Охранная телевизионная система с расширением динамического диапазона в режиме компьютерной регистрации изображений..

Охранная телевизионная система с расширением динамического диапазона в режиме компьютерной регистрации изображений..

Охранная телевизионная система с расширением динамического диапазона в режиме компьютерной регистрации изображений

СМЕЛКОВ Вячеслав Михайлович, кандидат технических наук, доцент

Источник: Журнал «Специальная Техника» № 6 2007 год

В работе [1] была предложена аналитическая оценка способа расширения динамического диапазона охранной телевизионной системы при многоканальном преобразовании «свет-сигнал» в телекамере. Сложности принципиально необходимого совмещения изображения наблюдаемой сцены с телевизионными растрами фотоприёмников на матричных ПЗС приводят к практической реализации этого способа лишь при двухканальном параллельном преобразовании [2, 3, 4]. Однако и для двухканального преобразования «свет-сигнал» это совмещение растров, остаётся оптико-механической задачей с очевидными сложностями, как в процессе изготовления телевизионной системы, так и в процессе её эксплуатации.

По мнению ведущих отечественных специалистов [5, с. 23], в настоящее время, происходит срастание компьютерной техники, телевидения и связи, характерное для второго этапа твердотельной революции в телевидении. Очевидной тенденцией этого процесса является встречное движение к телевидению со стороны разработчиков компьютерной техники. В качестве примера этого явления можно назвать наличие на рынке продукта серии AverTV, состоящего из платы тюнера с установочным компакт-диском, которые способны превратить компьютер пользователя в настоящий мультимедийный центр, т.к. на нём можно смотреть телепрограммы, проводить видеоконференции, делать снимки и видеозаписи.

Ниже предлагается техническое решение телевизионно-компьютерной-системы, способной решать задачу расширения динамического диапазона регистрируемых изображений при двухканальном последовательном преобразовании «свет-сигнал» с использованием в телекамере единственного фотоприёмника на матрице ПЗС и с установленным в компьютере продуктом AverTV.

В этом решении выполняется запись в компьютер двух последовательных снимков композитного видеосигнала телевизионной камеры, при этом сам видеосигнал подготовлен для съёмки и представляет собой две периодические последовательности, следующие с интервалом времени между снимками. Кадровые составляющие каждой последовательности сформированы при двух различных длительностях накопления фотоприёмника, которые оптимальны или близки к оптимальным значениям соответственно для светлых и тёмных деталей передаваемых фрагментов сцены.

Структурная схема системы изображена на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема телевизионно-компьютерной системы

Она состоит и последовательно соединённых по композитному видеосигналу телекамеры (1) и компьютера (2). Телекамера содержит последовательно расположенные и оптически связанные объектив (1-1) и датчик (1-2) телевизионного сигнала, а также RS-триггер (1-3) и последовательно соединённые селектор (1-4) синхроимпульсов, счётчик-делитель (1-5) и блок (1-6) предустановки и коммутации (БПК). «S»-вход RS-триггера (1-3) является входом «Пуск», а «R»-вход RS-триггера (1-3) – входом «Стоп» телекамеры (1).

Отметим, что управляющие импульсы на входы «S» и «R» RS-триггера (1-3) могут быть поданы от компьютера (2) через блок (1-7) сопряжения интерфейса -RS-232 или RS-485, установленный в телекамере (см. рис. 1).

В качестве датчика (1-2), как и в решении [3], может быть использована предлагаемая российской фирмой «ЭВС» (г. Санкт-Петербург) бескорпусная камера VSI-746, которая выполнена на основе матрицы ПЗС с числом элементов 582×752 и размером мишени по диагонали ½ дюйма.

Особенностью датчика (1-2) является наличие первого и второго управляющих входов. Для прибора VSI-746 первым управляющим входом является вывод 20 микросхемы CXD2463R. Если необходимо включить автоматическую регулировку времени накопления (АРВН), нужно подать на этот вывод логический «0», для переключения в режим ручного управления – логическую «1» в уровнях ТТЛ.

Второй управляющий вход прибора VSI-746 образуют выводы 11, 12, 13 микросхемы CXD2463R. Для работы в режиме АРВН эти выводы должны «висеть в воздухе», т.к. на них с помощью высокоомных резистивных делителей подаются соответствующие потенциалы в диапазоне 1,3 – 3,5 Вольт. Если необходимо переключение восьми значений фиксированных экспозиций в диапазоне от 10 мкс. до 10 мс, то на них должны быть поданы кодовые комбинации из нулей («0») и единиц («1»), указанные в приведённой ниже табл.1.

В настоящем решении используются две кодовые комбинации: «000», соответствующая минимальному времени накопления фотоприёмника, равному 10 мкс, и «111» – максимальному времени в 10000 мкс. Предустановка этих кодов предусмотрена в блоке БПК (1-6) телекамеры.

Таблица 1