RU2308746C1 - Optical electronic device for remote detection of concealed video surveillance systems - Google Patents
Optical electronic device for remote detection of concealed video surveillance systems Download PDFInfo
- Publication number
- RU2308746C1 RU2308746C1 RU2006131322/28A RU2006131322A RU2308746C1 RU 2308746 C1 RU2308746 C1 RU 2308746C1 RU 2006131322/28 A RU2006131322/28 A RU 2006131322/28A RU 2006131322 A RU2006131322 A RU 2006131322A RU 2308746 C1 RU2308746 C1 RU 2308746C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- channel
- multiplexer
- receiving
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области оптического приборостроения, точнее - к лазерным локационным системам дистанционного обнаружения оптических и оптико-электронных систем скрытого наблюдения.The invention relates to the field of optical instrumentation, and more specifically to laser ranging systems for remote detection of optical and optoelectronic covert surveillance systems.
Известно оптико-электронное устройство для дистанционного обнаружения систем скрытого видеонаблюдения (RU 2191417 С1, опубл. 20.10.2002), содержащее передающий канал, включающий источник излучения подсвета и оптическую систему формирования излучения подсвета, установленный параллельно передающему каналу приемный канал, включающий приемный объектив и матричный фотоприемник, установленный в плоскости изображения приемного объектива, глухое зеркало и светоделитель, сопрягающие приемный и передающий каналы и защитное стекло, установленное под углом к оптической оси, причем светоделитель выполнен в виде полупрозрачной пластины, установленной по ходу излучения передающего канала после оптической системы формирования излучения подсвета, а глухое зеркало установлено по ходу излучения приемного канала после полупрозрачной пластины. Выход фотоприемника соединен со входом монитора, а сам матричный фотоприемник выполнен в виде ПЗС-матрицы.Known optical-electronic device for remote detection of CCTV systems (RU 2191417 C1, publ. 20.10.2002), containing a transmitting channel, including a backlight radiation source and an optical system for generating backlight radiation, mounted in parallel with the transmitting channel, a receiving channel including a receiving lens and a matrix a photodetector mounted in the image plane of the receiving lens, a dull mirror and a beam splitter that mate the receiving and transmitting channels and a protective glass mounted under hl to the optical axis, and the beam splitter is made in the form of a translucent plate installed along the radiation of the transmitting channel after the optical system for generating illumination radiation, and a dull mirror is installed along the radiation of the receiving channel after the translucent plate. The output of the photodetector is connected to the input of the monitor, and the matrix photodetector itself is made in the form of a CCD matrix.
Принцип действия известного устройства основывается на использовании явления световозвращения. Это явление заключается в том, что при подсвете инспектируемой оптической системы узконаправленным пучком излучение отражается от ее поверхностей в направлениях, точно совпадающих с направлением на источник подсвета. Сама инспектируемая оптическая система рассматривается в этом случае как световозвращатель. Отраженное излучение формирует на матричном фотоприемнике изображение поля обзора. Это изображение формируется, во-первых, диффузно отраженным от предметов излучением, а во-вторых, - световозвращенным излучением, обратноотраженным инспектируемой оптической системой скрытого видения. При этом в плоскости изображений положению световозвращателя будет соответствовать яркий блик. Устройство выполнено по совмещенной оптической схеме. Благодаря этому оно позволяет обнаруживать оптические системы скрытого видеонаблюдения. Однако ему присущи некоторые недостатки.The principle of operation of the known device is based on the use of the phenomenon of retroreflection. This phenomenon consists in the fact that when illuminating the inspected optical system with a narrow beam, the radiation is reflected from its surfaces in directions that exactly coincide with the direction to the illumination source. The inspected optical system itself is considered in this case as a retroreflector. The reflected radiation forms an image of the field of view on the matrix photodetector. This image is formed, firstly, by radiation diffusely reflected from objects, and secondly, by retroreflective radiation, which is reflected back by the inspected optical system of hidden vision. In this case, in the image plane, a bright flare will correspond to the position of the retroreflector. The device is made according to a combined optical scheme. Thanks to this, it allows you to detect optical systems for covert video surveillance. However, it has some disadvantages.
1. Приемный канал подвержен засветке паразитным излучением передающего канала. Это излучение может быть образовано в результате отражения зондирующего излучения передающего канала, от светоделительных поверхностей, а также при рассеянии этого излучения на микронеровностях этих поверхностей или случайно занесенных на них пылинках и т.д.1. The receiving channel is exposed to spurious radiation from the transmitting channel. This radiation can be formed as a result of reflection of the probe radiation of the transmitting channel from the beam-splitting surfaces, as well as when this radiation is scattered on the microroughnesses of these surfaces or dust particles accidentally introduced onto them, etc.
