RU2579004C1 - Device for computer system for panoramic television surveillance with implementation of exchange of image parameters - Google Patents
Device for computer system for panoramic television surveillance with implementation of exchange of image parameters Download PDFInfo
- Publication number
- RU2579004C1 RU2579004C1 RU2015117181/07A RU2015117181A RU2579004C1 RU 2579004 C1 RU2579004 C1 RU 2579004C1 RU 2015117181/07 A RU2015117181/07 A RU 2015117181/07A RU 2015117181 A RU2015117181 A RU 2015117181A RU 2579004 C1 RU2579004 C1 RU 2579004C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ring
- output
- photodetector
- input
- brra
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение имеет отношение 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.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.
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 последовательно расположенные и связанные твердотельный фотоприемник и блок фотоприемника, причем телевизионная камера формирует «кольцевой» растр изображения, ее фотоприемник выполнен по технологии приборов с зарядовой связью (ПЗС) и имеет кристалл мишени в виде кругового кольца, а блок фотоприемника обеспечивает развертку аналогового видеосигнала и формирование на выходе телевизионной камеры цифрового телевизионного сигнала, при этом фотоприемник содержит на общем кристалле фотоприемную область, «кольцевой» регистр сдвига, заканчивающийся преобразователем «заряд - напряжение» (БПЗН), причем на фотоприемной области линейки светочувствительных элементов, чередующиеся с линейками экранированных от света элементами, расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии и расположенному там «кольцевому» регистру сдвига, а число элементов в каждой «кольцевой» строке фотоприемной области равно числу элементов в «кольцевом» регистре сдвига, 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 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 the last solidly located and connected solid-state photodetector and photodetector unit, the television camera forming a “ring” image raster, its photodetector made by charge-coupled device (CCD) technology and has a target crystal in the form of a circular ring, and the photodetector unit provides an analog video signal sweep and generation the output of the television camera is a digital television signal, while the photodetector contains a photodetector region on the common crystal, a “ring” shift register, ending charge-voltage converter (BPS), moreover, on the photodetector region, the lines of photosensitive elements, alternating with the lines of light-shielded elements, are located along radial directions from the imaginary center of the circular ring to its outer periphery and the “ring” shift register located there, and the number of elements in each “ring” line of the photodetector region is equal to the number of elements in the “ring” shift register, and there are boards installed in the expansion slot on the server motherboard video matched via input / output channels, control and power with the server bus, containing a block for converting a “ring” frame into “rectangular” frames (BPCP), the input of which is connected to the output of the main memory block per frame, and the output to the “network” output ", And the number of" rectangular "frames corresponding to one current" circular "frame satisfies the ratio:
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.
Для прототипа [1] предполагается, что блок фотоприемника содержит блок «кольцевой» развертки видеосигнала, а также соединенные последовательно сигнальный процессор и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), при этом информационный вход сигнального процессора подключен к выходу БПЗН фотоприемника, первый выход блока «кольцевой» развертки - к управляющим входам фотоприемной области фотоприемника, второй выход блока «кольцевой» развертки - к управляющим входам «кольцевого» регистра сдвига фотоприемника, третий выход блока «кольцевой» развертки - к входу синхронизации сигнального процессора, четвертый выход блока «кольцевой» развертки - к тактовому входу АЦП.For the prototype [1], it is assumed that the photodetector block contains a “ring” scan video signal unit, as well as a signal processor and an analog-to-digital converter (ADC) connected in series, while the information input of the signal processor is connected to the output of the SPS of the photodetector, the first output of the “ring” block "Scan - to the control inputs of the photodetector area of the photodetector, the second output of the" ring "scan unit - to the control inputs of the" ring "register of the shift of the photodetector, the third output of the block of the" ring "ra Zwerth - to the synchronization input of the signal processor, the fourth output of the “ring” sweep block - to the ADC clock input.
Отметим важное обстоятельство, а именно: в телевизионной камере прототипа [1] формирование видеосигнала осуществляется в «кольцевом» растре при считывании его с фотоприемника в режиме с одноэлементной апертурой.We note an important circumstance, namely: in the television camera of the prototype [1], the video signal is formed in the “ring” raster when it is read from the photodetector in the single-element aperture mode.
Недостаток прототипа устройства компьютерной системы панорамного наблюдения - отсутствие реализации эффективного обмена параметров изображения.The disadvantage of the prototype device of a computer system for panoramic observation is the lack of implementation of an effective exchange of image parameters.
