RU2640756C1 - Computer system device for television circular review of internal surface of large diameter pipes and pipelines - Google Patents
Computer system device for television circular review of internal surface of large diameter pipes and pipelines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2640756C1 RU2640756C1 RU2017117813A RU2017117813A RU2640756C1 RU 2640756 C1 RU2640756 C1 RU 2640756C1 RU 2017117813 A RU2017117813 A RU 2017117813A RU 2017117813 A RU2017117813 A RU 2017117813A RU 2640756 C1 RU2640756 C1 RU 2640756C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- photodetector
- ring
- output
- television camera
- input
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Studio Devices (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение имеет отношение к панорамному телевизионному наблюдению для технологического контроля внутренней поверхности труб и трубопроводов большого диаметра, выполняемого компьютерной системой при помощи монохромной или цветной телевизионной камеры кругового обзора в области, близкой к полусфере, которая принудительно подсвечивается для получения оптимальной чувствительности изображения.The present invention relates to panoramic television surveillance for technological control of the inner surface of pipes and pipelines of large diameter, performed by a computer system using a monochrome or color television camera with a circular view in the area close to the hemisphere, which is forcedly illuminated to obtain optimal image sensitivity.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению следует считать устройство компьютерной системы для телевизионного кругового обзора внутренней поверхности труб и трубопроводов большого диаметра [1], содержащее последовательно соединенные телевизионную камеру и компьютер оператора в качестве сервера, являющийся узлом локальной вычислительной сети, к которому подключены два или более персональных компьютеров, причем телевизионная камера, формирующая «кольцевой» растр монохромного или цветного изображения, размещается внутри контролируемой цилиндрической трубы или трубопровода большого диаметра и содержит в своем составе датчик телевизионного сигнала (ДТС), состоящий из последовательно расположенных и оптически связанных панорамного объектива и фотоприемника, при этом фотоприемник монохромной телевизионной камеры имеет форму кругового кольца, у которого линейки светочувствительных и линейки экранированных от света элементов фотоприемной области расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии и расположенному там «кольцевому» регистру, оканчивающемуся блоком преобразования «заряд - напряжение» (БПЗН), причем число элементов в каждой «кольцевой» строке фотоприемной области равно числу элементов в «кольцевом» регистре, а площадь каждого пиксела фотоприемной области увеличивается по мере движения к внешней периферии; фотоприемник цветной телевизионной камеры состоит из монохромного сенсора и накрывающего его фотоприемную область цветного мозаичного фильтра, который разхделяет свет на голубой, желтый, пурпурный и зеленый компоненты, причем световые «окна» цветного мозаичного фильтра, имеющего «кольцевую» форму, совпадают с геометрическими размерами пикселов фотоприемной области сенсора, при этом в телевизионной камере выход БПЗН фотоприемника, являющийся выходом ДТС, подключен через коммутатор к информационному входу сигнального процессора, соединенному последовательно с аналого-цифровым преобразователем (АЦП), выход управления экспозицией сигнального процессора подключен к управляющему входу блока «кольцевой» развертки видеосигнала, первый выход которого подключен к управляющим входам фотоприемной области фотоприемника, второй выход блока «кольцевой» развертки видеосигнала - к управляющим входам «кольцевого» регистра фотоприемника, третий выход блока «кольцевой» развертки видеосигнала - к входу синхронизации сигнального процессора, четвертый выход блока «кольцевой» развертки видеосигнала - к тактовому входу АЦП, пятый выход блока «кольцевой» развертки видеосигнала - к первому управляющему входу коммутатора, а шестой выход блока «кольцевой» развертки видеосигнала - к входу синхронизации блока механического сканирования ДТС, при этом второй управляющий вход коммутатора объединен с управляющим входом блока механического сканирования ДТС и подключен к входу внешнего управления телевизионной камерой, на который поступают команды, обеспечивающие ее работу в режимах «Камера» и «Сканер», причем блок механического сканирования кинематически связан с ДТС, а выход АЦП 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 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 a computer system device for a television circular view of the inner surface of pipes and pipelines of large diameter [1], containing a television camera and an operator’s computer in series as a server, which is a local area network node to which two or more personal computers, moreover, a television camera forming a “ring” raster of a monochrome or color image It is mounted inside a monitored cylindrical pipe or a large-diameter pipeline and contains a television signal sensor (TPA), consisting of sequentially located and optically connected panoramic lens and a photodetector, while the photodetector of a monochrome television camera has the shape of a circular ring in which the photosensitive and elements of the photodetector region shielded from light are located along radial directions from the imaginary center of the circular ring to its outer its periphery and the “ring” register located there, ending with the charge-voltage conversion block (CPS), and the number of elements in each “ring” line of the photodetector region is equal to the number of elements in the “ring” register, and the area of each pixel of the photodetector region increases measure of movement to the outer periphery; the photodetector of a color television camera consists of a monochrome sensor and a color mosaic filter covering the photodetector region, which separates the light into blue, yellow, magenta and green components, and the light "windows" of the color mosaic filter having a "ring" shape coincide with the geometric dimensions of the pixels the photodetector region of the sensor, while in the television camera the output of the SPS of the photodetector, which is the output of the TTS, is connected through the switch to the information input of the signal processor, in series with an analog-to-digital converter (ADC), the output of the exposure control of the signal processor is connected to the control input of the “ring” sweep of the video signal, the first output of which is connected to the control inputs of the photodetector region of the photodetector, the second output of the block of “ring” scan of the video signal The "circular" register of the photodetector, the third output of the block of the "circular" scan of the video signal to the synchronization input of the signal processor, the fourth output of the block of the "circular" p video signal sweeps - to the ADC clock input, the fifth output of the “ring” video scan block - to the first control input of the switch, and the sixth output of the “ring” video scan block - to the synchronization input of the DTS mechanical scan unit, while the second control input of the switch is combined with the control the input of the DTS mechanical scan unit and is connected to the external control input of the television camera, to which commands are received that ensure its operation in the “Camera” and “Scanner” modes, and the unit is mech kinetic scan is kinematically connected to the DTS, and the ADC output is the output of a television camera, while the video card is matched to the expansion I / O, control and power channels of the server in the expansion slot on the server’s motherboard, it contains a ring-to-block conversion unit “Rectangular” frames (BPKP), 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 “rectangular” frames corresponding to one current “ring” frame satisfies ootnosheniyu:
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 [1], имеющее другое название (применительно к заявленному решению и зарегистрированному патенту), а именно: «Компьютерная система панорамного телевизионного наблюдения с повышенной чувствительностью», - потенциально обладает возможностью реализовать телевизионный контроль состояния внутренней поверхности труб и трубопроводов большого диаметра. Об этом подробно изложено в описании данного изобретения. В режиме «Камера» для прототипа выполняется диагностика местоположения внутренней поверхности объекта, который является подозрительным на технологический дефект, а в режиме «Сканер» выполняется формирование для этой области видеосигнала повышенного качества.The prototype device [1], having a different name (in relation to the claimed solution and registered patent), namely: “Computer system for panoramic television surveillance with increased sensitivity”, potentially has the ability to realize television monitoring of the state of the inner surface of pipes and pipelines of large diameter. This is described in detail in the description of the present invention. In the “Camera” mode, the prototype is diagnosed with the location of the internal surface of the object that is suspicious of a technological defect, and in the “Scanner” mode, an enhanced video signal is generated for this area.
