专利名称：用于面部识别的可旋转凸窗开关箱监视摄像机和照明装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及不显眼且隐蔽的监视摄像机。
背景技术：
已存在很多小型监视摄像机，其可在低光及没有可见光的条件下借助于红外照明记录图象。通常将监视摄像机安装在显眼的位置，以阻止违法活动。但是，为使被乱摆弄的风险最小，大多数这样的监视摄像机均处于较高且远离人能够着的位置。在目的是实现人的面部识别的情况下，由于到目标区域的距离及由于摄像机的位置，摄像机仅能拍摄目标人(通常戴有帽子)的头部顶部的镜头，从而这些摄像机布置通常导致令人不满意的视频监视。面部拍摄是首选的且通常可实质用于人的识别。有时还希望用不显眼甚或隐蔽的摄像机监视某一地方。通过使摄像机保持隐蔽，其存在不会妨碍被监视的活动，并可减少摄像机被不希望其活动被摄像机观察的人破坏的机会。
目前，通常使用装饰板用于电开关箱，但仅用于房间的装饰目的，并不用于伪装摄像机和照明装置。广角运动检测器阵列的凸窗被使用在开关箱中以管理自动光转换，但尚未被引入到本发明的部分可旋转结构中以在安装后提供摄像机及协同照明装置系统的指向。
发明内容
本发明包括安装在部分可旋转凸窗内骨架中的监视摄像机，所述内骨架安装在电开关箱内。凸窗内骨架因而可被来回转动以使摄像机朝向开关箱安装于其中的房间的入口。当凸窗内骨架旋转到所需位置时，凸窗开关箱盖板被安装在凸窗内骨架的上面，通过将盖板连到开关箱而使其衔接并将其锁定在所选位置。
在第二阶段，将照明装置安装到部分可旋转内骨架，其可在凸窗内骨架内转动以照明摄像机所指向的场景。
对隐藏在开关箱内的摄像机或红外照明装置，理想的典型开关箱位置在邻近房间入口的墙上的正好或接近一般人胸部或下巴高度的位置，这样，它们不仅在靠近墙站立的目标人的预计高度而且在进行良好“面部拍摄”监视的最佳高度。
作为选择，摄像机可与具有面部识别软件的视频处理系统结合，其可分析被监视的人面部的各个特征并将它们与已确定的人的已知特征进行匹配，从而达到识别进入房间的人的目的，或至少将它们分类在数据库中以用于随后比较或排除具有类似于或不同于那些已记录的面部特征的嫌疑犯。
另一选择是应用连续快门变化以捕获来自面部的光信息的多个曝光，且还应用放弃较少信息的曝光并处理最多信息的曝光的软件。由于面部识别取决于面部特征的细微差异，使最佳图象被捕获至关重要。
在一些情形下，通过使监视设备照明装置包含在一凸窗开关箱中并使监视设备摄像机包含在邻近或远处的凸窗开关箱中，可以同时有照明的优点和隐蔽布置的优点。
在本发明的优选实施例中，适于面部识别的可旋转凸窗开关箱监视摄像机和照明装置系统被提供，其包括安装在标准电开关箱内的部分可旋转凸窗框架、安装在框架内的监视摄像机和照明装置、及装饰凸窗盖板，其中a)凸窗框架可被来回转动以使监视设备朝向开关箱安装于其中的房间的入口，并通过在将凸窗盖板连到开关箱期间使凸窗盖板与凸窗框架前部衔接而将其锁定在所选位置；b)摄像机被安装在凸窗框架的摄像机室中，照明装置被安装在部分可旋转凸窗框架的照明装置室中，摄像机和照明装置均可在锁定在适当位置之前与框架一起来回转动，以照明摄像机所指向的场景；
