch Änderungen äußerer Einflüsse auf das Raster hervorgerufen werden.

Die gezeigte und beschriebene Ausführungsform betrifft die Anwendung der Erfindung in Fällen, wo ein zu beobachtendes Raster jeweils zu einer Zeit auf das Auftreten von anormalen Zuständen überwacht wird. Jedoch ist die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt und kann auch dort angewendet werden, wo mehrere zur gleichen Zeit zu beobachtende Raster auf das Auftreten von anormalen Zuständen überwacht werden, indem die Bezugsinforrnation in mehreren Speichern gespeichert wird.

In diesen Fällen wird eine Fernsehkamera mit einem Drehkopf oder aber mehrere Fernsehkameras benutzt, um das optische Bild einer Anzahl unterschiedlicher Raster in elektrische Signale umzuwandeln. Diese Anwendungsform wird in Verbindung mit Fig. 5 erläutert. Der bewegliche Kontakt des

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Schalters SW wird in Berührung mit dem oberen festen Eontakt gebracht, um die .Torschaltung 61 mit einer Torschaltung 66 zu verbinden. Wird ein Signal über eine Leitung 90 an einen Abtastkreis 68 im Abtaster 15 gegeben, dann wählt der Abtastkreis 68 irgendeinen der Speicher M,. bis M.q aus.

Wird angenommen, daß das optische Bild eines ersten Bildes in ein elektrisches Signal umgeformt wurde und der Speicher M. ausgesucht wurde, so wird von dem Impulsgenerator 69 ein Torimpuls erzeugt und über die Leitung 65 an die Torschaltungen 61 und 66 gegeben, wenn ein Speicherbefehl 21 an den Abtaster 13 gegeben wird. Dieses ermöglicht den Digitalwerten der Abtastflächen aus dem ersten Puffer über die Abtastschaltung 68 an den Speicher ML zu gelangen und dort gespeichert zu werden. Die Ausgangs signale der Puffer- und ΐΜΒ-.Schaltungen BFg bis BFq werden über eine Leitung 94- entnommen.

Die jeder Abtastflache entsprechenden Digitalwerte werden durch drei Bit angegeben, so daß in einem Speicher der einem Easter entsprechende Digitalwert durch insgesamt 27 Bit gespeichert werden kann, da 1 Raster neun Abtast-, flächen umfaßt. Dies ist zur Senkung der Herstellungskosten für die Speicher sehr förderlich.

Wird die Information eines zweiten Rasters in einem Speicher gespeichert, so wird ein Signal über die Leitung 90 an die Abtastschaltung 68 gegeben, um diese mit dem Speicher Mp zu verbinden, so daß die Information des zweiten Rasters in diesem zweiten Speicher Mp in gleicher Weise gespeichert werden kann. Die Information der nächst-

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folgenden Raster wird nacheinander in der gleichen Weise gespeichert, bis die Information eines zehnten Rasters in dem Speicher M.q gespeichert wird.

Nach der Speicherung der Information des zehnten Rasters in dem Speicher M.q, wird die Anordnung in den Vergleichsbetrieb umgeschaltet, bis ein weiterer Speicherbefehl 21 an den Abtaster 13 gegeben wird. V/ird jetzt das optische Bild des ersten Rasters wiederum in ein elektrisches Signal umgeformt und der Speicher FL von der Abtastschaltung 68 im Abtaster 13 ausgewählt, so wird die Information des Speichers TL über eine Torschaltung 67 im Abtaster an den zweiten Puffer 62 in der ersten Puffer- und UND-Schaltung BF^ zurückgegeben. Die Torschaltung 67 ist bei Abwesenheit eines Speicherbefehls 21 durchlässig, damit die in dem Speicher M^ gespeicherte Information jeweils an dem zweiten Puffer 62 einer Puffer- und UND-Schaltung zurückgegeben werden kann. Eine Leitung 93 von der Torschaltung 67 im Abtaster 13 ist eine, über die Information an die zweiten Puffer 62 in den Schaltungen BF£ bis BFq gegeben werden kann.

Die gesamte durch die 27 Bit im Speicher M^. gespeicherte Information wird an die zweiten Puffer 62 in den Schaltungen BF bis BFq auf diese Weise zurückgegeben und mit der in den ersten Puffern 60 gespeicherten Information verglichen.

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Wird dann das optische Bild des zweiten Rasters in ein elektrisches Signal umgeformt und der Speicher YU von der Abtastschaltung 68 ausgewählt, dann wird die in den zweiten Puffern 62 in den Puffer- und UND-Schaltungen BF^ bis BFq von der in dem Speicher Mo gespeicherten Information ersetzt und mit der neuen, an die ersten Puffer- 60 gegebenen Information verglichen.

