RU2708630C1 - Panoramic television surveillance computer system device - Google Patents

Panoramic television surveillance computer system device Download PDF

Info

Publication number
RU2708630C1
RU2708630C1 RU2019110178A RU2019110178A RU2708630C1 RU 2708630 C1 RU2708630 C1 RU 2708630C1 RU 2019110178 A RU2019110178 A RU 2019110178A RU 2019110178 A RU2019110178 A RU 2019110178A RU 2708630 C1 RU2708630 C1 RU 2708630C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ring
video
output
photodetector
panoramic
Prior art date
Application number
RU2019110178A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Михайлович Смелков
Original Assignee
Вячеслав Михайлович Смелков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вячеслав Михайлович Смелков filed Critical Вячеслав Михайлович Смелков
Priority to RU2019110178A priority Critical patent/RU2708630C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2708630C1 publication Critical patent/RU2708630C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00Television systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

FIELD: computer engineering.
SUBSTANCE: invention relates to panoramic television surveillance, which is carried out by a computer system using a television camera, providing an all-round view in the spherical region of space, occupying two oppositely located ball layers. At that, for each of these ball layers, television monitoring of the situation in real time is carried out in spatial angle of 360 degrees in azimuth and tens of degrees on elevation angle. Result is achieved by the fact that the sensor unit of the television camera consists of two photodetectors made using the technology of complementary "metal-oxide-semiconductor" (CMOS) structures, which have the shape of a target in the form of a circular ring, wherein on the photodetector chip there is an analogue-to-digital converter and units performing scanning and generation of the output voltage of the digital video signal.
EFFECT: high degree of integration of the television camera owing to the photodetectors of the "circular" sensor using CMOS technology and the arrangement of the necessary electronic "framing" on their chips.
3 cl, 7 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к панорамному телевизионному наблюдению, которое выполняется компьютерной системой при помощи телевизионной камеры, обеспечивающей круговой обзор в сферической области пространства, занимающей два противоположно расположенных шаровых слоя. При этом для каждого из этих шаровых слоев телевизионный контроль ситуации в реальном масштабе времени осуществляется в пространственном угле 360 градусов по азимуту и десятки градусов по углу места. Сенсорный блок этой телевизионной камеры состоит из двух фотоприемников, изготовленных по технологии комплементарных структур «металл-окисел-полупроводник» (КМОП), которые имеют форму мишени в виде кругового кольца.The present invention relates to panoramic television surveillance, which is performed by a computer system using a television camera, providing a circular view in a spherical region of space, occupying two opposed spherical layers. Moreover, for each of these spherical layers, television monitoring of the situation in real time is carried out in a spatial angle of 360 degrees in azimuth and tens of degrees in elevation. The sensor unit of this television camera consists of two photodetectors made using the technology of complementary metal-oxide-semiconductor structures (CMOS), which have the shape of a target in the form of a circular ring.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению следует считать устройство компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения [1], содержащее последовательно соединенные телевизионную камеру и сервер, являющийся узлом локальной вычислительной сети, к которому подключены два или более персональных компьютеров, при этом в состав телевизионной камеры входит первый панорамный объектив, второй панорамный объектив, сенсорный блок, содержащий первый и второй фотоприемники, причем первый панорамный объектив оптически связан с первым фотоприемником, а второй панорамный объектив - со вторым фотоприемником; в состав телевизионной камеры также входят блок «кольцевой» развертки сенсора, первый сигнальный процессор, второй сигнальный процессор, блок формирования апертуры (БФА) и последовательно соединенные между собой мультиплексор и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), выход которого является выходом телевизионной камеры, причем управляющие входы первого и второго фотоприемника сенсорного блока подключены соответственно к выходам импульсных напряжений блока «кольцевой» развертки сенсора, выход первого фотоприемника - к информационному входу первого сигнального процессора, а выход второго фотоприемника - к информационному входу второго сигнального процессора, вход служебных импульсов которого объединен с входом служебных импульсов первого сигнального процессора и подключен к соответствующему выходу блока «кольцевой» развертки сенсора, первый управляющий вход которого подключен к выходу управления первого сигнального процессора, второй управляющий вход блока «кольцевой» развертки сенсора - к выходу управления второго сигнального процессора, выход импульсов сброса блока «кольцевой» развертки - к информационному входу БФА, синхронизирующий вход которого - к соответствующему входу блока «кольцевой» развертки, а выход БФА - к третьему управляющему входу блока «кольцевой» развертки, причем выход первого сигнального процессора подключен к первому информационному входу мультиплексора, выход второго сигнального процессора - ко второму информационному входу мультиплексора, вход синхронизации которого подключен к выходу кадровых синхроимпульсов (КСИ) блока «кольцевой» развертки сенсора, при этом первый и второй фотоприемники сенсорного блока выполнены по технологии приборов с зарядовой связью (ПЗС) в виде кругового кольца, а каждый из них содержит на общем кремниевом кристалле фотоприемную область (мишень) и выходной «кольцевой» регистр сдвига, заканчивающийся блоком преобразования «заряд - напряжение» (БПЗН), причем линейки светочувствительных и чередующиеся с ними линейки экранированных от света элементов фотоприемной области расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кольца к его внешней периферии и расположенному там «кольцевому» регистру сдвига, а число элементов в каждой «кольцевой» строке мишени фотоприемника одинаково и равно числу элементов в его «кольцевом» регистре сдвига, причем площадь светочувствительных элементов и соответственно площадь экранированных элементов на «кольцевых» мишенях первого и второго фотоприемников от строки к строке различна, увеличиваясь по мере движения к внешней периферии до максимальной величины, не превышающей площадь пиксела их «кольцевого» регистра сдвига, при этом период управляющих импульсов Тr, формируемых на выходе БФА определяется соотношением:The closest in technical essence to the claimed invention should be considered the device of a computer system for panoramic television surveillance [1], containing a series-connected television camera and a server that is a local area network node to which two or more personal computers are connected, while the television camera includes a first panoramic lens, a second panoramic lens, a sensor unit comprising first and second photodetectors, the first panoramic optical lens It is closely connected with the first photodetector, and the second panoramic lens with the second photodetector; the television camera also includes a “ring” scanner unit, a first signal processor, a second signal processor, an aperture forming unit (BFA) and a multiplexer and an analog-to-digital converter (ADC) connected in series, the output of which is the output of a television camera, the control inputs of the first and second photodetector of the sensor unit are connected respectively to the outputs of the pulse voltages of the “ring” scan unit of the sensor, the output of the first photodetector is connected to information mu input of the first signal processor, and the output of the second photodetector - to the information input of the second signal processor, the service pulse input of which is combined with the service pulse input of the first signal processor and connected to the corresponding output of the sensor ring scan unit, the first control input of which is connected to the control output the first signal processor, the second control input of the “ring” scan unit of the sensor - to the control output of the second signal processor, the output of pulses sat the wasp of the “ring” scan block to the BFA information input, the synchronizing input of which is to the corresponding input of the “ring” scan block, and the BFA output to the third control input of the “ring” scan block, and the output of the first signal processor is connected to the first information input of the multiplexer , the output of the second signal processor - to the second information input of the multiplexer, the synchronization input of which is connected to the output of the frame clock (CSI) of the “ring” scan unit of the sensor, while The first and second photodetectors of the sensor unit are made using the technology of charge-coupled devices (CCDs) in the form of a circular ring, and each of them contains a photodetector region (target) on the common silicon crystal and an output “ring” shift register ending with a charge-voltage conversion unit "(LPR), with the lines of photosensitive and alternating with them line of light-shielded elements of the photodetector region located along radial directions from the imaginary center of the ring to its outer periphery and the “circular” shift register located there, and the number of elements in each “circular” line of the target of the photodetector is the same and equal to the number of elements in its “circular” shift register, and the area of the photosensitive elements and, accordingly, the area of the screened elements on the “ring” targets of the first and second photodetectors from line to line it is different, increasing as it moves to the outer periphery to a maximum value not exceeding the pixel area of their “circular” shift register, while the period of the control pulses x T r formed at the output of BPA is determined by the ratio:

