СИСТЕМА СКОРОСТНОЙ ЦИФРОВОЙ ВИДЕОСЪЕМКИ

Полезная модель относится к телевизионной технике и может использоваться в системах скоростной цифровой видеосъемки для передачи и обработки видеосигналов быстропротекающих процессов.
Известно устройство на основе фотоприемной ПЗС-матрицы [1] (ПЗС - прибор с зарядовой связью), включающее объектив и последовательно соединенные между собой фотоприемную ПЗС-матрицу с устройством антиблюминга, расположенную в фокальной плоскости объектива, а также блок усиления и обработки видеосигнала и блок управления фотоприемной ПЗС-матрицей, выход которого соединен с управляющими шинами фотоприемной ПЗС-матрицы, причем перед объективом дополнительно введен оптический фильтр переменной плотности, изменяющий коэффициент пропускания в зависимости от интенсивности падающего на него потока излучения.
Недостатком такого устройства являются ограниченные возможности, поскольку в нем не предусмотрены средства для передачи видеосигнала на большие расстояния.
Известно также видеокамера [2], 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 передачи видеосигнала по витой паре [3], содержащая передатчик и приемник, соединенные линией связи, выполненной в виде витой пары, и источник электропитания, при этом передатчик содержит последовательно соединенные блок согласования с источником сигнала, предкорректор, блок преобразования сигнала в симметричный вид и блок защиты и согласования с линией, выход которого через витую пару подключен ко входу приемника, который содержит последовательно соединенные блок защиты и согласования с линией, блок дифференциального преобразования, усилитель - корректор амплитудно-частотой характеристики линии связи.
Недостатками такой системы являются ограниченные возможности, поскольку в нем не предусмотрены средства для передачи видеосигнала на большие расстояния из-за затухания сигнала в линии связи, невозможность осуществления скоростной цифровой видеосъемки из-за наличия распределенной емкости в линии передачи видеосигнала.
Кроме того, наличие гальванической связи между выходом передатчика и входом приемника через витую пару ухудшает условия передачи видеосигнала по линии связи.
Технический результат, заключающийся в устранении отмеченных недостатков достигается в предлагаемой системе скоростной цифровой видеосъемки, содержащей видеокамеру, выход которой связан посредством канала передачи видеосигнала с блоком приема и обработки информации, видеоконтрольный блок и источник электропитания, тем, что в нее введен коммутационно-распределительный узел, содержащий электрические разъемы для передачи и/или приема сигналов синхронизации и для подключения видеоконтрольного блока и источника электропитания к соответствующим элементам системы, а также оптический разъем, связанный с видеокамерой и волоконно-оптический кабель связи, подключенную с одной стороны к оптическому разъему, а с другой - к блоку приема и обработки информации.
Введение волоконно-оптического кабеля с оптическим разъемом позволило увеличить расстояние от передатчика до приемника, обеспечило передачу видеосигнала на большой частоте, а также позволило устранить гальваническую связь между выходом передатчика и входом приемника через витую пару, что ухудшало условия передачи видеосигнала по линии связи.
Дополнительный технический результат, заключающийся в повышении удобства при эксплуатации системы достигается тем, что коммутационно-распределительный узел выполнен в виде укладчика волоконно-оптического кабеля связи, при этом укладчик волоконно-оптического кабеля связи выполнен в виде барабана, на фланце которого расположены электрические и оптический разъемы.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 приведена блок-схема системы;
- на фиг.2 показана конструкция укладчика волоконно-оптического кабеля связи Система скоростной цифровой видеосъемки (фиг.1) содержит видеокамеру 1, выход которой связан посредством канала передачи видеосигнала с блоком 2 приема и обработки информации, видеоконтрольный блок 3, источник электропитания 4 и коммутационно-распределительный узел 5, содержащий электрические разъемы 6-10 для передачи и/или приема сигналов синхронизации и для подключения видеоконтрольного блока и источника электропитания к соответствующим элементам
системы, а также оптический разъем 11, связанный с видеокамерой 1, и волоконно-оптический кабель 12 связи, подключенный с одной стороны к оптическому разъему 11, а с другой - к блоку 2 приема и обработки информации.
