RU2723640C1 - High-resolution panorama television surveillance computer system device - Google Patents
High-resolution panorama television surveillance computer system device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2723640C1 RU2723640C1 RU2019140758A RU2019140758A RU2723640C1 RU 2723640 C1 RU2723640 C1 RU 2723640C1 RU 2019140758 A RU2019140758 A RU 2019140758A RU 2019140758 A RU2019140758 A RU 2019140758A RU 2723640 C1 RU2723640 C1 RU 2723640C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ring
- output
- sensor
- video
- photodetector
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N7/00—Television systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к панорамному телевизионному наблюдению, которое выполняется компьютерной системой при помощи телевизионной камеры кругового обзора в области, близкой к полусфере, т.е. в пространственном угле 360 градусов по азимуту и десятки градусов по углу места. Телевизионная камера такой системы имеет два сенсора: «кольцевой» и «прямоугольный» (матричный) фотоприемники, - изготовленные по технологии комплементарных структур «металл-окисел-полупроводник» (КМОП).The present invention relates to panoramic television surveillance, which is performed by a computer system using a television camera circular view in the area close to the hemisphere, i.e. in a spatial angle of 360 degrees in azimuth and tens of degrees in elevation. A television camera of such a system has two sensors: a “ring” and a “rectangular” (matrix) photodetector, made using the technology of complementary metal-oxide-semiconductor structures (CMOS).
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению следует считать устройство компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения [1], содержащее последовательно соединенные телевизионную камеру и сервер, являющийся узлом локальной вычислительной сети, к которому подключены два или более персональных компьютеров, при этом в разъем расширения на материнской плате сервера установлена плата видео, согласованная по каналам ввода/вывода, управлению и питанию с шиной сервера, содержащая блок электрического вписывания изображения (БЭВИ), который осуществляет программным путем вставку «кольцевого» кадра телевизионной камеры в «прямоугольный» растр компьютерного монитора, причем в режиме 1 наблюдения панорамного сюжета полностью вход БЭВИ подключен к выходу блока оперативной памяти на кадр, а выход БЭВИ - к выходу «сеть» сервера; в состав платы видео входит также блок преобразования «кольцевого» кадра в «прямоугольные» кадры (БПКП), который заменяет БЭВИ при переводе компьютерной системы в режим 2 последовательного обзора панорамного сюжета, причем число «прямоугольных» кадров m, соответствующих одному текущему «кольцевому» кадру, удовлетворяет соотношению:The closest in technical essence to the claimed invention should be considered the device of a computer system for panoramic television surveillance [1], containing a series-connected television camera and a server, which is a local area network node to which two or more personal computers are connected, while in the expansion slot on the mother the server board has a video board installed, matched via input / output channels, control and power supply with the server bus, containing an electric image capturing unit (BEVI), which programmatically inserts the “ring” frame of the television camera into the “rectangular” raster of the computer monitor, and
где γг - горизонтальный угол поля зрения в градусах наблюдаемого оператором изображения, а само это преобразование выполняется тоже программным путем,where γ g is the horizontal angle of the field of view in degrees of the image observed by the operator, and this conversion itself is also performed programmatically,
при этом телевизионная камера, формирующая «кольцевой» растр изображения, содержит последовательно расположенные и оптически связанные панорамный объектив и «кольцевой» фотоприемник (сенсор), который выполнен на кристалле, изготовленном по технологии КМОП, и содержит на мишени линейки светочувствительных элементов (пикселов), расположенных вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии, причем число светочувствительных пикселов в каждой «кольцевой» строке мишени одинаково, а их площадь от строки к строке различна, увеличиваясь по мере движения к внешней периферии сенсора, причем мишень сенсора состоит из фотодиодных активных пикселов, каждый из которых имеет усилитель с коэффициентом усиления Km, а также встроенный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), обеспечивающий передачу видеосигнала активного пиксела на свою «радиальную» шину видео, при этом все они в совокупности объединяют активные пикселы мишени в «радиальные» столбцы, причем управление АЦП для пикселов, расположенных вдоль каждой «кольцевой» строки сенсора, осуществляется при помощи отдельно взятой «кольцевой» строчной шины, общее количество которых определяет число строк в сенсоре, а количество «радиальных» шин видео - число пикселов в каждой строке сенсора; при этом на общем кристалле фотоприемника размещаются и блоки, выполняющие развертку и формирование выходного напряжения цифрового видеосигнала, а именно: «кольцевой» регистр кадровой развертки, осуществляющий выбор «кольцевой» строки; «кольцевой» коммутатор видеосигналов, содержащий коммутаторы видеосигнала для каждого «радиального» столбца, которые управляются с соответствующего выхода «кольцевого» мультиплексора строчной развертки и обеспечивают передачу видеосигнала на выходе каждой «радиальной» шины видео на «кольцевую» шину видео, выход которой является выходом «Видео» фотоприемника, причем коэффициент усиления Km активного пиксела для каждой текущей «кольцевой» строки сенсора изменяется по соотношению:wherein the television camera forming the “annular” image raster contains sequentially located and optically coupled panoramic lens and the “annular” photodetector (sensor), which is made on a crystal made by CMOS technology and contains on the target a line of photosensitive elements (pixels), located along radial directions from the imaginary center of the circular ring to its outer periphery, the number of photosensitive pixels in each “ring” row of the target being the same, and their area from row to row different, increasing as you move to the outer periphery of the sensor, and the sensor target consists of active photodiode pixels, each of which has an amplifier with a gain of K m , as well as a built-in analog-to-digital converter (ADC), which transfers the video signal of the active pixel to its "radial" video bus, all of which together combine the active pixels of the target into “Radial” columns, moreover ADC control for pixels located along each “ring” line of the sensor is carried out using a separate “ring” line line, the total number of which determines the number of lines in the sensor, and the number of “radial” video buses - the number of pixels in each line of the sensor; at the same time, blocks performing scanning and generating the output voltage of the digital video signal are located on the common crystal of the photodetector, namely: a “circular” register of frame scanning, which selects the “ring” line; "Ring" video switch containing video switches for each "radial" column, which are controlled from the corresponding output of the "ring" horizontal multiplexer and provide video transmission at the output of each "radial" video bus to the "ring" video bus, the output of which is the output The "video" of the photodetector, and the gain K m of the active pixel for each current "ring" line of the sensor varies by the ratio:
где Δ1 и Δm - соответственно светочувствительная площадь активного пиксела для первой и текущей «кольцевой» строки считывания в «кольцевом» сенсоре, обеспечивая одинаковую величину считывающей апертуры в пределах всего «кольцевого» растра изображения.where Δ 1 and Δ m are, respectively, the photosensitive area of the active pixel for the first and current "ring" read lines in the "ring" sensor, providing the same value of the reading aperture within the entire "ring" image raster.
В прототипе [1] обеспечивается возможность наблюдения панорамного сюжета полностью (в режиме 1) и отдельных его фрагментов (в режиме 2). При этом гарантируется повышенная степень интеграции телевизионной камеры за счет выполнения «кольцевого» сенсора по технологии КМОП, позволяющей разместить на его кристалле и необходимое электронное «обрамление фотоприемника.In the prototype [1], it is possible to observe the panoramic plot in its entirety (in mode 1) and its individual fragments (in mode 2). At the same time, a higher degree of integration of the television camera is guaranteed due to the implementation of the "ring" sensor using CMOS technology, which allows you to place on its chip the necessary electronic "framing of the photodetector.
Недостаток прототипа - ограниченная разрешающая способность вдоль строки для «прямоугольных» кадров-фрагментов из-за уменьшения в т раз для каждого из них количества светочувствительных элементов (пикселов) по отношению к «кольцевому» изображению.The disadvantage of the prototype is the limited resolution along the line for "rectangular" frame fragments due to a decrease in t times for each of them the number of photosensitive elements (pixels) with respect to the "ring" image.
