RU2389154C1 - Device for panoramic television observation - Google Patents
Device for panoramic television observation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2389154C1 RU2389154C1 RU2008143644/09A RU2008143644A RU2389154C1 RU 2389154 C1 RU2389154 C1 RU 2389154C1 RU 2008143644/09 A RU2008143644/09 A RU 2008143644/09A RU 2008143644 A RU2008143644 A RU 2008143644A RU 2389154 C1 RU2389154 C1 RU 2389154C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- television
- panoramic
- image
- output
- bundles
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Studio Devices (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к панорамному телевизионному наблюдению, которое выполняется телевизионной 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 television system using a television circular camera in an 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 панорамного телевизионного наблюдения [1], содержащее последовательно соединенные телевизионную камеру и сервер, являющийся узлом локальной вычислительной сети, при этом телевизионная камера состоит из последовательно расположенных и оптически связанных панорамного зеркально-линзового объектива и блока цифрового телевизионного сигнала, датчик видеосигнала которого регистрирует на мишени все кольцевое оптическое изображение, формируемое панорамным объективом, а к серверу подключены два или более персональных компьютеров, каждый из которых содержит системный блок, манипулятор «мышь» и видеомонитор.The closest in technical essence to the claimed invention should be considered a panoramic television surveillance device [1], containing a television camera connected in series and a server, which is a node of the local area network, while the television camera consists of sequentially located and optically connected panoramic mirror-lens and block digital television signal, the video signal sensor of which registers on the target all the ring optical image formed panoramic lens, and a server connected to two or more personal computers, each of which includes a system unit, the manipulator "mouse" and a video monitor.
Недостаток прототипа - низкая частота кадров фотоэлектрического преобразования из-за физико-технологических ограничений максимальной частоты опроса элемента изображения в мегапиксельном датчике видеосигнала, что вызывает искажения динамичных сюжетов панорамного изображения.The disadvantage of the prototype is the low frame rate of the photoelectric conversion due to physical and technological limitations of the maximum sampling rate of an image element in a megapixel video signal sensor, which causes distortion of dynamic scenes of a panoramic image.
Задача изобретения - повышение частоты кадров фотоэлектрического преобразования путем распараллеливания мишени фотоприемника.The objective of the invention is to increase the frame rate of photoelectric conversion by parallelizing the target of the photodetector.
Поставленная задача решается тем, что в заявляемом устройстве панорамного телевизионного наблюдения, содержащем последовательно соединенные телевизионную камеру и сервер, являющийся узлом локальной вычислительной сети, при этом телевизионная камера состоит из последовательно расположенных и оптически связанных панорамного зеркально-линзового объектива и блока цифрового телевизионного сигнала, а к серверу подключены два или более персональных компьютеров, каждый из которых содержит системный блок, манипулятор «мышь» и видеомонитор, согласно предлагаемому изобретению в плоскость выходного изображения панорамного зеркально-линзового объектива введена волоконно-оптическая насадка, имеющая n световодных ответвлений (жгутов), а блок цифрового телевизионного сигнала содержит в своем составе n датчиков видеосигнала, мишени каждого их которых состыкованы через волоконно-оптическое сочленение с одним из n жгутов насадки, а выходы подключены к соответствующим входам блока восстановления изображения, выход которого является выходом телевизионной камеры, причем число n соответственно жгутов насадки и датчиков видеосигнала удовлетворяет соотношению:The problem is solved in that in the inventive device for panoramic television monitoring, containing a series-connected television camera and a server that is a node of a local area network, the television camera consists of sequentially located and optically connected panoramic mirror-lens lens and a digital television signal unit, and two or more personal computers are connected to the server, each of which contains a system unit, a mouse and video monito p, according to the invention, a fiber optic nozzle having n optical waveguides (bundles) is inserted into the output image plane of a panoramic mirror-lens lens, and the digital television signal unit contains n video signal sensors, each of which targets are connected via a fiber optic articulation with one of n nozzle harnesses, and the outputs are connected to the corresponding inputs of the image recovery unit, the output of which is the output of a television camera, and the number n ootvetstvenno tows nozzle and video sensors satisfies the relation:
, ,
где γг - горизонтальный угол поля зрения в градусах наблюдаемого оператором изображения.where γ g is the horizontal angle of the field of view in degrees observed by the operator of the image.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых признаков, в том числе:Comparative analysis with the prototype shows that the inventive device is characterized by the presence of new features, including:
