RU2730177C1 - Television system with selective image scaling (versions) - Google Patents

Television system with selective image scaling (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2730177C1
RU2730177C1 RU2020101871A RU2020101871A RU2730177C1 RU 2730177 C1 RU2730177 C1 RU 2730177C1 RU 2020101871 A RU2020101871 A RU 2020101871A RU 2020101871 A RU2020101871 A RU 2020101871A RU 2730177 C1 RU2730177 C1 RU 2730177C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
video
input
signal
frame
Prior art date
Application number
RU2020101871A
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 RU2020101871A priority Critical patent/RU2730177C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2730177C1 publication Critical patent/RU2730177C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof

Landscapes

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

Abstract

FIELD: television technology.SUBSTANCE: invention relates to television engineering and can be mainly used in surveillance systems. Result is achieved by using CMOS photodetector arrays as sensors of a television camera, setting the target ratio of gain factors of light-sensitive elements for their targets. To compensate optical loss of light splitting, value of amplification factor of first sensor of television signal in β times exceeds value of amplification factor of second sensor of television signal, where coefficient value β is calculated by formula:where D/ƒ is relative hole of television camera additional lens (beam splitter lens); τis beam splitter lens transmission coefficient; τis coefficient of transmission of collective lens of beam splitter.EFFECT: technical result is reduction of loss in image resolution in time.3 cl, 7 dwg, 3 tbl

Description

Предлагаемая группа изобретений относится к телевизионной технике и преимущественно может быть использовано в системах наблюдения, которые выполнены с использованием матричных фотоприемников, изготовленных по технологии комплементарных структур «металл-окисел-полупроводник» (КМОП) и компьютеров. В такой системе на экране компьютерного монитора воспроизводится комбинированное изображение, которое по отношению к первоначально предъявляемому изображению состоит из увеличенного участка и остальной части с неизменным масштабом.The proposed group of inventions relates to television technology and can mainly be used in observation systems, which are made using matrix photodetectors manufactured by the technology of complementary structures "metal-oxide-semiconductor" (CMOS) and computers. In such a system, a combined image is reproduced on a computer monitor screen, which, in relation to the initially presented image, consists of an enlarged area and the rest with a constant scale.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемым изобретениям, как по варианту 1, так и по варианту 2, следует считать телевизионную систему с селективным масштабированием изображения [1], которая содержит на передающей стороне телевизионную камеру (телекамеру), состоящую из последовательно расположенных и оптически связанных входного объектива, светоделителя, двух датчиков телевизионного сигнала (ДТС), изготовленных по технологии матричных приборов с зарядовой связью (матриц ПЗС), а также блока наведения, селектора синхроимпульсов, блока фиксированной задержки (БФЗ), блока регулируемой задержки (БРЗ), формирователя сигнала синхронизации и формирователя сигнала рамки, при этом светоделитель телекамеры содержит последовательно расположенные и оптически связанные полупрозрачное зеркало, коллективную линзу, отражающее зеркало и дополнительный объектив, вход светоделителя оптически связан с входом полупрозрачного зеркала, первый выход светоделителя - с выходом дополнительного объектива, а второй выход - со вторым выходом полупрозрачного зеркала, причем первый выход светоделителя является «выходом нормального оптического изображения» (изображения общего вида) и оптически связан с фотомишенью первого датчика телевизионного сигнала (первого ДТС), а второй выход светоделителя является «выходом увеличенного оптического изображения» (изображения увеличенного фрагмента) и оптически связан с фотомишенью второго ДТС; блок наведения, предназначенный для осуществления пространственного позиционирования второго ДТС, и состоящий из первого привода, кинематически связанного с первым датчиком положения, и второго привода, кинематически связанного со вторым датчиком положения, при этом выход первого датчика положения является первым выходом блока наведения, а выход второго датчика положения - вторым выходом блока наведения; первый ДТС телекамеры выполнен на основе матрицы ПЗС с организацией «строчно-кадровый перенос», а второй ДТС - на основе матрицы ПЗС с организацией «строчный перенос», при этом в секции памяти матрицы ПЗС первого ДТС обеспечивается суммирования зарядовых пакетов, сформированных в фотоприемной секции; вход строчной синхронизации формирователя сигнала рамки объединен с первым входом БФЗ и подключен к первому выходу селектора синхроимпульсов, а вход кадровой синхронизации формирователя сигнала рамки объединен со вторым входом БФЗ и подключен ко второму выходу селектора синхроимпульсов, вход которого подключен к выходу «видео» первого ДТС, вход «синхро» второго ДТС подключен к выходу формирователя сигнала синхронизации, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам БРЗ, первый информационный вход которого подключен к первому выходу БФЗ, а второй информационный вход БР3-ко второму выходу БФЗ, первый управляющий вход БРЗ объединен с первым управляющим входом формирователя сигнала рамки и подключен к первому выходу блока наведения, второй выход которого подключен ко второму управляющему входу БРЗ и соответственно ко второму управляющему входу формирователя сигнала рамки, причем выход первого ДТС является выходом «видео 1» телекамеры, выход второго ДТС - выходом «видео 2» телекамеры, а выход формирователя сигнала рамки - выходом «рамка» телекамеры, на приемной стороне телевизионной системы расположен персональный компьютер, а между телекамерой и компьютером - линия связи многожильного кабеля, по двум из которых выполняется соединение выхода сигналов для команд наведения «Вправо/Влево» и «Вверх/Вниз» на компьютере с входами этих сигналов в телекамере, а по трем другим жилам кабеля линии связи выполняется соединение выходов сигналов «видео 1», «видео 2» и «рамка» телекамеры с соответствующими входами на компьютере; в разъем расширения на материнской плате компьютера установлена плата видео, согласованная по каналам ввода/вывода, управлению и питанию с шиной компьютера и предназначенная для преобразования первого и второго входных аналоговых видеосигналов в цифровую форму при организации синхронизации каждого из них раздельно по входному сигналу синхронизации приемника (ССП), ввода цифрового видеосигнала «видео 1» в оперативную память с периодом nТк и вывода из нее с периодом Тк, где Тк - длительность кадра, n - число суммируемых кадров, ввода/вывода цифрового видеосигнала «видео 2» с периодом Тк, выполнения микширования выходного цифрового видеосигнала «видео 1» с сигналом «рамка», формирования по сигналу «рамка» сигнала «окошко» и выполнения коммутации видеосигналов «видео 1» и «видео 2» по сигналу «окошко», причем выход видеосигнала платы видео является выходом сигнала изображения телевизионной системы.The closest in technical essence to the claimed inventions, both in option 1 and in option 2, should be considered a television system with selective image scaling [1], which contains on the transmitting side a television camera (TV camera), consisting of sequentially located and optically connected input lens, beam splitter, two television signal sensors (TTS) made using the technology of charge-coupled matrix devices (CCD matrices), as well as a guidance unit, a sync pulse selector, a fixed delay unit (BFZ), an adjustable delay unit (BRZ), a signal shaper synchronization and frame signal shaper, while the beam splitter of the TV camera contains sequentially located and optically coupled semitransparent mirror, a collective lens, a reflecting mirror and an additional lens, the input of the beamsplitter is optically connected to the input of the semitransparent mirror, the first output of the beam splitter - with the output of the additional lens a, and the second output - with the second output of the semitransparent mirror, and the first output of the beam splitter is the "output of the normal optical image" (general view image) and is optically connected to the phototarget of the first sensor of the television signal (first TTS), and the second output of the beam splitter is the "output of the enlarged optical image "(image of the enlarged fragment) and is optically connected with the photo target of the second TTS; a guidance unit designed to carry out the spatial positioning of the second TTS, and consisting of a first drive, kinematically connected with the first position sensor, and a second drive, kinematically connected with the second position sensor, while the output of the first position sensor is the first output of the guidance unit, and the output of the second position sensor - the second output of the guidance unit; the first TTS of the TV camera is made on the basis of the CCD matrix with the organization of "line-frame transfer", and the second TTS is based on the CCD matrix with the organization of the "line transfer", while in the memory section of the CCD matrix of the first DTS, the summation of the charge packets formed in the photo-receiving section is provided ; the horizontal synchronization input of the frame signal generator is combined with the first input of the BFZ and connected to the first output of the sync pulse selector, and the frame synchronization input of the frame signal generator is combined with the second input of the BFZ and connected to the second output of the sync pulse selector, the input of which is connected to the "video" output of the first DTS, the "synchro" input of the second DTS is connected to the output of the synchronization signal generator, the first and second inputs of which are connected respectively to the first and second outputs of the BRZ, the first information input of which is connected to the first output of the BFZ, and the second information input of BR3 to the second output of the BFZ, the first control the BRZ input is combined with the first control input of the frame signal shaper and is connected to the first output of the guidance unit, the second output of which is connected to the second control input of the BRZ and, accordingly, to the second control input of the frame signal shaper, and the output of the first TTS is the "video 1" output of the TV camera, the output second diesel fuel With - the output of "video 2" of the TV camera, and the output of the frame signal generator - the output of the "frame" of the TV camera, on the receiving side of the television system there is a personal computer, and between the TV camera and the computer there is a communication line of a multicore cable, two of which connect the signal output for pointing commands "Right / Left" and "Up / Down" on the computer with the inputs of these signals in the camera, and three other conductors of the communication line cable connect the outputs of the signals "video 1", "video 2" and "frame" of the TV camera with the corresponding inputs on the computer; a video card is installed in the expansion connector on the computer motherboard, matched in input / output channels, control and power supply with the computer bus and is designed to convert the first and second input analog video signals into digital form while organizing the synchronization of each of them separately according to the input synchronization signal of the receiver ( SSP), input of digital video signal "video 1" into RAM with a period of nТ к and output from it with a period of Т к , where Т к is the frame duration, n is the number of summed frames, input / output of digital video signal "video 2" with a period T k , mixing the output digital video signal "video 1" with the signal "frame", generating the signal "window" according to the signal "frame" and performing switching of the video signals "video 1" and "video 2" on the signal "window", and the output of the video signal video card is the output of the image signal of the television system.

Отметим, что в секции памяти первого ДТС телекамеры прототипа [1] реализуется суммирование n зарядовых пакетов (для каждого накопленного кадра), что обеспечивает компенсацию оптических потерь светоделителя, вызывающих снижение в β раз освещенности на первом его выходе по отношению к освещенности на его втором выходе.Note that in the memory section of the first TTP of the prototype TV camera [1], the summation of n charge packets (for each accumulated frame) is implemented, which provides compensation for the optical losses of the beam splitter, which cause a β-fold decrease in the illumination at its first output relative to the illumination at its second output ...

Обозначим основные параметры для оптических элементов светоделителя и произведем расчет возникающих оптических потерь.Let's designate the main parameters for the optical elements of the beam splitter and calculate the resulting optical losses.

Итак, имеем следующие показатели:So, we have the following indicators:

D/ƒ - относительное отверстие дополнительного объектива телекамеры (объектива светоделителя);D / ƒ - relative aperture of the additional camera lens (beam splitter lens);

τ1 - коэффициент пропускания объектива светоделителя;τ 1 - transmission coefficient of the beam splitter lens;

τ2 - коэффициент пропускания коллективной линзы светоделителя.τ 2 is the transmission coefficient of the collective lens of the beam splitter.

Тогда величина коэффициента оптических потерь светоделителя β, измеряемая в прототипе [1] как отношение освещенности сцены на его втором выходе к освещенности на его первом выходе, может быть определена по формуле:Then the value of the optical loss coefficient of the beam splitter β, measured in the prototype [1] as the ratio of the scene illumination at its second output to the illumination at its first output, can be determined by the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

На практике величина коэффициента β может достигать значения одного порядка (10 раз).In practice, the value of the coefficient β can reach a value of the same order of magnitude (10 times).

Однако необходимо признать, что принятый в прототипе [1] метод компенсации оптических потерь светоделения ограничивает его применение в телекамере системы наблюдением лишь статичных и малоподвижных объектов, т.к. при контроле динамических сюжетов для фотоприемника первого ДТС неизбежно возникают потери в разрешающей способности изображения по времени.However, it must be admitted that the method adopted in the prototype [1] for compensating for optical losses in the beam splitting limits its use in the TV camera of the system by observing only static and sedentary objects, since When controlling dynamic scenes for the photodetector of the first TTS, losses in the image resolution over time inevitably occur.

Здесь следует отметить, что термин «разрешающая способность по времени», как и термин «разрешающая способность по полю кадра», предложил создатель электроннолучевого телевидения В.К. Зворыкин более полувека назад. Его мысль о том, что только учет конечных значений разрешающей способности по полю кадра и по времени делают электронное телевидение реализуемым, воспроизводилась в известной монографии отечественных специалистов из НИИ телевидения [2, с. 34].It should be noted here that the term "time resolution", like the term "field resolution", was proposed by the creator of electron beam television V.K. Zvorykin more than half a century ago. His idea that only taking into account the final values of the resolution in the field of the frame and in time make electronic television realizable was reproduced in the well-known monograph of domestic specialists from the Research Institute of Television [2, p. 34].