Видеокамера 1 имеет электрические разъемы 13 и 14, источник 4 электропитания имеет разъем 15, а блок 2 приема и обработки информации имеет оптический разъем 16.
Коммутационно-распределительный узел 5 выполнен в виде укладчика волоконно-оптического кабеля 12 связи, а именно - в виде барабана 17 (фиг.2), на фланце 18 которого расположены электрические разъемы 6-10 и оптический разъем 11.
Система работает следующим образом.
Видеокамера 1 осуществляет ввод изображений в соответствии с установленными параметрами съемки, которые могут задаваться сигналами управления как с пульта визира (на чертежах не показан), расположенного в видеоконтрольном устройстве 3, так и с помощью стандартной клавиатуры и мыши (на чертежах не показаны) блока 2 приема и обработки информации (компьютера пользователя), подключаемого через соответствующий разъем и коммутационно-распределительный узел 5 к видеокамере 1. При этом обеспечивается взаимная синхронизация сигналов при работе видеокамеры 1 и блока 2.
Видеокамера 1 питается через электрические разъемы 10 и 15 от источника 4 электропитания, который может иметь различные исполнения с возможностью подключения как к электросети, так и к аккумулятору (на чертеже не показан).
Визир видеоконтрольного устройства 3 предназначен для наведения оператором видеокамеры 1 на объект съемки и для оценки качества регистрируемого изображения и управления всеми режимами работы системы в том числе просмотром снятых сюжетов.
Изображения, регистрируемые видеокамерой 1, преобразуются в видеосигнал и передаются через кабель 19, оптический разъем 11 и оптический кабель 12 связи в блок 2 для обработки и хранения.
Объем буферной памяти блока 2 может составлять от 2 до 16 Гбайт, что обеспечивает время записи сюжетов с максимальным размером кадра от 3,35 до 33,5 секунды, при этом имеется возможность увеличения времени ввода за счет ограничения окна регистрируемого изображения.
В зависимости от поставленных требований волоконно-оптический кабель 12 связи может быть длиной более 1 км, что позволяет разместить блок 2 приема и обработки информации (компьютер пользователя) на значительном расстоянии от видеокамеры 1. При этом, в отличие от прототипа и благодаря тому, что в системе используется волоконно-оптический кабель 12 связи, видеосигнал передается без затухания с максимально возможной частотой при передаче информации, за счет чего обеспечивается регистрация и обработка быстропротекающих процессов - скоростная цифровая видеосъемка.
Синхронизация камеры, в зависимости от установленных параметров, может осуществляться от внешнего синхроимпульса или от компьютера (программный запуск).
Разъемы 13 и 7, через которые поступают синхроимпульсы, подключаются через кабели 20 и 21 к испытательному стенду 22 (показаны пунктиром), с помощью которого производится настройка и испытание системы скоростной цифровой видеосъемки.
Благодаря использованию волоконно-оптического кабеля связи улучшаются условия передачи видеосигнала (без затухания), повышается быстродействие при скоростной видеосъемке, а благодаря выполнению коммутационно-распределительного узла 5 в виде укладчика волоконно-оптического кабеля связи - барабана 17, на фланце 18 которого расположены электрические и оптический разъемы 6-11, улучшаются условия эксплуатации, поскольку появляется возможность при необходимости с учетом реальных требований изменять расстояние между видеокамерой 1 и блоком 2 приема и обработки информации, что повышает удобство при использовании системы в реальных условиях. Изменение расстояния обеспечивается намоткой волоконно-оптического кабеля 12 на барабан 17 (или наоборот, разматыванием кабеля с барабана).
Система скоростной цифровой видеосъемки реализована на основе блоков и узлов цифровой вычислительной техники и находится в серийном изготовлении.
Источники информации:
1. Патент РФ на полезную модель №32347, М. Кл. H 04 N, 5/235, опублик. 2003.
2. Свидетельство РФ на полезную модель №11433, М. Кл. H 04 N, 1/00, опублик. 1999.
3. Свидетельство на полезную модель №32347, М. Кл. H 04 N, 5/235, опублик. 2003.