c)摄像机室与照明装置室由地板隔开，地板密封来自照明装置室的光使其不能直接进入摄像机室，光被导向凸窗盖板窗格玻璃的外面以从场景反射并返回摄像机从而对场景成像；d)摄像机和照明装置与具有面部识别软件的视频处理系统结合，其可分析被监视的人面部的各个特征并将它们与已确定的人的已知特征进行匹配，从而达到识别进入房间的人的目的；e)面部识别软件可分析被监视的人面部的各个特征并将它们分类在数据库中以用于随后比较或排除具有类似于或不同于那些已记录的面部特征的嫌疑犯；f)视频处理系统通过监视摄像机引起连续快门变化以捕获来自面部的光信息的多个曝光，且还使用放弃较少信息的曝光并处理较多信息的曝光的软件；g)视频处理系统通过电子地改变摄像机的快门速度或开口而使监视摄像机进行一系列正常曝光、过度曝光及曝光不足，以适应变化环境光及照明装置光在寻求被识别的面部或其它对象上引起的不可预知的效果；h)面部识别软件给出反馈如果面部识别很差，则增加曝光的变化；如果面部识别良好，则减少曝光的变化。
图1为在转动位置锁定的开关箱凸窗盖板的后面，分别安装在部分可旋转凸窗内骨架的上、下段中的摄像机和照明装置的等距投影图。
图2为图1设备的分解等距投影图。
图3A为图1设备的顶视图，其中摄像机垂直指向设备安装于其中的墙壁。
图3B所示为部分可旋转并锁定以指向不同方向的凸窗内骨架。
图4为图1设备的侧视图。
图5为与面部识别软件对接的连续快门处理步骤的框图。
具体实施例方式
参考图1和图2，摄像机1和照明装置2被小型化，使得其中每一均能安装在标准电开关箱3的一半之内。在电开关箱3的顶部和底部钻孔以具有一对枢轴孔，即在5处所示的顶部枢轴孔和在6处所示的底部枢轴孔。还提供部分可旋转凸窗内骨架4。在其顶部10和底部11的后部之间具有背部7和侧部8和9，以使它们在后部关于背部7成刚性结构。还具有顶部前部12及底部前部13，在每一前部上形成枢销(顶部枢销在14处示出)，枢销分别安装在顶部枢轴孔5和底部枢轴孔6内，从而允许凸窗内骨架4将可在电开关箱3的前部15内部分旋转。枢销14具有斜顶，这允许枢销可容易地沿导沟16滑动，在滑动期间顶部前部12向下弯曲并卡扣在顶部枢轴孔5中。同样，底部枢销17(图4中所示)同时沿底沟18滑动，同时底部前部13弯曲以卡扣在底部枢轴孔6内。摄像机1和照明装置2安装在背板19上。背板19在倾斜的固定夹20和21之后卡扣在凸窗内骨架中。照明装置2包括多个LED22、23、24、25、26。装饰凸窗盖板中的弯曲半透明窗格玻璃37类似运动检测器开关罩，并从视觉上隐藏摄像机1和照明装置2，还允许照明外部并在窗格玻璃之后的摄像机成像。水平墙38将凸窗分为摄像机段39和照明段40，延伸到半透明窗格玻璃37并与其邻接，如果没有墙并允许光照在窗格玻璃37内部反射到摄像机1，则可能出现使成像不明显的反射效应。
参考图3A，在空的电开关箱3已被固定到墙44中的柱头螺栓上之后，在部分可旋转凸窗内骨架4内的摄像机1和照明装置2组件可容易地安装在电开关箱3内。接着，凸窗内骨架4被旋转，使得摄像机1指向所需方向，如图3B中所示。通常，所需方向为可捕获经过设备安装于其中的房间的入口的人的面部镜头的方向。
参考图3C和4，凸窗开关箱盖板30接着使用上部螺钉51和下部螺钉52连在电开关箱3上，从而借助于顶部和底部的部分圆形前沿上的内骨架凹口31和32固定内骨架4，前沿分别拟合在互补的部分圆形顶部和底部有边凸缘35和36中的互补点33和34内。
由于这样的双凸窗设备，摄像机1和照明装置均指向同一区域，但作为选择，带有另外单独的照明装置模块的几个这样的设备可被安装在房间内的不同位置以提供多角度照明。