- новыми элементами в составе телевизионной камеры, которыми являются: волоконно-оптическая насадка, датчики видеосигнала и блок восстановления изображения;- new elements in the television camera, which are: fiber optic nozzle, video signal sensors and image recovery unit;
- взаимным расположением входного окна волоконно-оптической насадки относительно плоскости изображения выходного изображения панорамного объектива и выходных жгутов насадки относительно мишеней датчиков видеосигнала;- the relative position of the input window of the fiber optic nozzle relative to the image plane of the output image of the panoramic lens and the output bundles of the nozzle relative to the targets of the video signal sensors;
- новыми электрическими связями между датчиками видеосигнала и блоком восстановления изображения;- new electrical connections between the video sensors and the image recovery unit;
- параметром, связывающим соответственно количество жгутов насадки и количество датчиков видеосигнала с углом поля зрения по горизонтали наблюдаемого оператором изображения.- a parameter relating, respectively, the number of nozzle bundles and the number of video signal sensors with the horizontal field of view of the image observed by the operator.
Совокупность известных и новых признаков заявляемого устройства не известна из уровня техники, поэтому предлагаемое техническое решение соответствует критерию новизны.The combination of known and new features of the claimed device is not known from the prior art, therefore, the proposed technical solution meets the criterion of novelty.
В заявляемом решении преобразование «свет-сигнал» выполняется не на одной мишени датчика с большим количеством бесполезных (неиспользуемых) пикселов и громадным (мегапиксельным) количеством общего числа элементов фотоприемника, а параллельно на n мишенях датчиков, обеспечивающих для оператора требуемую четкость изображения. Благодаря этому частота кадров фотоэлектрического преобразования может быть увеличена в n раз, а следовательно, динамичные сюжеты панорамного изображения будут воспроизводиться для оператора с меньшими потерями слитности.In the claimed solution, the light-to-signal conversion is performed not on one sensor target with a large number of useless (unused) pixels and a huge (megapixel) number of total number of photodetector elements, but in parallel on n sensor targets providing the desired image clarity for the operator. Due to this, the frame rate of the photoelectric conversion can be increased n times, and therefore, dynamic scenes of the panoramic image will be reproduced for the operator with less loss of fusion.
Следовательно, по техническому результату и методу его достижения предлагаемое решение соответствует критерию о наличии изобретательского уровня.Therefore, according to the technical result and the method of its achievement, the proposed solution meets the criterion of the presence of an inventive step.
На фиг.1 приведена структурная схема заявляемого устройства панорамного телевизионного наблюдения; на фиг.2 показан пример размещения областей телевизионной регистрации (захвата) в плоскости выходного изображения панорамного объектива; на фиг.3 схематически представлено формируемое телевизионной камерой панорамное изображение, которое в виде последовательности из 6-ти кадров предлагается оператору персонального компьютера.Figure 1 shows the structural diagram of the inventive device for panoramic television surveillance; figure 2 shows an example of the placement of areas of television recording (capture) in the plane of the output image of the panoramic lens; figure 3 schematically presents a panoramic image formed by a television camera, which in the form of a sequence of 6 frames is offered to the operator of a personal computer.
Заявляемое устройство панорамного телевизионного наблюдения, см. фиг.1, содержит телевизионную камеру 1, которая состоит из последовательно расположенных и оптически связанных панорамного объектива 1-1, волоконно-оптической насадки 1-2 с n световодными ответвлениями (жгутами), каждый из которых состыкован через волоконно-оптическое сочленение с мишенью одного из n датчиков видеосигнала (1-3), выходы которых подключены к соответствующим входам блока 1-4 восстановления изображения, выход которого является выходом телевизионной камеры и подсоединен к входу сервера 2, к выходам которого подключены два или более персональных компьютеров, каждый из которых содержит системный блок 3, манипулятор «мышь» 4 и видеомонитор 5.The inventive device for panoramic television surveillance, see figure 1, contains a
Панорамный зеркально-линзовый объектив 1-1 телевизионной камеры предназначен для формирования оптического изображения кругового обзора (кольцевого изображения). Техническое решение панорамного зеркально-линзового объектива запатентовано в России отечественными специалистами [2]. Угловое поле в пространстве предметов для этого объектива составляет 360° по азимуту и может достигать (75÷80)° по углу места в зависимости от конструкции.The panoramic mirror-lens 1-1 of the television camera is designed to form an optical image of a circular view (annular image). The technical solution of the panoramic mirror-lens lens has been patented in Russia by Russian specialists [2]. The angular field in the space of objects for this lens is 360 ° in azimuth and can reach (75 ÷ 80) ° in elevation, depending on the design.