Figure 00000001
Figure 00000001

где Тp - период считывания элемента в первом и втором «кольцевых» фотоприемниках;where T p is the reading period of the element in the first and second "ring"photodetectors;

nm - коэффициент, целое число, величина которого для текущей строки считывания в каждом из «кольцевых» фотоприемников, равна отношению:n m is a coefficient, an integer whose value for the current read line in each of the "ring" photodetectors is equal to the ratio:

Figure 00000002
Figure 00000002

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;

Δm - площадь светочувствительного элемента для текущей строки считывания в «кольцевом» фотоприемнике,Δ m is the area of the photosensitive element for the current reading line in the "ring" photodetector,

при этом в разъем расширения на материнской плате сервера установлена плата видео, согласованная по каналам ввода/вывода, управлению и питанию с шиной сервера и выполняющая демультиплексирование входного цифрового телевизионного сигнала на два канала с последующей записью каждого из «кольцевых» видеосигналов в соответствующую оперативную память и преобразование «кольцевых» кадров первого и второго каналов в «прямоугольные» кадры при помощи первого и второго блоков этого наименования (БПКП), входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго блоков оперативной памяти сервера, а выходы - к выходу «сеть» сервера, причем число «прямоугольных» кадров n, соответствующих одному текущему «кольцевому» кадру, удовлетворяет соотношению:at the same time, 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 and demultiplexing the input digital television signal into two channels, followed by recording each of the “ring” video signals in the corresponding random access memory and transformation of the “ring” frames of the first and second channels into “rectangular” frames using the first and second blocks of this name (BPC), the inputs of which are connected respectively outputs of the first and second blocks server memory, outputs - to the output of a "network" server, the number of "rectangular" frame n, corresponding to one current "ring" frame satisfies the relation:

Figure 00000003
Figure 00000003

где

Figure 00000004
- горизонтальный угол поля зрения в градусах наблюдаемого оператором изображения, а само это преобразование выполняется программным путем.Where
Figure 00000004
- the horizontal angle of the field of view in degrees of the image observed by the operator, and this conversion itself is performed programmatically.

Для прототипа предполагается наличие следующих признаков:For the prototype, the following features are expected:

Figure 00000005
считывание «кольцевого» кадра из оперативной памяти сервера при помощи n «прямоугольных» кадров, число которых удовлетворяет соотношению (3), реализуется в режиме компьютерной программы - «Последовательный обзор панорамного сюжета»;
Figure 00000005
reading the “ring” frame from the server’s RAM using n “rectangular” frames, the number of which satisfies relation (3), is implemented in the computer program mode - “Sequential panoramic panorama review”;

Figure 00000005
в состав платы видео сервера дополнительно входит блок электрического вписывания изображения (БЭВИ), который аналогично более позднему изобретению автора [2], осуществляет программным путем вложение (вставку) «кольцевого» кадра телевизионной камеры в «прямоугольный» растр компьютерного монитора в режиме компьютерной программы - «Наблюдение панорамного сюжета полностью (целиком)».
Figure 00000005
the video server board additionally includes an electric image capturing unit (BEVI), which, similarly to the author’s later invention [2], implements (inserts) a “ring” frame of a television camera in a “rectangular” raster of a computer monitor in computer program mode - "Observation of the panoramic plot completely (entirely)."

Недостаток прототипа - ограниченная степень интеграции телевизионной камеры из-за применяемой технологии ПЗС для изготовления ее «кольцевого» сенсора, принципиально не позволяющей разместить на кристалле первого и второго фотоприемников электронное «обрамление» для каждого из них. Здесь под этим термином конкретно подразумевается блоковая совокупность телевизионной камеры, включающая в себя блок «кольцевой» развертки сенсора, БФА, первый сигнальный процессор, второй сигнальный процессор и АЦП.The disadvantage of the prototype is the limited degree of integration of the television camera due to the applied CCD technology for the manufacture of its "ring" sensor, which fundamentally does not allow placing an electronic "frame" on the crystal of the first and second photodetectors for each of them. Here, this term specifically refers to a block set of a television camera, including a “ring” scan unit of a sensor, a BFA, a first signal processor, a second signal processor, and an ADC.

Задачей изобретения является повышение степени интеграции телевизионной камеры за счет выполнения фотоприемников «кольцевого» сенсора по технологии КМОП и с размещением на их кристаллах необходимого электронного «обрамления».The objective of the invention is to increase the degree of integration of a television camera due to the implementation of photodetectors of the "ring" sensor using CMOS technology and with the placement of the necessary electronic "framing" on their crystals.

