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Hintergrund
der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung
und insbesondere eine Überwachungsvorrichtung
zur Verwendung in einem Kamera-Überwachungssystem.
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Neuere
Kamera-Überwachungssysteme
verwenden eine Vielzahl von Überwachungsvorrichtungen
zur Beobachtung eines Orts. Typisch für diese Überwachungsvorrichtungen sind
Video-Beobachtungsvorrichtungen, welche eine Kamera- und Linsenanordnung
verwenden. Diese Anordnung wird für gewöhnlich in einem Gehäuse gelagert,
welche fest an dem Ort angeordnet ist. Das Gehäuse wird oft durch eine Abdeckung
aus Kunststoff oder einem anderen Material verschlossen.
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Die
Kamera- und Linsenanordnung definiert eine Blickachse, entlang der
die Anordnung ein Bild oder eine Szenerie an dem Ort beobachtet.
Die Linse der Kamera- und Linsenanordnung überträgt das beobachtete Bild auf
eine Bildaufnahmekamera, wo es in ein elektrisches Signal umgewandelt
wird. Dieses Signal wird dann einem Monitor an einer zentralen Stelle übertragen,
um von einer Bedienungsperson der Kamera-Überwachungsvorrichtung betrachtet
zu werden.
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Typischerweise
beinhaltet die Kamera- und Linsenanordnung in der Video-Überwachungsvorrichtung
eines oder mehrere bewegliche Teile, deren Lagen eine oder mehrere
Bedingungen der Anordnung steuern. Einstellmechanismen (z. B. Motore, Motortreiberschaltkreise
und Getriebeanordnungen) sind weiterhin vorgesehen, um die Positionen
der beweglichen Teile einzustellen, um die entsprechenden Bedingungen
der Anordnung zu wechseln oder zu ändern.
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Eine
Eigenschaft der Anordnung, welche auf diese Weise gesteuert wird,
ist die oben genannte Blickachse der Anordnung. Bewegliche Befestigungen,
welche die Anordnung in dem Gehäuse
tragen, erlauben, daß die
Blickachse in einer Kipprichtung (für gewöhnlich die vertikale Richtung)
gekippt und in einer Abtastrichtung (für gewöhnlich die horizontale Richtung)
geschwenkt wird.
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Zusätzlich zu
den Schwenk- und Kippzuständen
der Anordnung sind andere Zustände
der Anordnung, welche von beweglichen Teilen gesteuert werden, verschiedene
Zustände
des Linsenabschnittes der Anordnung. Typisch für diese Zustände sind
die sogenannen Focus-, Zoom- und Blendenzustände der Linsenanordnung. Die
US-PS 5,801,770 offenbart
eine Überwachungsvorrichtung
des obigen Typs, wobei die Überwachungsvorrichtung
ein stationäres
Gehäuse
oder eine Plattform und eine weitere Plattform beinhaltet, welche
drehbar an dem stationären
Gehäuse
angeordnet ist. Die Kamera- und Linsenanordnung ist schwenkbar auf
der drehbaren Plattform angeordnet, Dies erlaubt ein Schwenken der
Blickachse durch Drehung der Plattform und ein Kippen der Blickachse
durch Schwenken der Kamera- und Linsenandordnung.
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In
dem System des '770-Patents
ist ein Mikroprozessor unter Steuerung einer Programmiersoftware
an dem drehbaren Gehäuse
angeordnet und liefert eine Steuerung an einen Schwenkmotor und
einen Kippmotor, welche die Plattform drehen bzw. die Kamera- und
Linsenanordnung schwenken. Der Mikroprozessor hat auch eine Schnittstelle
mit einem Kommunikationskanal, der eine bidirektionale Kommunikation
zwischen der Überwachungsvorrichtung
und der zentralen Stelle durchführt.
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Bei
diesem Systemtyp wird, wie oben erläutert, das elektrische Videosignal
entsprechend dem beobachteten Bild der zentralen Stelle übermittelt.
An dieser Stelle wird es einem Monitor zugeführt, der das Bild erzeugt und
darstellt. weiterhin wurden Systeme dieses Typs weiter so modifiziert,
daß Textmaterial
auf dem Monitor in das beobachtete Bild eingebracht werden kann.
Dies erfolgt durch Einbau einer Textüberlagerungseinheit in die
Vorrichtung. Diese Einheit ist ebenfalls unter Kontrolle des Mikroprozessors
und eine Programmiersoftware addiert Menüinformationen und Echtzeit-Statusinformationen,
d. h. Textinformationen zu dem elektrischen Signal entsprechend
dem beobachteten Bild, so daß die
Textinformation zusammen mit dem Video neu aufgebaut und an dem
Bedienungsmonitor dargestellt wird.