Волоконно-оптическая насадка 1-2 предназначена для выбора n областей захвата в плоскости выходного кольцевого изображения панорамного объектива 1-1 и проектирования этих оптических изображений на мишени датчиков 1-3.Fiber optic nozzle 1-2 is designed to select n capture areas in the plane of the output annular image of the panoramic lens 1-1 and design these optical images on the target sensors 1-3.
Блок 1-4 восстановления изображения предназначен для цифровой записи n кадровой последовательности и передачи ее по скоростному интерфейсу на сервер 2.Block 1-4 image recovery is intended for digital recording n frame sequence and transmitting it via a high-speed interface to
Назначение и техническое решение каждого из датчиков 1-3 видеосигнала соответствует аналогичным блокам согласно публикации [3].The purpose and technical solution of each of the sensors 1-3 video signal corresponds to similar blocks according to the publication [3].
Техническое решение волоконно-оптической насадки 1-2 заимствовано из публикации [3], но реализуется с существенными конструктивными отличиями в части выбора ответвлений со стороны сочленения с объективом. Для сравнения на фиг.4 показано размещение областей телевизионной регистрации в плоскости входного окна волоконно-оптической насадки 1-2 согласно решению [3], когда число жгутов n=4.The technical solution of fiber-optic nozzles 1-2 is borrowed from the publication [3], but is implemented with significant structural differences in terms of the choice of branches from the side of articulation with the lens. For comparison, figure 4 shows the placement of the television recording areas in the plane of the input window of the fiber optic nozzles 1-2 according to the solution [3], when the number of bundles n = 4.
Техническое решение блока 1-4 восстановления изображения также заимствовано из заявки [3], но с частичным использованием его эксплуатационных возможностей. В частности, электронное совмещение в одном кадре нескольких изображений, выполняемое этим блоком в заявке [3], в настоящем решении не требуется. Для иллюстрации на фиг.5 показана кадровая последовательность из четырех совмещенных в каждом кадре изображений, которая формируется блоком 1-4 на выходе применительно к решению [3].The technical solution of the block 1-4 image recovery is also borrowed from the application [3], but with a partial use of its operational capabilities. In particular, the electronic combination of several images in one frame performed by this unit in the application [3] is not required in this decision. For illustration, figure 5 shows a frame sequence of four images combined in each frame, which is formed by the block 1-4 at the output with reference to the solution [3].
Назначение и техническое решение блоков 2, 3, 4 и 5 соответствует компьютерным приборам того же названия.The purpose and technical solution of
Устройство панорамного телевизионного наблюдения (см. фиг.1) работает следующим образом.Device panoramic television surveillance (see figure 1) works as follows.
Предположим, что горизонтальный угол поля зрения (γг) изображения, наблюдаемого с экрана видеомонитора 5, составляет шестьдесят градусов. Тогда число n=6, а кольцевое изображение на выходе панорамного объектива 1-1 при помощи насадки 1-2 необходимо разделить на шесть областей захвата (см. фиг.2).Assume that the horizontal angle of the field of view (γ g ) of the image observed from the screen of the
Оптические изображения этих областей проецируются соответственно на мишени шести датчиков 1-3 видеосигнала, которые параллельно формируют шесть телевизионных сигналов их регистрации. Точками на фиг.2 отмечено начало первой строки регистрации датчика видеосигнала.Optical images of these areas are projected, respectively, on the target of six sensors 1-3 video signal, which in parallel form six television signals for their registration. The dots in figure 2 mark the beginning of the first line of registration of the video sensor.
