СИСТЕМА ОХРАННО-ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ С ВИДЕОКОНТРОЛЕМ ДОСТУПА Российский патент 2005 года по МПК G08B13/00 G08B25/00 

Изобретение относится к системам тревожной сигнализации и защиты охраняемых объектов недвижимости от вторжения посторонних лиц, появления огня и прочих тревожных событий, в частности к системам тревожной сигнализации, использующим методы контроля и управления доступом.

Одной из наиболее широко применяемых систем контроля и управления доступом (СКУД) является система с использованием кодовых панелей, устанавливаемых на дверях офисов и различных внутриофисных помещений.

Так, в статье "Новые технологии в производстве кодовых панелей" (журнал "Системы безопасности", апрель-май, 2004, с.83) описывается кодовая панель СКП-8, представленная на рынке СКУД компанией СЕАН (Россия). Данная модель кодовой панели предназначена для автономной работы внутри зданий. К основным характеристикам кодовой панели СКП-8 относятся следующие:

- выбор типа замка (электромеханический или электромагнитный) осуществляется программно с клавиатуры кодовой панели;

- используются световая и звуковая индикации режимов работы;

- время задержки открывания двери может изменяться программным путем (от 1 до 33 с);

- при слабой освещенности обеспечивается автоматическое включение подсветки клавиатуры;

- количество хранимых кодов пользователей достаточно велико (более одной тысячи);

- конструкция кодовой панели обеспечивает вандалозащищенность.

Дальнейшим развитием техники управления доступом является подключение кодовой панели к внутриофисной локальной информационной сети. Так, в журнале "Системы безопасности", апрель-май 2003, с.72, 73 описывается программно-аппаратный комплекс "Видео для офиса", представленный в 2003 году на рынок компанией ACTIVISION (Россия). Указанный комплекс содержит компьютерную PCI-плату и диск с программным обеспечением. Комплекс дает возможность секретарю офиса (или сотруднику охраны), не отрываясь от своих дел, контролировать доступ посетителей в офис. Принцип работы комплекса прост и заключается в следующем. При поступлении вызова с блока вызова секретарь (сотрудник охраны) имеет возможность вести разговор с посетителем, видя его изображение на экране видеомонитора, пересылать по локальной информационной сети это изображение сотруднику офиса, к которому пришел данный посетитель. В случае подтверждения этим сотрудником необходимости допуска данного посетителя в офис секретарь может кликом мыши компьютера открыть замок входной двери. Отличительными особенностями программно-аппаратного комплекса "Видео для офиса" являются:

- интеграция блока вызова с персональным компьютером;

- использование телефона (как городской, так и офисной АТС) в качестве переговорного устройства;

- возможность записи изображений и телефонных переговоров с посетителями на жесткий диск персонального компьютера с возможностью последующего анализа записанной информации.

Однако СКУД решают лишь часть задач по обеспечению безопасности охраняемых объектов недвижимости.

В то же время собственников и арендаторов офисов, производственных помещений (далее, для краткости, пользователей), непосредственно заинтересованных в сохранности и жизнеспособности недвижимого имущества, интересует куда больший круг задач безопасности, в который наряду с задачами СКУД входят задачи мониторинга, технической и физической охраны объектов недвижимости.

В последние годы на российском и зарубежном рынках наблюдается бурное развитие так называемых систем комплексной безопасности охраняемых объектов недвижимости.

Базовыми составляющими любой системы комплексной безопасности наряду со СКУД являются система охранно-пожарной сигнализации (ОПС) и система охранная телевизионная (СОТ). Интеграция современных ОПС, СКУД и СОТ осуществляется на аппаратном, программно-аппаратном и программном уровнях с использованием единого компьютерного узла управления и/или распределенной сети микропроцессорных узлов (см., например, статью Штацкого П.А., Барышникова А.Е. "Системы комплексной безопасности объектов" в журнале "Системы безопасности", апрель-май 2003, с.26-30).

Примером такой системы комплексной безопасности для охраняемых объектов недвижимости является интегрированная система комплексной безопасности по патенту US №6504479, G 08 В 13/00, предназначенная для мониторинга охраняемых объектов недвижимости, своевременного обнаружения фактов несанкционированного воздействия или вторжения на указанные охраняемые объекты недвижимости, формирования сигналов тревоги и организации противодействия несанкционированному воздействию (вторжению). Указанная интегрированная система комплексной безопасности содержит видеосредства для визуального мониторинга и обнаружения факта проникновения на охраняемый объект, средства тревожной сигнализации, реагирующие на факты вторжения на охраняемый объект недвижимости, СКУД, обеспечивающие санкционированный доступ на охраняемый объект недвижимости и препятствующие несанкционированному доступу. В состав указанной системы входят также средства обработки информации, связанные с вышеупомянутыми средствами визуального мониторинга, тревожной сигнализации и СКУД, формирующие тревожные кодовые посылки (извещения), свидетельствующие о факте вторжения на охраняемый объект недвижимости. Каждое средство визуального мониторинга содержит автоматизированное рабочее место оператора, оснащенное монитором, обеспечивающим отображение видеосигнала, и базу данных, содержащую текстовую информацию, относящуюся к отображаемому видеоизображению. Средства обработки информации содержат аппаратуру для управления видеосредствами, средствами тревожной сигнализации и СКУД, снабженную средствами для собственной диагностической проверки, а также блок памяти для хранения сведений о местах установки на территории охраняемого объекта недвижимости отдельных видеосредств, средств тревожной сигнализации и СКУД. При этом средства визуального мониторинга выполнены с возможностью доступа к аппаратуре для управления видеосредствами, средствами тревожной сигнализации и СКУД, а также с возможностью изменения информации, хранящейся в блоке памяти. Кроме того, в состав рассматриваемой системы входят два канала передачи данных, связывающие средства обработки информации и средства визуального мониторинга, из которых первый канал используется как рабочий, а второй - как резервный, и аппаратура, обеспечивающая снятие охраняемого объекта недвижимости с охраны и постановку его под охрану.

