RU2579002C1 - Computer system device for panoramic scanning of monochromatic image - Google Patents
Computer system device for panoramic scanning of monochromatic image Download PDFInfo
- Publication number
- RU2579002C1 RU2579002C1 RU2015108475/07A RU2015108475A RU2579002C1 RU 2579002 C1 RU2579002 C1 RU 2579002C1 RU 2015108475/07 A RU2015108475/07 A RU 2015108475/07A RU 2015108475 A RU2015108475 A RU 2015108475A RU 2579002 C1 RU2579002 C1 RU 2579002C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- photodetector
- ring
- television camera
- sensor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Studio Devices (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение имеет отношение к панорамному телевизионному сканированию, которое выполняется компьютерной системой при помощи однострочного кольцевого фотоприемника монохромного (черно-белого) изображения, выполненного по технологии приборов с зарядовой связью (ПЗС).The present invention relates to panoramic television scanning, which is performed by a computer system using a single-line ring photodetector of monochrome (black and white) image made by the technology of charge-coupled devices (CCD).
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению следует считать устройство компьютерной системы [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 двумерный (матричный) ПЗС-фотоприемник и блок фотоприемника, обеспечивающий прогрессивную прямоугольную развертку аналогового видеосигнала фотоприемника и формирование на выходе телевизионной камеры цифрового телевизионного сигнала, а в разъем расширения на материнской плате сервера установлена плата видео, согласованная по каналам ввода/вывода, управления 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 [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 connected panoramic lens and a digital television signal sensor, which contains a two-dimensional (matrix) CCD photodetector and to the photodetector, which provides a progressive rectangular scan of the analog video signal of the photodetector and the formation of a digital television signal at the output of the television camera, and a video card is installed in the expansion connector on the server motherboard, matched via input / output, control and power channels with the server bus, containing the conversion unit 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 output of the" network ", and the number of" rectangle olny frames corresponding to one current "ring" 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.
Устройство прототипа методом двумерной электронной развертки: электронного сканирования по двум координатам (горизонтали и вертикали) матрицы ПЗС, - обеспечивает формирование телевизионного монохромного изображения в области, близкой к полусфере, т.е. в пространственном угле 360 градусов по азимуту и десятки градусов по углу места.The device of the prototype by the method of two-dimensional electronic scanning: electronic scanning in two coordinates (horizontal and vertical) of the CCD matrix, - provides the formation of a television monochrome image in the region close to the hemisphere, i.e. in a spatial angle of 360 degrees in azimuth and tens of degrees in elevation.
Матрица ПЗС прототипа содержит на общем кристалле двумерную фотоприемную область, горизонтальный (выходной) регистр сдвига и преобразователь «заряд - напряжение» (БПЗН).The CCD matrix of the prototype contains a two-dimensional photodetector region, a horizontal (output) shift register and a charge-voltage converter (BPS) on the common crystal.
Блок фотоприемника прототипа содержит блок двумерной развертки видеосигнала, сигнальный процессор, информационный вход которого подключен к выходу БПЗН матрицы ПЗС, и аналого-цифровой преобразователь (АЦП).The prototype photodetector block contains a two-dimensional video signal scanning unit, a signal processor, the information input of which is connected to the CCD output of the CCD, and an analog-to-digital converter (ADC).
Недостаток прототипа компьютерной системы - возникновение потерь кругового наблюдения по параметру угол места при вписывании прямоугольной мишени фотоприемника в кольцевое изображение объектива.The disadvantage of the prototype computer system is the occurrence of circular observation losses in the angle of elevation parameter when inscribing the rectangular target of the photodetector into the ring image of the lens.
Если же для исключения потерь по углу места это кольцевое изображение вписать в прямоугольник мишени, то потребуется матрица ПЗС с увеличенным числом элементов (пикселов). При этом значительная часть пикселов является пассивной (бесполезной), т.к. не несет информации о наблюдаемом сюжете, но принудительно используется при формировании видеосигнала в телевизионной камере.If, to exclude losses in elevation, this ring image is inscribed in the target rectangle, then a CCD matrix with an increased number of elements (pixels) is required. Moreover, a significant part of the pixels is passive (useless), because It does not carry information about the observed plot, but is used forcibly when generating a video signal in a television camera.