Этот постулат Зворыкина можно проиллюстрировать на примере прототипа [1]. Если априори время перемещения объекта по полю кадра меньше суммарного времени накопления фотоприемника в телекамере, то в ее выходном видеосигнале неизбежно возникают специфические искажения, оцениваемые как потери в четкости телевизионного изображения, т.е. как потери параметра разрешающей способности по времени.This postulate of Zvorykin can be illustrated by the example of a prototype [1]. If, a priori, the time of moving the object over the frame field is less than the total accumulation time of the photodetector in the camera, then specific distortions inevitably appear in its output video signal, which are estimated as losses in the clarity of the television image, i.e. as the loss of the time resolution parameter.

И эти потери тем больше, чем более динамичным (подвижным) является сам объект контроля.And these losses are the greater, the more dynamic (mobile) the control object itself is.

Задачей изобретения является снижение потерь в разрешающей способности по времени первого ДТС путем использования в качестве его сенсора, а также сенсора второго ДТС фотоприемных матриц КМОП, устанавливая для их мишеней необходимое соотношение коэффициентов усиления светочувствительных элементов.The objective of the invention is to reduce the loss in the time resolution of the first TTS by using CMOS photodetector matrices as its sensor, as well as the sensor of the second TTS, by setting the required ratio of the gains of the light-sensitive elements for their targets.

Поставленная задача решается тем, что в заявляемую телевизионную систему по варианту 1, которая содержит на передающей стороне телекамеру, состоящую из последовательно расположенных и оптически связанных входного объектива, светоделителя, двух ДТС, блока наведения, селектора синхроимпульсов, БФЗ, БРЗ, формирователя сигнала синхронизации и формирователя сигнала рамки, при этом светоделитель телекамеры содержит последовательно расположенные и оптически связанные полупрозрачное зеркало, коллективную линзу, отражающее зеркало и дополнительный объектив, вход светоделителя оптически связан с входом полупрозрачного зеркала, первый выход светоделителя - с выходом дополнительного объектива, а второй выход - со вторым выходом полупрозрачного зеркала, причем первый выход светоделителя является «выходом нормального оптического изображения» и оптически связан с фотомишенью первого ДТС, а второй выход светоделителя является «выходом увеличенного оптического изображения» и оптически связан с фотомишенью второго ДТС; блок наведения, предназначенный для осуществления пространственного позиционирования второго ДТС, и состоящий из первого привода, кинематически связанного с первым датчиком положения, и второго привода, кинематически связанного со вторым датчиком положения, при этом выход первого датчика положения является первым выходом блока наведения, а выход второго датчика положения - вторым выходом блока наведения; вход строчной синхронизации формирователя сигнала рамки объединен с первым входом БФЗ и подключен к первому выходу селектора синхроимпульсов, а вход кадровой синхронизации формирователя сигнала рамки объединен со вторым входом БФЗ и подключен ко второму выходу селектора синхроимпульсов, вход которого подключен к выходу «видео» первого ДТС, вход «синхро» второго ДТС подключен к выходу формирователя сигнала синхронизации, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам БРЗ, первый информационный вход которого подключен к первому выходу БФЗ, а второй информационный вход БР3 - ко второму выходу БФЗ, первый управляющий вход БРЗ объединен с первым управляющим входом формирователя сигнала рамки и подключен к первому выходу блока наведения, второй выход которого подключен ко второму управляющему входу БРЗ и соответственно ко второму управляющему входу формирователя сигнала рамки, причем выход первого ДТС является выходом «видео 1» телекамеры, выход второго ДТС - выходом «видео 2» телекамеры, а выход формирователя сигнала рамки - выходом «рамка» телекамеры, на приемной стороне телевизионной системы расположен персональный компьютер, а между телекамерой и компьютером - линия связи многожильного кабеля, по двум из которых выполняется соединение выхода сигналов для команд наведения «Вправо/Влево» и «Вверх/Вниз» на компьютере с входами этих сигналов в телекамере, а по трем другим жилам кабеля линии связи выполняется соединение выходов сигналов «видео 1», «видео 2» и «рамка» телекамеры с соответствующими входами на компьютере; в разъем расширения на материнской плате компьютера установлена плата видео, согласованная по каналам ввода/вывода, управлению и питанию с шиной компьютера и предназначенная для преобразования первого и второго входных аналоговых видеосигналов («видео 1» и «видео 2» соответственно) в цифровую форму при организации синхронизации каждого из них раздельно по входному ССП, ввода/вывода цифровых видеосигналов «видео 1» и «видео 2» в оперативную память компьютера; выполнения микширования выходного цифрового видеосигнала «видео 1» с сигналом «рамка», формирования по сигналу «рамка» сигнала «окошко» и выполнения коммутации видеосигналов «видео 1» и «видео 2» по сигналу «окошко», причем выход видеосигнала платы видео является выходом сигнала изображения телевизионной системы, при этом по сравнению с прототипом [1], в телекамере системы первый и второй ДТС соответственно выполнены согласно работе [2, с. 64, рис. 1.18] на кристалле сенсора, изготовленном по технологии КМОП, путем реализации метода «координатная адресация», причем мишень сенсора состоит из фотодиодных активных пикселов, каждый из которых имеет коэффициент усиления K1, а также транзисторный МОП-ключ, обеспечивающий передачу видеосигнала активного пиксела на шину видео, которая объединяет все активные пикселы мишени в активные столбцы, каждый из которых имеет дополнительно усилитель видеосигнала с коэффициентом усиления K2, причем управление МОП-ключами активных пикселов, расположенных по горизонтали, осуществляется при помощи отдельно взятой горизонтальной (строчной) шины, общее количество которых определяет число строк в сенсоре, а количество шин видео - число элементов (пикселов) в каждой строке сенсора; при этом на общем кристалле фотоприемника размещается его электронное «обрамление - блоки, выполняющие развертку и формирование выходного напряжения видеосигнала, а именно: регистр вертикальной (кадровой) развертки, осуществляющий выбор строки; ключевые МОП-транзисторы для каждого активного столбца, обеспечивающие передачу видеосигнала на выходе его усилителя на соответствующий вход мультиплексора горизонтальной (строчной) развертки, который выполняет подключение видеосигнала с каждого активного пиксела на вход выходного усилителя с коэффициентом усиления K3, при этом в активных пикселах мишени сенсора с периодом кадров осуществляют накопление зарядовых пакетов текущего кадра и одновременно считывание видеоинформации предыдущего кадра последовательно один за другим для каждого пиксела отдельно взятой строки мишени и последовательного строка за строкой для мишени в целом, формируя на выходе фотоприемника в аналоговом виде напряжение выходного видеосигнала сенсора, причем для компенсации оптических потерь светоделения величина коэффициента усиления K1 первого ДТС в β раз превышает величину коэффициента усиления K1 второго ДТС, где величина коэффициента β вычисляется по формуле (1).The problem is solved by the fact that in the claimed television system according to option 1, which contains a television camera on the transmitting side, consisting of sequentially located and optically connected input lens, a beam splitter, two DTS, a guidance unit, a sync pulse selector, BFZ, BRZ, a synchronization signal generator and a frame signal shaper, while the beam splitter of the TV camera contains sequentially located and optically coupled semitransparent mirror, a collective lens, a reflecting mirror and an additional lens, the input of the beam splitter is optically connected to the input of the semitransparent mirror, the first output of the beam splitter is connected to the output of the additional the output of the semitransparent mirror, where the first output of the beam splitter is the "output of the normal optical image" and is optically connected to the phototarget of the first TTS, and the second output of the beam splitter is the "output of the enlarged optical image" and is optically connected to the photo new second TPA; a guidance unit designed to carry out the spatial positioning of the second TTS, and consisting of a first drive, kinematically connected with the first position sensor, and a second drive, kinematically connected with the second position sensor, while the output of the first position sensor is the first output of the guidance unit, and the output of the second position sensor - the second output of the guidance unit; the horizontal synchronization input of the frame signal generator is combined with the first input of the BFZ and connected to the first output of the sync pulse selector, and the frame synchronization input of the frame signal generator is combined with the second input of the BFZ and connected to the second output of the sync pulse selector, the input of which is connected to the "video" output of the first DTS, the "synchro" input of the second DTS is connected to the output of the synchronization signal generator, the first and second inputs of which are connected respectively to the first and second outputs of the BRZ, the first information input of which is connected to the first output of the BFZ, and the second information input of the BR3 to the second output of the BFZ, the first control the BRZ input is combined with the first control input of the frame signal shaper and is connected to the first output of the guidance unit, the second output of which is connected to the second control input of the BRZ and, accordingly, to the second control input of the frame signal shaper, and the output of the first TTS is the "video 1" output of the TV camera, the output second DTS - the output of the "video 2" of the TV camera, and the output of the frame signal generator - the output of the "frame" of the TV camera, on the receiving side of the TV system there is a personal computer, and between the TV camera and the computer there is a communication line of a multicore cable, two of which connect the signal output for pointing commands "Right / Left" and "Up / Down" on the computer with the inputs of these signals in the camera, and three other conductors of the communication line cable connect the outputs of the signals "video 1", "video 2" and "frame" of the TV camera with the corresponding inputs on the computer; a video card is installed in the expansion connector on the computer motherboard, matched in input / output channels, control and power supply with the computer bus and is designed to convert the first and second input analog video signals ("video 1" and "video 2", respectively) into digital form when organization of synchronization of each of them separately for the input SSP, input / output of digital video signals "video 1" and "video 2" into the computer's RAM; mixing the output digital video signal "video 1" with the signal "frame", generating the signal "window" according to the signal "frame" and switching the video signals "video 1" and "video 2" on the signal "window", and the video output of the video card is the output of the image signal of the television system, while in comparison with the prototype [1], in the television camera of the system, the first and second TTS, respectively, are made according to [2, p. 64, Fig. 1.18] on a sensor crystal made using CMOS technology by implementing the "coordinate addressing" method, and the sensor target consists of photodiode active pixels, each of which has a gain K 1 , and a transistor MOS switch that provides the transmission of the active pixel video signal to video bus, which combines all active pixels of the target into active columns, each of which additionally has a video signal amplifier with a gain K 2 , and the control of MOS keys of active pixels located horizontally is carried out using a separately taken horizontal (line) bus, total the number of which determines the number of lines in the sensor, and the number of video buses - the number of elements (pixels) in each line of the sensor; at the same time, on the common crystal of the photodetector, its electronic "framing" is placed - the blocks that perform the scanning and formation of the output voltage of the video signal, namely: the vertical (vertical) scan register, which selects the line; key MOS transistors for each active column, ensuring the transmission of the video signal at the output of its amplifier to the corresponding input of the horizontal (line) multiplexer, which connects the video signal from each active pixel to the input of the output amplifier with a gain of K 3 , while in the active pixels of the target sensors with a frame period accumulate charge packets of the current frame and simultaneously read the video information of the previous frame sequentially one after the other for each pixel of a single target line and consecutive line by line for the target as a whole, forming the voltage of the sensor video output signal at the output of the photodetector in analog form, and to compensate for optical losses in the beam splitting, the value of the gain K 1 of the first TTS is β times greater than the value of the gain K 1 of the second TTS, where the value of the coefficient β is calculated by formula (1).

