Brevet FR2484754A1 — publié le 19811218

- 1 - Procédé et dispositif de surveillance d'une scène par caméra vidéo. La présente invention concerne de façon générale les procédés et dispositifs de surveillance de scènes ou de conditions de déroulement d'une action, et elle concerne plus particulièrement des procédés et dispositifs de surveillance de scènes qui utilisent des caméras vidéo. La mise en place de caméras vidéo pour la surveil- lance par des récepteurs vidéo à des emplacements éloignés est un procédé habituel et largement utilisé pour réaliser des économies de travail ou en tant que moyen de communica- tion entre plusieurs lieux dans le but de surveiller une scène, comme par exemple à l'intérieur de magasins ou de parcs à voitures, ainsi que pour la surveillance d'emplace- ments de travail dans des usines ou des lieux analogues. Diverses tentatives ont été faites jusqu'à présent pour automatiser cette surveillance d'emplacements par de telles caméras vidéo qui ne produisent des signaux d'alarme qu'en cas d'apparition d'anomalies à ces emplacements. Dans ce cas, du fait que la caméra vidéo capte la scène de l'emplacement par réflexion de la lumière à l'emplacement et fournit son signal vidéo, si le rayonnement lumineux à l'emplacemient considéré n'est pas constant, la surveillance automatique de cet emplacement, ou en d'autres termes la détection précise d'anomalies, devient difficile. Lorsque l'exiplacement de la scène à surveiller est à l'intérieur, il est possible de maintenir dans une certaine mesure une condition d'éclairement constante de la scène, mais lorsque la lumière solaire entre dans un tel emplacement intérieur, cette condition d'éclairement peut ne pas être constante. En outre, pour la surveillance d'emplacements extérieurs, la luminosité de la scène varie en fonction des conditions climatiques et il existe bien entendu une différence de luminosité en fonction de l'heure, si bien que l'automatisa- tion de la surveillance devient une tâche extrêmement diffi- cile. De façon générale, de nombreuses tentatives ont été faites pour stabiliser la luminosité vue par la caméra vidéo en réglant automatiquement l'objectif de la caméra vidéo sur une grande ou une petite ouverture de façon à réagir à de telles variations de luminosité. Ceci donne des résultats satisfaisants si l'importance de la variation de luminosité est telle que la commande automatique d'ouverture peut suivre, mais dans les cas pratiques tels qu'en présence de lumière solaire, la variation est si grande qu'on ne peut pas espérer que le réglage assure une réponse complète. De plus, même dans le cas d'un éclairage artificiel, on peut dire la même chose lorsque l'importance des variations est élevée. En d'autres termes, avec ces systèmes de surveillance de l'art antérieur, il s'est avéré pratiquement impossible d'effectuer automatiquement une surveillance constante des changements anormaux d'une scène, comme des mouvements de voitures dans un parc à voituresou des gens qui entrent dans un lieu ou en sortent. Un but de l'invention est donc d'offrir un procédé de surveillance selon lequel on peut surveiller effectivement et automatiquement une scène et produire une alarme lorsqu'apparaît une anomalie dans la scène surveillée, indé- pendamment de toutes variations dans la scène surveillée, telle que l'entrée de voitures dans des parcs à voitures ou leur sortie, des mouvements de voitures, ou la sortie ou l'entrée du public dans des magasins, la luminosité de ces scènes pouvant varier lentement et considérablement. L'invention a égaleiaent pour but d'offi r un dispositif de surveillance qui surveille une scène et produit - une alarme lorsqu'apparaît une anomalie dans la scène à surveiller, indépendamment de toutes variations dans la scène surveillée, telle que l'entrée de voitures dans des parcs à voitures ou leur sortie, le mouvement de voitures, ou la sortie ou l'entrée du public dans des magasins, la lumino- sité de la scène pouvant varier lentement et considérablement. Conformément à un aspect de l'invention, un procédé de surveillance d'une scène comprend les opérations suivan- tes: a) on capte une scène à