RU2669187C1 - Способ формирования видеосигнала "кольцевого" кадра в телевизионной камере для панорамного компьютерного наблюдения в условиях сложной освещённости и/или сложной яркости объектов - Google Patents
Способ формирования видеосигнала "кольцевого" кадра в телевизионной камере для панорамного компьютерного наблюдения в условиях сложной освещённости и/или сложной яркости объектов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2669187C1 RU2669187C1 RU2017143542A RU2017143542A RU2669187C1 RU 2669187 C1 RU2669187 C1 RU 2669187C1 RU 2017143542 A RU2017143542 A RU 2017143542A RU 2017143542 A RU2017143542 A RU 2017143542A RU 2669187 C1 RU2669187 C1 RU 2669187C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ring
- photodetector
- target
- elements
- line
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 230000008520 organization Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 14
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 12
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 8
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000004886 process control Methods 0.000 claims description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 claims 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 4
- 239000012634 fragment Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005375 photometry Methods 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к панорамному компьютерному наблюдению, которое выполняется при помощи монохромной или цветной телевизионной камеры кругового обзора в области, близкой к полусфере, выполненной на базе «кольцевого» сенсора («кольцевого» фотоприемника). Техническим результатом является организация в автоматическом режиме повышения чувствительности фрагментов «кольцевого» кадра путем увеличения для них времени накопления. Результат достигается тем, что «кольцевая» мишень фотоприемника разделена на изолированные друг от друга фотоприемные области, которые при параллельно действующем управлении процессами фотоприема и развертки имеют форму в виде части кругового кольца, при этом величина управляющего напряжения и соответственно длительность накопления зарядов за кадр определяются раздельно для каждой этой отдельно взятой мишени по пиковому значению видеосигнала, формируемого на выходе сенсора в течение соответствующего временного интервала в пределах прямого хода по кадру. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.
Description
Предлагаемое изобретение является техническим решением по категории «способ» и имеет отношение к панорамному компьютерному наблюдению, которое выполняется при помощи монохромной или цветной телевизионной камеры кругового обзора в области, близкой к полусфере, выполненной на базе «кольцевого» сенсора («кольцевого» фотоприемника).
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению следует считать способ формирования видеосигнала «кольцевого» кадра [1], в монохромной или цветной телевизионной камере для панорамного компьютерного наблюдения, заключающийся в том, что устанавливают телевизионную камеру в фиксированное положение, осуществляют захват оптического изображения в телевизионной камере с угловым полем в пространстве предметов 360° по азимуту в «кольцевом» фотоприемнике телевизионной камеры, изготовленном по технологии приборов с зарядовой связью (ПЗС), который выполнен на кристалле в виде кругового кольца, имеет схемотехническую организацию «кольцевой строчный перенос» и состоит из связанных последовательно зарядовой связью «кольцевой» фотоприемной области (мишени) и «кольцевого» регистра сдвига, заканчивающегося блоком преобразования «заряд -напряжение» (БПЗН) с организацией «плавающая диффузия», при этом на мишени линейки светочувствительных элементов, чередующиеся с линейками экранированных от света элементов, расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии и расположенному там «кольцевому» регистру сдвига, а число элементов в каждой «кольцевой» строке мишени равно числу элементов в «кольцевом» регистре сдвига, причем на мишени площадь светочувствительных элементов и равная ей площадь экранированных элементов различны от строки к строке, увеличиваясь по мере движения к внешней периферии до максимальной величины, не превышающей площадь элемента «кольцевого» регистра сдвига; накапливают зарядовое изображение информационного кадра на светочувствительных элементах мишени в соответствии с управляющим напряжением для автоматической регулировки времени накопления (АРВН) фотоприемника; осуществляют «кольцевую» развертку зарядового изображения на мишени с последующим поэлементным считыванием зарядовых пакетов в «кольцевом» регистре сдвига и формированием на выходе БПЗН напряжения аналогового сигнала изображения наблюдаемого пространства, причем в процессе получения видеосигнала сенсора управляют площадью считывающей апертуры за счет того, что от строки к строке изменяют период управляющих импульсов Тr (импульсов сброса) для БПЗН по соотношению:
где Тр - период считывания элемента в «кольцевом» фотоприемнике;
nm - коэффициент, целое число, величина которого для текущей строки считывания в «кольцевом» фотоприемнике, равна отношению:
где Δ1 и Δm - соответственно площадь светочувствительного элемента для первой и текущей строк считывания в «кольцевом» фотоприемнике, обеспечивая одинаковую величину площади считывающей апертуры в пределах всего «кольцевого» растра фотоприемника; преобразуют аналоговый видеосигнал в цифровой видеосигнал.
