Способ формирования видеосигнала в телевизионно-компьютерной системе для контроля промышленных изделий, имеющих форму кругового кольца Российский патент 2018 года по МПК H04N7/00 

Предполагаемое изобретение на способ относится к телевизионно-компьютерной технике и ориентировано на использование в телевизионных камерах, которые выполнены на базе «кольцевых» телевизионных сенсоров по технологии приборов с зарядовой связью (ПЗС), а предназначены для контроля промышленных изделий, имеющих форму кругового кольца. К таким изделиям могут быть отнесены диски, колеса, фрезы, а также другие детали и принадлежности многочисленных рабочих и транспортных машин. Например, зубчатое колесо - основная деталь зубчатой передачи в виде диска с зубьями, входящими в зацепление с зубьями другого колеса [1, с. 174].

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению следует считать способ формирования видеосигнала в телевизионно-компьютерной системе [2, с. 120], заключающийся в том, что в телевизионной камере оптическое изображение контролируемого объекта проецируют на прямоугольную мишень матричного фотоприемника, изготовленного по технологии приборов с зарядовой связью (ПЗС) и содержащего на общем прямоугольном кристалле последовательно связанные между собой зарядовой связью секцию накопления (мишень) с одинаковой площадью светочувствительных элементов, секцию памяти, а также выходной регистр сдвига и блок преобразования «заряд - напряжение» (БПЗН); накапливают «прямоугольное» зарядовое изображение информационного кадра на светочувствительных элементах мишени, осуществляют «прямоугольную» развертку зарядового изображения на мишени, выполняя параллельный перенос зарядов из мишени в секцию памяти с последующим поэлементным считыванием зарядовых пакетов в выходном регистре сдвига, формируют на выходе фотоприемника аналоговый видеосигнал «прямоугольного» изображения, формируют на выходе «видео» телевизионной камеры цифровой телевизионный сигнал, который транслируют на вход «видео» компьютера.

В работе [2] матрица ПЗС имеет схемотехническую организацию «кадровый перенос», а предложенный способ формирования видеосигнала ориентирован для применения в универсальной системе управления телевизионным роботом в реальном масштабе времени. Поэтому в качестве контролируемого объекта в такой телевизионно-компьютерной системе вполне могут быть использованы изделия, имеющие форму кругового кольца, а их производство будет контролироваться оператором компьютера - работником службы ОТК.

Недостатком такого способа формирования видеосигнала прототипа [2], является ограничение в выборе для телевизионной камеры в качестве фотоприемника - матрицы ПЗС, которая принципиально (по определению термина «матрица») имеет прямоугольную форму мишени.

А это в конечном итоге является далеко неоптимальным выбором мишени телевизионного сенсора для контроля изделий, имеющих форму кругового кольца.

Обоснованием этого утверждения служит необходимость иметь для фотоприемника большое число элементов (пикселов) по горизонтали и вертикали, т.е. высокой информационной емкости видеосенсора, которая является залогом получения приемлемой четкости телевизионного изображения. Но при этом значительная часть пикселов является бесполезной, т.к. не несет информации о сюжете, но принудительно используется при формировании видеосигнала, делая избыточной полосу пропускания канала связи телевизионной камеры с компьютером.

Задачей изобретения является устранение избыточной полосы пропускания канала связи телевизионной камеры с компьютером за счет использования для фотоприемника кристалла мишени в форме кругового кольца.

Известно устройство «кольцевого» фотоприемника на ПЗС [3], кристалл которого имеет форму кругового кольца и содержит в его пределах «кольцевую» мишень, «кольцевую» секцию памяти, «кольцевой» регистр сдвига и БПЗН с организацией «плавающая диффузия», причем линейки светочувствительных элементов мишени и линейки экранированных от света элементов секции памяти расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии и расположенному там «кольцевому» регистру сдвига, а число элементов в каждой «кольцевой» строке мишени и в каждой «кольцевой» строке секции памяти равно числу элементов в «кольцевом» регистре сдвига, причем всю площадь мишени фотоприемника занимают линейки светочувствительных элементов, которые непосредственно и последовательно связаны зарядовой связью с линейками элементов секции памяти; площадь светочувствительных элементов от строки к строке различна, увеличиваясь по мере движения к внешней периферии до максимальной величины, не превышающей площадь элемента секции памяти.

