RU2564091C1 - Computer system of panoramic tv observation with higher sensitivity at outer periphery of circular image - Google Patents

Computer system of panoramic tv observation with higher sensitivity at outer periphery of circular image Download PDF

Info

Publication number
RU2564091C1
RU2564091C1 RU2014142873/07A RU2014142873A RU2564091C1 RU 2564091 C1 RU2564091 C1 RU 2564091C1 RU 2014142873/07 A RU2014142873/07 A RU 2014142873/07A RU 2014142873 A RU2014142873 A RU 2014142873A RU 2564091 C1 RU2564091 C1 RU 2564091C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
photodetector
output
ring
television camera
television
Prior art date
Application number
RU2014142873/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Михайлович Смелков
Original Assignee
Вячеслав Михайлович Смелков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вячеслав Михайлович Смелков filed Critical Вячеслав Михайлович Смелков
Priority to RU2014142873/07A priority Critical patent/RU2564091C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2564091C1 publication Critical patent/RU2564091C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: claimed process is implemented by application of the ring-shape target for chip photoreceiver and organization of "circular" image raster of higher sensitivity at its outer periphery.
EFFECT: TV camera with server.
3 cl, 8 dwg

Description

Изобретение является техническим решением по категории «устройство» и имеет отношение к панорамному телевизионному наблюдению, которое выполняется компьютерной системой при помощи монохромной или цветной телевизионной камеры кругового обзора в области, близкой к полусфере, т.е. в пространственном угле 360 градусов по азимуту и десятки градусов по углу места.The invention is a technical solution in the category "device" and relates to panoramic television surveillance, which is performed by a computer system using a monochrome or color television circular camera in a region close to the hemisphere, i.e. in a spatial angle of 360 degrees in azimuth and tens of degrees in elevation.

Повышенная чувствительность на внешней периферии кольцевого изображения может быть крайне желательным параметром системы панорамного телевизионного наблюдения, предназначенной для анализа внутреннего технического состояния труб и трубопроводов большого диаметра различного назначения.Increased sensitivity on the outer periphery of the annular image can be an extremely desirable parameter of a panoramic television surveillance system designed to analyze the internal technical condition of large diameter pipes and pipelines for various purposes.

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 телевизионная камера состоит из последовательно расположенных и оптически связанных панорамного объектива и датчика цифрового телевизионного сигнала, который содержит в своем составе твердотельный фотоприемник с прямоугольной мишенью и блок фотоприемника, обеспечивающий прогрессивную прямоугольную развертку аналогового видеосигнала фотоприемника и формирование на выходе телевизионной камеры цифрового телевизионного сигнала, а в разъем расширения на материнской плате сервера установлена плата видео, согласованная по каналам ввода/вывода, управлению и питанию с шиной сервера, содержащая блок преобразования «кольцевого» кадра в «прямоугольные» кадры (БПКП), вход которого подключен к выходу блока оперативной памяти на кадр, а выход - к выходу «сеть», причем число «прямоугольных» кадров, 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 node of the local area network, to which two or more personal computers are connected, while the television camera consists of sequentially located and optically coupled panoramic lens and digital television signal sensor, which contains a solid a separate photodetector with a rectangular target and a photodetector unit, which provides a progressive rectangular scan of the analog video signal of the photodetector and the formation of a digital television signal at the output of the television camera, and a video card is installed in the expansion slot on the server motherboard, coordinated via input / output channels, control and power supply with the bus a server containing a block for converting a "ring" frame into "rectangular" frames (BPCP), the input of which is connected to the output of the RAM block n frame, and the output - to the output of a "network" with the number "rectangular" frames corresponding to one current "ring" frame satisfies the relation:

Figure 00000001
Figure 00000001

где γг - горизонтальный угол поля зрения в градусах наблюдаемого оператором изображения, а само это преобразование выполняется 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 performed programmatically.

Недостаток прототипа компьютерной системы панорамного наблюдения - избыточная полоса пропускания канала связи телевизионной камеры с сервером.The disadvantage of the prototype computer system of panoramic monitoring is the excess bandwidth of the communication channel of the television camera with the server.

Для датчика цифрового телевизионного сигнала прототипа ее важнейший компонент - фотоприемник, который является матрицей, выполненной по технологии приборов с зарядовой связью (матрицей ПЗС) [2]. Она имеет прямоугольную форму мишени и содержит на общем кристалле фотоприемную секцию, выходной горизонтальный регистр и преобразователь «заряд - напряжение» (БПЗН). Такая схемотехническая организация матричного фотоприемника на ПЗС получила первоначальное название «межстрочный перенос» [2, с. 167]. В последнее время эту организацию матрицы ПЗС чаще упрощенно называют «строчный перенос» (см. например [3, с. 135]).For the prototype digital television signal sensor, its most important component is the photodetector, which is a matrix made by the technology of charge-coupled devices (CCD matrix) [2]. It has a rectangular target shape and contains a photodetector section, an output horizontal register and a charge-voltage converter (BPS) on a common crystal. Such a circuitry organization of the matrix photodetector at the CCD received the original name “line-to-line transfer” [2, p. 167]. Recently, this organization of the CCD matrix is often simplistically called “line wrap” (see, for example, [3, p. 135]).

Фотоприемная секция такого матричного сенсора обеспечивает накопление зарядовых пакетов в светочувствительных элементах, в качестве которых используются фотодиоды, организованные в линейки столбцов. В непосредственной близости от каждого столбца фотодиодов находится нечувствительный к свету вертикальный ПЗС-регистр сдвига, отделенный от фотодиодов фотозатвором. В интервале прямого хода кадровой развертки, когда на фотозатвор подается низкий уровень напряжения, обеспечивающий потенциальный барьер между фотодиодами и вертикальным ПЗС-регистром, происходит накопление зарядовых пакетов. По окончании накопления на фотозатвор кратковременно (в интервале обратного хода по кадру) подается высокий уровень напряжения, разрешающий перенос зарядовых пакетов из фотодиодов в потенциальные ямы, образованные в вертикальных ПЗС-регистрах. В последующем интервале прямого хода по кадру зарядовые пакеты из вертикальных ПЗС-регистров переносятся (в интервалах обратного хода строчной развертки) строка за строкой вниз по направлению к горизонтальному выходному регистру. Каждая зарядовая строка изображения затем поэлементно считывается через БПЗН, образуя на выходе «видео» фотоприемника электрический видеосигнал.The photodetector section of such a matrix sensor provides the accumulation of charge packets in photosensitive elements, which are used as photodiodes, organized in a line of columns. In the immediate vicinity of each column of photodiodes is a light-insensitive vertical CCD shift register, separated from the photodiodes by a photocell. In the interval of the forward course of the frame scan, when a low voltage level is applied to the photo-gate, which provides a potential barrier between the photodiodes and the vertical CCD register, charge packets accumulate. At the end of accumulation, a high voltage level is applied to the photo-gate for a short time (in the interval of the reverse motion along the frame), which allows the transfer of charge packets from photodiodes to potential wells formed in vertical CCD registers. In the subsequent interval of the forward stroke in the frame, charge packets from the vertical CCD registers are transferred (in the intervals of the reverse stroke of the horizontal scan) line by line down towards the horizontal output register. Each charge line of the image is then read out element-by-element through an overvoltage sensing device, forming an electric video signal at the output of the “video” detector.

