Фрагмент 3-го выпуска справочника "Кто есть кто в робототехнике"

Изображения, создаваемые любой телевизионной или тепловизионной системой, передающей натурные сцены, деградирует при ухудшении метеоусловий: во время тумана и атмосферных осадков; при песчаных или пыльных бурях; при съёмке далеко расположенных объектов, когда оказывает существенное влияние атмосферная дымка. Электронный контрастор позволяет существенно улучшить качество изображения во всех перечисленных случаях. Он легко включается в состав телевизионных и тепловизионных систем, цветных и черно-белых. Контрастная чувствительность систем с ПЗС-матрицей – 0,1-1,0% в зависимости от типа ПЗС.

 

"Черный ящик" в автомобиле: технологии западных автоконцернов "отрихтуют" водителей  - http://www.liveinternet.ru/users/albrs/post402370094/

 

Промышленная видеоскопическая система IPLEX осуществляет измерение габаритных размеров, глубины/высоты, площади, а также отображение профиля поперечного сечения повреждений и дефектов. Технология трёхмерных измерений основана на том, что изображение формируется двумя объективами, чем обеспечивается точность измерения глубины. Ось объектива видеоскопа не обязательно должна располагаться перпендикулярно поверхности измеряемого дефекта. 

Измерительные режимы при контроле трубопровода:

1. "Глубина". Измеряется расстояние  (глубина или высота) между гипотетической плоскостью, обозначенной вокруг дефекта тремя точками, и четвёртой точкой, установленной внутри вмятины или на вершине выступа.

2. "Длина ломаной линии". В дополнение к измерениям длин отдельных отрезков может быть измерена длина ломаной линии на сложно изогнутой поверхности. Удобен при измерении длины трещин сложной формы на внутренней поверхности труб и трещин сварных швов.

3. "Профиль". Отображается профиль сечения поверхности плоскостью, проходящей через объектив и две точки, отмеченные на поверхности.

 

Купольная камера Legend. Особенность - система мотора SilkTrak Closed-loop. Прямой привод SilkTrak устраняет необходимость использования шкивов и приводных ремней, обеспечивая плавное перемещение. Технология Closed-loop позволяет позиционировать камеру с точностью до 0,015 градусов.

Определение рациональных коэффициентов компрессии целевой информации средств дистанционного зондирования Земли в функции частотных свойств их оптико-электронных трактов применительно к алгоритму JPEG2000.

Фрагмент 3-го выпуска справочника "Кто есть кто в робототехнике"

Звено компрессии (сжатия, устранения избыточности) изображений становится сегодня неотъемлемой частью спутников ДЗЗ (дистанционного зондирования Земли), поскольку в условиях ограниченных объема бортовых запоминающих устройств (ЗУ) и пропускной способности каналов связи значительно позволяет значительно увеличить производительность космических аппаратов (КА). Чем больше коэффициент компрессии (КК), тем большее количество снимков (или за меньшее время) можно передать с борта КА потребителю. Однако с ростом коэффициента сжатия падает качество изображений (КИ). В связи с этим необходимо определить область рациональных коэффициентов сжатия целевой информации, при которых качество обработанных изображений незначительно ухудшалось бы по отношению к оригиналу.

В данной работе показывается, что, во-первых, область таких рациональных коэффициентов существует и, во-вторых, их значения зависят от частотных свойств оптико-электронного тракта.

Известно, что качество сжатого изображения при заданной степени компрессии зависит от его корреляционных свойств, то есть от его текстурного состава. Чем большая коррелируемость исходного изображения, тем эффективнее оно сжимается. При этом эффективность сжатия может быть оценена взаимосвязанной парой показателей – КК-КИ.

Для оценки эффективности исследуемого алгоритма использовались имитационные изображения (ИИ), имеющие исключительно высокочастотную текстуру с радиусом корреляции, определяемым параметром сквозной апертурной функции оптико-электронного тракта - s. Чем выше s, тем в большей степени коррелированно ИИ. Говорят, что такие изображения состоят исключительно из микромасштабных элементов. Уровень принципиально не устранимых искажений первого рода задавался параметром x = s/D, где D - шаг “решетки” фотоприемника. Ранее полученные результаты показали, что при x > 0.5 эти искажения могут считаться приемлемыми. Для исключения декоррелируемости имитационных изображений они не зашумлялись.

Исследовалось влияние компрессии на изменение микромасштаба ИИ, то есть на увеличение их радиуса корреляции по отношению к исходному. Очевидно, что незначительные изменения микромасштаба приводят к аналогичным изменениям качества изображений, поскольку при этом не нарушается исходная текстура изображений.

На рисунке - пример ИИ с x = 0.5. Здесь же представлены результаты моделирования. Их анализ показывает, что существует область рациональных значений коэффициентов компрессии k, при которых микромасштаб обработанных ИИ изменяется в малой степени. Начиная с некоторого критического КК минимальный радиус корреляции R резко возрастает. Для x = 0.5 значение критического КК составляет 5, а для x = 1.0 значение критического КК составляет 8.