Фотоприемник (сенсор) обеспечивает «кольцевой» растр телевизионного изображения, а реализуемая в нем развертка может быть охарактеризована как «кольцевая» развертка видеосигнала по методу «кольцевой кадровый перенос». Важно отметить, что для формирования сигнала изображения в этом фотоприемнике принципиально может быть применен комплект интегральных микросхем, который используется для организации «прямоугольной» развертки в матрицах ПЗС кадрового переноса того же информационного формата.

Чувствительность данного «кольцевого» сенсора может быть дополнительно увеличена за счет организации экспонирования мишени со стороны подложки его кристалла совершенно аналогично тому, как это было предложено ранее для применения матрицы ПЗС кадрового переноса, см. например, [4, с. 117].

Поставленная задача в заявляемом способе формирования видеосигнала решается тем, что, как и в прототипе [2], в телевизионной камере оптическое изображение контролируемого объекта проецируют на мишень матричного фотоприемника, изготовленного по технологии ПЗС и содержащего на общем кристалле последовательно связанные между собой зарядовой связью секцию накопления (мишень), секцию памяти, а также выходной регистр сдвига и БПЗН; накапливают «прямоугольное» зарядовое изображение информационного кадра на светочувствительных элементах мишени, осуществляют развертку зарядового изображения на мишени, выполняя параллельный перенос зарядов из мишени в секцию памяти с последующим поэлементным считыванием зарядовых пакетов в выходном регистре сдвига, формируют на выходе фотоприемника аналоговый видеосигнал изображения, формируют на выходе «видео» телевизионной камеры цифровой телевизионный сигнал, который транслируют на вход «видео» компьютера,

а согласно предлагаемому изобретению кристалл нового сенсора телевизионной камеры имеет форму кругового кольца и содержит в его пределах «кольцевую» мишень, «кольцевую» секцию памяти, «кольцевой» регистр сдвига и БПЗН с организацией «плавающая диффузия», причем линейки светочувствительных элементов мишени и линейки экранированных от света элементов секции памяти расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии и расположенному там «кольцевому» регистру сдвига, а число элементов в каждой «кольцевой» строке мишени и в каждой «кольцевой» строке секции памяти равно числу элементов в «кольцевом» регистре сдвига, причем всю площадь мишени фотоприемника занимают линейки светочувствительных элементов, которые непосредственно и последовательно связаны зарядовой связью с линейками элементов секции памяти, площадь светочувствительных элементов от строки к строке различна, увеличиваясь по мере движения к внешней периферии до максимальной величины, не превышающей площадь элемента секции памяти, а число «кольцевых» строк и число пикселов в каждой «кольцевой» строке «кольцевого» сенсора равно соответственно числу строк и числу пикселов в каждой строке матричного фотоприемника; накапливают «кольцевое» зарядовое изображение информационного кадра на светочувствительных элементах мишени, осуществляют «кольцевую» развертку зарядового изображения на мишени, выполняя параллельный перенос зарядов из мишени в секцию памяти с последующим поэлементным считыванием зарядовых пакетов в «кольцевом» регистре сдвига, формируют на выходе БПЗН напряжение аналогового сигнала «кольцевого» изображения контролируемого объекта, причем в процессе получения видеосигнала сенсора управляют площадью считывающей апертуры за счет того, что от строки к строке изменяют период управляющих импульсов T_r, (импульсов сброса) для БПЗН по соотношению:

где T_p - период считывания элемента в «кольцевом» фотоприемнике;

n_m - коэффициент, целое число, величина которого для текущей строки считывания в «кольцевом» фотоприемнике, равна отношению:

где Δ₁ и Δ_m - соответственно площадь светочувствительного элемента для первой и текущей строк считывания в «кольцевом» фотоприемнике,

обеспечивая одинаковую величину площади считывающей апертуры в пределах всего «кольцевого» кадра фотоприемника;

при этом в компьютере для реализации возможности контроля объекта целиком (полностью) выполняют электрическое вписывание изображения «кольцевого» кадра в прямоугольный растр компьютерного монитора, а для реализации возможности контроля отдельных участков этого объекта «кольцевой» кадр считывают из оперативной памяти компьютера при помощи m «прямоугольных» кадров, число которых удовлетворяет соотношению:

где γ - величина захватываемого углового пространства в градусах для участка объекта контроля,

причем величина m является одновременно и показателем кратности увеличения масштаба изображения для участка объекта контроля по отношению к его полному изображению.

Сопоставительный анализ с прототипом [2] показывает, что заявляемый способ отличается наличием следующих признаков:

- условием осуществления действий по формированию в телевизионной камере исходного аналогового видеосигнала, а именно: использованием вместо матричного ПЗС-фотоприемника с прямоугольной мишенью другого сенсора на ПЗС, имеющего форму мишени в виде кругового кольца;

- выполнением в компьютере нового действия по электрическому вписыванию изображения «кольцевого кадра объекта контроля в прямоугольный растр видеомонитора для его полного отражения на экране;

- выполнением в компьютере новых действий по селективному масштабированию (с кратностью m) на экране видеомонитора отдельных участков этого полного изображения объекта контроля.

Необходимо отметить, что все новые действия реализуется в соответствии с компьютерной программой и заложенных в ней алгоритмов.

Совокупность известных и новых признаков не известна из уровня техники, поэтому заявляемый способ отвечает требованию новизны.

По техническому результату и методу его достижения предлагаемое техническое решение соответствует критерию о наличии изобретательского уровня.

На фиг. 1 изображена возможная структурная схема устройства для выполнения сетевого компьютерного решения, реализующего заявляемый способ формирования видеосигнала; на фиг. 2 - схемотехническая организация «кольцевого» фотоприемника на ПЗС согласно изобретению [3]; на фиг. 3 - реализация зубчатой передачи, состоящей из трех зубчатых колес; на фиг. 4 - структурная схема телевизионной камеры (из состава устройства на фиг. 1); на фиг. 5 - иллюстрация выполнения задачи по электрическому вписыванию изображения «кольцевого» кадра в прямоугольный растр компьютерного монитора; на фиг. 6 - иллюстрация выполнения задачи по конвертированию одного «кольцевого» кадра в шесть «прямоугольных» кадров; на фиг. 7, по данным [5, с. 19], представлена структурная схема БПЗН с организацией «плавающая диффузионная область»; на фиг. 8 изображена эпюра возможного сигнала управления (импульсов сброса) для БПЗН в «кольцевом» фотоприемнике; на фиг. 9а - фрагмент мишени «кольцевого» фотоприемника, иллюстрирующий режим экспонирования со стороны электродов кристалла, а на фиг. 9б - фрагмент мишени этого сенсора в режиме экспонирования со стороны подложки кристалла.

Устройство на фиг. 1 содержит телевизионную камеру 1, компьютер 2 оператора в качестве сервера, роутер (российское название прибора - маршрутизатор) в позиции 3, компьютер 4 локального пользователя для работы в локальной сети, модем 5 для передачи видеосигнала в сеть Интернет и компьютер 6 удаленного пользователя для получения видеоинформации из «облака» Интернета. На фиг. 1 позиция 7 присвоена объекту контроля.

Телевизионная камера 1 (см. фиг. 4) состоит из последовательно расположенных и оптически связанных объектива 1-1 и «кольцевого» фотоприемника 1-2, а также содержит в своем составе блок 1-3 «кольцевой» развертки видеосигнала, сигнальный процессор 1-4, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1-5 и блок формирования апертуры (БФА) 1-6. Выход цифрового телевизионного сигнала, формируемого в АЦП 1-5, является выходом телевизионной камеры 1.