surveiller au moyen d'une caméra vidéo pour produire un signal vidéo b) on convertit le signal vidéo provenant de la caméra 24847'54 vidéo en un signal de données c) on mémorise ce signal de données en tant que signal de données courant, d) on compare ce signal de données courant avec un signal de données précédent qui a été élaboré en con- vertissant un signal vidéo provenant de la caméra vidéo pendant une surveillance précédente, afin de produire un signal d'alarme seulement lorsque le signal de données courant et le signal de données précédent sont différents; e) on efface le signal de données précédent après l'opération de comparaison; et f) après l'opération d'effacement du signal de données précédenton mémorise le signal de données courant en tant que nouveau signal de données précédent pour une surveillance suivante; et on répète ces opérations dans cet ordre, avec un intervalle de temps prédéterminé, pour accomplir ainsi la surveillance de la scène. Conformément à un autre aspect de l'invention, un dispositif de surveillance d'un emplacement comprend: a) une caméra vidéo qui capte une scène à surveiller et qui produit un signal vidéo; b) des moyens de conversion de données destinés à con- vertir en un signal de données les signaux vidéo qui correspondent à la scène et qui proviennent de la caméra vidéo; c) un premier élément de mémoire destiné à mémoriser en tant que signal de données courant le signal de données qui provient des moyens de conversion de données; d) un second élément de mémoire destiné à mémoriser un signal de données provenant du premier élément de mémoire, en tant que signal de données précédent produit pendant une surveillance précédente, e) des moyens de comparaison destinés à comparer le signal de données courant enregistré dans le premier élément de mémoire avec le signal de données précé- dent enregistré dans le second élément de mémoire f) des moyens d'effacement destinés à effacer le signal de données précédent mémorisé dans le second élément de mémoire;- g) des premiers, seconds,... cinquièmes moyens de commutation qui sont respectivement intercalés entre la caméra vidéo et les moyens de conversion de données, les moyens de conversion de données et le premier élément de mémoire, les premier et second éléments de mémoire et les moyens de comparaison, les moyens d'effacement et le second élément de mémoire, ainsi qu'entre le premier élément de mémoire et le second élément de mémoire; h) des moyens de commande destinés à commander en temps partagé la fermeture et l'ouverture des premiers, seconds,... cinquièmes moyens de commutation; et i) des moyens de génération d'alarme destinés à générer une alarme à la réception d'un signal de sortie qui est produit par les moyens de comparaison. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, faite en relation avec les dessins annexés sur lesquels: * La figure 1 est un schéma synoptique qui illustre un exemple du dispositif de surveillance correspondant à l'invention et qu'on emploie également pour expliquer un exemple du procédé de l'invention; et Les figures 2A à 2F représentent des diagrammes séquentiels utilisés pour expliquer l'exemple de l'invention qui est représenté sur la figure 1. On expliquera ci-après en se référant aux dessins annexés un exemple -du procédé comme du dispositif de surveillance correspondant à l'invention, convenant à la surveillance de scènes ou d'emplacements. La figure 1 représente un schéma synoptique qui illustre un exemple d'un dispositif de surveillance corres- pondant à l'invention. Sur la figure 1, la référence 1 désigne la caméra vidéo qui capte une scène à surveiller, comme un parc à voitures, et qui produit un signal d'informa- tion correspondant, soit en d'autres termes un signal vidéo. Ce signal (vidéo) de données provenant de la caméra vidéo 1 transite par l'élément de commutation Si et il est appliqué à une section de conversion de données 2, comme par exemple un convertisseur analogique- numérique. Le signal de données numérisé qui provient de la section de conversion de données 2 transite par un élément de commutation S2 et il est appliqué en vue d'une comparaison à une