RU2594169C1 - Device of computer system for panoramic television surveillance - Google Patents

Device of computer system for panoramic television surveillance Download PDF

Info

Publication number
RU2594169C1
RU2594169C1 RU2015141789/07A RU2015141789A RU2594169C1 RU 2594169 C1 RU2594169 C1 RU 2594169C1 RU 2015141789/07 A RU2015141789/07 A RU 2015141789/07A RU 2015141789 A RU2015141789 A RU 2015141789A RU 2594169 C1 RU2594169 C1 RU 2594169C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
photodetector
output
ring
panoramic
input
Prior art date
Application number
RU2015141789/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Михайлович Смелков
Original Assignee
Вячеслав Михайлович Смелков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вячеслав Михайлович Смелков filed Critical Вячеслав Михайлович Смелков
Priority to RU2015141789/07A priority Critical patent/RU2594169C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2594169C1 publication Critical patent/RU2594169C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Studio Devices (AREA)

Abstract

FIELD: telecommunications.
SUBSTANCE: invention relates to panoramic video surveillance, which is carried out by a computer system by means of sensor of two "circular" photodetectors, in different ball layers surrounding spherical area. Result is achieved by that device includes a second panoramic lens, second photodetector, control inputs of which are combined with control inputs of first photodetector, as well as third panoramic lens, first optical gate arranged between second panoramic lens and first "circular" target of second photodetector, optically interconnected third panoramic lens, second optical gate and second "circular" target of second photodetector, realised on side of its substrate, second signal processor. That provides monitoring in real time in addition to one ball layer in two other ball layers.
EFFECT: technical result is increasing area of spatial spherical region, monitored by a television camera.
6 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к панорамному телевизионному наблюдению, которое выполняется компьютерной системой при помощи сенсора из двух «кольцевых» фотоприемников, в различных шаровых слоях окружающей сферической области. При этом для каждого из этих шаровых слоев телевизионный контроль ситуации в реальном времени осуществляется в пространственном угле 360 градусов по азимуту и десятки градусов по углу места.The invention relates to panoramic television surveillance, which is performed by a computer system using a sensor from two “ring” photodetectors, in different spherical layers of the surrounding spherical region. Moreover, for each of these spherical layers, real-time television control of the situation is carried out in a spatial angle of 360 degrees in azimuth and tens of degrees in elevation.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению следует считать устройство компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения [1], содержащее последовательно соединенные телевизионную камеру и сервер, являющийся узлом локальной вычислительной сети, к которому подключены два или более персональных компьютеров, при этом телевизионная камера состоит из последовательно расположенных и оптически связанных панорамного объектива и датчика цифрового телевизионного сигнала, который содержит в своем составе последовательно расположенные и связанные твердотельный фотоприемник и блок фотоприемника, обеспечивающий развертку аналогового видеосигнала фотоприемника и формирование на выходе телевизионной камеры цифрового телевизионного сигнала, а в разъем расширения на материнской плате сервера установлена плата видео, согласованная по каналам ввода/вывода, управлению и питанию с шиной сервера, содержащая блок преобразования «кольцевого» кадра в «прямоугольные» кадры (БПКП), вход которого подключен к выходу блока оперативной памяти на кадр, а выход - к выходу «сеть», причем число «прямоугольных» кадров, соответствующих одному текущему «кольцевому» кадру, удовлетворяет соотношению:The closest in technical essence to the claimed invention should be considered the device of a computer system for panoramic television surveillance [1], containing a series-connected television camera and a server, which is a node of the local area network, to which two or more personal computers are connected, while the television camera consists of sequentially located and optically coupled panoramic lens and digital television signal sensor, which contains the last solidly located and connected solid-state photodetector and photodetector unit, which provides a scan of the analog video signal of the photodetector and the formation of a digital television signal at the output of the television camera, and a video card is installed in the expansion slot on the server motherboard, matched through input / output channels, control and power supply with the server bus containing a block for converting a “ring” frame into “rectangular” frames (BPCP), the input of which is connected to the output of the RAM block per frame, and you move - to the output of the "network", and the number of "rectangular" frames corresponding to one current "ring" frame, satisfies the ratio:

Figure 00000001
Figure 00000001

где γг - горизонтальный угол поля зрения в градусах наблюдаемого оператором изображения, а само это преобразование выполняется программным путем; фотоприемник телевизионной камеры выполнен в виде кругового кольца по технологии приборов с зарядовой связью (ПЗС) и содержит на общем кремниевом кристалле фотоприемную область и выходной регистр сдвига, заканчивающийся блоком преобразования «заряд - напряжение» (БПЗН), при этом линейки светочувствительных и чередующиеся с ними линейки экранированных от света элементов фотоприемной области расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии и расположенному там выходному регистру сдвига, который является «кольцевым», причем число элементов в каждой «кольцевой» строке фотоприемной области равно числу элементов в его «кольцевом» регистре сдвига, а блок фотоприемника телевизионной камеры, формирующий «кольцевой» растр изображения, является блоком «кольцевой» развертки фотоприемника и формирования цифрового телевизионного сигнала.where γ g is the horizontal angle of the field of view in degrees observed by the operator of the image, and this conversion itself is performed programmatically; the photodetector of the television camera is made in the form of a circular ring according to the technology of charge-coupled devices (CCD) and contains a common photodetector region and an output shift register on a common silicon crystal, ending with a charge-voltage conversion unit (CPS), while the photosensitive lines and alternating with them the rulers of the photodetector region shielded from light are located along radial directions from the imaginary center of the circular ring to its outer periphery and the output register located there at the shift, which is “circular”, and the number of elements in each “ring” line of the photodetector region is equal to the number of elements in its “ring” shift register, and the photodetector unit of the television camera forming the “ring” image raster is a “ring” scan unit photodetector and the formation of a digital television signal.

Предполагается, что в состав упомянутого последним блока прототипа [1] входит непосредственно сам блок «кольцевой» развертки фотоприемника, а также последовательно соединенные сигнальный процессор и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), при этом информационный вход сигнального процессора подключен к выходу фотоприемника, а выход АЦП является выходом телевизионной камеры.It is assumed that the structure of the last prototype unit [1] directly includes the “ring” scan unit of the photodetector itself, as well as a signal processor and an analog-to-digital converter (ADC) connected in series, while the information input of the signal processor is connected to the output of the photodetector, and the output The ADC is the output of a television camera.

Недостаток прототипа - ограниченная область сферического пространства, наблюдаемая телевизионной камерой компьютерной системы.The disadvantage of the prototype is the limited area of spherical space observed by the television camera of a computer system.

Задачей изобретения является увеличение площади пространственной сферической области, контролируемой телевизионной камерой, путем выполнения наблюдения в реальном времени дополнительно к одному шаровому слою еще и в двух других шаровых слоях.The objective of the invention is to increase the area of the spatial spherical region, controlled by a television camera, by performing real-time monitoring in addition to one spherical layer in two other spherical layers.