К указанному классу технических решений относятся и интегрированные системы комплексной безопасности по патентам US №6069655, Н 04 N 7/18, US №6097429, Н 04 N 7/18. Эти системы характеризуются наличием в своем составе высокопроизводительных специализированных процессоров для обработки кадров изображений и видеопроцессоров для сжатия видеоданных, передаваемых по каналам связи. Указанные системы позволяют реализовать биометрическую идентификацию человека по его видеоизображению, что представляет собой одно из наиболее перспективных направлений развития СКУД (см., например, обзор Д.Р.Кондратьева "Биометрические устройства для СКУД" в журнале "Системы безопасности", февраль-март 2004, с.58-63).

Все перечисленные выше комплексные системы безопасности предназначены для работы на достаточно крупных охраняемых объектах недвижимости (в учреждениях, больших офисах, на предприятиях) и могут обеспечивать решение широкого круга задач как безопасности охраняемых объектов недвижимости, так и их жизнедеятельности в целом (контроль за входом/выходом сотрудников, табельный учет рабочего времени, поддержание комфортных климатических условий в помещениях и прочее). Это направление в системах безопасности известно как концепция "интеллектуального здания" (см., например, Межотраслевой тематический каталог "Системы безопасности", Москва, Groteck, 2004, раздел 7, с.211-234).

Возможности практической реализации указанной концепции определяются конкретными условиями размещения и эксплуатации аппаратуры на охраняемом объекте недвижимости, наличием требуемой инженерной инфраструктуры и, естественно, финансовыми возможностями пользователей.

В настоящее время среднестатистическим пользователем востребованы наиболее простые и экономически приемлемые системы комплексной безопасности, которые могут быть применены даже для охраны жилой квартиры. Одна из таких систем описана в патенте US №6163257, G 08 В 29/00, выбранном в качестве прототипа настоящего изобретения. Описанная в нем система комплексной безопасности содержит установленные внутри охраняемого помещения контрольную панель, содержащую микроконтроллер и блок хранения изображений, а также входную видеокодовую панель, в состав которой входят кнопочная буквенно-цифровая панель, видеокамера, датчик присутствия, индикаторы состояния и дисплей. В состав системы входят также базовые элементы ОПС: подключенные к микроконтроллеру охранно-пожарные извещатели, видеокамера скрытого наблюдения, блоки звуковой и световой сигнализации. При этом контрольная и входная видеокодовая панели связаны друг с другом дуплексным каналом связи, а контрольная панель подключена с помощью телефонной сети общего пользования к видеофону. Указанная система объединяет в себя элементы ОПС, СКУД и СОТ и по критерию "стоимость/эффективность" превосходит многие системы аналогичного класса.

Недостатком указанной системы является ее уязвимость по отношению к действиям злоумышленника, заранее изучившего систему, в частности, знающего код, который необходимо набрать на буквенно-цифровой панели для того, чтобы заблокировать блоки световой и звуковой сигнализации, и осведомленного о месте нахождения выключателя ОПС.

Указанный недостаток системы-прототипа может быть устранен благодаря более эффективному использованию средств видеонаблюдения.

Предметом настоящего изобретения является система ОПС с видеоконтролем доступа, содержащая подсистему ОПС, связанную посредством канала дуплексной связи со входной видеокодовой панелью и посредством системы передачи данных - с видеофоном, при этом подсистема ОПС содержит контрольную панель с блоком хранения изображений и с микроконтроллером, ко входам которого подключены охранно-пожарные извещатели, а к выходам - блок хранения изображений и блоки световой и звуковой тревожной сигнализации, а входная видеокодовая панель содержит дисплей, буквенно-цифровую кодовую панель, индикаторы состояния, видеокамеру, связанную с блоком управления видеокамерой, блок видеопамяти, блок подсветки, датчик присутствия и микропроцессор, ко входам которого подключены выходы буквенно-цифровой кодовой панели и датчика присутствия, а к выходам - индикаторы состояния, дисплей и блок управления видеокамерой, один из выходов которого подключен к блоку подсветки, а другой - ко входу блока видеопамяти, связанного с микропроцессором, выполненным с возможностью обмена данными по каналу дуплексной связи, с микроконтроллером, в которую введены видеокамера скрытого наблюдения, связанная с каналом дуплексной связи, спецвычислитель, выход которого подключен через канал дуплексной связи к микропроцессору, и последовательно соединенные видеодигитайзер, вход которого подключен к выходу блока хранения изображений, блок анализа изображений, управляющий вход которого подключен к дополнительному выходу микроконтроллера, а выход - ко входу спецвычислителя, и решающий блок, выход которого подключен к дополнительному входу микроконтроллера, при этом микроконтроллер выполнен с возможностями управления режимами работы блока анализа изображений, передачи и приема по каналу дуплексной связи команд управления настройками системы, приема кадров изображений, получаемых видеокамерой скрытого наблюдения, установленной таким образом, чтобы ее зона действия пересекалась с зоной действия видеокамеры, входящей в состав входной видеокодовой панели.

Частными существенными признаками предлагаемого технического решения являются следующие.

Блок анализа изображений содержит последовательно соединенные блок режекции фона, вход которого является входом блока анализа изображений, детектор контуров, блок формирования фреймов и блок сравнения, выход которого является выходом блока анализа изображений, а также блок хранения видеошаблонов, первый вход которого подключен к выходу блока формирования фреймов, второй вход является управляющим входом блока анализа изображений, а выход подключен ко второму входу блока сравнения.

Объективы видеокамеры, входящей в состав входной видеокодовой панели, и видеокамеры скрытого наблюдения имеют конструкцию pin-hole.

