Un sistema de cable trampa de video que comprende un dispositivo de detección para producir una salida de video;

y un sistema informático para calibrar el dispositivo de detección y para reunir y procesar datos en base a la salida de video recibida del dispositivo de detección, para mostrar los datos procesados y que incluye software que comprende instrucciones para permitir a un usuario introducir al menos un cable trampa virtual en una interfaz del usuario, y una dirección de cruce del al menos un cable trampa virtual

CAMPO DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiere a sistemas de vigilancia. Específicamente, la invención se refiere a un sistema de vigilancia basado en video que implementa un cable trampa virtual.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En su forma original, un cable trampa era un arreglo en el cual un cable, cordel, o similar se extendía atravesando un camino, y si alguien o algo tropezaba con el cable o tiraba de él de otro modo, se desencadenaba alguna respuesta. Por ejemplo, dicha respuesta podía ser detonar una mina terrestre, hacer sonar una alarma, o grabar un evento (por ejemplo, activar un contador, una cámara, etc.). Actualmente, los cables trampa se implementan a menudo, por ejemplo, como haces de luz (por ejemplo, láser, infrarroja, o visible); cuando alguien o algo interrumpe el haz, se desencadena una respuesta.

Un ejemplo de un cable trampa convencional que usa un haz de luz se muestra esquemáticamente en la figura

1. Una fuente genera un haz de luz, el cual se transmite cruzando un camino hasta un receptor. Si el haz se rompe, entonces el receptor ya no lo recibe. Esto da como resultado el desencadenamiento de alguna respuesta, como se ha descrito anteriormente.

Los cables trampa convencionales son ventajosos en que son al menos conceptualmente sencillos de usar. También requieren un mínimo de intervención humana, una vez que han sido instalados.

Los cables trampa convencionales, sin embargo, tienen una serie de desventajas. Por ejemplo, no pueden discriminar entre objetos activadores de interés y aquellos que no son de interés. Como ejemplo, se puede estar interesado en cuantas personas, pero no perros, pasean por un camino; sin embargo, una persona o un perro activarían el cable trampa. También es problemático si un grupo de personas caminan juntas, dando como resultado una única activación del cable trampa, en lugar de una para cada persona.

Además, los arreglos de cable trampa convencionales implican generalmente la instalación de equipo dedicado. Por ejemplo, considerando el ejemplo de un cable trampa láser, una fuente de láser y un detector de láser deben instalarse cruzando un camino de interés. Adicionalmente, dicho equipo dedicado puede ser difícil de instalar de tal manera que no sea fácilmente detectable.

Adicionalmente, un cable trampa convencional no ofrece un elevado grado de flexibilidad. Los cables trampa convencionales típicamente detectan si alguien o algo los cruzan, solamente, independientemente de la dirección de cruce. Además, dado que se extienden en líneas rectas, solamente, los cables trampa convencionales están limitados a las regiones a través de las que pueden tenderse.

Los sistemas de videovigilancia convencionales son hoy en día también de uso común. Son, por ejemplo, prevalentes en tiendas, bancos, y muchos otros establecimientos. Los sistemas de videovigilancia generalmente implican el uso de una o más videocámaras, y la salida de video de la cámara o cámaras es grabada para una revisión posterior o es monitorizada por un observador humano, o ambas. Dicho sistema se representa en la figura 2, donde una videocámara 1 está enfocada al camino. La videocámara 1 genera señales de video, las cuales son transmitidas por un medio de comunicación, mostrado en este caso como un cable 2. El cable 2 alimenta a uno o a ambos de un dispositivo de pantalla visual 3 y un dispositivo de grabación 4.

Al contrario que con cables trampa convencionales, los sistemas de videovigilancia pueden diferenciar entre personas y animales (es decir, entre objetos de interés y objetos no de interés) y pueden diferenciar los individuos dentro de un grupo de personas que caminan juntas. Proporcionan además flexibilidad respecto a los cables trampa, en términos de la forma de las regiones que pueden monitorizar. Además, dado que los sistemas de videovigilancia se usan tan ampliamente, no es necesario instalar ningún equipo adicional. Sin embargo, los sistemas de videovigilancia también presentan algunas desventajas.

Quizás la desventaja más significativa de los sistemas de videovigilancia convencionales es que requieren un alto grado de intervención humana para extraer información del video generado. Es decir, alguien tiene que estar viendo el video a medida que se genera, o alguien tiene que revisar el video almacenado.