Задачей изобретения является увеличение разрешающей способности наблюдаемых раздельно фрагментов «кольцевого» кадра при помощи дополнительного фотоприемника, являющимся «прямоугольным» (матричным) сенсором, при обеспечении одинаковой чувствительности телевизионной камеры в обоих режимах работы.The objective of the invention is to increase the resolution of separately observed fragments of the "ring" frame using an additional photodetector, which is a "rectangular" (matrix) sensor, while ensuring the same sensitivity of the television camera in both modes of operation.
Поставленная задача в заявляемом устройстве системы панорамного телевизионного наблюдения решается тем, что, как и в устройстве прототипа [1], содержащем последовательно соединенные телевизионную камеру и сервер, являющийся узлом локальной вычислительной сети, к которому подключены два или более персональных компьютеров, при этом в разъем расширения на материнской плате сервера установлена плата видео, согласованная по каналам ввода/вывода, управлению и питанию с шиной сервера, содержащая БЭВИ, который осуществляет программным путем вставку «кольцевого» кадра телевизионной камеры в «прямоугольный» растр компьютерного монитора, причем в режиме наблюдения панорамного сюжета полностью вход БЭВИ подключен к выходу блока оперативной памяти на кадр, а выход БЭВИ - к выходу «сеть» сервера; в состав платы видео входит также БПКП, который заменяет БЭВИ при переводе компьютерной системы в режим последовательного обзора панорамного сюжета, причем число «прямоугольных» кадров m, соответствующих одному текущему «кольцевому» кадру, удовлетворяет соотношению (1), при этом телевизионная камера, формирующая «кольцевой» растр изображения, содержит последовательно расположенные панорамный объектив и «кольцевой» фотоприемник (сенсор), который выполнен на кристалле, изготовленном по технологии КМОП и содержит на мишени линейки светочувствительных пикселов, расположенных вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии, причем число светочувствительных пикселов в каждой «кольцевой» строке мишени одинаково, а их площадь от строки к строке различна, увеличиваясь по мере движения к внешней периферии сенсора, причем мишень сенсора состоит из фотодиодных активных пикселов, каждый из которых имеет усилитель с коэффициентом усиления Km, а также встроенный АЦП, обеспечивающий передачу видеосигнала активного пиксела на свою «радиальную» шину видео, при этом все они в совокупности объединяют активные пикселы мишени в «радиальные» столбцы, причем управление АЦП для пикселов, расположенных вдоль каждой «кольцевой» строки сенсора, осуществляется при помощи отдельно взятой «кольцевой» строчной шины, общее количество которых определяет число строк в сенсоре, а количество «радиальных» шин видео - число пикселов в каждой строке сенсора; при этом на общем кристалле «кольцевого» фотоприемника размещаются и блоки, выполняющие развертку и формирование на первом выходе «Видео» телевизионной камеры напряжения цифрового «кольцевого» видеосигнала, а именно: «кольцевой» регистр кадровой развертки, осуществляющий выбор «кольцевой» строки; «кольцевой» коммутатор видеосигналов, содержащий коммутаторы видеосигнала для каждого «радиального» столбца, которые управляются с соответствующего выхода «кольцевого» мультиплексора строчной развертки и обеспечивают передачу видеосигнала на выходе каждой «радиальной» шины видео на «кольцевую» шину видео, выход которой является выходом «Видео» фотоприемника, а коэффициент усиления Km активного пиксела для каждой текущей «кольцевой» строки «кольцевого» сенсора обеспечивает одинаковую величину считывающей апертуры в пределах всего «кольцевого» растра изображения, при этом по сравнению с прототипом в состав телевизионной камеры дополнительно введены матричный фотоприемник, установленный на блоке наведения, светоделитель, расположенный на выходе панорамного объектива, селектор синхроимпульсов, генератор электронной отметки и коммутатор-смеситель, выход которого является выходом «Видео» телевизионной камеры, при этом матричный фотоприемник, как и «кольцевой» сенсор, выполнен по технологии КМОП, с аналогичной организацией по методу «координатная адресация», причем число его «прямоугольных» строк равно числу «кольцевых» строк у «кольцевого» сенсора, но в отличие от него, число пикселов в строке превышает показатель, равный числу пикселов в строке у «кольцевого» сенсора, деленному на m, а при одинаковой светочувствительной площади (Δ) всех активных пикселов мишени коэффициент усиления Km активного пиксела для каждой текущей «прямоугольной»» строки мишени матричного сенсора сохраняется постоянным и неизменным по величине; светоделитель, воспринимающий на входе выходное оптическое изображение панорамного объектива и обеспечивающий формирование на первом выходе оптического изображения одного из фрагментов «кольцевого» кадра, проецируемого на мишень матричного фотоприемника, а на втором выходе - оптического изображения всего «кольцевого» кадра, проецируемого на мишень «кольцевого» фотоприемника, причем сам светоделитель содержит последовательно расположенные и оптически связанные полупрозрачное зеркало, коллективную линзу, отражающее зеркало и дополнительный объектив, причем вход светоделителя оптически связан с входом полупрозрачного зеркала, первый выход светоделителя - с выходом полупрозрачного зеркала, а второй выход светоделителя - с выходом дополнительного объектива; блок наведения осуществляет плавное пространственное перемещение матричного фотоприемника в пределах круга в положение, отмечаемое на изображении в режиме наблюдения панорамного сюжета полностью электронной отметкой, которая одновременно является геометрическим центром предлагаемого к рассмотрению отдельно взятого фрагмента «кольцевого» кадра, при этом управление блоком наведения выполняется по команде оператора системы с компьютера; управление режимом «Видео» тоже выполняется по команде оператора, которая подается на управляющий вход коммутатора-смесителя, первый информационный вход которого подключен к выходу «Видео» «кольцевого» фотоприемника, второй информационный вход коммутатора-смесителя - к выходу «Видео» матричного фотоприемника, а третий информационный вход коммутатора-смесителя - к выходу сигнала генератора электронной отметки, управляющий вход которого подключен к выходу датчика положения блока наведения, причем выход «Видео» «кольцевого» фотоприемника подключен к входу селектора синхроимпульсов, выход кадровых синхроимпульсов (КСИ) которого подключен к первому входу генератора электронной отметки и соответственно к входу синхронизации коммутатора-смесителя, выход строчных синхроимпульсов (ССИ) селектора синхроимпульсов - ко второму входу генератора электронной отметки; а выход смеси синхроимпульсов приемника (ССП) селектора синхроимпульсов - к входу внешней синхронизации матричного сенсора; причем коэффициент усиления Кm активного пиксела для каждой текущей «кольцевой» строки «кольцевого» сенсора изменяется по соотношению:The problem in the inventive device of a panoramic television surveillance system is solved by the fact that, as in the prototype device [1], which contains a television camera and a server in series, which is a local area network node to which two or more personal computers are connected, in this case expansion board, a video card is installed on the server’s motherboard, coordinated via input / output channels, control and power supply with the server bus, containing a BEVI, which programmatically inserts a “ring” frame of a television camera into a “rectangular” raster of a computer monitor, and in panoramic viewing mode the plot completely the BEVI input is connected to the output of the RAM block per frame, and the BEVI output is connected to the server “network” output; the video board also includes a BPCP, which replaces the BEVI when the computer system is switched to the sequential panoramic view, the number of “rectangular” frames m corresponding to one current “ring” frame satisfies relation (1), while the television camera that forms An “annular” image raster contains a panoramic lens in series and an “annular” photodetector (sensor) that is made on a CMOS chip and contains on the target a line of photosensitive pixels located along radial directions from the imaginary center of the circular ring to its outer periphery moreover, the number of photosensitive pixels in each “ring” line of the target is the same, and their area from line to line is different, increasing as you move to the outer periphery of the sensor, and the target of the sensor consists of photodiode active pixels, each of which