Объективы видеокамеры, входящей в состав входной видеокодовой панели, и видеокамеры скрытого наблюдения находятся во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является создание комплексной, т.е. включающей в себя элементы СКУД, ОПС и СОТ, относительно недорогой (пригодной даже для охраны жилых квартир) системы ОПС, которая обладала бы более высокой, чем система-прототип, устойчивостью к действиям злоумышленника. При этом учитывается и тот случай, что злоумышленник может обладать информацией о местонахождении органов управления системой и способен воспользоваться ими для блокирования тревожной сигнализации.

Обеспечиваемый технический эффект заключается в создании благодаря более полному использованию возможностей видеонаблюдения дополнительного рубежа защиты охраняемого объекта недвижимости и в повышении скрытности управления настройками и работой системы.

Суть предлагаемого технического решения поясняется на фиг.1-4.

На фиг.1 представлена общая структурная схема предлагаемой системы ОПС с видеоконтролем доступа.

На фиг.2 приведена структурная схема построения подсистемы ОПС.

На фиг.3 приведена структурная схема построения входной видеокодовой панели.

На фиг.4 приведена структурная схема построения блока анализа изображений.

На фиг.1-4 использованы следующие обозначения: 1 - входная видеокодовая панель; 2 - буквенно-цифровая кодовая панель; 3 - подсистема ОПС; 4 - микропроцессор; 5 - канал дуплексной связи; 6 - микроконтроллер; 7 - контрольная панель; 8 - блок световой тревожной сигнализации; 9 - блок звуковой тревожной сигнализации; 10 - охранно-пожарные извещатели; 11 - датчик присутствия; 12 - блок управления видеокамерой; 13 - видеокамера; 14 - блок подсветки; 15 - блок видеопамяти; 16 - индикаторы состояния; 17 - видеокамера скрытного наблюдения; 18 - блок хранения изображений; 19 - видеодигитайзер; 20 - блок анализа изображений; 21 - блок режекции фона; 22 - детектор контуров; 23 - блок формирования фреймов; 24 - блок сравнения; 25 - блок хранения видеошаблонов; 26 - решающий блок; 27 - спецвычислитель; 28 - дисплей; 29 - видеофон.

Предлагаемая система ОПС с видеоконтролем доступа содержит (фиг.1) подсистему 3 ОПС, связанную посредством канала 5 дуплексной связи со входной видеокодовой панелью 1 и посредством системы передачи данных с видеофоном 29.

Подсистема 3 ОПС содержит (фиг.2) контрольную панель 7 с блоком 18 хранения изображений и с микроконтроллером 6, ко входам которого подключены охранно-пожарные извещатели 10, в состав которых входят датчики движения, наличия дыма и т.п. А к соответствующим выходам микроконтроллера 6 подключены блок 18 хранения изображений, блок 8 световой тревожной сигнализации и блок 9 звуковой тревожной сигнализации.

Входная видеокодовая панель 1 содержит (фиг.3) дисплей 28, буквенно-цифровую кодовую панель 2, индикаторы 16 состояния, видеокамеру 13, связанную с блоком 12 управления видеокамерой, блок 15 видеопамяти и блок 14 подсветки, а также датчик 11 присутствия и микропроцессор 4, ко входам которого подключены выходы буквенно-цифровой кодовой панели 2 и датчика 11 присутствия, а к выходам - входы индикаторов 16 состояния, дисплея 28 и блока 12 управления видеокамерой, один из выходов которого подключен к блоку 14 подсветки, а другой - ко входу блока 15 видеопамяти, связанного с микропроцессором 4. Микропроцессор 4 выполнен с возможностью обмена данными по каналу 5 дуплексной связи с микроконтроллером 6.

Предлагаемая система содержит также видеокамеру 17 скрытого наблюдения, спецвычислитель 27 и последовательно соединенные видеодигитайзер 19, блок 20 анализа изображений и решающий блок 26, выход которого подключен к дополнительному входу микроконтроллера 6. При этом вход видеодигитайзера 19 подключен к выходу блока 18 хранения изображений, входящего в состав контрольной панели 7, которая, в свою очередь, является составной частью подсистемы 3 ОПС, а управляющий вход блока 20 анализа изображений подключен к дополнительному выходу микроконтроллера 6.

Видеокамера 17 скрытого наблюдения установлена таким образом, чтобы ее зона действия пересекалась с зоной действия видеокамеры 13, входящей в состав входной видеокодовой панели 1. При этом объективы видеокамеры 13, входящей в состав входной видеокодовой панели 1, и видеокамеры 17 скрытого наблюдения имеют конструкцию pin-hole.

Эта конструкция объектива представляет собой специальную оптическую систему, в которой лучи фокусируются в точке, расположенной за пределами объектива (объектив с вынесенным входным зрачком). Конструкция объектива pin-hole содержит несколько линз, подобранных таким образом, чтобы плоскость апертуры диафрагмы совпадала с входным зрачком, расположенным перед передней линзой объектива. Это позволяет использовать для такой видеокамеры входное отверстие диаметром (0,8-2) мм, которое может быть достаточно просто замаскировано в элементах конструкции входной видеокодовой панели 1 или стены (журнал "Системы безопасности", декабрь 2003 - январь 2004, с.66).

Блок 20 анализа изображений содержит (фиг.4) последовательно соединенные блок 21 режекции фона, вход которого является входом блока 20 анализа изображений, детектор 22 контуров, блок 23 формирования фреймов и блок 24 сравнения, выход которого является выходом блока 20 анализа изображений. В состав блока 20 анализа изображений также входит блок 25 хранения видеошаблонов, первый вход которого подключен к выходу блока 23 формирования фреймов, второй вход является управляющим входом блока 20 анализа изображений, а выход подключен ко второму входу блока 24 сравнения.