Поставленная задача решается и тем, что в заявляемую телевизионную систему по варианту 2, которая содержит на передающей стороне телекамеру, состоящую из последовательно расположенных и оптически связанных входного объектива, светоделителя, двух ДТС, блока наведения, селектора синхроимпульсов, БФЗ, БРЗ, формирователя сигнала синхронизации и формирователя сигнала рамки, при этом светоделитель телекамеры содержит последовательно расположенные и оптически связанные полупрозрачное зеркало, коллективную линзу, отражающее зеркало и дополнительный объектив, вход светоделителя оптически связан с входом полупрозрачного зеркала, первый выход светоделителя - с выходом дополнительного объектива, а второй выход - со вторым выходом полупрозрачного зеркала, причем первый выход светоделителя является «выходом нормального оптического изображения» и оптически связан с фотомишенью первого ДТС, а второй выход светоделителя является «выходом увеличенного оптического изображения» и оптически связан с фотомишенью второго ДТС; блок наведения, предназначенный для осуществления пространственного позиционирования второго ДТС, и состоящий из первого привода, кинематически связанного с первым датчиком положения, и второго привода, кинематически связанного со вторым датчиком положения, при этом выход первого датчика положения является первым выходом блока наведения, а выход второго датчика положения - вторым выходом блока наведения; вход строчной синхронизации формирователя сигнала рамки объединен с первым входом БФЗ и подключен к первому выходу селектора синхроимпульсов, а вход кадровой синхронизации формирователя сигнала рамки объединен со вторым входом БФЗ и подключен ко второму выходу селектора синхроимпульсов, вход которого подключен к выходу «видео» первого ДТС, вход «синхро» второго ДТС подключен к выходу формирователя сигнала синхронизации, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам БРЗ, первый информационный вход которого подключен к первому выходу БФЗ, а второй информационный вход БРЗ-ко второму выходу БФЗ, первый управляющий вход БРЗ объединен с первым управляющим входом формирователя сигнала рамки и подключен к первому выходу блока наведения, второй выход которого подключен ко второму управляющему входу БРЗ и соответственно ко второму управляющему входу формирователя сигнала рамки, причем выход первого ДТС является выходом «видео 1» телекамеры, выход второго ДТС - выходом «видео 2» телекамеры, а выход формирователя сигнала рамки - выходом «рамка» телекамеры, на приемной стороне телевизионной системы расположен персональный компьютер, а между телекамерой и компьютером - линия связи многожильного кабеля, по двум из которых выполняется соединение выхода сигналов для команд наведения «Вправо/Влево» и «Вверх/Вниз» на компьютере с входами этих сигналов в телекамере, а по трем другим жилам кабеля линии связи выполняется соединение выходов сигналов «видео 1», «видео 2» и «рамка» телекамеры с соответствующими входами на компьютере; в разъем расширения на материнской плате компьютера установлена плата видео, согласованная по каналам ввода/вывода, управлению и питанию с шиной компьютера и предназначенная для ввода/вывода в оперативную память компьютера первого и второго входных цифровых видеосигналов («видео 1» и «видео 2» соответственно); выполнения микширования выходного цифрового видеосигнала «видео 1» с сигналом «рамка», формирования по сигналу «рамка» сигнала «окошко» и выполнения коммутации видеосигналов «видео 1» и «видео 2» по сигналу «окошко», причем выход видеосигнала платы видео является выходом сигнала изображения телевизионной системы, при этом по сравнению с прототипом [1], в телекамере системы первый и второй ДТС соответственно выполнены согласно работе [2, с. 67, рис. 1.21] на кристалле сенсора, изготовленном по технологии КМОП, путем реализации метода «координатная адресация», причем мишень сенсора состоит из фотодиодных активных пикселов, каждый из которых имеет усилитель с коэффициентом усиления К и встроенный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), обеспечивающий передачу видеосигнала активного пиксела на вертикальную шину видео, которая объединяет все активные пикселы мишени в вертикальные столбцы, причем управление АЦП для пикселов, расположенных вдоль каждой строки, осуществляется при помощи отдельно взятой строчной шины, общее количество которых определяет число строк в сенсоре, а количество вертикальных шин видео - число пикселов в каждой строке сенсора, при этом на общем кристалле фотоприемника размещаются и блоки, выполняющие развертку и формирование выходного напряжения цифрового видеосигнала, а именно: регистр кадровой развертки, осуществляющий выбор строки; коммутаторы видеосигнала для каждого столбца, управляемые с соответствующего выхода мультиплексора строчной развертки, и обеспечивающие передачу видеосигнала на выходе каждой шины видео столбца на шину видео строки, выход которой является выходом «Видео» фотоприемника, при этом в активных пикселах мишени сенсора с периодом кадров осуществляют накопление зарядовых пакетов текущего кадра и одновременно считывание видеоинформации предыдущего кадра последовательно один за другим для каждого пиксела отдельно взятой строки мишени и последовательного строка за строкой для мишени в целом, формируя на выходе фотоприемника в цифровом виде напряжение выходного видеосигнала сенсора, причем для компенсации оптических потерь светоделения величина коэффициента усиления K активного пиксела первого ДТС в β раз превышает величину коэффициента усиления K активного пиксела второго ДТС, где величина коэффициента β вычисляется по формуле (1).The task is also solved by the fact that in the claimed television system according to option 2, which contains a television camera on the transmitting side, consisting of sequentially located and optically connected input lens, a beam splitter, two DTS, a guidance unit, a sync pulse selector, BFZ, BRZ, a synchronization signal generator and a frame signal shaper, while the beam splitter of the TV camera contains sequentially located and optically coupled semitransparent mirror, a collective lens, a reflecting mirror and an additional lens, the input of the beam splitter is optically connected to the input of the semitransparent mirror, the first output of the beam splitter is connected to the output of the additional lens, and the second output is the second output of the semitransparent mirror, where the first output of the beam splitter is the "output of the normal optical image" and is optically connected to the phototarget of the first TTS, and the second output of the beam splitter is the "output of the enlarged optical image" and is optically connected to the photo the second TPA; a guidance unit designed to carry out the spatial positioning of the second TTS, and consisting of a first drive, kinematically connected with the first position sensor, and a second drive, kinematically connected with the second position sensor, while the output of the first position sensor is the first output of the guidance unit, and the output of the second position sensor - the second output of the guidance unit; the horizontal synchronization input of the frame signal generator is combined with the first input of the BFZ and connected to the first output of the sync pulse selector, and the frame synchronization input of the frame signal generator is combined with the second input of the BFZ and connected to the second output of the sync pulse selector, the input of which is connected to the "video" output of the first DTS, the "synchro" input of the second DTS is connected to the output of the synchronization signal generator, the first and second inputs of which are connected respectively to the first and second outputs of the BRZ, the first information input of which is connected to the first output of the BFZ, and the second information input of the BRZ to the second output of the BFZ, the first control the BRZ input is combined with the first control input of the frame signal shaper and is connected to the first output of the guidance unit, the second output of which is connected to the second control input of the BRZ and, accordingly, to the second control input of the frame signal shaper, and the output of the first TTS is the "video 1" output of the TV camera, the output second diesel fuel With - the output of "video 2" of the TV camera, and the output of the frame signal generator - the output of the "frame" of the TV camera, on the receiving side of the television system there is a personal computer, and between the TV camera and the computer there is a communication line of a multicore cable, two of which connect the signal output for pointing commands "Right / Left" and "Up / Down" on the computer with the inputs of these signals in the camera, and the three other cores of the communication line cable connect the outputs of the signals "video 1", "video 2" and "frame" of the TV camera with the corresponding inputs on the computer; a video card is installed in the expansion slot on the computer motherboard, which is coordinated in input / output channels, control and power supply with the computer bus and is intended for input / output of the first and second input digital video signals ("video 1" and "video 2" into the computer's RAM) respectively); mixing the output digital video signal "video 1" with the signal "frame", generating the signal "window" according to the signal "frame" and switching the video signals "video 1" and "video 2" on the signal "window", and the video output of the video card is the output of the image signal of the television system, while in comparison with the prototype [1], in the television camera of the system, the first and second TTS, respectively, are made according to [2, p. 67, Fig. 1.21] on a CMOS sensor crystal by implementing the "coordinate addressing" method, and the sensor target consists of photodiode active pixels, each of which has an amplifier with a gain K and a built-in analog-to-digital converter (ADC) that provides video signal transmission active pixel to the vertical video bus, which combines all active target pixels into vertical columns, and the ADC control for pixels located along each row is carried out using a separate line bus, the total number of which determines the number of lines in the sensor, and the number of vertical video buses - the number of pixels in each line of the sensor, while on the common crystal of the photodetector there are also blocks that perform scanning and formation of the output voltage of the digital video signal, namely: the vertical scan register, which selects the line; video signal switches for each column, controlled from the corresponding output of the line scan multiplexer, and providing the transmission of the video signal at the output of each video column bus to the video line bus, the output of which is the “Video” output of the photodetector, while the active pixels of the sensor target with a frame period are accumulated charge packets of the current frame and at the same time reading the video information of the previous frame sequentially one after the other for each pixel of a single line of the target and sequential line by line for the target as a whole, forming the voltage of the output video signal of the sensor at the output of the photodetector in digital form, and to compensate for the optical losses of the beam splitting value the gain K of the active pixel of the first TPS is β times greater than the value of the gain K of the active pixel of the second TPS, where the value of the β coefficient is calculated by formula (1).

Сопоставительный анализ показывает, что оба варианта заявляемой телевизионной системы отличаются от прототипа [1] реализацией в качестве фотоприемников первого и второго ДТС телекамеры матричных приборов, изготовленных по технологии однокристальной КМОП. Но, если для первого варианта матрица КМОП формирует на выходе аналоговый видеосигнал, то для второго варианта каждый пиксел мишени является активным, т.к. он имеет встроенный АЦП сигнала изображения, благодаря которому видеосигнал на выходе является уже цифровым.Comparative analysis shows that both versions of the claimed television system differ from the prototype [1] by the implementation of matrix devices manufactured using single-chip CMOS technology as photodetectors of the first and second TTS of the television camera. But, if for the first variant the CMOS matrix forms an analog video signal at the output, then for the second variant each pixel of the target is active, since it has a built-in ADC of the image signal, thanks to which the video signal at the output is already digital.

Совокупность известных и новых признаков не известна из уровня техники, поэтому заявляемое решение отвечает требованию новизны.The combination of known and new features is not known from the prior art, therefore the proposed solution meets the requirement of novelty.

В заявляемом решении, по сравнению с прототипом [1], видеосигнал телекамеры, формирующий изображение общего вида, имеет неоспоримый выигрыш в отношении сигнал/шум для динамичных сюжетов контроля за счет снижения потерь в разрешающей способности изображения по времени.In the claimed solution, in comparison with the prototype [1], the video signal of the TV camera, which forms a general image, has an undeniable gain in signal-to-noise ratio for dynamic control plots by reducing the loss in image resolution over time.

По техническому результату и методам его достижения заявляемое решение соответствует требованию о наличии изобретательского уровня.In terms of the technical result and methods of achieving it, the claimed solution meets the requirement for an inventive step.

На фиг. 1 изображена структурная схема заявляемой телевизионной системы с селективным масштабированием изображения, которая является обобщением, т.е. она распространяется на оба варианта выполнения системы; на фиг. 2а - схемотехническая организация фотоприемников телекамеры для первого варианта телевизионной системы; на фиг. 2б - схемотехническая организация фотоприемников телекамеры для второго варианта телевизионной системы; на фиг. 3 - возможная электрическая схема реализации блока наведения в составе телекамеры: на фиг. 4 показано относительное положение растров первого и второго ДТС телекамеры в зависимости от величины задержек синхросигнала по строке и кадру; на фиг. 5 представлены в качестве возможных примеров изображения, формируемые предлагаемой телевизионной системой; на фиг. 6 приведены изображения электронной рамки на фоне изображения общего вида в процессе юстировки телекамеры.FIG. 1 shows a block diagram of the claimed television system with selective image scaling, which is a generalization, i.e. it applies to both versions of the system; in fig. 2a - schematic organization of the television camera photodetectors for the first version of the television system; in fig. 2b - schematic organization of the television camera photodetectors for the second version of the television system; in fig. 3 is a possible electrical diagram of the implementation of the guidance unit as part of a television camera: FIG. 4 shows the relative position of the rasters of the first and second TTS of the television camera, depending on the magnitude of the sync signal delays along the line and frame; in fig. 5 presents, as possible examples, images generated by the proposed television system; in fig. 6 shows the images of the electronic frame against the background of the general view in the process of adjusting the TV camera.