Недостаток прототипа компьютерной системы - отсутствие принудительной освещенности на контролируемом объекте, приводящее к пониженной чувствительности изображения контролируемого объекта в режимах «Камера» и «Сканер», которое в режиме «Камера» усугубляется неравномерностью формируемого видеосигнала «кольцевого» кадра от строки к строке из-за меняющейся по размеру площади их пикселов.The disadvantage of the prototype computer system is the lack of forced illumination on the monitored object, which leads to a reduced sensitivity of the image of the monitored object in the "Camera" and "Scanner" modes, which in the "Camera" mode is exacerbated by the unevenness of the generated “ring” video signal from line to line due to changing in size of their pixel area.
Задачей изобретения является организация в составе телевизионной камеры компьютерной системы на контролируемом объекте принудительной освещенности повышенной равномерности, обеспечивающей оптимальную чувствительность изображения и ее выравнивание вдоль «кольцевого» кадра с одновременным повышением скорости выполнения (производительности) самого процесса технологического контроля и его упрощения.The objective of the invention is the organization in the television camera of a computer system on a controlled object of forced illumination of increased uniformity, providing optimal image sensitivity and its alignment along the "ring" frame while increasing the speed of execution (productivity) of the process of technological control and its simplification.
Поставленная задача в заявляемом устройстве компьютерной системы для телевизионного кругового обзора решается тем, что в устройство прототипа [1], содержащее последовательно соединенные телевизионную камеру и компьютер оператора в качестве сервера, являющийся узлом локальной вычислительной сети, к которому подключены два или более персональных компьютеров, причем телевизионная камера, формирующая «кольцевой» растр монохромного или цветного изображения, размещается внутри контролируемой цилиндрической трубы или трубопровода большого диаметра и содержит в своем составе ДТС, состоящий из последовательно расположенных и оптически связанных панорамного объектива и фотоприемника, при этом фотоприемник монохромной телевизионной камеры имеет форму кругового кольца, у которого линейки светочувствительных и линейки экранированных от света элементов фотоприемной области расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии и расположенному там «кольцевому» регистру, оканчивающемуся БПЗН, причем число элементов в каждой «кольцевой» строке фотоприемной области равно числу элементов в «кольцевом» регистре, а площадь каждого пиксела фотоприемной области увеличивается по мере движения к внешней периферии; для фотоприемника цветной телевизионной камеры на выходе панорамного объектива дополнительно установлен инфракрасный отсекающий фильтр (ИК-фильтр), а сам цветной фотоприемник состоит из монохромного сенсора и накрывающего его фотоприемную область цветного мозаичного фильтра, который разделяет свет на голубой, желтый, пурпурный и зеленый компоненты, причем световые «окна» цветного мозаичного фильтра, имеющего «кольцевую» форму, совпадают с геометрическими размерами пикселов фотоприемной области сенсора, выход БПЗН фотоприемника, являющийся выходом ДТС, подключен к информационному входу сигнального процессора, соединенному последовательно с АЦП, выход управления экспозицией сигнального процессора подключен к управляющему входу блока «кольцевой» развертки видеосигнала, первый выход которого подключен к управляющим входам фотоприемной области фотоприемника, второй выход блока «кольцевой» развертки видеосигнала - к управляющим входам «кольцевого» регистра фотоприемника, третий выход блока «кольцевой» развертки видеосигнала - к входу синхронизации сигнального процессора, четвертый выход блока «кольцевой» развертки видеосигнала - к тактовому входу АЦП, а выход АЦП 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 блок преобразования «кольцевого» кадра в «прямоугольные» кадры (БПКП), вход которого подключен к выходу блока оперативной памяти на кадр, а выход - к выходу «сеть», причем число «прямоугольных» кадров, соответствующих одному текущему «кольцевому» кадру, удовлетворяет соотношению (1), реализуются следующие изменения, а именно: в состав телевизионной камеры введены точечный (одноэлементный) или многоэлементный осветитель и блок формирования апертуры (БФА), причем осветитель расположен перед панорамным объективом, а его геометрический центр находится на оптической оси панорамного объектива, при этом диаграмма направленности осветителя совпадает с угловым полем в пространстве предметов для панорамного объектива, а диаметр осветителя не превышает диаметр пассивной части изображения для проекции панорамного объектива, формируемой в этой плоскости, причем спектральная характеристика излучения осветителя соответствует спектральной характеристике чувствительности фотоприемника телевизионной камеры, при этом информационный вход БФА подключен к выходу импульсов сброса блока «кольцевой» развертки видеосигнала, синхронизирующий вход БФА - к соответствующему выходу блока «кольцевой» развертки видеосигнала, а выход БФА - ко второму управляющему входу блока «кольцевой» развертки видеосигнала, при этом период управляющих импульсов Тr, формируемых на выходе БФА, определяется соотношением:The problem in the inventive device of a computer system for television round-robin is solved by the fact that in the prototype device [1], containing a series-connected television camera and an operator’s computer as a server, which is a local area network node to which two or more personal computers are connected, and a television camera forming a “ring” raster of a monochrome or color image is placed inside a controlled cylindrical pipe or pipeline diameter and contains a TPA consisting of sequentially located and optically coupled panoramic lens and a photodetector, while the photodetector of a monochrome television camera has the shape of a circular ring, in which the lines of photosensitive and the lines of light-shielded elements of the photodetector region are located along radial directions from the imaginary the center of the circular ring to its outer periphery and the “ring” register located there, ending in the main overhead circuit, and the number of elements in azhdoy "ring" line photodetecting region is equal to the number of elements in the "annular" register, and the area of each pixel of the photodetector region increases as one moves toward the outer periphery; For the photodetector of a color television camera, an infrared cut-off filter (IR-filter) is additionally installed at the output of the panoramic lens, and the color photodetector itself consists of a monochrome sensor and a color mosaic filter that covers the photodetector, which separates the light into cyan, yellow, magenta and green components, moreover, the light "windows" of the color mosaic filter having a "ring" shape coincide with the geometric dimensions of the pixels of the photodetector region of the sensor, the output of the SPS of the photodetector, which is connected with the output of the DTS, is connected to the information input of the signal processor connected in series with the ADC, the exposure control output of the signal processor is connected to the control input of the “ring” sweep of the video signal, the first output of which is connected to the control inputs of the photodetector area of the photodetector, the second output of the “ring” sweep video signal - to the control inputs of the "circular" register of the photodetector, the third output of the block of the "circular" scan of the video signal to the synchronization input of the signal the processor, the fourth output of the “ring” video signal switcher is to the ADC clock input, and the ADC output is the output of a television camera, and a video card is installed in the expansion slot on the server motherboard, coordinated via input / output channels, control and power supply with the server bus containing a block for converting a "circular" frame into "rectangular" frames (BPCS), the input of which is connected to the output of the main memory block per frame, and the output to the "network" output, and the number of "rectangular" frames corresponding to one To our “ring” frame, it satisfies relation (1), the following changes are implemented, namely: a spot (single-element) or multi-element illuminator and aperture formation unit (BFA) are introduced into the television camera, the illuminator located in front of the panoramic lens and its geometric center located on the optical axis of the panoramic lens, while the directional pattern of the illuminator coincides with the angular field in the space of objects for the panoramic lens, and the diameter of the illuminator does not exceed the diameter of the passive part of the image for the projection of a panoramic lens formed in this plane, and the spectral characteristic of the illuminator radiation corresponds to the spectral characteristic of the sensitivity of the photodetector of the television camera, while the BFA information input is connected to the output of the reset pulses of the “ring” scan signal block, the synchronizing BFA input is to the corresponding output block "ring" scan of the video signal, and the output of the BFA to the second control input of the block "ring" scan of the video signal, when this period of the control pulses T r generated at the output of the BPA, is determined by the ratio:
где Тр - период считывания элемента в фотоприемнике;where T p - the reading period of the element in the photodetector;
nm - коэффициент, целое число, величина которого для текущей строки считывания в фотоприемнике равна отношению:n m is a coefficient, an integer whose value for the current read line in the photodetector is equal to the ratio:
где Δ1 - площадь светочувствительного элемента для первой строки считывания в фотоприемнике;where Δ 1 is the area of the photosensitive element for the first read line in the photodetector;
Δm - площадь светочувствительного элемента для текущей строки считывания в фотоприемнике.Δ m is the area of the photosensitive element for the current read line in the photodetector.