section de mémoire 3 qui est formée par une mémoire à circuit intégré, telle qu'une mémoire vive ou un élément analogue, et le signal est enregistré pour l'instant dans la mémoire. Ce signal de données mémorisé pro- venant de la section de mémoire 3 transite par un élément de commutation S3 et est appliqué à un circuit de comparaison 4, qui est constitué par exemple par un comparateur logique, et il est appliqué simultanément à une section de mémoire d'enregistrement 5, qui consiste en une mémoire (mémoire à circuit intégré) telle qu'une mémoire vive ou analogue, après être passé par un élément de commutation S5. Le signal de données qui est mémorisé dans cette section de mémoire d'enregistrement 5 passe par l'élément de commutation S3 mentionné précédemment et il est appliqué au circuit de com- paraison 4 dans lequel il est comparé avec le signal de données provenant de la section de mémoire 3. S'il existe une différence entre les deux signaux de données, le circuit de comparaison 4 produit un signal de sortie qui est appliqué à son tour à une section de génération d'alarme 6. Lorsque cette section de génération d'alarme 6 reçoit le signal de sortie du circuit de comparaison 4, elle produit un signal d'alarme, par exemple en faisant retentir une sonnerie ou en faisant clignoter des lampes. En outre, sur la figure 1, la référence 7 désigne une section de génération de signal d'effacement qui produit un signal d'effacement constitué par exemple par un bit à l'état bas, et ce signal d'effacement constitué par un bit à l'état bas transite par l'élément de commutation S4 et est appliqué à la section de mémoire d'enregistrement 5 pour effacer le signal de données enregistré dans celle-ci qui est ancien ou n'est plus nécessaire. De plus, la référence 8 désigne un générateur de signal récurrent, comme un temporisa- teur, qui produit un signal sous forme d'impulsion PO avec une période de récurrence prédéterminée T, comme il est repré- senté sur la figure 2A, et ce signal est appliqué à une section de distribution de signaux 9 qui est constituée par exemple par un registre à décalage. La section de distribu- tion de signaux 9 produit ensuite de façon consécutive des signaux sous forme d'impulsions Pi à P5, comme il est repré- senté sur les figures 2B à 2F. En d'autres termes, dans cet exemple le signal sous forme d'impulsion Pi monte au moment du front descendant du signal sous forme d'impulsion PO. De la m8me manière, chacun des signaux sous forme d'impulsions P2... P5 monte également au moment du front descendant du signal sous forme d'impulsion précédent. En outre, comme le montrent les figures 2B à 2F, ces signaux sous forme d'impulsions Pi à P5 ne sont pas nécessairement limités à une configuration dans laquelle ils se suivent de façon continue, sans intervalle entre les signaux adjacents, et il n'y a par principe aucune difficul- té tant que les signaux sous forme d'impulsions Pi... P5 sont générés séquentiellement pendant la période prédéter- minée T de l'impulsion PO, avec un espace entre les impul- sions séquentielles adjacentes. Ces signaux sous forme d'impulsions Pi à P5 sont respectivement appliqués aux élé- ments de corwimutationi correspondants SI à S5 sous la foTnie de signaux de commutation. Chaque élément de commutation Si à S5 consiste par exemple en un élément de commutation ana- logique ou en un circuit ET, et les éléments de commutation respectifs ne sont placés à l'état conducteur que lorsque les signaux sous forme d'impulsions ou signaux de commuta- tion Pi à P5 leur sont respectivement appliqués. On va maintenant expliquer le fonctionnement ou le procédé correspondant à l'exemple de l'invention dont la structure est décrite ci-dessus. Du fait que dans le dispositif ou le procédé de surveillance de l'invention, il y a-répétition de la séquence des états repos-actif.repos... avec un intervalle de temps prédéterminé, la commande du fonctionnement est assurée par la section de génération de signal récurrent 8 et par la section de distribution de signaux 9.