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Bei
einer Video-Überwachungsvorrichtung des
obigen Typs ist es oft wünschenswert,
in der Lage zu sein, gewisse Bereiche des beobachteten Videobildes
an einem Wiederaufbau und einer Darstellung am Monitor an der zentralen
Stelle zu hindern. Ein Vorschlag zum Verhindern der Anzeige in diesen
Bereichen, welche als Privatzonen bezeichnet werden, ist eine Maskierung
der Video-Überwachungsvorrichtung.
Insbesondere kann ein nicht durchlässiges Klebeband auf die Schutzkuppel
der Vorrichtung aufgebracht werden, um die Privatzonen aus dem Gesichtsfeld
auszuschließen.
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Es
leuchtet ein, daß das
Aufbringen eines Klebebandes auf die Kuppel der Überwachungsvorrichtung ein
umständlicher
und zeitaufwändiger
Vorgang ist. Weiterhin neigen beobachtete Bereiche des Bildes benachbart
der abgeklebten Privatzone dazu, außer Brennpunkt zu sein, was
die Schärfe
des Videobildes verringert. Dieser Zustand kann auch notwendig machen,
daß die Überwachungsvorrichtung ihren
Autofocus-Algorithmus häufiger
als notwendig durchführt.
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Obgleich
anstelle des Klebebandes Abdeckplatten verwendet werden können, haben
diese ähnliche
Nachteile.
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Das
japanische Patent Abstracts of Japanese, Volume
018, Nummer
527 (E-1613), 5. Oktober 1994 (1994-C-05) und die
JP 06 181539 A (M F JOHO
SYST KK), 28. Juni 1994 (1994-06-28) beschreiben eine Video-Überwachungsvorrichtung,
bei der eine Kamera auf einem drehbaren Drehtisch so angeordnet
ist, daß sie
horizontal mit einem festen Kippwinkel und einer Zoom-Rate drehen
kann. Ein festgelegter Gesichtsfeldbereich, beispielsweise ein bewohnter
Abschnitt wird in einer Speichersteuerung als ein Bereich von zwei
horizontalen und vertikalen Richtungen gespeichert und als Daten
für Privatschutz
verwendet. Ein Maskierungsvorgang auf der Grundlage der Privatschutzdaten
wird an das Bild des bewohnten Abschnittes angelegt, welches von einer
Kamera fotographiert worden ist, und zwar auf der Grundlage eines
Videosignals, das von einer Videoausgangsvorrichtung ausgegeben
wurde.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Privatzonen in einer Überwachungsvorrichtung
des obigen Typs zu schaffen, welche leicht einzurichten und zu ändern sind.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Privatzonen
in einer Überwachungsvorrichtung
des obigen Typs bereitzustellen, wobei die Kosten durch Verwendung
vorhandener Komponenten begrenzt werden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Erfindung ist im Anspruch 1 angegeben. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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Gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung werden die obigen und weitere Aufgaben
gelöst
in einer Überwachungsvorrichtung
des oben genannten Typs, bei dem die Bildausblendeinheit dahingehend
wirkt, das elektrische Videosignal entsprechend dem beobachteten
Bild so zu modifizieren, daß die
Bildbereiche oder -Abschnitte entsprechend einer oder mehrerer vorgewählter Privatzonen
teilweise oder vollständig
verdunkelt oder ausgeblendet werden, welche durch Wählen von
einem oder mehreren dreieckförmigen
Bereichen des Bildes gebildet werden. Weiterhin gemäß der Erfindung
wird eine Textüberlagerungseinheit
der Überwachungsvorrichtung
als Bildausblendeinheit verwendet.
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In
der Ausführungsform
der Erfindung gemäß nachfolgender
Beschreibung sind eine Mikroprozessersteuereinheit der Vorrichtung
und eine Softwareprogrammierung der Vorrichtung dafür ausgelegt,
die Bildausblendeinheit zu steuern. Diese Steuerung erfolgt auf
der Grundlage von Schwenk-, Kipp- und Zoomkoordinaten, welche der
Stelle der Privatzone zugeordnet sind. Genauer gesagt, die Textüberlagerungseinheit
wird von dem Mikroprozessor und der Softwareprogrammierung gesteuert,
um ein Textüberlagerungssingal
entsprechend Blöcken von
halb- oder nichttransparenten Zeichen zu erzeugen, die ein Bild
entsprechend der Privatzonen definieren. Wenn dieses Überlagerungssignal
dem Videosignal entsprechend dem beobachteten Bild hinzugefügt wird, überdecken
die nichttransparenten Bildbereiche ganz oder teilweise die zugehörigen beobachteten
Bildbereiche. Diese Bereiche (Privatzonen) werden somit abgedeckt
und sind nicht länger
unterscheidbar oder betrachtbar. Wie oben genannt, werden diese
Bildbereiche oder Privatzonen auf der Grundlage der Definition dreieckförmiger Ausblendbereiche
des Bildes erhalten.