Задачей изобретения является реализация в «кольцевом» растре телевизионной камеры обмена вертикальной (поперечной) разрешающей способности изображения на его чувствительность и, наоборот, без внесения шумовых потерь в видеосигнал путем управления площадью считывающей апертуры в радиальном направлении.The objective of the invention is the implementation in the "circular" raster of the television camera exchange vertical (transverse) resolution of the image on its sensitivity and, conversely, without introducing noise loss into the video signal by controlling the area of the reading aperture in the radial direction.
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 пользователей, при этом телевизионная камера, формирующая «кольцевой» растр изображения, состоит из последовательно расположенных и оптически связанных панорамного объектива и фотоприемника, а также блока «кольцевой» развертки видеосигнала и соединенных последовательно сигнального процессора и АЦП, причем фотоприемник, выполненный по технологии ПЗС, имеет кристалл мишени в виде кругового кольца и содержит на общем кристалле фотоприемную область, «кольцевой» регистр сдвига, заканчивающийся БПЗН, при этом на фотоприемной области линейки светочувствительных элементов, чередующиеся с линейками экранированных от света элементов, расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии и расположенному там «кольцевому» регистру сдвига, а число элементов в каждой «кольцевой» строке фотоприемной области равно числу элементов в «кольцевом» регистре сдвига, причем информационный вход сигнального процессора подключен к выходу БПЗН фотоприемника, первый выход блока «кольцевой» развертки - к управляющим входам фотоприемной области фотоприемника, второй выход блока «кольцевой» развертки - к управляющим входам «кольцевого» регистра сдвига фотоприемника, третий выход блока «кольцевой» развертки - к входу синхронизации сигнального процессора, четвертый выход блока «кольцевой» развертки - к тактовому входу АЦП, 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 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 (1), введен блок регулировки радиальной апертуры (БРРА), информационный вход которого подключен к пятому выходу блока «кольцевой» развертки, первый синхронизирующий вход БРРА - к шестому выходу блока «кольцевой» развертки, второй синхронизирующий вход БРРА - к седьмому выходу блока «кольцевой» развертки, а выход БРРА - к управляющему входу блока «кольцевой» развертки, при этом первый управляющий вход БРРА является входом «Пуск» телевизионной камеры, второй управляющий вход БРРА - входом «Стоп» телевизионной камеры, а в качестве сервера используется компьютер оператора системы, в котором формируются и с которого подаются команды внешнего управления телевизионной камерой «Пуск» и «Стоп».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 a local area network, to which two or more personal computers of users are connected, the television camera forming “Ring” image raster, consists of sequentially located and optically connected panoramic lens and photodetector, as well as a “ring” p video signal wrappers and a signal processor and ADC connected in series, the photodetector made using CCD technology has a target crystal in the form of a circular ring and contains a photodetector region on the common crystal, a “ring” shift register ending in OCR, while on the photodetector region of the line of photosensitive elements alternating with rulers of light-shielded elements are located along radial directions from the imaginary center of the circular ring to its outer periphery and located there the “circular” shift register, and the number of elements in each “circular” line of the photodetector region is equal to the number of elements in the “circular” shift register, the information input of the signal processor is connected to the output of the SEC of the photodetector, the first output of the “circular” scan unit is connected to the control inputs the photodetector region of the photodetector, the second output of the “circular” scan unit to the control inputs of the “circular” register of the shift of the photodetector, the third output of the “circular” scan unit to the synchronization input of the signal processor RA, the fourth output of the “ring” sweep block is to the ADC clock input, and a video card is installed in the expansion slot on the server motherboard, coordinated via the I / O channels, control and power supply with the server bus, containing the block of the “ring” frame conversion into “Rectangular” frames (BPKP), the input of which is connected to the output of the random access memory block per frame, and the output is connected to the “network” output, and the number of “rectangular” frames corresponding to one current “ring” frame satisfies relation (1), introduced block regul radial aperture (BRRA), the information input of which is connected to the fifth output of the “circular” scan unit, the first synchronizing input of the BRRA - to the sixth output of the “circular” scan unit, the second synchronizing input of BRRA - to the seventh output of the “circular” scan unit, and the output BRRA - to the control input of the “circular” sweep block, while the first control input of the BRRA is the “Start” input of the television camera, the second control input of the BRRA is the input “Stop” of the television camera, and the computer is used as the server Operator, which are formed with the External commands the television camera, the "Start" and "Stop".
