Brevet FR3091117A1 — publié le 20200626

Description Titre de l'invention : MODULE ET SYSTÈME DE VIDÉOSUR- VEILLANCE NOTAMMENT POUR LA SÉCURITÉ DES SITES [0001] La présente invention concerne de manière générale le domaine de la sécurité des biens, des infrastructures et des personnes. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un module de surveillance comportant au moins une caméra de surveillance et des moyens (l'analyse d'images et de génération d'alertes. L'invention concerne aussi un système de vidéosurveillance comprenant au moins un module de surveillance de l'invention. [0002] Lc besoin de protection contre des actes multiples de malveillance, tels que les vols et les dégradations, l'espionnage économique et industriel, ainsi que les agressions contre les personnes, a conduit ces dernières années à un développement des techniques de surveillance de sites faisant appel à la vidéosurveillance. [0003] Ainsi, par exemple, les systèmes de vidéosurveillance utilisant des caméras thermiques en association avec des moyens d'analyse d'images autorisent une surveillance continue, de jour et de nuit, de zones étendues, comme des infrastructures extérieures, des parkings automobiles, des sites industriels et autres. [0004] Des images panoramiques en temps réel sont délivrées par les caméras et sont traitées par les moyens numériques d'analyse d'images. Les traitements d'analyse d'images s'exécutent de manière automatique sur le flux des images vidéo et permettent de détecter des évènements d'intrusion, ou de tentative d'intrusion, dans un site surveillé. [0005] Lorsqu'une tentative d'intrusion est détectée, le système de surveillance commande différents types d'actions selon sa configuration, comme la remontée d'un signal d'alerte vers un centre de surveillance distant, l'envoi d'un message de texte (par exemple, de type SMS) pour prévenir des personnes concernées, le déclenchement d'une sirène, d'un projecteur lumineux, etc., visant à dissuader les intrus. [0006] Dans les systèmes de vidéosurvcillance connus, l'analyse d'images autorisent ty- piquement trois fonctions de détection pour la génération de signaux d'alerte, à savoir, une fonction de détection d'intrusion, une fonction de détection de mouvement et une fonction de détection de franchissement de ligne. La fonction de détection d'intrusion détecte un changement intervenu dans une zone prédéfinie dans l'image. La fonction de détection de mouvement détecte un mouvement intervenu dans une zone prédéfinie dans l'image. La fonction de détection de franchissement de ligne détecte un franchissement d'une ligne prédéfinie dans l'image. Chacune de ces trois fonctions de détection produit ses propres signaux d'alerte. L'ensemble des signaux d'alerte sont remontés par le système vers un centre de surveillance où un opérateur vérifie sur les 2 images le bien-fondé des déclenchements d'alerte et valide, par exemple, une demande d'intervention des forces de l'ordre ou l'intervention d'un agent de sécurité. [0007] L'analyse d'images utilisée dans les systèmes de vidéosurveillance fait appel à des traitements d'image, tels que la segmentation par régions, contours et scuillages de pixels, qui ne permettent pas de garantir une fiabilité totale des détections. Des fausses d'alertes en nombre important peuvent être générées par différentes facteurs, comme des conditions météorologiques changeantes, des faisceaux lumineux de véhicules automobiles, des animaux, des insectes, la végétation et autres, et entraînent des surcoûts d'exploitation. Par ailleurs, la précision dans la détection des vraies intrusions est de l'ordre de 80% dans les systèmes actuels et présente donc une marge sensible d'amélioration. [0008] Il est souhaitable d'apporter une solution aux inconvénients susmentionnés de la technique antérieure en fournissant un module et un système de vidéosurveillance offrant des performances élevées en termes de nombre de fausses d'alertes et de précision de détection. [0009] Selon un premier aspect, l'invention concerne un module de vidéosurveillance comprenant au moins une caméra de surveillance et des première, deuxième et troisième unités d'analyse d'images, la première unité d'analyse d'images étant configure° pour détecter une intrusion en modélisant une zone dans des images fournies par la caméra et pour émettre un premier signal d'alerte primaire, la deuxième unité d'analyse d'images étant configurée pour détecter un mouvement en modélisant une grille dans des images fournies par la caméra et pour émettre un deuxième signal d'alerte primaire, et