Панорамная видеокамера

Полезная модель относится к видеотехнике и области электронной техники, предназначено для преобразования оптического изображения, звукового сопровождения получаемого при помощи трех разнонаправленных объективов, микрофона в телевизионный видеосигнал или цифровые потоки видеоданных, который передается по радио, кабельным сетям, сети Интернет, скоростным каналам связи, спутники, с комплексом систем записи, обработки, синхронизации, сохранения, приема и передачи информации (видео, фото, звуковая информация, временный код) на аналоговый или цифровой носитель для последующего воспроизведения, для прямой трансляции, устройство оснащается электронным сенсорным видоискателем, в виде компактных трех экранов с механизмом складывания раздвигания с углом обзора 360°, с возможностью использования как вещательная видеокамера, профессиональная, бытовая, в зависимости от модификации по назначению и размерам.
Из существующего уровня техники известна видеокамера Sony PMW-400K портативная вещательная цифровая видеокамера нового поколения, в которую встроены три инновационные CMOS-матрицы. Она позволяет записывать видеоролики высокого качества SD и HD в популярных форматах МР4 и AVI, вещательные рабочие процессы на базе MXF и XDCAM ЕХ с использованием файлов МР4 или АVI. Камера отлично подходит для записи репортажей, новостных событий и просто повседневных видео.
Недостатком данного устройства является то, что при записи и передаче информации, видеоизображений воспроизводимые изображения ограничиваются 2Д и 3Д форматом с углом обзора 128°, не могут записать и отобразить объемные видеоизображения, отсутствие трех объективов, в следствие невозможность записать и передать одновременно синхронно без использования специальных программ и тем более в режиме реального времени от трех объективов сразу с углом обзора 360°.
Известно изобретение видеокамера (патент РФ №2358412 С1 H04N13/00, 2009), содержащая для записи при съемке и воспроизведения цифровой видеоинформации правый и левый объективы, фотоэлектрический преобразователь, формирующий три видеосигнала правого кадра и три видеосигнала левого кадра, следующие последовательно друг за другом и составляющие стереопару, таким образом реализован двухэкранный способ.
Недостатком данного устройства является то, что поочередный способ воспроизведения кадров стереопар на одном экране не является лучшим способом восприятия объемного изображения, поочередное воспроизведение кадров стереопар требует увеличение частоты кадров в два раза и препятствует повышению разрешения кадра, обязательное использование 3Д-очков по технологии ЖК-ячеек, которые имеют низкую прозрачность, высокую стоимость и необходимость связи зрителя с экраном.
Известно также изобретение видеокамера (патент РФ №2421934 С1 H04N13/00, 2009), где использован двухэкранный способ при воспроизведении стерео видеоинформации, повышено разрешение кадра и снижена энергоемкость экрана для воспроизведения стерео видеоинформации, обеспечивающей наилучшее зрительное восприятие объемного пространства через очки раздельных полей зрения (ближайший аналог).
Недостатком данного устройства является то, что при записи и передаче информации, видеоизображений воспроизводимые изображения ограничиваются углом обзора 128°, невозможность записать и отобразить объемные видеоизображения, обязательное использование дополнительного оборудования очков раздельного поля видения, отсутствие трех объективов, вследствие невозможность записать и передать одновременно синхронно без использования специальных программ и тем более в режиме реального времени от трех объективов сразу с углом обзора 360°.
Задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в расширении арсенала технических средств в данной области для записи, обработки, сохранения, приема и передачи информации (видео, фото, звуковая информация) в виде объемного панорамного видеоизображения на качественно новом уровне, например, для передачи информации на экраны принимающей телепорт станции по способу передачи и приема информации (патент РФ «Евразийский патент» №037243, 2014) в более удобном для пользователя обзоре 360°.
