Устройство телевизионного наблюдения

Полезная модель относится к телевизионной технике и преимущественно может быть использовано в системах дистанционного наблюдения, где оператору необходимо наблюдать за несколькими объектами одновременно, дополнительно более тщательно рассмотривая интересующие его детали первоначально предъявляемого изображения.
Известно устройство телевизионного наблюдения ( патент РФ № 2126601, МПК H04N 7/00, 7/18, опубл. 20.02.99 г.), содержащее первый объектив, первый датчик телевизионного сигнала, формирователь сигнала рамки и видеоконтрольный блок, светоделитель, второй датчик телевизионного сигнала, блок позищюнирования, селектор синхроимпульсов и блок коммутации.
Недостатком известного устройства является пониженная разрешающая способность изображе1шя увеличенного фрагмента как в продольном, так и поперечном направлениях.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство телевизионного наблюдения ( патент РФ №2142676, H04N 7/00, 7/18, опубл. 20.12.99 г.) содержащее оптический блок , состоящий из последовательно расположенных и оптически связанных первого объектива , полупрозрачного зеркала, отражающего зеркала и второго объектива , первый датчик телевизионного сигнала , блок наведения , состоящий из дешифратора команд , электропривода горизонтального перемещения и электропривода вертикального перемещения, датчика положения по горизонтали и датчика положения по вертикали, блок управления, видеоконтрольный блок , второй датчик телевизионного сигнала, снабженный подвижками перемещения соответственно по горизонтали и вертикали, селектор синхроимпульсов , формирователь сигнала отметки и
блок коммутации, при этом первый выход оптического блока, являющийся выходом второго объектива, оптически связан с фотомишенью первого датчика телевизионного сигнала, а второй выход оптического блока , являющийся вторым выходом полупрозрачного зеркала , оптически связан с фотомишенью второго датчика телевизионного сигнала, а блок наведения содержит датчик положения по горизонтали, механически связанный с электроприводом горизонтального перемещения, и датчик положения по вертикали, механически связанный с электроприводом вертикального перемещения, при этом первый вход блока наведения механически связан с подвижкой перемещения по горизонтали второго датчика телевизионного сигнала, второй выход блока наведения - с подвижкой перемещения по вертикали второго датчика телевизионного сигнала, четвертый выход блока наведения подключен к первому управляющему входу формирователя сигнала отметки, а пятый выход блока наведения - к второму управляющему входу формирователя сигнала отметки, вход строчной и вход кадровой синхронизации которого подключены соответственно к первому и второму выходам селектора синхроимпульсов, вход которого подключен к выходу первого датчика телевизионного сигнала и соответственно к первому информационному входу блока коммутации, второй информационный вход которого подключен к выходу второго датчика телевизионного видеосигнала, третий информационный вход блока коммутации - к выходу формирователя сигнала отметки, управляющий вход блока коммутации - к третьему выходу блока наведения, а выход блока коммутации - к входу блока управления и через его первый вход к входу видеоконтрольного блока Недостатками прототипа являются:
-сложная настройка и юстировка оптических осей объективов и отражающих плоскостей зеркал оптического блока;
-отсутствие возможности наблюдения за несколькими объектами одновременно;
-отсутствие возможности наблюдения процессов, ранее происходивших на наблюдаемом объекте;
-отсутствие возможности более тщательного анализа деталей изображения воспроизводящего процессы или события, происходившие на объекте ранее.
Поставлена задача - повысить надежность устройства, получить возможность оперативного наблюдения за объектом (группой объектов), а также возможность масштабирования вьщеленной части видеоизображения, возможность фиксации изображения на носителе для последующего анализа, возможность последующего тщательного анализа видеоизображения, зафиксированного на носителе с возможностью выборочного масштабирования.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве телевизионного наблюдения, содержащем оптический блок, датчик телевизионного сигнала, селектор синхроимпульсов, блок видеоконтроля, блок управления, блок управления содержит центральный процессор, клавиатуру и манипулятор, связанные двусторонней шиной, а в устройство дополнительно введены диафрагма, счетчик строчных синхроимпульсов, диспетчер кадров, электронный ключ, блок обработки видеоизображения, включающий в себя декодер телевизионного сигнала и видеоконтролллер, блок памяти, шина контроля и отправления, связывающая вход-выход контроля и управления центрального процессора с входами-выходами контроля и управления диспетчера кадров, декодера телевизионного сигнала, видеоконтроллера, блока памяти и блока видеоконтроля, при этом кадровый выход селектора синхроимпульсов подключен к одному из входов диспетчера кадров, а ко второму входу диспетчера кадров подключен выход счетчика строчных синхроимпульсов, вход которого подключен к строчному
выходу селектора синхроимпульсов, управляющий выход диспетчера кадров подключен к входу управления электронного ключа, а вход декодера подключен к выходу электронного ключа, первый цифровой вход видеоконтроллера подключен к выходу декодера, второй цифровой вход - к выходу блока памяти, аналоговый выход видеоконтроллера подключен к входу блока видеоконтроля, цифровой выход видеоконтроллера - к блоку памяти.