Сенсор прототипа, являющийся матрицей ПЗС, формирует видеосигнал монохромного (черно-белого) или цветного изображения. Добавим, что со стороны объектива перед цветной матрицей прототипа располагается инфракрасный отсекающий фильтр (ИК-фильтр), который изменяет спектральную характеристику ПЗС-матрицы, обеспечивая ее согласование со спектральной чувствительностью человеческого глаза.The prototype sensor, which is the CCD matrix, generates a video signal of a monochrome (black and white) or color image. We add that on the lens side in front of the color matrix of the prototype is an infrared cut-off filter (IR filter), which changes the spectral characteristic of the CCD matrix, ensuring its consistency with the spectral sensitivity of the human eye.

Недостаток матричного фотоприемника для телевизионной камеры панорамного наблюдения заключается в том, что его организация с выполнением прямоугольной формы мишени не является благоприятной (оптимальной) применительно к кольцевому оптическому изображению контролируемой сцены, которую формирует панорамный объектив.The disadvantage of a matrix photodetector for a panoramic television camera is that its organization with the rectangular shape of the target is not favorable (optimal) in relation to the ring optical image of the controlled scene, which forms a panoramic lens.

Обоснованием этого утверждения служит необходимость иметь для фотоприемника большое число элементов (пикселов) по горизонтали и вертикали, т.е. видеосенсор должен обладать высокой информационной емкостью. При этом значительная часть пикселов является бесполезной, т.к. не несет информации о сюжете, но принудительно используется при формировании видеосигнала в телевизионной камере.The rationale for this statement is the need for a photodetector to have a large number of elements (pixels) horizontally and vertically, i.e. The video sensor must have high information capacity. Moreover, a significant part of the pixels is useless, because It does not carry information about the plot, but is used forcibly when generating a video signal in a television camera.

Матрица ПЗС имеет одинаковые геометрические размеры для его составляющих пикселов, а поэтому для такого фотоприемника чувствительность по всей площади оптического кольцевого изображения является априори одинаковой.The CCD matrix has the same geometric dimensions for its constituent pixels, and therefore, for such a photodetector, the sensitivity over the entire area of the optical ring image is a priori the same.

Датчик цифрового телевизионного сигнала прототипа, выполненный на базе монохромной или цветной матрицы ПЗС с организацией «строчный перенос», содержит в своем составе фотоприемник, состоящий из последовательно связанных зарядовой связью фотоприемной области, горизонтального регистра и БПЗН; генератор управляющих импульсов, состоящий из временного контроллера, первого преобразователя уровней (ПУ) и второго ПУ; а также последовательно соединенных сигнального процессора и аналого-цифрового преобразователя (АЦП), причем управляющий вход фотоприемной области матрицы ПЗС подключен к выходу первого ПУ, управляющий вход горизонтального регистра матрицы ПЗС - к выходу второго ПУ, а выход БПЗН матрицы ПЗС - к информационному входу сигнального процессора, выход управления экспозицией1 которого подключен к управляющему входу временного контроллера, первый выход которого подключен к входу первого ПУ, второй выход - к входу второго ПУ, третий выход - к входу синхронизации сигнального процессора, а четвертый выход - к тактовому входу АЦП.The digital television signal sensor of the prototype, made on the basis of a CCD monochrome or color matrix with the organization of “line transfer”, contains a photodetector consisting of a photodetector region, a horizontal register, and an overvoltage detector connected in series with charge coupling; a control pulse generator consisting of a time controller, a first level converter (PU) and a second PU; as well as serially connected signal processor and analog-to-digital converter (ADC), moreover, the control input of the photodetector region of the CCD is connected to the output of the first control device, the control input of the horizontal register of the CCD is connected to the output of the second control device, and the output of the CCD matrix of the CCD is connected to the information input of the signal processor exposure control output 1 which is connected to the control input, the controller, a first output of which is connected to the input of the first UE, the second output - to the input of the second UE, a third output - to WMOs y synchronization signal processor, and a fourth output - to the clock input of the ADC.

1Видеосигнал, формируемый в сигнальном процессоре по выходу управления экспозицией, обеспечивает управление чувствительностью телевизионной камеры за счет регулировки времени накопления зарядов. 1 The video signal generated in the signal processor by the exposure control output controls the sensitivity of the television camera by adjusting the charge accumulation time.

Отметим, что для матрицы ПЗС прототипа, формирующей видеосигнал цветного изображения, предусмотрен встроенный цветной мозаичный фильтр, который накрывает ее фотоприемную секцию. Мозаичный фильтр разделяет свет на голубой, желтый, пурпурный и зеленый компоненты., см., например [3, с. 154-155].Note that for the CCD matrix of the prototype forming the video signal of the color image, a built-in color mosaic filter is provided that covers its photodetector section. The mosaic filter divides the light into cyan, yellow, magenta and green components., See, for example [3, p. 154-155].

Задачей изобретения является оптимизация устройства компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения путем устранения избыточной полосы пропускания канала связи телевизионной камеры с сервером за счет использования для фотоприемника кристалла мишени вформе кругового кольца и с организацией «кольцевого» растра изображения с повышенной чувствительностью на его внешней периферии.The objective of the invention is to optimize the device of a computer system for panoramic television surveillance by eliminating the excess bandwidth of the communication channel of the television camera to the server by using a circular ring shape for the target crystal and organizing a “ring” image raster with increased sensitivity on its outer periphery.