Поставленная задача в заявляемом устройстве компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения решается тем, что в устройство компьютерной системы 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 состоит из последовательно расположенных и оптически связанных первого панорамного объектива и первого фотоприемника, управляющие входы которого подключены к соответствующим выходам блока «кольцевой» развертки фотоприемника, а выход первого фотоприемника подключен к информационному входу первого сигнального процессора, вход служебных импульсов которого подключен к соответствующему выходу блока «кольцевой» развертки фотоприемника, а выход управляющего сигнала - к первому входу управления блока «кольцевой» развертки фотоприемника, выход синхроимпульсов которого подключен к АЦП, выход которого является выходом телевизионной камеры; при этом в разъем расширения на материнской плате сервера установлена плата видео, согласованная по каналам ввода/вывода, управлению и питанию с шиной сервера, содержащая первый БПКП, вход которого подключен к выходу первого блока оперативной памяти на кадр, а выход - к выходу «сеть» сервера, причем число «прямоугольных» кадров, соответствующих одному текущему «кольцевому» кадру, удовлетворяет соотношению (1), при этом первый фотоприемник телевизионной камеры, выполненный в виде кругового кольца по технологии ПЗС, содержит на общем кремниевом кристалле фотоприемную область и выходной регистр сдвига, заканчивающийся БПЗН, при этом линейки светочувствительных и чередующиеся с ними линейки экранированных от света элементов фотоприемной области расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии и расположенному там выходному регистру сдвига, который является «кольцевым», причем число элементов в каждой «кольцевой» строке фотоприемной области первого фотоприемника равно числу элементов в его «кольцевом» регистре сдвига, введены второй панорамный объектив, второй фотоприемник с технологической организацией, как и у первого фотоприемника, и объединенные между собой управляющие входы, а также третий панорамный объектив, первый оптический затвор, расположенный между вторым панорамным объективом и первой «кольцевой» мишенью второго фотоприемника, оптически связанные между собой третий панорамный объектив, второй оптический затвор и вторая «кольцевая» мишень второго фотоприемника, реализованная со стороны его подложки, второй сигнальный процессор, информационный вход которого подключен к выходу второго фотоприемника, вход служебных импульсов второго сигнального процессора объединен с соответствующим входом первого сигнального процессора, а выход управляющего сигнала второго сигнального процессора подключен ко второму входу управления блока «кольцевой» развертки фотоприемника; блок управления затворами, управляющий вход которого подключен к выходу кадровых синхроимпульсов блока «кольцевой» развертки фотоприемника, первый выход блока управления затворами подключен к управляющему входу первого оптического затвора, а второй выход блока управления затворами - к управляющему входу второго оптического затвора; а также мультиплексор, первый информационный вход которого подключен к выходу видеосигнала первого сигнального процессора, второй информационный вход мультиплексора - к выходу видеосигнала второго сигнального процессора, вход синхронизации мультиплексора - к соответствующему выходу блока «кольцевой» развертки фотоприемника, а выход мультиплексора - к информационному входу АЦП, причем в кристаллах обоих фотоприемников имеется разрез (сквозной шлиц), выполненный в радиальном направлении от воображаемого центра кольца к его внешней периферии, в расположение между БПЗН и первым элементом «кольцевого» регистра сдвига, при этом первый и второй фотоприемник при консольном соединении в шлиц под углом 90° образуют сенсорный блок телевизионной камеры, причем экспонирование первой и второй «кольцевых» мишеней второго фотоприемника осуществляется поочередно в течение интервала активной части кадра для каждой мишени, а в плату видео, расположенную на материнской плате сервера, дополнительно к этому введены трехканальный демультиплексор, второй БПКП, вход которого подключен к выходу второго блока оперативной памяти на кадр, третий БПКП, вход которого подключен к выходу третьего блока оперативной памяти на кадр, а выходы второго и третьего БПКП - к выходу «сеть» сервера, причем для второго и третьего БПКП число «прямоугольных» кадров, соответствующих одному текущему «кольцевому» кадру, удовлетворяет соотношению (1).The problem in the inventive device of a computer system for panoramic television surveillance is solved by the fact that in the device of a computer system of the prototype [1], containing a series-connected television camera and a server, which is a node of the local area network, to which two or more personal computers are connected, while the television camera consists of sequentially located and optically coupled first panoramic lens and the first photodetector, the control inputs of which are connected s to the corresponding outputs of the “circular” scan unit of the photodetector, and the output of the first photodetector is connected to the information input of the first signal processor, the input of service pulses of which is connected to the corresponding output of the “ring” scan unit of the photodetector, and the output of the control signal to the first control input of the “ring” unit »Scan of the photodetector, the sync output of which is connected to the ADC, the output of which is the output of the television camera; at the same time, 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 the first BPKP, the input of which is connected to the output of the first RAM block per frame, and the output to the network output "The server, and the number of" rectangular "frames corresponding to one current" ring "frame satisfies the relation (1), while the first photodetector of a television camera made in the form of a circular ring using CCD technology contains silicon on a common In the case of a crystal, the photodetector region and the output shift register ending in OCR, while the lines of photosensitive and alternating lines of light-shielded elements of the photodetector region are located along radial directions from the imaginary center of the circular ring to its outer periphery and the output shift register located there, which is " ring ", and the number of elements in each" ring "line of the photodetector region of the first photodetector is equal to the number of elements in its" ring "register moving, a second panoramic lens, a second photodetector with technological organization, like that of the first photodetector, and combined control inputs, as well as a third panoramic lens, the first optical shutter located between the second panoramic lens and the first “ring” target of the second photodetector, were introduced optically interconnected a third panoramic lens, a second optical shutter and a second “ring” target of the second photodetector, realized from the side of its substrate, the second signal process Having an information input coupled to an output of the second photodetector, a second pulse input service signal processor integrated with the respective input of the first signal processor, and a control signal output of the second signal processor connected to the second input of the control unit "ring" sweep photodetector; a gate control unit, the control input of which is connected to the output of the frame sync pulses of the “circular” scan detector unit, the first output of the gate control unit is connected to the control input of the first optical shutter, and the second output of the gate control unit is connected to the control input of the second optical shutter; as well as a multiplexer, the first information input of which is connected to the video signal output of the first signal processor, the second information input of the multiplexer - to the video signal output of the second signal processor, the multiplexer synchronization input - to the corresponding output of the “ring” scan unit of the photodetector, and the multiplexer output - to the information input of the ADC moreover, in the crystals of both photodetectors there is a cut (through slot) made in the radial direction from the imaginary center of the ring to its outer ne iferea, to the location between the FET and the first element of the “annular” shift register, the first and second photodetectors, when cantileverly connected to the slot at an angle of 90 °, form the sensor unit of the television camera, the first and second “ring” targets of the second photodetector being exposed alternately in the interval interval of the active part of the frame for each target, and in the video card located on the server motherboard, in addition to this, a three-channel demultiplexer, a second BPC, the input of which is connected the output of the second block of RAM per frame, the third BPCP, the input of which is connected to the output of the third block of RAM per frame, and the outputs of the second and third BPCP to the output of the "network" of the server, and for the second and third BPCP the number of "rectangular" frames corresponding to one current "ring" frame, satisfies the relation (1).

В заявляемом решении второй фотоприемник сенсорного блока, как и первый его фотоприемник, реализуют «кольцевой» растр телевизионного изображения по методу «кольцевой строчный перенос».In the claimed solution, the second photodetector of the sensor unit, like its first photodetector, implements a "ring" raster of a television image by the method of "ring horizontal transfer".

Важно подчеркнуть, что для этих фотоприемников могут быть применены те же управляющие сигналы, которые используются для организации «прямоугольной» развертки в матрицах ПЗС строчного переноса.It is important to emphasize that for these photodetectors the same control signals can be applied that are used to organize a “rectangular” scan in horizontal transfer CCD matrices.

Совокупность известных и новых признаков заявляемого устройства компьютерной системы не известна из уровня техники, поэтому предлагаемое техническое решение соответствует критерию новизны.The combination of known and new features of the claimed device of a computer system is not known from the prior art, therefore, the proposed technical solution meets the criterion of novelty.