Способ формирования видеосигнала в прототипе [1] гарантирует выравнивание разрешающей способности «кольцевого» изображения, предлагаемого компьютерным операторам-пользователям.
Однако при работе в условиях сложной освещенности и/или сложной яркости объектов, когда высокой освещенности (яркости) на одних участках поля зрения сопутствует низкая освещенность (яркость) на других его участках, реализованный в телевизионной камере способ формирования видеосигнала прототипа [1] не справляется с ситуацией.
Это объясняется тем, что в этих условиях АРВН, выполняя отсчет управляющего напряжения при помощи амплитудного детектора по пиковому или по среднему значению видеосигнала, пропорциональному освещенности мишени фотоприемника, распространяет свой полученный результат, а именно: длительность времени накопления, - на все элементы (пикселы) мишени.
Недостаток способа формирования видеосигнала в прототипе [1] заключается в том, что возникает режим ограниченного накопления (по времени) для тех участков панорамного изображения, которые контролируются при низкой освещенности (яркости) соответствующих им объектов.
Задачей изобретения является организация в автоматическом режиме повышения чувствительности для этих фрагментов «кольцевого» кадра путем увеличения для них времени накопления.
Поставленная задача в заявленном способе формирования видеосигнала «кольцевого» кадра, который основан на том, что устанавливают телевизионную камеру в фиксированное положение, осуществляют захват оптического изображения в телевизионной камере с угловым полем в пространстве предметов 360° по азимуту в «кольцевом» фотоприемнике телевизионной камеры, изготовленном по технологий приборов с зарядовой связью (ПЗС), который выполнен на кристалле в виде кругового кольца, имеет схемотехническую организацию «кольцевой строчный перенос» и состоит из связанных последовательно зарядовой связью «кольцевой» мишени и «кольцевого» регистра сдвига, заканчивающегося БПЗН с организацией «плавающая диффузия», при этом на мишени линейки светочувствительных элементов, чередующиеся с линейками экранированных от света элементов, расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии и расположенному там «кольцевому» регистру сдвига, а число элементов в каждой «кольцевой» строке мишени равно числу элементов в «кольцевом» регистре сдвига, причем на мишени площадь светочувствительных элементов и равная ей площадь экранированных элементов различны от строки к строке, увеличиваясь по мере движения к внешней периферии до максимальной величины, не превышающей площадь элемента «кольцевого» регистра сдвига; накапливают зарядовое изображение информационного кадра на светочувствительных элементах мишени в соответствии с управляющим напряжением для АРВН фотоприемника; осуществляют «кольцевую» развертку зарядового изображения на мишени с последующим поэлементным считыванием зарядовых пакетов в «кольцевом» регистре сдвига и формированием на выходе БПЗН напряжения аналогового сигнала изображения наблюдаемого пространства, причем в процессе получения видеосигнала сенсора управляют площадью считывающей апертуры за счет того, что от строки к строке изменяют период управляющих импульсов Тr для БПЗН по соотношениям (1, 2), обеспечивая одинаковую величину площади считывающей апертуры в пределах всего «кольцевого» растра фотоприемника; преобразуют аналоговый видеосигнал в цифровой видеосигнал, решается тем, что «кольцевая» мишень фотоприемника разделена на изолированные друг от друга фотоприемные области, которые при параллельно действующем управлении процессами фотоприема и развертки, имеют форму в виде части кругового кольца, а их число к определяется соотношением:
где γг - горизонтальный угол поля зрения в градусах ожидаемого и предлагаемого оператору компьютера «прямоугольного» изображения, при этом величина управляющего напряжения АРВН и соответственно длительность накопления зарядов за кадр определяются раздельно для каждой этой отдельно взятой мишени по пиковому значению видеосигнала, формируемого на выходе сенсора в течение соответствующего временного интервала в пределах прямого хода по кадру.