Сопоставительный анализ с прототипом [1] показывает, что заявляемое устройство компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения отличается тем, что при помощи вводимого в состав телевизионной камеры БРРА, который управляется оператором компьютера-сервера, в «кольцевом» растре может быть осуществлено изменение площади апертуры фотоприемника в радиальном направлении (радиальной апертуры) без внесения шумовых потерь. Двукратное увеличение площади радиальной апертуры обеспечивает двукратное возрастание чувствительности изображения, которое сопровождается двукратным снижением его четкости по вертикали, четырехкратное увеличение площади этой апертуры - четырехкратному росту чувствительности изображения с одновременным снижением вертикальной четкости тоже в четыре раза и так далее. В результате чего реализуется обмен чувствительности изображения на его вертикальную разрешающую способность, который может оказаться полезным оператору при обнаружении и распознавании объектов.Comparative analysis with the prototype [1] shows that the inventive device of a computer system for panoramic television monitoring differs in that using the BRRA television camera, which is controlled by the server computer operator, in the “ring” raster, the photodetector aperture can be changed in radial direction (radial aperture) without introducing noise loss. A twofold increase in the area of the radial aperture provides a twofold increase in the image sensitivity, which is accompanied by a twofold decrease in its vertical sharpness, a fourfold increase in the area of this aperture - a fourfold increase in the image sensitivity with a fourfold decrease in the vertical sharpness, and so on. As a result, the image sensitivity is exchanged for its vertical resolution, which may be useful to the operator in detecting and recognizing objects.
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.
Обмен параметров изображения выполняется в «кольцевом» растре изображения. Поэтому данное техническое решение соответствует критерию о наличии изобретательского уровня.The exchange of image parameters is performed in the "ring" image raster. Therefore, this technical solution meets the criterion of the presence of an inventive step.
На фиг. 1 приведена структурная схема заявляемого устройства 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; на фиг. 4 приведена функциональная схема БРРА, выполняющая двукратный обмен чувствительности на разрешение; на фиг. 5 - эпюры, поясняющие реализацию этого обмена.In FIG. 1 shows a structural diagram of the inventive device of 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; in FIG. 4 shows the functional diagram of the BRRA, performing a double exchange of sensitivity for resolution; in FIG. 5 - diagrams explaining the implementation of this exchange.
Заявляемая компьютерная система панорамного телевизионного наблюдения, см. фиг. 1, содержит последовательно соединенные телевизионную камеру 1 и компьютер 2 оператора в качестве сервера, являющийся узлом локальной вычислительной сети, к которому подключены два или более персональных компьютеров в позиции 3, 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), а сама телевизионная камера 1 содержит последовательно расположенные и оптически связанные панорамный объектив 1-1 и фотоприемник 1-2; блок 1-3 «кольцевой» развертки видеосигнала, соединенные последовательно сигнальный процессор 1-4 и АЦП 1-5, а также БРРА 1-6, причем фотоприемник 1-2 имеет форму кругового кольца (см. фиг. 2, 3), 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 сдвига 1-2-2, оканчивающемуся БПЗН 1-2-3, а число элементов в каждой «кольцевой» строке фотоприемной области 1-2-1 равно числу элементов в «кольцевом» регистре сдвига 1-2-2, при этом информационный вход сигнального процессора 1-4 подключен к выходу БПЗН фотоприемника 1-2, первый выход блока 1-3 - к управляющим входам фотоприемной области 1-2-1 фотоприемника, второй выход блока 1-3 - к управляющим входам «кольцевого» регистра сдвига 1-2-2 фотоприемника, третий выход блока 1-3 - к входу синхронизации сигнального процессора 1-4, четвертый выход блока 1-3 - к тактовому входу АЦП 1-5, пятый выход блока 1-3 - к информационному входу БРА 1-6, шестой выход блока 1-3 - к первому синхронизирующему входу БРРА 1-6, седьмой выход блока 1-3 - ко второму синхронизирующему входу БРРА 1-6, выход которого подключен к управляющему входу блока 1-3, причем команды «Пуск» и «Стоп», формируемые в компьютере-сервере 2, подаются на одноименные внешние входы телевизионной камеры 1 и соответственно на первый и второй управляющие входы БРРА 1-6.The inventive computer system for panoramic television surveillance, see Fig. 1, comprises a
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, совпадающего 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 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 [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 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 the panoramic lens confirms the advisability of choosing the shape of the photodetector 1-2, as in the prototype, in favor of a circular ring.