Задачей изобретения является поддержание неизменным параметра угол места и исключение пассивных пикселов за счет использования в качестве фотоприемника однострочного кольцевого сенсора путем его механического сканирования в перпендикулярном направлении относительно неподвижной плоскости изображения панорамного объектива.The objective of the invention is to maintain unchanged the elevation parameter and to exclude passive pixels by using a single-line ring sensor as a photodetector by mechanically scanning it in the perpendicular direction relative to the stationary image plane of the panoramic lens.
Поставленная задача в заявляемом устройстве компьютерной системы решается тем, что в устройство прототипа [1], содержащее последовательно соединенные телевизионную камеру и сервер, являющийся узлом локальной вычислительной сети, к которому подключены два или более персональных компьютеров, при этом телевизионная камера содержит в своем составе последовательно расположенные и оптически связанные панорамный объектив и фотоприемник, выполненный по технологии ПЗС, и состоящий из последовательно связанных зарядовой связью фотоприемной области, выходного регистра и БПЗН, а также блок развертки видеосигнала и последовательно соединенные между собой сигнальный процессор и АЦП, выход которого является выходом телевизионной камеры, причем первый выход блока развертки подключен соответственно к управляющим входам фотоприемной области сенсора, второй выход блока развертки - к управляющим входам выходного регистра сенсора, третий выход блока развертки - к входу синхронизации сигнального процессора, четвертый выход блока развертки - к тактовому входу АЦП, выход управления экспозицией сигнального процессора подключен к управляющему входу блока развертки; в разъем расширения на материнской плате сервера установлена плата видео, согласованная по каналам ввода/вывода, управлению и питанию с шиной сервера, содержащая БПКП, вход которого подключен к выходу блока оперативной памяти на кадр, а выход - к выходу «сеть», причем число «прямоугольных» кадров, соответствующих одному текущему «кольцевому» кадру, удовлетворяет соотношению (1), а само это преобразование выполняется программным путем, реализуются следующие изменения, а именно: телевизионная камера формирует «кольцевой» растр черно-белого изображения, при этом фотоприемник телевизионной камеры имеет форму кольца и содержит на его кристалле «кольцевую» однострочную фотоприемную область, «кольцевой» выходной регистр и БПЗН; в состав телевизионной камеры введен блок механического сканирования сенсора, который, будучи кинематически связан с фотоприемником, осуществляет его механическое сканирование в перпендикулярном направлении относительно неподвижной плоскости изображения панорамного объектива; при этом пятый выход блока развертки подключен к входу синхронизации блока механического сканирования фотоприемника.The problem in the inventive device of a computer system is solved by the fact that the prototype device [1], containing a television camera and a server connected in series to a local area network, to which two or more personal computers are connected, the television camera contains in series located and optically coupled panoramic lens and photodetector made by CCD technology, and consisting of photodetector connected in series with charge coupling area, the output register and the CPSU, as well as a video signal scanner and a signal processor and ADC connected in series, the output of which is the output of a television camera, the first output of the scanner being connected respectively to the control inputs of the photodetector area of the sensor, the second output of the scanner to control the inputs of the output register of the sensor, the third output of the scanner to the synchronization input of the signal processor, the fourth output of the scanner to the clock input of the ADC, control output the position of the signal processor is connected to the control input of the scanner; a video card is installed in the expansion slot on the server’s motherboard, coordinated through the I / O channels, control and power supply with the server bus, containing a control panel, the input of which is connected to the output of the RAM block per frame, and the output to the “network” output, and the number “Rectangular” frames corresponding to one current “circular” frame satisfies relation (1), and this conversion is performed by software, the following changes are implemented, namely: a television camera forms a “ring” raster black and white images, wherein the photodetector television camera has a ring shape and comprises on its crystal "annular" one-line photodetecting region, "ring", and the output register BPZN; a mechanical scanning unit of the sensor is introduced into the television camera, which, being kinematically connected with the photodetector, carries out its mechanical scanning in the perpendicular direction relative to the fixed image plane of the panoramic lens; the fifth output of the scanner is connected to the synchronization input of the mechanical scanning unit of the photodetector.
По отношению к прототипу [1] заявляемое устройство отличается геометрической формой выполнения фотоприемника в виде кольцевого однострочного сенсора, обеспечивающего при сохранении ПЗС-технологии реализацию нового («кольцевого») растра изображения. Важно отметить, что количество элементов в «кольцевом» регистре нового фотоприемника принципиально превосходит горизонтальное число пикселей для матрицы ПЗС, которая по вертикали вписана в диаметр этого сенсора.In relation to the prototype [1], the claimed device differs in the geometric form of the photodetector in the form of a ring single-line sensor, which, while maintaining the CCD technology, implements a new ("ring") image raster. It is important to note that the number of elements in the “circular” register of the new photodetector fundamentally exceeds the horizontal number of pixels for the CCD, which is vertically inscribed in the diameter of this sensor.