2. Особенностью работы устройства является то, что оно работает при минимальных отношениях сигнал/шум. Рассматриваемые СВ типа pin-holle являются очень слабоотражающими СВ, с показателем световозвращения 1-10 см2/с·рад, что на несколько порядков меньше других известных СВ (биноклей, приборов ночного видения и т.д.). Поэтому уровень отраженного им локационного сигнала сравним с уровнем фоновой засветки окружающих объектов. Кроме того, такой СВ для приемного канала является близким к точечным излучателям, т.к. размеры его входного зрачка составляют очень малые величины, порядка 1 мм и менее. Поэтому размер его изображения на ПЗС матрице приемного канала соответствует размеру одного пиксела. Таким образом, можно констатировать, что наблюдатель - оператор - ведет поиск малоконтрастных объектов с размерами, близкими к точечному, с помощью телевизионной системы. При этом дополнительно отметим, что отношение сигнал/шум зарегистрированного изображения окружающих предметов - высокое, т.к. наблюдение ведется при достаточно высоких уровнях освещенности в пространстве предметов.2. A feature of the device is that it works with minimal signal to noise ratios. The pin-holle SWs under consideration are very weakly reflecting SWs, with a retroreflectivity of 1-10 cm 2 / s · rad, which is several orders of magnitude smaller than other known SWs (binoculars, night-vision devices, etc.). Therefore, the level of the reflected signal of the location signal is comparable with the level of background illumination of surrounding objects. In addition, such a CB for the receiving channel is close to point emitters, because the size of its entrance pupil is very small, of the order of 1 mm or less. Therefore, the size of its image on the CCD matrix of the receiving channel corresponds to the size of one pixel. Thus, it can be stated that the observer - the operator - searches for low-contrast objects with dimensions close to the point using a television system. Moreover, we note that the signal-to-noise ratio of the recorded image of surrounding objects is high, because observation is carried out at sufficiently high levels of illumination in the space of objects.
Обнаружение блика от камеры скрытого видения в таких условиях осуществляется по разрешаемому оператором контрасту его изображения на экране монитора. С увеличением дальности контраст в изображении блика падает. Минимально разрешаемый контраст будет определять дальность его обнаружения. Известно, что значение минимально разрешаемого контраста при наблюдении оператором объектов с высоким отношением сигнал/шум определяется внутренними свойствами зрительного анализатора и составляет Kmin=0,02. Оно и будет ограничивать дальность действия устройства.In such conditions, flare detection from the camera of hidden vision is carried out by the contrast of the image allowed by the operator on the monitor screen. With increasing range, the contrast in the flare image decreases. The minimum allowable contrast will determine the range of its detection. It is known that the value of the minimum resolved contrast when an operator observes objects with a high signal to noise ratio is determined by the internal properties of the visual analyzer and is K min = 0.02. It will limit the range of the device.
Известно устройство обнаружения оптических и оптоэлектронных средств наблюдения (RU 2278399 С2, опубл. 20.06.2006), являющееся ближайшим аналогом и содержащее передающий канал, включающий источник излучения подсвета и оптическую систему формирования излучения подсвета, электронный блок питания излучателя, приемный канал, включающий светофильтр, приемный объектив ОЭП и видеокамеру с матричным фотоприемником, выход которого соединен с входом мультиплексора, первый выход которого соединен с входом устройства кадровой памяти, а второй выход соединен с первым входом вычитателя изображений, второй вход которого соединен с выходом устройства кадровой памяти, при этом выход вычитателя изображений соединен со входом порогового устройства. Устройство также содержит вторую видеокамеру, выход которой соединен с первым входом формирователя композитного сигнала, второй вход которого соединен через блок коррекции параллакса с выходом порогового устройства, а выход формирователя композитного сигнала соединен с монитором. Система синхронизации соединена с переключателем выходов мультиплексора и входом электронного блока питания передающего канала.A device for detecting optical and optoelectronic surveillance devices (RU 2278399 C2, publ. 06/20/2006), which is the closest analogue and containing a transmitting channel including a backlight radiation source and an optical backlight generation system, an electronic emitter power supply unit, a receiving channel including a light filter, OEP receiving lens and a video camera with a matrix photodetector, the output of which is connected to the input of the multiplexer, the first output of which is connected to the input of the frame memory device, and the second output is connected ene to a first subtractor input image, a second input coupled to an output of the frame memory device, the output image subtractor coupled to the input of the threshold device. The device also contains a second video camera, the output of which is connected to the first input of the composite signal conditioner, the second input of which is connected through the parallax correction unit to the output of the threshold device, and the output of the composite signal conditioner is connected to the monitor. The synchronization system is connected to the switch of the multiplexer outputs and the input of the electronic power supply unit of the transmitting channel.
Однако такое устройство обладает рядом недостатков при обнаружении систем скрытого видеонаблюдения, например видеокамер скрытого видения. Сам сигнал отраженного от камеры скрытого видения лазерного излучения подсвета по своей интенсивности сравним с сигналом диффузно отраженного лазерного излучения подсвета от окружающих камеру предметов. Эта особенность обусловлена специфическими характеристиками оптической системы камеры скрытого видения. К этим особенностям относятся малый диаметр входного зрачка ее оптической системы - 1 мм и менее. Поэтому отражательная характеристика такой камеры - световозвращателя - показатель световозвращения (ПСВ) R составляет порядка 10-4 м2/с·рад, как было отмечено выше. Для сравнения отметим, что показатель световозвращения для обычных оптических и оптико-электронных приборов - прицелов, биноклей, приборов дневного и ночного видения (о которых идет речь в устройстве-аналоге) составляют 1...102 м2/с·рад. Поэтому, используя такое устройство-аналог для обнаружения камер скрытого видения, мы получим на мониторе в лучшем случае изображение пятна подсвета, промодулированное коэффициентом отражения окружающих камеру предметов. Обнаружить на этом фоне точечный излучатель (систему скрытого видеонаблюдения) крайне проблематично, а при увеличении дальности - невозможно.However, such a device has a number of disadvantages in detecting covert video surveillance systems, for example, CCTV cameras. The signal itself reflected from the camera of the hidden vision of the laser radiation of the backlight in its intensity is comparable to the signal of the diffusely reflected laser radiation of the backlight from the objects surrounding the camera. This feature is due to the specific characteristics of the optical system of the camera for covert vision. These features include the small diameter of the entrance pupil of its optical system - 1 mm or less. Therefore, the reflective characteristic of such a camera - a retroreflector - retroreflectivity index (PSV) R is of the order of 10 -4 m 2 / s · rad, as noted above. For comparison, we note that the retroreflectivity index for conventional optical and optoelectronic devices - sights, binoculars, day and night vision devices (referred to in the analog device) is 1 ... 10 2 m 2 / s · rad. Therefore, using such an analog device to detect hidden vision cameras, we will get on the monitor at best an image of the backlight, modulated by the reflection coefficient of objects surrounding the camera. To detect against this background a point emitter (CCTV system) is extremely problematic, but with an increase in range it is impossible.