Телевизионная камера заявляемого устройства компьютерной системы панорамного наблюдения формирует на выходе мультиплексный цифровой телевизионный сигнал «кольцевого» изображения.A television camera of the claimed device of a computer system for panoramic observation generates at the output a multiplex digital television signal of the "ring" image.

Первая составляющая мультиплексного сигнала состоит из двух последовательных телевизионных кадров, сформированных в традиционном режиме непрерывного экспонирования мишени первого фотоприемника со стороны электродов.The first component of the multiplex signal consists of two consecutive television frames formed in the traditional mode of continuous exposure of the target of the first photodetector from the side of the electrodes.

Вторая же составляющая мультиплексного сигнала включает в себя два телевизионных кадра, полученных в результате поочередного экспонирования первой мишени второго фотоприемника (со стороны электродов) и второй его мишени (со стороны подложки кристалла).The second component of the multiplex signal includes two television frames obtained by alternately exposing the first target of the second photodetector (from the side of the electrodes) and its second target (from the side of the crystal substrate).

Последующее в сервере трехканальное демультиплексирование входного телевизионного сигнала позволяет в итоге принципиально увеличить площадь пространственной сферической области, контролируемой телевизионной камерой. Поэтому предлагаемое техническое решение соответствует критерию о наличии изобретательского уровня.The subsequent three-channel demultiplexing of the input television signal in the server allows, as a result, to fundamentally increase the area of the spatial spherical region controlled by the television camera. Therefore, the proposed solution meets the criterion of the presence of an inventive step.

Представляет интерес оценка чувствительности сенсорного блока 1-2. Световая или энергетическая чувствительность фотоприемника определяется минимально допустимой, т.е. пороговой освещенностью на объекте, при которой обеспечивается заданное качество изображения.It is of interest to evaluate the sensitivity of the sensor unit 1-2. The light or energy sensitivity of the photodetector is determined by the minimum acceptable, i.e. threshold illumination at the object, at which the specified image quality is ensured.

Воспользуемся известным выражением для пороговой освещенности сцены в реальной ситуации обнаружение и опознавания фотоприемником малоконтрастных объектов [2, с. 94], которое в нашем случае выглядит так:We use the well-known expression for the threshold illumination of a scene in a real situation, the detection and recognition of low-contrast objects by a photodetector [2, p. 94], which in our case looks like this:

Figure 00000002
Figure 00000002

где N=2·1012 - потенциально доступное ПЗС количество фотонов на площади в 1 см2 за время в 1 с при равномерном спектре и освещенности в видимом диапазоне в 1 лк;where N = 2 · 10 12 is the potentially available CCD number of photons in an area of 1 cm 2 for a time of 1 s with a uniform spectrum and illumination in the visible range of 1 lux;

ko - коэффициент отражения объекта;k o - reflection coefficient of the object;

kф - коэффициент отражения фона;k f - reflection coefficient of the background;

Δ2 - площадь пиксела;Δ 2 is the area of the pixel;

Тн - время накопления;T n - accumulation time;

η - квантовый выход;η is the quantum yield;

Ψпор - пороговое отношение сигнал/шум;Ψ pore - threshold signal-to-noise ratio;

D - диаметр входного зрачка объектива;D is the diameter of the entrance pupil of the lens;

Figure 00000003
- фокусное расстояние объектива;
Figure 00000003
- focal length of the lens;

τ1 - коэффициент пропускания объектива;τ 1 - transmittance of the lens;

τ2 - коэффициент пропускания электронного затвора, который необходимо учитывать применительно к заявляемому устройству.τ 2 - transmittance of the electronic shutter, which must be taken into account in relation to the claimed device.

Для мишени первого фотоприемника сенсорного блока 1-2 величина пороговой освещенности совпадает с аналогичным показателем для прототипа, т.к. имеем одинаковы показатели всех параметров: Ν, ko, kф, Тн, Ψпор, D,

Figure 00000003
, τ1, Δ2.For the target of the first photodetector of the sensor unit 1-2, the threshold illumination value coincides with the same indicator for the prototype, because we have the same indicators of all parameters: Ν, k o , k f , T n , Ψ then , D,
Figure 00000003
, τ 1 , Δ 2 .

Для первой мишени второго фотоприемника (со стороны электродов), см. фиг. 3, по сравнению с прототипом имеют место незначительные потери в чувствительности за счет коэффициента пропускания электронного затвора τ2, который априори меньше единицы.For the first target of the second photodetector (from the side of the electrodes), see FIG. 3, compared with the prototype, there are slight losses in sensitivity due to the transmittance of the electronic shutter τ 2 , which is a priori less than unity.

Зато для второй мишени второго фотоприемника (со стороны подложки), см. фиг. 4, появляется существенный выигрыш в параметре квантового выхода (η) по причине удаления на пути фотонов металлических электродов. А это в совокупности заведомо компенсирует потери чувствительности за счет показателя τ2.But for the second target of the second photodetector (from the substrate side), see FIG. 4, a significant gain appears in the parameter of quantum yield (η) due to the removal of metal electrodes in the path of photons. And this in aggregate deliberately compensates for the loss of sensitivity due to the parameter τ 2 .

С другой стороны, при использовании заявляемого устройства компьютерной системы панорамного наблюдения в охранных целях, где вполне приемлемо черно-белое изображение сцены, разумно кристалл каждого фотоприемника сенсорного блока 1-2 телевизионной камеры выполнить не основе кремния, а на основе полупроводника из арсенида галлия. Тогда физически реально достигнуть без охлаждения красной границы спектральной характеристики 1,7 мкм и даже 2,2 мкм [2, с. 113], а в результате получить выигрыш в чувствительности по обоим каналам.On the other hand, when using the inventive device of a computer system for panoramic observation for security purposes, where a black and white image of the scene is quite acceptable, it is reasonable to make the crystal of each photodetector of the sensor unit 1-2 of the television camera not based on silicon, but based on a gallium arsenide semiconductor. Then it is physically realistic to achieve without cooling the red boundary of the spectral characteristic of 1.7 μm and even 2.2 μm [2, p. 113], and as a result gain gain in sensitivity through both channels.

На фиг. 1 приведена структурная схема заявляемого устройства компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения; на фиг. 2 приведена схема организации первого и второго фотоприемников; на фиг. 3 - фрагмент мишени второго фотоприемника, иллюстрирующий режим экспонирования со стороны электродов кристалла; на фиг. 4 - фрагмент мишени второго фотоприемника в режиме экспонирования со стороны подложки кристалла; на фиг. 5, по данным [3], представлена фотография изображения, полученного при помощи отечественного панорамного зеркально-линзового объектива; на фиг. 6-7 представлены соответственно конструкция электрохромной ячейки и ее светорегулирующая характеристика при использовании этой ячейки в качестве первого и второго оптических затворов; на фиг. 8а и 8б изображены эпюры напряжений, обеспечивающих управление первым и вторым оптическими затворами, которые выполнены по технологии электрохромной ячейки; на фиг. 9 - фрагмент организации фотоприемника (первого и второго), иллюстрирующий подробности его конструкции применительно к монохромному сенсору, а на фиг. 10 - то же самое применительно к сенсору цветного изображения.In FIG. 1 shows a structural diagram of the inventive device of a computer system for panoramic television surveillance; in FIG. 2 shows a diagram of the organization of the first and second photodetectors; in FIG. 3 is a fragment of the target of the second photodetector, illustrating the exposure mode from the side of the crystal electrodes; in FIG. 4 is a fragment of the target of the second photodetector in the exposure mode from the side of the crystal substrate; in FIG. 5, according to [3], a photograph of an image obtained using a domestic panoramic mirror-lens lens is presented; in FIG. 6-7 show, respectively, the design of the electrochromic cell and its light control characteristic when using this cell as the first and second optical shutters; in FIG. 8a and 8b depict voltage plots for controlling the first and second optical shutters, which are made using electrochromic cell technology; in FIG. 9 is a fragment of the organization of the photodetector (first and second), illustrating the details of its design as applied to a monochrome sensor, and in FIG. 10 is the same for a color image sensor.