В состав телевизионной камеры введен также и новый блок, а именно: блок механического сканирования сенсора.A new unit has also been included in the composition of the television camera, namely, the mechanical scanning unit of the sensor.
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 устройстве путем шагового перемещения нового «кольцевого» фотоприемника на ширину строки в направлении, которое перпендикулярно относительно неподвижной плоскости изображения панорамного объектива, реализуется режим работы оригинального сканера с повышенной разрешающей способностью формируемого изображения.In the inventive device, by stepwise moving a new “ring” photodetector to a line width in a direction that is perpendicular to the fixed image plane of the panoramic lens, the operating mode of the original scanner with increased resolution of the generated image is realized.
Поэтому заявляемое техническое решение соответствует критерию о наличии изобретательского уровня.Therefore, the claimed technical solution meets the criterion of the presence of an inventive step.
На фиг. 1 приведена структурная схема заявляемого изобретения - устройства компьютерной системы для панорамного сканирования монохромного изображения; на фиг. 2 - схемотехническая организации фотоприемника телевизионной камеры; на фиг. 3, по данным [2], представлена фотография изображения, полученного при помощи отечественного панорамного зеркально-линзового объектива; на фиг. 4 - иллюстрация геометрических соотношений для мишени фотоприемника, имеющей «прямоугольную» и «кольцевую» форму; на фиг. 5 - конструкция «кольцевого» регистра фотоприемника, у которого электроды переноса выполнены в виде части кругового кольца; на фиг. 6 - предлагаемое оператору панорамное изображение в виде последовательности из 6-ти «прямоугольных» кадров.In FIG. 1 shows a structural diagram of the claimed invention - a computer system for panoramic scanning of a monochrome image; in FIG. 2 - circuit design organization of the photodetector of a television camera; in FIG. 3, according to [2], presents a photograph of an image obtained using a domestic panoramic mirror-lens lens; in FIG. 4 is an illustration of geometric relationships for a photodetector target having a “rectangular” and “circular” shape; in FIG. 5 - design of the “annular” register of the photodetector, in which the transfer electrodes are made as part of a circular ring; in FIG. 6 - a panoramic image proposed to the operator in the form of a sequence of 6 “rectangular” frames.
Заявляемое устройство компьютерной системы для панорамного сканирования монохромного изображения, см. фиг. 1, содержит последовательно соединенные телевизионную камеру 1 и сервер 2, являющийся узлом локальной вычислительной сети, к которому подключены два или более персональных компьютеров в позиции 3, при этом телевизионная камера 1 содержит последовательно расположенные и оптически связанные панорамный объектив 1-1 и твердотельный фотоприемник 1-2, выполненный по технологии ПЗС, а на кристалле которого расположены, см. фиг.2, «кольцевая» однострочная фотоприемная область 1-2-1, фотозатвор 1-2-1, «кольцевой регистр 1-2-3 и БПЗН 1-2-4, а также блок 1-3 механического сканирования сенсора, который, будучи кинематически связан с фотоприемником 1-2, осуществляет его механическое сканирование (с шагом в ширину строки) в перпендикулярном направлении относительно неподвижной плоскости изображения панорамного объектива 1-1, причем управляющие входы фотоприемной области 1-2-1 сенсора подключены к первому выходу блока 1-4 «кольцевой» однострочной развертки видеосигнала, второй выход которого подключен к управляющим входам «кольцевого» регистра 1-2-3 сенсора, третий выход блока 1-4 «кольцевой» развертки - к входу синхронизации сигнального процессора 1-5, четвертый выход блока 1-4 «кольцевой» развертки - к тактовому входу АЦП 1-6, пятый выход блока 1-4 «кольцевой» развертки - к входу синхронизации блока 1-3 механического сканирования сенсора, а управляющий вход блока 1-4 «кольцевой» развертки - к выходу управления экспозицией сигнального процессора 1-5; выход АЦП 1-6 является выходом телевизионной камеры 1, в разъем расширения на материнской плате сервера 2 установлена плата видео, согласованная по каналам ввода/вывода, управлению и питанию с шиной сервера, содержащая БПКП, вход которого подключен к выходу блока оперативной памяти на кадр, а выход - к выходу «сеть», причем число «прямоугольных» кадров, соответствующих одному текущему «кольцевому» кадру, удовлетворяет соотношению (1).The inventive device of a computer system for panoramic scanning of a monochrome image, see