По отношению к прототипу, заявляемое устройство отличается введением в состав телевизионной камеры осветителя и блока формирования апертуры (БФА) фотоприемника.In relation to the prototype, the claimed device is characterized by the introduction of a illuminator and an aperture forming unit (BFA) of the photodetector into the television camera.
Оригинальный осветитель обеспечивает необходимую принудительную освещенность контролируемого объекта с той стороны, откуда наблюдает телевизионная камера. Принципиальная возможность расположения осветителя перед объективом телевизионной камеры обеспечивается формированием этим объективом панорамного оптического изображения объекта контроля, имеющего в центре круговую пассивную часть, т.е. область, которая свободна от передаваемого изображения.The original illuminator provides the necessary compulsory illumination of the controlled object from the side where the television camera observes. The principal possibility of arranging the illuminator in front of the television camera lens is provided by the formation of a panoramic optical image of the control object with a circular passive part in the center, i.e. an area that is free of the transmitted image.
БФА обеспечивает выравнивание чувствительности сенсора по видеосигналу от строки к строке путем организации управления зарядовым считыванием в «кольцевом» растре фотоприемника с одинаковой величиной площади апертуры для различных по площади светочувствительных элементов сенсора при поддержании неизменного показателя разрешающей способности изображения телевизионной камеры.BPA provides alignment of the sensitivity of the sensor by video signal from line to line by organizing charge reading control in the "ring" raster of the photodetector with the same aperture area for photosensitive sensor elements of different sizes while maintaining a constant indicator of the image resolution of a television camera.
Совокупность известных и новых признаков заявляемого устройства неизвестна из уровня техники, поэтому предлагаемое техническое решение соответствует критерию новизны.The set of known and new features of the claimed device is unknown from the prior art, therefore, the proposed technical solution meets the criterion of novelty.
В телевизионной камере предлагаемого устройства реализуется режим работы с принудительной подсветкой контролируемого объекта, которая обладает повышенной равномерностью благодаря расположению геометрического центра осветителя на оптической линии объектива перед ним.The television camera of the proposed device implements a mode of operation with forced illumination of the controlled object, which has increased uniformity due to the location of the geometric center of the illuminator on the optical line of the lens in front of it.
Следует отметить, что такое пространственное положение осветителя принципиально достижимо в телевизионной камере только, если использован панорамный объектив, а качестве сенсора - «кольцевой» фотоприемник. Применение в качестве фотоприемника матрицы ПЗС принципиально исключает возможность осуществления такого осветителя.It should be noted that such a spatial position of the illuminator is in principle achievable in a television camera only if a panoramic lens is used, and the “ring” photodetector is used as a sensor. The use of a CCD as a photodetector fundamentally excludes the possibility of such a illuminator.
Реализация в заявляемом устройстве оригинального осветителя в совокупности с возможностью при помощи БФА выравнивания чувствительности «кольцевого» кадра фотоприемника гарантирует повышение скорости выполнения (производительности) телевизионного технологического контроля при одновременном его упрощении.The implementation in the inventive device of the original illuminator in conjunction with the possibility of using BPA equalization of sensitivity of the "ring" frame of the photodetector guarantees an increase in the speed of execution (productivity) of television technological control while simplifying it.
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 кругового обзора внутренней поверхности труб и трубопровод большого диаметра; на фиг. 2 - структурная схема телевизионной камеры из состава этой компьютерной системы; на фиг. 3 приведена схемотехническая организации фотоприемника телевизионной камеры; на фиг. 4 показан фрагмент этого фотоприемника, иллюстрирующий подробности его конструкции для цветного варианта сенсора; на фиг. 5, по данным [2], представлена фотография изображения, полученного при помощи отечественного панорамного зеркально-линзового объектива; на фиг. 6 приведена конструкция «кольцевого» регистра фотоприемника, у которого электроды переноса выполнены в виде части кругового кольца; на фиг. 7, по данным [3, с. 19], представлена структурная схема БПЗН с организацией «плавающая диффузионная область»; на фиг. 8 изображена эпюра выходного сигнала БФА, который выполняет управление апертурой «кольцевого» фотоприемника; на фиг. 9 - предлагаемое оператору панорамное изображение текущего «кольцевого» кадра в виде последовательности из 6-ти «прямоугольных» кадров.In FIG. 1 shows a structural diagram of the claimed invention - a computer system for a circular overview of the inner surface of the pipes and a large diameter pipeline; in FIG. 2 is a structural diagram of a television camera from this computer system; in FIG. 3 shows the circuit organization of the photodetector of a television camera; in FIG. 4 is a fragment of this photodetector, illustrating the details of its construction for a color version of the sensor; in FIG. 5, according to [2], a photograph of an image obtained using a domestic panoramic mirror-lens lens is presented; in FIG. 6 shows the design of the “annular” register of the photodetector, in which the transfer electrodes are made in the form of a part of a circular ring; in FIG. 7, according to [3, p. 19], a structural diagram of the BPS with the organization "floating diffusion region" is presented; in FIG. 8 shows a plot of the output signal of the BFA, which controls the aperture of the "ring" photodetector; in FIG. 9 - a panoramic image of the current “ring” frame proposed to the operator in the form of a sequence of 6 “rectangular” frames.