Устройство компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения, см. фиг. 1 и фиг. 2, 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 в состав телевизионной камеры 1 входит первый панорамный объектив 1-1, сенсорный блок 1-2, содержащий первый и второй фотоприемник, блок 1-3 «кольцевой» развертки фотоприемника, первый сигнальный процессор 1-4, АЦП 1-5, выход которого является выходом телевизионной камеры, а также второй панорамный объектив 1-6, третий панорамный объектив 1-7, второй сигнальный процессор 1-8, первый оптический затвор 1-9, второй оптический затвор 1-10, блок управления затворами 1-11 и мультиплексор 1-12, причем управляющие входы первого и второго фотоприемника сенсорного блока 1-2 подключены к выходам импульсных напряжений блока 1-3, выход первого фотоприемника - к первому информационному входу сигнального процессора 1-4, а выход второго фотоприемника - к первому информационному входу сигнального процессора 1-8, вход служебных импульсов которого объединен с входом служебных импульсов сигнального процессора 1-4 и подключен к соответствующему выходу блока 1-3, первый управляющий вход которого подключен к выходу управления первого сигнального процессора 1-4, а второй управляющий вход блока 1-3 - к выходу управления второго сигнального процессора 1-8; выход кадровых синхроимпульсов блока 1-3 подключен к управляющему входу блока 1-11 управления затворами, первый выход которого подключен к управляющему входу оптического затвора 1-9, а второй выход блока 1-11 - к управляющему входу оптического затвора 1-10, причем первый и второй фотоприемник сенсорного блока 1-2 1 выполнены по технологии ПЗС в виде кругового кольца, а каждый из них содержит на общем кремниевом кристалле фотоприемную область 1-2-1, являющуюся со стороны электродов «кольцевой» мишенью для первого фотоприемника и соответственно первой «кольцевой» мишенью для второго фотоприемника, а со стороны подложки кристалла - второй «кольцевой» мишенью для второго фотоприемника, а также выходной регистр сдвига 1-2-2, заканчивающийся БПЗН 1-2-3, при этом на кристалле как первого, так и второго фотоприемника выполнен радиальный разрез (сквозной шлиц), необходимый для конструктивного объединения по методу консольного соединения в шлиц под углом 90° в составе сенсорного блока 1-2 (на фиг. 2 этому разрезу присвоена позиция 1-2-4); первый оптический затвор 1-9 расположен между вторым панорамным объективом 1-6 и первой «кольцевой» мишенью второго фотоприемника, а второй оптический затвор 1-10 - между третьим панорамным объективом 1-7 и второй «кольцевой» мишенью второго фотоприемника; выход первого сигнального процессора 1-4 подключен к первому информационному входу мультиплексора 1-12, выход второго сигнального процессора 1-8 - ко второму информационному входу мультиплексора 1-12, вход синхронизации которого - к соответствующему выходу блока 1-3, а выход мультиплексора 1-12 - к информационному входу АЦП 1-5; при этом на материнской плате сервера 2 установлена плата видео, выполняющая демультиплексирование входного цифрового телевизионного сигнала на три канала с последующей записью каждого из «кольцевых» видеосигналов в соответствующую (одну из трех) оперативную память сервера и преобразование первого, второго и третьего «кольцевых» кадров в «прямоугольные» кадры, причем число «прямоугольных» кадров, соответствующих одному текущему «кольцевому» кадру, удовлетворяет соотношению (1).The device of a computer system for panoramic television surveillance, see FIG. 1 and FIG. 2, 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 having a first panoramic lens 1-1, a sensor unit 1-2 comprising the first and second photodetector, a “ring” scan 1-3 unit of the photodetector, the first signal processor 1-4, ADC 1-5, the output of which is the output of the television camera, as well as the second panoramic lens 1-6, the third panoramic lens 1- 7, sec the signal processor 1-8, the first optical shutter 1-9, the second optical shutter 1-10, the gate control unit 1-11 and the multiplexer 1-12, and the control inputs of the first and second photodetector of the sensor unit 1-2 are connected to the pulse voltage outputs unit 1-3, the output of the first photodetector is to the first information input of the signal processor 1-4, and the output of the second photodetector is to the first information input of the signal processor 1-8, the service pulse input of which is combined with the service pulse input of the signal processor 1-4 and connected to the corresponding output of unit 1-3, the first control input of which is connected to the control output of the first signal processor 1-4, and the second control input of unit 1-3 - to the control output of the second signal processor 1-8; the output of the frame sync pulses of unit 1-3 is connected to the control input of the gate control unit 1-11, the first output of which is connected to the control input of the optical shutter 1-9, and the second output of block 1-11 is connected to the control input of the optical shutter 1-10, the first and the second photodetector of the sensor unit 1-2 1 are made using CCD technology in the form of a circular ring, and each of them contains a photodetector region 1-2-1 on the common silicon crystal, which is a ring target for the first photodetector and, accordingly, the first the first “ring” target for the second photodetector, and from the side of the crystal substrate, the second “ring” target for the second photodetector, as well as the output shift register 1-2-2, ending with CPS 1-2-3, while on the crystal as the first, the second photodetector has a radial section (through slot), which is necessary for constructive integration by the method of cantilever connection into the slot at an angle of 90 ° as a part of the sensor unit 1-2 (in FIG. 2 position 1-2-4) has been assigned to this section; the first optical shutter 1-9 is located between the second panoramic lens 1-6 and the first "ring" target of the second photodetector, and the second optical shutter 1-10 is between the third panoramic lens 1-7 and the second "ring" target of the second photodetector; the output of the first signal processor 1-4 is connected to the first information input of the multiplexer 1-12, the output of the second signal processor 1-8 is connected to the second information input of the multiplexer 1-12, the synchronization input of which is to the corresponding output of unit 1-3, and the output of multiplexer 1 -12 - to the information input of the ADC 1-5; at the same time, a video card is installed on the server 2 motherboard, which performs demultiplexing of the input digital television signal into three channels, followed by the recording of each of the “ring” video signals into the corresponding (one of three) RAM of the server and the conversion of the first, second and third “ring” frames into “rectangular” frames, and the number of “rectangular” frames corresponding to one current “ring” frame satisfies relation (1).

Первый панорамный объектив 1-1, второй панорамный объектив 1-6 и третий панорамный объектив 1-7 телевизионной камеры предназначены для формирования оптических изображений кругового обзора для трех различных шаровых слоев контролируемого пространства, например для телевизионного оператора, это может быть соответствующее пространство спереди, справа и слева от него.The first panoramic lens 1-1, the second panoramic lens 1-6 and the third panoramic lens 1-7 of the television camera are used to form optical images of circular view for three different spherical layers of the controlled space, for example, for a television operator, this may be the corresponding space in front, on the right and to his left.