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Weiterhin
gemäß der Erfindung
kann eine Bedienungsperson an dem zentralen Ort mit der Überwachungsvorrichtung
kommunizieren, um die augeblendeten Bildbereich zu bilden. Diese
Bildbereiche werden auf der Grundlage von Schwenk-, Kipp- und Zoominformationen
der Überwachungsvorrichtung
erhalten und als nichttransparente Textblockzeichen im RAM-Speicher
gespeichert. Sie werden von dem RAM-Speicher durch den Mikroprozessor
und der Programmiersoftware abgerufen und der Textüberlagerungseinheit
zugeführt,
welche die Ausblendbereiche mit der Videobildinformation kombiniert,
wenn die Überwachungsvorrichtung
die Szenerie betrachtet.
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In
einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Überwachungsvorrichtung auch
dafür ausgelegt, eine
Azimuth- und Höhenlageinformation
zur Betrachtung auf dem Monitor zu erzeugen, um die Richtung von
Schwenk- und Kippbewegung der Bedienungsperson bereitzustellen,
wenn das Bild durch die Ausblendung der Privatzone abgedeckt wird.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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Die
obigen und weitere Merkmale und Aspekte der vorliegenden Erfindung
ergeben sich besser beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung
in Zusammenschau mit der beigefügten
Zeichnung, in der:
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1 ein Kameraüberwachungssystem zeigt,
welches eine Überwachungsvorrichtung
gemäß dem Prinzip
der vorliegenden Erfindung mit Privatzonen verwendet;
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2 im Detail ein Blockdiagramm
der Überwachungsvorrichtung
von 1 zeigt;
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3 die Programmierungsanzeigen
für die Überwachungsvorrichtung
von 1 zeigt;
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4 die Art und Weise zeigt,
wie in der Überwachungsvorrichtung
von 1 eine Privatzone
gebildet wird;
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4 ein Videobild der Überwachungsvorrichtung
von 1 zeigt, die eine
Privatzone hat, welche wie in 4 erhalten
worden ist; und
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6 bis 9 weiteres darstellendes Material zur
Erzeugung von Privatzonen zeigen.
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Detaillierte
Beschreibung
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Gemäß 1 weist ein Kameraüberwachungssystem
eine Betriebskonsole 2 mit einer Steuerfläche 3 und
einem Monitor 4 auf. Signale verlaufen zwischen der Betriebskonsole 2 und
einer Mehrzahl von Überwachungsvorrichtungen 6 über einen
Kommunikationskanal 5.
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Die Überwachungsvorrichtungen 6 beinhalten
eine Kamera- und Linsenanordnung 7. Jede Kamera- und Linsenanordnung 7 betrachtet
einen Bereich eines Orts 8, der entfernt von der Stelle
der Bedienungsperson ist und im Gesichtsfeld (FOV) 7A und
entlang der Blickachse 7B der Anordnung liegt. Jedes Bild
wird von der entsprechenden Kamera- und Linsenanordnung 7 in
ein elektrisches Videosignal umgewandelt, welches dem Monitor 4 der
Betriebskonsole 2 über
den Kommunikationskanal 5 zugeführt wird.
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Wie
gezeigt weist jede Überwachungsvorrichtung 6 ein
oberes Gehäuse 9 auf,
welches fest an dem Ort 8 angebracht ist, und an welchem
die Kamera- und Linsenanordnung 7 angeordnet ist. Eine
domartige Abdeckung 11 verschließt das offene Ende des Gehäuses und
ist von der Art, daß sie
Licht hindurch läßt, so daß die eingeschlossene
Anordnung 7 den Ort betrachten kann.
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2 zeigt im größeren Detail
ein Blockdiagramm der Einzelteile der Kamera- und Linsenanordnung 7.
Wie gezeigt weist die Anordnung eine stationäre Plattform oder einen festen
Rahmen 21 auf, der als Teil des Gehäuses 9 gebildet werden
kann. Eine weitere Plattform 22 ist drehbar an der Plattform 21 angebracht.
Die Plattform 22 trägt
einen Videokamerablock 23 mit einer motorisierten Linsenanordnung 24.
Die letzteren Bauteile liegen entlang einer gemeinsamen Achse und
definieren die oben genannte FOV 7A und Blickachse 7E der
Anordnung. Leistungs- und verschiedene andere Steuersignale werden
von der stationären
Plattform 21 über
eine Gleitringanordnung 25 geführt. Die Gleitringanordnung 25 beinhaltet
eine Bürstenblock-/Rotorkontaktanordnung,
welche erlaubt, daß die
drehbare Plattform sich frei dreht, ohne daß Probleme bestehen, daß sich irgendwelche
Direktverdrahtungen verdrillen.