Fig. 1, comprises a television camera 1 and a server 2 connected in series to a local area network, to which two or more personal computers are connected at position 3, the television camera 1 comprising a panoramic lens 1-1 and a solid-state photodetector 1 arranged in series and optically connected -2, made according to CCD technology, and on the chip of which are located, see figure 2, “ring” single-line photodetector region 1-2-1, photo shutter 1-2-1, “ring register 1-2-3 and BPZN 1 -2-4, as well as block 1-3 mechanics scanning the sensor, which, being kinematically connected with the photodetector 1-2, carries out its mechanical scanning (in increments of line width) in the perpendicular direction relative to the stationary image plane of the panoramic lens 1-1, the control inputs of the photodetector region 1-2-1 of the sensor connected to the first output of block 1-4 of the "ring" single-line scan of the video signal, the second output of which is connected to the control inputs of the "ring" register 1-2-3 of the sensor, the third output of block 1-4 of the "ring" scan - the synchronization input of the signal processor 1-5, the fourth output of the 1-4 “ring” sweep unit - to the ADC 1-6 clock input, the fifth output of the 1-4 “ring” scan unit - to the synchronization input of the mechanical scanning unit 1-3 of the sensor, and the control input of the 1-4 “ring” sweep unit - to the exposure control output of the signal processor 1-5; the ADC output 1-6 is the output of the television camera 1, a video card is installed in the expansion slot on the server 2 motherboard, coordinated via the I / O channels, control and power supply with the server bus, containing the control panel, the input of which is connected to the output of the main memory block , and the output - to the output of the "network", and the number of "rectangular" frames corresponding to one current "ring" frame, satisfies the relation (1).
Схемотехническая организация «кольцевого» фотоприемника 1-2, см. фиг. 2, сходна с организацией линейного однострочного ПЗС фотоприемника [3, с. 158-160].Circuitry organization of the "ring" photodetector 1-2, see Fig. 2, is similar to the organization of a linear single-line CCD photodetector [3, p. 158-160].
С технологической точки зрения вполне оправдано, что для нового «кольцевого» фотоприемника телевизионной камеры электроды переноса в фотоприемной области 1-2-1 ив «кольцевом» регистре 1-2-3 выполняются с геометрической формой не в виде прямоугольника, а в виде части кругового кольца.From a technological point of view, it is quite justified that for the new “ring” photodetector of a television camera, the transfer electrodes in the photodetector region 1-2-1 and in the “ring” register 1-2-3 are performed with a geometric shape not in the form of a rectangle, but as a part of a circular rings.
В качестве примера на фиг.5 показана конструкция «кольцевого» регистра 1-2-3 для фотоприемника с такими электродами переноса.As an example, figure 5 shows the design of the "circular" register 1-2-3 for a photodetector with such transfer electrodes.
Важно отметить, что длина внешней окружности нового «кольцевого» фотоприемника с внешним радиусом R (см. фиг. 4), мишень которого вписана в вертикальный размер матрицы ПЗС с форматом: l/h=4/3 превосходит размер по горизонтали для «прямоугольного» сенсора на величину, равную 3/4×π.It is important to note that the outer circumference of the new “ring” photodetector with an external radius R (see Fig. 4), whose target is inscribed in the vertical size of the CCD with the format: l / h = 4/3 exceeds the horizontal size for the “rectangular” sensor by a value equal to 3/4 × π.
Это означает, что при одинаковой величине площади пиксела выигрыш в их количестве составляет показатель, который не менее 2,5 раз.This means that with the same pixel area, the gain in their number is an indicator that is at least 2.5 times.
Панорамный объектив 1-1 телевизионной камеры, как и в прототипе, предназначен для формирования оптического изображения кругового обзора («кольцевого» изображения).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).
В качестве близкого примера его технического решения можно считать панорамный зеркально-линзовый объектив, конструкция которого запатентована в России отечественными специалистами из Московского государственного университета геодезии и картографии [2].As a close example of its technical solution, we can consider a panoramic mirror-lens lens, the design of which was patented in Russia by Russian specialists from Moscow State University of Geodesy and Cartography [2].
