ВИДЕОРЕГИСТРАТОР

Полезная модель относится к телевизионной технике и может использоваться в системах скоростной цифровой видеосъемки для передачи и обработки видеосигналов быстропротекающих процессов.
Известна система скоростной видеосъемки [1], содержащая блок приема оптической видеоинформации, выход которого связан с входом блока преобразования аналогового видеосигнала в цифровой, выход которого через общую шину связан с входом блока оперативной памяти временного хранения данных, с которым связан процессорный блок обработки цифровых сигналов, имеющий устройства ввода-вывода данных, съемный блок постоянной памяти хранения данных, связанный с процессорным блоком и блоком оперативной памяти временного хранения данных, видеоконтрольный блок, а также блок компрессии цифрового видеосигнала, причем видеокамера снабжена подключенными к общей шине блоками компрессии звукового и видеосигнала с сжатием по технологии MPEG-2, контроллером управления видеокамерой, декодером цифровых звукового и видеосигналов с декомпрессией по технологии MPEG-2, контроллером подключения дополнительной съемной памяти оперативного хранения данных, контроллером интерфейсов для подключения к компьютерным устройствам обработки данных или устройствам хранения данных и стационарному монитору, и связанным через общую шину с процессорным блоком и контроллером управления видеокамерой программно-запоминающим устройством с программным обеспечением обработки видеоинформации, выводимой на видеоконтрольный блок, выполненный в виде поворотно-закрепленного на корпусе камеры монитора, при этом блок преобразования аналогового видеосигнала в цифровой выполнен на матрицах высокого разрешения с преобразованием поступающего сигнала в цифровой поток данных по протоколу SDTV,
блок компрессии цифрового видеосигнала, поступающего с блока преобразования аналогового видеосигнала в цифровой, выполнен в виде кодера со сжатием цифровых данных по технологии MPEG-2, при этом вход кодера подключен к соответствующему выходу блока преобразования аналогового видеосигнала в цифровой.
Недостатком известного устройства является его сложность, обусловленная большим количеством входящих в него функциональных блоков.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является известная система скоростной видеосъемки - видеорегистратор [2], содержащий видеокамеру с фоточувствительной матрицей, выход видеокамеры связан через канал передачи видеосигнала с блоком приема и обработки информации, видеоконтрольный блок, блок управления и источник подсветки объекта съемки, генератор импульсов подсветки, выход которого подключен к источнику подсветки объекта съемки, а входы синхронизации, управления частотой и длительностью импульсов подсветки соединены с соответствующими выходами блока управления, причем источник подсветки объекта съемки размещен в непосредственной близости с объективом видеокамеры, а на объекте съемки закреплены один или несколько световозвращающих элементов.
Недостатком такого видеорегистратора является недостаточное быстродействие при съемке скоростных процессов (быстроменяющихся изображений).
Технический результат, заключающийся в повышении быстродействия при съемке быстропротекающих процессов достигается в предлагаемом видеорегистраторе, содержащем установленные на одной оптической оси первый и второй оптические объективы и фоточувствительную матрицу, связанную с видеокамерой, подключенной к блоку обработки информации, тем, что он содержит щелевую маску, расположенную между первым и вторым оптическими объективами в плоскости формирования действительного изображения исследуемого объекта первого оптического объектива, а
щель упомянутой маски ориентирована параллельно строкам фоточувствительной матрицы, расположенной за вторым оптическим объективом в плоскости формирования изображения щелевого фрагмента исследуемого объекта.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена функциональная схема устройства.
Видеорегистратор содержит установленные на одной оптической оси первый 1 и второй 2 оптические объективы и фоточувствительную матрицу 3, связанную с видеокамерой 4, подключенной к блоку 5 обработки информации (например, компьютеру). Отличительной особенностью регистратора является то, что он содержит щелевую маску 6, расположенную между первым 1 и вторым 2 оптическими объективами в плоскости 7 формирования действительного изображения исследуемого объекта 8 первого оптического объектива 1. При этом щель упомянутой маски 6 ориентирована параллельно строкам фоточувствительной матрицы 3, расположенной за вторым оптическим объективом 2 в плоскости формирования изображения щелевого фрагмента 9 исследуемого объекта 8.
Видеорегистратор работает следующим образом.
При исследовании быстроизменяющихся (быстродвижущихся) объектов существует необходимость регистрации их изменений с более короткой экспозицией и большой частотой. Обычная покадровая съемка имеет ограничения в быстродействии, поскольку после съемки каждого кадра требуется время на передачу его в блок обработки информации, где осуществляется обработка информации до приема следующего кадра.
Предлагаемая полезная модель обеспечивает возможность построчной регистрации быстроменяющихся объектов, что часто бывает достаточным, для того, чтобы оценить ход процесса изменения объекта, например, при его движении или во время других динамически протекающих процессов. При этом в предлагаемом устройстве в блок обработки не передается изображение каждого щелевого фрагмента изображения, а эти
фрагменты последовательно накапливаются в самой фоточувствительной матрице, что можно осуществить за более короткое время.
Такой процесс регистрации изображений осуществляется с помощью щелевой маски 7, выполняющей роль «оптического ножа», выделяющего на изображении исследуемого объекта 8 щелевую зону 10 (показана двумя пунктирными линиями).
При этом объектив 1 формирует действительное изображение щелевого фрагмента объекта 8 в плоскости 7, а объектив 2 переносит изображение этого фрагмента 9 на плоскость фоточувствительной матрицы 3.
Процесс записи состоит из фазы записи и фазы чтения, полученных изображений.
В фазе записи производится последовательный сдвиг (показано стрелкой) зарядовых пакетов, образующихся на поверхности матрицы 3 в области проекции щели 9, в закрытую от света область матрицы 3, выполняющей в данном случае функцию быстродействующей памяти для видеокамеры 4.
В фазе чтения производится считывание величин накопленных зарядовых пакетов в блок 5 обработки информации. Для этого в видеокамере 4 узел управления фоточувствительной матрицей (на чертеже не показан) производит управление работой матрицы 9, оцифровку величин зарядовых пакетов и передачу данных в блок 5 для окончательной обработки.
Таким образом, обеспечивается регистрация и обработка изображений быстропротекающих процессов - скоростная цифровая видеосъемка.
Регистратор реализован на основе блоков и узлов цифровой вычислительной техники и находится в опытном изготовлении.
Источники информации:
1. Свидетельство РФ на полезную модель №11433, М. Кл. H04N, 1/00, 1999 г.
2. Патент РФ на полезную модель №74261, М. Кл. H04N, 5/235, 2008 г.