Предложенный подход к выбору рациональных КК с использованием изображений, имеющих максимальную текстурную сложность, позволяет оценить потенциально возможное (максимальное) ухудшение качества сжатых изображений. В реальных условиях ухудшение качества будет меньше потенциального из-за наличия в них низкочастотных компонент. По докладу Сокол А. В. на XIV Всероссийской научно-технической конференции «Современное телевидение»

"Черный ящик" в автомобиле: технологии западных автоконцернов "отрихтуют" водителей  - http://www.liveinternet.ru/users/albrs/post402370094/

Фрагмент 3-го выпуска справочника "Кто есть кто в робототехнике"

▪ Усовершенствованный алгоритм автосопровождения (ЗАО "МНИТИ"). Речь идёт о построении современных алгоритмов автосопровождения для телевизионных либо иных растровых систем слежения, которые должны работать в условиях повторяющихся строчных и кадровых сбоев, производить поиск и перезахват отслеживаемого фрагмента при полном экранировании сцены либо заезда подвижного объекта за другие элементы сцены, обладать свойством безразличия к структуре наблюдаемого сюжета и сохранять слежение при отсутствии микроструктуры под точкой слежения. Алгоритм построен по принципу многооконной системы, когда реализовано несколько следящих окон. Такой принцип обеспечивает высокую надежность привязки к сцене с одновременным сохранением приспособительских свойств. В решающей процедуре применен корреляционный метод. Для уменьшения влияния яркостных изменений яркостная информация не используется, имеют значение места и характер яркостных аномалий, по которым формируются эталоны следящих окон. Для оценки качества слежения используются значения корреляционных функций и вид гистограммы этих значений. Их анализ позволяет определять моменты переобновления эталонов, судить о запасе прочности слежения, указывает на отсутствие под точкой слежения достаточно энергетической микроструктуры. В случае, если последнее касается основного окна, то выработка координат по нему ведется с учетом положений других окон до тех пор, пока не проявится достаточная микроструктура. Для вспомогательных окон производится поиск другого аномального участка и перенацеливание на него. В процессе слежения формируется предыстория процесса, где запоминаются основные характеристики состояния системы для данного момента. При возникновении экстремальных ситуаций (сбои, экранирование) производится выбор из предыстории наиболее надежного портрета состояния системы за прошедший временной отрезок. Восстановленное состояние затем используется как глобальный эталон для идентификации момента окончания сбоя. Подвижность объекта выявляется из анализа динамики перемещения его положения относительно остальных окон, одновременно вычисляются характеристики траектории движения. В случае исчезновения объекта эти данные используются для формирования его прогнозируемого положения относительно других окон. При последующем процессе идентификации используется информация о распределении точек эталона и степени уникальности сформированного эталона до момента исчезновения. Представляемый алгоритм был проверен при обсчетах оцифрованных видеофильмах и показал хорошие результаты по надежности работы и его селективным характеристикам.

▪ Лётно-лабораторный комплекс (ЗАО "МНИТИ") Разработана и прошла испытания на вертолёте МИ-26Т телевизионная система висения, обзора и передачи данных СВОП-ТВ для противопожарных вертолётов. ТВ-камера КТ-9 обеспечивает обзор местности под вертолётом в поле зрения 50 × 70 град. в условиях дневной и пониженной освещенности. Отображение видеоинформации, обеспечивающей режим целеуказания и контроль системы, осуществляется видеомонитором, встроенным в приборную доску левого лётчика. Управление режимами работы системы осуществляется от пульта управления ПУ-ВК, который, наряду с формированием сигналов на вычислитель по командам оператора, выполняет функции аналого-цифрового интерфейса вычислителя с другими блоками лётно-лабораторного комплекса, СБИ и навигационной аппаратурой вертолёта. ТВ-передатчик обеспечивает передачу видеоинформации на наземный пульт управления. Вычислитель координат ВК является базовым элементом системы и обеспечивает:

- захват и автосопровождение двух выбранных фрагментов на изображении (реперов), по которым производится оценка координатного смещения относительно выбранной точки висения;

- формирование сигналов на автопилот для управления вертолётом в режиме малых перемещений;

- формирование сигнала на видеомонитор со смешанной индикацией, отображающей проекцию центра масс вертолёта, заданную точку висения, маркеры автосопровождения реперов и данные об изменении высоты висения.

Сигналы углов ориентации вертолёта по тангажу и крену поступают на вычислитель от гировертикали вертолёта МГВ-1СУи используются в программе вычисления ошибки висения и индикации на ВКУ текущего положения проекции ЦТ вертолёта. Для обеспечения оперативной коррекции параметров законов управления в процессе испытаний сигналы от вычислителя ВК подаются на пульт ПРПЧ, с выхода которого они поступают на автопилот вертолёта.

