Устройство для обнаружения движения объектов в поле зрения телевизионной камеры

 

C;0IO3 СОВЕ Т СКИХ

СОЦИАЛИСТИ 1ÅCÊÈÕ

РЕСПУБЛИК (i)s Н 04 N 7/18

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2990788/09 (22) 05.10.80 (46) 07,12.92. Бюл. ¹ 45 (72) Е.Б.Кукушкин и С.С.Филатов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 587640, êë. Н 04 N 7/18, 1978.

Патент США

N. 3761910, кл. 340 — 258, 1973.

Изобретение относится к телевизионной технике, в частности к устройствам для обнаружения движения обьектов с помощью телевизионной камеры.

Известно устройство для обнаружения перемещения в поле зрения телевизионной камеры, содержащее последовательно соединенные телевизионную передающую трубку, видеоусилитель, интегратор видеосигнала каждой строки, преобразователь напряжения в код, блок вычитания, блок сравнения и блок вычисления координат, синхронизатор, первый выход которого подключен к телевизионной передающей трубке через блок горизонтально-вертикальной развертки, второй выход через блок памяти связанный с блоком вычитания, подключен к второму входу блока сравнения, а третий выход подключен к второму входу блока вычисления координат, Данное устройство отличается сложностью, растущей с увеличением точности обнаружения перемещения, что связано с запоминанием и сравнением большого массива информации.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для обнаружения движения обьектов в поле зрения телевизионной камеры, состоящее из последовательно

50,„, 1091834 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ

ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ В ПОЛЕ ЗРЕНИЯ

ТЕЛЕВИЗИОННОЙ КАМЕРЫ включенных тслевизианной камеры, г1алосоваго фильтра, детектора огибающей, интегратора, диффере.:1цирующега блока и индикатора.

Однако указанное устройство имеет невысокую точность и вероятность обнаружения, 1то обусловлена применением амплитудного детектирования для обнаружения перемещения.

Целью изобретения является повышение точности и вероятности обнаружения движения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для обнаружения движения абьектов в поле зрения телевизионной камеры, содержащее последовательно соединенные телевизианну1о камеру и первый паласовой фильтр и индикатор, введены усилитель верхних частот (УВЧ), смеситель, второй паласовой фильтр и фазовый детектор, которые соединены последовательно и включены между выходом первого полосового фильтра и входом индикатора, а также третий паласовой фильтр, усилитель нижних частот (УНЧ) и умножитель частоты, которые последовательно соединены и включены между входам телевизионной камеры и вторым входом смесителя, при этом выход третьего полосового фильтра подключен к второму входу фазового детектора.

10<„! <)34

На

pB:- Iìы с)18КTU 3üíûõ составляющих в

С(:ieUIi j 8Л8 И 8TÎpîì ПОЛОСОВОМ <))Vif! bTpe.

Усгоойство для обнаружения /)В!)ж81)иг!

Об:ei

t первый пол(совой фильтр 2, 2ВЧ 3, смеситель 4, 32 (2pcili пo!)ОсОБО!4 ф If)bTp ), детектоо

6, инди:-.3) ор 7, .третий пог|осовой фильтр 8, УН - 9, умнсжи гель 10 ч„=;,тоты. у с т !3 0 и <, В О (2 3 б и | 3 8 т с л е ."/ ю щ и м 0 D p BЗОМ.

IJ1}1 упро!. (el-i!/.я р|эссматпиааетс)1 ВариГ

BHT Г!ОС |ЗОЧНОЙ РЬЗЭВ81!Зтк!) ИЗО<ЗР32КЕНИЯ.

1: лев!::3!40: IIIB ) ",=- ie!23 . преобразует я|-.|,! -.-"-р" е!!!|"- . - В ";::е зре;-4!:я тел"; изиО) l ной к "| . 8I! ь! Г, = кт0 В!)Деосиг)!Зf а ЬУДет !

1;, -,;I ци,".;,т|)ый харак-:;ер ГО cOOTBBляют л сч!4), < О(! Bi), ?:, 8 1;0!" 1He(!) b!. частот() котс)O2Ы,: Kn;)1, а .i i i, О ЧЗ(тотe T -;:,; i и |3(ТОТЕ к |ро j I I- - Вb ) i Р 0("ВО*,:; ф! "!!ТО 2 РЫДЕляя; -:зст<)., <:!!8; — !2(! л . Й гармон:::|ки стооч-) Г

:(;)i .|ЗС1 О f Ь! ГВ) „. В i.iBei СИГНЗЛЗ, НЗПОИМЕО л | : I !|/ I i I, дм:1л!1 Гул: iые со(. ГЗБ/!ß!<з!цле Вы де )-. !Г)го:. Hei; кз с!,01

УВ Ч;). ! с-;!|1,", п<)ло(. зг) -2:

1 Р

П 10 ..::,:) .;! )!i! ib/ КЗДООВОЙ ЧЗСТО1 Ы Г! i, . Нc1ПР)1 )!

Лr ! !ер»г!))< "- 200 ц. В:..-. :(4P/ie;iiBЯ Гармоника пос г. и)!()!,1:: nт(.зой Вх<)! <()Зэ<ЗБО! 0 детеKT()па 6 и,з .-;: <2!< /i.I - " ГБ" 8|.-. а!иг!ли!Ула ус:..-:, .:. ., —:с .. „Чалee -:.:- -с.()ò3 выделенной

Гзг);/iiîí1 i

I аким Oб 031 эо ":, 1|а I ieрвый ВХОД смеси

"f) ) -. 10.. T 138 Г си I 14ЗЛ, и редставля ю!24ии

COб0й / !ЗСТОК СП 8КТ 123 ГП Й 3!ЗМОН ИКИ CTpO"!4- ! ой -.Bcòîòû 111С =- 1 1<1Гц с бо:;овыми полоса(ии, находя ьцимися l IB расстояниях, кратных

ЧЗГ ТОТP. КЗДPOB К, Поef)CTBÁiieÍb! ÛI/I На фиг.2а, а 1!ie втооой вход-- cl)ãHBB, представля!0|44ий собой умHO;Kенну!0 гзрмОни <) KB/4ровой,Bстоты Й nf, -- 1 I /IГц, представленную нз фиг.2з.

