FR2847350A1 - Panoramic surveillance device used for video surveillance, has optical units for formation of panoramic image - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE SURVEILLANCE PANORAMIQUEPANORAMIC MONITORING DEVICE
La présente invention concerne le domaine des équipements de prise de vue panoramique, notamment destinés The present invention relates to the field of panoramic shooting equipment, in particular intended
à la vidéosurveillance.to video surveillance.
On connaît dans l'état de la technique différentes We know in the prior art different
solutions pour la prise de vue à très grand angle. solutions for very wide angle shooting.
Les solutions utilisant des lentilles asphériques ne sont pas satisfaisantes car le cot de fabrication est très élevé et les aberrations difficiles à corriger avec des Solutions using aspherical lenses are not satisfactory because the manufacturing cost is very high and aberrations difficult to correct with
retraitements logiciels.software reprocessing.
On connaît également l'utilisation de miroirs déformant avec un traitement anamorphique optique ou We also know the use of deforming mirrors with an anamorphic optical treatment or
logiciel.software.
A titre d'exemple, le brevet PCT W09506303 décrit un système de surveillance, pour contrôler un espace, comprenant une seule caméra et un miroir convexe de type dôme. La caméra est fixée par rapport au miroir de sorte qu'au moins la majorité de la surface du miroir se situe dans le champ de vision de la caméra. Le miroir présente un profil tel que les rayonnements provenant de la majorité de l'espace sont réfléchis par le miroir de type dôme sur le plan image de la caméra. De préférence, le miroir de type dôme est symétrique de manière circulaire, son axe de symétrie étant aligné par rapport à l'axe optique de la caméra. En général, la caméra est une caméra électronique comportant un capteur à dispositif à couplage de charge au niveau de son plan image. L'image traitée de l'espace produite par la caméra est affichée sur un écran de contrôle sous forme d'image en cercle ou à plat. Le système de traitement d'images de la caméra électronique peut comprendre un algorithme de détection de mouvement destiné à générer une alarme en cas de détection d'un mouvement By way of example, PCT patent WO9506303 describes a surveillance system for controlling a space, comprising a single camera and a convex dome-type mirror. The camera is fixed relative to the mirror so that at least the majority of the surface of the mirror is within the field of view of the camera. The mirror has a profile such that the radiation from most of the space is reflected by the dome-type mirror on the image plane of the camera. Preferably, the dome-type mirror is circularly symmetrical, its axis of symmetry being aligned relative to the optical axis of the camera. In general, the camera is an electronic camera comprising a sensor with charge coupling device at the level of its image plane. The processed image of the space produced by the camera is displayed on a control screen as a circle or flat image. The image processing system of the electronic camera may include a motion detection algorithm for generating an alarm if motion is detected
dans toute zone prédéterminée de l'espace. in any predetermined area of space.
Un autre brevet publié sous le numéro W09750252A1 concerne un appareil de prise de vues panoramique qui capture instantanément une image panoramique à 360 degrés. Selon un des modes de réalisation, l'appareil de prise de vues comprend un miroir convexe qui capture la lumière du panorama environnant, une lentille d'astigmatisme qui corrige l'astigmatisme, une lentille d'objectif qui fait converger la lumière en un point unique, une lentille d'aplatissement de champ qui fait converger des images de format polaire en images planaires bidimensionnelles, et un mécanisme de capture d'images qui capture des images annulaires bidimensionnelles, optimisées, du panorama environnant. Cet appareil de prise de vues panoramique comprend également divers systèmes d'affichage et de répartition des images panoramiques. Spécifiquement, ces systèmes comprennent un dispositif et un procédé permettant de réaliser numériquement une transformation géométrique de l'image annulaire bidimensionnelle en projections rectangulaires de sorte que l'image panoramique puisse être affichée selon des procédés traditionnels tels que des Another patent published under number W09750252A1 relates to a panoramic camera which instantly captures a 360-degree panoramic image. According to one of the embodiments, the camera comprises a convex mirror which captures the light of the surrounding panorama, an astigmatism lens which corrects the astigmatism, an objective lens which converges the light at a point unique, a flattening field lens that converts polar format images into two-dimensional planar images, and an image capture mechanism that captures optimized, two-dimensional ring images of the surrounding panorama. This panoramic camera also includes various systems for displaying and distributing panoramic images. Specifically, these systems include a device and a method for digitally carrying out a geometric transformation of the two-dimensional annular image into rectangular projections so that the panoramic image can be displayed according to traditional methods such as
images imprimées et des images télévisées. printed images and television images.