Телевизионная система с селективным масштабированием изображения (см. фиг. 1) содержит на передающей стороне телекамеру в позиции 1, состоящую из последовательно расположенных и оптически связанных входного объектива 1-1, светоделителя 1-2 и двух ДТС 1-3 и 1-4, причем светоделитель содержит последовательно расположенные и оптически связанные полупрозрачное зеркало 1-2-1, коллективную линзу 1-2-2, отражающее зеркало 1-2-3 и дополнительный объектив 1-2-4, причем вход светоделителя оптически связан с входом полупрозрачного зеркала 1-2-1, первый выход светоделителя - с выходом объектива 1-2-4, а второй выход светоделителя - со вторым выходом полупрозрачного зеркала 1-2-1, при этом первый выход светоделителя 1-2 телекамеры является выходом изображения общего вида и оптически связан с фотомишенью первого ДТС 1-3, а второй выход светоделителя 1-2 - выходом изображения увеличенного фрагмента и оптически связан с фотомишенью второго ДТС 1-4; в состав телекамеры также входят блок 1-5 наведения, селектор 1-6 синхроимпульсов, БФЗ 1-7, БРЗ 1-8, формирователь 1-9 сигнала синхронизации и формирователь 1-10 сигнала рамки, причем блок наведения, предназначенный для осуществления пространственного позиционирования ДТС 1-4 и состоящий из первого электропривода 1-5-1 (электропривода по горизонтали), кинематически связанного с первым датчиком положения 1-5-2, и второго электропривода 1-5-3 (электропривода по вертикали), кинематически связанного со вторым датчиком положения 1-5-4, при этом выход первого датчика положения является первым выходом блока наведения, а выход второго датчика положения - вторым выходом блока наведения, выход ДТС 1-3 подключен к входу селектора 1-6 синхроимпульсов, вход строчной синхронизации формирователя 1-10 сигнала рамки объединен с первым входом БФЗ 1-7 и подключен к первому выходу селектора 1-6 синхроимпульсов, а вход кадровой синхронизации формирователя 1-10 сигнала рамки объединен со вторым входом БФЗ 1-7 и подключен ко второму выходу селектора 1-6 синхроимпульсов, вход которого подключен к выходу «видео» первого ДТС 1-3, вход «синхро» второго ДТС 1-4 подключен к выходу формирователя 1-9 сигнала синхронизации, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам БРЗ 1-8, первый информационный вход которого подключен к первому выходу БФЗ 1-7, а второй информационный вход БРЗ 1-8 - ко второму выходу БФЗ 1-7, первый управляющий вход БРЗ 1-8 объединен с первым управляющим входом формирователя 1-10 сигнала рамки и подключен к первому выходу блока 1-5 наведения, второй выход которого подключен ко второму управляющему входу БРЗ 1-8 и соответственно ко второму управляющему входу формирователя 1-10 сигнала рамки, причем выход первого ДТС 1-3 является выходом «видео 1» телекамеры, выход второго ДТС 1-4 - выходом «видео 2» телекамеры, а выход формирователя 1-10 сигнала рамки - выходом «рамка» телекамеры; на приемной стороне телевизионной системы расположен компьютер в позиции 3, причем на материнской плате компьютера в разъем расширения установлена плата видео, а между приемной и передающей сторонами проложена линия связи в позиции 2, состоящая из пяти жил кабеля и обеспечивающая соединение выходов сигналов «видео 1», «видео 2» и «рамка» телекамеры с соответствующими входами на компьютере, а также выхода сигналов для команд наведения «Вправо/Влево» и «Вверх/Вниз» на компьютере с входами этих сигналов на электроприводы 1-5-1 и 1-5-3 в телекамере соответственно.A television system with selective image scaling (see Fig. 1) contains on the transmitting side a television camera in position 1, consisting of sequentially located and optically connected input lens 1-1, a beam splitter 1-2 and two DTS 1-3 and 1-4, moreover, the beam splitter contains sequentially located and optically coupled semitransparent mirror 1-2-1, collective lens 1-2-2, reflecting mirror 1-2-3 and additional lens 1-2-4, and the input of the beam splitter is optically connected to the input of the semitransparent mirror 1 -2-1, the first output of the beam splitter is with the output of the lens 1-2-4, and the second output of the beam splitter is with the second output of the semitransparent mirror 1-2-1, while the first output of the beam splitter 1-2 of the TV camera is the output of the general view and optically connected with the phototarget of the first DTS 1-3, and the second output of the beam splitter 1-2 - with the output of the image of the enlarged fragment and is optically connected with the photo target of the second DTS 1-4; the TV camera also includes a guidance unit 1-5, a sync pulse selector 1-6, BFZ 1-7, BRZ 1-8, a synchronization signal shaper 1-9 and a frame signal shaper 1-10, and a guidance unit designed for spatial positioning ДТС 1-4 and consisting of the first electric drive 1-5-1 (electric drive horizontally), kinematically connected with the first position sensor 1-5-2, and the second electric drive 1-5-3 (electric drive vertically), kinematically connected with the second position sensor 1-5-4, while the output of the first position sensor is the first output of the guidance unit, and the output of the second position sensor is the second output of the guidance unit, the output of DTS 1-3 is connected to the input of the selector 1-6 sync pulses, the input of horizontal synchronization of the shaper 1 -10 of the frame signal is combined with the first input of BFZ 1-7 and connected to the first output of the selector 1-6 sync pulses, and the frame sync input of the frame signal shaper 1-10 is combined with the second input of BFZ 1 -7 and connected to the second output of the selector 1-6 sync pulses, the input of which is connected to the "video" output of the first DTS 1-3, the "synchro" input of the second DTS 1-4 is connected to the output of the synchronization signal shaper 1-9, the first and second inputs which are connected respectively to the first and second outputs of BRZ 1-8, the first information input of which is connected to the first output of BFZ 1-7, and the second information input of BRZ 1-8 to the second output of BFZ 1-7, the first control input of BRZ 1-8 combined with the first control input of the frame signal shaper 1-10 and connected to the first output of the guidance unit 1-5, the second output of which is connected to the second control input of the BRZ 1-8 and, accordingly, to the second control input of the frame signal shaper 1-10, and the output of the first DTS 1-3 is the output of "video 1" of the TV camera, the output of the second DTS 1-4 is the output of "video 2" of the TV camera, and the output of the frame signal shaper 1-10 is the output of the "frame" of the TV camera; on the receiving side of the television system there is a computer in position 3, and a video card is installed in the expansion slot on the motherboard of the computer, and a communication line in position 2 is laid between the receiving and transmitting sides, consisting of five cable cores and providing connection of the outputs of the "video 1" signals , “Video 2” and “frame” of the TV camera with the corresponding inputs on the computer, as well as signal outputs for the guidance commands “Right / Left” and “Up / Down” on the computer with the inputs of these signals to electric drives 1-5-1 and 1- 5-3 on the TV camera, respectively.

Схемотехническая организация фотоприемника для первого и второго ДТС телекамеры при реализации первого варианта телевизионной системы представлена на фиг. 2а.The schematic organization of the photodetector for the first and second TTS of the television camera when implementing the first version of the television system is shown in Fig. 2a.

Сенсор выполнен по технологии КМОП и содержит на общем кристалле фотоприемную область (мишень) в позиции 4, регистр кадровой развертки в позиции 5 и мультиплексор строчной развертки в позиции 6.The sensor is made using CMOS technology and contains on a common crystal a photoreceiving area (target) at position 4, a vertical scan register at position 5 and a horizontal scan multiplexer at position 6.

Каждый активный пиксел мишени, см. фиг. 2а, имеет в своем составе светочувствительную область (площадь) 4-1, усилитель 4-2 с коэффициентом усиления K1 и МОП-ключ (ключевой МОП-транзистор в позиции 4-3.Each active target pixel, see FIG. 2a, includes a photosensitive area (area) 4-1, an amplifier 4-2 with a gain K 1 and a MOS switch (a key MOS transistor in position 4-3.

Управление ключевого МОП-транзистора 4-3 пиксела для каждой строки фотоприемника осуществляется при помощи отдельной (своей) строчной шины 4-4, передающей сигнал управления с соответствующего выхода регистра 5 кадровой развертки.The control of the key MOS transistor 4-3 pixels for each line of the photodetector is carried out using a separate (own) line bus 4-4, which transmits a control signal from the corresponding output of the frame scan register 5.

Видеосигнал с выхода каждого ключевого МОП-транзистора 4-3 для каждого активного пиксела отдельного взятого активного столбца передается шину видео 4-5, а затем - на вход усилителя столбца 4-6 с коэффициентом усиления K2. Далее с выхода усилителя 4-6 при помощи ключевого МОП-транзистора 4-7, управляемого с одного из выходов мультиплексора 6, видеосигнал транслируется на вход выходного усилителя 4-8 с коэффициентом усиления K3 для получения необходимого уровня аналогового видеосигнала текущего пиксела данного активного столбца на выходе сенсора.The video signal from the output of each key MOS transistor 4-3 for each active pixel of an individual taken active column is transmitted to the video bus 4-5, and then to the input of the amplifier column 4-6 with a gain of K 2 . Further, from the output of the amplifier 4-6 using a key MOS transistor 4-7, controlled from one of the outputs of the multiplexer 6, the video signal is transmitted to the input of the output amplifier 4-8 with a gain of K 3 to obtain the required level of the analog video signal of the current pixel of this active column at the sensor output.

Заметим, что выходной усилитель 4-8 - не принадлежность этого отдельно взятого активного столбца, а является общим элементом для всех активных столбцов прибора.Note that the output amplifier 4-8 is not a member of this separate active column, but is a common element for all active columns of the device.

То же самое формирование видеосигнала происходит и в пределах других активных столбцов мишени 4 данного сенсора.The same formation of the video signal occurs within the other active columns of the target 4 of this sensor.

В результате на выходе усилителя 4-8 в прямоугольном растре последовательно один за другим для каждого пиксела отдельно взятой строки и последовательно строка за строкой для мишени в целом формируется в аналоговом виде напряжение выходного видеосигнала фотоприемника.As a result, at the output of the amplifier 4-8 in a rectangular raster, one after the other for each pixel of a separate line and sequentially line by line for the target as a whole, the voltage of the output video signal of the photodetector is formed in analog form.

Благодаря принятой для изготовления сенсора технологии КМОП, обеспечивается возможность интегрировать на один общий кристалл не только фотоприемник, но и блоки развертки телевизионной камеры, которые могут быть реализованы с существенным понижением их энергопотребления.Thanks to the CMOS technology adopted for the manufacture of the sensor, it is possible to integrate into one common crystal not only the photodetector, but also the scanners of the television camera, which can be implemented with a significant decrease in their power consumption.

Схемотехническая организация фотоприемника для первого и второго ДТС телекамеры при реализации второго варианта телевизионной системы представлена на фиг. 2б.The schematic organization of the photodetector for the first and second TTP of the TV camera when implementing the second version of the television system is shown in Fig. 2b.

Сенсор выполнен по технологии КМОП и содержит на общем кристалле фотоприемную область (мишень) в позиции 7, регистр кадровой развертки в позиции 8, коммутатор видеосигналов в позиции 9 и мультиплексор строчной развертки в позиции 10.The sensor is made using CMOS technology and contains on a common crystal a photoreceiving area (target) at position 7, a vertical scan register at position 8, a video signal switch at position 9 and a line scan multiplexer at position 10.

Как показано на фиг. 2б, активные пикселы на мишени сенсора объединены в столбцы вертикальной шиной видео 7-5.As shown in FIG. 2b, active pixels on the sensor target are combined into columns by a vertical video bus 7-5.

Каждый активный пиксел мишени имеет в своем составе светочувствительную область (площадь) 7-1, усилитель 7-2 с коэффициентом усиления K1 и АЦП 7-3. Коммутатор видеосигналов 9 состоит из отдельных коммутаторов 9-1, число которых соответствует числу активных пикселов в строке, объединенных горизонтальной шиной видео 7-6.Each active pixel of the target includes a light-sensitive area (area) 7-1, an amplifier 7-2 with a gain K 1 and an ADC 7-3. The video signal switch 9 consists of separate switches 9-1, the number of which corresponds to the number of active pixels in a line, united by a horizontal video bus 7-6.

Управление АЦП 7-3 пиксела для каждой строки фотоприемника осуществляется при помощи отдельной (своей) строчной шины 7-4, передающей сигнал управления с соответствующего выхода регистра 8 кадровой развертки.The ADC 7-3 pixel control for each line of the photodetector is carried out using a separate (own) line bus 7-4, which transmits a control signal from the corresponding output of the frame scan register 8.

Видеосигнал с выхода каждого АЦП 7-3 для каждого активного пиксела отдельного взятого столбца передается на горизонтальную шину видео 7-6. Далее при помощи ключевого МОП-транзистора коммутатора 9-1, управляемого с одного из выходов мультиплексора 10, цифровой видеосигнал текущего пиксела передается на горизонтальную шину видео 7-6, а затем транслируется по ней на выход сенсора.The video signal from the output of each ADC 7-3 for each active pixel of a single taken column is transmitted to the horizontal video bus 7-6. Further, using the switch MOS-transistor switch 9-1, controlled from one of the multiplexer 10 outputs, the digital video signal of the current pixel is transmitted to the horizontal video bus 7-6, and then transmitted through it to the sensor output.

То же самое формирование цифрового видеосигнала происходит и в пределах других столбцов мишени 7 данного сенсора.The same formation of a digital video signal occurs within the other columns of the target 7 of this sensor.

В результате на выходе видео в прямоугольном растре последовательно один за другим для каждого пиксела отдельно взятой строки и последовательно строка за строкой для мишени в целомAs a result, at the output of the video in a rectangular raster, one after another for each pixel of a separate line and sequentially line by line for the target as a whole

формируется в цифровом виде напряжение выходного видеосигнала фотоприемника.the voltage of the output video signal of the photodetector is formed in digital form.

Благодаря принятой для изготовления сенсора технологии КМОП, обеспечивается возможность интегрировать на один общий кристалл не только фотоприемник с АЦП для каждого активного пиксела, но и необходимые блоки цифровой развертки. Очевидно, что этот сенсор в техническом плане совершеннее предыдущего сенсора, но он сложнее в производстве, а поэтому его цена будет существенно выше.Thanks to the CMOS technology adopted for the manufacture of the sensor, it is possible to integrate into one common crystal not only a photodetector with an ADC for each active pixel, but also the necessary digital scanners. Obviously, this sensor is technically more perfect than the previous sensor, but it is more difficult to manufacture, and therefore its price will be significantly higher.

Входной объектив 1-1, светоделитель 1-2, блок 1-5 наведения, селектор 1-6 синхроимпульсов, БФЗ 1-7, БРЗ 1-8, формирователь 1-9 сигнала синхронизации и формирователь 1-10 сигнала рамки телекамеры по назначению и схемотехническому исполнению не отличаются от соответствующих блоков прототипа [1].Input lens 1-1, beam splitter 1-2, guidance unit 1-5, selector 1-6 sync pulses, BFZ 1-7, BRZ 1-8, synchronization signal shaper 1-9 and camera frame signal shaper 1-10 for the intended purpose and circuit design do not differ from the corresponding blocks of the prototype [1].

Отметим, что для увеличения геометрических размеров пространства, находящегося в поле зрения телевизионной системы, желательно чтобы входной объектив 1-1 имел широкий угол поля зрения при стандартной величине формата кадра 4/3. Например, отечественный объектив «Зенитар-М 2,8/16», относящийся к оптике типа «Рыбий глаз», может обеспечить для диагонали фотомишени датчика 1-3, равной 1/3 дюйма, поле зрения по горизонтали не менее 100 угловых градусов.Note that in order to increase the geometrical dimensions of the space within the field of view of the television system, it is desirable that the input lens 1-1 have a wide field of view at a standard 4/3 aspect ratio. For example, the domestic lens "Zenitar-M 2.8 / 16", related to the optics of the "Fisheye" type, can provide for a 1/3-inch sensor phototarget diagonal, a horizontal field of view of at least 100 angular degrees.