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Eine
erste gedruckte Schaltkreiskarte auf der stationären Plattform 21 beinhaltet
eine Mikroprozessoreinheit (MPU) 26, einen Speicher mit
wahlfreiem Zugriff (RAM) 27, einen FLASH-Speicher 28,
einen Motorsteuerungs- und – Treiberschaltkreis 29A,
einen Encoder 31, einen Kommunikationsschnittstellenschaltkreis 32 und
eine Energieversorgung 33. Der Treiberschaltkreis 29A beinhaltet
einen Schwenkmotor 29, der eine Drehbewegung der Plattform 22 bewirkt
und somit eine Schwenkung der Blickachse 7B der Anordnung.
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Eine
zweite gedruckte Schaltkreiskarte ist auf der drehbaren Plattform 22 angeordnet.
Diese Schaltkreiskarte beinhaltet eine Verbindungsschnittstelle
für einen
Kippmotor 41 und einen Encoder 42. Der Motorsteuerschaltkreis 29A liefert
auch über
die Gleitringanordnung 25 Treibersignale zum Betrieb des
Kippmotors 41, um die Plattform 42 zu kippen und
somit eine Verkippung der Blickachse 7B der Anordnung zu
erzeugen. Der Videokamerablock 23 beinhaltet Focus-, Zoom-
und Blendenschaltkreise zum Betrieb entsprechender Motore zur Steuerung
von Focus, Zoom und Blende der Linse 24 und damit der Anordnung.
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Die
Kommunikationsschnittstelle 32 liefert eine bidirektionale
Serienverbindung zwischen der Betriebskonsole 2 und der
Vorrichtung 6 über
den Kanal 5. Befehle werden der Vorrichtung 6 auf
der Grundlage eines Eingangs einer Bedienungsperson an der Konsole
zugeführt.
Dieser Eingang kann über einen
Joystick oder eine X-Y-Steuerung 3A oder über eine
Schaltsteuerung 3B erfolgen.
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Die
MPU 26 verarbeitet Befehle und empfängt Hochgeschwindigkeitsdaten
von der Betriebskonsole 2 (über die Kommunikationsschnittstelle 32), re-formatiert
und liefert Befehle an die Motorsteuerung 29A und den Videoblock 23 auf
der drehbaren Plattform 22. Somit steuert sie die Schwenk-
und Kippvorgänge
der Videokamera im Block 23, sowie die Focus-, Zoom- und
Blendenbetriebe der Linse 24.
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Die
gedruckte Schaltkreiskarte auf der Plattform 21 trägt auch
eine Überlagerungseinheit 43, durch
welche das elektrische Videosignal von dem Videokamerablock 23 läuft, bevor
es zur Betriebskonsole 2 zur Anzeige auf dem Monitor 4 geschickt wird.
Die Textüberlagerungseinheit
erzeugt unter Steuerung der MPU 26 und der Softwareprogrammierung
der Vorrichtung 6 ein elektrisches Signal, welches Textbildinformationen
enthält
und addiert das elektrische Textsignal zu dem elektrischen Videosignal.
Dies führt
dazu, daß gewünschte Textbilder dem
Videobild überlagert
werden, um so der Bedienungsperson auf dem Monitor 4 sichtbar
zu werden. Diese Textbilder können Menüinformationen
und Echtzeit-Statusinformationen betreffend die Anordnung beinhalten.
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Gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung ist die Überwachungsvorrichtung 6 weiterhin dafür ausgelegt,
Bereiche auf dem betrachteten Videobild entsprechend gewünschten
Privatzonen zu definieren und zu bilden, welche aus der Betrachtung ausgeschlossen
werden sollen. In diesen Bereichen wird das Videobild teilweise
oder vollständig
ausgeblendet, so daß es
ausreichend abgedeckt ist, um nicht von einer Bedienungsperson gesehen
oder wahrgenommen werden zu können,
welche das Videobid auf dem Monitor 4 der Konsole 2 betrachtet. Insbesondere
werden diese Bereiche von der MPU 26 und deren Softwareprogrammierung
gebildet, zusammen mit einer Bildausblendeinheit, die in der vorliegenden
Ausführungsform
durch die Textüberlagerungseinheit 43 gebildet
ist.
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Man
erkennt, daß die
Textüberlagerungseinheit 43 aufgrund
ihrer Fähigkeit,
Textbilder dem Videobild zu überlagern,
auch wirken kann dahingehend, die Videobilder in Bereichen auszublenden,
wo der Text erscheint. Unter Verwendung von Blöcken von halb- oder nichtdurchlässigen oder
transparenten Zeichen, welche von der Einheit erzeugt werden, lassen
sich halb- oder nichtdurchlässige
oder transparente Formen mit abgedunkelten oder ausgeblendeten Bereichen
auf dem Videobild erhalten. Durch Anordnen dieser ausgeblendeten
Bereiche über
dem Videobild entsprechend den Privatzonen wird das Videobild teilweise
oder vollständig
in diesen Bereichen abgedunkelt, so daß irgendwelche Videobilder in
den Privatzonen vor einer Sicht ausgeschlossen werden können.