Фотография кольцевого изображения, формируемого панорамным объективом, представлена на фиг. 3. Угловое поле в пространстве предметов для этого объектива составляет 360 градусов по азимуту и может достигать (75-80) градусов по углу места.A photograph of the annular image formed by the panoramic lens is shown in FIG. 3. The angular field in the space of objects for this lens is 360 degrees in azimuth and can reach (75-80) degrees in elevation.
Наличие пассивной (неинформативной) области в центре оптического кадра панорамного объектива подтверждает целесообразность выбора формы фотоприемника в пользу кругового кольца.The presence of a passive (non-informative) region in the center of the optical frame of the panoramic lens confirms the advisability of choosing the shape of the photodetector in favor of a circular ring.
Блок 1-4 «кольцевой» однострочной развертки видеосигнала, сигнальный процессор 1-5 и АЦП 1-6 целесообразно выполнить с использованием комплекта специализированных микросхем высокого уровня интеграции.Block 1-4 of the "ring" single-line scan of the video signal, the signal processor 1-5 and the ADC 1-6, it is advisable to perform using a set of specialized microcircuits with a high level of integration.
Блок 1-3 механического сканирования сенсора предназначен для выполнения пошагового перемещения фотоприемника 1-2 с интервалом по расстоянию, равным ширине одной «кольцевой» строки.Block 1-3 mechanical scanning of the sensor is designed to perform step-by-step movement of the photodetector 1-2 with an interval of distance equal to the width of one "ring" line.
Когда фотоприемник 1-2 находится в статичном (неподвижном) состоянии, осуществляется накопление сигнала изображения в светочувствительных пикселах его «кольцевой» однострочной фотоприемной области 1-2-1. При этом фотозатвор 1-2-2 сенсора на время накопления зарядов остается закрытым.When the photodetector 1-2 is in a static (stationary) state, the image signal is accumulated in the photosensitive pixels of its “ring” single-line photodetector region 1-2-1. At the same time, the 1-2-2 sensor shutter remains closed during the accumulation of charges.
Когда интервал накопления заканчивается, фотозатвор 1-2-2 открывается, осуществляется перенос накопленных зарядов в ячейки «кольцевого» регистра 1-2-3 и перемещение фотоприемника 1-2 на один шаг в радиальном направлении.When the accumulation interval ends, the shutter 1-2-2 opens, the accumulated charges are transferred to the cells of the "circular" register 1-2-3 and the photodetector 1-2 is moved one step in the radial direction.
Затем фотозатвор 1-2-2 сенсора вновь закрывается. В «кольцевой» фотоприемной области 1-2-1 сенсора начинается цикл накопления новой информационной строки изображения, а в «кольцевом» регистре 1-2-3 сенсора осуществляется поэлементное перемещение зарядовых пакетов предыдущей информационной строки по направлению к БПЗН 1-2-4 и формирование на выходе фотоприемника аналогового видеосигнала. Далее процесс повторяется.Then the 1-2-2 sensor shutter closes again. In the “ring” photodetector region 1-2-1 of the sensor, a cycle of accumulation of a new information line of the image begins, and in the “ring” register 1-2-3 of the sensor, the charge packets of the previous information line are moved element-wise towards BPZN 1-2-4 and formation of an analog video signal at the output of the photodetector. The process is then repeated.
Длительность накопления зарядов информационной строки определяется освещенностью контролируемого объекта и чувствительностью фотоприемника 1-2. Учитывая, что механическое сканирование сенсора осуществляется принципиально медленнее, чем электронное, телевизионная камера 1 может быть справедливо названа камерой малокадрового телевидения, а для ее нормальной работы может потребоваться и организация искусственной внешней подсветки объекта контроля.The duration of the accumulation of charges of the information line is determined by the illumination of the controlled object and the sensitivity of the photodetector 1-2. Given that the mechanical scanning of the sensor is essentially slower than the electronic, the television camera 1 can rightly be called a low-frame television camera, and for its normal operation, the organization of artificial external illumination of the control object may be required.
Очевидно, что при проектировании телевизионной камеры фотоприемник 1-2 может быть выполнен в составе блока 1-3.It is obvious that when designing a television camera, the photodetector 1-2 can be made as a part of block 1-3.
Устройство компьютерной системы для панорамного сканирования монохромного изображения (см. фиг. 1) работает следующим образом. Телевизионная камера 1 размещается на штативе (на фиг. 1 он не показан).The device of a computer system for panoramic scanning of a monochrome image (see Fig. 1) works as follows. The television camera 1 is placed on a tripod (in Fig. 1 it is not shown).