Поставленная задача в заявляемой компьютерной системе панорамного телевизионного наблюдения решается тем, что в устройство прототипа [1], содержащее последовательно соединенные телевизионную камеру и сервер, являющийся узлом локальной вычислительной сети, к которому подключены два или более персональных компьютеров, при этом телевизионная камера, обеспечивая развертку аналогового видеосигнала фотоприемника и формирование на выходе цифрового телевизионного сигнала, содержит последовательно расположенные и оптически связанные объектив и фотоприемник на ПЗС, состоящий из последовательно связанных зарядовой связью фотоприемной области, горизонтального (выходного) регистра и БПЗН, причем на фотоприемной области линейки светочувствительных элементов чередуются с линейками экранированных от света элементов, а для цветного сенсора в отличие от монохромного фотоприемная область дополнительно накрыта мозаичным цветным фильтром, разделяющим свет на голубой, желтый, пурпурный и зеленый компоненты; в состав телевизионной камеры входит также генератор управляющих импульсов и последовательно соединенные сигнальный процессор и АЦП, выход которого является выходом телевизионной камеры, причем первый выход генератора управляющих импульсов подключен соответственно к управляющим входам фотоприемной области, второй выход генератора управляющих импульсов - к управляющим входам выходного регистра фотоприемника, третий выход генератора управляющих импульсов - к входу синхронизации сигнального процессора, а четвертый выход генератора управляющих импульсов - к тактовому входу АЦП, выход БПЗН фотоприемника подключен к информационному входу сигнального процессора, выход управления экспозицией которого подключен к управляющему входу генератора управляющих импульсов; в разъем расширения на материнской плате сервера установлена плата видео, согласованная по каналам ввода/ вывода, управлению и питанию с шиной сервера, содержащая БПКП, вход которого подключен к выходу блока оперативной памяти на кадр, а выход - к выходу «сеть», причем число «прямоугольных» кадров, соответствующих одному текущему «кольцевому» кадру, удовлетворяет соотношению (1), а само это преобразование выполняется программным путем, реализуются следующие изменения, а именно: фотоприемник телевизионной камеры имеет форму кругового кольца, у которого линейки светочувствительных и линейки экранированных от света элементов фотоприемной области расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии, выходной регистр фотоприемника по форме является «кольцевым», причем число элементов в каждой «кольцевой» строке фотоприемной области равно числу элементов в «кольцевом» регистре, а площадь каждого пиксела фотоприемной области увеличивается по мере движения к внешней периферии, мозаичный цветной фильтр, накрывающий фотоприемную область цветного сенсора, является «кольцевым» по форме и имеет световые «окна», совпадающие с геометрическими размерами пикселов фотоприемной области, а генератор управляющих импульсов телевизионной камеры является блоком «кольцевой» развертки видеосигнала, при этом телевизионная камера формирует не «прямоугольный», а «кольцевой» растр изображения.The problem in the inventive computer system for panoramic television surveillance is solved by the fact that in the prototype device [1], containing a series-connected television camera and a server, which is a node of the local area network, to which two or more personal computers are connected, while the television camera, providing a scan analog video signal of the photodetector and the formation of a digital television signal at the output, contains sequentially located and optically coupled objects an active sensor and a CCD photodetector, consisting of a photodetector region, a horizontal (output) register, and a CCD, sequentially connected by charge coupling, the lines of photosensitive elements alternating with the lines of light-shielded elements on the photodetector, and for the color sensor, in contrast to the monochrome sensor, the photodetector is additionally covered mosaic color filter that separates light into cyan, yellow, magenta and green components; the television camera also includes a control pulse generator and a signal processor and ADC connected in series, the output of which is the output of the television camera, the first output of the control pulse generator being connected respectively to the control inputs of the photodetector region, the second output of the control pulse generator to the control inputs of the output register of the photodetector , the third output of the control pulse generator is to the synchronization input of the signal processor, and the fourth output of the generator directs pulses - to the clock input of the ADC, the output of the photodetector BPZN connected to the data input of the signal processor, the exposure control output of which is connected to the control input of oscillator control pulse; a video card is installed in the expansion slot on the server’s motherboard, coordinated through the I / O channels, control and power supply with the server bus, containing a control panel, the input of which is connected to the output of the RAM block per frame, and the output to the “network” output, and the number “Rectangular” frames corresponding to one current “circular” frame satisfies relation (1), and this conversion itself is performed by software, the following changes are implemented, namely: the photodetector of a television camera has the shape of a circular ring for which the lines of photosensitive and lines of light-shielded elements of the photodetector region are located along radial directions from the imaginary center of the circular ring to its outer periphery, the output register of the photodetector is “circular” in shape, and the number of elements in each “ring” line of the photodetector region is the number of elements in the "ring" register, and the area of each pixel of the photodetector region increases as you move to the outer periphery, a mosaic color filter covering the phot the receiving region of the color sensor is “circular” in shape and has light “windows” matching the geometric dimensions of the pixels of the photodetector region, and the control pulse generator of the television camera is a “ring” scan signal block, while the television camera does not form a “rectangular” one, and the "ring" image raster.

Сопоставительный анализ с прототипом [1] показывает, что заявляемое устройство компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения отличается реализацией телевизионной камеры, которая максимально приспособлена (оптимизирована) к оптическому изображению панорамного сюжета.Comparative analysis with the prototype [1] shows that the inventive device of a computer system for panoramic television monitoring differs in the implementation of a television camera that is maximally adapted (optimized) to the optical image of a panoramic plot.

По отношению к прототипу [1] заявляемая телевизионная камера отличается геометрической формой выполнения фотоприемника, а также мозаичного цветного фильтра для цветного варианта сенсора, обеспечивающего реализацию нового («кольцевого») растра изображения при сохранении ПЗС-технологии изготовления сенсора и, что не менее важно, при сохранении требуемых для матрицы ПЗС (с такой информационной емкостью) сигналов управления.In relation to the prototype [1], the claimed television camera differs in the geometric form of the photodetector, as well as a mosaic color filter for the color version of the sensor, which provides the implementation of a new ("ring") image raster while maintaining the CCD technology for manufacturing the sensor and, no less important, while saving the control signals required for the CCD matrix (with such information capacity).

Совокупность известных и новых признаков для этого устройства не известна из уровня техники, поэтому предлагаемое техническое решение соответствует критерию новизны.The set of known and new features for this device is not known from the prior art, therefore, the proposed technical solution meets the criterion of novelty.

В заявляемом решении от фотоприемника не требуется чрезмерно высокая информационная емкость, сокращается и избыточная полоса пропускания канала связи телевизионной камеры с сервером. Благодаря увеличенной площади пикселов, расположенных на внешней периферии кольцевого фотоприемника, обеспечивается и повышенная чувствительность сенсора, а следовательно, и системы в целом на этой области. Поэтому предлагаемое техническое решение соответствует критерию о наличии изобретательского уровня.In the claimed solution, the photodetector does not require an excessively high information capacity, and the excess bandwidth of the communication channel of the television camera with the server is also reduced. Due to the increased area of pixels located on the outer periphery of the annular photodetector, the increased sensitivity of the sensor, and therefore the system as a whole in this area, is also provided. Therefore, the proposed solution meets the criterion of the presence of an inventive step.

На фиг. 1 приведена структурная схема заявляемого изобретения - компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения; на фиг. 2 приведена схемотехническая организации фотоприемника телевизионной камеры; на фиг. 3 показан фрагмент этого фотоприемника, иллюстрирующий подробности его конструкции для цветного варианта сенсора; на фиг 4, по данным [4], представлена фотография изображения, полученного при помощи отечественного панорамного зеркально-линзового объектива; на фиг. 5 приведена конструкция «кольцевого» регистра фотоприемника, у которого электроды переноса выполнены в виде части кругового кольца; на фиг. 6 - предлагаемое оператору панорамное изображение текущего «кольцевого» кадра в виде последовательности из 6-ти «прямоугольных» кадров; на фиг. 7 - размещение телевизионной камеры для контроля внутреннего состояния трубы; на фиг. 8 - возможная структурная схема для выполнения сетевого компьютерного решения с использованием заявляемого устройства.In FIG. 1 shows a structural diagram of the claimed invention is a computer system for panoramic television surveillance; in FIG. 2 shows the circuit organization of the photodetector of a television camera; in FIG. 3 shows a fragment of this photodetector, illustrating the details of its design for the color version of the sensor; Fig. 4, according to [4], presents a photograph of an image obtained using a domestic panoramic mirror-lens lens; in FIG. 5 shows the design of the “annular” register of the photodetector, in which the transfer electrodes are made as part of a circular ring; in FIG. 6 - a panoramic image of the current “ring” frame proposed to the operator in the form of a sequence of 6 “rectangular” frames; in FIG. 7 - placement of a television camera to control the internal state of the pipe; in FIG. 8 is a possible structural diagram for performing a network computer solution using the inventive device.