Поставленная задача в заявляемом устройстве системы панорамного телевизионного наблюдения решается тем, что, как и в устройстве прототипа, содержащем последовательно соединенные телевизионную камеру и сервер, являющийся узлом локальной вычислительной сети, к которому подключены два или более персональных компьютеров, при этом в разъем расширения на материнской плате сервера установлена плата видео, согласованная по каналам ввода/вывода, управлению и питанию с шиной сервера, содержащая первый и второй БПКП, а также БЭВИ и выполняющая демультиплексирование входного цифрового телевизионного сигнала на два канала с последующей записью каждого из «кольцевых» видеосигналов в соответствующую оперативную память, а в режиме «Последовательный обзор панорамного сюжета» - преобразование первого и второго «кольцевых» кадров в «прямоугольные» кадры при помощи первого и второго БПКП, входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго блоков оперативной памяти сервера, а выходы - к выходу «сеть» сервера, причем число «прямоугольных» кадров n, соответствующих одному текущему «кольцевому» кадру, удовлетворяет соотношению (3), причем в сервере при переводе компьютерной системы в режим «Наблюдение панорамного сюжета полностью» выполняется переключение выходов первого и второго блоков оперативной памяти на кадр соответственно на первый и второй входы БЭВИ, а его выхода - на выход «сеть» сервера, при этом в состав телевизионной камеры входит первый панорамный объектив, второй панорамный объектив, сенсорный блок, содержащий первый и второй фотоприемники, причем первый панорамный объектив оптически связан с первым фотоприемником, а второй панорамный объектив - со вторым фотоприемником, а также мультиплексор, причем первый и второй фотоприемники сенсорного блока выполнены в виде кругового кольца, а каждый из них содержит линейки светочувствительных элементов (пикселов), расположенных вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии, причем число элементов в каждой «кольцевой» строке мишени фотоприемников одинаково, а их площадь от строки к строке различна, увеличиваясь по мере движения к внешней периферии, но при этом, в отличие от прототипа [1], каждый из фотоприемников сенсора выполнен на кристалле, изготовленном по технологии КМОП, причем его мишень состоит из фотодиодных активных пикселов, каждый из которых имеет усилитель с коэффициентом усиления Km, а также встроенный АЦП, обеспечивающий передачу видеосигнала активного пиксела на свою «радиальную» шину видео, при этом все они в совокупности объединяют активные пикселы мишени в «радиальные» столбцы, причем управление АЦП для пикселов, расположенных вдоль каждой «кольцевой» строки фотоприемника, осуществляется при помощи отдельно взятой «кольцевой» строчной шины, общее количество которых определяет число строк в фотоприемнике, а количество «радиальных» шин видео - число пикселов в каждой строке фотоприемника, при этом на общем кристалле фотоприемника размещаются и блоки, выполняющие развертку и формирование выходного напряжения цифрового видеосигнала, а именно: «кольцевой» регистр кадровой развертки, осуществляющий выбор «кольцевой» строки; «кольцевой» коммутатор видеосигналов, содержащий коммутаторы видеосигнала для каждого «радиального» столбца, которые управляются с соответствующего выхода «кольцевого» мультиплексора строчной развертки и обеспечивают передачу видеосигнала на выходе каждой «радиальной» шины видео на «кольцевую» шину видео, выход которой является выходом «видео» фотоприемника, причем коэффициент усиления Km активного пиксела для каждой текущей «кольцевой» строки фотоприемника изменяется по соотношению:The problem in the inventive device of a panoramic television monitoring system is solved by the fact that, as in the prototype device containing a series-connected television camera and a server, which is a local area network node to which two or more personal computers are connected, while in the expansion slot on the mother the server board has a video board installed, coordinated via input / output channels, control and power supply with the server bus, containing the first and second BPKP, as well as BEVI and performing emultiplexing the input digital television signal into two channels with the subsequent recording of each of the “ring” video signals into the corresponding random access memory, and in the “Sequential panoramic view” mode, the first and second “circular” frames are converted into “rectangular” frames using the first and second BPKP, the inputs of which are connected respectively to the outputs of the first and second blocks of the server RAM, and the outputs to the output of the "network" of the server, and the number of "rectangular" frames n corresponding to one the current “ring” frame, satisfies the relation (3), and in the server, when the computer system is switched to the “Panoramic scene full observation” mode, the outputs of the first and second blocks of RAM are switched to the frame, respectively, to the first and second inputs of the BEVI, and its output - to the server’s “network” output, the television camera includes a first panoramic lens, a second panoramic lens, a sensor unit containing the first and second photodetectors, the first panoramic lens being optically knitted with the first photodetector, and the second panoramic lens with the second photodetector, as well as a multiplexer, the first and second photodetectors of the sensor unit are made in the form of a circular ring, and each of them contains a line of photosensitive elements (pixels) located along radial directions from the imaginary center a circular ring to its outer periphery, the number of elements in each “ring” row of the target of the photodetectors is the same, and their area from row to row is different, increasing as you move outer periphery, but, in contrast to the prior art [1], each photodetector sensor is formed on a chip manufactured in CMOS technology, and its target consists of a photodiode active pixel, each of which has an amplifier with a K m amplification factor, and the built-in ADC, which provides the video signal of the active pixel to its “radial” video bus, all of which together combine the active pixels of the target into “radial” columns, and the ADC control for pixels located along each The “front” line of the photodetector is carried out using a separate “ring” line line, the total number of which determines the number of lines in the photodetector, and the number of “radial” video buses is the number of pixels in each line of the photodetector, and blocks are placed on the common crystal of the photodetector scanning and generating the output voltage of the digital video signal, namely: the "circular" frame-scan register, which selects the "ring"line; “Ring” video switch containing video switches for each “radial” column, which are controlled from the corresponding output of the “ring” horizontal multiplexer and provide the transmission of the video signal at the output of each “radial” video bus to the “ring” video bus, the output of which is the output "Video" of the photodetector, and the gain K m of the active pixel for each current "annular" line of the photodetector varies by the ratio:

Figure 00000006
Figure 00000006

где Δ1 и Δm - соответственно светочувствительная площадь активного пиксела для первой и текущей «кольцевой» строки считывания в «кольцевом» сенсоре, обеспечивая одинаковую величину считывающей апертуры в пределах всего «кольцевого» растра изображения,where Δ 1 and Δ m are respectively the photosensitive area of the active pixel for the first and current "ring" read lines in the "ring" sensor, providing the same value of the reading aperture within the entire "ring" image raster,

при этом выход «видео» первого фотоприемника сенсорного блока подключен к первому информационному входу мультиплексора, а выход «видео» второго фотоприемника сенсорного блока - ко второму информационному входу мультиплексора, выход которого является выходом «видео» телевизионной камеры.the output of the “video” of the first photodetector of the sensor unit is connected to the first information input of the multiplexer, and the output of the “video” of the second photodetector of the sensor unit is connected to the second information input of the multiplexer, the output of which is the output of the “video” of the television camera.

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

Важно отметить следующее. Светочувствительная площадь пикселов «кольцевой» мишени фотоприемников сенсорного блока, как и для прототипа [1], от строки к строке различна. Это вызывается необходимостью для «кольцевого» фотоприемника, имеющего одинаковое число пикселов в каждой строке, выравнивания разрешающей способности в пределах кадра путем обеспечения одинаковой величины технологического зазора между светочувствительными элементами вдоль каждой «кольцевой» строки.It is important to note the following. The photosensitive area of the pixels of the “ring” target of the photodetector of the sensor unit, as for the prototype [1], is different from line to line. This is caused by the need for a “ring” photodetector having the same number of pixels in each row, alignment of resolution within the frame by providing the same technological gap between the photosensitive elements along each “ring” row.

Но при этом в заявляемом решении, как и в прототипе [1], не происходит межстрочного нарушения чувствительности сенсора по следующим обстоятельствам.But at the same time, in the claimed solution, as in the prototype [1], there is no interlacing violation of the sensor sensitivity due to the following circumstances.

Параметр считывающей апертуры для всех пикселов каждой текущей строки «кольцевого» кадра определяется произведением коэффициента усиления Km пиксела на величину его светочувствительной площади Δm.The parameter of the readout aperture for all pixels of each current row of the “ring” frame is determined by the product of the gain K m of the pixel by the value of its photosensitive area Δ m .

Как следует из соотношения (4), этот показатель остается постоянным (неизменным) для всех светочувствительных пикселов фотоприемника.As follows from relation (4), this indicator remains constant (unchanged) for all photosensitive pixels of the photodetector.

Не меняется и величина шумовой «дорожки» для каждого активного пиксела фотоприемника, что является обязательным условием реализации его высоких показателей по чувствительности и отношению сигнал/шум.The value of the noise "track" for each active pixel of the photodetector does not change, which is a prerequisite for the realization of its high performance in sensitivity and signal / noise ratio.

Отметим, что в прототипе [1] этот принцип также соблюдается, но реализуется по другому, см. опубликованные выше соотношения (1) и (2).Note that in the prototype [1] this principle is also observed, but is implemented differently, see relations (1) and (2) published above.

Поэтому предлагаемое техническое решение соответствует критерию о наличии изобретательского уровня.Therefore, the proposed solution meets the criterion of the presence of an inventive step.