Кроме того, устройство-аналог обладает параллаксом между передающим и приемными каналами. При обнаружении оптических систем, удаленных на значительные расстояния (сотни и тысячи метров, как в случае использование устройства-аналога), это обстоятельство никак не сказывается на обнаружительной способности. Однако камеры скрытого видения необходимо обнаруживать с расстояний несколько метров. В этом случае, при наличии параллакса между приемной и передающей системами, все световозвращенное камерой излучение попадает строго обратно в направлении на источник подсвета, т.е. в передающий канал. А в приемный канал либо ничего не попадает (при большом параллаксе), либо попадает незначительная часть световозвращенного излучения, снижая дальность действия системы.In addition, the analog device has parallax between the transmitting and receiving channels. When detecting optical systems that are remote over significant distances (hundreds and thousands of meters, as in the case of using an analog device), this fact does not affect the detecting ability. However, hidden vision cameras must be detected from distances of several meters. In this case, in the presence of parallax between the receiving and transmitting systems, all the radiation retroreflected by the camera is incident strictly back in the direction of the illumination source, i.e. into the transmitting channel. And either nothing gets into the receiving channel (with large parallax), or an insignificant part of the retroreflected radiation gets, reducing the range of the system.
Применение совмещенной схемы (как в случае первого аналога) возможно, однако этой схеме присущи указанные выше недостатки. Она подвержена влиянию паразитных засветок от поверхностей, случайных пылинок и т.д. на светоделительных оптических элементах.The use of a combined scheme (as in the case of the first analogue) is possible, however, the above disadvantages are inherent in this scheme. It is susceptible to stray light from surfaces, random dust particles, etc. on beam splitting optical elements.
Технический результат, достигаемый при реализации предлагаемого устройства, заключается в обеспечении увеличения диапазона дальности обнаружения систем скрытого видеонаблюдения, в том числе имеющих коэффициент световозвращения порядка 10-4 м2/с·рад.The technical result achieved by the implementation of the proposed device is to provide an increase in the range of detection range of covert video surveillance systems, including those having a retroreflectivity of the order of 10 -4 m 2 / s · rad.
Технический результат достигается за счет того, что в известном оптико-электронном устройстве для дистанционного обнаружения систем скрытого видеонаблюдения, содержащем передающий канал, включающий источник излучения подсвета и оптическую систему формирования излучения подсвета, электронный блок питания источника излучения подсвета, приемный канал, включающий светофильтр, приемный объектив и матричный фотоприемник, а также мультиплексор, устройство кадровой памяти, вычитатель изображений, пороговое устройство, систему синхронизации и монитор, причем оптические оси передающего и приемного канала параллельны, первый выход мультиплексора соединен со входом устройства кадровой памяти, второй выход мультиплексора соединен с первым входом вычитателя изображений, второй вход которого соединен с выходом устройства кадровой памяти, выход системы синхронизации соединен с первым входом мультиплексора, являющимся переключателем выходов мультиплексора, входом электронного блока питания источника излучения подсвета передающего канала, а также с регистром накопления матричного фотоприемника, введены аналого-цифровой преобразователь (АЦП), пространственный селектор, выполненный с возможностью приравнивать к нулю уровень (амплитуду) сигнала от протяженных объектов, размеры которых больше заданных, а уровень (амплитуду) сигнала от объектов, размеры которых не превышают заданные, т.е. с заданными размерами или меньшими, например точечных объектов, размеры которых на экране монитора соответствуют одному или нескольким пикселям, приравнивать к максимально возможному уровню (амплитуде) сигнала, т.е. к уровню (амплитуде) сигнала, обеспечивающему яркость изображения таких объектов, которая значительно превышает яркость изображения окружающих объектов и/или фона, и трехканальный цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), при этом матричный фотоприемник, установленный в плоскости изображения приемного объектива, выполнен в виде ПЗС-матрицы, видеовыход которой соединен со входом АЦП, выход которого соединен со вторым входом мультиплексора, вход пространственного селектора соединен с выходом вычитателя изображений, а выход - со входом порогового устройства, три входа трехканального ЦАП соединены с выходом устройства кадровой памяти, а один из входов ЦАП дополнительно соединен с выходом порогового устройства, причем каждый из трех выходов трехканального ЦАП соединен с одним из RGB-входов монитора.The technical result is achieved due to the fact that in the known optical-electronic device for remote detection of CCTV systems containing a transmitting channel including a backlight radiation source and an optical backlight generation system, an electronic power supply unit of a backlight radiation source, a receiving channel including a light filter, a receiving a lens and a matrix photodetector, as well as a multiplexer, a frame memory device, an image subtractor, a threshold device, a synchronization system and a monitor, the optical axes of the transmitting and receiving channels being parallel, the first output of the multiplexer connected to the input of the frame memory device, the second output of the multiplexer connected to the first input of the image subtractor, the second input of which is connected to the output of the frame memory device, the output of the synchronization system is connected to the first input the multiplexer, which is the switch of the multiplexer outputs, the input of the electronic power supply unit of the radiation source of the illumination of the transmitting channel, and also with the accumulation register of a photodetector, an analog-to-digital converter (ADC), a spatial selector, made with the ability to equate to zero the level (amplitude) of the signal from extended objects whose dimensions are larger than the specified ones, and the level (amplitude) of the signal from objects whose sizes do not exceed the specified ones, are introduced, those. with specified sizes or smaller, for example, point objects, the sizes of which on the monitor screen correspond to one or more pixels, to equate to the maximum possible level (amplitude) of the signal, i.e. to the level (amplitude) of the signal, which provides a brightness of the image of such objects, which significantly exceeds the brightness of the image of surrounding objects and / or background, and a three-channel digital-to-analog converter (DAC), while the matrix photodetector installed in the image plane of the receiving lens is made in the form of a CCD- matrix, the video output of which is connected to the input of the ADC, the output of which is connected to the second input of the multiplexer, the input of the spatial selector is connected to the output of the image subtractor, and the output to the input of the device, the three inputs of the three-channel DAC are connected to the output of the frame memory device, and one of the inputs of the DAC is additionally connected to the output of the threshold device, and each of the three outputs of the three-channel DAC is connected to one of the RGB inputs of the monitor.