Панорамный объектив 1-1 формирует «кольцевое» оптическое контролируемой сцены, проецируя его на мишень 1-2-1 фотоприемника телевизионной камеры.The panoramic lens 1-1 forms an “annular” optical of the controlled scene, projecting it onto the target 1-2-1 of the photodetector of the television camera.
Фотоприемник 1-2 (см. фиг. 2) реализует «кольцевую» однострочную развертку зарядового изображения на фотоприемной области 1-2-1 с последующим поэлементным считыванием зарядовых пакетов в «кольцевом» регистре 1-2-3 и формированием на выходе БПЗН 1-2-4 напряжения видеосигнала в аналоговой форме.Photodetector 1-2 (see Fig. 2) implements a “ring” single-line scan of the charge image on the photodetector region 1-2-1, followed by element-by-element reading of charge packets in the “ring” register 1-2-3 and forming an output 1- 2-4 video signal voltage in analog form.
В результате фотоэлектрического и последующего аналого-цифрового преобразования видеосигнала на выходе телевизионной камеры 1 формируется цифровой телевизионный сигнал монохромного изображения.As a result of the photoelectric and subsequent analog-to-digital conversion of the video signal at the output of the television camera 1, a digital television signal of a monochrome image is generated.
По интерфейсу (например, USB 2,0) в оперативную память сервера 2 будет транслироваться цифровой видеосигнал «кольцевой» строки фотоприемника 1-2 при пошаговом перемещении самого фотоприемника на ширину пиксела этой строки.Via the interface (for example, USB 2.0), the digital video signal of the “ring” line of the photodetector 1-2 will be transmitted to the RAM of server 2 when the photodetector itself is moved stepwise by the pixel width of this line.
В результате в оперативную память сервера 2 будет занесена видеоинформация о «кольцевом» кадре, полученном при помощи «сканерной» записи составляющих его «кольцевых» строк.As a result, video information about the “ring” frame obtained using the “scanner” recording of the “ring” lines constituting it will be recorded in the RAM of server 2.
Допустим, что, как и в прототипе, горизонтальный угол поля зрения (γг) предъявляемого панорамного изображения составляет 60 градусов.Suppose that, as in the prototype, the horizontal angle of the field of view (γ g ) of the presented panoramic image is 60 degrees.
Тогда должно быть предусмотрено, что одна шестая часть каждой «кольцевой» строки из «кольцевого» кадра записывается в сервере 2 соответственно в один из шести массивов оперативной памяти на кадр.Then it should be provided that 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.
Предположим, что полное число «кольцевых» строк в «кольцевом» кадре составляет m. Механическое сканирование сенсора определяет режим формирования «кольцевого» кадра как медленный, т.е. малокадровый.Suppose that the total number of “ring” lines in a “ring” frame is m. The mechanical scanning of the sensor determines the mode of formation of the "ring" frame as slow, i.e. small frame.
Поэтому необходимое время записи всех m строк в сервере 2 составит несколько секунд, но вполне оправдано достигаемым результатом - поддержанием неизменного показателя угла места кругового обзора и оптимизацией фотоприемника для ведения такого обзора.Therefore, the required recording time of all m lines in server 2 will be several seconds, but it is completely justified by the achieved result - maintaining a constant indicator of the elevation angle of the circular view and optimizing the photodetector for such a review.
Далее, как и в прототипе, в сервере 2 при помощи элемента БПКП, реализующего возложенные на него функции программным путем, осуществляется операция считывания видеосигнала, а в результате - конвертирование «кольцевого» кадра в обычные «прямоугольные» кадры вещательного телевидения и возможность предоставления этой информации на выходе «сеть» сервера 2.Further, as in the prototype, in server 2, using the BPC element that implements the functions assigned to it programmatically, the video signal is read, and as a result, the “ring” frame is converted into ordinary “rectangular” frames of broadcast television and the ability to provide this information at the output of the "network" server 2.
Поэтому цифровой видеосигнал записи для каждого «кольцевого» кадра изображения преобразуется в 6 «прямоугольных» кадров, которые могут быть предложены в виде выбранной последовательности (см. фиг. 6) оператором компьютеров 3.Therefore, the digital video recording signal for each "ring" image frame is converted into 6 "rectangular" frames, which can be offered in the form of a selected sequence (see Fig. 6) by the computer operator 3.
Отметим, что операция считывания «прямоугольных» кадров включает и коррекцию геометрических искажений соответствующего участка панорамного изображения точно так же, как это имеет место в прототипе.Note that the operation of reading “rectangular” frames includes the correction of geometric distortions of the corresponding section of the panoramic image in the same way as in the prototype.