Представленная на фиг.2 схема построения подсистемы 3 ОПС, включающая в себя контрольную панель 7, охранно-пожарные извещатели 10, блоки световой 8 и звуковой 9 тревожной сигнализации, является общеизвестной (см., например, "Справочник инженерно-технических работников и электромонтеров технических средств охранно-пожарной сигнализации", Москва, ГУВО МВД России, 1997). Техническое решение, связанное с введением в состав контрольной панели 7 блока 18 хранения изображений, описано в вышеупомянутом патенте US №6163257, G 08 В 29/00. Там же описана представленная на фиг.3 схема построения входной видеокодовои панели 1 и ее связь по каналу 5 дуплексной связи с подсистемой 3 ОПС. Частный пример серийно выпускаемых моделей входной видеокодовой панели 1 и видеофона 29 приведен в статье "Видеодомофон от компании "Цифрал" в журнале "Системы безопасности", декабрь 2003 - январь 2004, с.66, 67.

Канал 5 дуплексной связи может быть как проводным, так и беспроводным, использующим, в частности, разрешенный для построения внутриофисных систем передачи данных (Решение ГКРЧ от 29.04.2002, протокол №18/3) диапазон радиочастот (2400-2483,5) МГц.

Представленная на фиг.1 цепочка "видеодигитайзер 19 - блок 20 анализа изображений - решающий блок 26" описана в патенте GB №2345538, G 06 F 3/00. Примером практической реализации указанной цепочки с использованием видеокамеры для решения задач биометрической идентификации личности является линейка систем безопасности ZN-Vision, ZN-Smart Eye и ZN-Phantomas, поставляемых фирмой "РОССИ СП" для постов таможенного и пограничного контроля (www.cctv.ru). Естественно, что в рассматриваемой системе используется лишь часть функциональных возможностей этих систем.

Функциональный узел, состоящий из блока 20 анализа изображений, спецвычислителя 27, микропроцессора 4 и дисплея 28, описан в патентах US №5454043, G 06 K 9/00, GB №2345538, G 06 F 3/00 и US №6191773, G 09 G 5/08. С помощью этого функционального узла, а также с помощью видеокамеры 17 скрытого наблюдения и компьютерной программы для спецвычислителя 27, описанной в вышеупомянутом патенте US №5454043, обеспечивается режим виртуального (без использования буквенно-цифровой кодовой панели 2) управления системой. Этот режим носит наименование "режим виртуальной мыши" (V-mouse).

Решающий блок 26 представляет собой хорошо известный детектор движения, описанный, например, в заявке GB №2388418, G 06 F 3/033, G 06 K 11/08. На практике подобные детекторы движения широко используются в компьютерных системах видеонаблюдения и обнаружения движущихся объектов, например в системе "Rossi-Megasense", поставляемой концерном "РОССИ" (www.rossi.ru).

В качестве видеокамеры 13, входящей в состав входной видеокодовой панели 1, и видеокамеры 17 скрытого наблюдения могут использоваться современные портативные видеокамеры, характеризующиеся высокой степенью миниатюризации, надежностью работы и устойчивостью к внешним воздействиям. Подробная информация о них представлена, например, на сайтах компании КОМКОМ Electronics www.comcom.ru и международного журнала по охранному телевидению www.cctv focus.ru. В этих видеокамерах применяется конструкция объектива pin-hole.

Таким образом, все представленные на фиг.1-4 узлы и элементы в отдельности известны и доступны на открытом рынке, поэтому возможность практической реализации заявленной системы в целом не вызывает сомнений.

Рассматриваемая система ОПС с видеоконтролем доступа работает следующим образом.

Войдя в охраняемое помещение, в котором установлена входная видеокодовая панель 1, пользователь должен снять охраняемый объект недвижимости с охраны. Для этого пользователь должен подойти ко входной видеокодовой панели 1 и набором соответствующего секретного кода на буквенно-цифровой кодовой панели 2 отключить подсистему 3 ОПС.

Если секретный код не набран или набран неверно, то спустя установленный промежуток времени (20-30 с) микропроцессор 4 по каналу 5 дуплексной связи передает в микроконтроллер 6, входящий в состав контрольной панели 7, команду включения режима тревоги. По этой команде микроконтроллер 6 включает блоки световой 8 и звуковой 9 тревожной сигнализации. Блоки 8 световой и 9 звуковой тревожной сигнализации начинают, в зависимости от установленной программы работы, формировать световые и/или звуковые тревожные сигналы.

Необходимо отметить, что указанный выше промежуток времени (20-30 с) не возникает в том случае, когда тревожная ситуация обнаруживается охранно-пожарными извещателями 10, входящими в состав подсистемы 3 ОПС (например, тревожная ситуация, вызванная механическим разрушением двери или окна охраняемого помещения, а также тревога по обнаружению загорания). Эти случаи вызывают мгновенное срабатывание микроконтроллера 6, сразу же включающего соответствующим образом блоки световой 8 и звуковой 9 тревожной сигнализации. Более того, в ряде случаев (например, при обнаружении загорания) соответствующая тревожная сигнализация включается даже в том случае, если охраняемый объект недвижимости снят с охраны.

Началом указанному выше промежутку времени (20-30 с) служит только сигнал срабатывания входящего в состав входной видеокодовой панели 1 датчика 11 присутствия, в качестве которого может быть использован, например, датчик движения. Именно по сигналу датчика 11 присутствия микропроцессор 4 переходит на режим ожидания соответствующего секретного кода, набираемого пользователем на буквенно-цифровой кодовой панели 2.