Un ejemplo de un sistema de vigilancia basado en video de la técnica anterior puede encontrarse en las Patentes de Estados Unidos Nº 6.097.429 y 6.091.771 de Seeley y col. (denominadas colectivamente más adelante como “Seeley y col.”). Seeley y col. se refieren a un sistema de seguridad de video que incluye tomar fotos instantáneas cuando se detecta una intrusión. Seeley y col. abordan algunos de los problemas relacionados con falsas alarmas y la necesidad de detectar algunas intrusiones/intrusos pero no otros. En este trabajo se usan técnicas de diferenciación de imágenes y técnicas de reconocimiento de objetos. Sin embargo, existen muchas diferencias entre Seeley y col. y la presente invención, como se describe a continuación. Entre las más importantes desventajas de Seeley y col. está una falta de descripción de cómo se realizan la detección y el reconocimiento. Lo que se describe en estas áreas contrasta con lo que se presenta con respecto a la presente invención.

Otro ejemplo de un sistema de vigilancia basado en un video y en otros sensores se describe en las Patentes de Estados Unidos Nº 5.696.503 y 5.801.943 de Nasburg (denominadas colectivamente más adelante como “Nasburg”). Nasburg trata del seguimiento de vehículos usando múltiples sensores, incluyendo sensores de video. Se desarrollan “huellas dactilares” para vehículos a seguir y se usan para detectar posteriormente a los vehículos individuales. Aunque Nasburg menciona el concepto de un cable trampa de video, no existe ninguna descripción sobre cómo se implementa dicho cable trampa de video. Nasburg difiere además de la presente invención en que se centra exclusivamente en la detección y el seguimiento de vehículos. Por el contrario, la presente invención, como se describe y se reivindica a continuación, está orientada en la detección de objetos en movimiento arbitrarios, tanto rígidos (como un vehículo) como no rígidos (como un ser humano). Otro ejemplo más de sistema de videovigilancia puede encontrarse en el documento “A smart camera application: DSP-based people detection and tracking”, CHENG v. y col., Journal of Electronic Imaging, Vol. 9, nº 3, julio de 2000, págs. 336-346.

**(Ver fórmula)**

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

En vista de lo anterior, sería ventajoso tener un sistema de vigilancia que combine las ventajas de los cables trampa con las de los sistemas de videovigilancia, y éste es el objetivo de la presente invención.

La presente invención es como se indica en las reivindicaciones. La presente invención implementa un sistema de cable trampa de video, en el que un cable trampa virtual, de forma arbitraria, se coloca en el video digital usando técnicas de procesamiento de video por ordenador. El cable trampa virtual se monitoriza a continuación, usando de nuevo técnicas de procesamiento de video por ordenador. Como resultado del proceso de monitorización, pueden compilarse estadísticas, detectarse intrusiones, registrarse eventos, desencadenarse respuestas, etc. Por ejemplo, en una realización de la invención, el evento de una persona que cruza un cable trampa virtual en una dirección puede desencadenar la captura de una instantánea de esa persona, para una futura identificación.

El sistema de la invención puede implementarse usando equipo de video existente junto con equipo informático. Tiene la ventaja, por lo tanto, de que no requiere una importante instalación de equipo de monitorización. El sistema de la invención puede estar realizado, en parte, en forma de un medio legible por ordenador que contiene un software que implementa diversas etapas de un procedimiento correspondiente, o como un sistema informático, el cual puede incluir una red informática, que ejecute dicho software.

El sistema de la invención también puede usarse junto con dispositivos de captura de imágenes diferentes de un video convencional, incluyendo sistemas de captura de imágenes térmicas o cámaras de infrarrojos.

Una realización de la invención comprende un procedimiento para implementar un sistema de cable trampa de video, que comprende las etapas de: instalar un dispositivo de detección... [Seguir leyendo]

R E I V I N D I C AC I O N E S

1. Un sistema de cable trampa de video que comprende

un dispositivo de detección para producir una salida de video; y un sistema informático para calibrar el dispositivo de detección y para reunir y procesar datos en base a la salida de video recibida del dispositivo de detección, para mostrar los datos procesados y que incluye software que comprende instrucciones para permitir a un usuario introducir al menos un cable trampa virtual en una interfaz del usuario, y una dirección de cruce del al menos un cable trampa virtual.

2. El sistema de cable trampa de video de la reivindicación 1, que comprende además: medios para transmitir la salida de video desde el dispositivo de detección; un medio de comunicación a través del cual la salida de video es transmitida por los medios para su

transmisión; y medios para recibir la salida de video del medio de comunicación.

3. El sistema de cable trampa de video de la reivindicación 2, en el que el medio de comunicación incluye un cable.

4. El sistema de cable trampa de video de la reivindicación 2, en el que el medio de comunicación incluye una red de comunicación.