На фиг. 1 приведена структурная схема заявляемой компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения и на этом же чертеже - структурная схема телевизионной камеры в ее составе; на фиг. 2 приведена схемотехническая организация новых «кольцевых» фотоприемников (первого и второго) для сенсора; на фиг. 3 - подробности этой организации применительно к отдельно взятому «радиальному» столбцу; на фиг. 4 - иллюстрация выполнения задачи по электрическому вписыванию изображения «кольцевого» кадра одного из фотоприемников сенсора в прямоугольный растр компьютерного монитора; на фиг. 5 - иллюстрация выполнения задачи по электрическому вписыванию изображения «кольцевых» кадров одновременно для обоих фотоприемников сенсора; на фиг. 6 - иллюстрация выполнения задачи по конвертированию одного «кольцевого» кадра в шесть «прямоугольных» кадров; на фиг. 7, по данным [3], представлена фотография изображения, полученного при помощи отечественного панорамного зеркально-линзового объектива.In FIG. 1 shows a structural diagram of the inventive computer system for panoramic television surveillance and in the same drawing is a structural diagram of a television camera in its composition; in FIG. 2 shows the circuit organization of new “ring” photodetectors (first and second) for the sensor; in FIG. 3 - details of this organization in relation to a single “radial” column; in FIG. 4 is an illustration of the task of electrically entering an image of a “ring” frame of one of the photodetectors of the sensor in a rectangular raster of a computer monitor; in FIG. 5 is an illustration of the task of electrically entering an image of “ring” frames simultaneously for both photodetectors of the sensor; in FIG. 6 - illustration of the task of converting one "ring" frame into six "rectangular" frames; in FIG. 7, according to [3], a photograph of an image obtained using a domestic panoramic mirror-lens lens is presented.

Устройство компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения, см. фиг. 1…3, содержит последовательно соединенные телевизионную камеру 1 и сервер 2, являющийся узлом локальной вычислительной сети, к которому подключены два или более персональных компьютеров в позиции 3, при этом в состав телевизионной камеры 1 входит первый панорамный объектив 1-1, сенсорный блок 1-2, содержащий первый и второй фотоприемники, второй панорамный объектив 1-3 и мультиплексор 1-4, причем первый панорамный объектив оптически связан с первым фотоприемником сенсорного блока 1-2, а второй панорамный объектив 1-3 - со вторым фотоприемником сенсорного блока 1-2, при этом выход «видео» первого фотоприемника сенсорного блока 1-2 подключен к первому информационному входу мультиплексора 1-4, а выход «видео» второго фотоприемника сенсорного блока 1-2 - ко второму информационному входу мультиплексора 1-4, выход которого является выходом «видео» телевизионной камеры.The device of a computer system for panoramic television surveillance, see FIG. 1 ... 3, contains a series-connected television camera 1 and server 2, which is a local area network node to which two or more personal computers are connected in position 3, while the first panoramic lens 1-1, sensor unit 1 is included in the composition of television camera 1 -2, containing the first and second photodetectors, the second panoramic lens 1-3 and the multiplexer 1-4, and the first panoramic lens is optically connected to the first photodetector of the sensor unit 1-2, and the second panoramic lens 1-3 to the second photodetector unit 1-2, while the output of the "video" of the first photodetector of the sensor unit 1-2 is connected to the first information input of the multiplexer 1-4, and the output of the "video" of the second photodetector of the sensor unit 1-2 is connected to the second information input of the multiplexer 1-4 , the output of which is the output of the “video” of the television camera.

Первый панорамный объектив 1-1 и второй панорамный объектив 1-3 телевизионной камеры предназначены для формирования оптических изображений кругового обзора для двух противоположно расположенных шаровых слоев контролируемого пространства, например для телевизионного оператора, это может быть соответствующее пространство или сверху и снизу, или спереди и сзади, или справа и слева от него.The first panoramic lens 1-1 and the second panoramic lens 1-3 of the television camera are designed to form optical images of a circular view for two oppositely located spherical layers of the controlled space, for example, for a television operator, it can be the corresponding space either from above and below, or from front and back , or to the right and left of it.

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

Фотография кольцевого изображения, формируемого панорамным объективом, представлена на фиг. 7. 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. 7. The angular field in the space of objects for this lens is 360 degrees in azimuth and can reach (75-80) degrees in elevation.

Наличие пассивной (неинформативной) области в центре оптического кадра панорамного объектива подтверждает целесообразность выбора формы фотоприемника в пользу кругового кольца.The presence of a passive (non-informative) region in the center of the optical frame of the panoramic lens confirms the advisability of choosing the shape of the photodetector in favor of a circular ring.

Каждый из двух фотоприемников (см. фиг. 2) выполнен по технологии КМОП и содержит на общем кристалле «кольцевую» фотоприемную область (мишень) 1-2-1, «кольцевой» регистр 1-2-2 кадровой развертки, «кольцевой» коммутатор 1-2-3 видеосигналов и «кольцевой» мультиплексор 1-2-4.Each of the two photodetectors (see Fig. 2) is made using CMOS technology and contains a “ring” photodetector region (target) 1-2-1, a “ring” 1-2-2 frame scan register, a “ring” switch on a common chip 1-2-3 video signals and the "ring" multiplexer 1-2-4.

Как показано на фиг. 2, активные пикселы на мишени фотоприемника объединены в столбцы, которые расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца.As shown in FIG. 2, the active pixels on the target of the photodetector are combined into columns that are located along radial directions from the imaginary center of the circular ring.

Каждый активный пиксел мишени (см. фиг. 3) имеет в своем составе светочувствительную область (площадь) 1-2-1-1, усилитель 1-2-1-2 с коэффициентом усиления Km для каждой текущей «кольцевой» строки и АЦП 1-2-1-3.Each active pixel of the target (see Fig. 3) has a photosensitive region (area) 1-2-1-1, an amplifier 1-2-1-2 with a gain of K m for each current “ring” line and ADC 1-2-1-3.

«Кольцевой» коммутатор 1-2-3 видеосигналов состоит из отдельных коммутаторов 1-2-3-1 видеосигнала, число которых соответствует числу активных пикселов в строке, объединенных «кольцевой» шиной видео 1-2-3-2.A “ring” 1-2-3-1 video signal switch consists of separate 1-2-3-1 video signal switches, the number of which corresponds to the number of active pixels in a row, united by a 1-2-3-2 “ring” video bus.

Отметим, что показанная на фиг. 2 форма светочувствительной площади пиксела в виде прямоугольника, а на фиг. 3 - латинской буквы L, - являются условными. На практике электроды зарядового накопления активных пикселов мишени сенсора, совпадающие с площадью их светочувствительной площади, могут быть выполнены совершенно иначе, например, с геометрической формой в виде части кругового кольца.Note that shown in FIG. 2 is a shape of a photosensitive pixel area in the form of a rectangle, and in FIG. 3 - Latin letters L, - are conditional. In practice, the charge accumulation electrodes of the active pixels of the sensor target, which coincide with the area of their photosensitive area, can be made completely differently, for example, with a geometric shape in the form of a part of a circular ring.

Управление АЦП 1-2-1-3 пиксела, как и всех остальных пикселов мишени, осуществляется с управляющего входа «кольцевого» мультиплексора 1-2-3. передающей сигнал управления с соответствующего выхода «кольцевого» регистра 1-2-2 кадровой развертки.ADC 1-2-1-3 pixels, like all other pixels of the target, are controlled from the control input of the "ring" 1-2-3 multiplexer. transmitting a control signal from the corresponding output of the "circular" register 1-2-2 frame scan.