▪ Интегрированные многоспектральные системы наблюдения местности (ЗАО «МНИТИ»). Высокие требования по обнаружительной способности в условиях наблюдения объектов на больших расстояниях, в разное время суток и в различных метеоусловиях не могут быть выполнены при использовании датчика изображения одного типа ввиду ограниченных возможностей каждого из датчиков изображений, работающих в разных спектрах ЭМ-излучсний. Система наблюдения должна быть многоспектральной, чтобы в конкретных условиях наблюдения была возможность выбора наиболее информативного канала. Информационные портреты объекта в разных спектральных диапазонах существенно различны, причем различие тем больше, чем больше разнесены спектральные диапазоны. Поэтому в каждом диапазоне имеется такая информация об объекте, которая отсутствует в других диапазонах. Например, тепловизионный датчик даёт информацию (очень существенную при смысловом анализе сцены) отемпературном контрасте объектов относительно фона, которой нет в ТВ-изображении.

В многоспектральной системе следует не просто пользоваться наиболее информативным датчиком, а формировать информационно наиболее полный портрет объекта наблюдения, интегрируя информацию о нём от разных датчиков. Операцию интегрирования данных способен выполнить человек-оператор, но это требует достаточно большого времени, которым он не располагает в реальной обстановке. Поэтому встаёт задача автоматического построения интегрированного изображения с использованием информации ото всех датчиков многоспектральной системы. Автоматическое интегрирование изображений должно решать две задачи:

— получить эквивалентный датчик нового типа, обладающий всеми достоинствами исходных датчиков, не имея их ограничений;

— получить с помощью нового датчика более полную информацию об объекте наблюдения.

Какой набор датчиков в составе многоспектральной системы представляет интерес в первую очередь? ТВ-датчики имеют наилучшее разрешение и максимальную дальность действия по малоразмерным объектам — но при благоприятных метеоусловиях и в светлое время суток. Тепловизионный датчик регистрирует собственное излучение физических тел и способен компенсировать недостатки ТВ-датчика при работе ночью. Радиолокационный датчик в сравнении с названными обладает существен но меньшими разрешающей способностью и дальностью действия по малоразмерным объектам. И хотя он практически не имеет ограничений по метеоусловиям, но в тех же неблагоприятных метеоусловиях один из двух первых датчиков обеспечит большую дальность действия при большем же разрешении. Поэтому в первую очередь интересно интегрирование телевизионных и тепловизионных датчиков.

После этого выбора необходимо определить принцип интегрирования изображений. Если спектральные зоны датчиков расположены рядом, информация в этих зонах различается несущественно и интегрирование изображений может быть сведено к простому суммированию с взвешиванием слагаемых. Однако, изображения видимого и дальнего ИК диапазонов различаются настолько существенно, что прямое суммирование их по любому правилу взвешивания привело бы к разрушению изображения. В докладе предложен принцип интегрирования, при котором исходные изображения расчленяются на структурные элементы и в результирующее изображение из данного канала отбираются только те из них, которые отсутствуют во втором канале; описан способ разбиения изображения на структурные элементы и логика синтеза из них результирующего изображения. (По материалам конференции «Современные телевизионные технологии. Состояние и развитие»)  А. П. Барсуков, журнал "ТКТ", № 3, 2003 г.

 

"Черный ящик" в автомобиле: технологии западных автоконцернов "отрихтуют" водителей  - http://www.liveinternet.ru/users/albrs/post402370094/

Фрагмент 3-го выпуска справочника "Кто есть кто в робототехнике"

с длиной стрелы да 25 м. Допустимая ветровая нагрузка – до 10 м/с. максимальная нагрузка на стрелу – до 80 кг. Угол поворота стрелы – 360°. Угол наклона стрелы - ± 60°.

 

"Черный ящик" в автомобиле: технологии западных автоконцернов "отрихтуют" водителей  - http://www.liveinternet.ru/users/albrs/post402370094/

 

Беспроводная компактная сетевая камера BL-C30 (801.11b/g) снабжена дистанционно управляемым поворотным устройством и возможностью просмотра живого видео (до 15 кадр/c) через стандартный веб-браузер. Для работы камеры компьютер не требуется. Имеет встроенные IP адрес, датчик движения и ИК сенсор. Температурный датчик работает на расстоянии 5 м. Углы зоны обнаружения - 30 град по горизонтали и 90 град по вертикали.

 

Макрообъектив MAF10B (2/3") позволяет получить изображение с разрешением 1000 твл. Минимальное расстояние до объекта 250 мм (при дисторсии 0,6%), при этом габариты объекта 233 х 175 мм, что сопоставимо с форматом человеческого лица. Фокусное расстояние 10 мм, габариты 65 х 110 мм. Модуль RMD стандарта IMS (Information Network System) обеспечивает дистанционное управление масштабированием, фокусировкой и диафрагмой. Для макрообъектива MAF10B (1/2") габариты объекта составляют 169 х 127 мм

Фрагмент 3-го выпуска справочника "Кто есть кто в робототехнике"

Трубчатые объективы Probe позволяют снимать не только в непосредственной близости от объекта, но и внутри его. Для этого существуют множество различных специальных насадок. Помещенный в пластиковый кофр объектив Probe в форме перископа позволяет снимать под водой, не опуская в воду саму камеру. Тот же перископ даёт возможность получать уникальные кадры при съёмке с низких точек съёмки.