Заявляемая компьютерная система панорамного телевизионного наблюдения, см. фиг. 1, содержит последовательно соединенные телевизионную камеру 1 и сервер 2, являющийся узлом локальной вычислительной сети, к которому подключены два или более персональных компьютеров в позиции 3, причем телевизионная камера формирует «кольцевой» растр монохромного или цветного изображения, при этом на материнской плате сервера 2 установлена плата видео, выполняющая программным путем запись «кольцевого» видеосигнала в оперативную память сервера и преобразование «кольцевых» кадров в «прямоугольные» кадры, причем число «прямоугольных» кадров, соответствующих одному текущему «кольцевому» кадру, удовлетворяет соотношению (1), сама телевизионная камера 1 содержит последовательно расположенные и оптически связанные панорамный объектив 1-1 и фотоприемник 1-2, который имеет форму кругового кольца, см. фиг. 2, у которого линейки светочувствительных и линейки экранированных от света элементов фотоприемной области 1-2-1 расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии и расположенному там «кольцевому» регистру 1-2-2, оканчивающемуся БПЗН 1-2-3, причем число элементов в каждой «кольцевой» строке фотоприемной области равно числу элементов в «кольцевом» регистре, а фотоприемная область для цветного варианта сенсора накрыта мозаичным цветным фильтром, являющимся «кольцевым» по форме, см. фиг. 3, который разделяет световой поток, попадающий на светочувствительные элементы, соответственно на его голубой, желтый, пурпурный и зеленый компоненты; выход БПЗН фотоприемника 1-2 подключен к информационному входу сигнального процессора 1-3, соединенному последовательно с АЦП 1-5; выход управления экспозицией сигнального процессора 1-3 подключен к управляющему входу блока 1-4 «кольцевой» развертки видеосигнала, первый выход которого подключен к управляющим входам фотоприемной области фотоприемника 1-2, второй выход блока 1-4 - к управляющим входам «кольцевого» регистра фотоприемника 1-2, третий выход блока 1-4 - к входу синхронизации сигнального процессора 1-3, а четвертый выход блока 1-4 - к тактовому входу АЦП 1-5, выход которого является выходом телевизионной камеры.The inventive computer system for panoramic television surveillance, see Fig. 1, comprises a television camera 1 and server 2 connected in series to a local area network, to which two or more personal computers are connected at position 3, the television camera generating a “ring” raster of a monochrome or color image, while on the server motherboard 2 a video card is installed that programmatically records a “ring” video signal into the server’s RAM and converts “ring” frames into “rectangular” frames, with the number of “rectangular” frames corresponding to one current “ring” frame, satisfies the relation (1), the television camera 1 itself contains sequentially located and optically connected panoramic lens 1-1 and a photodetector 1-2, which has the shape of a circular ring, see FIG. 2, in which the lines of photosensitive and the lines of light-shielded elements of the photodetector region 1-2-1 are located along radial directions from the imaginary center of the circular ring to its outer periphery and the "ring" register 1-2-2 there, ending in BPSN 1-2 -3, and the number of elements in each “ring” line of the photodetector region is equal to the number of elements in the “ring” register, and the photodetector region for the color version of the sensor is covered with a mosaic color filter, which is “ring” in shape, see FIG. 3, which separates the luminous flux incident on the photosensitive elements, respectively, on its cyan, yellow, magenta and green components; the output of the SPS of photodetector 1-2 is connected to the information input of the signal processor 1-3, connected in series with the ADC 1-5; the exposure control output of the signal processor 1-3 is connected to the control input of the “circular” scan signal unit 1-4, the first output of which is connected to the control inputs of the photodetector area of the photodetector 1-2, the second output of block 1-4 is connected to the control inputs of the “ring” register photodetector 1-2, the third output of block 1-4 to the synchronization input of the signal processor 1-3, and the fourth output of block 1-4 to the clock input of the ADC 1-5, the output of which is the output of the television camera.

Фотоприемник 1-2, выполненный по технологии ПЗС, см. фиг. 2-3, реализует «кольцевую» развертку зарядового изображения на фотоприемной области 1-2-1 с последующим поэлементным считыванием зарядов в «кольцевом» регистре 1-2-2 и формированием на выходе БПЗН 1-2-3 напряжения цветного или монохромного видеосигнала в аналоговой форме. При этом в интервале прямого хода по кадру происходит процесс накопления зарядовых пакетов пропорционально освещенности панорамного сюжета в светочувствительных пикселах фотоприемной области 1-2-1. В течение кратковременного промежутка последующего интервала обратного хода кадровой развертки открывается фотозатвор, и заряды всех «кольцевых» строк, участвовавших в накоплении, переносятся (за один шаг поворота) в экранированные от света пикселы, расположенные на той же области 1-2-1.Photodetector 1-2, made by CCD technology, see FIG. 2-3, implements a “ring” scan of the charge image on the photodetector region 1-2-1, followed by element-by-element reading of charges in the “ring” register 1-2-2 and generating a voltage of a color or monochrome video signal at the output of the CPS 1-2-3 analog form. At the same time, in the interval of the forward course of the frame, the process of accumulation of charge packets occurs in proportion to the illumination of the panoramic plot in the photosensitive pixels of the photodetector region 1-2-1. During a short period of the subsequent interval of the reverse rotation of the frame scan, a photo shutter opens, and the charges of all the "ring" lines involved in the accumulation are transferred (in one rotation step) to the screened from light pixels located in the same region 1-2-1.

Затем фотозатвор закрывается и в новом кадровом цикле на мишени выполняется накопление другой зарядовой «картины», а накопленные в предыдущем кадре зарядовые пакеты в радиальных направлениях переносятся на периферию кристалла фотоприемника, загружая в интервале обратного хода по строке новыми зарядами «кольцевой» регистр 1-2-2. Отметим, что, как и в прототипе, для цветного сенсора за объективом должен находиться ИК-фильтр.Then the photo shutter closes and, in a new frame cycle, another charge “picture” is accumulated on the target, and the charge packets accumulated in the previous frame are transferred in the radial directions to the periphery of the photodetector crystal, loading the “ring” register 1-2 in the interval of the reverse stroke along the line -2. Note that, as in the prototype, for the color sensor, an IR filter should be located behind the lens.

Фотоприемник является единственным сенсором видеосигнала цветного изображения, в котором, благодаря применению цветного «кольцевого» фильтра, пикселы ПЗС становятся чувствительными к голубой (Су), желтой (Ye), пурпурной (Mg) и зеленой (G) цветовым составляющим. Конструкция этого фотоприемника представлена на фиг. 3.The photodetector is the only color image video sensor in which, thanks to the use of a color "ring" filter, the CCD pixels become sensitive to cyan (Su), yellow (Ye), magenta (Mg) and green (G) color components. The design of this photodetector is shown in FIG. 3.