Заявляемое устройство компьютерной системы телевизионного кругового обзора внутренней поверхности цилиндрических труб и трубопроводов большого диаметра, см. фиг. 1, содержит последовательно соединенные телевизионную камеру 1 и компьютер 2 оператора в качестве сервера, являющийся узлом локальной вычислительной сети, к которому подключены два или более персональных компьютеров в позиции 3, причем телевизионная камера, размещаемая внутри контролируемой цилиндрической трубы 4 большого диаметра, формирует «кольцевой» растр монохромного или цветного изображения, при этом на материнской плате сервера 2 установлена плата видео, выполняющая программным путем запись «кольцевого» видеосигнала в оперативную память сервера и преобразование «кольцевых» кадров в «прямоугольные» кадры, причем число «прямоугольных» кадров, соответствующих одному текущему «кольцевому» кадру, удовлетворяет соотношению (1), сама телевизионная камера 1, см. фиг. 2, содержит ДТС 1-1, в состав которого входят последовательно расположенные и оптически связанные осветитель 1-1-1, панорамный объектив 1-1-2 и фотоприемник 1-1-3, причем, если ДТС 1-1 является датчиком телевизионного сигнала цветного изображения, то дополнительно между панорамным объективом и фотоприемником устанавливается ИК-фильтр 1-1-4. При этом фотоприемник 1-1-3 имеет форму кругового кольца, см. фиг. 3, у которого линейки светочувствительных и линейки экранированных от света элементов фотоприемной области 1-1-3-1 расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии и расположенному там «кольцевому» регистру 1-1-3-2, оканчивающемуся БПЗН 1-1-3-3. Причем число элементов в каждой «кольцевой» строке фотоприемной области равно числу элементов в «кольцевом» регистре, а фотоприемная область для цветного варианта сенсора накрыта мозаичным цветным фильтром, являющимся «кольцевым» по форме, см. фиг. 4, который разделяет световой поток, попадающий на светочувствительные элементы, соответственно на голубой, желтый, пурпурный и зеленый компоненты.The inventive device of the computer system of the television circular review of the inner surface of cylindrical pipes and pipelines of large diameter, see Fig. 1 comprises a
Выход БПЗН фотоприемника 1-1-3-3 подключен к информационному входу сигнального процессора 1-2, соединенному последовательно с АЦП 1-4; выход управления экспозицией сигнального процессора 1-2 подключен к управляющему входу блока 1-3 «кольцевой» развертки видеосигнала, первый выход которого подключен к управляющим входам фотоприемной области фотоприемника 1-1-3-1, второй выход блока 1-3 - к управляющим входам «кольцевого» регистра фотоприемника 1-1-3-2, третий выход блока 1-3 - к входу синхронизации сигнального процессора 1-2, четвертый выход блока 1-3 - к тактовому входу АЦП 1-4, а выход АЦП 1-4 является выходом телевизионной камеры. Информационный вход БФА 1-5 подключен к выходу импульсов сброса блока 1-3 «кольцевой» развертки, синхронизирующий вход БФА 1-5 - к соответствующему выходу блока 1-3 «кольцевой» развертки, а выход БФА 1-5 - ко второму управляющему входу блока 1-3 «кольцевой» развертки.The output of the BPSN of the photodetector 1-1-3-3 is connected to the information input of the signal processor 1-2, connected in series with the ADC 1-4; the exposure control output of the signal processor 1-2 is connected to the control input of the 1-3 unit of the "circular" scan of the video signal, the first output of which is connected to the control inputs of the photodetector region of the photodetector 1-1-3-1, the second output of the unit 1-3 to the control inputs The "circular" register of the photodetector 1-1-3-2, the third output of the block 1-3 - to the synchronization input of the signal processor 1-2, the fourth output of the block 1-3 - to the clock input of the ADC 1-4, and the output of the ADC 1-4 is the output of a television camera. The information input of BFA 1-5 is connected to the output of the reset pulses of the 1-3 unit of “circular” sweep, the synchronizing input of BFA 1-5 is connected to the corresponding output of the block 1-3 of “circular” sweep, and the output of BFA 1-5 is connected to the second control input block 1-3 "ring" scan.
Осветитель 1-1-1 должен иметь диаграмму направленности, которая совпадает с полусферой кругового обзора для панорамного объектива 1-1-2.Illuminator 1-1-1 should have a radiation pattern that coincides with the hemisphere of the circular view for a panoramic lens 1-1-2.
Очевидно, что диаметр осветителя 1-1-1 не должен превышать диаметр оптической проекции для пассивной области панорамного объектива 1-1-2, формируемой в этой плоскости, а спектральная характеристика осветителя 1-1-1 должна соответствовать спектральной характеристике чувствительности фотоприемника 1-1-3.Obviously, the diameter of the illuminator 1-1-1 should not exceed the diameter of the optical projection for the passive region of the panoramic lens 1-1-2 formed in this plane, and the spectral characteristic of the illuminator 1-1-1 should correspond to the spectral sensitivity characteristic of the photodetector 1-1 -3.
Панорамный объектив 1-1-2 телевизионной камеры, как и в прототипе, предназначен для формирования оптического изображения кругового обзора («кольцевого» изображения), а по величине фокусного расстояния он должен быть отнесен к классу короткофокусных.The panoramic lens 1-1-2 of the television camera, as in the prototype, is designed to form an optical image of a circular view ("ring" image), and in terms of focal length, it should be classified as short-focus.
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. 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 этой фотографии подтверждает целесообразность принятой в заявляемом решении организации принудительной подсветки контролируемого объекта. По этой причине, можно считать конструктивно оправданным и выполнение осветителя 1-1-1 в составе панорамного объектива 1-1-2.The presence of a passive (non-informative) area in the center of this photo confirms the expediency of the organization of forced illumination of the controlled object adopted in the claimed decision. For this reason, it can be considered structurally justified and the implementation of the illuminator 1-1-1 as part of a panoramic lens 1-1-2.
Фотоприемник 1-1-3, выполненный по технологии ПЗС, см. фиг. 3-4, реализует «кольцевую» развертку зарядового изображения на фотоприемной области 1-1-3-1 с последующим поэлементным считыванием зарядов в «кольцевом» регистре 1-1-3-2 и формированием на выходе БПЗН 1-1-3-3 напряжения монохромного или цветного видеосигнала в аналоговой форме. При этом в интервале прямого хода по кадру происходит процесс накопления зарядовых пакетов пропорционально освещенности панорамного сюжета в светочувствительных пикселах фотоприемной области 1-1-3-1.A photodetector 1-1-3 made according to CCD technology, see FIG. 3-4, implements a "ring" scan of the charge image on the photodetector region 1-1-3-1, followed by element-by-element reading of charges in the "ring" register 1-1-3-2 and the formation of the output BPSN 1-1-3-3 voltage of a monochrome or color video signal in analog form. At the same time, in the interval of the forward course of the frame, the process of accumulation of charge packets occurs in proportion to the illumination of the panoramic plot in the photosensitive pixels of the photodetector region 1-1-3-1.