Кроме того, в приемном канале светофильтр, приемный объектив и матричный фотоприемник могут быть расположены последовательно по ходу излучения, при этом может быть введена прямоугольная призма, установленная на выходе оптической системы формирования излучения подсвета передающего канала таким образом, что выходная грань призмы расположена в одной плоскости со входной поверхностью светофильтра, но не виньетирует объектив приемного канала, при этом расстояние между оптическими осями приемного и передающего канала р≥0,5(D+L), где D - диаметр объектива приемного канала; L - размер выходной грани призмы в плоскости, проходящей через оптические оси приемного и передающего каналов, L≥d, где d - диаметр сечения потока излучения подсвета в плоскости выходной грани призмы.In addition, in the receiving channel, the light filter, the receiving lens, and the photodetector matrix can be arranged sequentially along the radiation path, and a rectangular prism can be introduced, which is installed at the output of the optical system for generating the illumination radiation of the transmitting channel so that the output face of the prism is located in one plane with the input surface of the filter, but does not vignette the lens of the receiving channel, while the distance between the optical axes of the receiving and transmitting channels is p≥0.5 (D + L), where D is the diameter p of the receiving channel lens; L is the size of the output face of the prism in the plane passing through the optical axis of the receiving and transmitting channels, L≥d, where d is the diameter of the cross section of the backlight radiation flux in the plane of the output face of the prism.
В предлагаемом устройстве обеспечивается увеличение дальности действия за счет использования автоматического обнаружителя световозвращающих точечных объектов или объектов, размеры которых близки к точечному объекту, в приемном канале и введения пространственной селекции объектов, а также яркостного и цветового кодирования их изображения.The proposed device provides an increase in the range due to the use of an automatic detector of retroreflective point objects or objects whose sizes are close to a point object in the receiving channel and the introduction of spatial selection of objects, as well as brightness and color coding of their image.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 показана структурно-функциональная схема устройства.Figure 1 shows the structural-functional diagram of the device.
На фиг.2а-2е условно показаны формы сигналов на выходе соответствующих блоков устройства.On figa-2e conventionally shows the waveforms at the output of the respective blocks of the device.
На фиг.3 приведен пример выполнения конструкции приемопередающего узла устройства.Figure 3 shows an example of the design of the transceiver node of the device.
Устройство работает следующим образом (см. фиг.1). Система синхронизации 1 управляет работой приемного и передающего каналов. Передающий канал включает блок питания 2, источник излучения 3, в качестве которого может использоваться лазер, и оптическую систему формирования излучения подсвета 4. Приемный канал включает приемный объектив 5, ПЗС-матрицу 6, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 7, мультиплексор 8, устройство кадровой памяти 9, вычитатель изображений 10, пространственный селектор 11, пороговое устройство 12, трехканальный цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 13 и цветной монитор 14. При этом перед приемным объективом установлен светофильтр 15. В качестве приемного объектива 5 и ПЗС-матрицы 6 может использоваться ПЗС-камера.The device operates as follows (see figure 1). The synchronization system 1 controls the operation of the receiving and transmitting channels. The transmitting channel includes a power supply unit 2, a radiation source 3, which can be used as a laser, and an optical system for generating illumination radiation 4. The receiving channel includes a receiving lens 5, a CCD matrix 6, an analog-to-digital converter (ADC) 7, multiplexer 8, frame memory device 9, image subtractor 10, spatial selector 11, threshold device 12, three-channel digital-to-analog converter (DAC) 13 and color monitor 14. At the same time, a filter 15 is installed in front of the receiving lens. lens 5 and CCD array 6, a CCD camera can be used.
Предлагаемое устройство поочередно работает в пассивном (без подсветки, т.е. при выключенном источнике излучения 3) и активном (с подсветкой, т.е. при включенном источнике излучения 3). При этом в каждом из режимов формируется кадр телевизионного изображения.The proposed device alternately operates in passive (without backlight, i.e. when the radiation source 3 is off) and active (with backlight, i.e. when the radiation source 3 is on). At the same time, in each of the modes a frame of a television image is formed.
При работе в пассивном режиме система синхронизации 1 формирует управляющий сигнал:When working in passive mode, the synchronization system 1 generates a control signal:
- на запрет генерации блоком питания 2 и, соответственно, источником излучения 3 импульса излучения подсвета передающего канала;- to prohibit the generation by the power supply 2 and, accordingly, the radiation source 3 of the radiation pulse of the illumination of the transmitting channel;
- на начало периода накопления в черно-белой ПЗС-матрице 6;- at the beginning of the accumulation period in the black-and-white CCD matrix 6;
- на включение первого выхода Ui мультиплексора 8, соединенного со входом устройства кадровой памяти 9.- to turn on the first output U i of the multiplexer 8 connected to the input of the frame memory device 9.