Здесь используется известный принцип цветного телевидения, утверждающий, что для успешного восстановления цвета, помимо сигнала яркости (Y) достаточно всего двух дополнительных сигналов. Имеются в виду сигнал цветовой разности красного (R-Y) и сигнал цветовой разности синего (В-Y).It uses the well-known principle of color television, which states that for successful color recovery, in addition to the brightness signal (Y), only two additional signals are enough. This refers to the red color difference signal (R-Y) and the blue color difference signal (B-Y).

Отметим, что именно этот принцип реализован в конструкции мозаичного фильтра для фотоприемника в широко распространенных цветных одноматричных телевизионных камерах, см., например, [3, с. 155].Note that it is this principle that is implemented in the design of a mosaic filter for a photodetector in widespread color single-matrix television cameras, see, for example, [3, p. 155].

В заявляемом решении для «кольцевого» ПЗС-фотоприемника цветного изображения используется режим накопления поля, т.е. длительность экспозиции для всех светочувствительных пикселов фотомишени 1-2-1 составляет 20 мс.In the claimed solution for the “ring” CCD photodetector of a color image, the field accumulation mode is used, i.e. the exposure time for all photosensitive pixels of the 1-2-1 target is 20 ms.

Рассмотрим некоторые подробности реализации цветного сенсора.Consider some details of the implementation of a color sensor.

Аналогично режиму, применяемому в одноматричных цветных камерах, здесь перед считыванием в «кольцевом» регистре 1-2-2 зарядовые пакеты соседних (в радиальном направлении) пикселов фотомишени объединяются попарно, причем по-разному для последовательно считываемых нечетных и четных «кольцевых» строк формируемого изображения, как показано на фиг. 3.Similar to the mode used in single-matrix color cameras, here, before reading in the “ring” register, 1-2-2 charge packets of neighboring (in the radial direction) photo-target pixels are combined in pairs, and differently for the sequentially read odd and even “ring” lines of the generated images as shown in FIG. 3.

Отметим, что поскольку размер светочувствительного элемента в режиме накопления поля равен размеру двух пикселов матрицы по вертикали, это приводит к снижению вертикальной разрешающей способности цветного изображения, что вполне допустимо.Note that since the size of the photosensitive element in the field accumulation mode is equal to the vertical size of two pixels of the matrix, this leads to a decrease in the vertical resolution of the color image, which is quite acceptable.

Первая строка содержит попарные отсчеты: (Mg+Cy), (G+Ye), (Mg+Cy), (G+Ye) и так далее.The first line contains pairwise samples: (M g + C y ), (G + Y e ), (M g + C y ), (G + Y e ) and so on.

Вторая строка: попарные отсчеты: (Cy+G), (Ye+Mg), (Cy+G), (Ye+Mg) и так далее.Second line: pairwise samples: (C y + G), (Y e + M g ), (C y + G), (Y e + M g ) and so on.

Очевидно, что третья и другие последующие нечетные строки будут содержать такие же попарные отсчеты, как и первая строка, а четвертая и другие последующие четные строки - такие же попарные отсчеты, как и вторая строка.Obviously, the third and other subsequent odd lines will contain the same pairwise samples as the first line, and the fourth and other subsequent even lines will contain the same pairwise samples as the second line.

Для получения яркостного сигнала для нечетных строк производится операция по аналогичному в [3, с. 155] алгоритму, который заключается в том, что выполняется задержка по времени на элемент разложения «кольцевого» поворота и суммирование попарных отсчетов:To obtain a luminance signal for odd lines, an operation is performed according to a similar procedure in [3, p. 155] the algorithm, which consists in the fact that a time delay is performed on the decomposition element of the "circular" rotation and the summation of pairwise samples:

Figure 00000002
Figure 00000002

Коэффициент Ѕ в формуле (2) возвращает «должок», приобретенный за счет суммирования зарядов в попарных отсчетах.Coefficient Ѕ in formula (2) returns the “debt”, acquired by summing the charges in pairwise readings.

Очевидно, что выражение (2) можно представить так:Obviously, expression (2) can be represented as follows:

Figure 00000003
Figure 00000003

Применив аналогичный алгоритм для четных строк, получим следующее выражение для яркостного сигнала:Applying a similar algorithm for even lines, we obtain the following expression for the luminance signal:

Figure 00000004
Figure 00000004

Аналогично представим выражение (4) в основных цветах:Similarly, we represent the expression (4) in primary colors:

Figure 00000005
Figure 00000005

Выражения (3) и (5) показывают, что яркостной сигнал для нечетных и четных строк одинаков.Expressions (3) and (5) show that the luminance signal for the odd and even lines is the same.

Для получения цветоразностного сигнала синего {В-Y) выполняется операция по другому алгоритму, который заключается в том, что для нечетных строк выполняется задержка по времени на элемент разложения и вычитание попарных отсчетов:To obtain the color difference signal blue (B-Y), an operation is performed according to another algorithm, which consists in the fact that for odd lines, a time delay is performed on the decomposition element and subtraction of pairwise samples:

Figure 00000006
Figure 00000006

Для получения цветоразностного сигнала красного (R-Υ) выполняется операция по алгоритму, аналогичному при получении цветоразностного сигнала синего, но применительно для четных строк:To obtain the color difference signal red (R-Υ), the operation is performed according to an algorithm similar to the receipt of the color difference signal blue, but with reference to even lines:

Figure 00000007
Figure 00000007

Эти два цветоразностных сигнала совместно с сигналом яркости замешиваются в сигнал CVBS в системе PAL точно так же, как это выполняется в одноматричных цветных телевизионных камерах с мозаичным фильтром. Поясним, что CVBS - аббревиатура от английских слов: «composite video bar signal», т.е. полный видеосигнал.These two color difference signals, together with the luminance signal, are mixed into the CVBS signal in the PAL system in the same way as in single-matrix color television cameras with a mosaic filter. Let us explain that CVBS is an abbreviation of English words: “composite video bar signal”, i.e. full video signal.

Необходимо отметить, что, как для монохромного, так и для цветного сенсора телевизионной камеры, площадь каждого пиксела фотоприемной области увеличивается по мере движения к внешней периферии. Это означает, что для заявляемого решения имеет место увеличение видеосигнала и соответственно отношения сигнал/шум на этой области фотоприема при одинаковой освещенности всей мишени. Данное селективное увеличение чувствительности может оказаться весьма полезным для панорамного наблюдения не только технического состояния труб и трубопроводов, но и для решения других практических задач.It should be noted that, for both a monochrome and a color sensor of a television camera, the area of each pixel of the photodetector region increases as it moves to the outer periphery. This means that for the proposed solution there is an increase in the video signal and, accordingly, the signal-to-noise ratio in this area of the photodetector with the same illumination of the entire target. This selective increase in sensitivity can be very useful for panoramic observation not only of the technical condition of pipes and pipelines, but also for solving other practical problems.