Предположим, что формат мишени сенсоров обоих ДТС, как для первого, так и для второго варианта выполнения заявляемой телевизионной системы, составляет, как и в прототипе [1], 1/3 дюйма (4,8 × 3,3) мм. Размер кадра для объектива «Зенитар-М 2,8/16» составляет 24 × 36 мм. Поэтому кратность масштабирования Kм оптического изображения, формируемого на втором выходе светоделителя, равна отношению:Suppose that the target format of the sensors of both TTS, both for the first and the second embodiment of the claimed television system, is, as in the prototype [1], 1/3 inch (4.8 × 3.3) mm. Frame size for the Zenitar-M 2.8 / 16 lens is 24 × 36 mm. Therefore, the scaling factor K m of the optical image formed at the second output of the beam splitter is equal to the ratio:

Figure 00000002
Figure 00000002

Блок 1-5 наведения предназначен для осуществления пространственного позиционирования ДТС 1-4. Электрическая схема блока 1-5 может быть реализована на базе технического решения «Применение оптрона HSSR-7111 для управления реверсом электродвигателя переменного тока», опубликованного в Интернете на сайте [3].Guidance block 1-5 is designed for the spatial positioning of the DTS 1-4. The electrical circuit of unit 1-5 can be implemented on the basis of the technical solution "Application of the HSSR-7111 optocoupler to control the reverse of an AC motor", published on the Internet at the site [3].

Изделие HSSR-7111 - однополюсный нормально разомкнутый оптрон с выходным каскадом на мощных МОП-транзисторах, имеет очень малое сопротивление во включенном состоянии и работает в точности как полупроводниковое реле.The HSSR-7111 product is a single-pole normally open optocoupler with a power MOSFET output stage, has a very low on resistance and works exactly like a solid-state relay.

Рассмотрим работу блока 1-5 наведения (см. фиг. 3), схема которого выполнена на четырех оптронах HSSR, обозначенных как VT1…VT4. Будем считать, что управление наведением осуществляется командами в соответствии с табл. 1.Let us consider the operation of the guidance unit 1-5 (see Fig. 3), the circuit of which is based on four HSSR optocouplers, designated as VT1 ... VT4. We will assume that guidance control is carried out by commands in accordance with table. 1.

Figure 00000003
Figure 00000003

Необходимо отметить, что подаваемые в телекамеру с компьютера по линии связи сигналы управления блоком 1-5 наведения являются постоянными напряжениями положительной или отрицательной полярности величиной (5…30) Вольт, отсчитываемой относительно провода «общий».It should be noted that the control signals of the guidance unit 1-5 supplied to the camera from the computer via the communication line are constant voltages of positive or negative polarity of (5 ... 30) Volts, measured relative to the "common" wire.

При отсутствии команд управления эти напряжений тоже отсутствуют. Поэтому оптроны VT1…VT4 разомкнуты, а электродвигатели M1 и М2 обесточены.In the absence of control commands, these voltages are also absent. Therefore, the optocouplers VT1 ... VT4 are open, and the motors M1 and M2 are de-energized.

Пусть по линии связи на блок 1-5 наведения поступает команда «Управление по горизонтали» - «Вправо». Тогда оптрон VT2 замыкается, а электродвигатель M1 подключается к источнику переменного напряжения ~U и начинает вращаться.Let the command "Control horizontally" - "Right" come through the communication line to the guidance unit 1-5. Then the optocoupler VT2 closes, and the electric motor M1 is connected to an alternating voltage source ~ U and begins to rotate.

Если взамен этой команды поступит команда «Управление по горизонтали» - «Влево», то замкнется оптрон VT1, а электродвигатель M1 будет вращаться в другом направлении.If instead of this command the command "Horizontal control" - "Left" is received, then the VT1 optocoupler will close, and the M1 electric motor will rotate in the other direction.

Аналогично происходит и для команд «Управление по вертикали». Если подана команда «Вверх», то замыкается оптрон VT4 и вращается электродвигатель М2. Когда вместо нее будет подана команда «Влево», то замыкается оптрон VT3, а двигатель М2 меняет направление вращения. Концевые выключатели SF1…SF4 обеспечивают необходимые пределы позиционирования ДТС 1-4 по горизонтали и вертикали.The same happens for the commands "Vertical control". If the "Up" command is given, then the VT4 optocoupler is closed and the M2 electric motor rotates. When the "Left" command is given instead, the VT3 optocoupler is closed, and the M2 motor changes the direction of rotation. Limit switches SF1 ... SF4 provide the required positioning limits of the DTS 1-4 horizontally and vertically.

Как и в блоке наведения прототипа [1], датчики положения 1-5-2 и 1-5-4 выполнены на основе переменных резисторов RPx и RPy, имеющих линейную зависимость изменения сопротивления от угла поворота. Постоянные резисторы Rx * и Ry * необходимы для выполнения настроечной работы по точному позиционированию.As in the prototype guidance unit [1], position sensors 1-5-2 and 1-5-4 are made on the basis of variable resistors RP x and RP y , having a linear dependence of the change in resistance on the angle of rotation. Fixed resistors R x * and R y * are required to perform fine positioning tuning work.

БФЗ 1-7 реализует постоянную временную задержку строчного синхроимпульса на половину периода строки и кадрового синхроимпульса на половину периода кадров, т.е.:BFZ 1-7 implements a constant time delay of the horizontal sync pulse for half the line period and the frame sync pulse for half the frame period, i.e .:

Figure 00000004
Figure 00000004

Где

Figure 00000005
- задержка по строке;Where
Figure 00000005
- line delay;

Figure 00000006
- задержка по кадру;
Figure 00000006
- frame delay;

Тс - период строки;T s - line period;

Тк - период кадров.T k - frame period.

БРЗ 1-8 реализует управляемую временную задержку синхроимпульсов с выходов БФЗ 1-7.BRZ 1-8 implements a controlled time delay of sync pulses from the outputs of BFZ 1-7.

Регулируемая задержка по строке

Figure 00000007
удовлетворяет соотношению:Adjustable line delay
Figure 00000007
satisfies the ratio:

Figure 00000008
Figure 00000008

а регулируемая задержка по кадру

Figure 00000009
удовлетворяет другому соотношению:and the adjustable frame delay
Figure 00000009
satisfies another relationship:

Figure 00000010
Figure 00000010

Регулировка длительности задержек

Figure 00000011
и
Figure 00000009
осуществляется соответственно от первого (1-5-2) и второго (1-5-4) датчиков положения в блоке наведения 1-5.Adjusting the length of delays
Figure 00000011
and
Figure 00000009
carried out respectively from the first (1-5-2) and second (1-5-4) position sensors in the guidance unit 1-5.

Формирователь 1-9 сигнала синхронизации обеспечивает по синхросигналам строк и кадров с выходов БРЗ 1-8 получение на выходе сигнала синхронизации приемника (ССП) с типовыми временными характеристиками его составляющих, например, по ГОСТ 7845-92.The generator 1-9 of the synchronization signal provides, according to the synchronization signals of lines and frames from the outputs of the BRZ 1-8, receiving at the output a synchronization signal of the receiver (SSP) with typical time characteristics of its components, for example, according to GOST 7845-92.

Отметим, что для выполнения качественной работы телекамеры в процессе ее настройки на производстве должны быть выполнены высокоточные регулировки (юстировки).It should be noted that high-precision adjustments (alignments) must be performed in the production process to perform high-quality work of the TV camera during its adjustment.

Юстировка блока 1-5 наведения должна обеспечивать при всех выставляемых положениях движков потенциометров RPx и RPy такое положение ДТС 1-4 относительно второго выхода светоделителя 1-2, чтобы геометрический центр его фотомишени совпадал с геометрическим центром проецируемого изображения. Юстировка обеспечивается за счет высокого класса точности изготовления всех механических элементов электроприводов 1-5-1 и 1-5-3, а также путем использования подборочных резисторов Rx* и Ry* и применения потенциометров RPx и RPy с линейной зависимостью изменения сопротивления от угла поворота.Alignment of the guidance unit 1-5 should ensure, at all set positions of the potentiometer slides RP x and RP y, such a position of the DTS 1-4 relative to the second output of the beam splitter 1-2 so that the geometric center of its phototarget coincides with the geometric center of the projected image. Adjustment is ensured due to the high class of accuracy in manufacturing all mechanical elements of electric drives 1-5-1 and 1-5-3, as well as by using pick-up resistors R x * and R y * and using potentiometers RP x and RP y with a linear dependence of the resistance change from the angle of rotation.

После завершения юстировки изображения электронной рамки на фоне изображения общего вида должны соответствовать положениям движков потенциометров RPx и RPy, приведенным в табл. 2.After completing the adjustment, the images of the electronic frame against the background of the general view must correspond to the positions of the potentiometers RP x and RP y , given in table. 2.

При правильно выполненной юстировке телекамеры после перевода системы в режим «Комбинированное изображение» увеличенное изображение займет в растре местоположение в зоне первоначального выбора, т.е. в той его части, которое было отмечено соответствующей электронной рамкой.If the camera is correctly aligned, after the system is switched to the “Combined image” mode, the enlarged image will occupy a position in the raster in the area of the initial selection, i.e. in that part, which has been marked with the appropriate electronic frame.

Figure 00000012
Figure 00000012

Компьютер 3 предназначен для выполнения следующих операций:Computer 3 is designed to perform the following operations:

Figure 00000013
преобразования первого («видео 1») и второго («видео 2») входных аналоговых сигналов изображения, транслируемых с телекамеры для первого варианта выполнения телевизионной системы, в соответствующие цифровые видеосигналы;
Figure 00000013
converting the first ("video 1") and second ("video 2") input analog image signals broadcast from the camera for the first embodiment of the television system into the corresponding digital video signals;

Figure 00000013
ввода/вывода цифровых видеосигналов «видео 1» и «видео 2»
Figure 00000013
input / output of digital video signals "video 1" and "video 2"

Figure 00000013
формирования команд «Управление наведением» и «Выбор режима видео»;
Figure 00000013
formation of commands "Guidance control" and "Select video mode";

Figure 00000013
микширования выходного цифрового видеосигнала «видео 1» с сигналом «рамка»,
Figure 00000013
mixing the output digital video signal "video 1" with the signal "frame",

Figure 00000013
формирования по сигналу «рамка» сигнала «окошко»;
Figure 00000013
formation of a "window" signal on the "frame"signal;

Figure 00000013
выполнения коммутации и воспроизведения цифровых видеосигналов в режимах «Изображение общего вида» и «Комбинированное изображение».
Figure 00000013
performing switching and playback of digital video signals in the "General view" and "Combined image" modes.

Характеристика сигналов управления, сопутствующих команде «Управление наведением», была представлена выше (см. табл. 1).The characteristic of the control signals accompanying the command "Guidance control" was presented above (see Table 1).

Характеристика сигналов управления, сопутствующих команде «Выбор режима видео», представлена в табл. 3.The characteristic of control signals accompanying the command "Select video mode" is presented in table. 3.

Все сигнальные операции и управляющие команды выполняются в соответствии с прикладной компьютерной программой, которая является неотъемлемой частью разработки данной телевизионной системы.All signaling operations and control commands are carried out in accordance with the application computer program, which is an integral part of the development of this television system.

Figure 00000014
Figure 00000014

Очевидно, что подача команд управления может осуществляться с клавиатуры компьютера и/или помощи компьютерной мыши.Obviously, the control commands can be given from the computer keyboard and / or using the computer mouse.

Отметим, что команда «Выбор режима видео» распространяется в пределах компьютера, а поэтому является командой внутреннего пользования. Команда «Управление наведением» - внешняя команда, т.к. она предназначена для управления работой телекамеры.Note that the command "Select video mode" is distributed within the computer, and therefore is an internal command. The command "Guidance Control" is an external command, since it is designed to control the operation of the TV camera.

Необходимо отметить, что сигнал «окошко» может определять растровую зону сигнала «рамка» или ее превышать, но геометрические центры этих зон всегда совпадают.It should be noted that the "window" signal can define the raster zone of the "frame" signal or exceed it, but the geometric centers of these zones always coincide.

В разрабатываемой для заявляемой системы прикладной компьютерной программе крайне желательно реализовать и коррекцию «подушкообразных» геометрических искажений, вносимых входным широкоугольным объективом типа «Рыбий глаз» в сигналы изображения «видео 1» и «видео 2», которые формирует телекамера.In the applied computer program developed for the inventive system, it is highly desirable to implement the correction of "pincushion" geometric distortions introduced by the input wide-angle fisheye lens into the "video 1" and "video 2" image signals generated by the television camera.

Заявляемая телевизионная система с селективным масштабированием изображения (см. фиг. 1) работает следующим образом. Выделим в работе предлагаемой системы два упомянутых ранее режима:The claimed television system with selective image scaling (see Fig. 1) operates as follows. Let us distinguish in the operation of the proposed system the two modes mentioned earlier:

«Изображение общего вида и выбор фрагмента» (режим 1);"General view and selection of a fragment" (mode 1);

«Комбинированное изображение» (режим 2)."Combined image" (mode 2).

Независимо от режима работы телевизионной системы, как и в прототипе, входное оптическое изображение по оптическому пути: входной объектив 1-1, полупрозрачное зеркало 1-2-1, коллективная линза 1-2-2, отражающее зеркало 1-2-3, дополнительный объектив 1-2-4 проецируется на фотомишень первого ДТС 1-3.Regardless of the operating mode of the television system, as in the prototype, the input optical image along the optical path: input lens 1-1, translucent mirror 1-2-1, collective lens 1-2-2, reflecting mirror 1-2-3, additional lens 1-2-4 is projected onto the photo target of the first TTP 1-3.