-En d'autres termes, comme il est représenté sur la figure 2A, le signal sous forme d'impulsion PO est produit avec un intervalle de temps prédéterminé T par la section de génération de signal 8. Ensuite, la section de distribution de signaux 9 qui reçoit ce signal sous forme d'impulsion PO produit séquentiellement les signaux sous forme d'impulsions Pi à PS pendant la période T du signal sous forme d'impulsion PO. Ces signaux sous forme d'impulsions Pi à P5 sont respectivement appliqués en tant que signaux de commutation aux éléments de commuta- tion SI à S5. Le dispositif accomplit donc un cycle de fonc- tionnement, comme décrit ci-dessus. Ainsi, au bout d'une durée prédéterminée à partir de l'instant auquel le dispositif est, par exemple, à l'état de repos, si la section de génération de signal 8 du dispositif produit le signal sous forme d'impulsion PO, la section de distribution de signaux 9 produit le premier signal sous forme d'impulsion Pi. Ensuite, l'élément de commutation SI qui reçoit ce signal sous forme d'impulsion Pi devient conducteur. Par conséquent, le signal (de données) vidéo provenant de la caméra vidéo 1 passe par l'élément de commutation Si et est ensuite appliqué à la section de con- version de données 2 pour devenir un signal de données - numérique. Ensuite, le second signal sous forme d'impulsion P2 est appliqué de façon consécutive à l'élément de commuta- tion S2, à partir de la section de distribution de signaux 9, afin que l'élément de commutation S2 devienne conducteur. De ce fait, le signal de données numérisé provenant de la section de conversion de données 2 est appliqué à la section de mémoire de comparaison 3 par l'élément de commutation S2 pour y 8tre mémorisé ou enregistré. De plus, le signal sous forme d'impulsion P3 est appliqué en séquence à l'élément de commutation S3 à partir de la section de distribution de signaux 9 pour faire passer l'élément de commutation S3 à l'état conducteur. Par conséquent, le signal de données numé- rique qui est enregistré à ce moment dans la section de mémoire de comparaison 3 et le signal de données numérique précédent représentant la scène précédente qui a été enregis- tré dans la section de mémoire d'enregistrement 5 au cours de la période de fonctionnement précédente sont appliqués con- jointement au circuit de comparaison 4 par l'élément de commutation S3 et ils sont comparés par ce circuit. Du fait que ce circuit de comparaison 4 produit un signal de sortie lorsqu'il existe une différence entre les deux signaux, la section de génération d'alarme 6 produit un signal d'alarme de la manière mentionnée ci-dessus. On sait alors que la scène qui est surveillée par la caméra vidéo 1 est maintenant différente de ce qu'elle était au moment précédent. Naturel- lement, il y aura des cas dans lesquels le circuit de compa- raison 4 ne produira pas de signal de sortie et dans ces cas la scène surveillée est la même à ce moment qu'au moment précédent. Dans ce cas, la section de génération d'alarme 6 ne produira donc pas de signal d'alarme. A un instant ultérieur de la séquence, le quatrième signal sous forme d'impulsion P4 est appliqué à l'élément de commutation S4 à partir de la section de distribution de signaux 9, afin de commuter celui-ci à l'état conducteur, grâce à quoi le signal d'effacement provenant de la section de'génération de signal d'effacement 7 est appliqué à la section de mémoire d'enregistrement 5 par l'élément de commutation S4, ce qui a pour effet d'effacer les données qui correspondent à la scène du moment précédent et qui sznt enregistrées dans la section de mémoire 5. A un instant ultérieur de la séquence, le cinquième signal sous forme d'impulsion P5 est appliqué à l'élément de commutation S5 à partir de la section de distribution de signaux 9, pour commuter cet élément à l'état conducteur. Par conséquent, le signal de données correspondant à l'état courant de la scène, enregistré dans la section de mémoire 3, est appliqué à la section de mémoire d'enregistrement 5 par l'intermédiai- re de l'élément de commutation S5 et il est enregistré dans cette section de mémoire sous la forme de données de réfé- rence pour la séquence de fonctionnement suivante. Ainsi, le dispositif de surveillance représenté sur la figure 1 achève un cycle