В качестве технического решения для панорамных объективов 1-1, 1-6 и 1-7, совпадающих с аналогичным решением для прототипа, может быть предложен панорамный зеркально-линзовый объектив, конструкция которого запатентована в России отечественными специалистами из Московского государственного университета геодезии и картографии [3].As a technical solution for panoramic lenses 1-1, 1-6 and 1-7, which coincide with a similar solution for the prototype, a panoramic mirror-lens lens can be proposed, the design of which is patented in Russia by Russian specialists from Moscow State University of Geodesy and Cartography [ 3].

Фотография кольцевого изображения, формируемого панорамным объективом, представлена на фиг. 5. 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. 5. 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.

Отметим, что сенсорный блок 1-2 может быть «источником» как монохромного (черно-белого) видеосигнала, так и сигнала цветного изображения. Конструкции мишеней этих приборов показаны на фиг. 9 и на фиг. 10 соответственно. Особенности цветного варианта прибора здесь не комментируется, т.к. были ранее подробно изложены заявителем в его патенте [5].Note that the sensor unit 1-2 can be a “source” of both a monochrome (black and white) video signal and a color image signal. The target designs of these devices are shown in FIG. 9 and in FIG. 10 respectively. Features of the color version of the device are not commented here, because were previously described in detail by the applicant in his patent [5].

Для «кольцевых» фотоприемников заявляемого устройства, как и для фотоприемника прототипа, электроды переноса на «кольцевых мишенях и в «кольцевых» регистрах сдвига могут быть выполнены с геометрической формой не в виде прямоугольника, а в виде части кругового кольца. Несомненно, что это предоставит и определенные преимущества при изготовлении «кольцевого» фотоприемника по технологии ПЗС.For the "ring" photodetectors of the claimed device, as well as for the photodetector of the prototype, the transfer electrodes on the "ring targets and in the" ring "shift registers can be made with a geometric shape not in the form of a rectangle, but as a part of a circular ring. Undoubtedly, this will provide certain advantages in the manufacture of the “ring” photodetector using CCD technology.

Первый оптический затвор 1-9 и второй оптический затвор 1-10 предназначены для поочередного импульсного экспонирования первой и второй «кольцевых» мишеней второго фотоприемника сенсорного блока 1-2.The first optical shutter 1-9 and the second optical shutter 1-10 are designed for alternately pulse exposure of the first and second "ring" targets of the second photodetector of the sensor unit 1-2.

Оптические затворы 1-9 и 1-10 могут быть реализованы в виде светорегулирующих ячеек, которые обеспечивают управляемое скачкообразное изменение облученности мишеней второго фотоприемника и могут быть выполнены по технологии электрохромной ячейки [4].Optical shutters 1–9 and 1–10 can be implemented as light-regulating cells, which provide a controlled abrupt change in the irradiation of the targets of the second photodetector and can be performed using electrochromic cell technology [4].

Такая ячейка (см. фиг. 6) представляет собой два плоскопараллельных стекла толщиной 2,5 мм, соединенные между собой в кювету так, что между внутренними поверхностями стекол образован зазор порядка 0,1-0,2 мм, заполненный электрохромным материалом ЭХМ-11. Внутренние поверхности стекол покрыты токопроводящим покрытием и образуют электроды, выводы которых расположены снаружи ячейки.Such a cell (see Fig. 6) consists of two plane-parallel glasses 2.5 mm thick, interconnected in a cuvette so that between the inner surfaces of the glasses a gap of the order of 0.1-0.2 mm is formed, filled with electrochromic material EHM-11 . The inner surfaces of the glasses are coated with a conductive coating and form electrodes, the terminals of which are located outside the cell.

Световая характеристика ячейки (см. фиг. 7) определяется свойствами электрохромной жидкости. Изменение коэффициента пропускания от τmax (70%) до τmin (1÷1,5%) составляет для большинства разработанных в советское время ячеек величину τmaxmin=70÷150 при подаче на выводы постоянного напряжения U, величина которого составляет около 1,2 В.The light characteristic of the cell (see Fig. 7) is determined by the properties of the electrochromic liquid. The change in the transmittance from τ max (70%) to τ min (1 ÷ 1.5%) for most cells developed during the Soviet era is τ max / τ min = 70 ÷ 150 when a constant voltage U is applied to the terminals, the value of which is about 1.2 V.

Необходимо улучшить параметры ячеек, а именно: уменьшить τmin, и, что важнее в первую очередь, - увеличить τmax.It is necessary to improve the parameters of the cells, namely: reduce τ min , and, more importantly, in the first place, increase τ max .

Важно отметить, что физическое быстродействие изменения коэффициента пропускания такой ячейки позволяет обеспечить управление параметром с частотой 50 Гц.It is important to note that the physical speed of the change in the transmittance of such a cell allows the parameter to be controlled at a frequency of 50 Hz.

Для заявляемого устройства панорамные объективы 1-6 и 1-7 должны иметь одинаковые технические параметры. Эта особенность распространяется и на оптические затворы 1-9 и 1-10. Поэтому целесообразно второй панорамный объектив 1-6 и первый оптический затвор 1-9, а также соответственно третий панорамный 1-7 и второй оптический затвор 1-10 выполнить в составе одного оптического прибора.For the inventive device, panoramic lenses 1-6 and 1-7 must have the same technical parameters. This feature extends to optical shutters 1-9 and 1-10. Therefore, it is advisable to perform the second panoramic lens 1-6 and the first optical shutter 1-9, as well as the third panoramic 1-7 and the second optical shutter 1-10, respectively, as part of one optical device.

Блок 1-11 управления затворами задает необходимую импульсную коммутацию ячеек с периодом кадров Тк.. Эпюры выходных сигналов представлены на фиг. 8а и 8б соответственно. Целесообразно блок 1-11 управления затворами интегрировать в состав блока 1-3.Block 1-11 control gates sets the necessary pulse switching cells with a frame period T to . The output waveforms are shown in FIG. 8a and 8b, respectively. It is advisable to integrate the gate control unit 1-11 into the composition of the unit 1-3.

Первый 1-4 и второй 1-8 сигнальные процессоры ничем не отличаются сигнального процессора прототипа [1]. Очевидно, что блоки 1-4 и 1-8 целесообразно выполнить в виде двухканального процессора.The first 1-4 and second 1-8 signal processors are no different from the signal processor of the prototype [1]. It is obvious that blocks 1-4 and 1-8 are expediently implemented as a two-channel processor.

Устройство компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения (см. фиг. 1) работает следующим образом.The device of a computer system for panoramic television surveillance (see Fig. 1) works as follows.

Предположим, что телевизионная камера 1 должна располагаться на некоторой высоте относительно Земли. Пусть для этого конструкторское решение сенсорного блока 1-2 в составе телевизионной камеры 1 реализовано так, что ось визирования первого панорамного объектива 1-1, а следовательно, и оптическая ось «кольцевой мишени первого фотоприемника направлена по горизонтали вперед. Тогда, по отношению к этому направлению, ось визирования второго панорамного объектива 1-6 будет ориентирована влево по горизонтали, а ось визирования третьего панорамного объектива 1-7 - по горизонтали вправо. Это означает, что точно так же будут ориентированы и оптические оси первой и второй «кольцевых» мишеней второго фотоприемника.Suppose that the television camera 1 should be located at a certain height relative to the Earth. Let for this, the design solution of the sensor unit 1-2 as part of the television camera 1 is implemented so that the axis of sight of the first panoramic lens 1-1, and therefore the optical axis «of the annular target of the first photodetector, is directed horizontally forward. Then, with respect to this direction, the axis of sight of the second panoramic lens 1-6 will be oriented to the left horizontally, and the axis of sight of the third panoramic lens 1-7 will be horizontally to the right. This means that the optical axes of the first and second “ring” targets of the second photodetector will be oriented in exactly the same way.