Cette solution est destinée à la prise de vue sur 3600 mais elle produit des images peu exploitables pour la vidéosurveillance. En effet, les images panoramiques ne permettent pas d'appréhender correctement des détails du champ couvert et ne permettent donc pas de réaliser une vidéosurveillance This solution is intended for shooting on 3600 but it produces images that are not very usable for video surveillance. Indeed, panoramic images do not allow to correctly grasp details of the covered field and therefore do not allow to carry out a video surveillance.
efficace.effective.
On connaît également des solutions de vidéosurveillance utilisant une caméra à champ normal, balayant le volume à surveiller. Cette solution permet certes d'obtenir des images satisfaisantes, mais présente l'inconvénient de laisser des zones non visualisées pendant le balayage. Chaque zone à surveiller n'est visualisée que pendant une durée très limitée, inférieure à la durée d'ombre. La présente invention vise à réaliser un équipement de vidéosurveillance panoramique compact évitant les There are also known video surveillance solutions using a normal field camera, scanning the volume to be monitored. This solution certainly makes it possible to obtain satisfactory images, but has the drawback of leaving areas not displayed during scanning. Each zone to be monitored is only displayed for a very limited time, less than the shadow duration. The present invention aims to achieve a compact panoramic video surveillance equipment avoiding
inconvénients des différentes solutions de l'art antérieur. disadvantages of the various solutions of the prior art.
A cet effet, l'invention concerne selon son acception la plus générale un équipement pour la surveillance vidéo comportant des moyens optiques pour la formation d'une image panoramique et l'acquisition de ladite image panoramique par une caméra transmettant une information vidéo à un poste de visualisation distant, caractérisé en ce que ledit équipement comporte en outre un moyen d'acquisition d'une image avec une ouverture angulaire non panoramique inscrite dans le champ de prise de vue panoramique, l'orientation dudit moyen d'acquisition étant commandé par rapport au champ des moyens optiques panoramiques en fonction d'une zone d'intérêt détectée dans To this end, the invention relates, in its most general sense, to equipment for video surveillance comprising optical means for the formation of a panoramic image and the acquisition of said panoramic image by a camera transmitting video information to a station. remote viewing device, characterized in that said equipment further comprises a means of acquiring an image with a non-panoramic angular opening inscribed in the panoramic shooting field, the orientation of said acquisition means being controlled relative to in the field of panoramic optical means as a function of an area of interest detected in
ladite image panoramique.said panoramic image.
Avantageusement, le moyen d'acquisition est constitué par une caméra additionnelle mobile selon au Advantageously, the acquisition means is constituted by an additional mobile camera according to at
moins un axe de rotation.minus one axis of rotation.
Selon une variante, le moyen d'acquisition est constitué par une caméra additionnelle mobile selon deux According to a variant, the acquisition means consists of an additional mobile camera in two
axes de rotation perpendiculaires.perpendicular axes of rotation.
Selon un mode de réalisation préféré, les moyens de formation de l'image panoramique comportent au moins un miroir à symétrie axiale, et de section courbe et le moyen d'acquisition est constitué par une caméra additionnelle According to a preferred embodiment, the means for forming the panoramic image comprise at least one mirror with axial symmetry, and of curved section and the acquisition means is constituted by an additional camera
mobile selon l'axe de symétrie dudit miroir. movable along the axis of symmetry of said mirror.