После этого ПЗС-матрица 6 регистрирует пассивное изображение наблюдаемой области пространства. Сигнал с видеовыхода ПЗС-матрицы 6 поступает на вход АЦП 7, который оцифровывает зарегистрированное изображение и формирует цифровой массив M(i,j), который с выхода АЦП 7 поступает на второй вход мультиплексора 8 и через первый выход Ui мультиплексора 8 направляется на вход устройства кадровой памяти 9. С выхода устройства кадровой памяти 9 цифровой массив M(i,j) поступает на первый, второй и третий входы трехканального ЦАП 13, на первом, втором и третьем выходах которого формируются три одинаковых аналоговых сигнала, каждый из которых соединен с одним из RGB входов цветного монитора 14. При таких входным сигналах на мониторе формируется черно-белое изображение, зарегистрированное в пассивном (без подсветки) режиме (см. фиг.2а).After that, the CCD matrix 6 registers a passive image of the observed region of space. The signal from the video output of the CCD matrix 6 is fed to the input of the ADC 7, which digitizes the recorded image and forms a digital array M (i, j), which from the output of the ADC 7 goes to the second input of the multiplexer 8 and is sent to the input through the first output U i of the multiplexer 8 frame memory device 9. From the output of the frame memory device 9, a digital array M (i, j) is supplied to the first, second and third inputs of a three-channel DAC 13, at the first, second and third outputs of which three identical analog signals are formed, each of which is connected to od it from the RGB inputs of the color monitor 14. With such input signals, a black-and-white image is recorded on the monitor, registered in a passive (without backlight) mode (see Fig. 2a).
Через период времени Тк, в соответствии с выбранной тактовой частотой устройство переключается на активный режим работы. При этом система синхронизации 1 формирует управляющий сигнал:After a period of time T to , in accordance with the selected clock frequency, the device switches to the active mode of operation. In this case, the synchronization system 1 generates a control signal:
- на разрешение генерации импульса подсвета излучателя 3 передающего канала,- to allow the generation of a pulse of illumination of the emitter 3 of the transmitting channel,
- на начало второго периода накопления в черно-белой ПЗС-матрице 6,- at the beginning of the second accumulation period in the black and white CCD matrix 6,
- на включение второго выхода Ui А мультиплексора 8, соединенного со входом вычитателя изображений 10.- to enable the second output U i A of the multiplexer 8, connected to the input of the image subtractor 10.
ПЗС-матрица 6 регистрирует активное (подсвеченное излучением) изображение наблюдаемой области пространства (см. фиг.2б), которое содержит:The CCD matrix 6 registers an active (illuminated by radiation) image of the observed region of space (see fig.2b), which contains:
- обозначенное «сигнал от СВ» изображение блика от световозвращающего объекта малых размеров, например точечного или практически точечного, в качестве которого может быть, например, объектив камеры скрытого наблюдения;- the designated "signal from the NE" image of the glare from a small retroreflective object, for example a point or practically point, which can be, for example, a camera lens for covert surveillance;
- обозначенное на фиг.2б «диффузно отраженный сигнал» изображение зоны наблюдаемой области пространства, которая освещена излучением источника излучения 3 и размеры которой соответствуют размеру пятна подсветки на поверхности предметов, расположенных вблизи обнаруживаемого световозвращающего объекта (камеры скрытого наблюдения);- “diffusely reflected signal” indicated in FIG. 2b, the image of the zone of the observed region of space, which is illuminated by the radiation of the radiation source 3 and whose dimensions correspond to the size of the backlight spot on the surface of objects located near the detected retroreflective object (covert surveillance camera);
- а также обозначенное на фиг.2б «пассивный сигнал» изображение остального пространства, находящегося в поле зрения устройства, которое практически совпадает с изображением этого же пространства, полученным во время предыдущего пассивного режима.- as well as the “passive signal” indicated in FIG. 2b, the image of the remaining space in the field of view of the device, which practically coincides with the image of the same space obtained during the previous passive mode.
Сигнал с видеовыхода ПЗС-матрицы 6 поступает на вход АЦП 7, который оцифровывает зарегистрированное изображение и формирует цифровой массив Ma(i,j), который с выхода АЦП 7 поступает на второй вход мультиплексора 8 и через второй выход Ui A мультиплексора 8 направляется на первый вход вычитателя изображений 10. На второй вход вычитателя изображений 10 с выхода устройства кадровой памяти 9 подается цифровой массив M(i,j), полученный в результате осуществления предыдущего пассивного режима работы. На выходе вычитателя изображений 10 формируется цифровой массив разностного сигналаThe signal from the video output of the CCD matrix 6 is fed to the input of the ADC 7, which digitizes the recorded image and forms a digital array M a (i, j), which from the output of the ADC 7 goes to the second input of the multiplexer 8 and is sent through the second output U i A of the multiplexer 8 at the first input of the image subtractor 10. At the second input of the image subtractor 10, the digital array M (i, j) obtained as a result of the previous passive mode of operation is supplied from the output of the frame memory device 9. At the output of the image subtractor 10, a digital array of a difference signal is formed
Mp(i,j)=Ma(i,j)-M(i,j),M p (i, j) = M a (i, j) -M (i, j),
который представляет собой сигнал, соответствующий изображению, которое содержит изображение обнаруживаемого световозвращающего объекта малых размеров, например точечного или практически точечного, в качестве которого может быть, например, объектив камеры скрытого наблюдения, и изображение диффузно-отражающей зоны наблюдаемой области пространства, которая освещена излучением источника излучения 3 и размеры которой соответствуют размеру пятна подсветки на поверхности предметов, расположенных вблизи обнаруживаемого световозвращающего объекта (камеры скрытого наблюдения) и находящейся в поле зрения устройства (см. фиг.2в). При этом изображение диффузно-отражающей зоны наблюдаемой области пространства по существу представляет собой изображение протяженного объекта, размеры которого во много раз превосходят размеры световозвращающего объекта.which is a signal corresponding to an image that contains an image of a detectable retroreflective object of small size, for example a point or practically point one, which can be, for example, a covert surveillance camera lens, and an image of a diffuse-reflecting zone of the observed region of space, which is illuminated by the radiation of the source radiation 3 and whose dimensions correspond to the size of the backlight spot on the surface of objects located near the detected retroreflective object (camera covert surveillance) and located in the field of view of the device (see figv). Moreover, the image of the diffusely reflecting zone of the observed region of space is essentially an image of an extended object, the dimensions of which are many times larger than the dimensions of a retroreflective object.