如果需要，照明可以是可见光，其与摄像机灵敏度匹配，但在大多数安全情形下，最好使用与摄像机灵敏度匹配的红外线发光照明，无论是在良好的可见光条件还是很差的可见光条件下均允许观察和记录。弯曲的半透明窗格玻璃37可以是暗红以用作光学型屏幕，其使红外频率通过到摄像机，而一定程度上使可见光变暗，这允许摄像机1被隐藏在弯曲的半透明窗格玻璃37之后。
照明装置2通常包括一批高效率LED22、23、24、25、26，其提供在850或940纳米的红外辐射，并由或12或24伏特的交流电源供电。因此，LED阵列仅使用几瓦特功率与匹配的CCD摄像机1一起提供良好的视频图象，使用红外线谱的性能，可有效用于低光及无关环境条件下的日间或夜间监视。摄像机1的典型镜头38可从2.5mm到16mm。
照明装置2的尖峰信号保护调节器板32允许12伏直流或24伏交流输入电源。普通电源可用于摄像机1的调节器板32。可变电阻器33使“减光开关”能够允许安装人员控制光以在所需距离使所要求的图片最佳。期望在一英尺到二十英尺之间均可以有优质图片。
弯曲的半透明面板37可以是暗红光学屏幕，其有效地使该红外摄像机和照明装置不显眼。如果需要，半透明面板和开关板可与房间的装饰颜色匹配。
参考图5，通过使摄像机通过改变其快门速度或开口而进行不同系列的曝光，以适应变化的环境光对来自设备的照明的影响，由软件及图1设备观察的特征的数据库标引进行的面部识别过程可被加强。在过程开始即框61处为“正常的”预定快门速度/开口。在框62时进行较少曝光，而在框63时进行更多曝光。更多曝光或通过减慢快门速度进行，或通过打开镜头的光圈进行，二者均可以电子方式实现。在框64时进行甚至更少的曝光，而在框65时进行甚至更多的曝光。一系列这样的画面被曝光且数据被传送到面部识别软件，其具有面部特征分辨度度量模块66。进入模块的面部特征分辨度数据的评估给出反馈67给框61，将其设置改变为在模块66接收的最佳曝光的设置。反馈68被给予框62-65，使它们的曝光设置增加或减少(分别地)，使得它们提供一系列变化小于最初的曝光，但在打在被识别的面部上的光变化时依然可变化。如果面部特征分辨度很差，反馈68可使各框的曝光设置进行更大的变化。
本发明描述的内容可以在不背离其精神与本质特征的情况下体现为其它具体的形式并具有另外的选项和附件。因此目前公开的内容在所有方面均应被视为是说明性的而不是限制性的，本发明的范围将由所附的权利要求而不是前面的描述指出，并且所有在权利要求等价技术方案的含义和范围之内的变化也应被认为包含于其中。
权利要求
1.适于面部识别的可旋转凸窗开关箱监视摄像机和照明装置系统，包括a)安装在开关箱内的部分可旋转凸窗框架；b)安装在框架内的监视设备；c)凸窗盖板；其中凸窗框架可被来回转动以使监视设备朝向开关箱安装于其中的房间的入口，并通过在将凸窗盖板连到开关箱期间使凸窗盖板与凸窗框架前部衔接而将其锁定在所选位置。
2.根据权利要求1的可旋转凸窗开关箱监视摄像机和照明装置系统，其中开关箱是标准的电开关箱，其适于邻近房间入口处的照明电开关安装在房间用户的典型胸部高度位置处，且凸窗盖板与装饰运动检测器开关罩类似并隐藏监视设备。
3.根据权利要求1的可旋转凸窗开关箱监视摄像机和照明装置系统，其中监视设备是摄像机。
4.根据权利要求1的可旋转凸窗开关箱监视摄像机和照明装置系统，其中监视设备是照明装置。
5.根据权利要求1的可旋转凸窗开关箱监视摄像机和照明装置系统，其中监视设备是摄像机和照明装置，摄像机安装在凸窗框架的摄像机室中，照明装置安装在部分可旋转凸窗框架的照明装置室中，摄像机和照明装置均可在锁定在适当位置之前与框架一起来回转动，以照明摄像机所指向的场景。