Экспонирование «кольцевой» мишени первого фотоприемника производится непрерывно. Поэтому на выходе первого сигнального процессора 1-4 формируется аналоговый видеосигнал «кольцевого» кадра, который ничем не отличается от видеосигнала прототипа [1].Exposure of the “ring” target of the first photodetector is continuous. Therefore, at the output of the first signal processor 1-4, an analog video signal of the “ring” frame is formed, which is no different from the video signal of the prototype [1].

Экспонирование же «кольцевых» мишеней второго фотоприемника осуществляется в импульсном режиме при помощи оптических затворов 1-9 и 1-10. Эти оптические затворы обеспечивают поочередное кадровое накопление информационных зарядов на первой и второй «кольцевых» мишенях второго фотоприемника. Т.е., когда пропорционально освещенности панорамного сюжета идет процесс сбора зарядовых пакетов на первой его мишени, на второй его мишени он отсутствует, и наоборот.Exposure of the "ring" targets of the second photodetector is carried out in a pulsed mode using optical shutters 1-9 and 1-10. These optical shutters provide sequential personnel accumulation of information charges on the first and second "ring" targets of the second photodetector. That is, when the process of collecting charge packets on its first target is in proportion to the illumination of the panoramic plot, it is absent on its second target, and vice versa.

В таком же режиме кадровой поочередности второй фотоприемник сенсорного блока 1-2 реализует «кольцевую» развертку зарядового изображения на мишени 1-2-1 с последующим поэлементным считыванием зарядовых пакетов каждой строки в «кольцевом» регистре сдвига 1-2-2 и с формированием на выходе БПЗН 1-2-3 напряжения мультиплексного видеосигнала. Это означает, что на выходе второго сигнального процессора 1-8 будет вырабатываться аналоговый видеосигнал чередующихся «кольцевых» кадров.In the same frame-by-frame mode, the second photodetector of the sensor block 1-2 implements a “ring” scan of the charge image on the target 1-2-1 with subsequent element-by-element reading of the charge packets of each row in the “ring” shift register 1-2-2 and with the formation of output BPZN 1-2-3 voltage multiplex video signal. This means that at the output of the second signal processor 1-8, an analog video signal of alternating “ring” frames will be generated.

Далее выходные видеосигналы обоих процессоров при помощи мультиплексора 1-12 объединяются на одну линию, чередуясь с периодом 2Τк. Именно с таким периодом действует сигнал синхронизации для мультиплексора 1-12.Further, the output video signals of both processors using multiplexer 1-12 are combined to one line alternately with a period to 2Τ. It is with this period that the synchronization signal for multiplexer 1-12 acts.

Затем в АЦП 1-5 аналоговый мультиплексный видеосигнал преобразуется в мультиплексный цифровой телевизионный сигнал (мультиплексный ЦТС) «кольцевого» кадра и поступает на выход телевизионной камеры.Then, in the 1-5 analog-to-digital converter, the analog multiplex video signal is converted into a multiplex digital television signal (multiplex DTC) of the “ring” frame and is output to the television camera.

Затем этот ЦТС по интерфейсу (например, USB 2,0) передается на сервер 2, где (на плате видео) выполняется его демультиплексирование на три канала с последующей записью видеоинформации каждого канала соответственно в первый, второй и третий блоки оперативной памяти на кадр.Then this DTS is transmitted via an interface (for example, USB 2.0) to server 2, where (on the video board) it is demultiplexed into three channels, followed by recording video information of each channel in the first, second, and third blocks of RAM per frame.

Предположим, что, как и в прототипе, горизонтальный угол поля зрения (γг) предъявляемого оператору изображения составляет 60°. Тогда должно быть предусмотрено, что одна шестая часть каждой «кольцевой» строки как первого, так второго и третьего «кольцевых» кадров, записывается в сервере 2 соответственно в один из шести массивов оперативной памяти на кадр.Suppose that, as in the prototype, the horizontal field of view angle (γ g ) of the image presented to the operator is 60 °. Then it should be provided that one sixth of each "ring" line of both the first, second and third "ring" frames is recorded in server 2, respectively, in one of six arrays of random access memory per frame.

Затем в сервере 2 при помощи первого, второго и третьего БПКП, реализующих возложенные на них функции программным путем, параллельно осуществляется операция поэлементного считывания видеоинформации, т.е. вывода из памяти сигналов изображения, а в результате - конвертирование каждого «кольцевого» кадра в обычные «прямоугольные» кадры и возможность предоставления этой информации на выходе «сеть».Then, in server 2, with the help of the first, second, and third BPKPs that implement the functions assigned to them programmatically, the operation of step-by-step reading of video information is performed, i.e. outputting image signals from the memory, and as a result, converting each “ring” frame into ordinary “rectangular” frames and the possibility of providing this information at the output of the “network”.

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 результате цифровой видеосигнал записи для каждого «кольцевого» кадра изображения преобразуется в n «прямоугольных» кадров, которые могут быть предложены в виде выбранной последовательности операторам локальной вычислительной сети. В нашем примере эта последовательность содержит 6 различных изображений как для первого, так для второго и третьего «кольцевых» кадров.As a result, the digital video recording signal for each "ring" image frame is converted into n "rectangular" frames, which can be offered in the form of a selected sequence to the operators of the local computer network. In our example, this sequence contains 6 different images for both the first, second and third “ring” frames.

Это означает, что к шести изображениям контролируемой в реальном времени сферической области применительно к шаровому слою, который расположен спереди, добавляются еще двенадцать изображений, имеющих отношение к невидимым прототипом шаровым слоям справа и слева.This means that to six images of a real-time controlled spherical region in relation to the spherical layer, which is located in front, twelve more images are added related to the invisible prototype spherical layers on the right and left.

Общая предлагаемая площадь наблюдения увеличивается почти в три раза. Принципиальное ограничение, которое не позволяет довести технический результат изобретения до 300%, объясняется исключением из процесса фотоприема тех областей для мишеней первого и второго фотоприемников, которые использованы при сборке элементов сенсорного блока 1-2 по методу консольного соединения в шлиц под углом 90°.The total proposed observation area is almost tripled. The fundamental limitation, which does not allow to bring the technical result of the invention up to 300%, is explained by the exclusion from the photo-reception process of those areas for the targets of the first and second photodetectors that were used when assembling the elements of the sensor unit 1-2 according to the method of cantilever connection into the slot at an angle of 90 °.

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

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

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Патент РФ №2545519. МПК H04N 7/00. Устройство компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения и организация фотоприемника для его реализации. / В.М. Смелков // БИ №10 - 2015.1. Patent of the Russian Federation No. 2545519. IPC H04N 7/00. The device of a computer system for panoramic television surveillance and the organization of a photodetector for its implementation. / V.M. Smelkov // BI No. 10 - 2015.

2. Цыцулин А.К. Телевидение и космос: Учебное пособие. / Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2003.2. Tsytsulin A.K. Television and Space: A Study Guide. / Publishing house SPbGETU "LETI", 2003.

3. Патент РФ №2185645. МПК G02B 13/06, G02B 17/08. Панорамный зеркально-линзовый объектив. / А.В. Куртов, В.А. Соломатин // БИ №20 - 2002. 3. RF patent No. 2185645. IPC G02B 13/06, G02B 17/08. Panoramic mirror lens. / A.V. Kurtov, V.A. Solomatin // BI No. 20 - 2002.