После вычитателя изображений 10 разностный сигнал Mp(i,j) направляется на вход пространственного селектора 11, который осуществляет фильтрацию протяженных объектов. После селектора сигнал представляет собой остаточные шумы (фон) и изображение блика обнаруживаемого световозвращающего объекта (камеры скрытого видения), как это показано на фиг.2г.After the image subtractor 10, the difference signal M p (i, j) is sent to the input of the spatial selector 11, which filters extended objects. After the selector, the signal is the residual noise (background) and the image of the flare of the detected retroreflective object (hidden vision camera), as shown in FIG.
Такая фильтрация может быть осуществлена, например, по алгоритму медианной фильтрации, и заключается она в дополнительной обработке видеосигнала, при которой уровень (амплитуду) сигнала от протяженных объектов, размеры которого больше заданных, приравнивают к нулю, а уровень (амплитуду) сигнала от объектов, размеры которых не превышают заданные, т.е. с заданными размерами или меньшими, например точечных объектов, размеры которых на экране монитора соответствуют одному или нескольким пикселям, приравнивают к максимально возможному уровню (амплитуде) сигнала.Such filtering can be carried out, for example, according to the median filtering algorithm, and it consists in additional processing of the video signal, in which the level (amplitude) of the signal from extended objects, the sizes of which are larger than the specified ones, are equal to zero, and the level (amplitude) of the signal from objects, the sizes of which do not exceed the specified ones, i.e. with specified sizes or smaller, for example, point objects, the sizes of which on the monitor screen correspond to one or more pixels, are equated to the maximum possible level (amplitude) of the signal.
С выхода вычитателя изображений 10 сигнал поступает на вход порогового устройства 12. Пороговое устройство 12 после проведения пространственной селекции видеосигнала отрезает остаточные шумы сигнала в массиве Mp(i,j) (Uпор на фиг.2г) и формирует массив Мр'(i,j) содержащий только сигнал, соответствующий изображению блика обнаруживаемого световозвращающего объекта. Этому сигналу назначается максимальное значение Ар max, что обеспечивает яркостное кодирование изображения обнаруживаемого объекта (см. рис.2д).From the output of the image subtractor 10, the signal is fed to the input of the threshold device 12. The threshold device 12, after spatial selection of the video signal, cuts off the residual noise of the signal in the array M p (i, j) (U then in Fig. 2d) and forms an array M p '(i , j) containing only the signal corresponding to the flare image of the detected retroreflective object. This signal is assigned the maximum value A p max , which provides brightness encoding of the image of the detected object (see Fig. 2e).
В аналоге уровень сигнала от оптико-электронного средства (ОЭС) на мониторе соответствует уровню отраженного сигнала. При обнаружении традиционных ОЭС (прицелов, приборов наблюдения дневных и ночных и т.д.), обладающих высоким показателем световозвращения (ПСВ), такая аппаратура работает хорошо. Но если ее применить для обнаружения камер скрытого видения, ПСВ которых мало, то на итоговом видеоизображении они не будут обнаруживаться, т.к. уровень их сигнала сравним с уровнем сигнала от окружающего фона. Поэтому после селекции и обнаружения сигнала от систем скрытого видеонаблюдения, например камеры скрытого видения, предлагается использовать яркостное кодирование, для чего сигналу изображения блика от световозвращающего объекта присваивают максимально возможный уровень сигнала. Помимо этого дополнительно для увеличения контраста изображения на экране монитора предлагается использовать цветовое кодирование, для чего изображение блика от световозвращающего объекта окрашивают в какой-либо цвет. При этом наиболее целесообразным представляется окрашивать изображение в красный цвет, который обеспечивает максимальный цветовой контраст.In analogue, the signal level from an optoelectronic device (OES) on the monitor corresponds to the level of the reflected signal. When detecting traditional ECOs (sights, day and night observation devices, etc.) with a high retroreflectivity index (PSV), such equipment works well. But if it is used to detect hidden vision cameras, the PSV of which is small, then they will not be detected in the final video image, because their signal level is comparable to the signal level from the surrounding background. Therefore, after selecting and detecting a signal from a CCTV system, such as a CCTV camera, it is proposed to use luminance coding, for which the flare image signal from a retroreflective object is assigned the maximum possible signal level. In addition, in addition to increasing the contrast of the image on the monitor, it is proposed to use color coding, for which the flare image from the retroreflective object is painted in any color. Moreover, it seems most appropriate to color the image in red, which provides maximum color contrast.