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Unter
Verwendung dieser Fähigkeit
kann die MPU 26 mit ihrer Softwareprogrammierung die Textüberlagerung 43 steuern,
um die gewünschten
Privatzonen zu bilden und aufrechtzuerhalten. Dies erfolgt auf der
Grundlage der Schwenk-, Kipp- und Zoomzustände der Überwachungsvorrichtung 6 und der
Information hinsichtlich der Bereiche des betrachteten Bildes, welche
die Privatzonen definiert.
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4 zeigt die Errichtung einer
solchen Privatzone 51 für
ein betrachtetes Videobild auf dem Monitor 4. Bei der Errichtung
der Zone 51 verwendet die Bedienungsperson die Programmanzeigen,
die in 3 dargestellt
sind.
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Dies
erfolgt dadurch, daß die
Bedienungsperson zuerst den Punkt Alarm/Bereiche/Home/PZ in dem
Domkonfiguratationsmenü 61A und
den Punkt Programmprivatzonen in der Alarm/Bereiche/Home/PC-Anzeige 61B auswählt. Die
Bedienungsperson wählt
dann den Punkt Addiere Privatzonen in der Programmprivatzonen-Anzeige 61C.
Wenn die Fehler Programmierung Privatzonen-Anzeige 61D nicht erscheint,
welche angibt, daß die
maximale Anzahl von Zonen bereits definiert worden ist, oder der
Focus zu weit entfernt ist, um eine solche Zone für das betrachtete
Bild zu definieren, erscheint die neue Privatzonenanzeige 61E,
welche die Bedienungsperson anweist, die Zone zu definieren.
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Insbesondere,
und wie in 4 gezeigt, markiert
die Bedienungsperson drei Spitzen zur Definition der äußeren Grenzen
der gewünschten
Privatzone. Genauer gesagt, die Programmierungssoftware zeigt in
der Mitte des Bildschirms ein Fadenkreuz. Die Bedienungsperson schwenkt
und kippt die Überwachungsvorrichtung 6,
bis das Fadenkreuz über
der Position liegt, welche eine erste Spitze der Privatzone definiert.
Die Bedienungsperson instruiert dann das Softwareprogramm, diese
Spitze (V1) zu speichern. Die Bedienungsperson wiederholt diesen
Vorgang für
die beiden anderen Spitzen (V2, V3). Eine Dreiecksform wird gewählt, da
diese Form die geringste Anzahl von Definitionspunkten zum Einfassen eines
Bereiches erzeugt.
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Wenn
alle drei Spitzen definiert sind und wenn nicht eine Fehler Programmierung
Privatzonen-Anzeige 61F gezeigt wird, welche angibt, daß die Privatzone
zu klein oder zu groß ist
oder der Focus zu weit weg ist, entfernt die Bedienungsperson das
Fadenkreuz vom Bildschirm. Auf der Grundlage dieser Information
errichtet die Programmsoftware eine Privatzone und speichert diese
in dem Flash-Speicher 28. Insbesondere erzeugt die Software
eine Parallelogrammform für
die Privatzone durch Spiegelung der Spitze mit dem größten Winkel gegenüber der
längsten
Seite des Dreiecks, wie in 4 gezeigt.
Die Koordinaten des Bereichs des betrachteten Bildes, definiert
durch das Parallelogramm, werden in einer Tabelle in dem Flash-Speicher als Privatzoneninformation
gespeichert. Die Daten in dieser Tabelle werden dann verwendet,
wenn die Überwachungsvorrichtung 6 das
Videobild darstellt, um den Textzeichenblock der Textüberlagerungseinheit 43 zu
bestimmen, der Halb- oder nichttransparent sein muß, um das
Videobild entsprechend der Privatzone auszublenden.
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Genauer
gesagt, während
des Betriebs des Systems von 1 bestimmt,
während
die Überwachungsvorrichtung 6 durch
die Bedienungsperson geschwenkt und gekippt wird, die Programmsoftware zunächst, ob
irgendwelche Privatzonen für
die Überwachungsvorrichtung
errichtet und definiert worden sind. Wenn die Bedienungsperson Privatzonen
errichtet hat und Privatzonen definiert worden sind, überprüft die Softwareprogrammierung
dann die momentan Betrachtungskoordinaten, um zu bestimmen, ob eine
Privatzone zum Ausblenden eines Bereichs des Videobildes zu verwenden
ist. Hierzu vergleicht die Softwareprogrammierung die Koordinaten
der Privatzonen, die in dem Flash-Speicher 28 gespeichert sind,
gegenüber
dem momentan dargestellten Bild FOV. Wenn eine oder mehrere Privatzonen innerhalb
des momentanen FOV fällt
oder fallen, markiert die Programmierungssoftware diese Privatzonen
sichtbar.