Однако работа микропроцессора 4 по опознаванию пользователя не ограничивается анализом кодов, набираемых на буквенно-цифровой кодовой панели 2. Микропроцессор 4, кроме того, должен провести биометрическое опознавание пользователя, набравшего код. Снять охраняемый объект недвижимости с охраны может только биометрически опознанный пользователь при условии правильного набора им секретного кода. Поэтому сигнал датчика 11 присутствия через микропроцессор 4 передается в блок 12 управления видеокамерой, обеспечивающий включение видеокамеры 13. Если датчик, входящий в состав блока 12 управления видеокамерой, показывает, что освещенность недостаточна для нормальной работы видеокамеры 13, то из блока 12 управления видеокамерой в блок 14 подсветки подается также команда временного включения дополнительного освещения для создания необходимого уровня освещенности в зоне действия видеокамеры 13.

Сигнал видеокамеры 13 через блок 12 управления видеокамерой поступает в блок 15 видеопамяти и записывается в нем, например, на жесткий диск или в энергонезависимую флэш-память. Эта видеозапись отображает события, происходящие внутри охраняемого помещения, и необходима для того, чтобы уменьшить вероятность ложной тревоги, например, из-за ошибки пользователя, неверно набравшего секретный код или просто забывшего отключить подсистему 3 ОПС. Указанная видеозапись может быть использована затем для того, чтобы установить, кто и когда воспользовался входной видеокодовой панелью 1.

Любое состояние входной видеокодовой панели 1 отображается с помощью входящих в ее состав индикаторов 16 состояния. Например, с помощью мигания цветных светодиодов (входящих в состав индикаторов 16 состояния) может быть наглядно показано, что, допустим, идет шестнадцатая секунда после срабатывания датчика 11 присутствия, к этому времени пользователь он еще не ввел соответствующий секретный код, но его изображение уже зафиксировано в блоке 15 видеопамяти.

При приближении пользователя ко входной видеокодовой панели 1 он попадает также в поле зрения видеокамеры 17 скрытого наблюдения, которая включается по сигналу датчика 11 присутствия, переданному через микропроцессор 4 по каналу 5 дуплексной связи.

Если указанная видеокамера 17 скрытого наблюдения расположена на стене, смежной со стеной, на которой установлена входная видеокодовая панель 1, то объективы видеокамеры 17 скрытого наблюдения и видеокамеры 13 (входящей в состав входной видеокодовой панели 1) находятся во взаимно перпендикулярных плоскостях (фиг.1). При этом секторы обзора объективов указанных видеокамер пересекаются друг с другом. Видеокамера 13, входящая в состав входной видеокодовой панели 1, наблюдает человека в анфас, а видеокамера 17 скрытого наблюдения - сбоку, т.е. захватывает профиль головы и верхней части туловища пользователя.

Изображение, получаемое видеокамерой 17 скрытого наблюдения по каналу 5 дуплексной связи, попадает в подсистему 3 ОПС, где через микроконтроллер 6 передается в блок 18 хранения изображений, входящий в состав контрольной панели 7. Изображение, полученное видеокамерой 13 и запомненное в блоке 15 видеопамяти, также может быть считано по команде микропроцессора 4 в блок 18 хранения изображений. Указанное считывание осуществляется через микропроцессор 4, через канал 5 дуплексной связи и через микроконтроллер 6.

Необходимо отметить, что не только срабатывание датчика 11 присутствия вызывает включение видеокамеры 13 и видеокамеры 17 скрытого наблюдения. Они включаются, в частности, также и при срабатывании любого охранно-пожарного извещателя 10, вызывающего мгновенный переход системы в режим тревоги (несмотря на возможное отсутствие какого-либо человека перед входной видеокодовой панелью 1). В этом случае сигнал соответствующего охранно-пожарного извещателя 10 поступает в микроконтроллер 6. В свою очередь, микроконтроллер 6 включает блоки световой 8 и звуковой 9 тревожной сигнализации и передает по каналу 5 дуплексной связи команду включения видеокамеры 17 скрытого наблюдения. Эта команда по каналу 5 дуплексной связи также поступает на вход микропроцессора 4, входящего в состав входной видеокодовой панели 1. Действие этой команды полностью аналогично рассмотренному выше срабатыванию датчика 11 присутствия: в конечном итоге включается видеокамера 13, кадры которой фиксируются в блоке 15 видеопамяти. При необходимости, включается также и блок 14 подсветки. Далее, кадры видеокамеры 17 скрытого наблюдения (изображающие внутреннюю часть охраняемого объекта недвижимости после включение режима тревоги) по каналу 5 дуплексной связи передаются в микроконтроллер 6, входящий в состав подсистемы 3 ОПС. Кадры видеокамеры 13, зафиксированные в блоке 15 видеопамяти (изображающие, так же как и кадры видеокамеры скрытого наблюдения 17, внутреннюю часть охраняемого объекта недвижимости после включение режима тревоги, но в другом ракурсе), считываются из него в микропроцессор 4 и далее по каналу 5 дуплексной связи передаются в микроконтроллер 6. Таким образом, микроконтроллер 6 собирает все видеоизображения. Эти видеоизображения фиксируются микроконтроллером 6 в блоке 18 хранения изображений. Последующее (по окончании режима тревоги) изучение этих видеоизображений может помочь в выяснении причины возникновения тревожной ситуации.

Вернемся теперь снова к процедуре опознавания пользователя после набора им секретного кода. Если секретный код набран на буквенно-цифровой кодовой панели 2 верно, то микропроцессор 4 по каналу 5 дуплексной связи подает в микроконтроллер 6, входящий в состав подсистемы 3 ОПС, команду начала процесса биометрической идентификации пользователя по его видеоизображениям, переданным в блок 18 хранения изображений. Источником этих видеоизображений является как видеокамера 13 (входящая в состав входной видеокодовой панели 1), так и видеокамера 17 скрытого наблюдения. Процесс биометрической идентификации протекает следующим образом.

