JPH05183809A - Imaging-system for providing multiple simultaneous real-time image - Google Patents

Imaging-system for providing multiple simultaneous real-time image

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JPH05183809A
JPH05183809A JP80000391A JP80000391A JPH05183809A JP H05183809 A JPH05183809 A JP H05183809A JP 80000391 A JP80000391 A JP 80000391A JP 80000391 A JP80000391 A JP 80000391A JP H05183809 A JPH05183809 A JP H05183809A
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JP
Japan
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image
imaging system
scene
simultaneous real
sensor
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Application number
JP80000391A
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Japanese (ja)
Inventor
Zwien Robert
ロバート・ズウィーン
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Raytheon Co
Original Assignee
Hughes Aircraft Co
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To provide many simultaneous real time images from a single image sensor. CONSTITUTION: This imaging system 10 uses the image sensor 12 for providing the first set of electric signals in response to input received from a scene. The system 10 is provided with a processor 16 for processing the first set of the electric signals so as to provide the second set of the electric signals and a display device 18 for displaying the combination of the improved images of a part where the scene is not enlarged and the other part of the scene displayed by the second set of the electric signals.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本発明はイメージング・システムに関する。更に特
に、本発明は多重同時発生イメージを提供するためのシ
ステムに関するものである。
The present invention relates to imaging systems. More particularly, the present invention relates to a system for providing multiple simultaneous images.

【0002】 本発明は実例となる応用例に対する特別
な実施例に関してここに記述するので、本発明はそれに
限定されない事は言うまでもない。ここに提供された教
示の技術及び利用に通常の技能を持つ当業者は、特許請
求の範囲内で追加の修正、応用及び実施例を認識するこ
とができる。
It will be appreciated that the present invention is not so limited because it will be described herein with reference to specific embodiments for illustrative applications. One of ordinary skill in the art with ordinary skill in the art and use of the teachings provided herein will recognize additional modifications, applications and embodiments within the scope of the appended claims.

【従来の技術】[Prior Art]

【0003】 多くの応用には、広角像及び一つ以上の
高分解の拡大(zoom)像を提供する必要がある。こ
れには通常像当たり一つのセンサを必要とする。単一の
センサからこれ等の像の全てを提供するのが有利であ
る。例えば、前方監視赤外線(FLIR)システムで
は、情景の広角及び拡大の同時の像が望ましい多くの状
況が発生する。広角像は目標を発見して指定するのに使
用され、一方、その目標の各々の拡大像は各目標を確認
して必要ならば兵器類を照準するのに使用できる。例え
ば、操縦者の広角像を必要とし、射手は情景の特定の部
分の拡大像を同時に要求する。
Many applications require providing wide-angle images and one or more high-resolution zoom images. This usually requires one sensor per image. It is advantageous to provide all of these images from a single sensor. For example, in forward-looking infrared (FLIR) systems, many situations arise in which simultaneous wide-angle and magnified viewing of a scene is desirable. Wide-angle images are used to find and specify targets, while magnified images of each of the targets can be used to identify each target and aim weapons if necessary. For example, a wide-angle view of the pilot is needed, and the shooter simultaneously requests a close-up view of a particular portion of the scene.

【0004】 以前は、
広角視界及び一つ以上の拡大像の両方を達成するため
に、希望する夫々の像に対し、イメージング・システム
は一組のレンズ及び関連した光学装置を必要とした。照
準規正型(boresighted)光学視界の特質と
して、これ等システムは、操縦者が代わりの像を望んだ
時は何時でも作動させることができる光学的な視界切り
換え器を包含していることが多い。不幸にも、実時間で
目標の連続的な像を提供するために光学的装置を単に逐
次設けることに関連して幾つかの制限がある。
Previously,
For each desired image, the imaging system required a set of lenses and associated optics to achieve both a wide-angle field of view and one or more magnified images. As a feature of the boresighted optical field of view, these systems often include an optical field-of-view switch that can be activated whenever the operator desires an alternative image. Unfortunately, there are some limitations associated with simply providing optical devices in sequence to provide a continuous image of the target in real time.