 

"Черный ящик" в автомобиле: технологии западных автоконцернов "отрихтуют" водителей  - http://www.liveinternet.ru/users/albrs/post402370094/

 

Телевизионные камеры стандартного разрешения на матрицах ПЗС с числом элементов по строке около 500 имеют разрешающую способность примерно 380 твл. Это значение, получающееся умножением числа элементов матрицы ПЗС на 0,75, превосходит разрешающую способность большинства квадраторов и стандартных видеомагнитофонов, чем обусловлена оптимальность применения камер стандартного разрешения при построении простых ТВ-систем.

Несмотря на одно и то же значение разрешающей способности, камеры разных фирм значительно отличаются по реальной возможности различения мелких деталей. Это объясняется тем, что другой важнейший параметр, связанный с разрешающей способностью, не одинаков в разных моделях камер. Это глубина модуляции сигнала при наблюдении миры с числом штрихов, соответствующим разрешению 380 твл. В идеальной камере этот параметр должен быть равен 100% - тогда различимость мелких деталей адекватна различимости крупных. Реально в ТВ-камерах лучших фирм этот параметр достигает 70%, а в наименее качественных камерах – менее 10%: изображение в этом случае нерезкое, мелкие детали трудноразличимы, хотя формально разрешение камеры 380 твл.

Противоположный случай – когда в ТВ-камерах применён несимметричный корректор четкости с избыточной коррекцией, как правило, настроенной на максимум миры 150-200 линий. Глубина модуляции здесь может достигать 100%. При это на штриховой мире в 380 линий глубина модуляции снижается до 10-20%. В итоге такие камеры создают «иллюзию четкости»: изображение пестрит резкими углами, контурами линий, а действительно мелкие детали различаются с большим трудом.

В телекамерах стандартного разрешения фирмы «ЭВС» применён симметричный корректор четкости, настроенный на максимум разрешающей способности 400 твл, обеспечивая глубину модуляции не менее 50%. Несмотря на возможность наблюдения камерами «ЭВС» изображений с мирами 400 и даже 500 твл, в паспортах указывается значение 380 линий в соответствии с коэффициентов 0,75 для дискретных систем наблюдения изображений. А. П. Барсуков, журнал "ТКТ", № 3, 2004 г.

Фрагмент 3-го выпуска справочника "Кто есть кто в робототехнике"

Попробуем ответить на примере свободной аппаратной реализации видеокодера Оgg Тhеоrа. На рисунке – сетевая камера Elphel333 с данным видеокодером (в дополнение к сделанному разработчиками русскому переводу, мы даём англоязычную версию  – это поможет в дальнейшем преодолевать трудности с переводом текстов на тему видеотехнологий). Как мы помним на роботе-тележурналисте Afgan Explorer были установлены веб-камеры, то есть – сетевые. Итак, «идеальная» сетевая камера должна обладать тремя важными качествами:

• Высокое разрешение - камера, оборудованная широкоугольным объективом, не пропустит важное событие в отличие от камер с низким разрешением, устанавливаемых на поворотных платформах;

• Высокая частота кадров - не является чем-то новым для аналоговых камер, но вызывает определённые трудности при разработке цифровых устройств с мультимегапиксельными матрицами;

• Хорошее сжатие данных - особенно критично для устройств, совмещающих высокое разрешение и высокую частоту кадров. Без использования современных методов сжатия объём создаваемых камерами данных может в короткие сроки перегрузить сеть и заполнить все накопители.

В большинстве высокоскоростных камер используется формат сжатия JPEG - его можно свободно использовать, он не требователен к вычислительным мощностям (сопоставим с декодером), но обладает слабой эффективностью компрессии.

Алгоритмы видеосжатия асимметричны и требуют для сжатия гораздо больших вычислений, чем для декомпрессии – это значительно усложняет разработку. Кроме того, использование популярных алгоритмов (МРЕG-2, -4) требует определённых лицензионных отчислений.

Кодек Оgg Тhеоrа разработан фондом Хiрh.оrg и составляет реальную конкуренцию алгоритму МРЕG. Он поддерживается такими популярными плеерами, как Хine, Каffeine, Noatun RealРlауеr 10.

Высокое разрешение и высокая частота кадров требуют больших вычислительных мощностей. Ранние модели камер Еlрhеl-313, использующие JPEG и потребляющие 3 Вт, для полноценной работы нуждались в компьютере с процессором частотой 2.5 ГГц. Требования модели 333 в 4-5 раз выше - это делает использование исключительно программных решений непрактичным.