Сигнал с выхода блока 18 хранения изображений преобразуется видеодигитайзером 19 в цифровые пиксели изображения, пригодные для последующей компьютерной обработки, - в цифровую "картинку", которая подается в блок 20 анализа изображений (фиг.4), на вход блока 21 режекции фона. Полученная видеодигитайзером 19 цифровая "картинка" обладает избыточностью, вследствие которой значительно повышается вероятность ложного опознавания. Поэтому в блоке 21 режекции фона и - далее - в детекторе 22 контуров осуществляется снятие указанной избыточности. Для этого блок 21 режекции фона выявляет пиксели изображения, имеющие близкий уровень амплитуды, и классифицирует их как фон, подлежащий режекции. Детектор 22 контуров, наоборот, выявляет существенные изменения в уровнях амплитуды пикселей и "связывает" их в цифровые контуры, образующие контурное изображение головы и верхней части туловища пользователя в профиль и/или в анфас. Далее матрица этого цифрового контурного изображения поступает в блок 23 формирования фреймов и формирует текущий кадр цифрового изображения - текущий фрейм. Из блока 23 формирования фреймов указанный текущий фрейм передается на первый вход блока 24 сравнения. На второй вход этого блока из блока 25 хранения видеошаблонов последовательно, в формате текущего фрейма поступают эталонные фреймы - видеошаблоны, соответствующие контурным изображениям различных пользователей (в профиль и в анфас). При этом учитываются все возможные ракурсы наблюдения пользователей, соответствующие геометрии расположения пользователя относительно видеокамеры 13 (входящей в состав входной видеокодовой панели 1) и видеокамеры 17 скрытого наблюдения.

Формирование эталонных фреймов и их запоминание в блоке 25 хранения видеошаблонов осуществляются в режиме обучения. Для того чтобы система перешла в этот режим, охраняемый объект недвижимости должен быть снят с охраны. После этого один из пользователей должен подойти ко входной видеокодовой панели 1 таким образом, чтобы попасть в поле зрения видеокамеры 13 (входящей в состав входной видеокодовой панели 1) и видеокамеры 17 скрытого наблюдения. Непосредственный переход в режим обучения происходит после набора специального кода на буквенно-цифровой кодовой панели 2 и последующей биометрической идентификации пользователя, набравшего этот код. Затем в поле зрения как видеокамеры 13, так и видеокамеры 17 скрытого наблюдения должен оказаться новый пользователь, для последующей биометрической идентификации которого происходит формирование эталонных фреймов и запоминание их в свободных ячейках блока 25 хранения видеошаблонов (или в ячейках, подлежащих корректировке). Поскольку взаимное геометрическое расположение пользователя относительно видеокамеры 13 и видеокамеры 17 скрытого наблюдения детерминируется геометрией расположения входной видеокодовой панели 1 (в состав которой входит видеокамера 13) относительно видеокамеры 17 скрытого наблюдения, число возможных видеошаблонов ограничено и для их хранения не требуется большого объема памяти блока 25 хранения видеошаблонов. По окончании формирования и запоминания эталонных фреймов нового пользователя заканчивается режим обучения, и поскольку новый пользователь находится в поле зрения видеокамеры 13 и видеокамеры 17 скрытого наблюдения, осуществляется его контрольная биометрическая идентификация.

Итак, возвращаясь к биометрической идентификации пользователя, в блоке 24 сравнения осуществляется сравнение текущего фрейма пользователя с эталонными фреймами, полученными и запомненными ранее (в процессе неоднократного осуществления режима обучения). При сравнении (в соответствии с заданным алгоритмом) текущего и эталонных фреймов может быть зафиксировано совпадение указанных фреймов. Эту фиксацию осуществляет решающий блок 26 путем сравнения амплитуды сигнала рассогласования с заданным порогом. При амплитуде сигнала рассогласования ниже заданного порогового уровня решающий блок 26 фиксирует указанное совпадение и подает соответствующий сигнал в микроконтроллер 6, входящий в состав контрольной панели 7. После этого микроконтроллер 6 снимает охраняемый объект недвижимости с охраны и, в частности, блокирует блоки световой 8 и звуковой 9 тревожной сигнализации.

Если пользователь не идентифицирован по его видеоизображению, т.е. ни для одного из видеошаблонов совпадения фреймов не произошло, то охраняемый объект недвижимости остается под охраной. При этом, естественно, решающий блок 26 не выдает в микроконтроллер 6 команду на блокирование блоков световой 8 и звуковой 9 тревожной сигнализации. И, спустя указанный выше промежуток времени (20-30 с) после срабатывания датчика 11 присутствия (вызванного появлением внутри охраняемого объекта недвижимости какого-либо человека) блоки световой 8 и звуковой 9 тревожной сигнализации начинают формировать световые и звуковые сигналы тревоги.

На практике процедура автоматической биометрической идентификации по видеоизображению реализована, например, на постах таможенного и пограничного контроля с использованием вышеупомянутых систем ZN-Phantomas, ZN-Smart Eye и ZN-Face (www.cctv.ru и www.videonet.ru). Как показали результаты эксплуатации указанных систем, процедура биометрической идентификации по видеоизображению весьма устойчива к изменению внешности человека. Борода, очки или новая прическа практически не влияют на способность системы узнавать конкретного человека.

Другой возможностью, реализуемой (после снятия охраняемого объекта недвижимости с охраны) с помощью видеокамеры 17 скрытого наблюдения и спецвычислителя 27, является скрытое виртуальное (без использования буквенно-цифровой кодовой панели 2) управление настройками и установками подсистемы 3 ОПС.