Сопоставительный анализ с прототипом [1] показывает, что заявляемый способ отличается наличием следующих признаков:
- условием реализации действий по формированию в телевизионной камере исходного аналогового видеосигнала, а именно: разделением «кольцевой» мишени фотоприемника на к изолированных друг от друга мишеней, имеющих форму в виде части кругового кольца, на которых процессы фотоприема и развертки осуществляются параллельно;
- выполнением в телевизионной камере параллельных и автономных действий по установке устройством АРВН длительности накопления зарядов за кадр для каждой из к мишеней сенсора в соответствии с освещенностью (яркостью) наблюдаемой сцены.
Совокупность известных и новых признаков не известна из уровня техники, поэтому заявляемый способ отвечает требованию новизны.
По техническому результату и методу его достижения предлагаемое техническое решение соответствует критерию о наличии изобретательского уровня.
На фиг. 1 приведена схемотехническая организации «кольцевого» фотоприемника на ПЗС (по методу «кольцевой строчный перенос») с шестью изолированными мишенями (k=6); на фиг. 2 представлена структурная схема устройства, поясняющая реализацию заявляемого способа формирования видеосигнала и являющаяся, по сути, схемой замысла АРВН фотоприемника; на фиг. 3 - пример выполнения принципиальной схемы пикового детектора; шесть которых приняты (обозначены) на фиг. 2; на фиг. 4б-4ж относительно временного положения гасящего импульса строк, показанного на фиг. 4а, приведены эпюры управляющих сигналов для получения необходимых областей («окон») фотометрирования зарядового рельефа фотоприемника; на фиг. 5б - эпюра, иллюстрирующая временное положение выходного сигнала устройства АРВН (относительно кадрового гасящего импульса, представленного на фиг. 5а); на фиг. 6 показано положение шести «окон» фотометрирования для шести «прямоугольных» кадров на мишени «кольцевого» фотоприемника в условиях ее сложной освещенности и/или сложной яркости.
Отметим, что формирование этих «прямоугольных» кадров предполагается в сервере компьютерной системы по видеосигналу «кольцевого» кадра, поступающего из телевизионной камеры наблюдения за панорамным сюжетом.
«Кольцевой» фотоприемник на фиг. 1 выполнен на кристалле в виде кругового кольца, имеет схемотехническую организацию «кольцевой строчный перенос» и состоит из связанных последовательно зарядовой связью «кольцевой» мишени 1-1, «кольцевого» регистра сдвига 1-2 и БПЗН 1-3 с организацией «плавающая диффузия», а его выход является выходом «видео» «кольцевого» фотоприемника, при этом на мишени 1-1 радиально расположенные линейки светочувствительных элементов чередуются с радиальными линейками экранированных от света элементами, причем число элементов в каждой «кольцевой» строке мишени 1-1 равно числу элементов в «кольцевом» регистре сдвига 1 -2, а площадь светочувствительных элементов на мишени от строки к строке различна, увеличиваясь по Мере движения к внешней периферии до максимальной величины, не превышающей площадь элемента «кольцевого» регистра сдвига 1-2. Пунктирные линии на фиг.1 показывают выделение на «кольцевой» мишени 1-1 фотоприемника шести изолированных мишеней (т.е. k=6), имеющих форму в виде части кругового кольца и снабженных электронным затвором. Введем обозначение этих сенсоров соответственно как: 1-1-1, 1-1-2, 1-1-3, 1-1-4, 1-1-5 и 1-1-6.
Предполагается, что для всех шести изолированных мишеней действует параллельное управление, обеспечивающее:
Организация этого параллельного управления может быть осуществлена за счет «размножения» импульсных сигналов при помощи внешних буферных каскадов для готовых микросхем, реализующих набор (комплект) необходимых управляющих напряжений.