Видеосигнал с выхода каждого АЦП 1-2-1-3 для каждого активного пиксела отдельного взятого «радиального» столбца передается на «радиальную» шину видео 1-2-1-5. Далее при помощи «своего» ключевого МОП-транзистора коммутатора 1-2-3-1, управляемого с одного из выходов мультиплексора 1-2-4, цифровой видеосигнал текущего пиксела передается на «кольцевую» шину видео 1-2-3-2, а затем транслируется по ней на выход фотоприемника.The video signal from the output of each ADC 1-2-1-3 for each active pixel of a single taken "radial" column is transmitted to the "radial" video bus 1-2-1-5. Further, using "their" key MOS transistor of the 1-2-3-1 switch, controlled from one of the outputs of the 1-2-4 multiplexer, the digital video signal of the current pixel is transmitted to the "ring" video bus 1-2-3-2, and then transmitted through it to the output of the photodetector.

То же самое формирование цифрового видеосигнала происходит и в пределах других радиально расположенных столбцов «кольцевой» мишени 1-2-1 каждого из двух фотоприемников сенсорного блока 1-2.The same digital video signal generation occurs within other radially arranged columns of the “ring” target 1-2-1 of each of the two photodetectors of the sensor unit 1-2.

Отметим, что на фиг. 2 пунктирные стрелки показывают управление «кольцевыми» строчными шинами 1-2-1-4 фотоприемника со стороны «кольцевого» регистра 1-2-2 кадровой развертки. То, что здесь, как и на фиг. 3, изображены лишь четыре строчные шины является условностью чертежа. Как упоминалось ранее, число шин 1-2-1-4 соответствует показателю действительного числа «кольцевых» строк в заявляемом сенсоре.Note that in FIG. 2 dashed arrows show the control of the "ring" lowercase tires 1-2-1-4 of the photodetector from the "ring" register 1-2-2 frame scan. That here, as in FIG. 3, only four lower case tires are depicted is a drawing convention. As mentioned earlier, the number of tires 1-2-1-4 corresponds to the actual number of "ring" rows in the inventive sensor.

Поясним дополнительно на фиг. 2 и другое. Стрелки с непрерывными линиями отмечают передачу сигнала изображения в сенсоре по «радиальным» шинам видео 1-2-1-5 в направлении к «кольцевому» коммутатору 1-2-3 видеосигналов.Let us further explain in FIG. 2 and more. Arrows with continuous lines indicate the transmission of the image signal in the sensor along the "radial" video buses 1-2-1-5 in the direction of the "ring" switch 1-2-3 video signals.

В результате в «кольцевом» растре последовательно один за другим для каждого пиксела отдельно взятой «кольцевой» строки и последовательно строка за строкой для мишени в целом формируется в цифровом виде напряжение выходного видеосигнала фотоприемника.As a result, in a “ring” raster, one after another for each pixel of a separately taken “ring” row, and sequentially row by row for the target as a whole, the voltage of the output video signal of the photodetector is digitally generated.

Благодаря принятой для изготовления предлагаемого датчика видеосигнала технологии КМОП, обеспечивается возможность интегрировать на один общий кристалл не только фотоприемник с АЦП для каждого активного пиксела, но и блоки цифровой развертки телевизионной камеры. Реализация такого решения обеспечивает существенное снижение общего энергопотребления телевизионной камеры.Thanks to the CMOS technology adopted for the manufacture of the proposed video sensor, it is possible to integrate not only a photodetector with an ADC for each active pixel on one common chip, but also digital scan units of a television camera. The implementation of such a solution provides a significant reduction in the total energy consumption of a television camera.

Необходимо признать, что концепция матричного (прямоугольного) фотоприемника с активным пикселом, встроенным в него АЦП и цифровым видеосигналом на выходе, который предполагалось выполнить по технологии КМОП путем реализации метода «координатная адресация», была разработана американскими специалистами в «нулевые» двухтысячные годы. Об этом сообщалось и в отечественной монографии [4, с. 67, рис. 1.21]. Однако схемотехническая организация на кристалле КМОП «кольцевого» фотоприемника с аналогичными возможностями не предлагалась.It must be recognized that the concept of a matrix (rectangular) photodetector with an active pixel, an ADC integrated in it, and a digital video signal at the output, which was supposed to be implemented using CMOS technology by implementing the "coordinate addressing" method, was developed by American specialists in the "2000s" 2000s. This was reported in the domestic monograph [4, p. 67, fig. 1.21]. However, a circuit design organization on a CMOS chip “ring” photodetector with similar capabilities was not offered.

Заявляемая же здесь «кольцевая» форма мишени КМОП-фотоприемника и блоков развертки позволяет эффективнее использовать полезную площадь используемого кристалла для телевизионно-компьютерного наблюдения панорамных сюжетов.The “ring” shape of the CMOS photodetector target and scan units declared here, allows more efficient use of the useful area of the used crystal for television-computer observation of panoramic scenes.

Мультиплексор 1-4 предназначен для синхронизации двух цифровых видеосигналов (от первого и второго фотоприемников) и объединения их на единственную линию связи путем разделения составляющих сигналов по времени.Multiplexer 1-4 is designed to synchronize two digital video signals (from the first and second photodetectors) and combine them into a single communication line by dividing the components of the signals in time.

Очевидно, что благодаря технологии КМОП, мультиплексор 1-4 может быть выполнен в составе одного из фотоприемников сенсорного блока 1-2.It is obvious that thanks to CMOS technology, multiplexer 1-4 can be made as part of one of the photodetectors of the sensor unit 1-2.

Следует отметить, что в компьютерной программе, реализуемой в сервере 2, применительно к операции по реализации электрического вписывания «кольцевого» кадра в «прямоугольный» растр монитора должно быть реализовано соблюдение последовательности передачи телевизионных строк.It should be noted that in the computer program implemented in the server 2, in relation to the operation of implementing the electrical inscription of the “ring” frame into the “rectangular” monitor raster, the observance of the transmission sequence of television lines must be implemented.

При условии размещения вписываемого кадра (от одного из фотоприемников) в центральной части экрана монитора выполнение этой задачи представлено на фиг. 4.Given the placement of the inscribed frame (from one of the photodetectors) in the central part of the monitor screen, this task is presented in FIG. 4.

Продемонстрируем заложенный в эту программы алгоритм, используя растровое положение точечных изображений от двух пикселов «А» и «В» для «кольцевого» фотоприемника 1-2.We will demonstrate the algorithm embedded in this program using the raster position of the point images from two pixels “A” and “B” for the “ring” photodetector 1-2.

Пусть, как показано на фиг. 2, пиксел «А» считывается первым в первой «кольцевой» строке сенсора, а пиксел «В» - точно посередине этой строки. Тогда в «прямоугольном» растре компьютерного монитора (см. фиг. 4) изображение от пиксела «А» будет занимать положение центрального элемента его первой строки, а изображение от пиксела «В» - положение центрального элемента его последней строки.Let, as shown in FIG. 2, pixel “A” is read first in the first “ring” line of the sensor, and pixel “B” is exactly in the middle of this line. Then, in the "rectangular" raster of the computer monitor (see Fig. 4), the image from the pixel "A" will occupy the position of the central element of its first row, and the image from the pixel "B" will occupy the position of the central element of its last row.