Решаемой задачей является создание панорамной видеокамеры, которая является устройством, сочетающем в себе три полнофункциональных видеокамеры с тремя объективами, заключенными в один корпус, формирующие видеосигнал или цифровой видеопоток, выполняющие синхронную запись, обработку, сохранение и передачу информации, связанные между собой в одну управляющею цепочку аппаратным и программным обеспечением, операционной системой, интерфейсом, с функциями синхронизации информации, видеоизображения и звукового сопровождения для создания панорамного обзора в 360°, оснащенное электронным сенсорным видоискателем, в виде компактных трех экранов с механизмом складывания раздвигания с углом обзора 360°, с возможностью, кроме видеосигнала и звука, записывать временной код, позволяющий впоследствии синхронизировать изображение и звук с нескольких объективов камеры и микрофона, сочетает в себе функции для сохранения на карте памяти видеофайлов и трансляции, в том числе высокой четкости с углом обзора 360°, с возможностью использования как вещательная видеокамера, профессиональная, бытовая, в зависимости от модификации по назначению и размерам.
Достигаемый при реализации полезной модели технический результат заключается в создании пользователю при съемке комфортных условий для естественных движений его головы и тела при наблюдении круговых, панорамных изображений, объемных видеоизображений, а также расширение сферы применения при записи и передаче информации (видео, фото, звуковая информация) в более удобном для пользователя обзоре 360 градусов с возможностью управления поиском, передаче, трансляции через известных существующих телевизионных стандартов, внешние устройства, источники через интерфейс внешних устройств, через скоростные каналы связи, локальную сеть и Интернет, с трех объективов синхронно одновременно, с возможностью передачи в режиме реального времени, на три экрана телевизора сразу с разным углом обзора либо три проекционных экрана либо на очки виртуальной реальности.
Решение указанной технической задачи заключается в том, что вносятся следующие инновации:
создание устройства панорамной видеокамеры, состоящей из трех полнофункциональных видеокамер с тремя объективами с углом обзора каждого в 120°, что в совокупности составляет угол обзора 360°, заключенными в один корпус, формирующие видеосигнал или цифровой видеопоток, выполняющие синхронную запись, обработку, сохранение и передачу информации, связанные между собой в одну управляющею цепочку аппаратным и программным обеспечением, операционной системой, интерфейсом, с функциями синхронизации информации, видеоизображения и звукового сопровождения для создания панорамного обзора в 360°, оснащенное электронным сенсорным видоискателем, в виде компактных трех экранов с механизмом складывания/раздвигания с углом обзора 360°, с возможностью, кроме видеосигнала и звука, записывать временной код, позволяющий впоследствии синхронизировать изображение и звук с нескольких объективов камеры и микрофона, сочетает в себе функции для сохранения на носители информации видеофайлов и трансляции, в том числе высокой четкости; с установленными фотовспышками для ведения ночного режима съемки, креплениями для установки штатива, платформ устойчивой и передвижной, ручки держателя;
связь трех объективов осуществляется посредством известных существующих систем синхронизации, расшифровки информации (видео, фото, звуковая информация), что обеспечивает круговое, панорамное изображение, объемное видеоизображение с угол обзора пользователя в 360 градусов;
передача телевизионного сигнала и потоков данных осуществляется посредством известных существующих стандартов, таких как: DVB-T, DVB-T2, DVB-C, DVB-S, DVB-S2, ATSC, ISDB-T, DTMB, NTSC, PAL, SECAM, через известные способы передачи, например: эфирное наземное телевидение - DVB-T и DVB-T2, спутниковое телевидение, кабельное телевидение и цифровое телевидение, скоростные каналы связи, локальные сети и Интернет.
панорамная видеокамера выполняет комплекс систем приема, обработки, сохранения, передачи информации с выводом на три видоискателя и каналы вывода изображения, также обладает полноценным механизмом работы видеокамер, таких как, светочувствительная матрица, блок обработки сигналов, ISP процессор, процессор сжатия видео, устройство хранения информации, выходные разъемы (сетевой интерфейс) для каждого объектива отдельно.