has an amplifier with a gain K m as well as A built-in ADC providing the video signal of the active pixel to its “radial” video bus, all of which together combine the active pixels of the target into “radial” columns, and the ADC for pixels located along each “ring” line of the sensor is controlled by a single "ring" line bus, the total number of which determines the number of lines in the sensor, and the number of "radial" video buses - the number of pixels in each line of the sensor; while on the common crystal of the “ring” photodetector, blocks are also placed that scan and form the voltage of the digital “ring” video signal at the first output of the “Video” television camera, namely: the “ring” frame scan register that selects the “ring” line; “Ring” video switch containing video switches for each “radial” column, which are controlled from the corresponding output of the “ring” horizontal multiplexer and provide video transmission at the output of each “radial” video bus to the “ring” video bus, the output of which is the output The “video” of the photodetector, and the gain of the active pixel K m for each current “ring” line of the “ring” sensor provides the same reading aperture value throughout the entire “ring” image raster, while in comparison with the prototype, a matrix camera is additionally introduced a photodetector mounted on the guidance unit, a beam splitter located at the output of the panoramic lens, a sync pulse selector, an electronic marker generator and a switch-mixer, the output of which is the Video output of the television camera, while the matrix photodetector, like the ring sensor, is made by technology CMOS, with a similar organization using the "coordinate addressing" method, and the number of its "rectangular" lines is equal to the number of "circular" lines of the "ring" sensor, but in contrast to it, the number of pixels in a row exceeds the number of pixels in a row The "ring" sensor divided by m, and with the same photosensitive area (Δ) of all active pixels of the target, the gain factor K m of the active pixel for each current "rectangular" row of the target of the matrix sensor remains constant and unchanged in magnitude; a beam splitter that receives the output optical image of the panoramic lens at the input and ensures the formation of the first image of the optical image of one of the fragments of the "ring" frame projected onto the target of the matrix photodetector, and the second output of the optical image of the entire "ring" frame projected onto the target of the "ring""A photodetector, the beam splitter itself comprising sequentially located and optically coupled translucent mirrors, a collective lens, a reflecting mirror and an additional lens, the beam splitter input being optically connected to the input of the translucent mirror, the first beam splitter output - with the output of the translucent mirror, and the second beam splitter output - with the output additional lens; the guidance unit performs smooth spatial movement of the matrix photodetector within the circle to the position marked on the image in the panoramic scene observation mode with a fully electronic mark, which at the same time is the geometric center of the individual fragment of the “ring” frame proposed for consideration, while the guidance of the guidance unit is performed by command system operator from a computer; control of the Video mode is also performed by an operator’s command, which is fed to the control input of the switch-mixer, the first information input of which is connected to the Video output of the “ring” photodetector, the second information input of the switch-mixer is connected to the “Video” output of the matrix photodetector, and the third information input of the switch-mixer is to the output of the electronic marker signal, the control input of which is connected to the output of the position sensor of the guidance unit, and the Video output of the “ring” photodetector is connected to the input of the sync selector, the output of frame sync pulses (CSI) of which is connected to the first input of the electronic marker generator and, respectively, to the synchronization input of the switch-mixer, the output of the horizontal sync pulses (SSI) of the clock selector - to the second input of the electronic marker generator; and the output of the mixture of clock pulses of the receiver (BSC) of the clock selector is to the input of the external synchronization of the matrix sensor; moreover, the gain K m of the active pixel for each current "annular" line of the "annular" sensor varies by the ratio:
где Δ1 и Δm - соответственно светочувствительная площадь активного пиксела для первой и текущей «кольцевой» строки считывания в «кольцевом» сенсоре;where Δ 1 and Δ m are, respectively, the photosensitive area of the active pixel for the first and current "ring" read lines in the "ring"sensor;
D/ƒ - относительное отверстие второго объектива светоделителя;D / ƒ is the relative aperture of the second beam splitter lens;
τ1 - коэффициент пропускания второго объектива светоделителя;τ 1 - transmittance of the second beam splitter lens;
τ2 - коэффициент пропускания коллективной линзы светоделителя;τ 2 - transmittance of the collective lens of the beam splitter;
при этом в качестве сервера компьютерной системы используется системный блок одного из компьютерных пользователей.however, the system unit of one of the computer users is used as the server of the computer system.
Перепишем соотношение (3) в следующем виде:We rewrite relation (3) in the following form:
где коэффициент β, определяющий отношение освещенности сцены на первом выходе светоделителя к его освещенности на втором выходе, измеряется величиной 
Совокупность известных и новых признаков для заявляемого устройства не известна из уровня техники, следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критерию новизны.The combination of known and new features for the claimed device is not known from the prior art, therefore, the proposed technical solution meets the criterion of novelty.
Важно отметить следующее. Светочувствительная площадь пикселов мишени «кольцевого» фотоприемника, как и для прототипа [1], от строки к строке различна. Это вызывается необходимостью для «кольцевого» сенсора, имеющего одинаковое число пикселов в каждой строке, выравнивания разрешающей способности в пределах кадра путем обеспечения одинаковой величины технологического (производственного) зазора между светочувствительными элементами.It is important to note the following. The photosensitive pixel area of the target of the “ring” photodetector, as for the prototype [1], is different from line to line. This is caused by the need for a “ring” sensor, having the same number of pixels in each row, to equalize the resolution within the frame by providing the same technological (production) gap between the photosensitive elements.
Но при этом, как в заявляемом решении, так и в прототипе [1], не происходит межстрочного нарушения чувствительности сенсора по следующим обстоятельствам.But at the same time, both in the claimed solution and in the prototype [1], there is no interlacing violation of the sensor sensitivity due to the following circumstances.
Параметр считывающей апертуры для всех пикселов каждой текущей строки «кольцевого» кадра в предлагаемом решении определяется произведением трех величин: коэффициента усиления Km пиксела, его светочувствительной площади Δm и коэффициента β.The parameter of the reading aperture for all pixels of each current row of the “ring” frame in the proposed solution is determined by the product of three values: the gain K m of the pixel, its photosensitive area Δ m and the coefficient β.
Как следует из соотношений (3) и (4), этот показатель остается постоянным (неизменным) для всех светочувствительных пикселов «кольцевого» фотоприемника. Не меняется и величина шумовой «дорожки» для каждого активного пиксела этого сенсора, что является обязательным условием для реализации чувствительности фотоприемника и его отношения сигнал/шум.As follows from relations (3) and (4), this indicator remains constant (unchanged) for all the photosensitive pixels of the “ring” photodetector. The value of the noise “track” for each active pixel of this sensor does not change, which is a prerequisite for realizing the sensitivity of the photodetector and its signal-to-noise ratio.
Поэтому предлагаемое техническое решение соответствует критерию о наличии изобретательского уровня.Therefore, the proposed technical solution meets the criterion of the presence of an inventive step.