Отметим, что на практике целесообразно и размещение в пределах растра компьютерного монитора одновременно и двух «кольцевых» кадров (от обоих фотоприемников). Реализация этого алгоритма программы продемонстрировано на фиг. 5.Note that in practice it is also advisable to place two “ring” frames simultaneously (from both photodetectors) within the raster of a computer monitor. The implementation of this program algorithm is shown in FIG. 5.

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

Предположим, что телевизионная камера 1, установленная на гексакоптере, расположена на некоторой высоте относительно Земли.Suppose that a television camera 1 mounted on a hexacopter is located at a certain height relative to the Earth.

Заметим, что термином «гексакоптер» принято называть в технической литературе радиоуправляемую модель беспилотного летательного аппарата с шестью крыльями, предназначенного для выполнения аэровидео съемки местности.Note that the term “hexacopter” is used in the technical literature as a radio-controlled model of an unmanned aerial vehicle with six wings, designed to perform aerial video surveys of the terrain.

Пусть для этого конструкторское решение сенсорного блока 1-2 в составе телевизионной камеры 1 реализовано так, что ось визирования первого панорамного объектива 1-1, а, следовательно, и оптическая ось первого фотоприемника направлена по вертикали вверх. Тогда, по отношению к этому направлению, ось визирования второго панорамного объектива 1-3 будет ориентирована вниз по вертикали. Это означает, что точно так же будет ориентирована и оптическая ось и второго фотоприемника.Let for this the design solution of the sensor unit 1-2 as part of the television camera 1 is implemented so that the axis of sight of the first panoramic lens 1-1, and, consequently, the optical axis of the first photodetector is directed vertically upwards. Then, with respect to this direction, the axis of sight of the second panoramic lens 1-3 will be oriented downward vertically. This means that the optical axis and the second photodetector will be oriented in exactly the same way.

Экспонирование «кольцевых» мишеней первого и второго фотоприемников производится непрерывно. Поэтому на первом выходе сенсорного блока 1-2 формируется цифровой видеосигнал «кольцевого» кадра от первого фотоприемника, а на втором выходе сенсорного блока 1-2 - цифровой видеосигнал «кольцевого» кадра от второго фотоприемника.Exposure of the "ring" targets of the first and second photodetectors is performed continuously. Therefore, at the first output of the sensor unit 1-2, a digital video signal of the "ring" frame from the first photodetector is formed, and at the second output of the sensor unit 1-2, a digital video signal of the "ring" frame from the second photodetector.

Далее выходные видеосигналы сенсорного блока 1-2 при помощи мультиплексора 1-4 объединяются на одну линию, чередуясь с периодом кадров Тк. Полученный мультиплексный цифровой телевизионный сигнал (мультиплексный ЦТС) «кольцевого» кадра поступает на выход телевизионной камеры.Next, the output video signals of the sensor unit 1-2 using the multiplexer 1-4 are combined on one line, alternating with a frame period T to . The received multiplex digital television signal (multiplex DTS) of the "ring" frame is fed to the output of the television camera.

Затем этот ЦТС по интерфейсу (например, USB 2,0) передается на сервер 2, где (на плате видео) выполняется его демультиплексирование на два канала с последующей записью видеоинформации каждого канала соответственно в первый и второй блоки оперативной памяти на кадр. Отметим, что все эти операции осуществляются в автоматическом режимеThen, this DSP is transmitted via an interface (for example, USB 2.0) to server 2, where (on the video board) it is demultiplexed into two channels with subsequent recording of video information of each channel in the first and second blocks of RAM per frame, respectively. Note that all these operations are carried out automatically.

Благодаря этому видеоинформация становится доступной и другим компьютерам в интерактивном режиме.Thanks to this, video information becomes available to other computers in interactive mode.

При установке оператором персонального компьютера 3 режима работы компьютерной программы «Наблюдение панорамного сюжета полностью» на экране монитора будет наблюдаться изображение панорамного сюжета полностью от одного из фотоприемников (см. фиг. 4) или сразу от двух фотоприемников (см. фиг. 5).When the operator sets the personal computer 3 operating mode of the computer program "Observation of the panoramic plot in full" on the screen of the monitor, you will see the image of the panoramic plot completely from one of the photodetectors (see Fig. 4) or immediately from two photodetectors (see Fig. 5).

Это позволяет оператору оперативно оценить ситуацию и выбрать в режиме работы компьютерной программы «Последовательный обзор панорамного сюжета» необходимый фрагмент.This allows the operator to quickly assess the situation and select the necessary fragment in the operating mode of the computer program “Sequential Panoramic Scene Review”.

Предположим, что, как и в прототипе [1], горизонтальный угол поля зрения (

Figure 00000004
) предъявляемого оператору изображения должен составлять 60°. Тогда одна шестая часть каждой «кольцевой» строки из «кольцевого» кадра каждого фотоприемника телевизионной камеры записывается в сервере 2 соответственно в один из шести массивов оперативной памяти на кадр.Assume that, as in the prototype [1], the horizontal angle of the field of view (
Figure 00000004
) the image presented to the operator should be 60 °. Then one sixth of each “ring” line from the “ring” frame of each photodetector of a television camera is recorded in server 2, respectively, in one of six RAM arrays per frame.

Как и в прототипе [1], в сервере 2 при помощи первого и второго БПКП, реализующих возложенные функции программным путем, осуществляется операция считывания видеосигнала, а в результате - конвертирование «кольцевых» кадров от первого и второго фотоприемников в обычные «прямоугольные» кадры и возможность предоставления этой информации на выходе «сеть» сервера 2.As in the prototype [1], in server 2, using the first and second BPCS, which implement the assigned functions, programmatically, the video signal is read, and as a result, the “ring” frames from the first and second photodetectors are converted into ordinary “rectangular” frames and the ability to provide this information at the output of the "network" server 2.

В результате цифровой видеосигнал записи для каждого «кольцевого» кадра изображения преобразуется в n «прямоугольных» кадров, которые могут быть предложены в виде выбранной последовательности всем операторам персональных компьютеров 3 локальной вычислительной сети.As a result, the digital video recording signal for each "ring" image frame is converted into n "rectangular" frames, which can be offered as a selected sequence to all operators of personal computers 3 of the local computer network.

В нашем примере эта последовательность содержит 6 различных изображений (см. фиг. 6), а оператор каждого персонального ноутбука 3 может осуществить селекцию предлагаемого сервером 2 изображения и его вывод на экран дисплея. Это означает, что в реальном масштабе времени может быть реализован контроль шести изображений одинаковой по полю (повышенной) четкости применительно к верхнему шаровому слою пространства и шести изображений повышенной четкости, имеющих отношение к нижнему его шаровому слою.In our example, this sequence contains 6 different images (see Fig. 6), and the operator of each personal laptop 3 can select the image proposed by the server 2 and display it on the display screen. This means that real-time control of six images of the same field of (increased) definition can be implemented in relation to the upper spherical layer of space and six images of high definition related to its lower spherical layer.

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

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

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Патент РФ № 2631830, МПК H04N 7/00. Устройство компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения. / В.М. Смелков // Б.И. - 2017. - № 27.1. RF patent No. 2631830, IPC H04N 7/00. The device of a computer system for panoramic television surveillance. / V.M. Smelkov // B.I. - 2017. - No. 27.

2. Патент РФ № 2665695, МПК H04N 7/00. Устройство компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения. / В.М. Смелков // Б.И. - 2018. - № 25.2. RF patent No. 2665695, IPC H04N 7/00. The device of a computer system for panoramic television surveillance. / V.M. Smelkov // B.I. - 2018. - No. 25.