Рассмотрим анонсированную ранее структурную схему АРВН на фиг. 2. Она содержит формирователь 2 сигналов «окон» для фотометрирования сенсора, последовательно соединенные первый пиковый детектор 3 и первый широтно-импульсный модулятор (ШИМ) 4, последовательно соединенные второй пиковый детектор 5 и второй ШИМ 6, последовательно соединенные третий пиковый детектор 7 и третий ШИМ 8, последовательно соединенные четвертый пиковый детектор 9 и четвертый ШИМ 10, последовательно соединенные пятый пиковый детектор 11 и пятый ШИМ 12, а также последовательно соединенные шестой пиковый детектор 13 и шестой ШИМ 14. Информационные входы всех шести пиковых детекторов (3, 5, 7, 9, 11, 13) подключены к выходу видео фотоприемника 1, а управляющие входы этих пиковых детекторов - соответственно к первому, второму, третьему, четвертому, пятому и шестому выходам формирователя 2. Седьмой выход формирователя 2 подключен к входам сброса всех шести пиковых детекторов (3, 5, 7, 9, 11, 13).
Выход блока 4 подключен к электронному затвору мишени 1-1-1, выход блока 6 - к электронному затвору мишени 1-1-2, выход блока 8 - к электронному затвору мишени 1-1-3, выход блока 10 - к электронному затвору мишени 1-1-4, выход блока 12 - к электронному затвору мишени 1-1-5, а выход блока 14 - к электронному затвору мишени 1-1-6.
Предполагается, что в телевизионной камере от ее микроконтроллера на вход формирователя 2 сигналов «окон» подаются импульсы запуска и синхронизации.
Формирователь 2 предназначен для реализации шести импульсных сигналов (см. фиг. 4б - 4ж), которые подаются на управляющие входы пиковых детекторов. Для получения этих сигналов может быть использован трехразрядный двоичный счетчик [см., например, 2, с. 168-170].
Трансляцией через формирователь 2 от микроконтроллера телевизионной камеры осуществляется подача кадрового синхроимпульса положительной полярности для выполнения в начале каждого кадра обнуления (сброса) всех шести пиковых детекторов (3, 5, 7, 9, 11, 13).
Пиковые детекторы предназначены для регистрации максимального уровня аналогового видеосигнала, поступающего на их информационные входы в интервале присутствия высокого уровня импульсного сигнала на их управляющих входах.
Каждый из пиковых детекторов может быть выполнен на базе двух операционных усилителей (ОУ) по схеме, предложенной в работе [3, с. 301]. Особенностью схемы, представленной на фиг. 3, является выбор первого (входного) ОУ. Этот ОУ дополнительно должен иметь управляющий вход для реализации внешнего управления резервной мощностью и рабочей точкой с помощью внешнего напряжения смещения. Примером выполнения такого ОУ является микросхема СА3078Т фирмы RCA (США).
Импульсные сигналы, которые необходимо подать на управляющие входы всех шести пиковых детекторов (3, 5, 7, 9, 11, 13), представлены на временных диаграммах, изображенных соответственно на фиг.4б, 4в, 4 г, 4д, 4е, 4ж.
Устройства, изображенные на фиг. 1-2, работают следующим образом.
Как и в прототипе [1], предполагается, что телевизионная камера установлена в фиксированное положение, например при помощи фотоштатива (здесь все это не показано).
Оптическое изображение наблюдаемой панорамной сцены в условиях сложной освещенности и/или сложной яркости проецируется на всю мишень 1-1 «кольцевого» фотоприемника 1, а, следовательно, и на все шесть составляющих ее мишеней 1-1-1, 1-1-2, 1-1-3, 1-1-4, 1-1-5 и 1-1-6.
Пусть в нашем примере, показанном на фиг. 6, в условиях высокой освещенности наблюдаемого сюжета оказывается область, которую занимает «Окно» 1; в условиях слабо пониженной освещенности - «Окно» 2 и «Окно» 5; в условиях средне пониженной освещенности - «Окно» 3 и «Окно» 6, а в условиях существенно пониженной освещенности - «Окно» 4.
В интервале прямого хода каждого телевизионного кадра происходит процесс оптимизированного накопления зарядов в светочувствительных пикселах всех шести мишеней 1-1-1, 1-1-2, 1-1-3, 1-1-4, 1-1-5 и 1-1-6 пропорционально освещенности контролируемого панорамного сюжета.
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 тех же мишенях.
Затем фотозатвор каждой из шести мишеней закрывается, и в новом кадровом цикле 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 1-2.
Для всех строк каждой из шести мишеней фотоприемника в БПЗН 1-3, как и в прототипе [1], обеспечивается одинаковая по полю площадь считывающей апертуры, что гарантирует одинаковую чувствительность для всех элементов «объединенной» мишени при поддержании одних и тех же пространственных зазоров между соседними пикселами.