На фиг. 1 приведена структурная схема заявляемой компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения и на этом же чертеже - структурная схема телевизионной камеры в ее составе; на фиг. 2 приведена схемотехническая организация нового «кольцевого» фотоприемника; на фиг. 3 - подробности этой организации применительно к отдельно взятому «радиальному» столбцу; на фиг. 4 - оптическая схема светоделителя; на фиг. 5 - иллюстрация возможных положений мишени матричного фотоприемника на платформе блока наведения; на фиг. 6 - иллюстрация выполнения задачи по электрическому вписыванию изображения «кольцевого» кадра в прямоугольный растр компьютерного монитора; на фиг. 7 - пример выполнения электрической схемы блока наведения; на фиг. 8, по данным [2], представлена фотография изображения, полученного при помощи отечественного панорамного зеркально-линзового объектива.In FIG. 1 shows a structural diagram of the inventive computer system for panoramic television surveillance and in the same drawing is a structural diagram of a television camera in its composition; in FIG. 2 shows the circuit organization of the new "ring" photodetector; in FIG. 3 - details of this organization in relation to a single “radial” column; in FIG. 4 is an optical diagram of a beam splitter; in FIG. 5 is an illustration of the possible positions of the target of the matrix photodetector on the platform of the guidance unit; in FIG. 6 is an illustration of the task of electrically fitting an image of a “ring” frame into a rectangular raster of a computer monitor; in FIG. 7 - an example of the implementation of the electrical circuit of the guidance unit; in FIG. 8, according to [2], a photograph of an image obtained using a domestic panoramic mirror-lens lens is presented.
Заявляемая компьютерная система панорамного телевизионного наблюдения (см. фиг. 1) содержит последовательно соединенные телевизионную камеру 1 и сервер 2 (с установленной в нем платой видео), который является узлом локальной вычислительной сети, с возможностью подключения к ней двух или более персональных компьютеров в позиции 3.The inventive computer system for panoramic television monitoring (see Fig. 1) contains a series-connected
В качестве сервера 2 использован системный блок компьютера 4 оператора системы.As server 2, the system unit of computer 4 of the system operator was used.
Телевизионная камера 1, см. фиг. 1, содержит в своем составе панорамный объектив 1-1, «кольцевой» фотоприемник 1-2, светоделитель в позиции 1-3, матричный фотоприемник 1-4, блок наведения 1-5, коммутатор-смеситель 1-6, генератор 1-7 электронной отметки и селектор синхроимпульсов 1-8. Выход коммутатора-смесителя 1-6 является выходом «Видео» телевизионной камеры.
По линии связи одна команда управления телевизионной камерой с компьютера 4 оператора системы поступает на управляющий вход коммутатора-смесителя 1-6, затем другая команда - на блок наведения 1-5. Первый информационный вход блока 1-6 подключен к выходу «Видео» «кольцевого» фотоприемника 1-2, его второй информационный вход - к выходу «Видео» матричного фотоприемника 1-4, а его третий информационный вход - к выходу генератора электронной отметки 1-7. На управляющий вход генератора 1-7 электронной отметки подается сигнал с датчика положения блока наведения 1-5. Выход «Видео» «кольцевого» фотоприемника 1-2 подключен также к входу селектора 1-8 синхроимпульсов, выход КСИ которого подключен к первому входу генератора 1-7 и соответственно к входу синхронизации коммутатора-смесителя 1-6, выход ССИ - ко второму входу генератора 1-7, а выход ССП -к входу внешней синхронизации матричного фотоприемника 1-4.On the communication line, one command to control the television camera from the computer 4 of the system operator is received at the control input of the switch-mixer 1-6, then another command is sent to the guidance unit 1-5. The first information input of unit 1-6 is connected to the Video output of the “ring” photodetector 1-2, its second information input is to the Video output of the matrix photodetector 1-4, and its third information input is to the output of the electronic mark 1- generator 7. A signal from the position sensor of the guidance unit 1-5 is supplied to the control input of the generator 1-7 of the electronic mark. The “Video” output of the “ring” photodetector 1-2 is also connected to the input of the selector 1-8 of the clock pulses, the CSI output of which is connected to the first input of the generator 1-7 and, accordingly, to the synchronization input of the switch-mixer 1-6, the SSI output to the second input generator 1-7, and the output of the SSP to the external synchronization input of the matrix photodetector 1-4.
Как и в прототипе [1], плата видео выполняет программным путем следующие операции:As in the prototype [1], the video card performs the following operations programmatically:
Но в заявляемом решении в режиме 2 работы системы предусмотрена возможность мониторинга фрагментов «кольцевого» кадра с повышенной разрешающей способностью при помощи матричного фотоприемника. При этом, по сравнению с прототипом [1], здесь принципиально исключаются пропуски видеоинформации на последовательных стыках (между соседними «прямоугольными» кадрами), см. фиг. 5, т.к. эти участки могут быть просмотрены дополнительно.But in the claimed solution in mode 2 of the system provides the ability to monitor fragments of the "ring" frame with high resolution using a matrix photodetector. Moreover, in comparison with the prototype [1], omissions of video information at successive joints (between adjacent "rectangular" frames) are fundamentally excluded here, see Fig. 5 since these sites can be viewed additionally.
Следует отметить, что в компьютерной программе применительно к операции по реализации электрического вписывания «кольцевого» кадра в «прямоугольный» растр монитора должно быть реализовано соблюдение последовательности передачи телевизионных строк.It should be noted that in a computer program with respect to the operation to implement the electrical inscription of the “ring” frame into the “rectangular” monitor raster, the observance of the sequence of transmission of television lines should be implemented.
При условии размещения вписываемого кадра в центральной части экрана монитора выполнение этой задачи представлено на фиг. 6.Provided that the inscribed frame is placed in the central part of the monitor screen, this task is presented in FIG. 6.
Продемонстрируем заложенный в эту программы алгоритм, используя растровое положение точечных изображений от двух пикселов «А» и «В» для «кольцевого» фотоприемника 1-2.We will demonstrate the algorithm embedded in this program using the raster position of the point images from two pixels “A” and “B” for the “ring” photodetector 1-2.
Пусть, как показано на фиг. 2, пиксел «А» считывается первым в первой «кольцевой» строке сенсора, а пиксел «В» - точно посередине этой строки.Let, as shown in FIG. 2, pixel “A” is read first in the first “ring” line of the sensor, and pixel “B” is exactly in the middle of this line.
Тогда в «прямоугольном» растре компьютерного монитора (см. фиг. 4) изображение от пиксела «А» будет занимать положение центрального элемента его первой строки, а изображение от пиксела «В» - положение центрального элемента его последней строки.Then, in the "rectangular" raster of the computer monitor (see Fig. 4), the image from the pixel "A" will occupy the position of the central element of its first row, and the image from the pixel "B" will occupy the position of the central element of its last row.
Панорамный объектив 1-1 телевизионной камеры, как и в прототипе, предназначен для формирования оптического изображения кругового обзора (кольцевого изображения). В качестве технического решения для панорамного объектива 1-1, совпадающим с аналогичным решением для прототипа, может быть предложен панорамный зеркально-линзовый объектив, конструкция которого запатентована в России отечественными специалистами [2].The panoramic lens 1-1 of the television camera, as in the prototype, is intended to form an optical image of a circular view (ring image). As a technical solution for a panoramic lens 1-1, which coincides with a similar solution for the prototype, a panoramic mirror-lens lens can be proposed, the design of which is patented in Russia by Russian specialists [2].
Угловое поле в пространстве предметов для этого объектива составляет 360 градусов по азимуту и может достигать (75-80) градусов по углу места. Наличие пассивной (неинформативной) области в центре оптического кадра панорамного объектива, см. фиг. 8, подтверждает целесообразность выбора формы фотоприемника 1-2, как и в прототипе, в пользу кругового кольца.The angular field in the space of objects for this lens is 360 degrees in azimuth and can reach (75-80) degrees in elevation. The presence of a passive (non-informative) region in the center of the optical frame of a panoramic lens, see FIG. 8, confirms the appropriateness of choosing the shape of the photodetector 1-2, as in the prototype, in favor of a circular ring.
Светоделитель 1-3 телевизионной камеры предназначен для направления светового потока с выхода панорамного объектива 1-1 по двум каналам: на мишень матричного фотоприемника 1-4 (выход 1) и на мишень «кольцевого» фотоприемника (выход 2).The beam splitter 1-3 of the television camera is designed to direct the light flux from the output of the panoramic lens 1-1 through two channels: to the target of the matrix photodetector 1-4 (output 1) and to the target of the "ring" photodetector (output 2).