De préférence, le moyen de formation de l'image panoramique comporte un miroir principal de forme annulaire de section concave percé en son centre, réfléchissant une image primaire sur un miroir secondaire rond concave et à profil elliptique coaxial à l'axe optique, le dispositif comprenant un capteur d'images numérique disposé sur l'axe optique, pour recevoir l'image secondaire réfléchie par le miroir secondaire. Selon des modes de réalisation particuliers - le moyen de formation de l'image panoramique comporte un diaphragme interposé entre le miroir secondaire et le capteur d'images; - le moyen de formation de l'image panoramique comporte un miroir primaire de forme circulaire de section hyperboloique le moyen de formation de l'image panoramique comporte un miroir secondaire concave elliptique; - le capteur d'images du moyen de formation de l'image panoramique disposé en arrière jusque dans un plan transversal intersectant le miroir primaire; - le miroir secondaire du moyen de formation de l'image panoramique est un miroir à section elliptique; - le moyen de formation de l'image panoramique comporte un miroir secondaire formé par une calotte concave à profil de coupe elliptique assurant la focalisation du Preferably, the means for forming the panoramic image comprises a main mirror of annular shape of concave section pierced at its center, reflecting a primary image on a concave round secondary mirror and with an elliptical profile coaxial with the optical axis, the device comprising a digital image sensor disposed on the optical axis, for receiving the secondary image reflected by the secondary mirror. According to particular embodiments - the means for forming the panoramic image comprises a diaphragm interposed between the secondary mirror and the image sensor; the means for forming the panoramic image comprises a primary mirror of circular shape of hyperboloic section the means for forming the panoramic image comprises a concave elliptical secondary mirror; - the image sensor of the means for forming the panoramic image disposed behind as far as in a transverse plane intersecting the primary mirror; the secondary mirror of the means for forming the panoramic image is a mirror with an elliptical section; the means for forming the panoramic image comprises a secondary mirror formed by a concave cap with an elliptical section profile ensuring the focusing of the
miroir primaire selon un tore sur un capteur. primary mirror according to a torus on a sensor.
Avantageusement, le moyen de formation de l'image panoramique comporte au moins un repère d'indexation placé dans le champ balayé par le moyen d'acquisition non panoramique. Selon une variante, il comporte un repère d'indexation disposé sur une couronne annulaire coaxiale avec le dispositif d'acquisition de l'image panoramique, et un second repère d'indexation placé dans un plan contenant Advantageously, the means for forming the panoramic image comprises at least one indexing marker placed in the field scanned by the non-panoramic acquisition means. According to a variant, it includes an indexing marker placed on an annular ring coaxial with the device for acquiring the panoramic image, and a second indexing marker placed in a plane containing
l'axe du dispositif d'acquisition d'image panoramique. the axis of the panoramic image acquisition device.
Selon un mode de réalisation particulier, l'équipement comporte en outre un poste de visualisation comportant un moyen de pointage d'une zone d'intérêt de l'image panoramique, et un circuit de commande de la position angulaire de la caméra non panoramique en fonction According to a particular embodiment, the equipment further comprises a viewing station comprising means for pointing an area of interest of the panoramic image, and a circuit for controlling the angular position of the non-panoramic camera in function
des informations fournies par le moyen de pointage. information provided by the pointing device.
Selon un mode de mise en oeuvre avantageux, le moyen de pointage comprend un écran tactile pour la visualisation According to an advantageous embodiment, the pointing means comprises a touch screen for viewing
de l'image panoramique.of the panoramic image.
Selon une autre variante, l'équipement comporte en outre un poste de visualisation comportant un moyen d'analyse de l'image panoramique délivrant une information représentative de la position d'une zone d'intérêt de l'image panoramique, et un circuit de commande de la position angulaire de la caméra non panoramique en fonction According to another variant, the equipment further comprises a viewing station comprising a means for analyzing the panoramic image delivering information representative of the position of an area of interest of the panoramic image, and a circuit for control of the angular position of the non-panoramic camera in function
des informations fournies par le moyen d'analyse. information provided by the means of analysis.
Selon un mode de mise en oeuvre particulier, ledit moyen d'analyse est un moyen de détection des modifications According to a particular mode of implementation, said means of analysis is a means of detecting modifications
locales de l'image panoramique.local panoramic image.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la The invention will be better understood on reading the
description qui suit, se référant aux dessins annexés description which follows, referring to the attached drawings
correspondant à un exemple non limitatif, o: - la figure 1 représente une vue selon un plan de coupe axial d'un exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention; - la figure 2 représente une vue en perspective d'un dispositif conforme à l'invention; - les figures 3 et 4 représentent des vues en coupe partielle selon un plan radial; - la figure 5 représente une vue d'une image corresponding to a nonlimiting example, o: - Figure 1 shows a view along an axial section plane of an exemplary embodiment of a device according to the invention; - Figure 2 shows a perspective view of a device according to the invention; - Figures 3 and 4 show views in partial section along a radial plane; - Figure 5 shows a view of an image
obtenue avec un dispositif conforme à l'invention. obtained with a device according to the invention.