В настоящее время все элементы структурной схемы устройства компьютерной системы для панорамного сканирования монохромного изображения освоены или могут быть освоены отечественной промышленностью.Currently, all the elements of the structural diagram of the device of a computer system for panoramic scanning of a monochrome image are mastered or can be mastered by domestic industry.
Поэтому следует считать предлагаемое изобретение соответствующим требованию о промышленной применимости.Therefore, the present invention should be considered as meeting the requirement for industrial applicability.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. Патент РФ №2371880. МПК H04N 7/00. Способ панорамного телевизионного наблюдения и устройство для его осуществления. / В.М. Смелков // Б.И. - 2009. - №30.1. RF patent No. 2371880. IPC H04N 7/00. The method of panoramic television surveillance and device for its implementation. / V.M. Smelkov // B.I. - 2009. - No. 30.
2. Патент РФ №2185645. МПК G02B 13/06, G02B 17/08. Панорамный зеркально-линзовый объектив. / А.В. Куртов, В.А. Соломатин // Б.И. - 2002. - №20.2. RF patent No. 2185645. IPC G02B 13/06, G02B 17/08. Panoramic mirror lens. / A.V. Kurtov, V.A. Solomatin // B.I. - 2002. - No. 20.
3. Секен К., Томпсет М. Приборы с переносом заряда. Перевод с англ. - М.: «Мир», 1985.3. Sechen K., Thompset M. Instruments with charge transfer. Translation from English - M .: "World", 1985.
Claims (3)
где γг - горизонтальный угол поля зрения в градусах наблюдаемого оператором изображения, а само это преобразование выполняется программным путем, отличающееся тем, что телевизионная камера формирует «кольцевой» растр черно-белого изображения, при этом фотоприемник телевизионной камеры имеет форму кольца и содержит на его кристалле «кольцевую» однострочную фотоприемную область, «кольцевой» выходной регистр и БПЗН; в состав телевизионной камеры введен блок механического сканирования сенсора, который, будучи кинематически связан с фотоприемником, осуществляет его механическое сканирование в перпендикулярном направлении относительно неподвижной плоскости изображения панорамного объектива; при этом пятый выход блока развертки подключен к входу синхронизации блока механического сканирования фотоприемника.1. The device of a computer system for panoramic scanning of a monochrome image, containing a series-connected television camera and a server, which is the node of the local area network, to which two or more personal computers are connected, while the television camera contains sequentially located and optically connected panoramic lens and photodetector made by the technology of charge-coupled devices (CCD) and consisting of series-connected charge-coupled photo the receiving area, the output register and the charge-voltage conversion unit (BPS), as well as the video signal scanner and the signal processor and the analog-to-digital converter (ADC) connected in series, the output of which is the output of the television camera, the first output of the scan unit connected respectively to the control inputs of the photodetector region of the sensor, the second output of the scan unit to the control inputs of the output register of the sensor, the third output of the scan unit to the synchronization input of the signal processor fourth output scanner - to the clock input of the ADC, the signal processor exposure control output is connected to the control input scanner; a video card is installed in the expansion slot on the server’s motherboard, matched via the I / O channels, control and power supply with the server bus, containing a block for converting a “ring” frame into “rectangular” frames (BPKP), the input of which is connected to the output of the RAM block on frame, and the output to the output of the "network", and the number of "rectangular" frames corresponding to one current "ring" frame, satisfies the ratio:
where γ g is the horizontal angle of the field of view in degrees of the image observed by the operator, and this conversion is performed by software, characterized in that the television camera forms a “ring” raster of black and white image, while the photodetector of the television camera has the shape of a ring and contains on it a “ring” single-line photodetector region, a “ring” output register, and an SPS; a mechanical scanning unit of the sensor is introduced into the television camera, which, being kinematically connected with the photodetector, carries out its mechanical scanning in the perpendicular direction relative to the fixed image plane of the panoramic lens; the fifth output of the scanner is connected to the synchronization input of the mechanical scanning unit of the photodetector.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015108475/07A RU2579002C1 (en) | 2015-03-11 | 2015-03-11 | Computer system device for panoramic scanning of monochromatic image |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015108475/07A RU2579002C1 (en) | 2015-03-11 | 2015-03-11 | Computer system device for panoramic scanning of monochromatic image |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2579002C1 true RU2579002C1 (en) | 2016-03-27 |