Специализированный встроенный чип также не решает всех проблем. Существуют доступные модели, но большинство из них поддерживает низкое разрешение (640 × 480 и ниже). Развитие новых специализированных микросхем отстаёт от совершенствования алгоритмов сжатия. Результат - отсутствие сетевых камер, обладающих тремя главными качествами одновременно. 

Возможно ли вышеназванное «триединство» вообще? На основе камер Еlрhеl-333 сделана попытка доказать такую возможность. Для достижения этой цели были объединены возможности высокоэффективного реконфигурируемого устройства (FРGА) и встроенного компьютера, управляемого операционной системой GNU/Linuх. Также использована высокопродуктивная свободная модель разработки аппаратных средств FРGА и предоставляемых под лицензией GNU/GPL.

Это позволяет получать доступ к новым видео форматам до появления их окончательной версии, а также способствует постоянному совершенствованию разработок на протяжении всего срока эксплуатации нашей продукции. Большим преимуществом является то, что пользователи могут свободно модифицировать наши изделия под свои задачи.

О программировании FPGA. Основные процессы обработки данных проходят в реконфигурируемой FРGА - на границе между аппаратным и программным мирами. Использование подобного устройства в камере 333 серии позволяет получить производительность, сравнимую с гипотетическим 10-ти гигагерцевым универсальным компьютером, который, к тому же, будет потреблять в сотни раз больше энергии, чем камера.

В чем сходство разработки FРGА и обычного ПО? Иногда FРGА разрабатываются подобно схематике – с диаграммами, где виртуальные компоненты заменяют реальные счётчики, регистры, блоки памяти и так далее. Но чаще всего, особенно в больших проектах, работа напоминает разработку ПО - с файлами исходных кодов, содержащими директивы препроцессора, модули, функции, объявления переменных и операторы.

Есть два популярных языка описания аппаратных средств: VHDL и Verilog HDL, и именно последний используется при разработке камер Еlрhеl. Исходный текст в Verilog выглядит знакомо для большинства программистов, а программы Коnquеrоr, КWritе или Кdevеlор обладают средствами подсветки синтаксиса Verilog.

Значит ли это, что разработка FРGА – самое обычное программирование? В идеале - да, возможно, но пока это не так. Дело в следующих особенностях такого программирования.

• Необходимо понимать, во что будет скомпилирован ваш код, использующий директивы высокого уровня.

•Нужно учитывать полуаналоговую природу даже цифровых устройств: задержки распространения сигналов (время) - это аналоговые величины.

• На нижнем уровне осуществляется ручное распределение регистровых операций по тактам, распараллеливание внутренних операций там, где это требуется.

• На верхнем уровне осуществляется соединение модулей в конвейеры. Хотя скорость передачи данных в модулях и одинакова, необходимые ресурсы зависят от сложности последовательных модулей. 

О ресурсах FРGА – что внутри чипа? Современные FРGА - развитой класс устройств, имеющих много общего даже для различных моделей и производителей:

- маленькие универсальные ячейки, выполняющие логические функции; часто они также могут быть небольшими блоками памяти или сдвиговыми регистрами, содержат схему ускоренного переноса для счетчиков и сумматоров;

- многоуровневые программируемые ресурсы межсоединений, позволяющие организовать взаимодействие как между соседними, так и удаленными ячейками, отдельными ячейками, а также подключать их к глобальным магистралям;

- многие FРGА имеют встроенные аппаратные модули высокого уровня, такие, как блоки памяти, умножители или даже полноценные процессоры.

В дополнение к вычислительным ресурсам FРGА, камера модели 333 использует отдельную микросхему памяти DDR SDRAM ёмкостью 32 МБ - встроенная память самого чипа ограничена 54 КБ (даже в Sраrtаn-3 с миллионом вентилей).

По сравнению с обширной сетью внутренних соединений, единственный интерфейс внешней памяти мог ограничивать производительность всей системы, поэтому проектирование начиналось с тщательного планирования бюджета операций доступа к памяти. В этой ситуации существенно помогает то, что FРGА позволяет синтезировать контроллер памяти, настроенный на специфические структуры данных. Такая технология позволила достичь утилизации памяти на 95% от теоретической для системной тактовой частоты в 125 МГц (475 МБ/c при пиковой в 500 МБ/c).

Контроллер памяти обслуживает 8 независимых каналов, которые используют встроенные в FРGА блоки памяти для организации буферов, и обеспечивают одновременные потоки: данных от приемника изображений в SDRАМ - построчно; массивы коррекции из SDRАМ в модуль устранения FРN (fiхеd-раttеrn nоisе - квазишума от неоднородности пикселей); сохраненных данных из SDRАМ в преобразователь цветового пространства компрессора плитками по 20 × 20 пикселей; опорного кадра в формате YUV из SDRАМ в компрессор; текущего кадра в формате YUV из компрессора в SDRАМ; промежуточных токенов из компрессора в SDRАМ; токенов из SDRАМ во вторую очередь компрессора; программного доступа процессора к SDRАМ.