la troisième unité d'analyse d'images étant configurée pour détecter un franchissement de ligne en modélisant une ligne d'analyse dans des images fournies par la caméra et pour émettre un troisième signal d'alerte primaire. Conformément à l'invention, le module de vidéosurveillance comprend également une unité logique combinatoire produisant un signal d'alerte secondaire à partir d'une combinaison logique de type « ET » entre au moins deux signaux d'alerte primaires parmi les premier, deuxième et troisième signaux d'alerte primaires. [0010] Selon une forme de réalisation particulière, le module de vidéosurveillance comporte au moins un capteur de surveillance de type volumétrique et l'unité logique combinatoire produit le signal d'alerte secondaire à partir d'une combinaison logique de type « ET » entre au moins deux signaux d'alerte primaires parmi les premier, deuxième et troisième signaux d'alerte primaires, et un signal d'alerte primaire auxiliaire produit à partir du capteur de surveillance de type volumétrique. [0011] Selon une caractéristique particulière, le capteur de surveillance de type volumétrique est de type à infrarouge, à hyperfréquence et/ou à ultrasons. [0012] Selon une autre caractéristique particulière, l'unité logique combinatoire produit le 3 signal d'alerte secondaire à partir d'une combinaison logique de type « ET » entre les premier et deuxième signaux d'alerte primaires et le signal d'alerte primaire auxiliaire. [0013] Selon encore une autre caractéristique particulière, la caméra de surveillance est une caméra de type thermique. [0014] Selon encore une autre caractéristique particulière, les première, deuxième et troisième unités d'analyse d'images et l'unité logique combinatoire sont implémentées dans une unité électronique de commande sous la forme d'au moins un module logiciel. [0015] Selon un autre aspect, l'invention concerne aussi un système de vidéosurveillance comprenant des moyens de surveillance vidéo par caméra, des moyens de stockage d'images vidéo, des capteurs de surveillance, une unité électronique de commande, un transmetteur d'alerte, des moyens d'alarme sonore et/ou lumineuse et des moyens d'alimentation électrique ininterruptible. Conformément à l'invention, le système de vidéosurveillance comprend au moins un module de surveillance tel que décrit brièvement ci-dessus. [0016] Selon encore une autre caractéristique particulière, le transmetteur d'alerte est agencé pour recevoir le signal d'alerte secondaire produit dans le module de surveillance et transmettre celui-ci à un centre de surveillance distant à travers un réseau de transmission radio. [0017] Selon encore une autre caractéristique particulière, le système de vidéosurveillance comprend également un réseau interne de communication de données supporté par un routeur qui est relié au réseau Internet à travers un réseau de téléphonie mobile. [0018] Selon encore une autre caractéristique particulière, les moyens de stockage d'images vidéo comprennent un disque dur de type « SSD ». [0019] D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée ci-dessous de plusieurs formes de réalisation particulières de l'invention, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : [0020] [fig.1] La Fig.1 est un bloc-diagramme simplifié d'une forme de réalisation particulière d'un module de vidéosurveillance selon l'invention. [0021] [fig.2] La Fig.2 montre un exemple d'implémentation d'une fonction de détection d'intrusion dans le module de vidéosurveillance de la Fig.'. [0022] [fig.3] La Fig.3 montre un exemple d'implémentation d'une fonction de détection de mouvement dans le module de vidéosurveillance de la [0023] [fig.4] La Fig.4 montre un exemple d'implémentation d'une fonction de détection de fran- chisscment de ligne dans le module de vidéosurveillance de la Fig.1. [0024] [fig.5] La Fig.5 est un bloc-diagramme simplifié d'une forme de réalisation particulière d'un système de vidéosurveillance selon l'invention. [0025] En référence aux Figs.1 et 2 à 4, il est maintenant décrit à titre d'exemple une forme de réalisation particulière MVS d'un module de vidéosurvcillance selon l'invention. On notera que le module de vidéosurvcillance MVS est conçu pour être intégré dans un système de vidéosurveillance, avec éventuellement plusieurs autres modules de surveillance similaires. [0026] Dans cet exemple de réalisation, comme visible à la Fig.1, le module de vidéosur- veillance MVS comprend essentiellement une caméra de surveillance CAM, trois unités d'analyse d'images UA1, UA2 et UA3 et une unité logique combinatoire