Здесь использована оптическая схема светоделителя 1-3, представленная на фиг. 4, которая была ранее экспериментально проверена и опубликована в описании к патенту РФ [3].Here, the optical beam splitter 1-3 used in FIG. 4, which was previously experimentally verified and published in the description of the patent of the Russian Federation [3].
Светоделитель 1-3 содержит последовательно расположенные и оптически связанные полупрозрачное зеркало 1-3-1, коллективную линзу 1-3-2, отражающее зеркало 1-3-3 и дополнительный объектив 1-3-4, причем вход светоделителя оптически связан с входом полупрозрачного зеркала 1-3-1, первый выход светоделителя - с выходом полупрозрачного зеркала 1-3-1, а второй выход светоделителя - с выходом дополнительного объектива 1-3-4.The beam splitter 1-3 contains sequentially located and optically connected translucent mirror 1-3-1, a collective lens 1-3-2, a reflecting mirror 1-3-3 and an additional lens 1-3-4, and the input of the beam splitter is optically connected with the input of the translucent mirrors 1-3-1, the first output of the beam splitter with the output of a translucent mirror 1-3-1, and the second output of the beam splitter with the output of an additional lens 1-3-4.
«Кольцевой» фотоприемник 1-2 (см. фиг. 2) выполнен по технологии КМОП и содержит на общем кристалле «кольцевую» фотоприемную область (мишень) 1-2-1, «кольцевой» регистр 1-2-2 кадровой развертки, «кольцевой» коммутатор 1-2-3 видеосигналов и «кольцевой» мультиплексор 1-2-4.The “ring” photodetector 1-2 (see Fig. 2) is made using CMOS technology and contains a “ring” photodetector region (target) 1-2-1 on a common crystal, “ring” register 1-2-2 frame scan, " ring "1-2-3 switch of video signals and" ring "multiplexer 1-2-4.
Как показано на фиг. 2, активные пикселы на мишени фотоприемника объединены в столбцы, которые расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца.As shown in FIG. 2, the active pixels on the target of the photodetector are combined into columns that are located along radial directions from the imaginary center of the circular ring.
Каждый активный пиксел мишени (см. фиг. 3) имеет в своем составе светочувствительную область (площадь) 1-2-1-1, усилитель 1-2-1-2 с коэффициентом усиления Km для каждой текущей «кольцевой» строки и АЦП 1-2-1-3.Each active pixel of the target (see Fig. 3) has a photosensitive region (area) 1-2-1-1, an amplifier 1-2-1-2 with a gain of K m for each current “ring” line and ADC 1-2-1-3.
«Кольцевой» коммутатор 1-2-3 видеосигналов состоит из отдельных коммутаторов 1-2-3-1 видеосигнала, число которых соответствует числу активных пикселов в строке, объединенных «кольцевой» шиной видео 1-2-3-2.A “ring” 1-2-3 video signal switch consists of separate 1-2-3-1 video signal switches, the number of which corresponds to the number of active pixels in a row, united by a 1-2-3-2 video ring bus.
Отметим, что показанная на фиг. 2 форма светочувствительной площади пиксела в виде прямоугольника, а на фиг. 3 - латинской буквы L, - являются условными. На практике электроды зарядового накопления активных пикселов мишени сенсора, совпадающие с площадью их светочувствительной площади, могут быть выполнены совершенно иначе, например, с геометрической формой в виде части кругового кольца.Note that shown in FIG. 2 is a shape of a photosensitive pixel area in the form of a rectangle, and in FIG. 3 - Latin letters L, - are conditional. In practice, the charge accumulation electrodes of the active pixels of the sensor target, coinciding with the area of their photosensitive area, can be performed in a completely different way, for example, with a geometric shape in the form of a part of a circular ring.
Управление АЦП 1-2-1-3 пиксела, как и всех остальных пикселов мишени, осуществляется с управляющего входа «кольцевого» мультиплексора 1-2-3. передающей сигнал управления с соответствующего выхода «кольцевого» регистра 1-2-2 кадровой развертки.ADC 1-2-1-3 pixels, like all other pixels of the target, are controlled from the control input of the "ring" 1-2-3 multiplexer. transmitting a control signal from the corresponding output of the "circular" register 1-2-2 frame scan.
Видеосигнал с выхода каждого АЦП 1-2-1-3 для каждого активного пиксела отдельного взятого «радиального» столбца передается на «радиальную» шину видео 1-2-1-5. Далее при помощи «своего» ключевого МОП-транзистора коммутатора 1-2-3-1, управляемого с одного из выходов мультиплексора 1-2-4, цифровой видеосигнал текущего пиксела передается на «кольцевую» шину видео 1-2-3-2, а затем транслируется по ней на выход фотоприемника.The video signal from the output of each ADC 1-2-1-3 for each active pixel of a single taken "radial" column is transmitted to the "radial" video bus 1-2-1-5. Further, using "their" key MOS transistor of the 1-2-3-1 switch, controlled from one of the outputs of the 1-2-4 multiplexer, the digital video signal of the current pixel is transmitted to the "ring" video bus 1-2-3-2, and then transmitted through it to the output of the photodetector.
То же самое формирование цифрового видеосигнала происходит и в пределах других радиально расположенных столбцов «кольцевой» мишени 1-2-1 каждого из двух фотоприемников сенсорного блока 1-2.The same digital video signal generation occurs within other radially located columns of the “ring” target 1-2-1 of each of the two photodetectors of the sensor unit 1-2.
Отметим, что на фиг. 2 пунктирные стрелки показывают управление «кольцевыми» строчными шинами 1-2-1-4 фотоприемника со стороны «кольцевого» регистра 1-2-2 кадровой развертки. То, что здесь, как и на фиг. 3, изображены лишь четыре строчные шины является условностью чертежа. На самом деле число шин 1-2-1-4 соответствует показателю действительного числа «кольцевых» строк в заявляемом сенсоре.Note that in FIG. 2 dashed arrows show the control of the "ring" lower case tires 1-2-1-4 of the photodetector from the "ring" register 1-2-2 frame scan. That here, as in FIG. 3, only four line tires are depicted is a drawing convention. In fact, the number of tires 1-2-1-4 corresponds to the actual number of "ring" rows in the inventive sensor.
Поясним дополнительно на фиг. 2 и другое. Стрелки с непрерывными линиями отмечают передачу сигнала изображения в сенсоре по «радиальным» шинам видео 1-2-1-5 в направлении к «кольцевому» коммутатору 1-2-3 видеосигналов.Let us further explain in FIG. 2 and more. Arrows with continuous lines indicate the transmission of the image signal in the sensor on the "radial" video buses 1-2-1-5 in the direction of the "ring" switch 1-2-3 video signals.
В результате в «кольцевом» растре последовательно один за другим для каждого пиксела отдельно взятой «кольцевой» строки и последовательно строка за строкой для мишени в целом формируется в цифровом виде напряжение выходного видеосигнала фотоприемника.As a result, in a “ring” raster, one after another for each pixel of a separately taken “ring” line, and sequentially line by line for the target as a whole, the voltage of the output video signal of the photodetector is digitally generated.
Благодаря принятой для изготовления предлагаемого датчика видеосигнала технологии КМОП, обеспечивается возможность интегрировать на один общий кристалл не только фотоприемник с АЦП для каждого активного пиксела, но и блоки цифровой развертки телевизионной камеры. Реализация такого решения обеспечивает существенное снижение общего энергопотребления телевизионной камеры.Thanks to the CMOS technology adopted for the manufacture of the proposed video sensor, it is possible to integrate not only a photodetector with an ADC for each active pixel on one common chip, but also digital scan blocks of a television camera. The implementation of such a solution provides a significant reduction in the total energy consumption of a television camera.