В течение кратковременного промежутка последующего интервала обратного хода кадровой развертки открывается фотозатвор и заряды всех «кольцевых» строк, участвовавших в накоплении, переносятся (за один шаг поворота) в экранированные от света пикселы, расположенные на той же области 1-1-3-1.During a short period of the subsequent interval of the reverse rotation of the frame scan, a photo shutter opens and the charges of all the “ring” lines involved in the accumulation are transferred (in one rotation step) to the pixels shielded from light located in the same region 1-1-3-1.
Затем фотозатвор закрывается и в новом кадровом цикле на мишени выполняется накопление другой зарядовой «картины», а накопленные в предыдущем кадре зарядовые пакеты в радиальных направлениях переносятся на периферию кристалла фотоприемника, загружая в интервале обратного хода по строке новыми зарядами «кольцевой» регистр 1-1-3-2.Then the photo shutter closes and, in a new frame cycle, another charge “picture” is accumulated on the target, and the charge packets accumulated in the previous frame are transferred in radial directions to the periphery of the photodetector crystal, loading the “ring” register 1-1 in the interval of the reverse stroke along the line with new charges -3-2.
Фотоприемник, как и в прототипе, является единственным сенсором видеосигнала цветного изображения, в котором, благодаря применению цветного «кольцевого» фильтра, пикселы ПЗС становятся чувствительными к голубой (Сy), желтой (Ye), пурпурной (Mg) и зеленой (G) цветовым составляющим. Конструкция этого фотоприемника представлена на фиг. 4.The photodetector, as in the prototype, is the only sensor of the video signal of a color image, in which, thanks to the use of a color "ring" filter, the CCD pixels become sensitive to cyan (Cy), yellow (Ye), magenta (Mg) and green (G) color constituents. The design of this photodetector is shown in FIG. four.
Здесь используется известный принцип цветного телевидения, утверждающий, что для успешного восстановления цвета помимо сигнала яркости (Y) достаточно всего двух дополнительных сигналов. Имеются ввиду сигнал цветовой разности красного (R-Y) и сигнал цветовой разности синего (В-Y).It uses the well-known principle of color television, which states that for successful color recovery, in addition to the brightness signal (Y), only two additional signals are sufficient. This refers to the red color difference signal (R-Y) and the blue color difference signal (B-Y).
Отметим, что именно этот принцип реализован в конструкции мозаичного фильтра для фотоприемника в широко распространенных цветных одноматричных телевизионных камерах, см., например, [4, с. 155].Note that it is this principle that is implemented in the design of a mosaic filter for a photodetector in widespread color single-matrix television cameras, see, for example, [4, p. 155].
В заявляемом решении для «кольцевого» ПЗС-фотоприемника цветного изображения используется режим накопления поля, т.е. длительность экспозиции для всех светочувствительных пикселов фотомишени 1-1-2-1 составляет 20 мс.In the claimed solution for the “ring” CCD photodetector of a color image, the field accumulation mode is used, i.e. the exposure time for all the photosensitive pixels of the 1-1-2-1 target is 20 ms.
Рассмотрим некоторые подробности реализации цветного сенсора.Consider some details of the implementation of a color sensor.
Аналогично режиму, применяемому в одноматричных цветных камерах, здесь перед считыванием в «кольцевом» регистре 1-1-3-2 зарядовые пакеты соседних (в радиальном направлении) пикселов фотомишени объединяются попарно, причем по-разному для последовательно считываемых нечетных и четных «кольцевых» строк формируемого изображения, как показано на фиг. 4.Similarly to the mode used in single-matrix color cameras, here before reading in the “1-1-3-2 ring” register, the charge packets of neighboring (in the radial direction) photographic targets are combined in pairs, and differently for odd and even “ring” sequentially read lines of the generated image, as shown in FIG. four.
Отметим, что поскольку размер светочувствительного элемента в режиме накопления поля равен размеру двух пикселов матрицы по вертикали, это приводит к снижению вертикальной разрешающей способности цветного изображения, что вполне допустимо.Note that since the size of the photosensitive element in the field accumulation mode is equal to the vertical size of two pixels of the matrix, this leads to a decrease in the vertical resolution of the color image, which is quite acceptable.
Первая строка содержит попарные отсчеты: (Mg+Су), (G+Ye), (Mg+Су), (G+Ye) и так далее.The first line contains pairwise samples: (M g + C y ), (G + Y e ), (M g + C y ), (G + Y e ) and so on.
Вторая строка: попарные отсчеты: (Су+G), (Ye+Mg), (Су+G), (Ye+Mg) и так далее.Second line: pairwise samples: (C y + G), (Y e + M g ), (C y + G), (Y e + M g ) and so on.
Очевидно, что третья и другие последующие нечетные строки будут содержать такие же попарные отсчеты, как и первая строка, а четвертая и другие последующие четные строки - такие же попарные отсчеты, как и вторая строка.Obviously, the third and other subsequent odd lines will contain the same pairwise samples as the first line, and the fourth and other subsequent even lines will contain the same pairwise samples as the second line.
Для получения яркостного сигнала для нечетных строк производится операция по аналогичному в [4, с. 155] алгоритму, который заключается в том, что выполняется задержка по времени на элемент разложения «кольцевого» поворота и суммирование попарных отсчетов:To obtain a luminance signal for odd lines, an operation is performed according to a similar procedure in [4, p. 155] the algorithm, which consists in the fact that a time delay is performed on the decomposition element of the "circular" rotation and the summation of pairwise samples:
Коэффициент 
Очевидно, что выражение (4) можно представить так:Obviously, expression (4) can be represented as follows:
Применив аналогичный алгоритм для четных строк, получим следующее выражение для яркостного сигнала:Applying a similar algorithm for even lines, we obtain the following expression for the luminance signal:
Аналогично представим выражение (6) в основных цветах:Similarly, we represent the expression (6) in primary colors:
Выражения (5) и (7) показывают, что яркостной сигнал для нечетных и четных строк одинаков.Expressions (5) and (7) show that the luminance signal for the odd and even lines is the same.
Для получения цветоразностного сигнала синего (B-Y) выполняется операция по другому алгоритму, который заключается в том, что для нечетных строк выполняется задержка по времени на элемент разложения и вычитание попарных отсчетов:To obtain the color-difference signal of blue (B-Y), an operation is performed according to another algorithm, which consists in the fact that for odd lines, a time delay is performed on the decomposition element and subtraction of pairwise samples:
B-Y=⎣(G+Ye)-(Mg+Cy⎦=[(G+G+R)-(R+B+G+B)]=-[2B-G].BY = ⎣ (G + Y e ) - (M g + C y ⎦ = [(G + G + R) - (R + B + G + B)] = - [2B-G].
Для получения цветоразностного сигнала красного (R-Y) выполняется операция по алгоритму, аналогичному при получении цветоразностного сигнала синего, но применительно для четных строк:To obtain the color difference signal red (R-Y), the operation is performed according to an algorithm similar to the receipt of the color difference signal blue, but with reference to even lines:
R-Y=⎣(Mg+Ye)-(G+Cy)⎦=[(R+B+G+R)-(G+G+B)]=2R-G.RY = ⎣ (M g + Y e ) - (G + C y ) ⎦ = [(R + B + G + R) - (G + G + B)] = 2R-G.