【0005】 この様な逐次的な光学装置を装備したシ
ステムが情景の逐次的なイメージを提供する範囲まで、
そのズーミングされたイメージは一般にその広角像の中
心に限定される。この共通的な照準規正の制限により、
その広角像の縁に近いイメージの一部分に別の操作者が
ズーミングすることを妨げている。
To the extent that a system equipped with such a sequential optical device provides a sequential image of the scene,
The zoomed image is generally confined to the center of the wide-angle image. Due to this common aiming regulation,
It prevents another operator from zooming into a portion of the image near the edge of the wide-angle image.

【0006】 更に、この逐次的光学装置の手法に関す
る特に重要な制限は、これ等システムは本質的に同時に
存在するイメージを提供しないと言う事である。即ち、
只一組の光学装置だけが一度に選定されるから、只一つ
の像だけが一度に利用可能である。軍用システムに対す
る様な、同時に一人以上の操作者に対し一つの像を提供
することが望ましい状況では、これは明白な制限事項で
ある。
[0006] Furthermore, a particularly important limitation with this sequential optics approach is that these systems do not provide images that are essentially simultaneous. That is,
Only one set of optics is selected at a time, so only one image is available at a time. This is an obvious limitation in situations where it is desirable to provide one image to more than one operator at a time, such as for military systems.

【0007】 この逐次的光学装置の手法の別の制限
は、レンズの倍率は通常固定されており別々に限定され
るということである。唯一の倍率だけが一つの時点では
利用可能である。
Another limitation of this sequential optical device approach is that the magnification of the lens is usually fixed and limited separately. Only one magnification is available at any one time.

【0008】 多重同時光学装置は、多重同時イメージ
を提供する事により逐次的光学装置に関連した問題点の
幾つかを克服しているが、これ等のシステムは相当にイ
メージング・システムの価格、大きさ及び重量を増大さ
せる。(これは、一般に高価であるFLIRシステムに
関し特に問題が多い)。これ等のシステムは一般に機械
的に複雑であり、正確な組み立て及び保守を必要とする
精密な製造公差をもつ。更に、多重同時光学装置は一般
に、センサを保持しそれによりその親システムの性能を
限定するジンバルの重量を増加させる。その光学装置が
共通の焦点面を共有すると、走査効率が減少する(それ
ぞれの像がその走査の一部だけを利用するので)。
Multiple simultaneous optics overcome some of the problems associated with sequential optics by providing multiple simultaneous images, but these systems are considerably more expensive and costly than imaging systems. Increase weight and weight. (This is particularly problematic for FLIR systems, which are generally expensive). These systems are generally mechanically complex and have precise manufacturing tolerances that require precise assembly and maintenance. In addition, multiple simultaneous optics generally increase the weight of the gimbal that holds the sensor, thereby limiting the performance of its parent system. Scanning efficiency is reduced if the optics share a common focal plane (since each image utilizes only a portion of the scan).

【0009】 最後に、多重同時イメージを表示する機
能が望ましい分野には多くのシステムがある。だが、こ
の限定された従来からの機能を提供する既存のシステム
の改善は実際的な選択を提供するには余りにも高価であ
る。
Finally, there are many systems in the field where the ability to display multiple simultaneous images is desirable. However, improvements to existing systems that provide this limited traditional functionality are too expensive to provide a practical choice.

【0010】 単一の光学装置から多数の像を提供する
事は、多重同時光学装置に関連した諸問題の多くを解決
している。例えば、1989年2月14日にR.Zwi
rnにより提出された系属中の米国特許出願第0731
1785号は、単一の光学装置から同時の像を達成する
ための技法を開示している。しかし、このシステムは夫
々の像に対し一つの表示装置を必要とする。
Providing multiple images from a single optic solves many of the problems associated with multiple simultaneous optics. For example, on February 14, 1989, R. Zwi
US patent application Ser. No. 0731 filed by rn
1785 discloses techniques for achieving simultaneous images from a single optical device. However, this system requires one display for each image.