Благодаря видеокамере 17 скрытого наблюдения и спецвычислителю 27 микропроцессор 4 после снятия охраняемого объекта недвижимости с охраны может наблюдать за действиями пользователя и преобразовывать их в команды, аналогичные командам, формируемым компьютерной мышью. Происходит это следующим образом. Блок 20 анализа изображений определяет степень рассогласования положения определенных частей тела пользователя, например кисти его руки, с возможными положениями в пространстве (моделями). В данном случае указанные модели выступают в роли видеошаблонов, а по указанной степени рассогласования судят не о степени аутентичности личности, находящейся перед входной видеокодовой панелью 1, как при биометрической идентификации пользователя (см. выше), а об относительных координатах положения кисти его руки и видеошаблона в пространстве. Цифровые данные, характеризующие параметры рассогласования, с выхода блока 24 сравнения блока 20 анализа изображений поступают на вход спецвычислителя 27. С помощью компьютерной программы, реализуемой в спецвычислителе 27 (см., например, описание к вышеупомянутому патенту US №5454043), указанные относительные координаты пересчитываются в команды управления курсором и меню на экране дисплея 28 аналогично тому, как это делается с помощью компьютерной мыши. Микропроцессор 4 выполняет при этом роль интерфейса между спецвычислителем 27 и дисплеем 28. Передача команд управления курсором и меню из спецвычислителя 27 в микропроцессор 4 осуществляется с помощью канала 5 дуплексной связи. Спецвычислитель 27 запрограммирован таким образом, что он непрерывно ведет поиск и слежение за положением в пространстве кисти руки пользователя. Естественно, для того, чтобы полностью ввести такую программу в спецвычислитель 27, пользователю (или нескольким различным пользователям) может понадобиться неоднократно входить в служебный режим коррекции видеошаблонов. Также вполне естественно, что программа может неоднократно корректироваться и изменяться в процессе эксплуатации системы.

Однако, как только будет определен набор видеошаблонов, в руках у пользователя окажется достаточно удобный для него инструмент автоматизированного управления установками и настройками подсистемы 3 ОПС, являющийся виртуальным аналогом компьютерной мыши. После этого каждый пользователь получает возможность вводить установки подсистемы 3 ОПС не путем нажатия кнопок, а аналогично тому, как это делается в персональном компьютере, то есть, используя систему меню и подсказок, что существенно упрощает настройку и эксплуатацию системы. При этом пользователю не нужно касаться каких-либо аппаратных средств указания, например, обычной мыши, светового пера и т.п. Курсор мыши может перемещаться по экрану дисплея 28, следуя простым движениям пальца руки, указывающего на требуемое положение курсора.

Для злоумышленника, которому даже если бы и удалось "подглядеть" манипуляции пользователя при программировании системы, значительно сложнее запомнить и воспроизвести указанные действия, чем в случае ручного набора программы с помощью буквенно-цифровой кодовой панели 2.

Используя такую "виртуальную мышь", пользователь может программировать подсистему 3 ОПС самостоятельно, не обращаясь к услугам сервисного центра, благодаря чему существенно ограничиваются возможности доступа злоумышленников к информации об установках подсистемы 3 ОПС, позволяющих преодолеть систему защиты охраняемого объекта недвижимости.

Выше было показано, что при любой тревожной ситуации в микроконтроллер 6 передаются видеоизображения, зафиксированные видеокамерой 13 и видеокамерой 17 скрытого наблюдения. Эти видеоизображения фиксируются в блоке 18 хранения изображений. По окончании режима тревоги видеоизображения могут быть исследованы с целью определения первопричины тревожной ситуации. Однако рассматриваемая система позволяет проводить в тревожной ситуации и оперативный контроль. Для такого оперативного контроля видеоизображения передаются из микроконтроллера 6 через систему передачи данных (например, по коммутируемым каналам телефонной сети общего пользования) удаленному пользователю, который, таким образом, может следить за происходящими событиями по видеофону 29. При необходимости, удаленный пользователь может вызвать наряд милиции или пожарную охрану. Он может также установить, что возникновение тревожной ситуации было вызвано не вторжением злоумышленника и не пожаром, а забывчивостью пользователя, вошедшего в охраняемое помещение и вовремя не отключившего охранную сигнализацию. В такой ситуации удаленный пользователь может позвонить этому забывчивому пользователю по телефону и попросить его исправить свою оплошность.

Необходимо отметить, что удаленный пользователь может использовать систему для контроля правильности использования охраняемого объекта недвижимости. Например, если охраняемым объектом недвижимости является жилая квартира, то родители могут проконтролировать приход и уход детей из квартиры, наличие среди них посторонних людей и прочее.

Если охраняемым объектом недвижимости является офис или какое-либо другое учреждение, то администрация (или специально назначенное для этого лицо) может скрытно наблюдать за действиями сотрудников в рабочее время.

В любом случае наблюдение и контроль за использованием охраняемого объекта недвижимости осуществляются удаленным пользователем. Для организации такого наблюдения и контроля удаленный пользователь с помощью видеофона 29 подает через систему передачи данных специальную команду скрытного наблюдения, попадающую в подсистему 3 ОПС. В подсистеме 3 ОПС эта команда поступает в микроконтроллер 6, который формирует команду включения скрытного наблюдения и передает ее по каналу 5 дуплексной связи. По данной команде видеокамера 17 скрытого наблюдения начинает передавать зафиксированные ею видеоизображения по каналу 5 дуплексной связи на микроконтроллер 6. Поступление команды включения скрытного наблюдения на микропроцессор 4, находящийся во входной видеокодовой панели 1, не отражается ни на дисплее 28, ни на индикаторах 16 состояния. Однако микропроцессор 4 включает блок 12 управления видеокамерой, который, в свою очередь, включает видеокамеру 13. Блок 14 подсветки остается при этом выключенным. Видеокамера 13 передает видеоизображение через блок 12 управления видеокамерой в блок 15 видеопамяти. Микропроцессор 4 определяет моменты, когда микроконтроллер 6 может принять из блока 15 видеопамяти очередное видеоизображение, и передает его в микроконтроллер 6 по каналу 5 дуплексной связи. Таким образом, в микроконтроллере 6 происходит накопление видеоизображений из видеокамеры 17 скрытого наблюдения и из входной видеокодовой панели 1. Все эти видеоизображения являются скрытно снятыми изображениями внутренней части охраняемого объекта недвижимости.