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Wenn
irgendwelche Privatzonen als sichtbar markiert sind, werden die
Orte von Textzeichenblöcken
der Textüberlagerungseinheit
gegenüber
den Koordinaten der relevanten Privatzonen geprüft. Es wird dann eine Bestimmung
gemacht, ob die Koordinaten einer definierten Privatzone einen oder
mehrere Textzeichenblöcke
umfassen. Für
jeden Textzeichenblock oder einen Abschnitt des Textblocks, der innerhalb
der Koordinaten der definierten Privatzone fällt, ändert die Textüberlagerungseinheit 43 das
Blockattribut von transparent in teilweise oder vollständig nichttransparent.
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Für die in 4 erhaltene Privatzone führt dies
zu einer Blockierung des Videobildes, welches in der Zone definiert
ist. Dies ist in 5 gezeigt.
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Wenn
die Überwachungsvorrichtung
fortfährt,
zu schwenken, zu kippen und/oder zu zoomen, ändert die Programmierung die
zu überwachenden Schwenk-,
Kipp- oder Zoomkoordinaten. Insbesondere veranlaßt die Programmierung, daß die momentanen
Schwenk- und Kippwinkel von den Motorencodern 31 und 42 erhalten
werden. Die Zoomvergrößerung wird
ebenfalls von dem Videokamerablock 23 erhalten. Die Softwareprogrammierung
wandelt dann diese Daten von dem X-Y-Koordinatenraum der Überwachungsvorrichtungsanordnung
auf die Koordinaten des FOV der Kamera. Die Softwareprogrammierung
vergleicht dann die momentanen Daten mit vorherig gespeicherten
Daten und wenn es irgendeine Änderung
gibt, werden die neuen Daten gespeichert und ein unterschiedliches
FOV wird berechnet.
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Die Änderungen
im FOV werden dann an die Softwareprogrammierung angelegt, um die
Textzeichenblöcke
neu zu de finieren, die einen oder mehrere Privatzonen definieren.
Insbesondere wird ein Textzeichenblock nach rechts oder links bewegt, wenn
sich Änderungen
im Schwenkwinkel ergeben und nach oben oder unten, wenn sich Änderungen
im Kippwinkel ergeben. Die Größe des Blocks
wird bei Änderungen
der Zoomvergrößerung ebenfalls
geändert.
Dies hält
den Textzeichenblock in dem richtigen Bildbereich der Privatzone
und verhindert, daß die Bedienungsperson
diesen Bildbereich betrachten kann. Dieser Ablauf wird wiederholt,
wenn die Überwachungsvorrichtung
fortfährt,
betrieben zu werden, so daß die
Privatzonen zu jeder Zeit bedeckt bleiben.
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Wie
man erkennt, muß die
Textüberlagerungseinheit 43,
welche aus einem Textanzeige-Mikrochip gebildet werden kann, eine
Zeichenhintergrund-Transparenz oder -Opakheit als Attribut unterstützen. Dies
benötigt
das Ein- und Ausschalten dieses Attribut auf Pro-Zeichen-Basis.
Die Einheit 43 muß auch
die Zeichenfarbe oder Grenzattribute unterstützen, so daß die Zeichen ungeachtet der
Festlegungen der Hintergrundtransparenz sichtbar verbleiben. Weiterhin
ist es bevorzugt, daß die
Bildschirmanzeige der Einheit 43 in der Lage ist, den gesamten
Bereich des Videobildes vollständig
und gleichförmig
zu maskieren. Die Zeichengröße muß auch geeignete
Körnigkeit
haben, um eine selektive Maskierung von Teilen eines Videorahmens
zu ermöglichen.
Abhängig
von dem verwendeten Videoformat sollte die Größe eines einzelnen Zeichens
in der Einheit geringer als 16 mal 16 Pixel sein.
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Es
ist auch wünschenswert,
daß die
Textüberlagerungseinheit 43 in
der Lage ist, Mehrfachtextseiten zu unterstützen. Wenn jedoch die Einheit
pro Zeit nur eine Seite anzeigen kann, können virtuelle Textseiten in
der Softwareprogrammierung der MPU 26 simuliert werden.
Dies kann insbesondere dann notwendig sein, wenn es gewünscht wird, daß das System 1 Textinformationen
und Grundgraphiken gleichzeitig auf dem Monitor 4 darstellt.
Weiterhin kann die Verwendung von mehrfachen virtuellen Seiten in
der Softwareprogrammierung die Programmierung erheblich vereinfachen,
indem Text- und Graphik-zugehörige
Codes getrennt werden.