d'opération de surveillance et passe à une période de repos récurrente jusqu'à ce que le prochain signal sous forme d'impulsion PO soit produit. Lorsque la section de génération de signal récurrent 8 produit à nouveau le signal sous forme d'impul- sion PO, après l'intervalle de temps T, la section de distri- bution de signaux 9 produit séquentiellement les signaux sous forme d'impulsions Pl à P5 qui sont appliqués consécu- tivement aux éléments de commutation respectifs Si à S5, et le dispositif de surveillance répète le fonctionnement décrit ci-dessus puis passe à la période de repos récurrente suivante. Dans l'exemple de l'invention décrit ci-dessus, si on choisit l'intervalle de temps T entre deux signaux sous forme d'impulsions PO consécutifs de façon à rendre négli- geable l'influence de la variation progressive de luminosité de la scène, soit par exemple une période comprise entre 15 secondes et une minute, on peut dire que la luminosité n'a absolument aucune influence entre les signaux de données correspondant à la scène qui est captée par la caméra vidéo 1 au cours de deux périodes de fonctionnement consécutives (au cours desquelles sont produits tous les signaux de commutation sous forme d'impulsions Pi à P5). Ainsi, seules les différences de la scène surveillée, comme les mouvements de voitures dans un parc à voitures, les personnes entrant ou sortant de magasins, etc, seront détectées. En d'autres termes, le signal de données correspondant à la période de fonctionnement précédente est enregistré dans la section de mémoire d'enregistrement 5 et ce signal constitue les données de comparaison ou de référence pour le signal de données de la période de fonctionnement présente (ces données de réfé- rence sont renouvelées ou corrigées à chaque période de fonc- tionnement). Si l'intervalle de temps T entre deux périodes de fonctionnement consécutives est choisi de l'ordre de 15 secondes à une minute, comme indiqué ci-dessus, les varia- tions de luminosité de la scène pendant cet intervalle de temps T sont négligeables, au point; qu'il n'y a pas d'effet sur l'évaluation des anomalies dans la scène. Comme il a été décrit ci-dessus, du fait que dans le cas de l'invention le signal de données qui devient le signal de données de référence correspondant à la scène pour chaque période de fonctionnement est toujours le signal de données de la période de fonctionnement précéden- te, ou en d'autres termes que le signal de données de réfé- rence est renouvelé de façon répétitive à intervalles courts de 15 secondes à une minute entre chaque période de fonctionnement, toutes les variations de luminosité de la scène sont corrigées à chaque période de fonctionnement. Par conséquent, conformément à l'invention, bien qu'il y ait une variation importante de luminosité sur une longue durée, de telles corrections à intervalles courts sont accumulées de façon que la détection des anomalies dans des scènes soit peu influencée par ces variations de lumi- nosité et puisse être réalisée de façon effective. En outre, on peut également utiliser avec l'invention les commandes classiques d'ouverture automati- que pour les objectifs des caméras vidéo, afin de s'adap- ter de façon sûre aux variations de luminosité des scènes surveillées. De plus, le signal de sortie de la caméra vidéo i peut naturellement être appliqué à un récepteur vidéo 10 pour permettre également la surveillance d'une scène par l'observation visuelle. A titre de considération supplémentaire, on peut utiliser une unité centrale d'ordinateur pour le circuit de comparaison 4, dans l'exemple de l'invention. Il est évident que dans ce cas l'invention peut être mise en oeuvre par logiciel. En outre, l'intervalle de temps T n'est pas nécessairement limité à la plage indiquée ci-dessus à titre d'exemple et il peut être choisi librement en con- formité avec les variations de luminosité de la scène à surveiller. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispostif et au procédé décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'inven- tion. REVENDICATIONS 1. Procédé de surveillance d'une scène, caracté- risé en ce que: a) on capte une scène à surveiller, à l'aide d'une caméra vidéo (1), pour produire un signal vidéo; b) on convertit en un signal de données le signal vidéo provenant de la caméra vidéo; c) on mémorise ce signal de données en tant que signal de données courant d) on compare ce signal de données courant avec un signal de données précédent qui a été élaboré en convertissant un signal vidéo provenant de la caméra vidéo au cours d'une surveillance précédente, pour produire un signal d'alarme seulement lorsque le signal de données courant et le signal de données précédent sont différents; e) on efface le signal de données précédent après l'opération de comparaison; et f) on mémorise ce signal de données courant après l'opération d'effacement du signal de données précédent, en tant que nouveau signal de données précédent pour une surveillance suivante; et on répète ces opérations avec un intervalle de temps prédéterminé, dans cet ordre, afin d'accomplir ainsi la surveillance de la scène. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'opération consistant à commander- un diaphragme de la caméra vidéo (1) en fonction des variations de luminosité de la scène. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération de conversion consiste à convertir le signal vidéo en un signal de données numérique. 4. Dispositif de surveillance d'une scène, caractérisé en ce qu'il comprend: a) une caméra vidéo (1) qui capte une scène à surveiller et qui produit un signal vidéo; b) des moyens de conversion de données (2) destinés à convertir en un signal de données le signal vidéo qui correspord à la scène et qui provient de la caméra vidéo; c) un premier élément de mémoire (3) destiné à mémoriser en tant que signal de données courant le signal de données qui provient des moyens de conversion de données (2); d) un second élément de mémoire (5) destiné à mémoriser un signal de données provenant du premier élément de mémoire (3) en tant que signal de données précédent obtenu au cours d'une surveillance précédente; e) des moyens de comparaison (4) destinés à comparer le signal de données courant enregistré dans le premier élément de mémoire (3) et le signal de données précédent enregistré dans le second élément de mémoire (5); f) des moyens d'effacement (7) destinés à effacer le signal de données précédent qui est mémorisé dans le second élément de mémoire (5); g) des premiers, seconds,... cinquièmes moyens de commutation (Si, S2,... S5) qui sont respectivement intercalés entre la caméra vidéo (1) et les moyens de conversion de données (2), les moyens de conversion de données (2) et le premier élément de mémoire (3), les premier et second éléments de mémoire (3, 5) et les moyens de comparaison (4), les moyens d'effacement (7) et le second élément de mémoire (5), ainsi qu'entre le premier élément de mémoire (3) et le second élément de mémoire (5); h) des moyens de commande (8, 9) destinés à commander en temps partagé l'ouverture et la fermeture des premiers, seconds,... cinquièmes moyens de commutation (Si, S2,... S5); et i) des moyens de génération d'alarme (6) destinés à générer une alarme à la réception d'un signal de sortie qui est produit par les moyens de comparaison (4). 5. Dispositif de surveillance d'une scène selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de commande comprennent un générateur de signal récurrent (8) et une section de distribution de signaux (9), ce générateur de signal récurrent produisant un signal sous forme d'impulsion (PO) avec un intervalle de temps prédéterminé, tandis que la section de distribution de signaux reçoit ce signal sous forme d'impulsion et produit ensuite des signaux sous forme d'impulsions consécutifs (Pi - P5) qui sont respectivement appliquéE aux premiers, seconds,... cinquièmes moyens de commutation (Si à S5) pour commander leur ouverture et leur fermeture. 6. Dispositif de surveillance d'une scène selon la revendication 5, caractérisé en ce que toutes les impulsions consécutives (Pi - P5) sont produites pendant une durée séparant des signaux sous forme d'impulsions (PO) adjacents provenant du générateur de signal récurrent (8) ou pendant ledit intervalle de temps prédéterminé.