На материнской плате компьютера 2 оператора установлена плата видео, выполняющая программным путем запись «кольцевого» видеосигнала в оперативную память сервера в автоматическом режиме; электрическое вписывание изображения «кольцевого» кадра из оперативной памяти в прямоугольный растр компьютерного монитора в режиме 1 работы программы; считывание «кольцевого» кадра из оперативной памяти при помощи m «прямоугольных» кадров, число которых удовлетворяет соотношению (3) в режиме 2 этой программы.

Организация фотоприемника 1-2 (см. фиг. 2) с мишенью в виде кругового кольца, как и в прототипе [2], реализована по технологии ПЗС. Она содержит на общем кристалле «кольцевую» мишень) 1-2-1, экранированную от света «кольцевую» секцию памяти 1-2-2, «кольцевой» регистр сдвига 1-2-3 и БПЗН 1-2-4 с организацией «плавающая диффузия». Число элементов в каждой «кольцевой» строке мишени 1-2-1 и в каждой «кольцевой» строке секции памяти 1-2-2 равно числу элементов в «кольцевом» регистре сдвига 1-2-3.

Фотоприемник 1-2 телевизионной камеры реализует «кольцевую» развертку зарядового изображения на фотоприемной области 1-2-1 с последующим параллельным переносом зарядов всех строк кадра в секцию памяти 1-2-2 и заключительным поэлементным считыванием зарядовых пакетов в «кольцевом « регистре сдвига 1-2-3 с формированием на выходе БПЗН 1-2-4 напряжения видеосигнала в аналоговой форме.

В интервале прямого хода по кадру происходит процесс накопления зарядовых пакетов в светочувствительных пикселах мишени 1-2-1 пропорционально освещенности панорамного сюжета.

В течение небольшого промежутка последующего интервала обратного хода кадровой развертки выполняется параллельный перенос зарядов всех «кольцевых» строк, участвовавших в накоплении, в экранированные от света пикселы, расположенные в секции памяти 1-2-2.

Затем в новом кадровом цикле на мишени выполняется накопление другой зарядовой «картины», а предыдущая зарядовая «картина» выводится из кристалла фотоприемника. При этом в интервале обратного хода строчной развертки происходит загрузка новыми зарядами из секции 1-2-2 в «кольцевой» регистр 1-2-3, которые затем, в каждом последующем интервале прямого хода по строке, переносятся в направлении к БПЗН 1-2-4, где для сигнала изображения выполняется поэлементное конвертирование уровня заряда в уровень напряжения.

Отметим, что блок 1-6 формирования апертуры в телевизионной камере, см. фиг. 4, как и в прототипе [2], управляет работой «кольцевого» фотоприемника по входу «Импульсы сброса» для БПЗН 1-2-4.

Обратимся к чертежам на фиг. 7…8, которые иллюстрируют этот процесс.

На фиг. 7 показана возможная структурная схема БПЗН «кольцевого» фотоприемникас организацией «плавающая диффузионная область», которая полностью совпадает со схемой, применяемой в настоящее время в матрицах ПЗС для реализации прямоугольной развертки видеосигнала. На этом чертеже приняты следующие обозначения: U_ф1, U_ф2, U_ф3 - напряжения на шинах для трехфазного управления «кольцевым» регистром сдвига 1-2-3; U_выхз - напряжение на выходном затворе; Д_вых, Д_сбр - выходной и сбрасывающие диоды соответственно.

Перед считыванием информационного заряда очередного элемента (пиксела) в процессе его преобразования в напряжение видеосигнала информационный заряд предыдущего элемента должен быть сброшен в стирающий диод Д_сбр.

Эта процедура осуществляется при помощи управляющих импульсов T_r, называемых часто в литературе импульсами сброса, которые подаются на соответствующую шину управления БПЗН 1-2-4.