В блоке 1-4 осуществляется цифровая запись панорамного изображения по критерию, когда одному «кольцевому» кадру соответствуют шесть «прямоугольных» кадров в последовательности: «Область 1» - «Область 2» - «Область 3» - «Область 4» - «Область 5» - «Область 6» (см. фиг.3) с одновременным выполнением коррекции геометрических искажений каждого из участков оптического панорамного изображения.In block 1-4, digital recording of a panoramic image is carried out according to the criterion, when one "circular" frame corresponds to six "rectangular" frames in the sequence: "
С выхода телевизионной камеры 1 этот цифровой сигнал по скоростному интерфейсу, например USB 2,0, поступает на сервер 2 и предоставляется пользователям персональных компьютеров на выходе «сеть».From the output of the
Локальную вычислительную сеть, подключенную к серверу 2, образуют персональные компьютеры, каждый из которых оснащен системным блоком в позиции 3, манипулятором «мышь» в позиции 4 и видеомонитором в позиции 5. Оператор каждого персонального компьютера может осуществить при помощи манипулятора «мышь» 4 селекцию предлагаемого изображения и его вывод на экран видеомонитора 5.The local computer network connected to
Предположим, что горизонтальный угол поля зрения (γг) изображения, наблюдаемого с экрана видеомонитора 5, составляет 22,5°. Тогда число n=16, а кольцевое изображение на выходе панорамного объектива 1-1 при помощи насадки 1-2 потребуется разделить на шестнадцать областей захвата. Оператору будет предложена 16-ти кадровая последовательность панорамного изображения.Assume that the horizontal field of view angle (γ g ) of the image observed from the screen of the
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в том, что по отношению к прототипу частота кадров преобразования «свет-сигнал» может быть увеличена в n раз. Повышение частоты кадров фотоэлектрического преобразования означает повышение слитности восприятия телевизионного изображения подвижного объекта при его воспроизведении на стандартном компьютерном видеомониторе.The technical result of the invention is that, in relation to the prototype, the frame rate of the light-signal conversion can be increased n times. An increase in the frame rate of photoelectric conversion means an increase in the unity of perception of the television image of a moving object when it is played on a standard computer video monitor.
В настоящее время все элементы структурной схемы устройства панорамного телевизионного наблюдения освоены или могут быть освоены отечественной промышленностью. Поэтому следует считать предлагаемое изобретение соответствующим требованию о промышленной применимости.Currently, all elements of the structural diagram of a panoramic television monitoring device are mastered or can be mastered by domestic industry. Therefore, the present invention should be considered as meeting the requirement for industrial applicability.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. Смелков В.М. К вопросу построения телевизионной камеры для панорамного наблюдения / Спецтехника и связь, №1, июль-август 2008, с.12-17.1. Smelkov V.M. On the question of constructing a television camera for panoramic observation / Special equipment and communications, No. 1, July-August 2008, pp. 12-17.
2. Куртов А.В., Соломатин В.А. Панорамный зеркально-линзовый объектив. Патент России №2185645, G02B 13/06, G02B 17/08, заявлен 22.12.1999, опубликован 20.10.2001.2. Kurtov A.V., Solomatin V.A. Panoramic mirror lens. Russian patent No. 2185645, G02B 13/06, G02B 17/08, filed December 22, 1999, published October 20, 2001.