Die optischen Bilder des dritten bis zehnten Rasters werden nacheinander in elektrische Signale umgeformt, die in gleicher Weise, wie zuvor beschrieben, behandelt werden, so daß die Raster in regelmäßigen Intervallen miteinander verglichen werden. Das UND-Glied 14- wird in der gleichen Weise betätigt, wenn ,zehn Raster oder aber nur ein Raster überwacht werden.

Eine weitere Anwendung der Erfindung ermöglicht ebenfalls eine Art von Rasterunterscheidung. Bei dieser Anwendung wird die Information von zehn unterschiedlichen Rastern z.B. in zehn Speichern M^, bis M^q gespeichert und die Information des in Fig. 1 gezeigten Rasters D dabei in dem Speicher M. gespeichert. Eine Fernsehkamera kann wahlweise das optische Bild jedes dieser Raster einschließlich des Rasters D wie gewünscht, in elektrische Signale umformen, um die Information des jeweils ausgewählten Rasters mit den in irgendeinen der Speicher M. bis I^Lq gespeicherten Informationen zu vergleichen.

Tastet der Abtaster 13 die Speicher M^ bis M^₀ mit hoher Geschwindigkeit ab und wird die in ihnen gespeicherte Information mit der Information des Rasters D verglichen, während die Fernsehkamera das optische Bild des Rasters D in ein elektrisches' Signal umformt, wird'ein Koinzidenz-

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signal erzeugt, wenn der Speicher FL abgetastet wird. Das Koinzidenzsignal wird von der Alarmschaltung 15 erzeugt und zur gleichen Zeit wird eine Angabe abgegeben, daß der Speicher, dessen Information mit der Information des gerade überwachten Rasters übereinstimmt, der Speicher FL ist. Eine in Fig. 5 gezeigte Leitung 91 ist eine der Leitungen, über die ein Ausgangssignal des Abtasters 13 an einen Zähler 16 gegeben wird, der angibt, daß der gesuchte Speicher der Speicher M. ist. Eine, in Fig. 5 gezeigte Leitung 92 ist eine der Leitungen, über die ein Ausgangssignal des Zählers 16 an die Alarmschaltung 15 gegeben wird, die damit angibt, daß der gesuchte Speicher der Speichern, ist.

Alle gezeigten und beschriebenen Ausführungs-beispiele und Anwendungen der Erfindung benutzen Schwarz-Weiß-Fernsehkameras oder Kameras und die Weiterverarbeitung eines durch Umwandlung des optischen Bilds eines Rasters D in elektrische Signale erzeugten Videosignals. Selbstverständlich ist die Erfindung jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt und es sind Anwendungen der Erfindungen möglich, bei denen das Raster D farbig ist und eine Farbfernsehkamera benutzt wird, um eine Rasterunterscheidung entsprechend der Farben vorzunehmen. Wird das optische Bild des Rasters D mit Hilfe einer Farbfernsehkamera in elektrische Signale umgeformt, so werden bei einem farbigen Raster D drei Video-Signale für rot, grün und blau anstelle nur eines einzigen Video-Signals im Falle einer Schwärz-V/eiß-Fernsehkamera erzeugt. Es müssen daher drei Sätze der in Fig. 2 gezeigten Anordnung benutzt werden und dabei an den Eingang dieser drei Anordnungen das rote, grüne und blaue Videosignal zugeführt

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werden, so daß auch auf der Grundlage der Farben eine Easterunterscheidung möglich ist.

Die Untersuchung eines Rasters einer oder mehrerer Farben kann mit der in Fig. 2 gezeigten Anordnung bewirkt werden, die in der gleichen Anzahl vorgesehen werden muß wie Farben in dem Raster unterschieden werden sollen.

Die Untersuchung eines farbigen Rasters nach der jeweiligen Farbcharakteristik kann aber auch mit einer Schwarz-Weiß-Fernsehkamera durchgeführt werden. In diesem Fall werden verschiedene Arten von Farbfiltern in die Fernsehkamere eingesetzt und jeweils nur das Farbraster in ein elektrisches Signal umgeformt, das gerade untersucht werden soll.

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Claims

Patentansprüche

ι 1. )Verfahren zur automatischen Erfassung eines innerhalb eines in ein Raster eingeteilten Beobachtungsfeldes auftretenden anormalen Zustands, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens ein horizontaler (B) und ein vertikaler (C) Torimpuls erzeugt wird, daß ein Video-Signalteil (a,b,c,d,e,f) , das einem bestimmten Teil (1,2 ... 9) des Gesichtsfeldes einer Fernsehkamera entspricht, zur Zeit t_Q mit dem horizontalen und vertikalen Torimpuls abgetastet wird, daß dieses Video-Signalteil integriert wird, daß das integrierte Video-Signalteil in eine Reihe entsprechender digitaler Impulse umgeformt wird, daß diese digitalen Impulse in einem Digitalspeicher (60,62) gespeichert werden, daß das Video-Signalteil mit dem horizontalen und vertikalen Torimpuls zu einer später als tQ liegenden Zeit t. nochmals abgetastet wird, daß auch dieses Videosignalteil integriert und in eine weitere Reihe von digitalen Impulsen umgeformt wird, daß die gespeicherten digitalen Impulse des ersten Abtastvorgangs mit diesen weiteren digitalen Impulsen des folgenden Abtastvorgangs verglichen werden und daß bei einem Unterschied vorbestimmter Größe zwisehen den verglichenen Signalen ein Signal erzeugt wird.
2. Überwachungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die im Digitalspeicher (60,62) gespeicherten Signale zu vorbestimmten ZeitIntervallen erneuert werden.