Для наблюдения за несколькими объектами в устройство телевизионного наблюдения может быть введено N-oe (по числу объектов) количество оптических блоков, селекторов синхроимпульсов, счетчиков синхроимпульсов и электронных ключей. Подключение их аналогично описанному выше.
Сопоставимый анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается другим техническим решением оптического блока (в него введена диафрагма, последовательно соединенная с объективом), наличием новых блоков, наличием новых связей между новыми и остальными блоками, отсутствием блоков, связанных с электромеханическим способом перемещения и наведения. Совокупность этих признаков не известна из уровня техники, поэтому предлагаемое решение соответствует требованию новизны.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема заявляемого устройства.
Устройство телевизионного наблюдения содержит оптический блок 1, состоящий из последовательно соединенных и оптически связанных объектива 1-1 и диафрагмы 1-2, выход диафрагмы оптически связан с фотомишенью датчика телевизионного сигнала 2, селектор синхроимпульсов
3,вход которого подключен к выходу датчика телевизионного сигнала, строчный выход блока 3 подключен к счетчику строчных синхроимпульсов
.
ключа 6, вход которого подключен к тому же выходу датчика телевизионного сигнала, что и блок 3, а выход подключен к блоку обработки видеоизображения 7, а именно ко входу декодера видеосигнала 7-1. Выход блока 7-1 подключен к первому цифровому входу видеоконтроллера 7-2, а к второму цифровому входу 7-2 подключен выход блока памяти 8, цифровой выход блока 7-2 подключен к входу блока 8, а аналоговый выход к блоку видеоконтроля 9. Помимо этого устройство телевизионного наблюдения содержит блок управления 10, состоящий из центрального процессора 10-1 и связанных с ним клавиатуры 10-2 и манипулятора 10-3 первой шиной контроля и управления 10-4, вторая шина 11 контроля и управления связывает входы-выходы контроля и управления блоков 5, 7-1, 7-2, 8, 9 с вторым входом-выходом блока 10-1.
При наблюдения за несколькими объектами в устройство телевизионного наблюдения вводится N-oe количество (по числу объектов) оптических блоков, датчиков телевизионного сигнала, селекторов синхроимпульсов, счетчиков строчных синхроимпульсов, электронных ключей. Схема подключения вышеперечисленных устройств аналогична схеме подключения блоков 1, 2, 3, 4, 5, 6, причем выходы всех электронных ключей подключаются к входу блока 7-1.
Предпочтительно использовать в качестве датчиков телевизионного сигнала видеокамеры компании Watec America Соф. (США) дающих разрешение 570 твл, а в качестве оптического блока объективы фирмы Computar (США ), имеющие диафрагмы с ручной предустановкой или с автоматической самонастройкой.
Селектор 3 синхроимпульсов предназначен для выделения из полного телевизионного сигнала, вырабатываемого на выходе датчика 2, импульсов кадровой и строчной частоты. При поступлении кадрового синхроимпульса на один из входов диспетчера кадров, блок 5 выдает на управляющий выход сигнал, открывающий электронный ключ 6. Счетчик 4 строчных синхроимпульсов ведет подсчет строк, и по приходу последнего
синхроимпульса кадра подает на один из входов диспетчера кадров сигнал последнего синхроимпульса. Получив данный сигнал, блок 5 выдает на управляющий вход сигнал, запирающий электронный ключ 6. Порядок поступления кадров от различных датчиков телевизионного сигнала на вход блока 7 задается центральным процессором 10-1 по шине 11. Техническое решение селектора 3 и счетчика 4 известны, реализация бока диспетчера 5 на базе дешифратора также известна, известна и реализация электронных ключей 6 (Ерофеев Ю.П. Импульсные устройства. - М. : Высшая школа, 1989г.).
Последовательность видеокадров поступает с выхода блока 6 на вход
декодера 7-1 блока 7 обработки видеосигнала, где оцифровывается и подается
на один из цифровых входов видеоконтроллера 7-2. Блок 7-2 математически
обрабатывает (экстраполирует или интерполирует) цифровой видеосигнал, тем
самым сжимая или увеличивая размер кадра по алгоритму заданному блоком
10-1 по шине И. Сформированный видеосигнал преобразуется
видеоконтроллером в аналоговую форму и с аналогового выхода подается на
вход блока 9 видеоконтроля. Помимо этого блок 7-2 через цифровой выход
подает оцифрованные кадры, поступивщие с выхода блока 7-1, на вход блока 8
памяти, присваивая каждому кадру метку номера камеры и метку текущего
времени. Устройство аналогов блоков 7 и 9 известно и описано в книге
Колесниченко О.В., Шишигин О.В. Аппаратные средства PC. - СПб. : 2000г.