Одновременно увеличенный (в соответствии с кратностью масштабирования Км светоделителя 1-2) фрагмент этого изображения, границы которого определяются электронной рамкой, по другому оптическому пути: входной объектив 1-1, полупрозрачное зеркало 1-2-1 проецируется на фотомишень второго ДТС 1-4.Simultaneously enlarged (in accordance with the zoom ratio K m of the beam splitter 1-2) a fragment of this image, the boundaries of which are determined by the electronic frame, along a different optical path: the input lens 1-1, the translucent mirror 1-2-1 is projected onto the phototarget of the second TTS 1- 4.

Отметим, что кратность масштабирования Км светоделителя 1-2, как и в прототипе [1], определяется отношением ширины (высоты) оптического кадра входного объектива 1-1 к соответствующим сторонам фотомишени второго ДТС 1-4.Note that the scaling factor K m of the beam splitter 1-2, as in the prototype [1], is determined by the ratio of the width (height) of the optical frame of the input lens 1-1 to the corresponding sides of the phototarget of the second TTS 1-4.

В результате фотоэлектрического преобразования оптическое изображение каждого из ДТС преобразуется далее в соответствующие композитные видеосигналы. Применительно для варианта 1 телевизионной системы это аналоговая форма композитных видеосигналов, а применительно для варианта 2 - цифровая форма видеосигналов.As a result of photoelectric conversion, the optical image of each TTS is further converted into the corresponding composite video signals. For option 1 of the television system, this is the analog form of composite video signals, and for option 2, the digital form of video signals.

Как и в прототипе [1], селектор 1-6 синхроимпульсов выделяет из композитного видеосигнала «видео 1» строчные и кадровые синхроимпульсы, а формирователь 1-10 сигнала рамки вырабатывает на выходе сигнал прямоугольной рамки с форматом (а × b).As in the prototype [1], the selector 1-6 sync pulses extracts from the composite video signal "video 1" horizontal and vertical sync pulses, and the shaper 1-10 of the frame signal generates at the output a rectangular frame signal with the format (a × b).

БФЗ 1-7 осуществляет задержку строчных и кадровых синхроимпульсов, поступающих с селектора 1-6, соответственно на половину периода строки и на половину периода кадров, т.е.:BFZ 1-7 delays horizontal and frame sync pulses from selector 1-6, respectively, by half the line period and half the frame period, i.e.:

Figure 00000015
Figure 00000015

Допустим, что рамка занимает исходное положение для выбора центрального фрагмента предъявляемого изображения общего вида. При этом движки потенциометров RPx и RPy в блоке 1-5 наведения будут занимать среднее положение, а в БРЗ 1-8 будет выполняться задержка строчных и кадровых синхроимпульсов, поступающих с БФЗ 1-7, соответственно на половину периода строки и на половину периода кадра. Поэтому в БРЗ 1-8 строчная задержка

Figure 00000016
и кадровая задержка
Figure 00000017
составляют:Let us assume that the frame occupies the initial position for selecting the central fragment of the presented general view image. In this case, the potentiometer slides RP x and RP y in the guidance unit 1-5 will occupy an average position, and in BRZ 1-8, the horizontal and vertical sync pulses coming from BFZ 1-7 will be delayed, respectively, by half the period of the line and half the period frame. Therefore, in the BRZ 1-8 line delay
Figure 00000016
and frame delay
Figure 00000017
make up:

Figure 00000018
Figure 00000018

Figure 00000019
Figure 00000019

Для иллюстрации на фиг. 9в показано временное положение строчного синхроимпульса на выходе БРЗ 1-8, а регулируемая задержка составляет τ1.For illustration, FIG. 9c shows the temporary position of the horizontal sync pulse at the output of the BRZ 1-8, and the adjustable delay is τ 1 .

Тогда сигнал синхронизации приемника (ССП) на выходе формирователя 1-9 совпадает по фазе с ССП, который «встроен» в композитный сигнал изображения «видео 2» на выходе ДТС 1-3. Поэтому, учитывая, что ССП на выходе формирователя 1-9 определяет режим ведомой синхронизации для ДТС 1-4, получаем важный результат. А именно: растр нормального изображения, формируемый ДТС 1-3, и растр увеличенного изображения, формируемый 1-4, по отношению друг к другу не только синхронны, но и синфазны, а поэтому при наложении совпадают.Then the synchronization signal of the receiver (SSP) at the output of the shaper 1-9 coincides in phase with the SSP, which is "embedded" in the composite image signal "video 2" at the output of the DTS 1-3. Therefore, taking into account that the SSP at the output of the shaper 1-9 determines the slave synchronization mode for TTP 1-4, we get an important result. Namely: the raster of the normal image, formed by the DTS 1-3, and the raster of the enlarged image, formed by 1-4, are not only synchronous with respect to each other, but also in phase, and therefore coincide when superimposed.

Эта ситуация иллюстрируется на фиг. 4а, где там, а далее на всем рисунке, растр нормального изображения обозначен штриховкой от центра, а границы растра увеличенного изображения отмечены штрихпунктирной линией. Пунктирной линией на фиг. 4-6 показано положение электронной рамки.This situation is illustrated in FIG. 4а, where there, and further in the whole figure, the normal image raster is indicated by hatching from the center, and the borders of the enlarged image raster are marked by a dash-dotted line. The dotted line in FIG. 4-6 shows the position of the electronic frame.

Допустим, что электронная рамка занимает положение, показанное на фиг. 4б, т.е. в левом нижнем углу растра нормального изображения. При этом движки потенциометров RPx и RPy в блоке 1-5 наведения займут новое положение, а в БРЗ 1-8 будет выполняться другая задержка входных строчных и кадровых синхроимпульсов, удовлетворяющая соотношению:

Figure 00000020
Figure 00000021
Let us assume that the electronic frame is in the position shown in FIG. 4b, i.e. in the lower left corner of the normal image raster. In this case, the RP x and RP y potentiometer slides in the guidance unit 1-5 will take a new position, and in the BRZ 1-8 another delay of the input horizontal and vertical sync pulses will be performed, satisfying the ratio:
Figure 00000020
Figure 00000021

В этой ситуации сигнал синхронизации приемника (ССП) на выходе формирователя 1-9 опережает по фазе ССП из композитного «видео 1» на выходе ДТС 1-3. В результате растр увеличенного изображения, формируемый ДТС 1-4, смещен относительно растра нормального изображения, формируемого ДТС 1-3, как показано на фиг. 4б.In this situation, the receiver synchronization signal (SSP) at the output of the shaper 1-9 leads in phase with the SSP from the composite "video 1" at the output of the TTS 1-3. As a result, the raster of the enlarged image formed by the TTS 1-4 is displaced relative to the raster of the normal image formed by the TTS 1-3, as shown in FIG. 4b.

Допустим, что электронная рамка занимает новое положение, а именно: в правом верхнем углу растра нормального изображения. В этом случае движки потенциометров RPx и RPy в блоке 1-5 наведения займут другое положение, а в БРЗ 1-8 будет выполняться другая задержка строчных и кадровых синхроимпульсов, удовлетворяющая соотношениям:Let's assume that the electronic frame takes a new position, namely: in the upper right corner of the normal image raster. In this case, the potentiometer slides RP x and RP y in the guidance unit 1-5 will take a different position, and in BRZ 1-8 a different delay of the horizontal and vertical sync pulses will be performed, satisfying the relations:

Figure 00000022
Figure 00000022

Figure 00000023
Figure 00000023

В этой ситуации сигнал синхронизации приемника (ССП) на выходе формирователя 1-9 отстает по фазе от ССП из композитного сигнала «видео 1» на выходе ДТС 1-3. В результате растр увеличенного изображения, формируемый ДТС 1-4, смещен относительно растра, формируемого ДТС 1-3, как показано на фиг. 4в.In this situation, the receiver synchronization signal (SSP) at the output of the shaper 1-9 lags behind the SSP in phase from the composite signal "video 1" at the output of the TTS 1-3. As a result, the raster of the enlarged image formed by the TTS 1-4 is displaced relative to the raster formed by the TTS 1-3, as shown in FIG. 4c.

Совершенно аналогично, что если будет выбрано любое иное положение электронной рамки, то, благодаря этой организации для ДТС 1-4 режима ведомой синхронизации от формирователя 1-9, в комбинированном изображении будет гарантироваться расположение увеличенного фрагмента не иначе, как в зоне первоначального выбора.Quite similarly, if any other position of the electronic frame is chosen, then, thanks to this organization, for TTS 1-4 of the slave synchronization modes from the shaper 1-9, the location of the enlarged fragment in the combined image will be guaranteed only in the area of the initial selection.

Затем оба аналоговых видеосигнала (для варианта 1 системы) или оба цифровых видеосигнала (для варианта 2 системы) параллельно транслируются из телекамеры 1 по линии связи 2 на приемную сторону телевизионной системы, где поступают в компьютер 3.Then both analog video signals (for option 1 of the system) or both digital video signals (for option 2 of the system) are transmitted in parallel from camera 1 through communication line 2 to the receiving side of the television system, where they are fed to computer 3.

На плате видео компьютера аналоговые видеосигналы «видео 1» и «видео 2» при помощи аналого-цифрового преобразования (АЦП) становятся тоже цифровыми видеосигналами. Важно подчеркнуть, что выполнение операции АЦП для «видео 1» и «видео 2» должно происходить при соблюдении для каждого из сигналов режима раздельной синхронизации по входному сигналу синхронизации приемника (ССП).On the computer video board, analog video signals "video 1" and "video 2" by means of analog-to-digital conversion (ADC) also become digital video signals. It is important to emphasize that the ADC operation for "video 1" and "video 2" must be performed while observing the separate synchronization mode for each of the signals by the input synchronization signal of the receiver (SRP).

Далее цифровые видеосигналы «видео 1» и «видео 2», как для первого, так и для второго варианта выполнения телевизионной системы, записывается в оперативную память компьютера 3.Further, digital video signals "video 1" and "video 2", both for the first and for the second embodiment of the television system, are recorded in the computer's RAM 3.

Отметим, что при подаче питания телевизионная система по умолчанию начинает работать в режиме 1, а в компьютере формируется сигнал логической «1» для команды «Выбор режима видео» - «Изображение общего вида и выбор интересующего фрагмента».Note that when power is applied, the television system starts operating in mode 1 by default, and the computer generates a logical “1” signal for the “Select video mode” command - “General view and select the fragment of interest”.

Поэтому на плате видео компьютера выполняется цифровое микширование сигнала «видео 1» с сигналом электронной рамки, а в результате коммутации видеосигналов именно сигнал «видео 1» с «наложенной» на него рамкой воспроизводится на экране компьютерного монитора.Therefore, the digital mixing of the video 1 signal with the electronic frame signal is performed on the computer video card, and as a result of the video signal switching, it is the video 1 signal with the frame superimposed on it that is reproduced on the computer monitor screen.

Напомним, что положение рамки в пределах активной части растра определяется в зависимости от положения движков потенциометров RPx и RPy (датчиков положения 1-5-2 и 1-5-4), установленных в блоке 1-5 наведения. Одновременно ДТС 1-4 формирует видеосигнал оптически увеличенного «внутрирамочного» изображения.Recall that the position of the frame within the active part of the raster is determined depending on the position of the potentiometers RP x and RP y (position sensors 1-5-2 and 1-5-4) installed in the guidance unit 1-5. At the same time, TTS 1-4 generates a video signal of an optically enlarged "intra-frame" image.

Электронная рамка отмечает на изображении зону повышенного интереса для оператора, а он, подавая с компьютера в телекамеру команды «Управление по горизонтали» - «Вправо/Влево» и «Управление по вертикали» - «Вверх/Вниз», может дистанционно установить рамку на любом участке наблюдаемого изображения.An electronic frame marks an area of increased interest for the operator on the image, and he, by sending commands from the computer to the TV camera “Horizontal control” - “Right / Left” and “Vertical control” - “Up / Down”, can remotely set the frame on any area of the observed image.

Качество этого изображения для наблюдаемых динамичных сюжетов будет заведомо выше, чем у прототипа [1], благодаря применению в качестве фотоприемников для первого и второго ДТС телекамеры матриц КМОП с необходимым соотношением показателей коэффициентов усиления зарядового изображения.The quality of this image for the observed dynamic scenes will certainly be higher than that of the prototype [1], due to the use of CMOS matrices with the required ratio of the indicators of the charge image amplification factors as photodetectors for the first and second TTPs of the TV camera.

Далее оператор переводит телевизионную систему в режим 2 работы и контролирует формируемое комбинированное изображение.Next, the operator switches the television system to operating mode 2 and controls the combined image being formed.

На фиг. 5 демонстрируется практическое использование предлагаемой системы для организации телевизионного наблюдения на автомобильной стоянке. На фиг. 5а показано изображение, формируемое в режиме 1, а на фиг. 5б - в режиме 2, где отчетливо виден номер автомобиля в зоне первоначального выбора.FIG. 5 demonstrates the practical use of the proposed system for organizing television surveillance in a parking lot. FIG. 5a shows an image generated in mode 1, and FIG. 5b - in mode 2, where the car number is clearly visible in the initial selection zone.