Очевидно, что период импульсов T_r на управляющем входе БПЗН сенсора, обеспечивающий поэлементный сброс напряжения формируемого видеосигнала, в течение каждой строки определяется из соотношений (1-2).

Предполагается, что фотоприемник 1-2 содержит n «кольцевых» строк, первая строка мишени обозначена как T_c1, а ее последняя строка - как T_cn. В нашем случае управляющие импульсы, см фиг. 8, имеют положительную полярность, малую (короткую) длительность и различный период следования в пределах каждой из «кольцевых» строк.

Период управляющих импульсов для первой «кольцевой» строки обозначен T_r1, а период управляющих импульсов для последней «кольцевой» строки - T_{r n.}. Период T_r1 является самым малым и равен периоду считывания элемента T_p, а период считывания T_{r n.} - самым большим, который равен nT_r.

В результате для всех строк этого фотоприемника обеспечивается одинаковая по полю площадь считывающей апертуры при различной от строки к строке площади электродов светочувствительных элементов сенсора. Благодаря этому гарантируется одинаковая чувствительность сенсора по пространству мишени.

Важно отметить, что в физическом плане управление апертурой осуществляется за счет суммирования зарядовых пакетов в соседних элементах каждой текущей «кольцевой» строки сенсора до выполнения процедуры преобразования «заряд - напряжение». Поэтому это зарядовое сложение не может быть дополнительным источником шумов для видеосигнала на выходе телевизионной камеры.

Очевидно, что устройство БФА 1-6 может быть реализовано с использованием классического набора технических средств (логических элементов) цифровой электроники в составе блока 1-3 «кольцевой» развертки телевизионной камеры.

Следует отметить, что в компьютерной программе по реализации электрического вписывания «кольцевого» кадра в «прямоугольный» растр монитора должно быть реализовано соблюдение последовательности передачи телевизионных строк.

При условии размещения вписываемого кадра в центральной части экрана монитора выполнение этой задачи представлено на фиг. 5.

Продемонстрируем заложенный в эту программы алгоритм, используя растровое положение точечных изображений от двух элементов (пикселов) «А» и «В» для «кольцевого» фотоприемника 1-2.

Пусть, как показано на фиг. 2 пиксел «А» считывается первым в первой «кольцевой» строке сенсора, а пиксел «В» - точно посередине этой строки.

Тогда в «прямоугольном» растре компьютерного монитора (см. фиг. 5) изображение от пиксела «А» будет занимать положение центрального элемента его первой строки, а изображение от пиксела «В» - положение центрального элемента его последней строки.

Заявляемый способ формирования видеосигнала осуществляется следующим образом.

Воспользуемся структурной схемой устройства, изображенной на фиг. 1, где фотоприемником телевизионной камеры 1 является «кольцевой» сенсор в соответствии с фиг. 2, а объектом контроля 7 - отдельно взятое зубчатое колесо, представленное на фиг. 3.

Предполагается, что установку контролируемого зубчатого колеса на рабочем месте выполняет оператор компьютера 2.

Пусть телевизионной камере (см. фиг. 4) оптическое изображение объекта контроля проецируется при помощи объектива 1-1 на мишень 1-2-1 «кольцевого» фотоприемника 1-2 в типовом режиме, т.е. со стороны электродов кристалла, как показано на фиг. 9а.

Блок «кольцевой» развертки 1-3 телевизионной камеры обеспечивает формирование на выходе «Видео» сенсора 1-2 аналогового видеосигнала, имеющего «кольцевой» растр изображения.

Сигнальный процессор 1-4 обеспечивает адаптацию телевизионной камеры к освещенности и формирование на выходе «Видео» телевизионного аналогового видеосигнала с «кольцевым растром изображения.

АЦП 1-5 оцифровывает этот видеосигнал и передает далее по интерфейсу (например, USB 2,0) на вход «Видео» компьютера 2 оператора, где выполняется в автоматическом режиме запись «кольцевого» видеосигнала в оперативную память сервера.