【0011】 従って、単一の表示装置上で変化する像
を持つ多重同時実時間イメージを提供するための安価な
非機械的システム又は技法に対する技術の要求がある。
理想的には、そうしたシステムは既存のシステムに容易
な(拡張しない)改良を可能にし、その性能を低下させ
ない。
Accordingly, there is a need in the art for an inexpensive non-mechanical system or technique for providing multiple simultaneous real-time images with varying images on a single display.
Ideally, such a system would allow for easy (non-scalable) improvements to existing systems without compromising their performance.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】 当該技術の必要性
は、単一のイメージ・センサから多重同時実時間イメー
ジを提供する本発明に関するシステムにより処理され
る。このシステムは、情景からそれにより受け取った電
磁気エネルギーに応答して第1の組の電気信号を提供す
るイメージ・センサと共に使用するようになされてい
る。本システムには、第2の組の電気信号を提供するた
めに前記第1の組の電気信号を処理するためのプロセッ
サ、及び、その情景の拡大されていない(unzoom
ed)部分と前記第2の組の電気信号により表わされる
情景のその他の部分の高質化された像を表示するための
少なくとも一つの表示装置を含む。
The need for the art is addressed by the system of the present invention which provides multiple simultaneous real-time images from a single image sensor. The system is adapted for use with an image sensor that provides a first set of electrical signals in response to electromagnetic energy received thereby from a scene. The system includes a processor for processing the first set of electrical signals to provide a second set of electrical signals, and an unzoom of the scene.
ed) portion and at least one display device for displaying an enhanced image of the other portion of the scene represented by the second set of electrical signals.

【0013】 この実施例で、前記プロセッサはイメー
ジ・センサのサンプリング率を増大するための回路、及
び、情景の部分の高質化された像がその情景の当該部分
の高分解能の拡大された像である様に高速にサンプルさ
れた信号を処理するためのデコンボルバ(deconv
olver)を含む。
In this embodiment, the processor is a circuit for increasing the sampling rate of the image sensor, and the enhanced image of a portion of the scene is a high resolution magnified image of that portion of the scene. A deconvolver for processing a sampled signal at high speed such that
over).

【0014】[0014]

【実施例】 図1は本発明のイメージング・システム1
0の実施例のブロツク図を示す。このシステム10に
は、それの像内の情景を表す第1の組の電気出力信号を
提供する通常のテレビジョン・カメラ又はビデオ・イメ
ージ装置12を含む。任意の形式のテレビジョン・カメ
ラ又はビデオ・イメージ装置を使用可能である。この実
施例では、テレビジョン・カメラ又はビデオ・イメージ
装置12は前方監視赤外線(FLIR)センサの様な非
統合型のイメージ装置である。
EXAMPLE FIG. 1 shows an imaging system 1 of the present invention.
The block diagram of the No. 0 example is shown. The system 10 includes a conventional television camera or video imager 12 which provides a first set of electrical output signals representative of the scene within its image. Any type of television camera or video image device can be used. In this embodiment, the television camera or video imager 12 is a non-integrated imager such as a forward looking infrared (FLIR) sensor.

【0015】 図1の実施例では、カメラ12の出力は
イメージ・プロセッサ16に与えられる。このイメージ
・プロセッサ16は、この実施例では、カメラ12から
の広角像とその広角像の一部分の鮮明な高分解能の拡大
された一つ以上の像との組み合わせを表す第2の組の電
気信号を生成する。このプロセッサ16の出力は、カメ
ラ12からの広角像とその拡大像を操作者に同時に表示
する表示装置18に与えられる。当業者は、カメラ1
2、イメージ・プロセッサ16及び表示装置18の分解
能は、本発明の範囲から逸脱すること無く変えることが
できると言うことを認識している。更に、広角像の大き
さ及び拡大倍率係数は本発明の範囲から逸脱すること無
く変え得る。
In the embodiment of FIG. 1, the output of camera 12 is provided to image processor 16. The image processor 16 is, in this embodiment, a second set of electrical signals representing a combination of a wide-angle image from the camera 12 and one or more sharp, high-resolution magnified images of a portion of the wide-angle image. To generate. The output of this processor 16 is given to a display device 18 for simultaneously displaying a wide-angle image from the camera 12 and its magnified image to the operator. Those skilled in the art will appreciate the camera 1
2. It will be appreciated that the resolution of the image processor 16 and the display device 18 can be varied without departing from the scope of the invention. Moreover, the size of the wide-angle image and the magnification factor can be varied without departing from the scope of the invention.