Все кадры, поступившие на вход блока 8 памяти записываются и хранятся.
При просмотре хранимой информации, сигнал с выхода блока 8 поступает на
второй цифровой вход блока 7-2. Предпочтительно для устройства записи и
хранения использовать накопитель на жестких дисках, например компании
Seagate (США). Как вариант, в состав блока 8 памяти могут входить
накопитель на приводе CD-ROM или DVD, печатающее устройство принтер
и модем для передачи-приема видеоинформации в цифровом виде по
блока 8. Данные устройства известны и описаны, например, в книге (Колесниченко О.В. , Шишигин О.В. Аппаратные средства PC. - СПб. : 2000г.)
Оператор при помощи клавиатуры 10-2 и манипулятора 10-3 типа «мышь или «джойстик подает команды настройки, тестирования и управления на центральный процессор 10-1. Предпочтительна реализация центрального процессора на базе IBM -совместимых процессоров компаний Intell или AMD с тактовой частотой не ниже 1 ГГц. Взаимодействие блока 10-1 с устройствами комплекса осуществляется программами-драйверами по системной шине 11 контроля и управления. Операционная система центрального процессора аналогична OS DOS и, по возможности, совместима с ней.
Благодаря подобной организации взаимодействия блоков устройства телевизионного наблюдения, оператору предоставляется следующие возможности манипулирования видеоизображением:
-вывод на экран видеоконтрольного блока нескольких полей изображения по числу видеокамер;
-задание очередности расположения полей изображения на экране блока видеоконтроля;
-увеличение размеров поля изображения до размеров растра ;
-увеличение размеров двух-трех полей изображения одновременно до размеров, необходимых оператору для более тщательного анализа процессов, наблюдаемых различными видеокамерами;
-выбор в поле изображения интересующей области и электронное увеличение выбранной области, для более детального анализа процесса, находящегося в поле зрения видеокамеры.
Происходит это следующим образом. По умолчанию центральный процессор разбивает растр видеоконтрольного блока на несколько полей изображения, передавая координаты полей на видеоконтроллер, который
. и{
сжимает размер кадра до размера поля изображения и передает кадры на блок видеоконтроля в порядке их первоначального поступления. По умолчанию порядок поступления задается центральным процессором, который при настройке устройства программно присваивает каждому электронному ключу номер. При работе устройства с одним датчиком телевизионного сигнала, центральный процессор задает через диспетчер кадров сигнал «открыт постоянно на электронный ключ с первым номером.
Оператор, пометив на экране видеоконтрольного блока необходимое поле изображения меткой манипулятора может присвоить, при помощи клавиатуры, другой номер выбранному полю изображения. Центральный процессор через видеоконтроллер изменяет номера полей, и необходимый кадр занимает выбранное поле изображения. Оператор имеет возможность более тщательно сравнивать процессы наблюдаемые разными камерами, при этом запись кадров в блок памяти продолжает происходить в порядке номеров электронных ключей.
Оператор, пометив на экране видеоконтрольного блока необходимое поле изображения меткой манипулятора может увеличить заданное поле до размеров растра, подав команду с клавиатуры. Центральный процессор подает соответствующую команду на видеоконтроллер, который воспроизводит на экране блока видеоконтроля изображение выбранного кадра в несжатом формате, при этом запись изображений от всех датчиков телевизионного сигнала в блок памяти происходит в обычном порядке.
Оператор, пометив на экране видеоконтрольного блока два-три необходимых поля изображения меткой манипулятора может одновременно увеличить изображение выбранных полей, при этом центральный процессор разбивает растр видеоконтрольного блока на выбранное количество полей и дает команду видеоконтроллеру увеличить размеры выбранных кадров до формата новых полей, при этом запись изображений от всех датчиков телевизионного сигнала в блок памяти происходит в обычном порядке.
Оператор, установив курсор манипулятора в поле изображения на интересующую его область, подает команду на масштабирование. Центральный процессор, определив координаты метки курсора, подает на видеоконтроллер команду на увеличение размеров кадра и на совмещение центра поля изображения (или центра растра, если на видеоконтрольный блок выведено изображение от одного датчика телевизионного сигнала) с координатами метки курсора. Изображение увеличенного кадра, выходящее за рамки поля, обрезается, при этом запись изображений от всех датчиков телевизионного сигнала в блок памяти происходит в обычном порядке.
При воспроизведении архива из блока памяти, оператор имеет такие же возможности манипулирования изображением, что и при работе в оперативном режиме.
Данное устройство позволяет повысить его надежность , получить возможность оперативного наблюдения за объектом (группой объектов), а также возможность масштабирования выделенной части видеоизображения, возможность фиксации изображения на носителе для последующего анализа.