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Die
Verwendung von virtuellen Anzeigeseiten unterstützt auch aufgespaltene Informationen, welche
die Überlagerungseinheit 43 dem
Videobild in bestimmten nicht zugehörigen Schichten überlagert. Diese
Schichten oder Seiten können
dann im Speicher unabhängig
erzeugt werden durch ausreichend definierte separate Programmierungskomponenten. Wenn
alle diese Seiten durch die Programmierung aufgebaut sind, wird
eine letztendliche zusammengesetzte Seite zusammengesetzt und auf
die Überlagerungseinheit
kopiert.
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6 zeigt den einfachsten
Fall, bei dem die zusammengesetzte Seite aus zwei Seiten aufgebaut ist;
die erste enthält
nur Text (Symbole) und die zweite enthält nur Graphik (Attribute).
Zur Erzeugung von Zeichenblöcken
entsprechend den Bildbereichen von Privatzonen ist die Attributseite
diejenige, die verwendet wird.
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Wie
oben beschrieben, erscheinen, wenn die Überwachungsvorrichtung 6 geschwenkt,
gekippt und gezoomt wird, die Zeichenblöcke der Einheit 43 entsprechend
den Privatzonen relativ zu dem Videobild festgelegt. Sie bewegen
sich nach links und rechts und nach oben und unten, wenn die Vorrichtung 6 schwenkt
und kippt und vergrößern sich
und verkleinern sich, wenn die Vorrichtung her- und wegzoomt. Um
dies sicher zu stellen wird ein dreidimensionales ("3D") Vektormodell durch
die Softwareprogrammierung verwendet, um die Lage und Größe eines
jeden der Zeichenblöcke
zu beschreiben und zu speichern. Weiterhin, wie oben genannt, ist
die markierte Form für
einen zusammengesetzten Block ein flaches Dreieck und komplexere
Formen werden dann durch die Software aus diesen Dreiecken aufgebaut.
Jedes Dreieck wird durch die Koordinaten seiner Spitzen definiert.
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Genauer
gesagt, in einem 3D-Raum werden Orte durch 3D-Vektoren spezifiziert,
welche von einem gemeinsamen Mittelpunkt aus entspringen. Für die Kamera-
und Linsenanordnung 7, welche fest an der stationären Plattform
angeordnet ist, ist der Mittelpunkt der Brennpunkt der Kamera. Da
sich die stationäre
Plattform niemals bewegt, muß der
Abstand der Objekte vom Brennpunkt nicht berücksichtigt werden und alle
Vektoren können
mit der Größe 1 betrachtet
werden. Im Ergebnis verbleibt eine Kugel mit dem Radius 1 mit
dem Mittelpunkt am Brennpunkt der Kamera. Die Dreiecke, welche Bereiche
im Raum darstellen, sind um die Kugel gewickelt. Aus Gründen der
Einfachheit und zum Beschleunigen der Berechnungen können die
Dreiecke als flach betrachtet werden (7).
Diese Dreiecke werden als Baublöcke für beliebige
Formen verwendet, um die Zeichenblöcke der Textüberlagerungseinheit
zu definieren. Insbesondere wird für momentane Schwenk- und Kippwinkel
eine Drehmatrix berechnet und an die Dreieckvektoren angelegt, welche
die Formen darstellen. Die Drehmatrix übersetzt das Koordinatensystem des
Gesichtsfelds auf das an die Kamera angebrachte System. Dann muß für jedes
Zeichen in der Monitoranzeigetabelle ein ähnlicher Vektor berechnet werden.
Der Vektor zeigt auf die Mitte des Zeichenrechtecks und sein Ursprung
ist der Brennpunkt der Kamera. Für
die Vorrichtung 6 mit ihren Schwenk- und Kippfunktionen
ist es einfach, ein neues Dreieck durch Spezifizieren dessen dreier
Spitzen zu definieren. Die Bedienungsperson zielt auf die Spitzen
des Dreiecks mit einem Zielsymbol, das in der Mitte des Monitors
liegt, wie oben beschrieben.
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Wenn
die MPU 26 keine Fließpunkteigenschaften
hat oder die verfügbare
Bandbreite niedrig ist, müssen
arithmetische Vorgänge
mit ganzen Zahlen für
die Berechnungen verwendet werden, was verschiedene Einschränkungen
auf die Größe der Dreiecke
bewirkt. Insbesondere kann es unmöglich werden, eine Präzision der
Berechnungen gut genug beizubehalten, um kleine oder "enge" Dreiecke zu unterstützen. Mit
anderen Worten, es kann wichtig werden, sicherzustellen, daß die Bedienungsperson nicht
ein Dreieck definiert mit einer Winkeldistanz zwischen irgendwelchen
ihrer Spitzen geringer als 0,5 Grad. Die Zielmarke in der Mitte
des Schirms kann verwendet werden, um ein Feedback an die Bedienungsperson
zu liefern, dahingehend, wo gültige Spitzen
angeordnet werden können.