С технологической точки зрения вполне оправдано, что для «кольцевого» фотоприемника телевизионной камеры электроды переноса в фотоприемной области 1-2-1 и в «кольцевом» регистре 1-2-2, а также световые «окна» для «кольцевого» мозаичного фильтра выполняются с геометрической формой не в виде прямоугольника, а в виде части кругового кольца.From a technological point of view, it is completely justified that for the "ring" photodetector of a television camera, the transfer electrodes in the photodetector region 1-2-1 and in the "ring" register 1-2-2, as well as light "windows" for the "ring" mosaic filter, are with a geometric shape not in the form of a rectangle, but in the form of a part of a circular ring.

В качестве примера на фиг. 5 показана конструкция «кольцевого» регистра 1-2-2 фотоприемника с такими электродами переноса.As an example in FIG. 5 shows the design of a “ring” register 1-2-2 of a photodetector with such transfer electrodes.

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 из Московского государственного университета геодезии и картографии [4].The panoramic lens 1-1 of the television camera, as in the prototype, is designed 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 from Moscow State University of Geodesy and Cartography [4].

Фотография кольцевого изображения, формируемого панорамным объективом, представлена на фиг. 4. Угловое поле в пространстве предметов для этого объектива составляет 360 градусов по азимуту и может достигать (75-80) градусов по углу места.A photograph of the annular image formed by the panoramic lens is shown in FIG. 4. The angular field in the space of objects for this lens is 360 degrees in azimuth and can reach (75-80) degrees in elevation.

Наличие пассивной (неинформативной) области в центре оптического кадра панорамного объектива подтверждает целесообразность выбора формы фотоприемников в пользу кругового кольца.The presence of a passive (non-informative) region in the center of the optical frame of the panoramic lens confirms the advisability of choosing the shape of the photodetectors in favor of a circular ring.

Сигнальный процессор 1-3, блок 1-4 «кольцевой» развертки видеосигнала и АЦП 1-5 выполнены с использованием комплекта специализированных микросхем высокого уровня интеграции. Этот комплект является универсальным, т.е. может быть использован, как для монохромного фотоприемника, так и для цветного сенсора.The signal processor 1-3, block 1-4 of the "ring" scan of the video signal and the ADC 1-5 are made using a set of specialized microcircuits with a high level of integration. This kit is universal, i.e. It can be used both for a monochrome photodetector and for a color sensor.

Компьютерная система панорамного телевизионного наблюдения (см. фиг. 1) работает следующим образом. Телевизионная камера 1 устанавливается в фиксированное положение, например при помощи фотоштатива (на фиг. 1 он не показан).A computer system for panoramic television surveillance (see Fig. 1) works as follows. The television camera 1 is installed in a fixed position, for example using a photographic tripod (not shown in FIG. 1).

Панорамный объектив 1-1 формирует «кольцевое» оптическое изображение наблюдаемой сцены, проецируя его на мишень 1-2-1 фотоприемника.Panoramic lens 1-1 forms a "ring" optical image of the observed scene, projecting it onto the target 1-2-1 of the photodetector.

В результате фотоэлектрического и последующего аналого-цифрового преобразования видеосигнала на выходе телевизионной камеры 1 формируется цифровой телевизионный сигнал монохромного или цветного изображения в зависимости от установленного «кольцевого» сенсора.As a result of the photoelectric and subsequent analog-to-digital conversion of the video signal at the output of the television camera 1, a digital television signal of a monochrome or color image is formed depending on the installed “ring” sensor.

Предположим, что текущий угол поля зрения (γг) предъявляемого панорамного изображения составляет 60 градусов по горизонтали, тогда «кольцевой» кадр записи включает 6 (шесть) условных областей.Suppose that the current angle of view (γ g ) of the presented panoramic image is 60 degrees horizontally, then the “ring” recording frame includes 6 (six) conditional areas.

Тогда оперативная память сервера 2, куда записывается панорамное цветное изображение, содержит 6-ть областей входного видеосигнала текущего «кольцевого» кадра.Then the RAM of server 2, where a panoramic color image is recorded, contains 6 areas of the input video signal of the current "ring" frame.

Далее, как и в прототипе, в сервере 2 при помощи элемента БПКП, реализующего возложенные на него функции программным путем, осуществляется операция считывания видеосигнала, а в результате - конвертирование «кольцевого» кадра в обычные «прямоугольные» кадры и возможность предоставления этой информации на выходе «сеть» сервера 2.Further, as in the prototype, in server 2, using the BPC element that implements the functions assigned to it programmatically, the video signal is read, and as a result, the “ring” frame is converted into ordinary “rectangular” frames and the possibility of providing this information at the output "Network" server 2.

Поэтому цифровой видеосигнал записи для каждого «кольцевого» кадра изображения преобразуется в 6 «прямоугольных» кадров, которые могут быть предложены в виде выбранной последовательности (см. фиг. 6) операторам локальной вычислительной сети.Therefore, the digital video recording signal for each "ring" image frame is converted into 6 "rectangular" frames, which can be offered in the form of a selected sequence (see Fig. 6) to the operators of the local computer network.

Будем считать, что в качестве персональных компьютеров 3, образующих эту сеть, использованы ноутбуки, содержащие в своем составе материнскую плату с установленными на ней процессором и оперативной памятью, а также жесткий диск, дисплей, клавиатуру и тачпад.We assume that as personal computers 3 that make up this network, laptops are used that contain a motherboard with a processor and RAM installed on it, as well as a hard drive, display, keyboard and touchpad.

Заметим, что тачпад может быть использован как единственное указательное устройство, используемое вместо манипулятора «мышь», или дополнительно к этому прибору.Note that the touchpad can be used as the only pointing device used instead of the mouse, or in addition to this device.

Оператор каждого ноутбука 3 может осуществить селекцию предлагаемого сервером 2 изображения и его вывод на экран дисплея.The operator of each laptop 3 can select the image proposed by the server 2 image and its output to the display screen.

На фиг. 7 показана возможность визуального контроля технического состояния трубы 4 при помощи телевизионной камеры 1, которая размещается внутри трубы и при помощи рельсового механизма (он не показан) перемещается вдоль нее. Выполняемый при помощи заявляемого устройства компьютерный мониторинг трубы, благодаря повышенной чувствительности телевизионной камеры на внешней периферии кольцевого изображения, позволяет выявить трещины, сколы и другие нарушения ее внутренней поверхности на самой ранней стадии их появления.In FIG. 7 shows the ability to visually monitor the technical condition of the pipe 4 with the help of a television camera 1, which is placed inside the pipe and moves along it with a rail mechanism (not shown). Performed using the inventive device, computer monitoring of the pipe, due to the increased sensitivity of the television camera on the outer periphery of the annular image, allows you to identify cracks, chips and other violations of its internal surface at the very early stage of their appearance.

Дополнительным результатом заявляемого решения компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения можно считать и возможность создания на ее основе сложных компьютерных систем за счет успешного вписывания, как в локальную вычислительную сеть, так и в глобальную сеть Интернет.An additional result of the claimed solution to the computer system of panoramic television surveillance can be considered the possibility of creating complex computer systems on its basis by successfully entering both the local computer network and the global Internet.

Пример структурной схемы по организации такой системы представлен на фиг. 8. Стрелки на линиях связи этой схемы иллюстрируют передачу сигнала изображения.An example of a structural diagram for organizing such a system is shown in FIG. 8. The arrows on the communication lines of this circuit illustrate the transmission of an image signal.