3. Патент РФ № 2185645, МПК G02B13/06, G02B 17/08. Панорамный зеркально-линзовый объектив. / А.В. Куртов, В.А. Соломатин // Б.И. - 2002. - № 20.3. RF patent No. 2185645, IPC G02B13 / 06, G02B 17/08. Panoramic mirror lens. / A.V. Kurtov, V.A. Solomatin // B.I. - 2002. - No. 20.

4. Березин В.В., Умбиталиев А.А., Фахми Ш.С., Цыцулин А.К. и Шипилов Н.Н. Твердотельная революция в телевидении: Телевизионные системы на основе приборов с зарядовой связью, систем на кристалле и видеосистем на кристалле. Под ред. А.А. Умбиталиева и А.К. Цыцулина. - М.: «Радио и связь», 2006.4. Berezin V.V., Umbitaliev A.A., Fakhmi Sh.S., Tsytsulin A.K. and Shipilov N.N. Solid State Revolution in Television: Television systems based on charge-coupled devices, systems on a chip, and video systems on a chip. Ed. A.A. Umbitalieva and A.K. Tsytsulina. - M.: “Radio and Communications”, 2006.

Claims (9)

1. Устройство компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения, содержащее последовательно соединенные телевизионную камеру и сервер, являющийся узлом локальной вычислительной сети, к которому подключены два или более персональных компьютеров, при этом в разъем расширения на материнской плате сервера установлена плата видео, согласованная по каналам ввода/вывода, управлению и питанию с шиной сервера, содержащая первый и второй блоки преобразования «кольцевого» кадра в «прямоугольные» кадры (БПКП), а также блок электрического вписывания изображения (БЭВИ) и выполняющая демультиплексирование входного цифрового телевизионного сигнала на два канала с последующей записью каждого из «кольцевых» видеосигналов в соответствующую оперативную память, причем в режиме «Последовательный обзор панорамного сюжета» - преобразование первого и второго «кольцевых» кадров в «прямоугольные» кадры при помощи первого и второго БПКП, входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго блоков оперативной памяти сервера, а выходы - к выходу «сеть» сервера, причем число «прямоугольных» кадров n, соответствующих одному текущему «кольцевому» кадру, удовлетворяет соотношению:1. The device of a computer system for panoramic television monitoring, containing a television camera and a server connected in series, which is a node of a local area network, to which two or more personal computers are connected, and a video card is installed in the expansion slot on the server motherboard, which is matched via input channels / output, control and power supply with the server bus, containing the first and second blocks of conversion of the "ring" frame into "rectangular" frames (BPKP), as well as the block is electrically about capturing an image (BEVI) and performing demultiplexing of the input digital television signal into two channels with the subsequent recording of each of the “ring” video signals into the corresponding random access memory, and in the “Sequential panoramic view” mode, the first and second “ring” frames are converted to “ rectangular "frames using the first and second BPKP, the inputs of which are connected respectively to the outputs of the first and second blocks of the server’s RAM, and the outputs to the output of the" network "of the server, m number of "rectangular" frame n, corresponding to one current "ring" frame satisfies the relation:
Figure 00000007
Figure 00000007
где
Figure 00000008
- горизонтальный угол поля зрения в градусах наблюдаемого оператором изображения, а само это преобразование выполняется программным путем,
Where
Figure 00000008
- the horizontal angle of the field of view in degrees observed by the operator of the image, and this conversion itself is performed programmatically,
причем в сервере при переводе компьютерной системы в режим «Наблюдение панорамного сюжета полностью» выполняется переключение выходов первого и второго блоков оперативной памяти на кадр соответственно на первый и второй входы БЭВИ, а его выхода - на выход «сеть» сервера, при этом в состав телевизионной камеры входит первый панорамный объектив, второй панорамный объектив, сенсорный блок, содержащий первый и второй фотоприемники, причем первый панорамный объектив оптически связан с первым фотоприемником, а второй панорамный объектив - со вторым фотоприемником, а также мультиплексор, причем первый и второй фотоприемники сенсорного блока выполнены в виде кругового кольца, а каждый из них содержит линейки светочувствительных элементов (пикселов), расположенных вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии, причем число элементов в каждой «кольцевой» строке мишени фотоприемников одинаково, а их площадь от строки к строке различна, увеличиваясь по мере движения к внешней периферии, отличающееся тем, что каждый из фотоприемников сенсорного блока выполнен на кристалле, изготовленном по технологии комплементарных структур «металл-окисел-полупроводник» (КМОП), причем его мишень состоит из фотодиодных активных пикселов, каждый из которых имеет усилитель с коэффициентом усиления Кm, а также встроенный АЦП, обеспечивающий передачу видеосигнала активного пиксела на свою «радиальную» шину видео, при этом все они в совокупности объединяют активные пикселы мишени в «радиальные» столбцы, причем управление АЦП для пикселов, расположенных вдоль каждой «кольцевой» строки фотоприемника, осуществляется при помощи отдельно взятой «кольцевой» строчной шины, общее количество которых определяет число строк в фотоприемнике, а количество «радиальных» шин видео - число пикселов в каждой строке фотоприемника, при этом на общем кристалле фотоприемника размещаются и блоки, выполняющие развертку и формирование выходного напряжения цифрового видеосигнала, а именно: «кольцевой» регистр кадровой развертки, осуществляющий выбор «кольцевой» строки; «кольцевой» коммутатор видеосигналов, содержащий коммутаторы видеосигнала для каждого «радиального» столбца, которые управляются с соответствующего выхода «кольцевого» мультиплексора строчной развертки и обеспечивают передачу видеосигнала на выходе каждой «радиальной» шины видео на «кольцевую» шину видео, выход которой является выходом «видео» фотоприемника, причем коэффициент усиления Кm активного пиксела для каждой текущей «кольцевой» строки фотоприемника изменяется по соотношению:moreover, in the server, when the computer system is switched to the “Observe the panoramic plot completely” mode, the outputs of the first and second blocks of RAM are switched per frame to the first and second inputs of the BEVI, respectively, and its output goes to the server’s “network” output, while the television The camera includes a first panoramic lens, a second panoramic lens, a sensor unit containing the first and second photodetectors, the first panoramic lens being optically connected to the first photodetector, and the second panoramic lens to the second photodetector, as well as a multiplexer, the first and second photodetectors of the sensor unit are made in the form of a circular ring, and each of them contains a line of photosensitive elements (pixels) located along radial directions from the imaginary center of the circular ring to its outer periphery, and the number of elements in each “ring” line of the target of the photodetectors is the same, and their area from line to line is different, increasing as you move to the outer periphery, characterized in that each of the photodetectors s sensor unit is formed on a chip manufactured by complementary structures technology "metal-oxide-semiconductor '(CMOS), and its target consists of a photodiode active pixel, each of which has an amplifier with a gain of K m, and a built-ADC, providing transfer the video signal of the active pixel onto its “radial” video bus, all of which together combine the active pixels of the target into “radial” columns, with ADC control for pixels along each “ring” line the photodetector is carried out using a separate “ring” horizontal line bus, the total number of which determines the number of lines in the photodetector, and the number of "radial" video buses is the number of pixels in each line of the photodetector, while the blocks performing scanning are also placed on the common crystal of the photodetector and the formation of the output voltage of the digital video signal, namely: “ring” frame scan register, which selects the “ring” line; “Ring” video switch, containing video switches for each “radial” column, which are controlled from the corresponding output of the “ring” horizontal multiplexer and provide video transmission at the output of each “radial” video bus to the “ring” video bus, the output of which is the output "Video" of the photodetector, and the gain K m of the active pixel for each current "annular" line of the photodetector varies by the ratio:
Figure 00000009
Figure 00000009
где Δ1 и Δm - соответственно светочувствительная площадь активного пиксела для первой и текущей «кольцевой» строки считывания в «кольцевом» сенсоре, обеспечивая одинаковую величину считывающей апертуры в пределах всего «кольцевого» растра изображения,where Δ 1 and Δ m are respectively the photosensitive area of the active pixel for the first and current "ring" read lines in the "ring" sensor, providing the same value of the reading aperture within the entire "ring" image raster, при этом выход «видео» первого фотоприемника сенсорного блока подключен к первому информационному входу мультиплексора, а выход «видео» второго фотоприемника сенсорного блока - ко второму информационному входу мультиплексора, выход которого является выходом «видео» телевизионной камеры.the output of the “video” of the first photodetector of the sensor unit is connected to the first information input of the multiplexer, and the output of the “video” of the second photodetector of the sensor unit is connected to the second information input of the multiplexer, the output of which is the output of the “video” of the television camera. 2. Устройство компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения по п. 1, отличающееся тем, что в фотоприемниках сенсорного блока телевизионной камеры электроды зарядового накопления активных пикселов мишени, совпадающие с площадью их светочувствительной площади, выполнены с геометрической формой в виде части кругового кольца.2. The device of a computer system for panoramic television observation according to claim 1, characterized in that in the photodetectors of the sensor unit of the television camera, the charge accumulation electrodes of the active pixels of the target, matching the area of their photosensitive area, are made with a geometric shape in the form of a part of a circular ring. 3. Устройство компьютерной системы панорамного телевизионного наблюдения по п. 1, отличающееся тем, что мультиплексор телевизионной камеры выполнен в составе одного из фотоприемников сенсора.3. The device of a computer system for panoramic television surveillance according to claim 1, characterized in that the multiplexer of the television camera is made as part of one of the photodetectors of the sensor.
RU2019110178A 2019-04-05 2019-04-05 Panoramic television surveillance computer system device RU2708630C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019110178A RU2708630C1 (en) 2019-04-05 2019-04-05 Panoramic television surveillance computer system device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019110178A RU2708630C1 (en) 2019-04-05 2019-04-05 Panoramic television surveillance computer system device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2708630C1 true RU2708630C1 (en) 2019-12-10