Эти два цветоразностных сигнала совместно с сигналом яркости замешиваются в сигнал CVBS в системе PAL точно так же, как это выполняется в одноматричных цветных телевизионных камерах с мозаичным фильтром. Поясним, что CVBS - аббревиатура от английских слов: «composite video bar signal», т.е. полный видеосигнал.These two color difference signals, together with the luminance signal, are mixed into the CVBS signal in the PAL system in the same way as in single-matrix color television cameras with a mosaic filter. Let us explain that CVBS is an abbreviation of English words: “composite video bar signal”, i.e. full video signal.
Необходимо отметить, что для «кольцевого» фотоприемника телевизионной камеры электроды переноса на мишени 1-1-3-1 и в «кольцевом» регистре 1-1-3-2, а также световые «окна» для «кольцевого» мозаичного фильтра могут быть выполнены с геометрической формой не в виде прямоугольника, а в виде части кругового кольца.It should be noted that for the “ring” photodetector of the television camera, the transfer electrodes on the targets 1-1-3-1 and in the “ring” register 1-1-3-2, as well as light “windows” for the “ring” mosaic filter can be made with a geometric shape not in the form of a rectangle, but as a part of a circular ring.
В качестве примера на фиг. 6 показана конструкция «кольцевого» регистра 1-1-3-2 фотоприемника с такими электродами переноса.As an example in FIG. 6 shows the design of a “ring” register 1-1-3-2 of a photodetector with such transfer electrodes.
Следует добавить важную особенность фотоприемника 1-1-3 телевизионной камеры, которая заключается в том, что площадь каждого пиксела его фотоприемной области 1-1-3-1, как для монохромного, так и для цветного сенсора увеличивается по мере движения к внешней периферии.An important feature of the photodetector 1-1-3 of a television camera should be added, which consists in the fact that the area of each pixel of its photodetector region 1-1-3-1, both for a monochrome and a color sensor, increases as it moves to the outer periphery.
Но в заявляемом решении, благодаря введению в состав телевизионной камеры БФА 1-5, это не приводит к нежелательной неравномерности видеосигнала от строки к строке.But in the claimed solution, due to the introduction of BFA 1-5 into the television camera, this does not lead to undesirable unevenness of the video signal from line to line.
На фиг. 7 показана возможная структурная схема БПЗН «кольцевого» фотоприемника 1-1-3 с организацией «плавающая диффузионная область», которая полностью совпадает со схемой, применяемой в настоящее время в матрицах ПЗС для реализации прямоугольной развертки видеосигнала, см., например, [3]. На этом чертеже приняты следующие обозначения: Uф1, Uф2, Uф3 - напряжения на шинах для трехфазного управления «кольцевым» регистром сдвига 1-1-3-2; Uвых3- напряжение на выходном затворе; Двых, Дсбр - выходной и сбрасывающие диоды соответственно.In FIG. 7 shows a possible block diagram of the CCD “ring” photodetector 1-1-3 with the organization “floating diffusion region”, which fully coincides with the scheme currently used in CCD arrays for the implementation of rectangular scanning of the video signal, see, for example, [3] . In this drawing, the following notation is adopted: U f1 , U f2 , U f3 - bus voltage for three-phase control of the "ring" shift register 1-1-3-2; U o3 - voltage at the output gate; D o , D sbr - output and reset diodes, respectively.
Перед считыванием информационного заряда очередного элемента (пиксела) в процессе его преобразования в напряжение видеосигнала информационный заряд предыдущего элемента должен быть сброшен в стирающий диод Дсбр.Before reading the next information charge element (pixel) in the process of converting into voltage charge video information of the previous element must be cleared in an erasing diode D RRF.
Эта процедура осуществляется при помощи управляющих импульсов Тr, называемых часто в литературе импульсами сброса, которые подаются на соответствующую шину управления БПЗН 1-1-3-3.This procedure is carried out using control pulses T r , often referred to in the literature as reset pulses, which are supplied to the corresponding control bus BPS 1-1-3-3.
Блок формирования апертуры (БФА) 1-5 предназначен для управления считывающей апертурой фотоприемника 1-1-3 при поэлементном съеме напряжения видеосигнала в БПЗН 1-1-3-3. В результате для всех строк фотоприемника обеспечивается одинаковая по полю площадь считывающей апертуры при различной от строки к строке площади электродов светочувствительных элементов сенсора.The aperture forming unit (BFA) 1-5 is designed to control the reading aperture of the photodetector 1-1-3 when the element-by-element video signal voltage is removed in the BPZN 1-1-3-3. As a result, for all the lines of the photodetector, the area of the reading aperture is the same across the field, with the area of the electrodes of the photosensitive elements of the sensor varying from line to line.
Эпюра выходного сигнала Tr, вырабатываемая на выходе БФА 1-5, представлена на фиг. 8. Предполагается, что фотоприемник 1-1-3 содержит n «кольцевых» строк. На этой диаграмме первая строка обозначена как Тcl, а последняя строка - как Tcn.The plot of the output signal T r generated at the output of BFA 1-5 is shown in FIG. 8. It is assumed that the photodetector 1-1-3 contains n "ring" lines. In this diagram, the first row is denoted by T cl , and the last row is denoted by T cn .
Управляющие импульсы имеют положительную полярность, малую (короткую) длительность и различный период следования в пределах каждой из «кольцевых» строк.The control pulses have a positive polarity, short (short) duration and a different repetition period within each of the "ring" lines.
Период управляющих импульсов для первой «кольцевой» строки обозначен Тr1, а период управляющих импульсов для последней «кольцевой» строки - Tr.n. Период Тr1 является самым малым и равен периоду считывания элемента Тp, а период считывания Tr.n. - самым большим, который равен nTr. Коэффициент n в последнем выражении определяется целым числом из соотношения:The period of control pulses for the first “ring” line is indicated by T r1 , and the period of control pulses for the last “ring” line is indicated by T rn . The period T r1 is the smallest and is equal to the reading period of the element T p , and the reading period T rn is the largest, which is equal to nT r . The coefficient n in the last expression is determined by an integer from the ratio:
где Δ1 - площадь светочувствительного элемента для первой строки считывания в «кольцевом» фотоприемнике;where Δ 1 is the area of the photosensitive element for the first reading line in the "ring"photodetector;
Δn - площадь светочувствительного элемента для последней строки считывания в «кольцевом» фотоприемнике.Δ n is the area of the photosensitive element for the last read line in the "ring" photodetector.
В физическом плане управление площадью апертуры осуществляется за счет суммирования зарядовых пакетов в соседних элементах каждой текущей «кольцевой» строки сенсора до выполнения процедуры преобразования «заряд - напряжение».In physical terms, the aperture area is controlled by summing the charge packets in the neighboring elements of each current “ring” line of the sensor before performing the charge-voltage conversion procedure.
Поэтому это зарядовое сложение не может быть дополнительным источником шумов для видеосигнала на выходе телевизионной камеры.Therefore, this charge addition cannot be an additional source of noise for the video signal at the output of the television camera.