6.根据权利要求5的可旋转凸窗开关箱监视摄像机和照明装置系统，其中摄像机室与照明装置室由地板隔开，地板密封来自照明装置室的光使其不能直接进入摄像机室，光被导向凸窗盖板窗格玻璃的外面以从场景反射并返回摄像机从而对场景成像。
7.根据权利要求1的可旋转凸窗开关箱监视摄像机和照明装置系统，其中监视设备与具有面部识别软件的视频处理系统结合，其可分析被监视的人面部的各个特征并将它们与已确定的人的已知特征进行匹配，从而达到识别进入房间的人的目的。
8.根据权利要求1的可旋转凸窗开关箱监视摄像机和照明装置系统，其中监视设备与具有面部识别软件的视频处理系统结合，其可分析被监视的人面部的各个特征并将它们分类在数据库中以用于随后比较或排除具有类似于或不同于那些已记录的面部特征的嫌疑犯。
9.根据权利要求1的可旋转凸窗开关箱监视摄像机和照明装置系统，其中监视摄像机视频处理系统结合，其通过监视设备引起连续快门变化以捕获来自面部的光信息的多个曝光，且还使用放弃较少信息的曝光并处理较多信息的曝光的软件。
10.根据权利要求1的可旋转凸窗开关箱监视摄像机和照明装置系统，其中监视设备与视频处理系统结合，其通过改变摄像机的快门速度或开口而使监视设备进行一系列正常曝光、过度曝光及曝光不足，以适应变化环境光及照明装置光在寻求被识别的面部或其它对象上引起的不可预知的效果。
11.根据权利要求10的可旋转凸窗开关箱监视摄像机和照明装置系统，其中监视摄像机与具有面部识别软件的视频处理系统结合，面部识别软件给出反馈如果面部识别很差，则增加曝光的变化；如果面部识别良好，则减少曝光的变化。
12.根据权利要求2的可旋转凸窗开关箱监视摄像机和照明装置系统，其中a)监视设备是摄像机和照明装置，摄像机安装在凸窗框架的摄像机室中，照明装置安装在部分可旋转凸窗框架的照明装置室中，摄像机和照明装置均可在锁定在适当位置之前与框架一起来回转动，以照明摄像机所指向的场景；b)摄像机室与照明装置室由地板隔开，地板密封来自照明装置室的光使其不能直接进入摄像机室，光被导向凸窗盖板窗格玻璃的外面以从场景反射并返回摄像机从而对场景成像；c)监视设备与具有面部识别软件的视频处理系统结合，其可分析被监视的人面部的各个特征；d)监视摄像机与视频处理系统结合，其通过监视设备引起连续快门变化以捕获来自面部的光信息的多个曝光，且还使用放弃较少信息的曝光并处理较多信息的曝光的软件；e)视频处理系统通过改变摄像机的快门速度或开口而使监视设备进行一系列正常曝光、过度曝光及曝光不足，以适应变化环境光及照明装置光在寻求被识别的面部或其它对象上引起的不可预知的效果；f)视频处理系统具有面部识别软件，其给出反馈如果面部识别很差，则增加曝光的变化；如果面部识别良好，则减少曝光的变化。
全文摘要
监视摄像机和照明装置被隐蔽地安装在部分可旋转的凸窗内骨架中，内骨架安装在电开关箱内。凸窗内骨架因而可被来回转动以使摄像机朝向开关箱安装于其中的房间的入口。当凸窗内骨架旋转到所需位置时，凸窗开关箱装饰盖板被安装在凸窗内骨架的上面，通过将盖板连到开关箱而使其衔接并将其锁定在所选位置。
文档编号E06B7/28GK1833445SQ200480022003
公开日2006年9月13日 申请日期2004年7月29日 优先权日2003年7月29日
发明者杰克·金 申请人:伊瑞姆Cctv国际公司