Очевидно, что таким образом обеспечивается выравнивание разрешающей способности «кольцевого» изображения по всей площади «объединенной» мишени сенсора.
Затем, как и в прототипе [1], сформированный аналоговый видеосигнал преобразуется в цифровой телевизионный сигнал (ЦТС) «кольцевого» кадра на выходе телевизионной камеры.
Далее ЦТС по интерфейсу (например, USB 2,0) передается на сервер компьютерной системы, где выполняется запись видеоинформации в его оперативную память на кадр. В сервере известным путем выполняется преобразование (конвертирование) видеосигнала каждого текущего «кольцевого» кадра в шесть «прямоугольных» кадров, показанных также на фиг. 6.
Технический результат заявляемого решения обеспечивается тем, что в телевизионной камере будут в полностью автоматическом режиме получены оптимальные показатели для времени накопления (Тн) применительно ко всем k участкам «кольцевой» мишени фотоприемника.
Следовательно, по сравнению с прототипом [1], будет достигнуто повышенное отношение сигнал/шум (ψ) формируемого видеосигнала и соответственно увеличение чувствительности для тех участков панорамного изображения, которые регистрируются при низкой освещенности (яркости) соответствующих им объектов.
Очевидно, что предлагаемый в настоящем техническом решении способ формирования видеосигнала может быть с успехом реализован и для двух других вариантов схемотехнической организации «кольцевого» фотоприемника, а именно: по методу «кольцевой кадровый перенос» [4] и по методу «кольцевой строчно-кадровый перенос» [5].
Для этого «кольцевой» фотоприемник на ПЗС с организацией «кольцевой кадровый перенос», который состоит из связанных последовательно зарядовой связью «кольцевой» мишени, «кольцевой» секции памяти, «кольцевого» регистра сдвига и БПЗН с организацией «плавающая диффузия», а его выход является выходом «видео» «кольцевого» фотоприемника, при этом линейки светочувствительных элементов мишени и линейки экранированных от света элементов секции памяти расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии и расположенному там «кольцевому» регистру сдвига, причем число элементов в каждой «кольцевой» строке мишени и в каждой «кольцевой» строке секции памяти равно числу элементов в «кольцевом» регистре сдвига, а площадь светочувствительных элементов на мишени от строки к строке различна, увеличиваясь по мере движения к внешней периферии до максимальной величины, не превышающей площадь элемента секции памяти, должен иметь для его «кольцевой» мишени разделение на к изолированных друг от друга фотоприемных областей с параллельно действующим управлением процессами фотоприема и развертки, а число этих областей должно определяться соотношением (3).
Аналогично, «кольцевой» фотоприемник на ПЗС с организацией «кольцевой строчно-кадровый перенос», который состоит из связанных последовательно зарядовой связью «кольцевой» мишени, секции памяти, «кольцевого» регистра сдвига и БПЗН с организацией «плавающая диффузия», а его выход является выходом «видео» «кольцевого» фотоприемника, при этом на мишени линейки светочувствительных элементов, чередующиеся с линейками экранированных от света элементами, а также линейки экранированных от света элементов секции памяти расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии и расположенному там «кольцевому» регистру сдвига, причем число элементов в каждой «кольцевой» строке мишени и в каждой «кольцевой» строке секции памяти равно числу элементов в «кольцевом» регистре сдвига, а на мишени площадь светочувствительных элементов и равная ей площадь экранированных элементов различны от строки к строке, увеличиваясь по мере движения к внешней периферии до максимальной величины, не превышающей площадь элемента секции памяти, должен иметь для его «кольцевой» мишени разделение на к изолированных друг от друга фотоприемных областей с параллельно действующим управлением процессами фотоприема и развертки, а число этих областей должно определяться соотношением (3).
В настоящее время все блоки и элементы комментируемой структурной схемы, реализующей предлагаемый способ формирования «кольцевого» кадра в телевизионной камере для панорамного компьютерного наблюдения в условиях сложной освещенности и/или яркости объектов, освоены или могут быть освоены отечественной промышленностью.
Поэтому следует считать предполагаемое изобретение соответствующим требованию о промышленной применимости.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент РФ №2633758. МПК H04N 5/00. Телевизионная камера повышенной чувствительности для панорамного компьютерного наблюдения. / В.М. Смелков // Б.И. -2017. - №29.