4. Разработка светорегулирующих ячеек и технологического процесса их изготовления. Технический отчет по теме «Балтика». Новгород (Великий Новгород), 1979.4. The development of light control cells and the technological process of their manufacture. Technical report on the topic "Baltic". Novgorod (Veliky Novgorod), 1979.

5. Патент РФ №2555855. МПК H04N 7/00. Устройство панорамного наблюдения «день - ночь» и телевизионная камера для его реализации. / В.М. Смелков // БИ №19. - 2015.5. RF patent No. 2555855. IPC H04N 7/00. A day-night panoramic observation device and a television camera for its implementation. / V.M. Smelkov // BI No. 19. - 2015.

Claims (6)

1. Устройство компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения, содержащее последовательно соединенные телевизионную камеру и сервер, являющийся узлом локальной вычислительной сети, к которому подключены два или более персональных компьютера, при этом телевизионная камера состоит из последовательно расположенных и оптически связанных первого панорамного объектива и первого фотоприемника, управляющие входы которого подключены к соответствующим выходам блока «кольцевой» развертки фотоприемника, а выход первого фотоприемника подключен к информационному входу первого сигнального процессора, вход служебных импульсов которого подключен к соответствующему выходу блока «кольцевой» развертки фотоприемника, а выход управляющего сигнала - к первому входу управления блока «кольцевой» развертки фотоприемника, выход синхроимпульсов которого подключен к аналого-цифровому преобразователю (АЦП), выход которого является выходом телевизионной камеры; при этом в разъем расширения на материнской плате сервера установлена плата видео, согласованная по каналам ввода/вывода, управлению и питанию с шиной сервера, содержащая первый блок преобразования «кольцевого» кадра в «прямоугольные» кадры» (первый БПКП), вход которого подключен к выходу первого блока оперативной памяти на кадр, а выход - к выходу «сеть» сервера, причем число «прямоугольных» кадров, соответствующих одному текущему «кольцевому» кадру, удовлетворяет соотношению
Figure 00000004

где
Figure 00000005
- горизонтальный угол поля зрения в градусах наблюдаемого оператором изображения, а само это преобразование выполняется программным путем,
при этом фотоприемник телевизионной камеры, выполненный в виде кругового кольца по технологии приборов с зарядовой связью (ПЗС), содержит на общем кремниевом кристалле фотоприемную область и выходной регистр сдвига, заканчивающийся блоком преобразования «заряд - напряжение» (БПЗН), при этом линейки светочувствительных и чередующиеся с ними линейки экранированных от света элементов фотоприемной области расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии и расположенному там выходному регистру сдвига, который является «кольцевым», причем число элементов в каждой «кольцевой» строке фотоприемной области фотоприемника равно числу элементов в его «кольцевом» регистре сдвига, отличающееся тем, что в него введены второй панорамный объектив, второй фотоприемник, управляющие входы которого объединены с управляющими входами первого фотоприемника, а также третий панорамный объектив, первый оптический затвор, расположенный между вторым панорамным объективом и первой «кольцевой» мишенью второго фотоприемника, оптически связанные между собой третий панорамный объектив, второй оптический затвор и вторая «кольцевая» мишень второго фотоприемника, реализованная со стороны его подложки, второй сигнальный процессор, информационный вход которого подключен к выходу второго фотоприемника, вход служебных импульсов второго сигнального процессора объединен с соответствующим входом первого сигнального процессора, а выход управляющего сигнала второго сигнального процессора подключен ко второму входу управления блока «кольцевой» развертки фотоприемника; блок управления затворами, управляющий вход которого подключен к выходу кадровых синхроимпульсов блока «кольцевой» развертки фотоприемника, первый выход блока управления затворами подключен к управляющему входу первого оптического затвора, а второй выход блока управления затворами - к управляющему входу второго оптического затвора; а также мультиплексор, первый информационный вход которого подключен к выходу видеосигнала первого сигнального процессора, второй информационный вход мультиплексора - к выходу видеосигнала второго сигнального процессора, вход синхронизации мультиплексора - к соответствующему выходу блока «кольцевой» развертки фотоприемника, а выход мультиплексора - к информационному входу АЦП, причем в кристаллах обоих фотоприемников имеется разрез (сквозной шлиц), выполненный в радиальном направлении от воображаемого центра кольца к его внешней периферии, в расположение между БПЗН и первым элементом «кольцевого» регистра сдвига, при этом первый и второй фотоприемник при консольном соединении в шлиц под углом 90° образуют сенсорный блок телевизионной камеры, причем экспонирование первой и второй «кольцевых» мишеней второго фотоприемника осуществляется поочередно в течение интервала активной части кадра для каждой мишени, а в плату видео, расположенную на материнской плате сервера, дополнительно введены трехканальный демультиплексор, второй БПКП, вход которого подключен к выходу второго блока оперативной памяти на кадр, третий БПКП, вход которого подключен к выходу третьего блока оперативной памяти на кадр, а выходы второго и третьего БПКП - к выходу «сеть» сервера, причем для второго и третьего БПКП число «прямоугольных» кадров, соответствующих одному текущему «кольцевому» кадру, удовлетворяет соотношению (1).
1. The device of a computer system for panoramic television surveillance, 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 consists of sequentially located and optically connected first panoramic lens and a first photodetector, the control inputs of which are connected to the corresponding outputs of the “ring” scan unit of the photodetector, and the output of the first photodetector The nickname is connected to the information input of the first signal processor, the service pulse input of which is connected to the corresponding output of the “ring” scan unit of the photodetector, and the control signal output is connected to the first control input of the “ring” scan unit of the photodetector, the clock output of which is connected to an analog-to-digital converter ( ADC), the output of which is the output of a television camera; at the same time, 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 the first block for converting a “ring” frame into “rectangular” frames (the first BPCP), the input of which is connected to the output of the first block of RAM per frame, and the output to the output of the "network" of the server, and the number of "rectangular" frames corresponding to one current "ring" frame satisfies the ratio
Figure 00000004