В результате преобразования на выходе смесителя 4 осуществляется перенес боKo80io спектра гзрмоники mfa в область

Г

HVi2KHIAX H3С1 ОТ, 4TO (1OKBBÇHO HB фиг.2В. BT(2p0vi полосОВОЙ фильтр 5 иэ ВыхОДнОГО сиГнала смесителя 4 выделяет гармо :-. ку, равную nfK = 200 Гц, представленную на фи Г.2г.

Вь;деленная гармоника поступает нз первый вход фазового детектора б. При отсутствии перемещения в поле зрения телеВиэио !Hovi камеры разность фаз Гармоник

nfK =- 200 Гц на обоих входах фазового детектора б г)остоянна, следовательно, напряже1)ие на его выходе, пропорциональное разности фаз входных сигналов, при этом будет неизменным по амплитуде. Индикатор 7 Не ре" ãèðóåò на постоянное напряжение на выходе фазового детектора 6.

При появлении перемещения в поле зрения телевизионной камеры 1 будет происходить расширение спектральных линий видеосигнала. Например. при перемещении обьекта на вь соту кадра эа 60 с расшиPP чиe пеРВОЙ спектРЗ lbHovi 1!i)HMM КЗДООВОЙ частоты составит примерно 0,033 Гц. При перемещении обьекта на ширину кадра за

60 с расширение первой спектральной ли,!ии строчной частоты составит также

0,033 Гц. В этом случае на первый вход смесителя 4 поступит сигнал, представляю-! ций собой участок спектра m-й гармоники строчной частоты п)1с = 1 МГц, где m == 64, каждая спектральная линия которого будет занимать полосу спектра, т.е. Иметь свой спектр фаэочастотных флуктуаций не менее чем 2 I ö. Гармоника кадровой частоть nfK = — 200 (ц, где n = 4, имеющая спектр флуктуаций не менее 0,13 Гц и выделенная третьим полосовым фильтром 8, поступает на второй вход фазового детектора б и на вход УНЧ 9, с выхода КОТоро!0 далее на вход умножителя 10 частоты. где происходит расширение ее спектра, т.е, умножение флуктуаций в

М =- 5 . "!;Ñ раз. 1 аким образом, на второй вход смеси-еля 4 частоты поступает гармоника кадрОВОЙ частоты nfK М = УГц, имеющая расширенный спектр фазочастотных

<олукгуа!4ий, равный примерно 650 Гц. Иэ комбинации спектральных составляющих на выходе смесителя 4 частоты второй полозовой фильтр 5 выделяет и-ю гармонику кадровой частоты п1к = 200 Гц и прилегающий к ней участок спектра суммарных фазочастотIbIx флуктуаций гармоник строчной и кадроВой часто которая поступает на первый вход фазового детектора б. Из-за наличия флуктуирующих сигналов на входах напряжение на Выходе фазового детектора б также будет флуктуировать. Индикатор 7 реагируе — HB изменения напряжения на выходе фазового детектора б и фиксирует их наличие.

Гаков техническое решение — выделение из спектра видеосигналэ участка спектра гп-й гармоники стро |ной частоты с посгедующим сравнением одной иэ гармо1091834 ник выделенного участка спектра с преобразованием и-й гармоник ой кадровой частоты этого же спектра — позволяет добиться синфазности гаомонических составляющих на входах фазового детектора и, следова- 5 тельно, уменьшить ошибку обнаружения движения.

Использование фазочастотного принципа извлечения информации из видеосигнала о наличии движения в поле зрения 10 телевизионной камеры позволяет повысить точность и вероятность обнаружения в целом и в частности в условиях изменения средней освещенности в поле зрения телевизионной камеры, 15

Наличие в предлагаемом устройстве двух каналов информации; высокочастотного (первый полосовой фильтр 2) и низкочастотного (третий паласовой фильтр 8) также повышает надежность обнаружения, так как 20 низкочастотные гармоники, выделяемые третьим полосовым фильтром 8, несут основную энергию перемещения крупных объектов, а высокочастотные гармоники, выделяемые первым полосовым фильтром 25

2, содержат информацию о перемещениях обьектов, сравнимых с апертурой луча.

Формула изобретения

Устройство для обнаружения движения объектов в поле зрения телевизионной камеры, содержащее последовательно соединенные телевизионную камеру и первый полосовой фильтр и индикатор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и вероятности обнаружения движения, в него введены усилитель верхних частот, смеситель, второй полосовой фильтр и фазовый детектор, которые соединены последовательно и включены между выходом первого полосового фильтра и входом индикатора, а также третий полосовой фильтр, усилитель нижних частот и умножитель частоты, которые последовательно соединены и включены между выходом телевизионной камеры и вторым входом смесителя, при этом выход третьего полосового фильтра подключен к второму входу фазового детектора.

oo ) Р;, рте и, Редактор T.Øâpãàнова < g y ðã-г 6Д,:.. 1оо; е ; а! к .-.,оректор .п,,ць;,Ji Yioен Yо

Заказ 5б1 I иоа> -. Лодписиое

ВНИИПО Гос/даре

I" о 5 43o кB " 3 - а - ьока i èÂo - /-

Пройзеод=meH so-i."t Te t ci .i>é ко о;.йат "I ат= ; 1, "." " iopop„y!i, I и а. 101