Благодаря этому видеоинформация становится доступной и другим компьютерам в интерактивном режиме.

При установке оператором компьютера 2 режима 1 работы компьютерной программы на экране монитора будет наблюдаться изображение контролируемого зубчатого колеса полностью.

При необходимости оператор, перейдя в режим 2 работы, может наблюдать отдельные участки объекта контроля.

Предположим, что величина захватываемого углового пространства в градусах для участка зубчатого колеса (γ) составляет 60°, как показано на фиг. 6. Тогда число «прямоугольных» кадров (m), полученных в результате конвертирования одного «кольцевого» кадра составляет 6 (шесть). Эта величина является и показателем кратности увеличения масштаба изображения для участка зубчатого колеса по отношению к его полному изображению. Отметим, что все операции в режиме 2 работы являются аналогичными тем, которые были предложены ранее в изобретении [3] для наблюдения панорамного изображения.

Благодаря использованию в данной системе роутера 3, информация, хранящаяся на сервере 2, становится доступной и любому другому пользователю компьютера в локальной сети, например компьютеру 4.

Модем 5 позволяет предоставить видеоинформацию и по сети Интернет, т.е. она может поступить на компьютер удаленного пользователя, например на компьютер 6.

Представим теперь, что экспонирование мишени «кольцевого» фотоприемника осуществляется со стороны подложки кристалла, как показано на фиг. 9б.

Тогда формирование аналогового видеосигнала в «кольцевом» сенсоре и цифрового видеосигнала на выходе телевизионной камеры будет происходить совершенно аналогично, но с получением выигрыша по параметру квантового выхода (η) сенсора (за счет исключения прохождения фотонов через металлические электроды), а, следовательно, и с дополнительным ростом чувствительности искомого изображения.

В настоящее время все блоки устройства, реализующего заявляемый способ формирования видеосигнала в телевизионно-компьютерной системе для контроля промышленных изделий, имеющих форму кругового кольца, освоены или могут быть освоены отечественной промышленностью.

Поэтому следует считать предполагаемое изобретение соответствующим требованию о промышленной применимости.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Политехнический словарь. Главный редактор И.И. Артоболевский. М.: «Советская энциклопедия», 1977.

2. Хромов Л.И., Цыцулин А.К., Куликов А.Н. Видеоинформатика: передача и компьютерная обработка видеоинформации. М.: Радио и связь», 1991.

3. Патент РФ №2625163. МПК H04N 7/00. Телевизионная камера и ее «кольцевой» фотоприемник для компьютерной системы панорамного наблюдения. В.М. Смелков // Б.И. - 2017. - №20.

4. Цыцулин А.К. Телевидение и космос: Учебное пособие / Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2003.

5. Хромов Л.И., Лебедев Н.В., Цыцулин А.К., Куликов А.Н. Твердотельное телевидение. М.: «Радио и связь», 1986.