Family
ID=55656973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015108475/07A RU2579002C1 (en) | 2015-03-11 | 2015-03-11 | Computer system device for panoramic scanning of monochromatic image |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2579002C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2673454C1 (en) * | 2018-01-23 | 2018-11-27 | Вячеслав Михайлович Смелков | Ring photo-receiver for panoramic television-computer scanning of monochrome image |
| RU2706008C1 (en) * | 2019-03-12 | 2019-11-13 | Вячеслав Михайлович Смелков | Computer system for panoramic scanning of a monochrome image |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3875330A (en) * | 1973-03-06 | 1975-04-01 | Aga Ab | Device for controlling the scanning in an infra-red imaging system |
| JPS5373147A (en) * | 1976-12-13 | 1978-06-29 | Sony Corp | Optical device of image pick-up apparatus |
| US5920337A (en) * | 1994-12-27 | 1999-07-06 | Siemens Corporate Research, Inc. | Omnidirectional visual image detector and processor |
| US7492391B1 (en) * | 2003-07-14 | 2009-02-17 | Arecont Vision, Llc. | Wide dynamic range network camera |
| RU2371880C1 (en) * | 2008-04-04 | 2009-10-27 | Вячеслав Михайлович Смелков | Panoramic video surveillance method and device for implementing thereof |
-
2015
- 2015-03-11 RU RU2015108475/07A patent/RU2579002C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3875330A (en) * | 1973-03-06 | 1975-04-01 | Aga Ab | Device for controlling the scanning in an infra-red imaging system |
| JPS5373147A (en) * | 1976-12-13 | 1978-06-29 | Sony Corp | Optical device of image pick-up apparatus |
| US5920337A (en) * | 1994-12-27 | 1999-07-06 | Siemens Corporate Research, Inc. | Omnidirectional visual image detector and processor |
| US7492391B1 (en) * | 2003-07-14 | 2009-02-17 | Arecont Vision, Llc. | Wide dynamic range network camera |
| RU2371880C1 (en) * | 2008-04-04 | 2009-10-27 | Вячеслав Михайлович Смелков | Panoramic video surveillance method and device for implementing thereof |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2673454C1 (en) * | 2018-01-23 | 2018-11-27 | Вячеслав Михайлович Смелков | Ring photo-receiver for panoramic television-computer scanning of monochrome image |
| RU2706008C1 (en) * | 2019-03-12 | 2019-11-13 | Вячеслав Михайлович Смелков | Computer system for panoramic scanning of a monochrome image |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2371880C1 (en) | Panoramic video surveillance method and device for implementing thereof | |
| 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 | |
| RU2723645C1 (en) | High-resolution panorama television surveillance computer system device | |
| RU2579002C1 (en) | Computer system device for panoramic scanning of monochromatic image | |
| US20240054613A1 (en) | Image processing method, imaging processing apparatus, electronic device, and storage medium | |
| RU2633758C1 (en) | Hypersensitive television camera for panoramic computer vision system | |
| KR101139661B1 (en) | Imaging apparatus and imaging method | |
| RU2673454C1 (en) | Ring photo-receiver for panoramic television-computer scanning of monochrome image | |
| RU2611424C1 (en) | Method of forming videosignal in "ring" photodetector for computer system of panoramic television surveillance | |
| RU2631830C1 (en) | Computer system of panoramic television observation | |
| RU2600308C1 (en) | Device of computer system for panoramic television surveillance | |
| RU2675245C1 (en) | Device of annular photodetector for panoramic television-computer scanning of color image | |
| RU2641287C1 (en) | Television camera of colour image for panoramic computer scanning | |
| RU2579003C1 (en) | Computer system device for panoramic colour image scanning | |
| RU2708630C1 (en) | Panoramic television surveillance computer system device | |
| RU2706008C1 (en) | Computer system for panoramic scanning of a monochrome image | |
| RU2578193C1 (en) | Device for computer system for all-round looking video surveillance of inner surface of pipes and pipelines of large diameter | |
| RU2615142C1 (en) | Method of forming videosignal in "ring" photodetector for computer system of panoramic television surveillance | |
| CN113810578A (en) | Camera module and display device under screen | |
| RU2675244C1 (en) | Ring photo-receiver of color image for panoramic television-computer monitoring | |
| RU2625164C1 (en) | Computer system device for panoramic television observation | |
| RU2564094C1 (en) | Apparatus for computer-based panoramic television surveillance system and photodetector arrangement therefor |