Световая чувствительность телекамеры для изображения общего вида увеличена в необходимое число (в β раз), а поэтому ее реальная величина не уступает аналогичному показателю для увеличенного по масштабу изображения.The light sensitivity of a television camera for a general view image is increased by the required number (β times), and therefore its real value is not inferior to that for an enlarged image.

Благодаря принципиально достигаемому в заявляемой системе результату по снижению потерь разрешающей способности по времени, высокое качество телевизионного изображения номера (см. фиг. 5б) будет сохраняться и при возобновлении движения автомобиля.Due to the principle achieved in the inventive system, the result of reducing the loss of time resolution, the high quality of the television image of the license plate (see Fig. 5b) will be maintained even when the vehicle starts moving again.

В настоящее время все блоки предлагаемого решения телевизионной системы с селективным масштабированием изображения освоены или могут быть освоены отечественной промышленностью, поэтому следует считать предполагаемое изобретение соответствующим требованию о промышленной применимости.At present, all blocks of the proposed solution of a television system with selective image scaling have been mastered or can be mastered by the domestic industry, therefore, the alleged invention should be considered as corresponding to the requirement of industrial applicability.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИSOURCES OF INFORMATION

1. Патент 2504100 РФ. МПК H04N 5/225. Телевизионная система с селективным масштабированием. / В.М. Смелков // Б.И. - 2014. - №1.1. Patent 2504100 RF. IPC H04N 5/225. Selective scaling television system. / V.M. Smelkov // B.I. - 2014. - No. 1.

2. 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», 2006.2. Berezin V.V., Umbitaliev A.A., Fakhmi Sh.S., Tsytsulin A.K. and Shipilov N.N. The Solid State Revolution in Television: TV Systems Based on CCD, System-on-Chip and Video-on-Chip. Ed. A.A. Umbitaliev and A.K. Tsytsulin. - M .: "Radio and Communication", 2006.

3. www.avagotech.com3.www.avagotech.com

Claims (7)

1. Телевизионная система с селективным масштабированием изображения, которая содержит на передающей стороне телекамеру, состоящую из последовательно расположенных и оптически связанных входного объектива, светоделителя, двух датчиков телевизионного сигнала (ДТС), блока наведения, селектора синхроимпульсов, блока фиксированной задержки (БФЗ), блока регулируемой задержки (БРЗ), формирователя сигнала синхронизации и формирователя сигнала рамки, при этом светоделитель телекамеры содержит последовательно расположенные и оптически связанные полупрозрачное зеркало, коллективную линзу, отражающее зеркало и дополнительный объектив, вход светоделителя оптически связан с входом полупрозрачного зеркала, первый выход светоделителя - с выходом дополнительного объектива, а второй выход - со вторым выходом полупрозрачного зеркала, причем первый выход светоделителя является «выходом нормального оптического изображения» и оптически связан с фотомишенью первого ДТС, а второй выход светоделителя является «выходом увеличенного оптического изображения» и оптически связан с фотомишенью второго ДТС; блок наведения, предназначенный для осуществления пространственного позиционирования второго ДТС и состоящий из первого привода, кинематически связанного с первым датчиком положения, и второго привода, кинематически связанного со вторым датчиком положения, при этом выход первого датчика положения является первым выходом блока наведения, а выход второго датчика положения - вторым выходом блока наведения; вход строчной синхронизации формирователя сигнала рамки объединен с первым входом БФЗ и подключен к первому выходу селектора синхроимпульсов, а вход кадровой синхронизации формирователя сигнала рамки объединен со вторым входом БФЗ и подключен ко второму выходу селектора синхроимпульсов, вход которого подключен к выходу «видео» первого ДТС, вход «синхро» второго ДТС подключен к выходу формирователя сигнала синхронизации, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам БРЗ, первый информационный вход которого подключен к первому выходу БФЗ, а второй информационный вход БРЗ - ко второму выходу БФЗ, первый управляющий вход БРЗ объединен с первым управляющим входом формирователя сигнала рамки и подключен к первому выходу блока наведения, второй выход которого подключен ко второму управляющему входу БРЗ и соответственно ко второму управляющему входу формирователя сигнала рамки, причем выход первого ДТС является выходом «видео 1» телекамеры, выход второго ДТС - выходом «видео 2» телекамеры, а выход формирователя сигнала рамки - выходом «рамка» телекамеры, на приемной стороне телевизионной системы расположен персональный компьютер, а между телекамерой и компьютером - линия связи многожильного кабеля, по двум из которых выполняется соединение выхода сигналов для команд наведения «Вправо/Влево» и «Вверх/Вниз» на компьютере с входами этих сигналов в телекамере, а по трем другим жилам кабеля линии связи выполняется соединение выходов сигналов «видео 1», «видео 2» и «рамка» телекамеры с соответствующими входами на компьютере; в разъем расширения на материнской плате компьютера установлена плата видео, согласованная по каналам ввода/вывода, управлению и питанию с шиной компьютера и предназначенная для преобразования первого и второго входных аналоговых видеосигналов («видео 1» и «видео 2» соответственно) в цифровую форму при организации синхронизации каждого из них раздельно по входному сигналу синхронизации приемника (ССП), ввода/вывода цифровых видеосигналов «видео 1» и «видео 2» в оперативную память компьютера; выполнения микширования выходного цифрового видеосигнала «видео 1» с сигналом «рамка», формирования по сигналу «рамка» сигнала «окошко» и выполнения коммутации видеосигналов «видео 1» и «видео 2» по сигналу «окошко», причем выход видеосигнала платы видео является выходом сигнала изображения телевизионной системы, отличающаяся тем, что в телекамере системы первый и второй ДТС соответственно выполнены на кристалле сенсора, изготовленном по технологии КМОП, путем реализации метода «координатная адресация», причем мишень сенсора состоит из фотодиодных активных пикселов, каждый из которых имеет коэффициент усиления K1, а также транзисторный МОП-ключ, обеспечивающий передачу видеосигнала активного пиксела на шину видео, которая объединяет все активные пикселы мишени в активные столбцы, каждый из которых имеет дополнительно усилитель видеосигнала с коэффициентом усиления K2, причем управление МОП-ключами активных пикселов, расположенных по горизонтали, осуществляется при помощи отдельно взятой горизонтальной (строчной) шины, общее количество которых определяет число строк в сенсоре, а количество шин видео - число элементов (пикселов) в каждой строке сенсора; при этом на общем кристалле фотоприемника размещается его электронное «обрамление» - блоки, выполняющие развертку и формирование выходного напряжения видеосигнала, а именно: регистр вертикальной (кадровой) развертки, осуществляющий выбор строки; ключевые МОП-транзисторы для каждого активного столбца, обеспечивающие передачу видеосигнала на выходе его усилителя на соответствующий вход мультиплексора горизонтальной (строчной) развертки, который выполняет подключение видеосигнала с каждого активного пиксела на вход выходного усилителя с коэффициентом усиления K3, при этом в активных пикселах мишени сенсора с периодом кадров осуществляют накопление зарядовых пакетов текущего кадра и одновременно считывание видеоинформации предыдущего кадра последовательно один за другим для каждого пиксела отдельно взятой строки мишени и последовательного строка за строкой для мишени в целом, формируя на выходе фотоприемника в аналоговом виде напряжение выходного видеосигнала сенсора, причем для компенсации оптических потерь светоделения величина коэффициента усиления K1 первого ДТС в β раз превышает величину коэффициента усиления K1 второго ДТС, где величина коэффициента β вычисляется по формуле:1. A television system with selective image scaling, which contains a television camera on the transmitting side, consisting of sequentially located and optically connected input lens, a beam splitter, two television signal sensors (TTS), a guidance unit, a sync pulse selector, a fixed delay unit (BFZ), a unit adjustable delay (BRZ), synchronization signal shaper and frame signal shaper, while the beam splitter of the TV camera contains sequentially located and optically coupled semitransparent mirror, a collective lens, a reflecting mirror and an additional lens, the input of the beam splitter is optically connected to the input of the semitransparent mirror, the first output of the the output of the additional lens, and the second output - with the second output of the semitransparent mirror, and the first output of the beam splitter is the "normal optical image output" and is optically connected to the photo target of the first TTS, and the second output of the beam splitter is "The output of an enlarged optical image" and is optically connected with the phototarget of the second TTS; a guidance unit designed to carry out the spatial positioning of the second TPA and consisting of a first drive kinematically connected to the first position sensor and a second drive kinematically connected to the second position sensor, while the output of the first position sensor is the first output of the guidance unit, and the output of the second sensor position - the second output of the guidance unit; the horizontal synchronization input of the frame signal generator is combined with the first input of the BFZ and connected to the first output of the sync pulse selector, and the frame synchronization input of the frame signal generator is combined with the second input of the BFZ and connected to the second output of the sync pulse selector, the input of which is connected to the "video" output of the first DTS, the "synchro" input of the second DTS is connected to the output of the synchronization signal generator, the first and second inputs of which are connected respectively to the first and second outputs of the BRZ, the first information input of which is connected to the first output of the BFZ, and the second information input of the BRZ to the second output of the BFZ, the first control the BRZ input is combined with the first control input of the frame signal shaper and is connected to the first output of the guidance unit, the second output of which is connected to the second control input of the BRZ and, accordingly, to the second control input of the frame signal shaper, and the output of the first TTS is the "video 1" output of the TV camera, the output second DTS - the output of the "video 2" of the TV camera, and the output of the frame signal generator - the output of the "frame" of the TV camera, on the receiving side of the TV system there is a personal computer, and between the TV camera and the computer there is a communication line of a multicore cable, two of which connect the signal output for pointing commands "Right / Left" and "Up / Down" on the computer with the inputs of these signals in the camera, and three other conductors of the communication line cable connect the outputs of the signals "video 1", "video 2" and "frame" of the TV camera with the corresponding inputs on the computer; a video card is installed in the expansion connector on the computer motherboard, matched in input / output channels, control and power with the computer bus and is designed to convert the first and second input analog video signals ("video 1" and "video 2", respectively) into digital form when organization of synchronization of each of them separately according to the input synchronization signal of the receiver (SSP), input / output of digital video signals "video 1" and "video 2" into the computer's RAM; mixing the output digital video signal "video 1" with the signal "frame", generating the signal "window" according to the signal "frame" and switching the video signals "video 1" and "video 2" on the signal "window", and the video output of the video card is the output of the image signal of the television system, characterized in that in the television camera of the system, the first and second TPS, respectively, are made on a sensor crystal made using CMOS technology, by implementing the "coordinate addressing" method, and the sensor target consists of photodiode active pixels, each of which has a coefficient gain K 1 , as well as a transistor MOS switch, which provides the transmission of the video signal of the active pixel to the video bus, which combines all the active pixels of the target into active columns, each of which additionally has a video signal amplifier with a gain of K 2 , and control of the MOS keys of the active pixels , located horizontally, is carried out using separately in the third horizontal (line) bus, the total number of which determines the number of lines in the sensor, and the number of video buses - the number of elements (pixels) in each sensor line; at the same time, on the common crystal of the photodetector, its electronic "framing" is placed - blocks that perform scanning and formation of the output voltage of the video signal, namely: a vertical (vertical) scan register that selects a line; key MOS transistors for each active column, providing the transmission of the video signal at the output of its amplifier to the corresponding input of the horizontal (line) multiplexer, which connects the video signal from each active pixel to the input of the output amplifier with a gain of K 3 , while in the active pixels of the target sensors with a frame period accumulate charge packets of the current frame and simultaneously read the video information of the previous frame sequentially one after the other for each pixel of a single line of the target and sequentially line by line for the target as a whole, forming the voltage of the output video signal of the sensor at the output of the photodetector in analog form, and to compensate for optical losses in the beam splitting, the gain K 1 of the first TTS is β times greater than the value of the gain K 1 of the second TTS, where the value of the β coefficient is calculated by the formula:
Figure 00000024
Figure 00000024
где D/ƒ - относительное отверстие дополнительного объектива телекамеры (объектива светоделителя);where D / ƒ is the relative aperture of the additional camera lens (beam splitter lens); τ1 - коэффициент пропускания объектива светоделителя;τ 1 - transmission coefficient of the beam splitter lens; τ2 - коэффициент пропускания коллективной линзы светоделителя.τ 2 is the transmission coefficient of the collective lens of the beam splitter. 2. Телевизионная система с селективным масштабированием изображения, которая содержит на передающей стороне телекамеру, состоящую из последовательно расположенных и оптически связанных входного объектива, светоделителя, двух ДТС, блока наведения, селектора синхроимпульсов, БФЗ, БРЗ, формирователя сигнала синхронизации и формирователя сигнала рамки, при этом светоделитель телекамеры содержит последовательно расположенные и оптически связанные полупрозрачное зеркало, коллективную линзу, отражающее зеркало и дополнительный объектив, вход светоделителя оптически связан с входом полупрозрачного зеркала, первый выход светоделителя - с выходом дополнительного объектива, а второй выход - со вторым выходом полупрозрачного зеркала, причем первый выход светоделителя является «выходом нормального оптического изображения» и оптически связан с фотомишенью первого ДТС, а второй выход светоделителя является «выходом увеличенного оптического изображения» и оптически связан с фотомишенью второго ДТС; блок наведения, предназначенный для осуществления пространственного позиционирования второго ДТС и состоящий из первого привода, кинематически связанного с первым датчиком положения, и второго привода, кинематически связанного со вторым датчиком положения, при этом выход первого датчика положения является первым выходом блока наведения, а выход второго датчика положения - вторым выходом блока наведения; вход строчной синхронизации формирователя сигнала рамки объединен с первым входом БФЗ и подключен к первому выходу селектора синхроимпульсов, а вход кадровой синхронизации формирователя сигнала рамки объединен со вторым входом БФЗ и подключен ко второму выходу селектора синхроимпульсов, вход которого подключен к выходу «видео» первого ДТС, вход «синхро» второго ДТС подключен к выходу формирователя сигнала синхронизации, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам БРЗ, первый информационный вход которого подключен к первому выходу БФЗ, а второй информационный вход БРЗ - ко второму выходу БФЗ, первый управляющий вход БРЗ объединен с первым управляющим входом формирователя сигнала рамки и подключен к первому выходу блока наведения, второй выход которого подключен ко второму управляющему входу БРЗ и соответственно ко второму управляющему входу формирователя сигнала рамки, причем выход первого ДТС является выходом «видео 1» телекамеры, выход второго ДТС - выходом «видео 2» телекамеры, а выход формирователя сигнала рамки - выходом «рамка» телекамеры, на приемной стороне телевизионной системы расположен персональный компьютер, а между телекамерой и компьютером - линия связи многожильного кабеля, по двум из которых выполняется соединение выхода сигналов для команд наведения «Вправо/Влево» и «Вверх/Вниз» на компьютере с входами этих сигналов в телекамере, а по трем другим жилам кабеля линии связи выполняется соединение выходов сигналов «видео 1», «видео 2» и «рамка» телекамеры с соответствующими входами на компьютере; в разъем расширения на материнской плате компьютера установлена плата видео, согласованная по каналам ввода/вывода, управлению и питанию с шиной компьютера и предназначенная для ввода/вывода в оперативную память компьютера первого и второго входных цифровых видеосигналов («видео 1» и «видео 2» соответственно); выполнения микширования выходного цифрового видеосигнала «видео 1» с сигналом «рамка», формирования по сигналу «рамка» сигнала «окошко» и выполнения коммутации видеосигналов «видео 1» и «видео 2» по сигналу «окошко», причем выход видеосигнала платы видео является выходом сигнала изображения телевизионной системы, отличающаяся тем, что в телекамере системы первый и второй ДТС соответственно выполнены на кристалле сенсора, изготовленном по технологии КМОП, путем реализации метода «координатная адресация», причем мишень сенсора состоит из фотодиодных активных пикселов, каждый из которых имеет усилитель с коэффициентом усиления К и встроенный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), обеспечивающий передачу видеосигнала активного пиксела на вертикальную шину видео, которая объединяет все активные пикселы мишени в вертикальные столбцы, причем управление АЦП для пикселов, расположенных вдоль каждой строки, осуществляется при помощи отдельно взятой строчной шины, общее количество которых определяет число строк в сенсоре, а количество вертикальных шин видео - число пикселов в каждой строке сенсора, при этом на общем кристалле фотоприемника размещаются и блоки, выполняющие развертку и формирование выходного напряжения цифрового видеосигнала, а именно: регистр кадровой развертки, осуществляющий выбор строки; коммутаторы видеосигнала для каждого столбца, управляемые с соответствующего выхода мультиплексора строчной развертки и обеспечивающие передачу видеосигнала на выходе каждой шины видео столбца на шину видео строки, выход которой является выходом «Видео» фотоприемника, при этом в активных пикселах мишени сенсора с периодом кадров осуществляют накопление зарядовых пакетов текущего кадра и одновременно считывание видеоинформации предыдущего кадра последовательно один за другим для каждого пиксела отдельно взятой строки мишени и последовательно строка за строкой для мишени в целом, формируя на выходе фотоприемника в цифровом виде напряжение выходного видеосигнала сенсора, причем для компенсации оптических потерь светоделения величина коэффициента усиления K активного пиксела первого ДТС в β раз превышает величину коэффициента усиления K активного пиксела второго ДТС, где величина коэффициента β вычисляется по формуле (1), как в п. 1.2. A television system with selective image scaling, which contains a television camera on the transmitting side, consisting of sequentially located and optically coupled input lens, a beam splitter, two DTS, a guidance unit, a sync pulse selector, BFZ, BRZ, a synchronization signal generator and a frame signal generator, when In this case, the beam splitter of the TV camera contains sequentially located and optically coupled semitransparent mirror, a collective lens, a reflecting mirror and an additional lens, the input of the beam splitter is optically connected to the input of the semitransparent mirror, the first output of the beam splitter is connected to the output of the additional lens, and the second output is connected to the second output of the semitransparent mirror, and the first beam splitter output is the "normal optical image output" and is optically connected to the phototarget of the first TFS, and the second beam splitter output is the "magnified optical image output" and is optically connected to the phototarget of the second TFS; a guidance unit designed to carry out the spatial positioning of the second TPA and consisting of a first drive kinematically connected to the first position sensor and a second drive kinematically connected to the second position sensor, while the output of the first position sensor is the first output of the guidance unit, and the output of the second sensor position - the second output of the guidance unit; the horizontal synchronization input of the frame signal generator is combined with the first input of the BFZ and connected to the first output of the sync pulse selector, and the frame synchronization input of the frame signal generator is combined with the second input of the BFZ and connected to the second output of the sync pulse selector, the input of which is connected to the "video" output of the first DTS, the "synchro" input of the second DTS is connected to the output of the synchronization signal generator, the first and second inputs of which are connected respectively to the first and second outputs of the BRZ, the first information input of which is connected to the first output of the BFZ, and the second information input of the BRZ to the second output of the BFZ, the first control the BRZ input is combined with the first control input of the frame signal shaper and is connected to the first output of the guidance unit, the second output of which is connected to the second control input of the BRZ and, accordingly, to the second control input of the frame signal shaper, and the output of the first TTS is the "video 1" output of the TV camera, the output second DTS - the output of the "video 2" of the TV camera, and the output of the frame signal generator - the output of the "frame" of the TV camera, on the receiving side of the TV system there is a personal computer, and between the TV camera and the computer there is a communication line of a multicore cable, two of which connect the signal output for pointing commands "Right / Left" and "Up / Down" on the computer with the inputs of these signals in the camera, and three other conductors of the communication line cable connect the outputs of the signals "video 1", "video 2" and "frame" of the TV camera with the corresponding inputs on the computer; a video card is installed in the expansion slot on the computer motherboard, coordinated in input / output channels, control and power supply with the computer bus and designed for input / output of the first and second input digital video signals ("video 1" and "video 2" into the computer's RAM respectively); mixing the output digital video signal "video 1" with the signal "frame", generating the signal "window" according to the signal "frame" and switching the video signals "video 1" and "video 2" on the signal "window", and the video output of the video card is the output of the image signal of the television system, characterized in that in the television camera of the system, the first and second TPS, respectively, are made on a sensor crystal made using CMOS technology by implementing the "coordinate addressing" method, and the sensor target consists of photodiode active pixels, each of which has an amplifier with a gain K and a built-in analog-to-digital converter (ADC), which provides the transmission of the active pixel video signal to the vertical video bus, which combines all active target pixels into vertical columns, and the ADC control for pixels located along each row is carried out using a separate line bus, the total number of which is determined It defines the number of lines in the sensor, and the number of vertical video buses - the number of pixels in each line of the sensor, while on the common crystal of the photodetector there are also units that scan and generate the output voltage of the digital video signal, namely: a vertical scan register that selects a line; video signal switches for each column, controlled from the corresponding output of the line scan multiplexer and providing the transmission of the video signal at the output of each video column bus to the video line bus, the output of which is the “Video” output of the photodetector, while the active pixels of the sensor target with a frame period accumulate charge packets of the current frame and simultaneously reading the video information of the previous frame sequentially one after the other for each pixel of a single line of the target and sequentially line by line for the target as a whole, forming at the output of the photodetector in digital form the voltage of the output video signal of the sensor, and to compensate for the optical losses of the beam splitting the value of the coefficient gain K of the active pixel of the first TTP is β times greater than the value of the gain K of the active pixel of the second TTP, where the value of the coefficient β is calculated by formula (1), as in item 1. 3. Телевизионная система с селективным масштабированием изображения по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что в качестве входного объектива телекамеры используется широкоугольный объектив, а в компьютере осуществляется коррекция геометрических искажений, вносимых объективом в сигналы изображения «видео 1» и «видео 2».3. Television system with selective image scaling according to claim 1 or 2, characterized in that a wide-angle lens is used as the input lens of the camera, and the computer corrects geometric distortions introduced by the lens into the image signals "video 1" and "video 2" ...
RU2020101871A 2020-01-16 2020-01-16 Television system with selective image scaling (versions) RU2730177C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020101871A RU2730177C1 (en) 2020-01-16 2020-01-16 Television system with selective image scaling (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020101871A RU2730177C1 (en) 2020-01-16 2020-01-16 Television system with selective image scaling (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2730177C1 true RU2730177C1 (en) 2020-08-19