Блок 1-3 «кольцевой» развертки видеосигнала, сигнальный процессор 1-4 и АЦП 1-5 выполнены с использованием комплекта специализированных микросхем высокого уровня интеграции и ничем не отличаются от блоков такого же наименования прототипа.Block 1-3 of the "circular" scan of the video signal, the signal processor 1-4 and the ADC 1-5 are made using a set of specialized microcircuits with a high level of integration and are no different from the blocks of the same name of the prototype.
БРРА 1-6 предназначен для управления в фотоприемнике 1-2 площадью его апертуры в радиальном направлении, которая была выше названа (обозначена) термином «радиальная апертура».BRRA 1-6 is designed to control in the photodetector 1-2 the area of its aperture in the radial direction, which was above called (indicated) by the term "radial aperture".
На фиг. 4 показана функциональная схема БРРА 1-6, которая реализует частный случай регулировки радиальной апертуры, а именно: изменение ее площади в два раза. Данная схема содержит RS-триггер в позиции 7, D-триггер в позиции 8, первый элемент «И» в позиции 9, второй элемент «И» в позиции 10, третий элемент «И» в позиции 11, четвертый элемент «И» в позиции 12, пятый элемент «И» в позиции 13, первый элемент «ИЛИ» в позиции 14, второй элемент «ИЛИ» в позиции 15, третий элемент «ИЛИ» в позиции 16 и четвертый элемент «ИЛИ» в позиции 17.In FIG. 4 shows a functional diagram of BRRA 1-6, which implements a special case of adjusting the radial aperture, namely: changing its area by half. This circuit contains an RS-flip-flop at
На информационный вход БРРА 1-6 подаются в логических уровнях трехфазные импульсы (Ф1Р, Ф2Р, Ф3Р) управления «кольцевым» регистром 1-2-2 в типовом режиме с одноэлементной апертурой (см. фиг. 5б-5г).Three-phase pulses (Ф1Р, Ф2Р, Ф3Р) of control of the "ring" register 1-2-2 in typical mode with a single-element aperture (see Fig. 5b-5g) are fed to the BRRA 1-6 information input in logical levels.
На первый синхронизирующий вход БРРА 1-6 поступают кадровые синхроимпульсы (КСИ), а на второй синхронизирующий вход - строчные синхроимпульсы (ССИ). На выходе D-триггера 8 формируется меандр с периодом 2Н (см. фиг. 5д).At the first synchronizing input BRRA 1-6 received frame synchronization pulses (CSI), and at the second synchronizing input - horizontal sync pulses (SSI). At the output of the D-flip-flop 8, a meander with a period of 2H is formed (see Fig. 5e).
С внешнего входа телевизионной камеры на управляющие входы RS-триггера 7 поступают компьютерные команды, характеристики которых представлены в табл. 1.From the external input of the television camera to the control inputs of the RS-
Отметим, что эти команды внешнего управления телевизионной камерой могут быть успешно сформированы в составе платы видеоNote that these commands for external control of the television camera can be successfully formed as part of the video card
На выходе БРРА 1-6 формируются в логических уровнях трехфазные импульсы (Ф1Рвых, Ф2Рвых, Ф3Рвых) управления «кольцевым» регистром 1-2-2 в режиме с двукратной апертурой (см. фиг. 5е-5з).At the output of the BRRA 1-6, three-phase pulses (F1Р output , Ф2Р output , Ф3Р output ) of control of the "ring" register 1-2-2 in the double-aperture mode are formed at logical levels (see Fig. 5e-5z).
Следует пояснить, что сигнал второй фазы Ф2Рвых (см. фиг. 5ж), который имеет высокий логический уровень в течение периода строки, обеспечивает суммирование зарядовых пакетов соседних кольцевых строк и их хранение в потенциальных ямах.It should be clarified that the signal of the second phase F2P output (see Fig. 5g), which has a high logical level during the row period, provides the summation of the charge packets of adjacent annular rows and their storage in potential wells.