Изобретение относится к телевизионно-компьютерной технике и ориентировано на использование в телевизионных камерах, которые выполнены на базе «кольцевых» телевизионных сенсоров по технологии приборов с зарядовой связью (ПЗС). Техническим результатом является устранение избыточной полосы пропускания канала связи телевизионной камеры с компьютером при контроле промышленных изделий, имеющих форму круга или кольца. Результат достигается тем, что кристалл фотоприемника (сенсора) телевизионной камеры имеет форму кругового кольца и содержит в его пределах «кольцевую» мишень, «кольцевую» секцию памяти, «кольцевой» регистр сдвига и БПЗН (блок преобразования «заряд - напряжение») с организацией «плавающая диффузия», причем на выходе БПЗН формируют напряжение аналогового сигнала «кольцевого» изображения контролируемого объекта, при этом в процессе получения видеосигнала сенсора управляют площадью считывающей апертуры за счет того, что от строки к строке изменяют период управляющих импульсов, обеспечивая одинаковую величину площади считывающей апертуры в пределах всего «кольцевого» кадра фотоприемника. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Способ формирования видеосигнала, заключающийся в том, что в телевизионной камере оптическое изображение контролируемого объекта проецируют на мишень матричного фотоприемника, изготовленного по технологии приборов с зарядовой связью (ПЗС) и содержащего на общем кристалле последовательно связанные между собой зарядовой связью секцию накопления (мишень), секцию памяти, а также выходной регистр сдвига и блок преобразования «заряд - напряжение» (БПЗН), накапливают зарядовое изображение информационного кадра на светочувствительных элементах мишени, осуществляют развертку зарядового изображения на мишени, выполняя параллельный перенос зарядов из мишени в секцию памяти с последующим поэлементным считыванием зарядовых пакетов в выходном регистре сдвига, формируют на выходе фотоприемника аналоговый видеосигнал изображения, формируют на выходе «видео» телевизионной камеры цифровой телевизионный сигнал, который транслируют на вход «видео» компьютера, отличающийся тем, что кристалл фотоприемника (сенсора) телевизионной камеры имеет форму кругового кольца и содержит в его пределах «кольцевую» мишень, «кольцевую» секцию памяти, «кольцевой» регистр сдвига и БПЗН с организацией «плавающая диффузия», причем линейки светочувствительных элементов мишени и линейки экранированных от света элементов секции памяти расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии и расположенному там «кольцевому» регистру сдвига, а число элементов в каждой «кольцевой» строке мишени и в каждой «кольцевой» строке секции памяти равно числу элементов в «кольцевом» регистре сдвига, причем всю площадь мишени фотоприемника занимают линейки светочувствительных элементов, которые непосредственно и последовательно связаны зарядовой связью с линейками элементов секции памяти, площадь светочувствительных элементов от строки к строке различна, увеличиваясь по мере движения к внешней периферии до максимальной величины, не превышающей площадь элемента секции памяти, а число «кольцевых» строк и число пикселов в каждой «кольцевой» строке «кольцевого» сенсора равно соответственно числу строк и числу пикселов в каждой строке матричного фотоприемника, накапливают «кольцевое» зарядовое изображение информационного кадра на светочувствительных элементах мишени, осуществляют «кольцевую» развертку зарядового изображения на мишени, выполняя параллельный перенос зарядов из мишени в секцию памяти с последующим поэлементным считыванием зарядовых пакетов в «кольцевом» регистре сдвига, формируют на выходе БПЗН напряжение аналогового сигнала «кольцевого» изображения контролируемого объекта, причем в процессе получения видеосигнала сенсора управляют площадью считывающей апертуры за счет того, что от строки к строке изменяют период управляющих импульсов T_r (импульсов сброса) для БПЗН по соотношению:

где Т_р - период считывания элемента в «кольцевом» фотоприемнике;

n_m - коэффициент, целое число, величина которого для текущей строки считывания в «кольцевом» фотоприемнике равна отношению:

где Δ₁ и Δ_m - соответственно площадь светочувствительного элемента для первой и текущей строк считывания в «кольцевом» фотоприемнике, обеспечивая одинаковую величину площади считывающей апертуры в пределах всего «кольцевого» кадра фотоприемника,

при этом в компьютере для реализации возможности контроля объекта целиком (полностью) выполняют электрическое вписывание изображения «кольцевого» кадра в прямоугольный растр компьютерного монитора, а для реализации возможности контроля отдельных участков этого объекта «кольцевой» кадр считывают из оперативной памяти компьютера при помощи m «прямоугольных» кадров, число которых удовлетворяет соотношению:

где γ - величина захватываемого углового пространства в градусах для участка объекта контроля,

причем величина m является одновременно и показателем кратности увеличения масштаба изображения для участка объекта контроля по отношению к его полному изображению.

2. Способ формирования видеосигнала по п. 1, отличающийся тем, что экспонирование мишени и технологическое экранирование секции памяти осуществляется со стороны подложки кристалла «кольцевого» фотоприемника.