Family

ID=68836694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019110178A RU2708630C1 (en) 2019-04-05 2019-04-05 Panoramic television surveillance computer system device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2708630C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2743571C1 (en) * 2020-06-23 2021-02-20 Вячеслав Михайлович Смелков Computing system device for panoramic video surveillance with selective image scaling

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
US5920337A (en) * 1994-12-27 1999-07-06 Siemens Corporate Research, Inc. Omnidirectional visual image detector and processor
EP0932302A2 (en) * 1998-01-22 1999-07-28 Eastman Kodak Company A CMOS active pixel digital camera
US6455831B1 (en) * 1998-09-11 2002-09-24 The Research Foundation Of Suny At Buffalo CMOS foveal image sensor chip
US20040105005A1 (en) * 2002-11-14 2004-06-03 Hitachi, Ltd. Networked camera system and a monitoring method thereof
US20060215049A1 (en) * 1999-09-30 2006-09-28 Giulio Sandini Constant resolution and space variant sensor arrays
US20070103543A1 (en) * 2005-08-08 2007-05-10 Polar Industries, Inc. Network panoramic camera system
US20090147120A1 (en) * 2007-12-07 2009-06-11 Seiko Epson Corporation Image sensor, image taking apparatus, and state inspection system
US20150077613A1 (en) * 2011-02-25 2015-03-19 Intrinsix Corporation Foveal Imager Readout Integrated Circuit (ROIC)
RU2631830C1 (en) * 2016-10-31 2017-09-27 Вячеслав Михайлович Смелков Computer system of panoramic television observation

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
US5920337A (en) * 1994-12-27 1999-07-06 Siemens Corporate Research, Inc. Omnidirectional visual image detector and processor
EP0932302A2 (en) * 1998-01-22 1999-07-28 Eastman Kodak Company A CMOS active pixel digital camera
US6455831B1 (en) * 1998-09-11 2002-09-24 The Research Foundation Of Suny At Buffalo CMOS foveal image sensor chip
US20060215049A1 (en) * 1999-09-30 2006-09-28 Giulio Sandini Constant resolution and space variant sensor arrays
US20040105005A1 (en) * 2002-11-14 2004-06-03 Hitachi, Ltd. Networked camera system and a monitoring method thereof
US20070103543A1 (en) * 2005-08-08 2007-05-10 Polar Industries, Inc. Network panoramic camera system
US20090147120A1 (en) * 2007-12-07 2009-06-11 Seiko Epson Corporation Image sensor, image taking apparatus, and state inspection system
US20150077613A1 (en) * 2011-02-25 2015-03-19 Intrinsix Corporation Foveal Imager Readout Integrated Circuit (ROIC)
RU2631830C1 (en) * 2016-10-31 2017-09-27 Вячеслав Михайлович Смелков Computer system of panoramic television observation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2743571C1 (en) * 2020-06-23 2021-02-20 Вячеслав Михайлович Смелков Computing system device for panoramic video surveillance with selective image scaling

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yadid-Pecht et al. Wide intrascene dynamic range CMOS APS using dual sampling
US8411157B2 (en) Solid-state image pickup device and image pickup device
JP2018032976A (en) Imaging device, imaging system, mobile body and drive method of imaging device
RU2706011C1 (en) Panoramic television surveillance computer system device
RU2723645C1 (en) High-resolution panorama television surveillance computer system device
RU2611421C1 (en) Television camera and its "ring" photodetector for computer system of panoramic surveillance
RU2727920C1 (en) Panoramic television surveillance computer system with selective image scaling
RU2708630C1 (en) Panoramic television surveillance computer system device
RU2665695C1 (en) Computer system device for panoramic television surveillance
RU2723640C1 (en) High-resolution panorama television surveillance computer system device
US5323186A (en) Focal plane array for man and machine visions
JP2015008343A (en) Imaging device, and method for forming imaging image
RU2631830C1 (en) Computer system of panoramic television observation
RU2600308C1 (en) Device of computer system for panoramic television surveillance
RU2704582C1 (en) Method of generating a video signal in a television-computer system for monitoring of industrial products having the shape of a circular ring
RU2743571C1 (en) Computing system device for panoramic video surveillance with selective image scaling
RU2710777C1 (en) Television camera and its "ring" photodetector for computer system of panoramic surveillance
RU2709459C1 (en) Panoramic television surveillance computer system device
RU2530879C1 (en) Device for panoramic television surveillance "day-night"
RU2523858C1 (en) Device for panoramic television surveillance
RU2720581C1 (en) Panoramic television surveillance computer system device
RU2710779C1 (en) Device for "circular" photodetector of color image for panoramic television-computer surveillance
RU2721381C1 (en) High-resolution panorama television surveillance computer system device
RU2774399C1 (en) Device of the computer system of panoramic television surveillance
RU2579002C1 (en) Computer system device for panoramic scanning of monochromatic image