Сигналы первой и третьей фаз, т.е. Ф1Рвых и Ф3Рвых,см. фиг. 5е и 5з соответственно, определяют физическую изоляцию возникающих в структуре полупроводника потенциальных ям накопления друг от друга.Signals of the first and third phases, i.e. F1R out and F3R out , see FIG. 5e and 5c, respectively, determine the physical isolation of the potential accumulation wells arising in the semiconductor structure from each other.
Заметим, что период поэлементного переноса зарядов (Tэ) в сигналах управления «кольцевым» регистром 1-2-3 фотоприемника не меняется.Note that the period of element-wise transfer of charges (T e ) in the control signals of the “ring” register 1-2-3 of the photodetector does not change.
С целью дальнейшего повышения чувствительности телевизионной камеры кратность суммирования зарядовых пакетов в одном элементе, выполняемая в БРРА 1-6, может быть увеличена, например, до величины 64, путем необходимого усложнения ее схемы, но без изменений для линии связи внешнего управления и характеристик компьютерных команд.In order to further increase the sensitivity of a television camera, the multiplicity of the summation of charge packets in one element, performed in BRRA 1-6, can be increased, for example, to 64, by the necessary complication of its circuit, but without changes for the external control communication line and the characteristics of computer commands .
Очевидно, что БРРА 1-6 может быть выполнен в составе блока 1-3 «кольцевой» развертки видеосигнала.It is obvious that BRRA 1-6 can be performed as part of the block 1-3 "ring" scan video signal.
Важно отметить, что суммирование зарядов не может быть дополнительным источников шумов для видеосигнала на выходе телевизионной камеры.It is important to note that the summation of the charges cannot be an additional source of noise for the video signal at the output of the television camera.
Поэтому ограничение кратности суммирования апертуры определяет лишь приемлемость оператору предлагаемой поперечной четкости изображения.Therefore, limiting the multiplicity of summation of the aperture determines only the acceptability of the proposed transverse definition of the image to the operator.
Устройство компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения (см. фиг. 1) работает следующим образом.The device of a computer system for panoramic television surveillance (see Fig. 1) 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
В исходном состоянии на входах «Пуск» и «Стоп» телевизионной камеры 1 управляющие сигналы с компьютера 2 отсутствуют, т.е. на этих входах присутствуют низкие логические уровни.In the initial state, at the inputs “Start” and “Stop” of the
Телевизионная камера 1, как и в прототипе, работает в режиме с одноэлементной апертурой видеосигнала. Фотоприемник 1-2 телевизионной камеры (см. фиг. 2, 3) реализует «кольцевую» развертку зарядового изображения на фотоприемной области 1-2-1 с последующим поэлементным считыванием зарядовых пакетов в «кольцевом» регистре сдвига 1-2-2 и формированием на выходе БПЗН 1-2-3 напряжения видеосигнала в аналоговой форме.The
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.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 photosensitive pixels of the photodetector region 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.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 строчной развертки новыми зарядами «кольцевой» регистр 1-2-2.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 radial directions to the periphery of the photodetector crystal, loading the “ring” register 1- in the reverse scanning interval, 2-2.
Аналоговый видеосигнал фотоприемника с одноэлементной апертурой, как и в прототипе, преобразуется далее при помощи сигнального процессора 1-4 и АЦП 1-5 в цифровой телевизионный сигнал (ЦТС) «кольцевого» кадра на выходе телевизионной камеры. Затем ЦТС по интерфейсу (например, USB 2,0) передается на компьютер-сервер 2, где выполняется запись видеоинформации в его оперативную память на кадр.The analog video signal of a photodetector with a single-element aperture, as in the prototype, is further converted using a signal processor 1-4 and ADC 1-5 into a digital television signal (DTS) of the "ring" frame at the output of the television camera. Then, the DTS via the interface (for example, USB 2.0) is transmitted to the server computer 2, where the video information is recorded in its RAM memory per frame.
Предположим, что, как и в прототипе, горизонтальный угол поля зрения (γг) предъявляемого оператору изображения должен составлять 60°. Тогда одна шестая часть каждой «кольцевой» строки из «кольцевого» кадра записывается в сервере 2 соответственно в один из шести массивов оперативной памяти на кадр.Suppose that, as in the prototype, the horizontal angle of the field of view (γ g ) presented to the operator of the image should be 60 °. Then one sixth of each “ring” line from the “ring” frame is recorded in server 2, respectively, in one of the six arrays of RAM per frame.