Микроконтроллер 6 передает эти накопленные видеоизображения по системе передачи данных на видеофон 29, который использует удаленный пользователь. Это означает, что предлагаемая система позволяет без использования дополнительного специального оборудования осуществлять скрытное наблюдение за действиями, происходящими внутри охраняемого объекта недвижимости.

Таким образом, решена поставленная выше задача настоящего изобретения - создана система ОПС с видеоконтролем доступа, защищенная от действий злоумышленника в тех случаях, когда последнему каким-либо образом стали известны секретный код для прохода внутрь охраняемого объекта недвижимости и местонахождение выключателя охранно-пожарной системы.

Обеспечиваемый технический результат заключается в создании благодаря более полному использованию получаемой видеоинформации дополнительного рубежа защиты охраняемого объекта недвижимости и в повышении скрытности настройки и управления системой. Дополнительный рубеж защиты обеспечивается путем использования видеоизображения для реализации биометрической СКУД с идентификацией по изображению профиля головы (верхней части туловища) и лица (анфас), а скрытность - путем использования видеоизображения руки для бесконтактного (виртуального) управления установками и настройками системы, например снятием охраняемого объекта недвижимости с охраны и постановкой его под охрану.

Изобретение относится к системам тревожной сигнализации и защиты объектов недвижимости с контролем и управлением доступом. Подсистема охранно-пожарной сигнализации связана посредством канала дуплексной связи с входной видеокодовой панелью и посредством системы передачи данных - с видеофоном. Кроме того, ее выходы подключены к последовательно включенным видеодигитайзеру и блоку анализа изображений, а вход соединен с решающим блоком, подключенным к блоку анализа изображений. К каналу связи подключены видеокамера скрытого наблюдения и вычислитель, соединенный с блоком анализа изображений. В состав подсистемы охранно-пожарной сигнализации входят микроконтроллер, охранно-пожарные извещатели, блок хранения изображений, блоки световой и звуковой тревожной сигнализации. Входная видеокодовая панель содержит микропроцессор, дисплей, цифробуквенную кодовую панель, индикаторы состояния, видеокамеру, установленную с пересечением ее зоны с зоной захвата видеокамеры входной видеокодовой панели, блок управления видеокамерой, блок видеопамяти, блок подсветки, датчик присутствия. Микроконтроллер выполнен с возможностями управления работой блока анализа изображений, приема по каналу связи кадров изображений видеокамеры скрытого наблюдения, а также передачи и приема команд для настройки системы. Изобретение позволяет повысить устойчивость системы к действиям злоумышленника, обладающего информацией о местонахождении органов управления системой и способного воспользоваться ими для блокирования тревожной сигнализации. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Система охранно-пожарной сигнализации с видеоконтролем доступа, содержащая подсистему охранно-пожарной сигнализации, связанную посредством канала дуплексной связи с входной видеокодовой панелью и посредством системы передачи данных - с видеофоном, при этом подсистема охранно-пожарной сигнализации содержит контрольную панель с блоком хранения изображений и с микроконтроллером, ко входам которого подключены охранно-пожарные извещатели, а к выходам - блок хранения изображений и блоки световой и звуковой тревожной сигнализации, а входная видеокодовая панель содержит дисплей, буквенно-цифровую кодовую панель, индикаторы состояния, видеокамеру, связанную с блоком управления видеокамерой, блок видеопамяти, блок подсветки, датчик присутствия и микропроцессор, ко входам которого подключены выходы буквенно-цифровой кодовой панели и датчика присутствия, а к выходам - индикаторы состояния, дисплей и блок управления видеокамерой, один из выходов которого подключен к блоку подсветки, а другой - ко входу блока видеопамяти, связанного с микропроцессором, выполненным с возможностью обмена данными по каналу дуплексной связи с микроконтроллером, отличающаяся тем, что в нее введены видеокамера скрытого наблюдения, связанная с каналом дуплексной связи, вычислитель, выход которого подключен через канал дуплексной связи к микропроцессору, и последовательно соединенные видеодигитайзер, вход которого подключен к выходу блока хранения изображений, блок анализа изображений, управляющий вход которого подключен к дополнительному выходу микроконтроллера, а выход - ко входу вычислителя, и решающий блок, выход которого подключен к дополнительному входу микроконтроллера, при этом микроконтроллер выполнен с возможностью управления режимами работы блока анализа изображений, передачи и приема по каналу дуплексной связи команд управления настройками системы, приема кадров изображений, получаемых видеокамерой скрытого наблюдения, установленной таким образом, чтобы ее зона действия пересекалась с зоной действия видеокамеры, входящей в состав входной видеокодовой панели.2. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок анализа изображений содержит последовательно соединенные блок режекции фона, вход которого является входом блока анализа изображений, детектор контуров, блок формирования фреймов и блок сравнения, выход которого является выходом блока анализа изображений, а также блок хранения видеошаблонов, первый вход которого подключен к выходу блока формирования фреймов, второй вход является управляющим входом блока анализа изображений, а выход подключен ко второму входу блока сравнения.3. Система по п.1, отличающаяся тем, что объективы видеокамеры, входящей в состав входной видеокодовой панели, и видеокамеры скрытого наблюдения имеют конструкцию pin-hole.4. Система по п.1, отличающаяся тем, что объективы видеокамеры, входящей в состав входной видеокодовой панели, и видеокамеры скрытого наблюдения находятся во взаимно перпендикулярных плоскостях.