Wenn beispielsweise das Ziel zu nahe an einer anderen Spitze positioniert
wird, was es zu einem ungültigen
Fleck zur Anordnung einer neuen Spitze machen würde, kann das Ziel blinken
oder in einer unterschiedlichen Farbe dargestellt werden.
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In
Bildern der echten Welt gibt es mehr rechteckförmige Objekte als dreieckförmige. Eine
durchschnittliche Bedienungsperson des Überwachungssystems fühlt sich
somit wohler mit Formen, welche auf Rechtecken oder Parallelogrammen
basieren. Aus diesem Grund ergänzt
wie oben beschrieben die Softwareprogrammierung jedes neu definierte
Dreieck mit einem automatisch erzeugten Partnerdreieck zur Bildung
eines Parallelogramms. Der natürlichste weg
zur Erzeugung des zweiten Dreiecks dürfte derjenige sein, bei dem
die Spitze mit dem größten Winkel
an der längsten
Seite des Dreiecks gespiegelt wird (8).
Dieses Verfahren erlaubt auch, daß Rechtecke oder Parallelogramme
erzeugt werden, indem vom Benutzer nur die Definition von drei Punkten
gefordert wird.
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Wie
aus 3 und dem Programm
Privatzonenanzeige 61C zu sehen ist, erlaubt die Systemprogrammierung,
daß spezielle
und alle Privatzonen gelöscht
werden. Wenn es gewünscht
wird, eine spezielle Zone zu löschen,
wird der Punkt Löschen
spezielle Zonen in Anzeige 61C gewählt. Die Anzeige 61G zeigt
dann, daß die
Bedienungsperson die Zielmarkierung oder das Fadenkreuz auf dem
Zeichenblock bewegt, um die zu löschende
Privatzone zu definieren. Wenn das Fadenkreuz in dieser Zone liegt,
betätigt
die Bedienungsperson die Zoom-Funktion, um die Zone zu löschen.
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Wenn
der Punkt Lösche
alle Zonen in der Anzeige gewählt
wird, erscheint die Anzeige 61H, welche diese Auswahl anzeigt,
um sicherzustellen, daß sich
die Bedienungsperson dieser Wahl bewußt ist. Die Bedienungsperson
kann dann mit der Aufhebung oder Löschung der Zonen fortfahren.
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Man
erkennt, daß,
wenn die Zeichenblöcke der
Textüberlagerungseinheit 43 eine
oder mehrere Privatzonen definieren, welche den gesamten Monitior
abdecken, daß dann
die Bedienungsperson leicht die Orientierung verlieren kann. Um
dies zu vermeiden, ist die Softwareprogrammierung der Überwachungsvorrichtung 6 weiterhin
dafür ausgelegt,
einen Richtungsanzeiger auf dem Schirm bereitzustellen, der Azimuth
(Schwenken) und Höhenlage
(Kippung) der Vorrichtung zeigt. Der Richtungsanzeiger zeigt die
momentanen Azimuth- und Höhenwinkel
in Grad an und wird von der Person eingeschaltet, in dem der Punkt
benachbart der Richtungsanzeigezeile in der Bildschirmtextanzeige 61I von 3 gewählt wird.
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Wie
in 9 gezeigt, ist der
Azimuth in der Mitte der oberen Kante des Monitors gezeigt und wird in östlicher
Richtung in Grad (0–359)
gemessen. Die bekannten Azimuthpunkte sind in Großbuchstaben dargestellt
(N für
Ziffer 0, NE für
45 usw.); ansonsten werden digitale Anzeigen verwendet. Die Azimuthrichtungen
in Richtung der beiden nächsten
bekannnten Punkte werden an den oberen linken und oberen rechten
Ecken des Schirms angegeben.
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Die
Nord-Position kann durch Wählen
von Setze Nordposition in der Anzeige 61B neu programmiert
werden. Wie in der Anzeige 61J zu sehen, wird die Vorrichtung 6 in
die neue Nordposition geschwenkt. Die Bedienungsperson betätigt dann
die Zoomfunktion, um diese Position festzusetzen.
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Die
Höhenlage
wird auf dem Monitor auf der mittleren linken Seite des Schirms
gezeigt. Dies ist ebenfalls in 9 dargestellt.
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In
allen Fällen
versteht sich, daß die
oben beschriebenen Anordnungen rein illustrativ der vielen möglichen
speziellen Ausführungsformen
sind. Verschiedene und andere Anordnungen können leicht gemäß den Grundlagen
der vorliegenden Erfindung ohne Abweichung vom Umfang der Erfindung
umgesetzt werden.