Where
Figure 00000005
- the horizontal angle of the field of view in degrees observed by the operator of the image, and this conversion is carried out programmatically,
the photodetector of the television camera, made in the form of a circular ring according to the technology of charge-coupled devices (CCD), contains a photodetector region and an output shift register on a common silicon crystal, ending with a charge-voltage conversion unit (CPS), while the photosensitive and alternating lines of light-shielded elements of the photodetector region are located along radial directions from the imaginary center of the circular ring to its outer periphery and the exit located there the shift register, which is "circular", and the number of elements in each "ring" line of the photodetector region of the photodetector is equal to the number of elements in its "ring" shift register, characterized in that a second panoramic lens, a second photodetector, whose control inputs are inserted combined with the control inputs of the first photodetector, as well as the third panoramic lens, the first optical shutter located between the second panoramic lens and the first "ring" target of the second photodetector, optically interconnected third panoramic lens, the second optical shutter and the second “ring” target of the second photodetector, realized on the side of its substrate, a second signal processor, the information input of which is connected to the output of the second photodetector, the service pulse input of the second signal processor is combined with the corresponding input of the first signal the processor, and the control signal output of the second signal processor is connected to the second control input of the “ring” scan unit of the photodetector; a gate control unit, the control input of which is connected to the output of the frame sync pulses of the “circular” scan detector unit, the first output of the gate control unit is connected to the control input of the first optical shutter, and the second output of the gate control unit is connected to the control input of the second optical shutter; as well as a multiplexer, the first information input of which is connected to the video signal output of the first signal processor, the second information input of the multiplexer - to the video signal output of the second signal processor, the multiplexer synchronization input - to the corresponding output of the “ring” scan unit of the photodetector, and the multiplexer output - to the information input of the ADC moreover, in the crystals of both photodetectors there is a cut (through slot) made in the radial direction from the imaginary center of the ring to its outer ne iferea, to the location between the FET and the first element of the “annular” shift register, the first and second photodetectors, when cantileverly connected to the slot at an angle of 90 °, form the sensor unit of the television camera, the first and second “ring” targets of the second photodetector being exposed alternately in the interval interval of the active part of the frame for each target, and a three-channel demultiplexer, a second BPCP, the input of which is connected to the output, is additionally introduced into the video card located on the server motherboard the second block of RAM per frame, the third BPCP, the input of which is connected to the output of the third block of RAM per frame, and the outputs of the second and third BPCP to the output of the "network" of the server, and for the second and third BPCP the number of "rectangular" frames corresponding to one the current "circular" frame, satisfies the relation (1).
2. Устройство компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения по п. 1, отличающееся тем, что электроды зарядового переноса на мишени первого и второго фотоприемников, а также в их «кольцевом регистре сдвига выполнены с геометрической формой в виде части кругового кольца.2. The device of a computer system for panoramic television surveillance according to claim 1, characterized in that the charge transfer electrodes on the targets of the first and second photodetectors, as well as in their “ring shift register, are made with a geometric shape in the form of a part of a circular ring. 3. Устройство компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения по п. 1, отличающееся тем, что в телевизионной камере кристалл первого и второго фотоприемников выполнен из арсенида галлия.3. The device of a computer system for panoramic television surveillance according to claim 1, characterized in that in the television camera the crystal of the first and second photodetectors is made of gallium arsenide. 4. Устройство компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения по п. 1, отличающееся тем, что первый оптический затвор выполнен в составе второго панорамного объектива, а второй оптический затвор - в составе третьего панорамного объектива.4. The device of a computer system for panoramic television surveillance according to claim 1, characterized in that the first optical shutter is made up of a second panoramic lens and the second optical shutter is a part of a third panoramic lens. 5. Устройство компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения по п. 1, отличающееся тем, что блок управления затворами выполнен в составе блока «кольцевой» развертки фотоприемника.5. The device of the computer system for panoramic television surveillance according to claim 1, characterized in that the shutter control unit is made as part of the “ring” scan unit of the photodetector. 6. Устройство компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения по п. 1, отличающееся тем, что первый сигнальный процессор и второй сигнальный процессор выполнены в составе двухканального сигнального процессора. 6. The device of a computer system for panoramic television surveillance according to claim 1, characterized in that the first signal processor and the second signal processor are made up of a two-channel signal processor.
RU2015141789/07A 2015-10-01 2015-10-01 Device of computer system for panoramic television surveillance RU2594169C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015141789/07A RU2594169C1 (en) 2015-10-01 2015-10-01 Device of computer system for panoramic television surveillance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015141789/07A RU2594169C1 (en) 2015-10-01 2015-10-01 Device of computer system for panoramic television surveillance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2594169C1 true RU2594169C1 (en) 2016-08-10

Family

ID=56613214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015141789/07A RU2594169C1 (en) 2015-10-01 2015-10-01 Device of computer system for panoramic television surveillance

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2594169C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2631828C1 (en) * 2016-09-21 2017-09-27 Вячеслав Михайлович Смелков Computer system of panoramic television observation

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0563737A1 (en) * 1992-03-23 1993-10-06 Canon Kabushiki Kaisha Multilens imaging apparatus with correction of misregistration
US6611289B1 (en) * 1999-01-15 2003-08-26 Yanbin Yu Digital cameras using multiple sensors with multiple lenses
US7256944B2 (en) * 2005-02-18 2007-08-14 Eastman Kodak Company Compact image capture assembly using multiple lenses and image sensors to provide an extended zoom range
US7336299B2 (en) * 2003-07-03 2008-02-26 Physical Optics Corporation Panoramic video system with real-time distortion-free imaging
EP2481209A1 (en) * 2009-09-22 2012-08-01 Tenebraex Corporation Systems and methods for correcting images in a multi-sensor system
RU2545519C1 (en) * 2014-06-09 2015-04-10 Вячеслав Михайлович Смелков Apparatus for computer-based panoramic television surveillance system and photodetector setup therefor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0563737A1 (en) * 1992-03-23 1993-10-06 Canon Kabushiki Kaisha Multilens imaging apparatus with correction of misregistration
US6611289B1 (en) * 1999-01-15 2003-08-26 Yanbin Yu Digital cameras using multiple sensors with multiple lenses
US7336299B2 (en) * 2003-07-03 2008-02-26 Physical Optics Corporation Panoramic video system with real-time distortion-free imaging
US7256944B2 (en) * 2005-02-18 2007-08-14 Eastman Kodak Company Compact image capture assembly using multiple lenses and image sensors to provide an extended zoom range
EP2481209A1 (en) * 2009-09-22 2012-08-01 Tenebraex Corporation Systems and methods for correcting images in a multi-sensor system
RU2545519C1 (en) * 2014-06-09 2015-04-10 Вячеслав Михайлович Смелков Apparatus for computer-based panoramic television surveillance system and photodetector setup therefor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2631828C1 (en) * 2016-09-21 2017-09-27 Вячеслав Михайлович Смелков Computer system of panoramic television observation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2625163C1 (en) Television camera and its "ring" photodetector for computer system of panoramic surveillance
RU2611421C1 (en) Television camera and its "ring" photodetector for computer system of panoramic surveillance
CN103234527A (en) Multispectral light-field camera
RU2706011C1 (en) Panoramic television surveillance computer system device
RU2665695C1 (en) Computer system device for panoramic television surveillance
RU2594169C1 (en) Device of computer system for panoramic television surveillance
RU2592855C1 (en) Device for panoramic television-computer monitoring
RU2600308C1 (en) Device of computer system for panoramic television surveillance
RU2625164C1 (en) Computer system device for panoramic television observation
RU2631830C1 (en) Computer system of panoramic television observation
RU2631828C1 (en) Computer system of panoramic television observation
RU2600307C1 (en) Computer system device for panoramic television surveillance
RU2530879C1 (en) Device for panoramic television surveillance "day-night"
RU2640756C1 (en) Computer system device for television circular review of internal surface of large diameter pipes and pipelines
RU2611424C1 (en) Method of forming videosignal in "ring" photodetector for computer system of panoramic television surveillance
RU2675245C1 (en) Device of annular photodetector for panoramic television-computer scanning of color image
RU2594170C1 (en) Composition of computer system for panoramic television surveillance
RU2592831C1 (en) Photodetector device for panoramic television-computer surveillance
RU2579002C1 (en) Computer system device for panoramic scanning of monochromatic image
RU2641287C1 (en) Television camera of colour image for panoramic computer scanning
RU2675244C1 (en) Ring photo-receiver of color image for panoramic television-computer monitoring
RU2523858C1 (en) Device for panoramic television surveillance
RU2641284C1 (en) Television camera of colour image for panoramic computer observation
RU2611426C1 (en) Videosignal sensor of primary colours for panoramic television surveillance of colour images
RU2683241C1 (en) Method of controlling element-by-element transfer of charge packets in ring photodetector on ccd for panoramic television and computer surveillance