Видеокодер в модели 333 реализует только те возможности Оgg Тhеоrа, которые наиболее важны для неподвижных камер, в которых картинка меняется от кадра к кадру незначительно. На момент нашего знакомства с камерой, в ней пока отсутствовала поддержка компенсации движения и сглаживание границ блоков, заметных при сильной компрессии.

Кодер состоит из двух частей - в первой производится преобразование цветового пространства по перекрывающимся плиткам 20 × 20 для макроблоков из 16 × 16 пикселей, двумерное 8 ×8 DСТ (ДКП) и квантизация, подобные алгоритмам GPEG и МРЕG компрессии.

Далее поток квантизованных данных разделяется на два - один, для построения опорного кадра, обрабатывается точно как в декодере, другой подаётся на модуль предсказания DC и далее, вместе с АС коэффициентами кодируется в токены и зигзагом сохраняется в SDRАМ. 

Вторая стадия кодера требуется потому, что согласно алгоритму Тhеоrа, квантизованные коэффициенты DСТ глобально регруппируются для дальнейшего снижения энтропии. Сначала идут все коэффициенты DС (средние значения блоков), затем коэффициенты АС - от самого низких до самых высоких пространственных частот. Такой подход позволяет эффективно кодировать последовательности блоков с нулевыми высокочастотными коэффициентами в дополнение к блокам, полученным в первой стадии.

Этот алгоритм требует готовности полного кадра коэффициентов DСТ, поэтому он использует двухкадровый буфер в SDRАМ и обрабатывает токены предыдущего кадра пока первая стадия выдает следующий кадр.

Наконец токены ненулевых коэффициентов вместе с токенами последовательностей нулей кодируются таблицами Хаффмана, буферизируются и передаются в системную память через контроллер центрального процессора.

Современные FРGА вполне пригодны для таких сложных задач, как сжатие видео в реальном времени - традиционной области применения специализированных устройств. Реализация в FРGА видео кодера Тhеоrа даёт З0 кадр/с для разрешения 1280 ×1024, 12 кадр/с для 2048 × 1536 и несколько сотен кадров в секунду для меньших окон - это делает Еlрhеl-333 первой сетевой камерой, поддерживающей высокое разрешение и сжатие видео в реальном времени более эффективно, чем JРЕG.

Видеокодек Тhеога, благодаря своей эффективности, признан подходящим для включения в большинство GNU/Linuх дистрибутивов, и это уже происходит.

"Черный ящик" в автомобиле: технологии западных автоконцернов "отрихтуют" водителей  - http://www.liveinternet.ru/users/albrs/post402370094/

Фрагмент 3-го выпуска справочника "Кто есть кто в робототехнике"

На серии беспилотных вертолётов, показанных на рис. 3.6 в первом выпуске, одной из первых была опробована электронная система стабилизации полёта с целью повышения качества видеосъёмки (по радиоканалу передавались кадры как дневной, так и ночной съёмки). Вторая слева на том рисунке модель – «Wisp» - продемонстрировала это качество, передав на землю панораму одного из международных авиасалонов.

То есть, приходится решать задачу тряски, вибрации и даже ударов. Конечно, саму съёмочную технику от разрушения при ударах можно уберечь и профессиональные кинематографисты разработали соответствующие корпусы. Но ведь надо сберечь и с таким трудом снятое изображение. Для этого существуют системы стабилизации и мы приведём практические примеры.

Видеокамера модели XL1 оснащена усовершенствованной системой оптической стабилизации изображения. В объектив встроена призма с переменным углом преломления, состоящая из двух стеклянных пластинок, разделенных жидкостью с высоким показателем преломления. Гироскопический сенсор внутри видеокамеры обнаруживает колебания и посылает информацию к призме, которая реагирует изменением своей формы. В результате этого, лучи света преломляются таким образом, что изображение, попадающее на ССD-матрицы, поддерживается устойчивым.

Усовершенствованная система оптической стабилизации изображения сверхширокого диапазона колебаний модели XL1 повторно анализирует изображение, полученное ССD-матрицами, стараясь обнаружить низкочастотные колебания, пропущенные гиросенсором. Эта информация затем посылается обратно к призме, которая уточняет процесс корректировки, еще больше снижая эффект дрожания видеокамеры. Характеристики ССD-детектирования значительно улучшаются в случае низкочастотных колебаний, результатом чего является самая совершенная на сегодняшний день система оптической стабилизации изображения.

В первом выпуске на рис. 2.19 - радиоуправляемый вертолёт для профессиональной киновидеосьёмки. Фирмой, разработавшей его, был также разработана трёхплоскостная система стабилизации съёмочной камеры для дельтаплана. Система использует оптоволоконные датчики угловых скоростей. Угол обзора по горизонту – 70°, по вертикали – 120°, по крену - ±50°.