【0016】 プロセッサ16は多重イメージ登録回路
26、フレーム・メモリー28、デコンボルバ30及び
点拡散関数回路36を含む。本システム10は拡大され
るべき領域を選定するための操作者制御装置20、及
び、その拡大化(zooming)を制御するためのプ
ロセッサ16に必要な制御信号を提供するためのフォー
マット制御装置22を更に含む。更に、システム10は
カメラ12の照準角を制御するサーボ24を含む。操作
者制御装置20はジョイスティック又はライト・ペンを
用いて実現され、フォーマット制御装置22はデジタル
・バッファーで実現される。当業者は、本発明の範囲か
ら逸脱すること無く、その他の方法を用いて操作者制御
装置20及びフォーマット制御装置26を実現すること
ができるということを認識している。
The processor 16 includes a multiple image registration circuit 26, a frame memory 28, a deconvolver 30 and a point spread function circuit 36. The system 10 includes an operator controller 20 for selecting the area to be enlarged, and a format controller 22 for providing the necessary control signals to the processor 16 for controlling its zooming. Further included. In addition, system 10 includes a servo 24 that controls the aiming angle of camera 12. The operator controller 20 is implemented using a joystick or a light pen and the format controller 22 is implemented in a digital buffer. Those skilled in the art will recognize that other methods can be used to implement operator controller 20 and format controller 26 without departing from the scope of the present invention.

【0017】 動作を説明すると、操作者は操作者制御
装置20によりカメラ12の像を選定する。この制御装
置20はサーボ24によりカメラ12の照準角を制御す
る。当業者は、使用されるサーボの形式を本発明の範囲
から逸脱すること無く変え得ることを認識している。操
作者はまた、拡大されるべき広角像の領域を制御装置2
0により選定する。選定し得る拡大領域の数はスクリー
ン上に表示される拡大像の数によってのみ制限される。
制御装置20はこの情報をフォーマット制御装置22に
提供する。このフォーマット制御装置22はイメージ・
プロセッサ16を制御し、該プロセッサ16はサーボ2
4を制御する。
Describing the operation, the operator selects the image of the camera 12 by the operator control device 20. The controller 20 controls the aiming angle of the camera 12 by the servo 24. Those skilled in the art will recognize that the type of servo used may be changed without departing from the scope of the invention. The operator also controls the area of the wide-angle image to be magnified on the control device 2.
Select by 0. The number of magnified areas that can be selected is limited only by the number of magnified images displayed on the screen.
Controller 20 provides this information to format controller 22. This format controller 22 is
The processor 16 is controlled, and the processor 16 controls the servo 2
Control 4

【0018】 フォーマット制御装置22は、プロセッ
サ16がカメラ12の広角像に対応する信号をどこに出
力するか、及び、プロセッサ16がカメラ12の広角像
の一部分の拡大像に対応する信号をどこに出力するかを
指示する信号を提供することにより、イメージ・プロセ
ッサ16を制御する。拡大像が必要な場合、イメージ・
プロセッサ16はカメラ12のサンプリング率をナイキ
スト基準より高くし、高速サンプルされた信号を、表示
装置の選定された部分に対して第2の組の電気信号がカ
メラ12の広角像の一部分の鮮明な高分解能の拡大され
た像に対応するようにデコンボルブ(deconvol
ve)する。
In the format control device 22, where the processor 16 outputs a signal corresponding to a wide-angle image of the camera 12, and where the processor 16 outputs a signal corresponding to a magnified image of a part of the wide-angle image of the camera 12. The image processor 16 is controlled by providing a signal indicating If you need a magnified image,
The processor 16 raises the sampling rate of the camera 12 above the Nyquist criterion and provides a fast sampled signal to a selected portion of the display where a second set of electrical signals provides a sharp image of a portion of the wide-angle image of the camera 12. A deconvolving (deconvol) to correspond to a high resolution magnified image
ve)