La figure 1 représente un exemple de réalisation d'un dispositif de prise de vues panoramiques présentant un axe de symétrie médian (10). Le champ de prise de vue est cylindrique avec une ouverture d'environ 70 dans les plans radiaux. Le dispositif comprend un miroir primaire (1) de forme annulaire et de section concave. Ce miroir présente un perçage central. Le miroir primaire (1) réfléchit les rayons lumineux vers un miroir secondaire (2) disposé coaxialement au miroir primaire (1), en amont du champ de prise de vue. Le miroir secondaire (2) est formé par une calotte concave à profil de coupe elliptique assurant la focalisation du miroir primaire selon un tore sur un FIG. 1 represents an exemplary embodiment of a device for taking panoramic views having a median axis of symmetry (10). The field of view is cylindrical with an opening of about 70 in the radial planes. The device comprises a primary mirror (1) of annular shape and of concave section. This mirror has a central hole. The primary mirror (1) reflects the light rays towards a secondary mirror (2) arranged coaxially with the primary mirror (1), upstream of the field of view. The secondary mirror (2) is formed by a concave cap with an elliptical section profile ensuring the focusing of the primary mirror according to a torus on a
capteur (4).sensor (4).
Le miroir secondaire (2) réfléchit les rayons lumineux vers un oculaire (3) composé de une ou plusieurs lentilles et intégrant un diaphragme. Un capteur d'image (4), par exemple une caméra numérique, reçoit l'image torique ajustée par l'oculaire et délivre un signal numérique. Ce signal est ensuite traité par un logiciel de The secondary mirror (2) reflects the light rays towards an eyepiece (3) composed of one or more lenses and integrating a diaphragm. An image sensor (4), for example a digital camera, receives the toric image adjusted by the eyepiece and delivers a digital signal. This signal is then processed by software
traitement d'image assurant la correction des déformations. image processing ensuring the correction of deformations.
La caméra principale est placée dans un plan The main camera is placed in a plane
transversal coupant le miroir primaire (1). transverse cutting the primary mirror (1).
Ceci permet de réaliser un dispositif de faible This makes it possible to produce a device of low
encombrement.footprint.
Une caméra additionnelle (11) est disposée sous le miroir secondaire (2), dans l'angle mort du miroir principal (1). Cette caméra additionnelle (11) est une caméra à champs non panoramique. Elle est orientable selon un axe de rotation confondu avec l'axe de symétrie (10) et selon un axe de rotation perpendiculaire, pour permettre un pointage dans une zone quelconque du champ du dispositif de An additional camera (11) is arranged under the secondary mirror (2), in the blind spot of the main mirror (1). This additional camera (11) is a non-panoramic field camera. It can be oriented along an axis of rotation coincident with the axis of symmetry (10) and along a perpendicular axis of rotation, to allow pointing in any area of the field of the device.
prise de vue panoramique.panoramic shot.
Cette caméra additionnelle (11) fournit une image de détail permettant une visualisation agrandie d'une zone This additional camera (11) provides a detail image allowing an enlarged visualization of an area
d'intérêt sur un écran de surveillance. of interest on a monitoring screen.
Il est ainsi possible de procéder sur un même écran, ou sur des écrans indépendants, à la surveillance globale d'une zone panoramique, et l'analyse d'une zone d'intérêt It is thus possible to proceed on the same screen, or on independent screens, to the global surveillance of a panoramic area, and the analysis of an area of interest.
particulier apparaissant dans l'image panoramique. particular appearing in the panoramic image.
La sélection de la zone d'intérêt est réalisée manuellement par un opérateur chargé de la surveillance, ou automatiquement. Dans le premier cas, l'opérateur dispose d'un moyen de pointage permettant de désigner sur l'écran de visualisation de l'image panoramique une zone d'intérêt. Ce moyen de pointage peut être constitué de façon connu par une " souris ", ou encore par un écran tactile. La superposition d'un pointeur graphique dont la position est commandée par l'actionnement du moyen de pointage, avec une zone de l'image panoramique permet de calculer une The selection of the area of interest is carried out manually by an operator responsible for monitoring, or automatically. In the first case, the operator has a pointing means making it possible to designate an area of interest on the screen for viewing the panoramic image. This pointing means can be constituted in a known manner by a "mouse", or even by a touch screen. The superimposition of a graphic pointer, the position of which is controlled by actuating the pointing means, with an area of the panoramic image makes it possible to calculate a
information de pilotage de la caméra additionnelle (11). piloting information of the additional camera (11).