Технология стабилизации изображения OS-Tech позволяет избежать проблем, связанных с вибрацией, вызываемой ветром, подвижной платформой, с которой ведётся съёмка или дыханием оператора. Технология включает в себя систему стабилизации, которая компенсирует смещение оптического изображения благодаря датчикам, фиксирующим смещение оптических лучей. Тем самым обеспечивается четкое и устойчивое изображение во время съёмки.

Оптический линейный стабилизатор для проведения съёмок на больших скоростях, а также в условиях, неблагоприятных по вибрации носителя. Максимальная скорость движения – 120 км/ч.

Если готового стабилизатора нет, можно подумать о том, чтобы сделать его по принципу автомобильного амортизатора - как рассказано в журнале "Наука и жизнь". Амортизатор отличается от упругих элементов подвески - пружин. Подвески соединяют раму или кузов машины с мостами или напрямую с колесами. Пружины подвески (витые спиральные или листовые - рессоры, закручивающиеся под нагрузкой упругие стержни - торсионы) смягчают толчки и удары колес о камни, выбоины или другие неровности дороги. В результате сила удара, воспринимаемая кузовом, уменьшается - удар как бы растягивается во времени. Однако всякие пружины, в том числе и упругие элементы подвески, имеют минус: закрепленный на них кузов может раскачиваться, причем не только на неровностях дороги, но и просто на поворотах. Для того чтобы гасить колебания кузова, возникающие при работе подвески, как раз и нужны амортизаторы. 

Гидравлический (масляный) амортизатор - это механизм двустороннего действия (левая часть рисунка). Он гасит колебания подвески как при сжатии пружины, так и при ее расслаблении - отдаче. Достигается это за счет сопротивления, которое встречает жидкость, перетекая из одной полости амортизатора в другую. В днище цилиндра, целиком заполненного жидкостью, и в поршне есть отверстия с клапанами, которые поджимаются пружинами разной жесткости.

При ходе поршня вниз (процесс сжатия) амортизаторная жидкость перетекает через клапаны из нижней полости цилиндра в верхнюю, а при ходе вверх - наоборот. Излишек жидкости, которая вытесняется штоком, попадает через отверстие клапана в компенсационную камеру. Обычно она располагается в зазоре между рабочим цилиндром и корпусом амортизатора и в рабочем состоянии заполнена частично амортизаторной жидкостью, а частично воздухом. Во время отдачи поршень движется вверх вместе со штоком, и недостающее количество жидкости через клапан в днище вновь попадает в цилиндр из компенсационной камеры.

Воздух в компенсационной камере: когда его мало или нет совсем, а жидкости, соответственно, слишком много, амортизатор перестает работать и ведет себя как жесткое тело. Если же воздуха в камере слишком много, амортизатор тоже не работает: он «проваливается» (сжимается и разжимается без сопротивления).

Газонаполненные амортизаторы (правая часть рисунка) - более жесткие. Их создание началось с того, что вместо воздуха в компенсационную камеру закачали под небольшим давлением азот и получили так называемый газонаполненный (или газовый) амортизатор низкого давления. Чтобы не было вспенивания жидкости компенсационную камеру разделили мембраной, изолировав газ от жидкости, причем газ закачали под высоким давлением - около 25 атмосфер. В газонаполненных амортизаторах высокого давления и корпусом и рабочим цилиндром служит одна труба. Этот амортизатор разделен специальным разделительным поршнем на две части: газовую и жидкостную камеры. На штоке укреплен поршень с клапанами, которые работают примерно так же, как и в гидравлическом амортизаторе, но днище в газонаполненном - глухое, без клапанов. Когда шток входит в рабочий цилиндр, объем жидкости в нем изменяется. При ходе сжатия это компенсируется за счет некоторого перемещения разделительного поршня. При ходе отдачи газ, находящийся в газовой камере, выталкивает разделительный поршень на его прежнее место.

Чтобы снизить жесткость газового амортизатора высокого давления в средней части рабочего цилиндра делается едва заметное расширение. Поршень на этом участке испытывает меньшее сопротивление, и автомобиль на гладкой или умеренно неровной дороге ведет себя мягко. Это т. н. зона комфорта амортизатора. В положениях поршня, близких к краям рабочего цилиндра, его диаметр несколько меньше, и амортизатор работает более жестко. Эти зоны называются зонами контроля.

Еще преимущество газовых амортизаторов перед гидравлическими - их можно ставить штоком вниз, вверх, а также наклонно и горизонтально

Есть амортизаторы с регулировкой жесткости и амортизаторы с системой автоматического поддержания дорожного просвета. При движении тяжело нагруженного автомобиля по неровной дороге шток такого амортизатора через датчик положения приводит в действие насос, который «подкачивает» давление в амортизаторе и тем самым приподнимает автомобиль.