Как и в прототипе, в сервере 2 при помощи элемента БПКП, реализующего возложенные на него функции программным путем, осуществляется операция считывания видеосигнала с одноэлементной апертурой, а в результате - конвертирование «кольцевого» кадра в обычные «прямоугольные» кадры и возможность предоставления этой информации на выходе «сеть» компьютера-сервера 2.As in the prototype, in server 2, using the BPC element that implements the functions assigned to it programmatically, the video signal is read with a single-element aperture, and as a result, the “ring” frame is converted into ordinary “rectangular” frames and the possibility of providing this information to output "network" of the server computer 2.
В результате цифровой видеосигнал записи для каждого «кольцевого» кадра изображения преобразуется в m «прямоугольных» кадров, которые могут быть предложены в виде выбранной последовательности операторам персональных компьютеров 3 локальной вычислительной сети.As a result, the digital video recording signal for each "ring" image frame is converted into m "rectangular" frames, which can be offered in the form of a selected sequence to the operators of
В нашем примере эта последовательность содержит 6 различных изображений, а оператор каждого персонального ноутбука 3 может осуществить селекцию предлагаемого сервером 2 изображения и его вывод на экран дисплея.In our example, this sequence contains 6 different images, and the operator of each
Допустим, что для обнаружения или распознавания объекта, интересующего оператора компьютера 2 диагностируется нехватка чувствительности телевизионной камеры 2.Suppose that to detect or recognize an object of interest to the operator of computer 2, a lack of sensitivity of the television camera 2 is diagnosed.
Рассмотрим частный случай ситуации, когда рост чувствительности в два раза будет являться достаточным.Consider a special case of a situation where a doubled sensitivity will be sufficient.
Тогда оператор компьютера 2 посылает по шине «Пуск» сигнал управления в виде кратковременной логической «1».Then the computer operator 2 sends a control signal in the form of a short-term logical “1” via the “Start” bus.
Когда высокий уровень этого сигнала совпадает с нарастающим фронтом КСИ на синхронизирующем входе БРРА 1-6 (см. фиг. 4), RS-триггер 7 срабатывает, т.е. на его инверсном выходе устанавливается уровень логического «0». Поэтому на выходе элемента «И» 10, элемента «И» 11 и элемента «И» 12 устанавливается тоже низкий логический уровень.When the high level of this signal coincides with the rising edge of the CSI at the synchronizing input of the BRRA 1-6 (see Fig. 4), the RS-
С другой стороны, для строчных синхроимпульсов (ССИ) в D-триггере 8 осуществляется деление частоты на два и формирование меандра с периодом 2H (см. фиг. 5д).On the other hand, for horizontal sync pulses (SSI) in D-flip-flop 8, frequency is divided by two and a meander is formed with a period of 2H (see Fig. 5e).
Поэтому на выходе БРРА 1-6 формируются в логических уровнях трехфазные импульсы (Ф1Рвых, Ф2Рвых, Ф3Рвых) управления «кольцевым» регистром 1-2-2 для режима с двукратной апертурой (см. фиг. 5е-5з).Therefore, at the output of the BRRA 1-6, three-phase pulses (F1Р output , Ф2Р output , Ф3Р output ) of control of the "ring" register 1-2-2 for the double-aperture mode are formed at logical levels (see Fig. 5e-5z).
В результате телевизионная камера 1 обеспечивает формирование видеосигнала с увеличенной вдвое радиальной апертурой, что гарантирует увеличение ее чувствительности в два раза.As a result, the
«Кольцевой» кадр видеосигнала с двукратной апертурой преобразуется далее в 6 «прямоугольных» кадров, которые могут быть предложены в виде выбранной последовательности на компьютеры 3 операторам локальной вычислительной сети точно так же, как и в режиме работы телевизионной камеры с одноэлементной апертурой.The "ring" frame of the video signal with a double aperture is further converted into 6 "rectangular" frames, which can be offered in the form of a selected sequence to
Для возврата телевизионной камеры в режим с одноэлементной апертурой необходимо подать по шине «Стоп» сигнал управления в виде кратковременной логической «1».To return the television camera to the single-element aperture mode, it is necessary to send a control signal in the form of a short-term logical “1” via the “Stop” bus.