LOG. [0027] On notera que le module MVS sera alimenté typiquement par des moyens d'alimentation électrique ininterruptible (non représentés). Ces moyens d'alimentation électrique comprendront par exemple une batterie électrique rechargeable logée dans un boîtier de la caméra CAM, ainsi qu'une unité d'alimentation ininterruptible reliée au secteur d'alimentation électrique. La caméra CAM sera reliée aux unités d'analyse d'images UA1, UA2 et UA3 à travers un réseau de communication de données (non représenté) de type filaire ou sans fil. Ainsi, par exemple, le réseau de communication de données pourra être un réseau radio de type WiFi (marque déposée) basé sur un routeur relié au réseau Internet à travers un réseau de téléphonie mobile de type GPRS, EDGE, 3G, 4G (marques déposées) ou autres. [0028] Comme montré à la Fig.1, la caméra de surveillance CAM, par exemple de type thermique, délivre des images vidéo VD qui sont fournies en entrée à chacune des unités d'analyse d'images UA1 à UA3. Dans d'autres formes de réalisation, le module de vidéosurveillance pourra comprendre plusieurs caméras, par exemple, trois caméras fournissant des images avec des angles différents de prise de vue aux unités d'analyse d'images UA1 à UA3. [0029] Les unités d'analyse d'images UAI à UA3 exécutent des fonctions de détection dif- férentes sur les images vidéo VD. Ainsi, les unités d'analyse d'images UA1, UA2 et UA3 exécutent respectivement une fonction de détection d'intrusion F1, une fonction de détection de mouvement F2 et une fonction de détection de franchissement de ligne F3. [0030] En référence aussi à la Fig.2 qui illustre un exemple d'implémentation de la fonction de détection d'intrusion F1 sur une image IM1, la fonction de détection d'intrusion Fl s'exécute dans une zone de détection d'intrusion ZI qui a été modélisée dans l'image. [0031] La zone de détection d'intrusion ZI est modélisée par un contour fermé CO formé de plusieurs lignes frontières BI à B4. La fonction de détection d'intrusion Fi surveille les changements de pixels dans les lignes frontières B1 à B4 afin de détecter toute intrusion éventuelle, ou tentative d'intrusion, dans la zone Z1. Une technique de scuillage de pixels est utilisée pour détecter tout changement significatif de pixels dans les lignes frontières B1 à B4 et à proximité de celles-ci. La fonction de détection d'intrusion Fl détecte une ligne frontière, parmi B1 à B4, sur laquelle est intervenu un changement niais ne détecte pas la position du changement. Tout changement détecté induisant une direction entrante DE, c'est-à-dire, de l'extérieur vers l'intérieur de la zone ZE génère un signal d'alerte primaire ALI. [0032] En référence aussi à la Fig.3 qui illustre un exemple d'implémentation de la fonction de détection de mouvement F2 sur une image 1M2, la fonction de détection de mouvement F2 s'exécute dans une zone de détection de mouvement ZM. [0033] La zone ZM est représentée par une grille de détection de mouvement GR qui a été modélisée dans l'image. La grille de détection de mouvement GR définit une pluralité de petites cases CA. La fonction de détection mouvement F2 surveille les changements significatifs de pixels dans chacune des cases CA par une technique de scuillage de pixels. Un mouvement et sa direction sont déduits de la détection d'une progression d'un changement de pixels d'une case initiale vers une case adjacente. Tout mouvement détecté d'une case à l'autre génère un signal d'alerte primaire AL2. [0034] En référence aussi à la Fig.4 qui illustre un exemple d'implémentation de la fonction de détection de franchissement de ligne F3 sur une image 1M3, la fonction de détection de franchissement de ligne F3 s'exécute dans une zone de l'image dans laquelle ont été modélisées une ligne d'analyse LA et une direction de franchissement de ligne DF. [0035] La fonction de détection de franchissement de ligne F3 surveille les changements de pixels sur la ligne d'analyse LA, et à proximité de celle-ci, afin de détecter tout franchissement éventuel, ou tentative de franchissement. Une technique de seuillage de pixels est utilisée pour détecter un changement de pixels représentatif d'un franchissement, ou tentative de franchissement, de la ligne d'analyse LA, dans la direction DF définie, mais ne détecte pas la position du changement de pixels. Tout franchissement, ou tentative de franchissement, détecté dans la direction DE définie génère un signal d'alerte primaire AL3. [0036] Comme visible à la Fig.1, les signaux d'alerte primaires ALE AL2 et AL3, produits par les unités