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3. Überwachungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzei chnet , daß die Anzahl des Auftretens anormaler Zustände in dem zu beobachtenden Raster gezählt wird.
4-. Überwachungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennz eich net, daß der erfaßte anormale Zustand eine Farbänderung des zu beobachtenden Rasters darstellt.

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5· Überwachungsvorrichtung zur automatischen Erfassung eines innerhalb eines in ein Raster eingeteilten Beobachtungsfeldes auftretenden anormalen Zustands, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, gekennzeichnet durch einen Generator (10) zur Erzeugung horizontaler und vertikaler Torimpulse, durch eine Abtastschaltung zum aufeinanderfolgenden Abtasten eines ersten und zweiten Teils eines einem vorbestimmten Teil des Gesichtsfeld einer Fernsehkamera entsprechenden Videosignals mit den horizontalen und vertikalen Torimpulsen, durch einen die abgetasteten Videosignalteile integrierenden Integrator (AG^ ... AGq), durch einen die integrierten Videosignalteile in eine erste und zweite Reihe von digitalen Impulsen umformenden Wandler (12), durch einen die erste Reihe vjn Impulsen speichernden Digitalspeicher (60,62), durch einen die gespeicherten Impulse mit der zweiten Reihe von Impulsen vergleichenden Vergleicher (63) und durch einen Anzeigesignalgeber (I5)j von dem ein Signal abgebbar ist, wenn die gespeicherte Reihe von Impulsen sich von der zweiten Reihe von Impulsen um einen vorbestimmten Wert voneinander unterscheiden.
6. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 5» gekennzeichnet durch mehrere UND-Glieder, von denen jeweils ein Eingang mit dem Ausgang der Abtastschaltung verbunden ist, durch einen Torimpuls-Generator (10), der mit einem zweiten Eingang jedes der UND-Glieder verbunden ist, wobei dieser Torimpuls-Generator eine Vielzahl von Paaren vertikaler und horizontaler Torimpulse erzeugt und jeweils ein Paar der Torimpulse an ein zugeordnetes UND-Glied

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über den jeweils zweiten Eingang zuführbar ist, durch Einrichtungen zur aufeinanderfolgenden Zuführung der Ausgangssignale dieser UND-Glieder an den Integrator (AG_xJ...AGq), durch eine weitere Einrichtung (GT^ bis GH^ zur Zuführung der Ausgangssignale des Integrators in einer entsprechenden Folge zu einer entsprechenden Anzahl von Digitalspeiehern und Vergleichern (BF^ ... BFq) und durch eine dritte Einrichtung (14) zur Zuführung der Ausgangssignale der Vergleicher an den Anzeigesignalgeber (15)·

7« Überwachungsverfahren zur automatischen und schnellen Erfassung eines in mehreren unter, Beobachtung stehenden Rastern auftretenden anormalen Zustands, dadurch gekennzeichnet , daß eineAnzahl horizontaler und vertikaler Torimpulse (B,C) beliebiger Breite und Lage, wie sie bei der Anwendung'einer Fernsehbildabtastμng erforderlichsind, erzeugt werden, daß im Abbildungsbereich eines Monitors eine oder mehrere in ihrer Lage, Größe und Form änderbare Abtastflächen (I...9) gebildet werden, indem unter Benutzung der horizontalen und vertikalen Torimpulse Videosignale (F,G) abgetastet werden, die durch Umformung der optischen Bilder der Raster durch mindestens eine Fernsehkamera in elektrische Signale erzeugt werden, daß in mehreren Speichern (M^...M^q) mehrere Sätze integrierter Spannungswerte von Videosignalkomponenten, die der einen oder den mehreren Abtastflächen zugeordnet sind,

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gespeichert werden, daß eine weitere Anzahl von Sätzen integrierter Spannungswerte von Video-Signalkomponenten, die der einen oder den mehreren Abtastflächen zugeordnet sind, erzeugt werden, und daß diese weitere Anzahl von Sätzen integrierter Spannungswerte mit der Anzahl von Sätzen verglichen wird, die getrennt in den Speichern gespeichert sind.

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