 

"Черный ящик" в автомобиле: технологии западных автоконцернов "отрихтуют" водителей  - http://www.liveinternet.ru/users/albrs/post402370094/

 

Миниатюрные камеры.WAT-902H2, ч/б (a), WAT-230VIVID, цв – (b), WAT-230CD. цв – (с)

ТРЕХДИАПАЗОННЫИ ФОТОПРИЕМНИК ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ БЫСТРОПРОТЕКАЮЩИХ ПРОЦЕССОВ С БОЛЬШИМ ДИНАМИЧЕСКИМ ДИАПАЗОНОМ

Фрагмент 3-го выпуска справочника "Кто есть кто в робототехнике"

Предназначен для исследования и контроля быстропротекающих процессов, сопровождающихся излучением в оптическом диапазоне.

Регистрация в персональном компьютере, индикация временной функции процесса на экране монитора.

Динамический диапазон - 90 Дб.

Полоса частот 5Гц...50000 Гц.

Сектор обзора - 5 град.

Длина волны регистрируемых излучений:

ультрафиолетовый диапазон - 0,22.. .0,33 мкм;

видимый диапазон — 0,4... 1,1 мкм;

инфракрасный диапазон — 2,0...4,5 мкм.

Контроль параметров реактивных и ракетных двигателей, взрывотехнических явлений, исследование спектров излучения и поглощения (при использовании соответствующих фильтров) в широком динамическом диапазоне, в том числе и быстропротекающих процессов. Факультет радиоэлектроники летательных аппаратов, Московский авиационный институт.

 

"Черный ящик" в автомобиле: технологии западных автоконцернов "отрихтуют" водителей  - http://www.liveinternet.ru/users/albrs/post402370094/

Фрагмент 3-го выпуска справочника "Кто есть кто в робототехнике"

Скорость смены кадров в камере С4187 составляет от 100 до 3 млн кадров в секунду. Время экспозиции — от 50 нс до 1 мс. Кадровый интервал — от 10 мс до 300 нс. Видеокамера С2847 усиливает слабоконтрастные изображения: суперглаз различает на теле скульптуры, казалось бы, гладко отполированном, мельчайшие следы резца скульптора. Камеры ИК-диапазона: метод основан на том, что лучи ИК отражаются не от поверхности картины, а от её основы, считывая ту информацию о картине, которая сохранилась внутри слоёв краски и лака. Сканер на инфракрасных LED способен воссоздать трёхмерный шаблон человеческого тела. 

 

"Черный ящик" в автомобиле: технологии западных автоконцернов "отрихтуют" водителей  - http://www.liveinternet.ru/users/albrs/post402370094/

Фрагмент 3-го выпуска справочника "Кто есть кто в робототехнике"

R44 Newscopter - специализированный вертолёт, позволяющий осуществлять высококачественную видеосъёмку с передачей изображения в прямой эфир. Пятиосный гиростабилизированный ТВ-комплекс кругового обзора включает цифровую телекамеру с вращением на 360 град HL-59WNA: формат 2/3", усиление от -3 до +42 дБ, разрешение по горизонтали 650 ТВ строк (16:9) и 700 ТВ строк (4:3), разрешение по вертикали 400 ТВ строк, чувствительность 2000 лк@f1.1, минимальная освещенность 0,25 лк@f1.4; объектив с переменным фокусным расстоянием - кратность изменения 21х (42х с увеличителем). Пульт управления камерой: интегрированные переключатели передачи, переговорного устройства и видео; контроль одним джойстиком движения по осям X, Y, Z; функция "Snap zoom"; доступ к полному меню камеры.

 

"Черный ящик" в автомобиле: технологии западных автоконцернов "отрихтуют" водителей  - http://www.liveinternet.ru/users/albrs/post402370094/

 

Компания Robinson Helicopter выпустила на рынок вертолет R44 Newscopter - специализированный вертолёт для СМИ, оснащение которого позволяет проводить высококачественную видеосъемку с передачей изображения в прямой эфир. Этот вертолет спроектирован специально для нужд телекомпаний и рынка теле- и киноиндустрии в целом.

Многие телекомпании мира давно успешно используют R44 Newscopter для освещения новостей непосредственно с места события. Цифровой Newscopter оснащен пятиосным гиростабилизированным телевизионным комплексом кругового обзора, включающим цифровую телекамеру Icegami HL--59WNA с линзами Canon 21-кратного увеличения. Бортовая камера высокого разрешения поставляется вместе с облегченной эргономичной консолью управления, специально разработанной для R44. Дополнительные микрокамеры, установленные на фюзеляже вертолета, позволяю оператору контролировать все окружающее пространство и быстро подбирать интересный ракурс. Кроме высококачественной картинки система облегчает точность управления комплексом, проще в обслуживании и еще более устойчива к изменению внешних условий.

R44 Newscopter - это возможность для быстрого перемещения мобильной телестудии в рамках различных телепроектов - от новостей до специальных программ. Безусловно, использование подобной техники станет прорывом и для художественных проектов. Например, сюжеты с трюками каскадеров, погонями, снятые с высоты 100 метров параллельно движению, будут смотреться намного эффектнее, что сделает любой фильм ярким и зрелищным. По материалу Aviamarket