Существенное отличие заявляемого технического решения от ранее известных заключается также в наличии набора трех объективов трех видеокамер, связанных между собой аппаратным и программным обеспечением, интерфейсом, с тремя электронными, сенсорными видоискателями, в виде компактных трех экранов с механизмом складывания раздвигания с углом обзора 360 градусов с интерактивным управлением их работой, создающие пользователю обзор в 360° с интерактивным управлением их работой, с конструкторской и технологической возможностью изменять круговой обзор путем организации трехмерной и объемной записи и трансляции изображения, звука, в котором сигнал от трех объективов панорамной видеокамеры одновременно и синхронно передается на экраны с помощью трех отдельных сигналов синхронно и одновременно.
Указанные отличия в совокупности позволяют принципиально улучшить качество съемки для получения эффекта более реалистичного присутствия пользователя в месте нахождения передаваемого изображения. Таким образом, предложенные улучшения видеокамеры как устройства с новым принципом работы приводят к качественно новому техническому результату по сравнению с известными аналогами, что сделает панорамную видеокамеру экономически рентабельной и допустимой для коммерческого применения.
При описании изобретения нецелесообразно детально останавливаться на известных из опубликованных источников и имеющейся общеизвестной практики выполнения его признаков, в частности, конкретного выполнения видеокамеры как устройства, объективов видеокамеры, светочувствительной матрицы, блока обработки сигналов, ISP процессора, процессора сжатия видео, устройства хранения изображения, выходные разъемы (сетевой интерфейс) и экран (дисплей) видоискателя, программ синхронного воспроизведения видеоизображение, видеосвязи и способы трансляции, складного механизма для экранов видоискателя. Детально целесообразно описать преимущественно отличительные от известных существенные особенности выполнения признаков предложенного изобретения.
Сущность изобретения целесообразно пояснить с помощью следующей схематически изображенной фигуры чертежа.
На фигуре представлена схема панорамной видеокамеры 1 с тремя объективами: правый объектив панорамной видеокамеры 2, центральный объектив панорамной видеокамеры 3, левый объектив панорамной видеокамеры 4, видоискатель с тремя экранами (дисплеями) 5: правый экран 6, центральный экран 7, левый экран 8, тремя усилителями сигнала 9, сенсорный дисплей управления 10, пульт управления панорамной видеокамеры 11, аккумулятор 12, микрофон 13, гнезда для внешних устройств сетевого интерфейса 14, фотовспышки 15.
Достигаемый технический результат устройства обеспечивают посредством трех объективов 2, 3, 4 (Фиг.) панорамной видеокамеры 1 (Фиг.), что включает использование трех объективов 2, 3, 4 (Фиг.), видоискателя 5 (Фиг.) с тремя экранами 6, 7, 8 (Фиг.), трех усилителей сигнала 9 (Фиг.), сенсорного дисплея управления 10 (Фиг.), пульта управления панорамной видеокамеры 11 (Фиг.), аккумулятора 12 (Фиг.), микрофона 13 (Фиг.), гнезд для внешних устройств сетевого интерфейса 14 (Фиг.), фотовспышек 15 (Фиг.), заключенными в один корпус, формирующие видеосигнал или цифровой видеопоток, выполняющие синхронную запись, обработку, сохранение и передачу информации, связанные между собой в одну управляющую цепочку аппаратным и программным обеспечением, операционной системой, интерфейсом, с функциями синхронизации информации (видео, фото, звуковая информация) для создания объемного панорамного видеоизображения на качественно новом уровне с углом обзора 360°, например, в качестве устройства передающей телепорт станции по способу для передачи информации на экраны принимающей телепорт станции по способу передачи и приема информации (патент РФ «Евразийский патент» №037243, 2014) в более удобном для пользователя обзоре 360° и наиболее реалистичного погружения.