5. El sistema de cable trampa de video de cualquier reivindicación anterior, en el que la interfaz del usuario comprende al menos uno de medios para comunicar una alarma visible o medios para comunicar una alarma audible.

6. El sistema de cable trampa de video de cualquier reivindicación anterior, en el que la interfaz del usuario comprende un dispositivo de pantalla visual.

7. El sistema de cable trampa de video de la reivindicación 6, en el que el dispositivo de pantalla visual es capaz de mostrar al menos uno de un video, una o más instantáneas, o información alfanumérica.

8. El sistema de cable trampa de video de cualquier reivindicación anterior, que comprende además:

al menos un dispositivo de memoria para almacenar al menos uno de un dato de video o un dato alfanumérico.

9. El sistema de cable trampa de video de cualquier reivindicación anterior, en el que el dispositivo de detección comprende al menos un dispositivo de memoria para almacenar al menos uno de una videocámara, una cámara de infrarrojos, un dispositivo sonográfico o un dispositivo de captura de imágenes térmicas.

10. El sistema de cable trampa de video de cualquier reivindicación anterior, que comprende además:

al menos un dispositivo de detección adicional para producir salida de video, en el que el sistema informático recibe y procesa además la salida de video del sistema de detección adicional.

11. Un procedimiento de implementación de un sistema de cable trampa de video que comprende:

calibrar un dispositivo de detección de video para determinar los parámetros del dispositivo de detección de video destinados a ser usados por el sistema; inicializar el sistema, incluyendo introducir al menos un cable trampa virtual y una dirección de cruce de al

menos un cable trampa virtual en una interfaz del usuario; obtener datos del dispositivo de detección de video; analizar los datos obtenidos del dispositivo de detección de video para determinar si una dirección de

cualquier cruce del cable trampa virtual coincide con la dirección de cruce virtual introducida por un usuario; y desencadenar una respuesta al cruce de un cable trampa virtual.

12. El procedimiento de la reivindicación 11, en el que el calibrado comprende: introducir parámetros de forma manual, por parte de un usuario;

generar retroalimentación visual para el usuario; y permitir que el usuario re-introduzca los parámetros si el aspecto de la retroalimentación visual no es aceptable para el usuario.

13. El procedimiento de la reivindicación 11, en el que el calibrado comprende:

(a) hacer que una persona se mueva a través de un campo de visión del dispositivo de detección de video

(b) segmentar a la persona en movimiento

(c) usar el tamaño de la persona en diferentes regiones del campo de visión para determinar parámetros;

(d) proporcionar retroalimentación visual para un usuario, y

(e) permitir el ajuste de los parámetros si el aspecto de la retroalimentación visual no es aceptable para el usuario.

14. El procedimiento de la reivindicación 13, en el que permitir el ajuste comprende: permitir que el usuario ajuste los parámetros de forma manual.

15. El procedimiento de la reivindicación 13, en el que permitir el ajuste comprende: reiniciar el calibrado repitiendo las etapas (a)-(e).

16. El procedimiento de la reivindicación 13, en el que permitir el ajuste comprende: permitir que el usuario seleccione al menos uno de ajustar los parámetros de forma manual o reiniciar el calibrado repitiendo las etapas (a)-(e).

17. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, en el que la segmentación comprende: realizar una modelización del fondo a nivel de los píxeles realizar una detección y un seguimiento del primer plano y analizar los objetos del primer plano.

18. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 11 ó 14 a 17, en el que el calibrado comprende: reunir información de video sobre un periodo de tiempo utilizando el dispositivo de detección de video; segmentar los objetos provinentes de la información de video; analizar los objetos segmentados para determinar el tamaño promedio de una persona en diversas

regiones de una imagen de video correspondiente a un campo de visión del dispositivo de detección de video; y utilizar los tamaños promedio de una persona en las diversas regiones para determinar los parámetros.

19. El procedimiento de la reivindicación 18, en el que la segmentación comprende: realizar una modelización del fondo a nivel de píxeles realizar una detección y un seguimiento del primer plano y analizar los objetos del primer plano.

20. El procedimiento de la reivindicación 18 o la reivindicación 19, en el que analizar comprende: determinar regiones no salientes de la imagen de video; y formar histogramas de objetos del primer plano detectados en regiones salientes de la imagen de video.

21. El procedimiento de la reivindicación 20, en el que la determinación del tamaño promedio de una persona en una región particular de la imagen de video se realiza solamente si un número de objetos del primer plano detectados en esa región supera un número predeterminado.