d'analyse d'images UA1, UA2 et UA3 sont fournis à des entrées el, e2 et e3 de l'unité logique combinatoire LOG, respectivement. Un signal d'alerte primaire auxiliaire AL4 est fourni à une entrée e4 de l'unité logique combinatoire LOG. Les signaux d'alerte primaires AL1, AL2 et AL3 et le signal d'alerte primaire auxiliaire AL4 sont des signaux binaires dans lesquels un état logique « 1 » indique une alerte active et un état logique « 0 » indique une absence d'alerte. [0037] L'unité LOG réalise une fonction logique combinatoire de type dit « ET » sur les 6 signaux d'alerte primaires AL1, AL2, AL3 et le signal d'alerte primaire auxiliaire AL4 appliqués aux entrées cl, c2, c3 et c4. L'unité LOG délivre un signal d'alerte secondaire ALS dont l'état logique dépend du résultat de la fonction logique combinatoire « ET » réalisée. [0038] Le signal d'alerte secondaire ALS est défini par l'égalité de logique combinatoire suivante : [0039] ALS = (IN1+AL1).(IN2+AL2).(IN3-FAL3).(IN4+AL4) [0040] avec les symboles « . » et « + » qui correspondent aux fonctions logiques « ET » et « OU » en logique combinatoire ; et [0041] avec IN1, TN2, IN3 et 1N4 qui sont des entrées binaires d'invalidation qui autorisent (à l'état « 0 »), ou pas (à l'état « 1 »), la prise en compte des signaux AL1, AL2, AL3 et AL4 correspondants pour produire le signal d'alerte sortant ALS. [0042] Les tables de vérité (tableaux 1 et 2) des fonctions logiques « ET » et « OU » pour deux entrées El et E2 sont rappelées ci-dessous. [0043] [Tableauxl] ET E1 0 1 E2 0 0 0 1 0 1 100441 1Tableaux21 ET El 0 1 E2 0 0 0 1 0 1 100451 Conformément à l'invention, le signal d'alerte secondaire ALS est le signal d'alerte sortant délivré par le module MVS et qui donne lieu à un enclenchement effectif d'une alerte. Outre la prise en compte des signaux d'alerte primaires AL1, AL2 et/ou AL3 issus des moyens d'analyse d'images UA1, UA2 et UA3 du module MVS, un ou plusieurs signaux d'alerte primaires auxiliaires, issus d'un ou plusieurs capteurs de surveillance auxiliaires et représentés par AL4 dans cet exemple de réalisation, pourront aussi être pris en compte pour produire le signal d'alerte secondaire ALS 100461 Les essais effectués par l'entité inventive ont montré que la prise en compte d'un signal d'alerte primaire auxiliaire AL4 délivré par un capteur de surveillance de type volumétrique pour l'obtention du signal d'alerte secondaire ALS permet une amélioration sensible des performances en termes de nombre de fausses alertes et de 7 précision de détection. [0047] Le tableau 3 ci-dessous montre, à titre de référence, des performances obtenues avec les fonctions de détection d'intrusion FI , de détection de mouvement F2 et de détection de franchissement de ligne F3 lorsque celles-ci sont utilisées séparément pour produire des signaux d'alerte. [0048] [Tahlcaux3] NFA P Fl 85 0,65 F2 42 0,58 F3 47 0,62 [0049] Dans le tableau 3 ci-dessus, NFA et P correspondent respectivement au nombre de fausses alertes et à la précision de détection. Les valeurs indiquées pour NFA et P correspondent à des mesures réelles relevées sur une journée sur un site de test. [0050] Le tableau 4 ci-dessous montre des performances obtenues dans différentes confi- gurations du module MVS selon l'invention. Le signal d'alerte primaire auxiliaire AL4 considéré est fourni par un capteur volumétrique. [0051] [Tableaux4] IN1 IN2 IN3 IN4 ALS NFA P 1 0011 ALS=ALI.AL2 10 0,98 2 1001 ALS=AL2.AL3 8 0,92 3 0101 ALS=AL1 .AL3 7 0,85 4 0001 ALS=ALLAL2.AL3 5 0,95 5 0010 ALS=ALl.AL2.AL4 7 1 6 1000 ALS=AL2.AL3.AL4 7 0,92 7 0100 ALS=ALI.AL3.AL4 7 0,94 8 0000 ALS=ALLAL2 AL3 AL 7 0,98 4 [0052] Dans le tableau 4 ci-dessus, les valeurs indiquées pour NFA et P correspondent à des mesures réelles relevées sur une journée sur un site de test et avec des conditions de mesure comparables à celles du tableau 3. [0053] La comparaison des tableaux 3 et 4 ci-dessus montre l'amélioration significatives des performances qu'apportent les configurations préconisées par la présente invention, en termes de réduction du nombre de fausses alertes et d'augmentation de la précision de détection. 