2. Токхейм Р. Основы цифровой электроники. Перевод с англ. - М.: «Мир», 1988.
3. Пейтон А.Дж., Волш В. Аналоговая электроника на операционных усилителях. Перевод с англ. - М.: «БИНОМ», 1994.
4. Патент РФ №2625163. МПК H04N 7/00. Телевизионная камера и ее «кольцевой» фотоприемник для компьютерной системы панорамного наблюдения. / В.М. Смелков // Б.И. - 2017. - №20.
5. Патент РФ №2611422. МПК H04N 7/00. Телевизионная камера повышенной чувствительности и ее «кольцевой» фотоприемник для компьютерной системы панорамного наблюдения. / В.М. Смелков // Б.И. - 2017.- №6.
Claims (10)
1. Способ формирования видеосигнала «кольцевого» кадра в телевизионной камере для панорамного компьютерного наблюдения в условиях сложной освещенности и/или сложной яркости объектов, когда высокой освещенности (яркости) на одних участках поля зрения сопутствует низкая освещенность (яркость) на других его участках, заключающийся в том, что устанавливают телевизионную камеру в фиксированное положение, осуществляют захват оптического изображения в телевизионной камере с угловым полем в пространстве предметов 360° по азимуту в «кольцевом» фотоприемнике телевизионной камеры, изготовленном по технологии приборов с зарядовой связью (ПЗС), который выполнен на кристалле в виде кругового кольца, имеет схемотехническую организацию «кольцевой строчный перенос» и состоит из связанных последовательно зарядовой связью «кольцевой» фотоприемной области (мишени) и «кольцевого» регистра сдвига, заканчивающегося блоком преобразования «заряд - напряжение» (БПЗН) с организацией «плавающая диффузия», при этом на мишени линейки светочувствительных элементов, чередующиеся с линейками экранированных от света элементов, расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии и расположенному там «кольцевому» регистру сдвига, а число элементов в каждой «кольцевой» строке мишени равно числу элементов в «кольцевом» регистре сдвига, причем на мишени площадь светочувствительных элементов и равная ей площадь экранированных элементов различны от строки к строке, увеличиваясь по мере движения к внешней периферии до максимальной величины, не превышающей площадь элемента «кольцевого» регистра сдвига, накапливают зарядовое изображение информационного кадра на светочувствительных элементах мишени в соответствии с управляющим напряжением для автоматической регулировки времени накопления (АРВН) фотоприемника, осуществляют «кольцевую» развертку зарядового изображения на мишени с последующим поэлементным считыванием зарядовых пакетов в «кольцевом» регистре сдвига и формированием на выходе БПЗН напряжения аналогового сигнала изображения наблюдаемого пространства, причем в процессе получения видеосигнала сенсора управляют площадью считывающей апертуры за счет того, что от строки к строке изменяют период управляющих импульсов 
(импульсов сброса) для БПЗН по соотношению:
где 
- период считывания элемента в «кольцевом» фотоприемнике;
где Δ1 и Δm - соответственно площадь светочувствительного элемента для первой и текущей строк считывания в «кольцевом» фотоприемнике, обеспечивая одинаковую величину площади считывающей апертуры в пределах всего «кольцевого» растра фотоприемника, преобразуют аналоговый видеосигнал в цифровой видеосигнал, отличающийся тем, что «кольцевая» мишень фотоприемника разделена на изолированные друг от друга фотоприемные области, которые при параллельно действующем управлении процессами фотоприема и развертки имеют форму в виде части кругового кольца, а их число k определяется соотношением:
где 
- горизонтальный угол поля зрения в градусах ожидаемого и предлагаемого оператору компьютера «прямоугольного» изображения, при этом величина управляющего напряжения АРВН и соответственно длительность накопления зарядов за кадр определяются раздельно для каждой этой отдельно взятой мишени по пиковому значению видеосигнала, формируемого на выходе сенсора в течение соответствующего временного интервала в пределах прямого хода по кадру.