Здесь компьютер 5 оператора дополнительно выполняет функции сервера. Благодаря использованию в данной системе маршрутизатора 6, информация, хранящаяся на сервере, становится доступной любому другому пользователю компьютера в локальной сети, например компьютеру 8.Here, the operator computer 5 further functions as a server. Thanks to the use of router 6 in this system, the information stored on the server becomes available to any other computer user on the local network, such as computer 8.

Модем 7 позволяет предоставить видеоинформацию и по сети Интернет, т.е. она может поступить на компьютер удаленного пользователя, например на компьютер 9.Modem 7 allows you to provide video information over the Internet, i.e. it can go to the computer of a remote user, for example, to computer 9.

В настоящее время все элементы структурной схемы компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения освоены или могут быть освоены отечественной промышленностью.Currently, all the elements of the structural diagram of a computer system for panoramic television surveillance mastered or can be mastered by domestic industry.

Поэтому следует считать предлагаемое изобретение соответствующим требованию о промышленной применимости.Therefore, the present invention should be considered as meeting the requirement for industrial applicability.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Патент РФ №2371880. МПК H04N 7/00. Способ панорамного телевизионного наблюдения и устройство для его осуществления. / В.М. Смелков // Б.И. - 2009. - №30.1. RF patent No. 2371880. IPC H04N 7/00. The method of panoramic television surveillance and device for its implementation. / V.M. Smelkov // B.I. - 2009. - No. 30.

2. Секен К., Томпсет М., Приборы с переносом заряда. Перевод с англ. - М.: «Мир», 1985.2. Seken K., Thompset M., Charge transfer devices. Translation from English - M .: "World", 1985.

3. Владо Дамьяновски. CTV. Библия видеонаблюдения, Цифровые и сетевые технологии. / Перевод с англ. М.: ООО «Ай-Эс-Эс Пресс», 2006.3. Vlado Damianowski. CTV. Bible CCTV, Digital and Network Technology. / Translation from English. M .: LLC "IS-ES Press", 2006.

4. Патент РФ №2185645, МПК G02B 13/06, G02B 17/08. Панорамный зеркально-линзовый объектив. / А.В. Куртов, В.А. Соломатин // Б.И. - 2002. - №20.4. 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.

Claims (3)

1. Компьютерная система панорамного телевизионного наблюдения с повышенной чувствительностью на внешней периферии кольцевого изображения, содержащая последовательно соединенные телевизионную камеру и сервер, являющийся узлом локальной вычислительной сети, к которому подключены два или более персональных компьютеров, при этом телевизионная камера, обеспечивая развертку аналогового видеосигнала фотоприемника и формирование на выходе цифрового телевизионного сигнала, содержит последовательно расположенные и оптически связанные объектив и фотоприемник, выполненный на основе технологии приборов с зарядовой связью (ПЗС), и состоящий из последовательно связанных зарядовой связью фотоприемной области, горизонтального (выходного) регистра и преобразователя «заряд - напряжение» (БПЗН), причем на фотоприемной области линейки светочувствительных элементов чередуются с линейками экранированных от света элементов, в состав телевизионной камеры входит также генератор управляющих импульсов и последовательно соединенные сигнальный процессор и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), выход которого является выходом телевизионной камеры, причем первый выход генератора управляющих импульсов подключен соответственно к управляющим входам фотоприемной области, второй выход генератора управляющих импульсов - к управляющим входам выходного регистра фотоприемника, третий выход генератора управляющих импульсов - к входу синхронизации сигнального процессора, четвертый выход генератора управляющих импульсов - к тактовому входу АЦП, информационный вход сигнального процессора подключен к выходу БПЗН фотоприемника, а выход управления экспозицией сигнального процессора - к управляющему входу генератора управляющих импульсов, в разъем расширения на материнской плате сервера установлена плата видео, согласованная по каналам ввода/ вывода, управлению и питанию с шиной сервера, содержащая блок преобразования «кольцевого» кадра в «прямоугольные» кадры (БПКП), вход которого подключен к выходу блока оперативной памяти на кадр, а выход - к выходу «сеть», причем число «прямоугольных» кадров, соответствующих одному текущему «кольцевому» кадру, удовлетворяет соотношению:
Figure 00000008

где γг - горизонтальный угол поля зрения в градусах наблюдаемого оператором изображения, а само это преобразование выполняется программным путем, отличающаяся тем, что генератор управляющих импульсов телевизионной камеры является блоком «кольцевой» развертки видеосигнала, а телевизионная камера формирует «кольцевой» растр монохромного или цветного изображения, при этом фотоприемник монохромной телевизионной камеры имеет форму кругового кольца, у которого линейки светочувствительных и линейки экранированных от света элементов фотоприемной области расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии, выходной регистр фотоприемника по форме является «кольцевым», причем число элементов в каждой «кольцевой» строке фотоприемной области равно числу элементов в «кольцевом» регистре, а площадь каждого пиксела фотоприемной области увеличивается по мере движения к внешней периферии, а фотоприемник цветной телевизионной камеры состоит из монохромного сенсора и накрывающего его фотоприемную область цветного мозаичного фильтра, который разделяет свет на голубой, желтый, пурпурный и зеленый компоненты, причем световые «окна» цветного мозаичного фильтра, имеющего «кольцевую» форму, совпадают с геометрическими размерами пикселов фотоприемной области.
1. A computer system for panoramic television surveillance with increased sensitivity on the outer periphery of the ring image, comprising a television camera and a server in series, which is a local area network node to which two or more personal computers are connected, while the television camera provides a scan of the analog video signal of the photodetector and the formation of the output of a digital television signal, contains sequentially located and optically coupled about a lens and a photodetector made on the basis of charge-coupled device (CCD) technology, and consisting of a photodetector region, a horizontal (output) register and a charge-voltage converter (BPZN) connected in series with a charge-coupled device, and alternating on the photodetector area of the line of photosensitive elements with rulers of light-shielded elements, the television camera also includes a control pulse generator and a signal processor and an analog-to-digital conversion Atelier (ADC), the output of which is the output of a television camera, the first output of the control pulse generator being connected respectively to the control inputs of the photodetector area, the second output of the control pulse generator to the control inputs of the output register of the photodetector, and the third output of the control pulse generator to the synchronization input of the signal processor , the fourth output of the control pulse generator is to the ADC clock input, the information input of the signal processor is connected to the output of the SPS photodetector a signal, and the output of the exposure control of the signal processor to the control input of the control pulse generator, a video card is installed in the expansion connector on the server motherboard that is matched via the I / O channels, control and power supply with the server bus, containing a block for converting the “ring” frame into “ rectangular "frames (BPKP), the input of which is connected to the output of the RAM block per frame, and the output to the" network "output, and the number of" rectangular "frames corresponding to one current" ring "frame is satisfactory It correlates with the ratio:
Figure 00000008