Cette information commande l'orientation selon un ou deux axes de rotation complémentaires. L'image captée par la caméra (11) correspond alors à une vue agrandie de la zone d'intérêt désignée sur l'écran de visualisation de l'image panoramique. Cette image peut être visualisée sur le même écran ou sur un écran distinct. Son affichage ne supprime pas l'affichage de l'image panoramique, ce qui permet à l'opérateur de continuer la surveillance de l'ensemble de la zone, et la détection d'éventuelles nouvelles zones d'intérêt. Le repérage de la position relative de l'image panoramique et de l'image agrandie peut être amélioré par une mire apparaissant dans le champ visualisable par la caméra additionnelle. Cette mire peut être constituée par un ou plusieurs repères opaques ou semi-opaques correspondant à des positions déterminées. Ces repères permettent de recaler périodiquement l'image de détail par rapport à une zone d'intérêt désignée sur l'image panoramique. Dans la solution automatique, l'orientation de la caméra additionnelle (11) est commandée par un circuit d'analyse de l'image panoramique, détectant par un traitement d'image les zones d'intérêt. Les zones d'intérêt peuvent être déterminées par une variation locale de This information controls the orientation along one or two complementary axes of rotation. The image captured by the camera (11) then corresponds to an enlarged view of the area of interest designated on the screen for viewing the panoramic image. This image can be viewed on the same screen or on a separate screen. Its display does not suppress the display of the panoramic image, which allows the operator to continue monitoring the entire area, and detecting any new areas of interest. The location of the relative position of the panoramic image and the enlarged image can be improved by a target appearing in the field viewable by the additional camera. This target can be constituted by one or more opaque or semi-opaque marks corresponding to determined positions. These marks are used to periodically readjust the detail image relative to a designated area of interest on the panoramic image. In the automatic solution, the orientation of the additional camera (11) is controlled by a panoramic image analysis circuit, detecting by areas of interest the image processing. Areas of interest can be determined by a local variation of
l'intensité ou des caractéristiques de l'image panoramique. the intensity or characteristics of the panoramic image.
Un calculateur détermine alors le barycentre de la zone d'intérêt détectée et calcule l'information de positionnement de la caméra additionnelle (11) en fonction A computer then determines the barycenter of the detected area of interest and calculates the positioning information of the additional camera (11) as a function
de la position de ce barycentre.of the position of this barycenter.
Un mode semi-automatique consiste à proposer à l'opérateur des zones d'intérêt, et à commander le déplacement de la caméra additionnelle (11) seulement en cas de validation par l'opérateur Cette proposition de la zone d'intérêt peut se traduire par l'apparition automatique d'un pointeur graphique, ou de la mise en surbrillance de la zone d'intérêt. La sélection se fait par une action sur une touche de validation, ou par désignation de la zone A semi-automatic mode consists in proposing to the operator zones of interest, and in ordering the displacement of the additional camera (11) only in the event of validation by the operator This proposal of the zone of interest can be translated by the automatic appearance of a graphic pointer, or by highlighting the area of interest. The selection is made by an action on a validation key, or by designation of the zone
d'intérêt sur un écran tactile.of interest on a touch screen.
La figure 2 représente une vue en perspective faisant apparaître le miroir primaire (1) présentant la forme générale d'un cône inversé tronqué, engendré par le déplacement d'un ligne concave le long d'un chemin circulaire. Le miroir primaire (1) est percé par une ouverture (8). Il est placé en regard d'un miroir secondaire concave (2) dont le diamètre, dans l'exemple représenté est sensiblement identique au diamètre du miroir Figure 2 shows a perspective view showing the primary mirror (1) having the general shape of a truncated inverted cone, generated by the displacement of a concave line along a circular path. The primary mirror (1) is pierced by an opening (8). It is placed opposite a concave secondary mirror (2) whose diameter, in the example shown is substantially identical to the diameter of the mirror
primaire (1).primary (1).
Les figures 3 et 4 représentent les trajets optiques dans un dispositif conforme à l'exemple représenté en figure 2. Le champ de prise de vue est formé par une couronne circulaire présentant une ouverture angulaire Figures 3 and 4 show the optical paths in a device according to the example shown in Figure 2. The field of view is formed by a circular ring having an angular opening
d'environ 750.about 750.
La figure 5 représente une image enregistrée avec un Figure 5 shows an image recorded with a
dispositif conforme à l'invention.device according to the invention.
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Also Published As
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|---|---|
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