Такую схему обработки предлагается реализовать, используя трехканальный ПАП 13. Схема работает следующим образом. В предлагаемом устройстве используется черно-белая ПЗС матрица 6 и цветной монитор 14. На цветном мониторе 14 образуется черно-белое изображение окружающего фона и яркая цветная (красная) марка блика от камеры скрытого видения. Для этого черно-белый видеосигнал с выхода устройства кадровой памяти через трехканальный ЦАП 13 подается на все три входа (RGB) монитора 14, а сигнал с выхода порогового устройства 12 подается на один из входов трехканального ЦАП 13 таким образом, чтобы обеспечить его поступление на один из RGB входов монитора 14, например, на красный (R) вход. Таким образом, на экране монитора 14 в месте положения камеры скрытого видения формируется яркая красная точка.It is proposed to implement such a processing circuit using a three-channel PAP 13. The circuit operates as follows. The proposed device uses a black-and-white CCD matrix 6 and a color monitor 14. On a color monitor 14, a black-and-white image of the surrounding background and a bright color (red) mark of glare from the camera are hidden. For this, the black-and-white video signal from the output of the frame memory device through the three-channel DAC 13 is fed to all three inputs (RGB) of the monitor 14, and the signal from the output of the threshold device 12 is fed to one of the inputs of the three-channel DAC 13 in such a way as to ensure it arrives at one from the RGB inputs of the monitor 14, for example, to the red (R) input. Thus, a bright red dot is formed on the screen of the monitor 14 at the position of the camera of hidden vision.
Оператор наблюдает на экране монитора картину окружающих объектов (массив M(i,j)) и на этом фоне - яркую красную точку (массив Мр(i,j)) (см. фиг.2е).The operator observes on a monitor screen a picture of the surrounding objects (array M (i, j)) and against this background a bright red dot (array M p (i, j)) (see Fig. 2e).
После этого система синхронизации 1 формирует следующий управляющий сигнал и описанная выше процедура регистрации двух кадров - пассивного и активного - повторяется.After that, the synchronization system 1 generates the next control signal and the above procedure for registering two frames - passive and active - is repeated.
Для дополнительного увеличения дальности работы устройства предлагается использовать приемо-передающий канал с минимизированным параллаксом.To further increase the operating range of the device, it is proposed to use a transmit-receive channel with minimized parallax.
На фиг.3 изображена конструкция приемо-передающего узла устройства, выполненная по схеме с минимизированным параллаксом р между приемным и передающим каналами. Минимального параллакса удается достичь за счет расположения выходной прямоугольной призмы 16 в непосредственной близости от входного зрачка приемного объектива 5, насколько это позволяет конструкция, при этом не допуская виньетирования призмой 16 приемного канала. Эта призма 16 вклеена в светофильтр 15, который установлен перед приемным объективом 5 и одновременно выполняет функции защитного стекла оптической системы устройства. Такая конструкция сборки призма - светофильтр исключает попадание в приемный канал паразитного излучения передающего канала, рассеянного на его элементах.Figure 3 shows the design of the receiving and transmitting unit of the device, made according to the scheme with minimized parallax p between the receiving and transmitting channels. The minimum parallax can be achieved due to the location of the output rectangular prism 16 in the immediate vicinity of the entrance pupil of the receiving lens 5, as far as the design allows, while avoiding the vignetting of the receiving channel prism 16. This prism 16 is glued to the filter 15, which is installed in front of the receiving lens 5 and at the same time serves as a protective glass of the optical system of the device. This design of the assembly of the prism - light filter eliminates spurious radiation from the transmitting channel scattered by its elements in the receiving channel.
При этом расстояние р (параллакс) между оптическими осями приемного и передающего каналов определяется из следующего соотношения:The distance p (parallax) between the optical axes of the receiving and transmitting channels is determined from the following relationship:
р≥0,5(D+L),p≥0.5 (D + L),
где D - диаметр приемного объектива 5 приемного канала;where D is the diameter of the receiving lens 5 of the receiving channel;
L - размер выходной грани призмы 16 в плоскости, проходящей через оптические оси приемного и передающего каналов, L≥d, где d - диаметр сечения потока излучения подсвета в плоскости выходной грани призмы 16.L is the size of the output face of the prism 16 in the plane passing through the optical axis of the receiving and transmitting channels, L≥d, where d is the diameter of the cross section of the backlight radiation flux in the plane of the output face of the prism 16.
Важно отметить, что расстояние между оптическими осями приемного и передающего канала выбирается из условия, согласно которому при заданном диапазоне расстояний до обнаруживаемой системы наблюдения величина потока излучения, отраженного от обнаруживаемой системы наблюдения и попадающего в приемный объектив приемного канала, обеспечивает ее обнаружение с заданной степенью вероятности.It is important to note that the distance between the optical axes of the receiving and transmitting channels is selected from the condition that, for a given range of distances to the detected surveillance system, the amount of radiation flux reflected from the detected surveillance system and falling into the receiving lens of the receiving channel ensures its detection with a given degree of probability .
Призму 16 устанавливают таким образом, чтобы ее выходная грань и входная грань светофильтра 15 лежали в одной плоскости.The prism 16 is set so that its output face and the input face of the filter 15 lie in the same plane.
Если светофильтр 15 установить между призмой 16 и приемным объективом 5, то призму 16 надо будет отодвигать от приемного объектива 5, увеличивая расстояние между ними, тогда она начнет виньетировать объектив 5 и для исключения виньетирования необходимо будет увеличить параллакс, в результате чего характеристики системы будут ухудшаться.If the filter 15 is installed between the prism 16 and the receiving lens 5, then the prism 16 will need to be moved away from the receiving lens 5, increasing the distance between them, then it will begin to vignet the lens 5 and to prevent vignetting, it will be necessary to increase the parallax, as a result of which the characteristics of the system will deteriorate .