2. Способ формирования видеосигнала «кольцевого» кадра по п. 1, отличающийся тем, что «кольцевой» фотоприемник на ПЗС имеет схемотехническую организацию «кольцевой кадровый перенос» и состоит из связанных последовательно зарядовой связью «кольцевой» мишени, «кольцевой» секции памяти, «кольцевого» регистра сдвига и БПЗН с организацией «плавающая диффузия», а его выход является выходом «видео» «кольцевого» фототоприемника, при этом линейки светочувствительных элементов мишени и линейки экранированных от света элементов секции памяти расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии и расположенному там «кольцевому» регистру сдвига, причем число элементов в каждой «кольцевой» строке мишени и в каждой «кольцевой» строке секции памяти равно числу элементов в «кольцевом» регистре сдвига, а площадь светочувствительных элементов на мишени от строки к строке различна, увеличиваясь по мере движения к внешней периферии до максимальной величины, не превышающей площадь элемента секции памяти, при этом «кольцевая» мишень разделена на k изолированных друг от друга фотоприемных областей с параллельно действующим управлением процессами фотоприема и развертки, а число этих областей определяется соотношением (3).
3. Способ формирования видеосигнала «кольцевого» кадра по п. 1, отличающийся тем, что «кольцевой» фотоприемник на ПЗС, имеет схемотехническую организацию «кольцевой строчно-кадровый перенос» и состоит из связанных последовательно зарядовой связью «кольцевой» мишени, секции памяти, «кольцевого» регистра сдвига и БПЗН с организацией «плавающая диффузия», а его выход является выходом «видео» «кольцевого» фотоприемника, при этом на мишени радиально расположенные линейки светочувствительных элементов, чередующиеся с линейками экранированных от света элементами, а также линейки экранированных от света элементов секции памяти расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии и расположенному там «кольцевому» регистру сдвига, причем число элементов в каждой «кольцевой» строке мишени и в каждой «кольцевой» строке секции памяти равно числу элементов в «кольцевом» регистре сдвига, а на мишени площадь светочувствительных элементов и равная ей площадь экранированных элементов различны от строки к строке, увеличиваясь по мере движения к внешней периферии до максимальной величины, не превышающей площадь элемента секции памяти, при этом «кольцевая» мишень разделена на k изолированных друг от друга фотоприемных областей с параллельно действующим управлением процессами фотоприема и развертки, а число этих областей определяется соотношением (3).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017143542A RU2669187C1 (ru) | 2017-12-12 | 2017-12-12 | Способ формирования видеосигнала "кольцевого" кадра в телевизионной камере для панорамного компьютерного наблюдения в условиях сложной освещённости и/или сложной яркости объектов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017143542A RU2669187C1 (ru) | 2017-12-12 | 2017-12-12 | Способ формирования видеосигнала "кольцевого" кадра в телевизионной камере для панорамного компьютерного наблюдения в условиях сложной освещённости и/или сложной яркости объектов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2669187C1 true RU2669187C1 (ru) | 2018-10-09 |
Family
ID=63798382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017143542A RU2669187C1 (ru) | 2017-12-12 | 2017-12-12 | Способ формирования видеосигнала "кольцевого" кадра в телевизионной камере для панорамного компьютерного наблюдения в условиях сложной освещённости и/или сложной яркости объектов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2669187C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4554585A (en) * | 1983-08-12 | 1985-11-19 | Rca Corporation | Spatial prefilter for variable-resolution sampled imaging systems |
| US5777670A (en) * | 1992-10-26 | 1998-07-07 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Device for controlling transfer in a CCD-type imaging device |
| US20090314928A1 (en) * | 2008-06-19 | 2009-12-24 | Christopher Parks | High dynamic range image sensor |
| US20140118588A1 (en) * | 2012-10-31 | 2014-05-01 | Pixon Imaging, Inc. | Device and method for extending dynamic range in an image sensor |
| US8780418B1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-07-15 | Northrop Grumman Systems Corporation | Scanning focal plane sensor systems and methods for imaging large dynamic range scenes |
| RU2633758C1 (ru) * | 2017-01-31 | 2017-10-18 | Вячеслав Михайлович Смелков | Телевизионная камера повышенной чувствительности для панорамного компьютерного наблюдения |