БФА 1-5 на практике может быть реализован с использованием классического набора технических средств (логических элементов) цифровой электроники. Очевидно, что БФА 1-5 может быть выполнен в составе блока 1-3 «кольцевой» развертки видеосигнала.BFA 1-5 in practice can be implemented using the classic set of hardware (logic elements) of digital electronics. It is obvious that BFA 1-5 can be performed as part of the block 1-3 "ring" scan of the video signal.
Сигнальный процессор 1-2, блок 1-3 «кольцевой» развертки видеосигнала и АЦП 1-4 выполнены с использованием комплекта специализированных микросхем высокого уровня интеграции. Этот комплект является универсальным, т.е. может быть использован как для монохромного фотоприемника, так и для цветного сенсора.The signal processor 1-2, block 1-3 of the "circular" scan of the video signal and the ADC 1-4 are made using a set of specialized microcircuits with a high level of integration. This kit is universal, i.e. It can be used both for a monochrome photodetector and for a color sensor.
Панорамный объектив 1-1-2 совместно с осветителем 1-1-1 формирует «кольцевое» оптическое изображение внутренней поверхности трубы 4, проецируя его на мишень фотоприемника 1-1-3 телевизионной камеры 1.The panoramic lens 1-1-2 together with the illuminator 1-1-1 forms a "ring" optical image of the inner surface of the pipe 4, projecting it onto the target of the photodetector 1-1-3 of the
Область принудительной подсветки контролируемого объекта, выполняемой при помощи осветителя 1-1-1, показана на фиг. 1. Для фотоприемника 1-1-3 цветного изображения получаемая освещенность этого объекта дополнительно (при помощи ИК-фильтра 1-1-4) должна быть согласована со спектральной чувствительностью человеческого глаза.The area of forced illumination of the controlled object, performed using the illuminator 1-1-1, is shown in FIG. 1. For a photodetector 1-1-3 of a color image, the resulting illumination of this object additionally (using an IR filter 1-1-4) should be consistent with the spectral sensitivity of the human eye.
Для подсвечиваемой области должна быть обеспечена оптимальная величина освещенности, т.е. такой облученности, при которой обеспечивается близкое к предельному значению отношение сигнал/шум (ψ) вырабатываемого фотоприемником 1-1-3 видеосигнала.For the highlighted area, the optimal illumination value should be ensured, i.e. such irradiation, in which a signal-to-noise ratio (ψ) of the 1-1-3 video signal generated by the photodetector is provided close to the limit value.
Фотоприемник 1-1-3 (см. фиг. 3…4) реализует «кольцевую» развертку зарядового изображения на фотоприемной области 1-1-3-1 с последующим поэлементным считыванием зарядовых пакетов в «кольцевом» регистре 1-1-3-2 и формированием на выходе БПЗН 1-1-3-3 напряжения видеосигнала в аналоговой форме. При этом в интервале прямого хода по кадру происходит процесс накопления зарядовых пакетов пропорционально освещенности панорамного сюжета, в светочувствительных пикселах фотоприемной области 1-1-3-1. В течение кратковременного промежутка последующего интервала обратного хода кадровой развертки открывается фотозатвор и заряды всех «кольцевых» строк, участвовавших в накоплении, переносятся (за один шаг поворота) в экранированные от света пикселы, расположенные на той же области 1-1-3-1.The photodetector 1-1-3 (see Fig. 3 ... 4) implements a "ring" scan of the charge image on the photodetector region 1-1-3-1 with subsequent element-wise reading of the charge packets in the "ring" register 1-1-3-2 and the formation of the output BPSN 1-1-3-3 voltage of the video signal in analog form. At the same time, in the forward interval in the frame, the process of accumulation of charge packets occurs in proportion to the illumination of the panoramic plot, in the photosensitive pixels of the photodetector region 1-1-3-1. During a short period of the subsequent interval of the reverse rotation of the frame scan, a photo shutter opens and the charges of all the “ring” lines involved in the accumulation are transferred (in one rotation step) to the pixels shielded from light located in the same region 1-1-3-1.
Затем фотозатвор закрывается и в новом кадровом цикле на мишени выполняется накопление другой зарядовой «картины», а накопленные в предыдущем кадре зарядовые пакеты в радиальных направлениях переносятся на периферию кристалла фотоприемника, загружая в интервале обратного хода строчной развертки новыми зарядами «кольцевой» регистр 1-1-3-2.Then the photo shutter closes and, in a new personnel cycle, another charge “picture” is accumulated on the target, and the charge packets accumulated in the previous frame are transferred in radial directions to the periphery of the photodetector crystal, loading the “ring” register 1-1 in the reverse scan interval with horizontal charges -3-2.
В результате фотоэлектрического и последующего аналого-цифрового преобразования видеосигнала на выходе телевизионной камеры 1 формируется цифровой телевизионный сигнал монохромного или цветного изображения в зависимости от установленного «кольцевого» сенсора.As a result of the photoelectric and subsequent analog-to-digital conversion of the video signal at the output of the
Но, по сравнению с прототипом, благодаря введению в состав телевизионной камеры БФА 1-5 будет обеспечено зарядовое считывание в фотоприемнике 1-1-3 с одинаковой величиной площади апертуры для различных по площади светочувствительных элементов сенсора, а следовательно, и необходимое выравнивание его чувствительности от строки к строке.But, in comparison with the prototype, due to the introduction of BFA 1-5 into the television camera, charge reading will be provided in the photodetector 1-1-3 with the same aperture area for light-sensitive sensor elements of different sizes, and therefore the necessary alignment of its sensitivity from line to line.
Допустим, что текущий угол поля зрения (γг) предъявляемого панорамного изображения составляет 60 градусов по горизонтали, тогда «кольцевой» кадр записи включает 6 (шесть) условных областей.Suppose that the current field of view angle (γ g ) of the presented panoramic image is 60 degrees horizontally, then the “ring” recording frame includes 6 (six) conditional areas.
В этом случае оперативная память сервера 2, куда записывается панорамное монохромное или цветное изображение, содержит 6-ть областей входного видеосигнала текущего «кольцевого» кадра.In this case, the RAM of server 2, where a panoramic monochrome or color image is recorded, contains 6 areas of the input video signal of the current “ring” frame.
Далее, как и в прототипе, в компьютере 2 оператора 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 и возможность предоставления этой информации на выходе «сеть» сервера 2.Further, as in the prototype, in the operator’s computer 2, with the help of the BKPP 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 and the possibility of providing this information to output "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. 9) оператору компьютера 2.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. 9) to the computer operator 2.
По сравнению с прототипом в заявляемом техническом решении устройства компьютерной системы на выходе телевизионной камеры 1 в режиме «Камера» вырабатывается видеосигнал высокого качества, что позволяет использовать его не только для предварительной диагностики повреждений, но и для записи в компьютер 2 оператора.Compared with the prototype in the claimed technical solution of the computer system device at the output of the
Поэтому отпадает необходимость в организации режима работы «Сканер», а в результате, не только упрощается телевизионная камера и ее управление, но и значительно повышается скорость выполнения (производительность) всего телевизионного технологического контроля.Therefore, there is no need to organize the “Scanner” operating mode, and as a result, not only the television camera and its control are simplified, but also the execution speed (productivity) of the entire television technological control is significantly increased.