8 [0054] Dans les configurations des lignes 1 à 4 du tableau 4, qui fonctionnent sans capteur volumétrique (1N4 = « 1 »), la configuration de la ligne 1 donne la meilleure précision de détection, à savoir P= 0,98, avec un nombre de fausses alertes NFA = 10. [0055] La configuration de la ligne 1 sollicite la fonction de détection d'intrusion Fl et la fonction de détection de mouvement F2 pour produire un signal d'alerte secondaire ALS=ALl.AL2, c'est-à-dire, un signal d'alerte secondaire ALS qui n'est actif (ALS = « 1 ») que si les fonctions Fl et F2 délivrent des signaux d'alerte actifs ALI= « 1 » et AL2= « 1 ». [0056] Dans les configurations des lignes 5 à 8 du tableau 4, qui fonctionnent avec un capteur volumétrique (1N4 = « 1 »), la configuration de la ligne 5 donne la meilleure précision de détection, à savoir P= 1, avec un nombre de fausses alertes NFA = 7. [0057] La configuration de la ligne 5 sollicite la fonction de détection d'intrusion Fl et la fonction de détection de mouvement F2, comme la configuration de la ligne 1, ainsi qu'un capteur volumétrique pour produire le signal d'alerte secondaire ALS=ALl.AL2.AL4. [0058] En référence maintenant plus particulièrement à la Fig.5, il est décrit ci-dessous, à titre d'exemple, une forme de réalisation particulière SVS d'un système de vidéosurveillance selon l'invention comprenant un module de vidéosurveillance MVSb analogue au module MVS décrit précédemment. [0059] Dans le système de vidéosurveillance SVS, le module MVSb comprend une pluralité de caméras de surveillance CAMb qui délivrent plusieurs flux d'image vidéo VDb. Le module MVSb comprend également des unités d'analyse d'images UAlb à UA3b et une unité logique combinatoire LOGb qui sont analogues aux unités UA1 à UA3 et LOG du module MVS. [0060] Les unités d'analyse d'images UA lb, UA2b et UA3b produisent respectivement des signaux d'alerte primaires ALlb, AL2b et AL3b qui sont fournis à des entrées respectives de l'unité logique combinatoire LOGb. [0061] Outre les signaux d'alerte primaires ALlb, AL2b et AL3b, l'unité logique com- binatoire LOGb reçoit également en entrée un signal d'alerte primaire auxiliaire AL4b qui est fourni par un capteur volumétrique CV, ou un ensemble de capteurs volumétriques. Le capteur volumétrique CV est par exemple un capteur de type à infrarouge, hyperti-équence ou ultrasons. L'unité logique combinatoire LOGb délivre en sortie un signal d'alerte secondaire ALSb produit par une fonction logique ET à partir des signaux d'alerte primaires. [0062] On notera que les unités d'analyses d'images et l'unité logique combinatoire seront typiquement réalisées sous la forme d'un ou plusieurs modules logiciels hébergés dans une mémoire d'une unité électronique de commande ECU qui gère le fonctionnement de l'ensemble du système SVS. 9 [0063] Le système de vidéosurveillance SVS comprend également ici d'autres capteurs de détection, comme par exemple un ou plusieurs interrupteurs SW et un microphone MTC, pour la génération d'autres signaux d'alerte primaires auxiliaires qui pourront aussi être pris en compte par le système. Un haut-parleur d'alarme HP et une sirène gyrophare DIR sont également prévus. [0064] Comme visible aussi à la Fig.5, le système de vidéosurveillance SVS comprend ty- piquement une unité de stockage d'images vidéo STOR, un routcur ROUT, un réseau de communication de données NET, un transmetteur d'alertes TRANS et une unité d'alimentation électrique ininterruptible ALIM. [0065] L'unité de stockage vidéo STOR permet l'enregistrement des flux d'images vidéo et pourra comprendre par exemple un disque dur de type SSD, pour « Solid-Statc Drive » en anglais. [0066] Le routcur ROUT est par exemple un routeur connecté au réseau Internet à travers le réseau de téléphonie mobile GPRS, EDGE, 3G, 4G (marques déposées) ou autres, permettant une communication de données à distance, par exemple avec un centre de surveillance, pour la commande du système et la consultation des images du flux vidéo. Le routeur ROUT supporte également le réseau de communication NET du système, sous une forme filaire ou radio. [0067] Le transmetteur TRANS est typiquement un transmetteur radiofréquence d'un réseau d'alarme spécialisé assurant une remontée de signaux d'alerte, tels que le signal ALSh, vers un centre de surveillance, ainsi éventuellement qu'une transmission de messages de texte. [0068] L'unité d'alimentation électrique ininten-uptible ALIM est reliée au secteur d'alimentation électrique et comporte une batterie électrique BAT couplée à un dispositif d'alimentation électrique alternative qui assure l'alimentation électrique du système en cas de coupure du secteur. [0069] Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux formes de réalisation particulières qui ont été décrite ici à titre d'exemple. L'homme du métier, selon les applications de l'invention, pourra apporter différentes modifications et variantes entrant dans le champ de protection de l'invention. [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5]