Матричный фотоприемник 1-4, выполненный также по технологии КМОП, сохраняет все признаки прибора, реализованного по методу «координатная адресация» американскими специалистами в «нулевые» двухтысячные годы. Об этом сообщалось и подробно комментировалось в отечественной монографии [4, с. 67, рис. 1.21]. Очевидно, что по этой технологии на кристалле матричного фотоприемника 1-4 также реализуется задача по формированию цифрового видеосигнала «прямоугольного» растра с пониженным энергопотреблением.Matrix photodetector 1-4, also made using CMOS technology, retains all the features of a device implemented by the method of "coordinate addressing" by American specialists in the "zero" two thousandths. This was reported and commented in detail in the domestic monograph [4, p. 67, fig. 1.21]. Obviously, this technology also implements the task of generating a “rectangular” raster digital video signal with reduced power consumption on a matrix photodetector 1-4 chip.
Возвращаясь к фотоприемнику 1-2, следует признать, что схемотехническая организация на кристалле КМОП «кольцевого» сенсора с аналогичными возможностями не предлагалась.Returning to the photodetector 1-2, it should be recognized that the circuit design organization on the CMOS chip "ring" sensor with similar capabilities was not offered.
Несомненно, что «кольцевая» форма мишени КМОП-фотоприемника и блоков развертки позволяет эффективнее использовать в телевизионных камерах полезную площадь используемого кристалла для телевизионно-компьютерного наблюдения панорамных сюжетов.There is no doubt that the "ring" shape of the target of the CMOS photodetector and scan units allows more efficient use in television cameras of the useful area of the crystal used for television-computer observation of panoramic scenes.
В заявляемом решении блок наведения 1-5 осуществляет плавное круговое пространственное перемещение мишени матричного фотоприемника 1-4 по проекции «кольцевого» изображения панорамной сцены, формируемого на первом выходе светоделителя 1-3 (см. фиг. 4 и 5).In the claimed solution, the guidance unit 1-5 performs smooth circular spatial movement of the target of the matrix photodetector 1-4 on the projection of the "ring" image of the panoramic scene formed at the first output of the beam splitter 1-3 (see Fig. 4 and 5).
Электрическая схема блока 1-5 может быть реализована на базе технического решения, которое ранее было использовано в описании к патенту РФ [3].The electrical circuit of block 1-5 can be implemented on the basis of a technical solution that was previously used in the description of the patent of the Russian Federation [3].
Рассмотрим работу блока 1-5 (см. фиг. 7), электрическая схема которого выполнена на двух оптронах HSSR, обозначенных как VT1 и VT2.Consider the operation of unit 1-5 (see Fig. 7), the electrical circuit of which is performed on two HSSR optocouplers, designated as VT1 and VT2.
Изделие HSSR-7111 согласно [5] - однополюсный нормально разомкнутый оптрон с выходным каскадом на мощных МОП-транзисторах, имеет очень малое сопротивление во включенном состоянии и работает в точности как полупроводниковое реле. Максимальная величина сопротивления нагрузочной цепи оптрона HSSR-7111 во включенном состоянии составляет 1 Ом, а максимальный ток нагрузки в зависимости от схемы включения составляет 0,8 Ампер или вдвое больше (1,6 Ампер). Будем считать, что управление наведением осуществляется командами в соответствии с табл. 1.According to [5], the HSSR-7111 product is a single-pole normally open optocoupler with an output stage on high-power MOS transistors, has very low resistance when turned on, and works exactly like a semiconductor relay. The maximum resistance of the load circuit of the HSSR-7111 optocoupler in the on state is 1 Ohm, and the maximum load current, depending on the switching circuit, is 0.8 Amperes or twice as much (1.6 Amperes). We assume that guidance guidance is carried out by teams in accordance with table. 1.
Отметим, что подаваемые в телевизионную камеру с компьютера по двухпроводной линии связи сигналы управления блоком 1-5 наведения являются постоянными напряжениями положительной или отрицательной полярности величиной (5…12) Вольт, отсчитываемой относительно провода «общий».Note that the control signals supplied to the television camera from a computer via a two-wire communication line control unit 1-5 guidance are constant voltage of positive or negative polarity value (5 ... 12) Volts, measured relative to the wire "common".
При отсутствии команд управления эти напряжений тоже отсутствуют. Поэтому оптроны VT1 H.VT2 разомкнуты, а электродвигатель М обесточен.In the absence of control commands, these voltages are also absent. Therefore, the optocouplers VT1 H.VT2 are open, and the motor M is de-energized.
Пусть по линии связи на блок 1-5 наведения поступает команда «Управление поворотом» - «Вперед». Тогда оптрон VT2 замыкается, а электродвигатель М подключается к источнику переменного напряжения ~U и начинает вращаться.Let the command “Turn control” - “Forward” come through the communication line to the guidance unit 1-5. Then the optocoupler VT2 is closed, and the motor M is connected to an AC voltage source ~ U and starts to rotate.
Если взамен этой команды поступит команда «Управление поворотом» - «Назад», то замкнется оптрон VT1, а электродвигатель М будет вращаться в другом направлении.If, instead of this command, the “Turn control” - “Back” command arrives, then the optocoupler VT1 closes, and the motor M rotates in the other direction.
Концевые выключатели SF1 и SF2 обеспечивают границы позиционирования в пределах одного кругового оборота матричного фотоприемника 1-5.Limit switches SF1 and SF2 provide positioning boundaries within one circular revolution of the photodetector array 1-5.
Датчик положения выполнен на базе переменного резистора RPn, имеющего линейную зависимость изменения сопротивления от угла поворота, а постоянный резистор Rn* служит для реализации настроечной работы по точному позиционированию. Движок резистора RPn кинематически (через редуктор) связан с двигателем М.The position sensor is made on the basis of a variable resistor RP n , which has a linear dependence of the change in resistance on the angle of rotation, and a constant resistor R n * serves to implement tuning work on precise positioning. The resistor motor RP n is kinematically (via a gearbox) connected to motor M.
Отметим, что сигнал датчика положения (напряжение Un с потенциометра RPn), поступает на управляющий вход генератора 1-7 электронной отметки, обеспечивая перемещение маркера на «кольцевом» изображении в соответствии с командами, поступающими с блока наведения 1-5.Note that the signal of the position sensor (voltage U n from the potentiometer RP n ) is supplied to the control input of the electronic marker generator 1-7, providing marker movement on the "ring" image in accordance with the commands received from the guidance unit 1-5.
Заявляемое устройство компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения с повышенной разрешающей способностью работает следующим образом.The inventive device of a computer system for panoramic television with high resolution works as follows.
Как и в прототипе [1], предполагается, что телевизионная камера 1 установлена в фиксированное положение, например при помощи фотоштатива (на фиг. 1 он не показан).As in the prototype [1], it is assumed that the
Характеристика сигналов управления телевизионной камерой 1 с компьютера 4, сопутствующих команде «Выбор режима видео», представлена в табл. 2. Они являются типовыми логическими сигналами в уровнях ТТЛ.The characteristics of the control signals of the
При ее включении компьютерной системы она начинает действовать по умолчанию в режиме 1.When you turn on the computer system, it starts acting by default in
Тогда на мишень «кольцевого» фотоприемника 1-2 проецируется «кольцевое» оптическое изображение контролируемого панорамного сюжета, а на мишень матричного сенсора 1-4 - фрагмент этого изображения.Then, a “circular” optical image of a controlled panoramic plot is projected onto the target of the “ring” photodetector 1-2, and a fragment of this image is projected onto the target of the matrix sensor 1-4.