Вышеизложенного достаточно для понимания сущности достижения технического результата с помощью заявленного устройства. Также, вышеизложенным наглядно показано, что достижение указанного технического результата может быть обеспечено только неразрывно взаимосвязанной совокупностью всех существенных признаков заявленных объектов, отраженных в формуле полезной модели.
Для практического создания панорамной видеокамеры как устройства с тремя объективами и с тремя экранами видоискателя с тремя интерфейсами связи, отдельными сетевыми интерфейсами, с микрофоном, пультом управления и блоком питания по заявленному устройству, предназначенному для записи, обработки, сохранения, приема и передачи информации с углом обзора 360° применяют известные элементы, узлы, аппаратное и программное обеспечение, соответствующие современному уровню науки и техники в области видеотехники, электронной техники, трехмерных изображений, и возможные для производства.
Телевизионные сигналы и потоки данных, осуществляемые посредством известных существующих стандартов, таких как: DVB-T, DVB-T2, DVB-C, DVB-S, DVB-S2, ATSC, ISDB-T, DTMB, NTSC, PAL, SECAM через известные способы передачи, например: эфирное наземное телевидение - DVB-T и DVB-T2, спутниковое телевидение, кабельное телевидение, цифровое телевидение, скоростные каналы связи, локальные сети и Интернет, предлагаемые для передачи и приема информации на панорамной видеокамере, созданы и успешно действуют, охватывая весь мир. Поэтому данное техническое решение является пригодным для промышленного применения и имеет высокий коммерческий потенциал. В известных источниках патентной и иной научно-технической информации не выявлено устройств с указанной в предложении всей совокупностью существенных признаков, поэтому данное техническое решение соответствует критерию «новизна».
Сравнительный анализ предложенного технического решения с известными аналогичными изобретениями, показал, что наличие набора трех объективов трех видеокамер, связанных между собой аппаратным и программным обеспечением, интерфейсом, с тремя электронными, сенсорными видоискателями, представляющими собой компактный трехэкранный видеомонитор с интерактивным управлением их работой, создающие пользователю обзор в 360° с интерактивным управлением их работой, с конструкторской и технологической возможностью изменять круговой обзор путем организации трехмерной и объемной записи и трансляции изображения, звука, приводит к появлению новых технических качеств, в частности, таких:
усовершенствование конструкции, достигаемое благодаря использованию вместо одного объектива целого набора объективов панорамной видеокамеры, а именно трех объективов для получения более эффективного результата при съемке панорамного кругового объемного видеоизображения в 360 градусов;
усовершенствование конструкции, достигаемое благодаря использованию вместо одного или двух видоискателей, целого набора экранов, а именно три, охватывающие угол обзора в 360°, управляемых пользователем;
расширение функциональных возможностей, достигаемое благодаря возможности ведения и передаче съемки панорамного кругового объемного видеоизображения в 360° путем программированной автоматической одновременной трансляции информации (видео-, фото-, звуковая информация) от одной видеокамеры с тремя объективами;
создание объемного изображения со стереозвуком, что достигается путем одновременного приема и обработки изображения и звукового сопровождения от всех объективов и микрофона, что означает переход к новому поколению видеокамер с новым способом записи, передачи и приема информации (видео, фото, звуковая информация).
Вышеуказанные свойства панорамной видеокамеры не очевидны и не вытекают явным образом из существующего уровня техники, на основании чего можно сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию «новизна».
На основе предлагаемого устройства - панорамной видеокамеры с углом обзора 360° возможны многочисленные модификации, в частности, по размерам, форме, разрешению, качеству экранов, объективов, аппаратному и программному обеспечению их пространственной ориентации и назначению. Варианты модификации зависят от особенностей сферы использования предлагаемой полезной модели: телевидении, журналистике, кинематографе, при проведении видеоконференций, в образовании, здравоохранении, туризме, индустрии развлечений, военном деле, для бытового использования, однако все модификации находятся в рамках предложенного технического решения.