where γ g is the horizontal angle of the field of view in degrees of the image observed by the operator, and this conversion is carried out programmatically, characterized in that the control pulse generator of the television camera is a block of "ring" scan of the video signal, and the television camera forms a "ring" monochrome or color raster image, while the photodetector of a monochrome television camera has the shape of a circular ring, in which the line of photosensitive and the line of light-shielded photo elements of the receiving region are located along radial directions from the imaginary center of the circular ring to its outer periphery, the output register of the photodetector is “circular” in shape, with the number of elements in each “ring” line of the photo-receiving region being equal to the number of elements in the “circular” register, and the area of each pixel the photodetector region increases as you move to the outer periphery, and the photodetector of a color television camera consists of a monochrome sensor and a photo mosaic covering it Nogo filter which splits light to blue, yellow, purple and green components, and light "window" mosaic color filter having a "circular" shape, coincide with the geometrical dimensions of the pixel area photodetector.
2. Компьютерная система панорамного телевизионного наблюдения по п. 1, отличающаяся тем, что электроды переноса фотоприемной области и «кольцевого» регистра фотоприемника, а также световые «окна» у «кольцевого» мозаичного фильтра выполнены с геометрической формой в виде части кругового кольца.2. The computer system for panoramic television surveillance according to claim 1, characterized in that the transfer electrodes of the photodetector region and the “annular” register of the photodetector, as well as light “windows” of the “annular” mosaic filter, are made with a geometric shape in the form of a part of a circular ring. 3. Компьютерная система панорамного телевизионного наблюдения по п. 1, отличающаяся тем, что компьютер оператора является сервером для компьютера местного пользователя в локальной сети и для компьютера удаленного пользователя в сети Интернет.            3. The computer system for panoramic television surveillance according to claim 1, characterized in that the operator’s computer is the server for the local user’s computer on the local network and for the remote user's computer on the Internet.
RU2014142873/07A 2014-10-23 2014-10-23 Computer system of panoramic tv observation with higher sensitivity at outer periphery of circular image RU2564091C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014142873/07A RU2564091C1 (en) 2014-10-23 2014-10-23 Computer system of panoramic tv observation with higher sensitivity at outer periphery of circular image

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014142873/07A RU2564091C1 (en) 2014-10-23 2014-10-23 Computer system of panoramic tv observation with higher sensitivity at outer periphery of circular image

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2564091C1 true RU2564091C1 (en) 2015-09-27

Family

ID=54250936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014142873/07A RU2564091C1 (en) 2014-10-23 2014-10-23 Computer system of panoramic tv observation with higher sensitivity at outer periphery of circular image

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2564091C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2633758C1 (en) * 2017-01-31 2017-10-18 Вячеслав Михайлович Смелков Hypersensitive television camera for panoramic computer vision system

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1080108A1 (en) * 1982-03-31 1984-03-15 Предприятие П/Я В-8279 Mosaic-type light filter
US5920337A (en) * 1994-12-27 1999-07-06 Siemens Corporate Research, Inc. Omnidirectional visual image detector and processor
US6137100A (en) * 1998-06-08 2000-10-24 Photobit Corporation CMOS image sensor with different pixel sizes for different colors
US20030128324A1 (en) * 2001-11-27 2003-07-10 Woods Daniel D. Pixel size enhancements
US7301557B2 (en) * 2002-02-28 2007-11-27 Sharp Kabushiki Kaisha Composite camera system, zoom camera image display control method, zoom camera control method, control program, and computer readable recording medium
US7336299B2 (en) * 2003-07-03 2008-02-26 Physical Optics Corporation Panoramic video system with real-time distortion-free imaging
RU2371880C1 (en) * 2008-04-04 2009-10-27 Вячеслав Михайлович Смелков Panoramic video surveillance method and device for implementing thereof
RU2490715C1 (en) * 2010-12-03 2013-08-20 Кэнон Кабусики Кайся Image capturing device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1080108A1 (en) * 1982-03-31 1984-03-15 Предприятие П/Я В-8279 Mosaic-type light filter
US5920337A (en) * 1994-12-27 1999-07-06 Siemens Corporate Research, Inc. Omnidirectional visual image detector and processor
US6137100A (en) * 1998-06-08 2000-10-24 Photobit Corporation CMOS image sensor with different pixel sizes for different colors
US20030128324A1 (en) * 2001-11-27 2003-07-10 Woods Daniel D. Pixel size enhancements
US7301557B2 (en) * 2002-02-28 2007-11-27 Sharp Kabushiki Kaisha Composite camera system, zoom camera image display control method, zoom camera control method, control program, and computer readable recording medium
US7336299B2 (en) * 2003-07-03 2008-02-26 Physical Optics Corporation Panoramic video system with real-time distortion-free imaging
RU2371880C1 (en) * 2008-04-04 2009-10-27 Вячеслав Михайлович Смелков Panoramic video surveillance method and device for implementing thereof
RU2490715C1 (en) * 2010-12-03 2013-08-20 Кэнон Кабусики Кайся Image capturing device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2633758C1 (en) * 2017-01-31 2017-10-18 Вячеслав Михайлович Смелков Hypersensitive television camera for panoramic computer vision system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2545519C1 (en) Apparatus for computer-based panoramic television surveillance system and photodetector setup therefor
RU2371880C1 (en) Panoramic video surveillance method and device for implementing thereof
WO2021179806A1 (en) Image acquisition method, imaging apparatus, electronic device, and readable storage medium
RU2552101C1 (en) Configuration of tv panoramic observation computer system and organisation of photo receiver to this end
US20200314362A1 (en) Image sensor and operation method thereof
WO2022036817A1 (en) Image processing method, image processing system, electronic device, and readable storage medium
RU2625163C1 (en) Television camera and its "ring" photodetector for computer system of panoramic surveillance
RU2611421C1 (en) Television camera and its "ring" photodetector for computer system of panoramic surveillance
WO2022007215A1 (en) Image acquisition method, camera assembly, and mobile terminal
RU2633758C1 (en) Hypersensitive television camera for panoramic computer vision system
RU2665695C1 (en) Computer system device for panoramic television surveillance
US20240054613A1 (en) Image processing method, imaging processing apparatus, electronic device, and storage medium
RU2640756C1 (en) Computer system device for television circular review of internal surface of large diameter pipes and pipelines
RU2564091C1 (en) Computer system of panoramic tv observation with higher sensitivity at outer periphery of circular image
RU2570348C1 (en) Computer system for panoramic colour image television surveillance
JP2009253447A (en) Solid state image sensor for both near-infrared light and visible light, and solid-state imaging apparatus
RU2710779C1 (en) Device for "circular" photodetector of color image for panoramic television-computer surveillance
RU2564678C1 (en) Computer system for high-sensitivity panoramic video surveillance
RU2641284C1 (en) Television camera of colour image for panoramic computer observation
WO2016017107A1 (en) Image processing apparatus, image processing method, and imaging apparatus
RU2579003C1 (en) Computer system device for panoramic colour image scanning
RU2675244C1 (en) Ring photo-receiver of color image for panoramic television-computer monitoring
RU2641287C1 (en) Television camera of colour image for panoramic computer scanning
RU2600308C1 (en) Device of computer system for panoramic television surveillance
RU2555855C1 (en) Device for panoramic "day-night" surveillance and television camera therefor