Вернемся к оценке соотношения (5). Учитывая оптические свойства светоделителя 1-3, освещенность изображения на мишени «кольцевого» фотоприемника 1-2 будет в β раз меньше, чем освещенность мишени матричного сенсора 1-4.Let us return to the estimate of relation (5). Considering the optical properties of the beam splitter 1-3, the illumination of the image on the target of the “ring” photodetector 1-2 will be β times less than the illumination of the target of the matrix sensor 1-4.
Но в типовом случае, когда площадь (Δ) светочувствительного пиксела матричного фотоприемника 1-4 равна площади Δ1 «кольцевого» фотоприемника 1-2, не возникает ситуации с различной чувствительность этих фотоприемных каналов. Это объясняется тем, что в заявляемом решении априори предусмотрено, что коэффициент усиления Km для всех активных пикселов «кольцевого сенсора увеличен по сравнению с аналогичным коэффициентом матричного сенсора в β раз.But in the typical case, when the area (Δ) of the photosensitive pixel of the photodetector 1-4 is equal to the area Δ 1 of the "ring" photodetector 1-2, there is no situation with different sensitivity of these photodetector channels. This is due to the fact that the claimed solution a priori stipulates that the gain K m for all active pixels of the “ring sensor” is increased by a factor of β compared with the same coefficient of the matrix sensor.
Продолжим рассмотрение работы устройства компьютерной системы.We continue to consider the operation of a computer system device.
По выходу «Видео» сформированный цифровой телевизионный сигнал (ЦТС) по интерфейсу (например, USB 2,0) передается на сервер 2, где выполняется запись видеоинформации в блок оперативной памяти на кадр.Upon the output of “Video”, the generated digital television signal (DTS) is transmitted via an interface (for example, USB 2.0) to server 2, where video information is recorded in the main memory block per frame.
В этом режиме оператор компьютера 4 наблюдает полное изображение панорамной сцены, формируемое «кольцевым» фотоприемником 1-2 и электронную отметку на нем, например «крест», который показывает текущее местоположение геометрического центра мишени матричного фотоприемника 1-4.In this mode, the computer operator 4 observes the full image of the panoramic scene formed by the "ring" photodetector 1-2 and an electronic mark on it, for example, a "cross" that shows the current location of the geometric center of the target of the matrix photodetector 1-4.
Будем считать, что наша электронная отметка («крест») априори располагается точно в середине «кольцевого» изображения по его ширине.We assume that our electronic mark (“cross”) is a priori located exactly in the middle of the “ring” image along its width.
Когда оператор компьютера 4 затем выполнит переключение системы в режим 2, то ему будет предложено телевизионное изображение, которое формируется в данный момент матричным фотоприемником 1-4 при его текущем местоположении.When the operator of the computer 4 then switches the system to mode 2, he will be offered a television image, which is currently being formed by the photodetector 1-4 at its current location.
Для того, чтобы коммутация режимов работы системы происходила без внесения искажений в наблюдаемые изображения, фотоприемники телевизионной камеры работают в режиме Genlock, который обеспечивается путем подачи на вход внешней синхронизации матричного сенсора 1-4 сигнала синхронизации приемника (ССП) от «кольцевого» сенсора 1-2.In order for the switching of the system operation modes to occur without introducing distortions into the observed images, the photodetectors of the television camera operate in the Genlock mode, which is provided by applying to the external synchronization input of the matrix sensor 1-4 the signal of the receiver synchronization (SSP) from the “ring” sensor 1- 2.
Дополнительно к этому в коммутаторе-смесителе 1-6 обеспечивается «привязка» временного процесса переключения команд к интервалу кадрового синхроимпульса (КСИ), вырабатываемого на выходе селектора 1-8 синхроимпульсов.In addition to this, in the mixer-mixer 1-6, a “binding” of the temporary process of switching commands to the interval of the frame clock (CSI) produced at the output of the selector 1-8 clock pulses is provided.
Если число светочувствительных пикселов в строке матричного фотоприемника 1-4 равно числу пикселов для «кольцевой» строки сенсора 1-2, получаемый выигрыш в разрешающей способности (четкости) этого фрагмента панорамного изображения, по сравнению с прототипом [1], составит m раз.If the number of photosensitive pixels in the line of the matrix photodetector 1-4 is equal to the number of pixels for the "ring" line of the sensor 1-2, the resulting gain in resolution (sharpness) of this fragment of the panoramic image, in comparison with the prototype [1], will be m times.
Благодаря выравниванию в телевизионной камере чувствительностей «кольцевого» и матричного фотоприемников, этот выигрыш достигается без потерь отношения сигнал/шум наблюдаемого изображения.Due to the alignment in the television camera of the sensitivity of the "ring" and matrix photodetectors, this gain is achieved without loss of signal-to-noise ratio of the observed image.
После завершения записи этого изображения в дополнительный блок памяти сервера 2 оно также становится доступным для всех пользователей компьютеров 3.After completing the recording of this image in an additional memory block of server 2, it also becomes available to all users of computers 3.
Важно отметить, что благодаря светоделителю 1-3 и блоку наведения 1-5, может быть реализовано точное позиционирование мишени матричного фотоприемника 1-4 в пределах всей площади панорамного изображения, формируемого «кольцевым» фотоприемником 1-2, т.е. без потерь его отдельных участков.It is important to note that due to the beam splitter 1-3 and the guidance block 1-5, the exact positioning of the target of the matrix photodetector 1-4 can be realized within the entire area of the panoramic image formed by the "ring" photodetector 1-2, i.e. without loss of its individual sections.
В настоящее время все элементы структурной схемы устройства компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения с повышенной разрешающей способностью освоены или могут быть освоены отечественной промышленностью.Currently, all the elements of the structural diagram of the device of a computer system for panoramic television with high resolution are mastered or can be mastered by domestic industry.
Поэтому следует считать предполагаемое изобретение соответствующим требованию о промышленной применимости.Therefore, the alleged invention should be considered as meeting the requirement for industrial applicability.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИSOURCES OF INFORMATION
1. Патент РФ №2706011. МПК H04N 7/00. Устройство компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения. / В.М. Смелков // Б.И. - 2019. - №32.1. RF patent №2706011. IPC H04N 7/00. The device of a computer system for panoramic television surveillance. / V.M. Smelkov // B.I. - 2019. - No. 32.
2. Патент РФ №2185645. МПК G02B 13/06, G02B 17/08. Панорамный зеркально-линзовый объектив. / А.В. Куртов, В.А. Соломатин // Б.И. - 2002. - №20.2. RF patent No. 2185645. IPC G02B 13/06, G02B 17/08. Panoramic mirror lens. / A.V. Kurtov, V.A. Solomatin // B.I. - 2002. - No. 20.
3. Патент РФ №2504100. H04N 5/225. Телевизионная система с селективным масштабированием изображения. / В.М. Смелков // Б.И. - 2014. - №1.3. RF patent No. 2504100. H04N 5/225. Television system with selective image scaling. / V.M. Smelkov // B.I. - 2014. - No. 1.
4. Березин В.В., Умбиталиев А.А., Фахми Ш.С., Цыцулин А.К. и Шипилов Н.Н. Твердотельная революция в телевидении: Телевизионные системы на основе приборов с зарядовой связью, систем на кристалле и видеосистем на кристалле. Под ред. А.А. Умбиталиева и А.К. Цыцулина. - М.: «Радио и связь», 2006.4. Berezin V.V., Umbitaliev A.A., Fakhmi Sh.S., Tsytsulin A.K. and Shipilov N.N. Solid State Revolution in Television: Television systems based on charge-coupled devices, systems on a chip, and video systems on a chip. Ed. A.A. Umbitalieva and A.K. Tsytsulina. - M.: “Radio and Communications”, 2006.