【0019】 1985年5月14日にR.Zwirn
その他に交付された米国特許第4,517,599号
(その教示はここに採用される)は、この様な高質化さ
れたイメージを提供するためにカメラ12の出力を処理
するための技法を開示している。情景の一部分の増大し
たサンプリングは、カメラ12より与えられた標準の小
さな複数のビデオ・フレームから、減少された領域の複
数の副画素から成るビデオ・フレームの多重登録された
部分を生ずる多重イメージ登録回路26により与えられ
る。順次の標準のビデオ・フレーム間のイメージの動き
又はカメラのジッターはそのビデオ・フレームの多重登
録された部分の副画素の変位を決める。実際に、この多
重イメージ登録回路26は、カメラ12により生成され
た連続的なビデオフレームの変位された副画素のモザイ
クを形成する。
On May 14, 1985, R. Zwirn
Other issued U.S. Pat. No. 4,517,599, the teachings of which are incorporated herein, describes a technique for processing the output of camera 12 to provide such an enhanced image. Is disclosed. Increased sampling of a portion of the scene results in multiple image registrations from a standard small video frame provided by camera 12, resulting in a multi-registered portion of the video frame consisting of multiple subpixels of the reduced area. Provided by circuit 26. Image motion or camera jitter between successive standard video frames determines the displacement of sub-pixels in the multiply registered portion of the video frame. In effect, this multiple image registration circuit 26 forms a mosaic of displaced subpixels of successive video frames produced by the camera 12.

【0020】 既存のシステムハードウエアでの多重イ
メージ登録の実現は、相関追尾器・イメージ移動を補償
するサーボ・エラー又はカメラ台安定化ジャイロ・エラ
ーを用いて達成される。多重イメージ登録回路26は典
型的には、対応して変位された画素データがフレーム・
メモリー28に置かれる番地を変位させるための手段を
含む。単一のフレームで密なサンプリングを達成するた
めの小さな検出器の使用を含めて、カメラのサンプリン
グ率を増加するのに他の技法を使用することができると
いうことを当業者は認識している。
Implementation of multiple image registration on existing system hardware is achieved using servo errors or camera platform stabilization gyro errors to compensate for correlation tracker image movement. The multiple image registration circuit 26 typically stores the correspondingly displaced pixel data in the frame
It includes means for displacing the address located in the memory 28. Those skilled in the art will recognize that other techniques can be used to increase the sampling rate of the camera, including the use of small detectors to achieve dense sampling in a single frame. ..

【0021】 多重イメージ登録回路26は、フォーマ
ット制御装置22から制御信号を受け、サーボ24に故
意の変位を出力し、フレーム・メモリー28に番地のシ
フトを出力する。このフレーム・メモリー28は、カメ
ラ12により生成されたビデオ・フレームの残りの通常
の部分と共に、多重イメージ登録回路26により生成さ
れたビデオ・フレームの多重登録された部分を蓄積す
る。カメラ12の広角像を表示すべしと操作者が指示し
た場合、多重イメージ登録回路26はこのデータを単に
フレーム・メモリ28へ伝えてその元のアドレスに記憶
する。操作者が広角像の一部分の拡大像が表示されるべ
き事を指示する場合、多重イメージ登録回路26は、こ
の拡大像を表している副画素のモザイクを生成するた
め、上に概説したように作動する。
The multiplex image registration circuit 26 receives a control signal from the format control device 22, outputs a deliberate displacement to the servo 24, and outputs an address shift to the frame memory 28. This frame memory 28 stores the multiple registered portions of the video frame produced by the multiple image registration circuit 26, along with the remaining normal portion of the video frame produced by the camera 12. When the operator instructs the wide-angle image of the camera 12 to be displayed, the multiple image registration circuit 26 simply transfers this data to the frame memory 28 and stores it at its original address. If the operator indicates that a magnified image of a portion of the wide-angle image should be displayed, then the multiple image registration circuit 26 generates a mosaic of sub-pixels representing this magnified image, as outlined above. Operate.