Тогда RS-триггер 7 будет возвращен в исходное состояние, т.е. на его инверсном выходе будет восстановлена логическая «1», а входные трехфазные импульсы (см. фиг. 5б-5г) будут поданы без изменений на выход БРРА 1-6.Then the RS-
Отметим, что алгоритм управления радиальной апертурой, величину которой необходимо кратно увеличить в 4, 8, 16, 32 и 64 раза, сохраняется неизменным, но реализуется в БРРА 1-6, выполненном (по сравнению с фиг. 4) по другой и, очевидно, более усложненной функциональной схеме.Note that the radial aperture control algorithm, the value of which needs to be multiplied by a factor of 4, 8, 16, 32, and 64 times, remains unchanged, but is implemented in BRRA 1-6, executed (compared to Fig. 4) differently and, obviously , more complicated functional diagram.
В настоящее время все элементы структурной схемы устройства компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения 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 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 №2545519. МПК H04N 7/00. Устройство компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения и организация фотоприемника для его реализации. / В.М. Смелков // Б.И. - 2015. - №10.1. Patent of the Russian Federation No. 2545519.
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.
Claims (3)
где γг - горизонтальный угол поля зрения в градусах наблюдаемого оператором изображения, а само это преобразование выполняется программным путем, отличающееся тем, что введен блок регулировки радиальной апертуры (БРРА), информационный вход которого подключен к пятому выходу блока «кольцевой» развертки, первый синхронизирующий вход БРРА - к шестому выходу блока «кольцевой» развертки, второй синхронизирующий вход БРРА - к седьмому выходу блока «кольцевой» развертки, а выход БРРА - к управляющему входу блока «кольцевой» развертки, при этом первый управляющий вход БРРА является входом «Пуск» телевизионной камеры, второй управляющий вход БРРА - входом «Стоп» телевизионной камеры, а в качестве сервера используется компьютер оператора системы, в котором формируются и с которого подаются команды внешнего управления телевизионной камерой «Пуск» и «Стоп».1. The device of the computer system of panoramic television surveillance with the implementation of the exchange of image parameters, 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 of users are connected, while the television camera, forming a "ring" raster image, consists of sequentially located and optically connected panoramic lens and photodetector, as well as a block of “ring” scan video signals ala and in series connected signal processor and analog-to-digital converter (ADC), moreover, the photodetector, made by the technology of charge-coupled devices (CCD), has a target crystal in the form of a circular ring and contains a photodetector region on the common crystal, a “ring” shift register, ending with a charge-voltage converter (BPS), while on the photodetector region, lines of photosensitive elements alternating with lines of elements shielded from light are located along radial directions from the imaginary center of the circular ring to its outer periphery and the “ring” shift register located there, and the number of elements in each “ring” line of the photodetector region is equal to the number of elements in the “ring” shift register, and the information input of the signal processor is connected to the output of the SEC of the photodetector , the first output of the “circular” scan unit to the control inputs of the photodetector area of the photodetector, the second output of the “circular” scan unit to the control inputs of the “ring” register of the photodetector shift, the third output of the “ring” scan block is to the synchronization input of the signal processor, the fourth output of the “ring” scan block is to the clock input of the ADC, and a video card is installed in the expansion slot on the server motherboard, coordinated via input / output channels, control and power with a server bus 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 per frame, and the output to the “network" output, and the number of "rectangular" frames corresponds to single one current "ring" frame, satisfies the relation:
where γ g is the horizontal angle of the field of view in degrees observed by the operator of the image, and this conversion is carried out programmatically, characterized in that a radial aperture adjustment unit (BRRA) is introduced, the information input of which is connected to the fifth output of the “ring” scan unit, the first synchronizing BRRA input - to the sixth output of the “circular” scan unit, the second synchronizing input BRRA - to the seventh output of the “circular” scan unit, and BRRA output - to the control input of the “circular” scan unit, the first control input of the BRRA is the “Start” input of the television camera, the second control input of the BRRA is the “Stop” input of the television camera, and the system operator’s computer is used as the server, in which the external control commands of the “Start” and “television” camera are generated and sent Stop".