5. www.avagotech.com.5. www.avagotech.com.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019140758A RU2723640C1 (en) | 2019-12-09 | 2019-12-09 | High-resolution panorama television surveillance computer system device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019140758A RU2723640C1 (en) | 2019-12-09 | 2019-12-09 | High-resolution panorama television surveillance computer system device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2723640C1 true RU2723640C1 (en) | 2020-06-17 |
Family
ID=71096019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019140758A RU2723640C1 (en) | 2019-12-09 | 2019-12-09 | High-resolution panorama television surveillance computer system device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2723640C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2755494C1 (en) * | 2021-01-25 | 2021-09-16 | Вячеслав Михайлович Смелков | Method for generating video signal in television and computer system for monitoring industrial products having shape of circular ring |
| RU2755809C1 (en) * | 2021-01-12 | 2021-09-21 | Вячеслав Михайлович Смелков | Device of a computer system for panoramic television surveillance with increased resolution |
Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5262852A (en) * | 1990-08-03 | 1993-11-16 | Thomson-Csf | Method of detection for a panoramic camera, camera for its implementation, and surveillance system equipped with such a camera |
| EP0932302A2 (en) * | 1998-01-22 | 1999-07-28 | Eastman Kodak Company | A CMOS active pixel digital camera |
| RU2185645C2 (en) * | 1999-12-22 | 2002-07-20 | Московский государственный университет геодезии и картографии | Panoramic catadioptric lens |
| US6455831B1 (en) * | 1998-09-11 | 2002-09-24 | The Research Foundation Of Suny At Buffalo | CMOS foveal image sensor chip |
| US20060056056A1 (en) * | 2004-07-19 | 2006-03-16 | Grandeye Ltd. | Automatically expanding the zoom capability of a wide-angle video camera |
| US20060072020A1 (en) * | 2004-09-29 | 2006-04-06 | Mccutchen David J | Rotating scan camera |
| US20060215049A1 (en) * | 1999-09-30 | 2006-09-28 | Giulio Sandini | Constant resolution and space variant sensor arrays |
| US20070103543A1 (en) * | 2005-08-08 | 2007-05-10 | Polar Industries, Inc. | Network panoramic camera system |
| WO2008108907A1 (en) * | 2007-03-01 | 2008-09-12 | Eastman Kodak Company | Digital camera for providing improved temporal sampling |
| WO2009066988A2 (en) * | 2007-11-22 | 2009-05-28 | Mimos Berhad | Device and method for a surveillance system |
| US20090135245A1 (en) * | 2007-11-27 | 2009-05-28 | Jiafu Luo | Camera system with multiple pixel arrays on a chip |
| US7646404B2 (en) * | 2002-09-30 | 2010-01-12 | Microsoft Corporation | Foveated wide-angle imaging system and method for capturing and viewing wide-angle images in real time |
| US20110134249A1 (en) * | 2009-12-04 | 2011-06-09 | Lockheed Martin Corporation | Optical Detection and Ranging Sensor System For Sense and Avoid, and Related Methods |
| RU2706011C1 (en) * | 2019-02-25 | 2019-11-13 | Вячеслав Михайлович Смелков | Panoramic television surveillance computer system device |
-
2019
- 2019-12-09 RU RU2019140758A patent/RU2723640C1/en active
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5262852A (en) * | 1990-08-03 | 1993-11-16 | Thomson-Csf | Method of detection for a panoramic camera, camera for its implementation, and surveillance system equipped with such a camera |
| EP0932302A2 (en) * | 1998-01-22 | 1999-07-28 | Eastman Kodak Company | A CMOS active pixel digital camera |
| US6455831B1 (en) * | 1998-09-11 | 2002-09-24 | The Research Foundation Of Suny At Buffalo | CMOS foveal image sensor chip |
| US20060215049A1 (en) * | 1999-09-30 | 2006-09-28 | Giulio Sandini | Constant resolution and space variant sensor arrays |
| RU2185645C2 (en) * | 1999-12-22 | 2002-07-20 | Московский государственный университет геодезии и картографии | Panoramic catadioptric lens |
| US7646404B2 (en) * | 2002-09-30 | 2010-01-12 | Microsoft Corporation | Foveated wide-angle imaging system and method for capturing and viewing wide-angle images in real time |
| US20060056056A1 (en) * | 2004-07-19 | 2006-03-16 | Grandeye Ltd. | Automatically expanding the zoom capability of a wide-angle video camera |
| US20060072020A1 (en) * | 2004-09-29 | 2006-04-06 | Mccutchen David J | Rotating scan camera |
| US20070103543A1 (en) * | 2005-08-08 | 2007-05-10 | Polar Industries, Inc. | Network panoramic camera system |
| WO2008108907A1 (en) * | 2007-03-01 | 2008-09-12 | Eastman Kodak Company | Digital camera for providing improved temporal sampling |
| WO2009066988A2 (en) * | 2007-11-22 | 2009-05-28 | Mimos Berhad | Device and method for a surveillance system |
| US20090135245A1 (en) * | 2007-11-27 | 2009-05-28 | Jiafu Luo | Camera system with multiple pixel arrays on a chip |
| US20110134249A1 (en) * | 2009-12-04 | 2011-06-09 | Lockheed Martin Corporation | Optical Detection and Ranging Sensor System For Sense and Avoid, and Related Methods |
| RU2706011C1 (en) * | 2019-02-25 | 2019-11-13 | Вячеслав Михайлович Смелков | Panoramic television surveillance computer system device |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2755809C1 (en) * | 2021-01-12 | 2021-09-21 | Вячеслав Михайлович Смелков | Device of a computer system for panoramic television surveillance with increased resolution |
| RU2755494C1 (en) * | 2021-01-25 | 2021-09-16 | Вячеслав Михайлович Смелков | Method for generating video signal in television and computer system for monitoring industrial products having shape of circular ring |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2723645C1 (en) | High-resolution panorama television surveillance computer system device | |
| RU2727920C9 (en) | Panoramic television surveillance computer system with selective image scaling | |
| US8908054B1 (en) | Optics apparatus for hands-free focus | |
| RU2723640C1 (en) | High-resolution panorama television surveillance computer system device | |
| RU2706011C1 (en) | Panoramic television surveillance computer system device | |
| JP5708036B2 (en) | Imaging device | |
| RU2665695C1 (en) | Computer system device for panoramic television surveillance | |
| Erhardt-Ferron | Theory and applications of digital image processing | |
| RU2743571C1 (en) | Computing system device for panoramic video surveillance with selective image scaling | |
| RU2721381C1 (en) | High-resolution panorama television surveillance computer system device | |
| RU2504100C1 (en) | Television system with selective image scaling | |
| RU2730177C1 (en) | Television system with selective image scaling (versions) | |
| RU2755809C1 (en) | Device of a computer system for panoramic television surveillance with increased resolution | |
| RU2785152C1 (en) | Design of a computer panoramic video surveillance system with high resolution | |
| RU2780039C1 (en) | Design of a computer system for panoramic television surveillance with selective image scaling (variants) | |
| RU2710779C1 (en) | Device for "circular" photodetector of color image for panoramic television-computer surveillance | |
| RU2813357C1 (en) | High-resolution panoramic television surveillance computer system | |
| RU2816540C1 (en) | Design of computer system for panoramic television surveillance for unmanned aerial vehicle | |
| RU2725973C1 (en) | Method of generating a video signal in a television-computer system for monitoring industrial articles having a circular ring shape | |
| RU2813358C1 (en) | Design of computer system for panoramic television surveillance with selective image scaling | |
| RU2504099C1 (en) | Television system with selective image scaling | |
| RU2787358C1 (en) | Computer system device for panoramic television surveillance with selective image scaling (options) | |
| RU2501090C1 (en) | Security television system | |
| RU2756234C1 (en) | Device of a computer system for panoramic television surveillance with selective image scaling | |
| JP2015008343A (en) | Imaging device, and method for forming imaging image |