По этой причине рабочее место оператора компьютера 2 может быть упразднено, а его функции вполне могут быть возложены на автоматический сервер 2.For this reason, the workplace of the operator of computer 2 can be abolished, and its functions may well be assigned to the automatic server 2.
В настоящее время все элементы структурной схемы устройства компьютерной системы для телевизионного кругового обзора внутренней поверхности труб и трубопроводов большого диаметра освоены или могут быть освоены отечественной промышленностью.Currently, all the elements of the structural diagram of the device of a computer system for television circular overview of the inner surface of pipes and pipelines of large diameter 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 №2564678. МПК H04N 7/18. Компьютерная система панорамного телевизионного наблюдения с повышенной чувствительностью. / В.М. Смелков // БИ 28, 2015.1. Patent of the Russian Federation No. 2564678. IPC H04N 7/18. A computer system for panoramic television surveillance with increased sensitivity. / V.M. Smelkov // BI 28, 2015.
2. Патент РФ №2185645. МПК G02B 13/06, G02B 17/08. Панорамный зеркально-линзовый объектив. / А.В. Куртов, В.А. Соломатин // БИ 20, 2002.2. RF patent No. 2185645. IPC G02B 13/06, G02B 17/08. Panoramic mirror lens. / A.V. Kurtov, V.A. Solomatin // BI 20, 2002.
3. Хромов Л.И., Лебедев Н.В., Цыцулин А.К., Куликов А.Н. Твердотельное телевидение. - «Радио и связь», 1986.3. Khromov L.I., Lebedev N.V., Tsytsulin A.K., Kulikov A.N. Solid state television. - "Radio and Communications", 1986.
4. Владо Дамьяновски. CTV. Библия видеонаблюдения, Цифровые и сетевые технологии. / Перевод с англ. М.: ООО «Ай-Эс-Эс Пресс», 2006.4. Vlado Damianowski. CTV. Bible CCTV, Digital and Network Technology. / Translation from English. M .: LLC "IS-ES Press", 2006.
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017117813A RU2640756C1 (en) | 2017-05-22 | 2017-05-22 | Computer system device for television circular review of internal surface of large diameter pipes and pipelines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017117813A RU2640756C1 (en) | 2017-05-22 | 2017-05-22 | Computer system device for television circular review of internal surface of large diameter pipes and pipelines |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2640756C1 true RU2640756C1 (en) | 2018-01-11 |
Family
ID=68235536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017117813A RU2640756C1 (en) | 2017-05-22 | 2017-05-22 | Computer system device for television circular review of internal surface of large diameter pipes and pipelines |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2640756C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2709409C1 (en) * | 2019-06-18 | 2019-12-17 | Вячеслав Михайлович Смелков | Computer system for television all-round viewing of inner surface of large diameter pipes and pipelines |
| RU2709408C1 (en) * | 2019-06-21 | 2019-12-17 | Вячеслав Михайлович Смелков | Computer system for television circular scanning of inner surface of welded seams of pipeline from large diameter pipes |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080105067A1 (en) * | 2006-11-08 | 2008-05-08 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. | Device for Inspecting a Pipeline |
| CN102590217A (en) * | 2012-01-12 | 2012-07-18 | 北京化工大学 | Pipeline inner surface detection system based on circular structured light vision sensor |
| RU2528033C2 (en) * | 2012-07-10 | 2014-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Device for diagnostics of condition of inner surface of pipes |
| RU2564678C1 (en) * | 2014-11-12 | 2015-10-10 | Вячеслав Михайлович Смелков | Computer system for high-sensitivity panoramic video surveillance |
-
2017
- 2017-05-22 RU RU2017117813A patent/RU2640756C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080105067A1 (en) * | 2006-11-08 | 2008-05-08 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. | Device for Inspecting a Pipeline |
| CN102590217A (en) * | 2012-01-12 | 2012-07-18 | 北京化工大学 | Pipeline inner surface detection system based on circular structured light vision sensor |
| RU2528033C2 (en) * | 2012-07-10 | 2014-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Device for diagnostics of condition of inner surface of pipes |
| RU2564678C1 (en) * | 2014-11-12 | 2015-10-10 | Вячеслав Михайлович Смелков | Computer system for high-sensitivity panoramic video surveillance |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2709409C1 (en) * | 2019-06-18 | 2019-12-17 | Вячеслав Михайлович Смелков | Computer system for television all-round viewing of inner surface of large diameter pipes and pipelines |
| RU2709408C1 (en) * | 2019-06-21 | 2019-12-17 | Вячеслав Михайлович Смелков | Computer system for television circular scanning of inner surface of welded seams of pipeline from large diameter pipes |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11678075B2 (en) | Image sensor that includes sensing pixels sharing a floating diffusion node and operation method thereof | |
| 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 | |
| RU2640756C1 (en) | Computer system device for television circular review of internal surface of large diameter pipes and pipelines | |
| RU2633758C1 (en) | Hypersensitive television camera for panoramic computer vision system | |
| RU2640755C1 (en) | Computer system device for television circular review of internal surface of large diameter pipes and pipelines | |
| RU2665695C1 (en) | Computer system device for panoramic television surveillance | |
| RU2641287C1 (en) | Television camera of colour image for panoramic computer scanning | |
| RU2710779C1 (en) | Device for "circular" photodetector of color image for panoramic television-computer surveillance | |
| RU2675244C1 (en) | Ring photo-receiver of color image for panoramic television-computer monitoring | |
| RU2564678C1 (en) | Computer system for high-sensitivity panoramic video surveillance | |
| RU2641284C1 (en) | Television camera of colour image for panoramic computer observation | |
| RU2675245C1 (en) | Device of annular photodetector for panoramic television-computer scanning of color image | |
| RU2631830C1 (en) | Computer system of panoramic television observation | |
| WO2022226702A1 (en) | Image processing method, imaging processing apparatus, electronic device, and storage medium | |
| RU2579003C1 (en) | Computer system device for panoramic colour image scanning | |
| RU2611426C1 (en) | Videosignal sensor of primary colours for panoramic television surveillance of colour images | |
| RU2564091C1 (en) | Computer system of panoramic tv observation with higher sensitivity at outer periphery of circular image | |
| RU2709409C1 (en) | Computer system for television all-round viewing of inner surface of large diameter pipes and pipelines | |
| RU2570348C1 (en) | Computer system for panoramic colour image television surveillance | |
| RU2611424C1 (en) | Method of forming videosignal in "ring" photodetector for computer system of panoramic television surveillance | |
| RU2578194C1 (en) | Method for panoramic television-computer monitoring (versions) | |
| RU2555855C1 (en) | Device for panoramic "day-night" surveillance and television camera therefor | |
| RU2621664C1 (en) | Videosignal sensor of primary colours for panoramic television surveillance of colour images | |
| RU2592831C1 (en) | Photodetector device for panoramic television-computer surveillance |