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015117181/07A RU2579004C1 (en) | 2015-05-05 | 2015-05-05 | Device for computer system for panoramic television surveillance with implementation of exchange of image parameters |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015117181/07A RU2579004C1 (en) | 2015-05-05 | 2015-05-05 | Device for computer system for panoramic television surveillance with implementation of exchange of image parameters |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2579004C1 true RU2579004C1 (en) | 2016-03-27 |
Family
ID=55656975
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015117181/07A RU2579004C1 (en) | 2015-05-05 | 2015-05-05 | Device for computer system for panoramic television surveillance with implementation of exchange of image parameters |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2579004C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6201574B1 (en) * | 1991-05-13 | 2001-03-13 | Interactive Pictures Corporation | Motionless camera orientation system distortion correcting sensing element |
US7259788B1 (en) * | 2002-01-28 | 2007-08-21 | Pixim, Inc. | Image sensor and method for implementing optical summing using selectively transmissive filters |
US7382399B1 (en) * | 1991-05-13 | 2008-06-03 | Sony Coporation | Omniview motionless camera orientation system |
US7532237B2 (en) * | 2004-07-28 | 2009-05-12 | Panasonic Corporation | Monitor camera device, control method for monitor camera device, and program for monitor camera device |
RU2545519C1 (en) * | 2014-06-09 | 2015-04-10 | Вячеслав Михайлович Смелков | Apparatus for computer-based panoramic television surveillance system and photodetector setup therefor |
-
2015
- 2015-05-05 RU RU2015117181/07A patent/RU2579004C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6201574B1 (en) * | 1991-05-13 | 2001-03-13 | Interactive Pictures Corporation | Motionless camera orientation system distortion correcting sensing element |
US7382399B1 (en) * | 1991-05-13 | 2008-06-03 | Sony Coporation | Omniview motionless camera orientation system |
US7259788B1 (en) * | 2002-01-28 | 2007-08-21 | Pixim, Inc. | Image sensor and method for implementing optical summing using selectively transmissive filters |
US7532237B2 (en) * | 2004-07-28 | 2009-05-12 | Panasonic Corporation | Monitor camera device, control method for monitor camera device, and program for monitor camera device |
RU2545519C1 (en) * | 2014-06-09 | 2015-04-10 | Вячеслав Михайлович Смелков | Apparatus for computer-based panoramic television surveillance system and photodetector setup therefor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2545519C1 (en) | Apparatus for computer-based panoramic television surveillance system and photodetector setup therefor | |
RU2552101C1 (en) | Configuration of tv panoramic observation computer system and organisation of photo receiver to this end | |
RU2611421C1 (en) | Television camera and its "ring" photodetector for computer system of panoramic surveillance | |
RU2625163C1 (en) | Television camera and its "ring" photodetector for computer system of panoramic surveillance | |
US9350920B2 (en) | Image generating apparatus and method | |
RU2706011C1 (en) | Panoramic television surveillance computer system device | |
RU2723645C1 (en) | High-resolution panorama television surveillance computer system device | |
RU2665695C1 (en) | Computer system device for panoramic television surveillance | |
RU2640755C1 (en) | Computer system device for television circular review of internal surface of large diameter pipes and pipelines | |
RU2633758C1 (en) | Hypersensitive television camera for panoramic computer vision system | |
RU2631830C1 (en) | Computer system of panoramic television observation | |
RU2579004C1 (en) | Device for computer system for panoramic television surveillance with implementation of exchange of image parameters | |
RU2640756C1 (en) | Computer system device for television circular review of internal surface of large diameter pipes and pipelines | |
RU2611424C1 (en) | Method of forming videosignal in "ring" photodetector for computer system of panoramic television surveillance | |
RU2708630C1 (en) | Panoramic television surveillance computer system device | |
RU2585749C1 (en) | Device for computer system for panoramic television surveillance with implementation of exchange of image parameters | |
RU2710779C1 (en) | Device for "circular" photodetector of color image for panoramic television-computer surveillance | |
RU2530879C1 (en) | Device for panoramic television surveillance "day-night" | |
RU2625164C1 (en) | Computer system device for panoramic television observation | |
RU2592855C1 (en) | Device for panoramic television-computer monitoring | |
RU2592831C1 (en) | Photodetector device for panoramic television-computer surveillance | |
RU2564094C1 (en) | Apparatus for computer-based panoramic television surveillance system and photodetector arrangement therefor | |
RU2578193C1 (en) | Device for computer system for all-round looking video surveillance of inner surface of pipes and pipelines of large diameter | |
RU2710777C1 (en) | Television camera and its "ring" photodetector for computer system of panoramic surveillance | |
RU2523858C1 (en) | Device for panoramic television surveillance |