Если призму 16 установить между светофильтром 15 и объективом 5, то часть расходящегося излучения подсвета после прохождения призмы 16 отразится на поверхностях светофильтра 15, попадет в приемный канал и создаст паразитную засветку в приемном канале.If you install a prism 16 between the filter 15 and the lens 5, then part of the diverging radiation of the backlight after passing through the prism 16 will be reflected on the surfaces of the filter 15, will fall into the receiving channel and will create spurious illumination in the receiving channel.
Таким образом, оптимальным для получения минимизированного параллакса является установка призмы 16 на минимальном расстоянии от объектива 5, причем ее выходная грань и входная грань светофильтра 15 должны лежать в одной плоскости.Thus, it is optimal to obtain minimized parallax is the installation of the prism 16 at a minimum distance from the lens 5, and its output face and the input face of the filter 15 should lie in the same plane.
Предлагаемое оптико-электронное устройство для дистанционного обнаружения систем скрытого видеонаблюдения за счет использования пространственной селекции сигнала, а также использования яркостного и цветового кодирования сигнала изображения световозвращающих объектов обеспечивает увеличение диапазона дальности обнаружения систем скрытого видеонаблюдения, в том числе имеющих размеры световозвращающих поверхностей порядка 1 мм и коэффициент световозвращения порядка 10-4 м2/с·рад.The proposed optoelectronic device for remote detection of covert video surveillance systems through the use of spatial signal selection, as well as the use of brightness and color coding of the image signal of retroreflective objects, provides an increase in the detection range of covert video surveillance systems, including those having reflective surfaces of the order of 1 mm and a coefficient retroreflectivity of the order of 10 -4 m 2 / s · rad.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006131322/28A RU2308746C1 (en) | 2006-08-31 | 2006-08-31 | Optical electronic device for remote detection of concealed video surveillance systems |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006131322/28A RU2308746C1 (en) | 2006-08-31 | 2006-08-31 | Optical electronic device for remote detection of concealed video surveillance systems |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2308746C1 true RU2308746C1 (en) | 2007-10-20 |
Family
ID=38925431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006131322/28A RU2308746C1 (en) | 2006-08-31 | 2006-08-31 | Optical electronic device for remote detection of concealed video surveillance systems |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2308746C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2494120C2 (en) * | 2009-04-01 | 2013-09-27 | Малтисорб Текнолоджиз, Инк. | Oxygen-absorbing films |
| RU2698465C1 (en) * | 2018-12-17 | 2019-08-27 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method for concealing an optoelectronic device from laser systems |
| RU2698466C1 (en) * | 2018-12-04 | 2019-08-27 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | False optical target generating method |
| RU2754097C1 (en) * | 2019-02-27 | 2021-08-26 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство внутренних дел Российской федерации | Hardware and software complex for study of special technical means intended for secretly obtaining information |
-
2006
- 2006-08-31 RU RU2006131322/28A patent/RU2308746C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2494120C2 (en) * | 2009-04-01 | 2013-09-27 | Малтисорб Текнолоджиз, Инк. | Oxygen-absorbing films |
| RU2698466C1 (en) * | 2018-12-04 | 2019-08-27 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | False optical target generating method |
| RU2698465C1 (en) * | 2018-12-17 | 2019-08-27 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method for concealing an optoelectronic device from laser systems |
| RU2754097C1 (en) * | 2019-02-27 | 2021-08-26 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство внутренних дел Российской федерации | Hardware and software complex for study of special technical means intended for secretly obtaining information |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2538418C2 (en) | Optical rangefinder | |
| US8681260B2 (en) | Dual site imaging camera | |
| US5532738A (en) | System for detecting ice or snow on surface which specularly reflects light | |
| WO2009013866A1 (en) | Image pickup apparatus with distance measurement function using multiple eye system | |
| US20060228003A1 (en) | Method and apparatus for detection of optical elements | |
| CN102053360B (en) | Initiative illuminating night vision device and method | |
| RU2308746C1 (en) | Optical electronic device for remote detection of concealed video surveillance systems | |
| US5434612A (en) | Duo-frame normalization technique | |
| JP2008241658A (en) | Monitoring device of structure and monitoring method therefor | |
| DE102006013340A1 (en) | Apparatus and method for detecting optical systems in a terrain area | |
| US20040240866A1 (en) | Image capture and display system | |
| RU182719U1 (en) | Binoculars for day and night observation | |
| US11363180B2 (en) | Switchable continuous display information system above camera | |
| US20110050985A1 (en) | System for artificially improving contrast for displaying images | |
| US6556284B1 (en) | System for measuring the luminance characteristics of objects, in particular objects with luminance dependent on emitting direction | |
| RU100635U1 (en) | DEVICE FOR DETECTION OF OPTICAL AND OPTICAL-ELECTRONIC OBJECTS | |
| US5485012A (en) | Method and apparatus for blind optical augmentation | |
| RU2540154C2 (en) | Apparatus for detecting optical and optoelectronic | |
| CN111766697B (en) | Fusion type telescope based on infrared and shimmer formation of image | |
| Kastek et al. | Multisensor systems for security of critical infrastructures: concept, data fusion, and experimental results | |
| RU2191417C1 (en) | Optical-electron device for remote detection of systems of secretive visual observation | |
| RU57472U1 (en) | ACTIVE PULSE TELEVISION DEVICE | |
| RU139683U1 (en) | OPTICAL-ELECTRONIC SYSTEM OF BATTLE UNMANNED AIRCRAFT | |
| FI108367B (en) | An elliptical spacer designed to be arranged in a night vision device | |
| US6433873B1 (en) | Image-splitting color meter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080901 |