3. Устройство для получения телевизионных изображений с помощью матриц с зарядовой связью и передающая система с подобным устройством. Описание к заявке Франции №2476949, H04N 5/32, А61В 6/00, H04N 3/15, H05G 1/60, заявлено 22.02.1980, опубликовано 28.08.1981.3. A device for receiving television images using charge-coupled matrices and a transmission system with a similar device. Description to the application of France No. 2476949,
Claims (1)
где γг - горизонтальный угол поля зрения наблюдаемого оператором изображения, град. A panoramic television surveillance device comprising a television camera and a server in series that is a local area network node, the television camera consisting of sequentially located and optically coupled panoramic mirror-lens lenses and a digital television signal unit, and two or more personal computers are connected to the server , each of which contains a system unit, a mouse manipulator and a video monitor, characterized in that in the plane of the output image To provide a panoramic mirror-lens objective, a fiber-optic nozzle has been introduced, having n light-guide branches (bundles), and a digital television signal unit consists of n video signal sensors, each of which targets are connected via a fiber-optic joint with one of the n nozzle bundles, and the outputs connected to the corresponding inputs of the image recovery unit, the output of which is the output of the television camera, and the number n, respectively, of the nozzle harnesses and the video signal sensors satisfies th
where γ g is the horizontal angle of the field of view of the image observed by the operator, deg.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008143644/09A RU2389154C1 (en) | 2008-11-01 | 2008-11-01 | Device for panoramic television observation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008143644/09A RU2389154C1 (en) | 2008-11-01 | 2008-11-01 | Device for panoramic television observation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2389154C1 true RU2389154C1 (en) | 2010-05-10 |
Family
ID=42674056
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008143644/09A RU2389154C1 (en) | 2008-11-01 | 2008-11-01 | Device for panoramic television observation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2389154C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2523858C1 (en) * | 2013-10-15 | 2014-07-27 | Вячеслав Михайлович Смелков | Device for panoramic television surveillance |
RU2570354C2 (en) * | 2011-02-25 | 2015-12-10 | Фотонис Незерлендс Б.В. | Real-time image capture and display |
RU2574324C2 (en) * | 2010-09-14 | 2016-02-10 | Таль | Optic-electronic system having superhemispheric view |
RU2579005C1 (en) * | 2015-02-02 | 2016-03-27 | Вячеслав Михайлович Смелков | Device for panoramic television surveillance |
-
2008
- 2008-11-01 RU RU2008143644/09A patent/RU2389154C1/en active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2574324C2 (en) * | 2010-09-14 | 2016-02-10 | Таль | Optic-electronic system having superhemispheric view |
RU2570354C2 (en) * | 2011-02-25 | 2015-12-10 | Фотонис Незерлендс Б.В. | Real-time image capture and display |
RU2523858C1 (en) * | 2013-10-15 | 2014-07-27 | Вячеслав Михайлович Смелков | Device for panoramic television surveillance |
RU2579005C1 (en) * | 2015-02-02 | 2016-03-27 | Вячеслав Михайлович Смелков | Device for panoramic television surveillance |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2371880C1 (en) | Panoramic video surveillance method and device for implementing thereof | |
US20150138311A1 (en) | 360-degree panoramic camera systems | |
Stamenov et al. | Panoramic monocentric imaging using fiber-coupled focal planes | |
US20100321471A1 (en) | Method and system for performing imaging | |
CN201293684Y (en) | Three-way real time temperature measurement thermal imager | |
RU2389154C1 (en) | Device for panoramic television observation | |
US20090148065A1 (en) | Real-time summation of images from a plurality of sources | |
EP3703307B1 (en) | Combined imaging and quantum cryptography apparatus | |
US20120050727A1 (en) | Imaging system | |
CN106572327B (en) | High-definition video acquisition and transmission system and method based on FPGA | |
CN102109658A (en) | Automatic focusing method for laser night vision device | |
JPH09139878A (en) | Image processing system | |
CN107920728B (en) | Endoscopic system | |
CN204575959U (en) | With the lll night vision that digital picture exports | |
CN205336416U (en) | Image scanning system and image scanning module | |
CN104796631A (en) | Surface flattening imaging device and surface flattening imaging method | |
RU2523858C1 (en) | Device for panoramic television surveillance | |
JP2004054262A (en) | Optical element matching device using electronic camera | |
James et al. | Update on MEMS-based scanned beam imager | |
RU2600308C1 (en) | Device of computer system for panoramic television surveillance | |
RU2530879C1 (en) | Device for panoramic television surveillance "day-night" | |
CN212343952U (en) | Three-dimensional panoramic video acquisition system is swept in week | |
CN101221350A (en) | Image surface partitioning multi-optical channel common image surface imaging technology | |
CN101839766B (en) | Optical fiber spectrum imaging method of all-glossy analog-to-digital conversion | |
KR101511226B1 (en) | Optical lens system and utilization using the same. |