22. El procedimiento de la reivindicación 20 o la reivindicación 20, en el que un pico más alto en un histograma se toma como correspondiente a una única persona.

23. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 18 a 22, que comprende además: introducir, por parte del usuario, uno o más marcos temporales para ser usados para el calibrado.

24. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 23, en el que inicializar el sistema incluye

además: seleccionar al menos una opción de registro.

25. El procedimiento de la reivindicación 11, en el que analizar comprende: determinar si un objeto se solapa con cualquier cable trampa virtual.

26. El procedimiento de la reivindicación 25, en el que calibrar comprende: realizar segmentación del objeto; y detectar el objeto en base a la segmentación realizada del objeto.

27. El procedimiento de la reivindicación 26, en el que realizar la segmentación del objeto comprende: realizar una modelización del fondo a nivel de píxeles realizar una detección y un seguimiento del primer plano y analizar los objetos del primer plano.

28. El procedimiento de la reivindicación 25, en el que analizar comprende además:

realizar segmentación del objeto, en el que el objeto detectado se detecta en base a la segmentación realizada del objeto.

29. El procedimiento de la reivindicación 28, en el que realizar la segmentación del objeto comprende: realizar una modelización del fondo a nivel de píxeles realizar una detección y un seguimiento del primer plano y analizar los objetos del primer plano.

30. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 25 a 29, en el que analizar comprende además: si se determina que el objeto se solapa con cualquier cable trampa virtual, determinar si una dirección de

cruce del cable trampa virtual coincide con una dirección de cruce del cable trampa virtual introducida por un usuario.

31. El procedimiento de la reivindicación 30, en el que analizar comprende además: si se determina que la dirección de cruce del cable trampa virtual coincide con la dirección de cruce del

cable trampa virtual introducida por el usuario, realizar al menos un examen adicional sobre la naturaleza del objeto.

32. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 25 a 29, en el que analizar comprende además:

si se determina que el objeto se solapa con cualquier cable trampa virtual, realizar al menos un examen adicional sobre la naturaleza del objeto.

33. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 32, en el que desencadenar una respuesta comprende al menos una de: activar una alarma de audio; activar una alarma visual;

tomar una instantánea; o grabar un video.

34. Un procedimiento de detección de “entrada sin autorización” que incluye el procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 33 y que comprende además: detectar que una persona está entrando en un área de interés;

**(Ver fórmula)**

**(Ver fórmula)**

comenzar la vigilancia del área de interés en respuesta a la detección; determinar si un número de personas que entran en el área de interés es mayor que un número permisible; y

si la etapa de determinación da un resultado positivo, desencadenar una respuesta.

**(Ver fórmula)**

35. Un medio legible por ordenador, que incluye instrucciones para realizar el procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 33, cuando se ejecuta en un sistema informático.

36. Un sistema informático diseñado para ejecutar instrucciones para realizar el procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 33.

37. Un sistema de cable trampa de video que comprende: un dispositivo de detección para proporcionar una salida de video; y un sistema informático para recibir los datos de salida de video y que comprende:

una interfaz del usuario; al menos un procesador; y un medio legible por ordenador que incluye instrucciones para realizar el procedimiento de una cualquiera

de las reivindicaciones 11 a 33 cuando son ejecutadas por dicho al menos un procesador.

38. El sistema de cable trampa de video de la reivindicación 1 o la reivindicación 37, en el que el sistema informático comprende la aplicación de hardware específico adaptado para calibrar el dispositivo de detección y reunir datos del proceso.

39. Un medio legible por ordenador para implementar un sistema de cable trampa de video, comprendiendo el

medio legible por ordenador:

instrucciones para calibrar un dispositivo de detección de video para determinar los parámetros del

dispositivo de detección de video destinados a ser usados por el sistema;

instrucciones para recibir de una interfaz del usuario al menos un cable trampa virtual para superponer en una imagen provinente de un dispositivo de detección y una dirección de cruce de al menos un cable trampa virtual; e instrucciones para desencadenar una respuesta a un cruce del cable trampa virtual en dicha dirección, cuando dichas instrucciones son ejecutadas por un sistema informático.

40. El medio legible por ordenador de la reivindicación 39, que comprende además:

instrucciones para recibir de la interfaz del usuario un momento o intervalo de detección para el cruce del cable trampa virtual.

41. El medio legible por ordenador de una cualquiera de las reivindicaciones 39 a 40, que comprende además:

instrucciones para recibir de la interfaz del usuario una sensibilidad de detección para el cruce del cable trampavirtual.