Family

ID=72086415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020101871A RU2730177C1 (en) 2020-01-16 2020-01-16 Television system with selective image scaling (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2730177C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2748754C1 (en) * 2020-09-28 2021-05-31 Вячеслав Михайлович Смелков Selective zoom tv system (options)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4002824A (en) * 1976-01-28 1977-01-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Selective zoom camera and display
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
US20060072020A1 (en) * 2004-09-29 2006-04-06 Mccutchen David J Rotating scan camera
US20060176951A1 (en) * 2005-02-08 2006-08-10 International Business Machines Corporation System and method for selective image capture, transmission and reconstruction
US20060209194A1 (en) * 2002-09-30 2006-09-21 Microsoft Corporation Foveated wide-angle imaging system and method for capturing and viewing wide-angle images in real time
US20060215049A1 (en) * 1999-09-30 2006-09-28 Giulio Sandini Constant resolution and space variant sensor arrays
WO2008108907A1 (en) * 2007-03-01 2008-09-12 Eastman Kodak Company Digital camera for providing improved temporal sampling
US20090135245A1 (en) * 2007-11-27 2009-05-28 Jiafu Luo Camera system with multiple pixel arrays on a chip
US20130162761A1 (en) * 2010-08-31 2013-06-27 Raul Goldemann Rotary image generator
RU2504100C1 (en) * 2012-08-21 2014-01-10 Вячеслав Михайлович Смелков Television system with selective image scaling

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4002824A (en) * 1976-01-28 1977-01-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Selective zoom camera and display
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
US20060209194A1 (en) * 2002-09-30 2006-09-21 Microsoft Corporation Foveated wide-angle imaging system and method for capturing and viewing wide-angle images in real time
US20060072020A1 (en) * 2004-09-29 2006-04-06 Mccutchen David J Rotating scan camera
US20060176951A1 (en) * 2005-02-08 2006-08-10 International Business Machines Corporation System and method for selective image capture, transmission and reconstruction
WO2008108907A1 (en) * 2007-03-01 2008-09-12 Eastman Kodak Company Digital camera for providing improved temporal sampling
US20090135245A1 (en) * 2007-11-27 2009-05-28 Jiafu Luo Camera system with multiple pixel arrays on a chip
US20130162761A1 (en) * 2010-08-31 2013-06-27 Raul Goldemann Rotary image generator
RU2504100C1 (en) * 2012-08-21 2014-01-10 Вячеслав Михайлович Смелков Television system with selective image scaling

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2748754C1 (en) * 2020-09-28 2021-05-31 Вячеслав Михайлович Смелков Selective zoom tv system (options)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4002824A (en) Selective zoom camera and display
US5726709A (en) Imaging apparatus including offset pixels for generating vertical high frequency component
US20040196378A1 (en) Method and apparatus for panning and tilting a camera
JP2006324834A (en) Device and method for imaging
RU2727920C9 (en) Panoramic television surveillance computer system with selective image scaling
RU2723645C1 (en) High-resolution panorama television surveillance computer system device
RU2730177C1 (en) Television system with selective image scaling (versions)
RU2723640C1 (en) High-resolution panorama television surveillance computer system device
JP2003163940A (en) Digital camera and imaging method thereby
RU2504100C1 (en) Television system with selective image scaling
RU2736361C1 (en) Television system with selective image scaling (embodiments)
RU2748754C1 (en) Selective zoom tv system (options)
RU2504099C1 (en) Television system with selective image scaling
RU2501090C1 (en) Security television system
US7250969B2 (en) Defective image compensation system and method
RU2727527C1 (en) Television system for monitoring movement of hot-rolled
RU2725973C1 (en) Method of generating a video signal in a television-computer system for monitoring industrial articles having a circular ring shape
RU2755809C1 (en) Device of a computer system for panoramic television surveillance with increased resolution
RU2785152C1 (en) Design of a computer panoramic video surveillance system with high resolution
RU2780039C1 (en) Design of a computer system for panoramic television surveillance with selective image scaling (variants)
RU2816540C1 (en) Design of computer system for panoramic television surveillance for unmanned aerial vehicle
RU2502211C1 (en) Television system for monitoring movement of hot-rolled products
JP2959823B2 (en) Image processing device
RU2706008C1 (en) Computer system for panoramic scanning of a monochrome image
RU2813358C1 (en) Design of computer system for panoramic television surveillance with selective image scaling