-
2017
- 2017-12-12 RU RU2017143542A patent/RU2669187C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4554585A (en) * | 1983-08-12 | 1985-11-19 | Rca Corporation | Spatial prefilter for variable-resolution sampled imaging systems |
| US5777670A (en) * | 1992-10-26 | 1998-07-07 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Device for controlling transfer in a CCD-type imaging device |
| US20090314928A1 (en) * | 2008-06-19 | 2009-12-24 | Christopher Parks | High dynamic range image sensor |
| US20140118588A1 (en) * | 2012-10-31 | 2014-05-01 | Pixon Imaging, Inc. | Device and method for extending dynamic range in an image sensor |
| US8780418B1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-07-15 | Northrop Grumman Systems Corporation | Scanning focal plane sensor systems and methods for imaging large dynamic range scenes |
| RU2633758C1 (ru) * | 2017-01-31 | 2017-10-18 | Вячеслав Михайлович Смелков | Телевизионная камера повышенной чувствительности для панорамного компьютерного наблюдения |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102684722B1 (ko) | 이미지 센서 및 그 동작 방법 | |
| US11637975B2 (en) | Solid state image sensor and electronic equipment | |
| CN106664378B (zh) | 固体摄像装置以及相机 | |
| US9357145B2 (en) | Area scan interline transfer CCD imaging device and apparatus with TDI scanning mode | |
| WO2016137239A1 (en) | Generating an improved depth map usinga multi-aperture imaging system | |
| RU2611421C1 (ru) | Телевизионная камера и её "кольцевой" фотоприёмник для компьютерной системы панорамного наблюдения | |
| JP2012182626A (ja) | 撮像装置 | |
| RU2633758C1 (ru) | Телевизионная камера повышенной чувствительности для панорамного компьютерного наблюдения | |
| RU2665695C1 (ru) | Устройство компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения | |
| RU2669187C1 (ru) | Способ формирования видеосигнала "кольцевого" кадра в телевизионной камере для панорамного компьютерного наблюдения в условиях сложной освещённости и/или сложной яркости объектов | |
| US9813646B2 (en) | Solid-state imaging apparatus, imaging system, and method for driving solid-state imaging apparatus, where longer accumulation time is used for light-shielded pixels | |
| RU2640756C1 (ru) | Устройство компьютерной системы для телевизионного кругового обзора внутренней поверхности труб и трубопроводов большого диаметра | |
| US20180234645A1 (en) | Image capturing control apparatus, image capturing apparatus, image capturing system and image capturing control method | |
| RU2641287C1 (ru) | Телевизионная камера цветного изображения для панорамного компьютерного сканирования | |
| RU2710779C1 (ru) | Устройство "кольцевого" фотоприёмника цветного изображения для панорамного телевизионно-компьютерного наблюдения | |
| RU2530879C1 (ru) | Устройство панорамного телевизионного наблюдения "день-ночь" | |
| RU2686053C1 (ru) | Способ формирования видеосигнала "кольцевого" кадра в телевизионной камере для панорамного компьютерного наблюдения в условиях сложной освещённости и/или сложной яркости объектов | |
| RU2657456C1 (ru) | Способ формирования видеосигнала в "кольцевом" фотоприёмнике для компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения в условиях сложной освещённости и/или сложной яркости объектов | |
| RU2611424C1 (ru) | Способ формирования видеосигнала в "кольцевом" фотоприёмнике для компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения | |
| RU2673453C1 (ru) | Способ формирования видеосигнала "кольцевого" кадра в телевизионной камере для панорамного компьютерного наблюдения в условиях сложной освещённости и/или сложной яркости объектов | |
| RU2641284C1 (ru) | Телевизионная камера цветного изображения для панорамного компьютерного наблюдения | |
| RU2657458C1 (ru) | Способ формирования видеосигнала в "кольцевом" фотоприёмнике для компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения в условиях сложной освещённости и/или сложной яркости объектов | |
| RU2657459C1 (ru) | Способ формирования видеосигнала в "кольцевом" фотоприёмнике для компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения в условиях сложной освещённости и/или сложной яркости объектов | |
| RU2657454C1 (ru) | Способ формирования видеосигнала в "кольцевом" фотоприёмнике и сервере для компьютерной системы панорамного наблюдения в условиях сложной освещённости и/или сложной яркости объектов | |
| RU2611426C1 (ru) | Датчик видеосигнала основных цветов для панорамного телевизионного наблюдения цветного изображения |