【0022】 通常のビデオは、登録回路26を介して
カメラ12から受信した連続のサンプルとしてフレーム
・メモリー28に蓄積される。しかし、多重登録された
ビデオは、不連続的にフレーム・メモリー28に蓄積さ
れる。拡大係数はこの多重登録された画素を如何に分散
させるかを決める。例えば、二倍の拡大に対し、ビデオ
・データが蓄積されている時は、一つおきの番地及び一
つおきのラインがスキップされる。次のフレームの前に
カメラ12の照準線上での水平方向への半画素分のシフ
トにより、これ等ラインに沿ってスキップされた交互の
番地が満たされる。失った行の充填には、スキップされ
た列における一つおきの画素を充填するために、見通し
線において垂直方向に半画素分のシフトが、メモリ・ア
ドレスにおいて1画素分のシフトが必要である。最後
に、次のフレームの前に水平方向での半画素分のシフト
により、前にスキップされた行での失われた画素が充填
される。全体で四っのビデオ・フレームがそのビデオ・
メモリー28を最初に充填するのに必要となる。
Normal video is stored in frame memory 28 as a series of samples received from camera 12 via registration circuit 26. However, the multiple registered videos are stored in the frame memory 28 discontinuously. The magnification factor determines how to distribute the multiple registered pixels. For example, for double expansion, every other address and every other line is skipped when video data is being stored. A horizontal shift of half a pixel on the line of sight of camera 12 before the next frame will fill the alternate addresses skipped along these lines. Filling the lost row requires a half pixel shift vertically in the line of sight and one pixel shift in memory address to fill every other pixel in the skipped column. .. Finally, a half pixel shift in the horizontal direction before the next frame will fill in the missing pixels in the previously skipped row. Four video frames in total
Required to initially fill the memory 28.

【0023】 同じ様な方法で、三倍の拡大には、2つ
おきの画素及び2つおきのラインが各フレーム中に充填
されること、及び夫々の引き続くフレームの前にカメラ
12の見通し線において三分の一の画素のシフトがある
ことを必要とする。従って、三倍の拡大はそのビデオ・
メモリー28を最初に充填するため、九つのビデオ・フ
レームを必要とする。フォーマット制御装置22はフレ
ーム・メモリ28に座標を与え、そこへのビデオ・デー
タの蓄積を制御する。多重イメージ登録回路26は、そ
れぞれの引き続くビデオ・フレームの前に所要の画素の
オフセット及びそのオフセットの方向を制御するためサ
ーボ24に信号を提供する。
In a similar manner, for every three times magnification, every second pixel and every second line are filled in each frame, and the line of sight of the camera 12 before each successive frame. It requires that there is a third pixel shift in. Therefore, triple the expansion is the video
Nine video frames are required to initially fill the memory 28. Format controller 22 provides coordinates to frame memory 28 and controls the storage of video data therein. The multiple image registration circuit 26 provides a signal to the servo 24 to control the required pixel offset and the direction of that offset prior to each subsequent video frame.

【0024】 結合された広角像及び選定された拡大像
とを表しているビデオ・メモリー28のデータは、表示
装置18に表示される前に一般にフィルタ処理される。
この好ましい実施例では、このフィルターは選定された
ビデオ・システムの点拡散関数に従って変化する。従っ
て、広角像を表す表示装置の部分に対し一つのフィルタ
ーが、及び、特定の拡大倍率を表す表示装置の各部分に
対し一つのフィルターが存在する。イメージ処理装置1
6のデコンボルバー30は、この様なフィルター機能を
提供する。点拡散関数回路36はデコンボルバー30に
対し、フィルターされている表示の部分に関する拡大係
数に対応する適切な点拡散関数係数を提供する。
The data in the video memory 28, which represents the combined wide-angle image and the selected magnified image, is typically filtered before being displayed on the display device 18.
In the preferred embodiment, this filter varies according to the point spread function of the selected video system. Therefore, there is one filter for the portion of the display device that represents the wide-angle image and one filter for each portion of the display device that represents the particular magnification. Image processing device 1
The deconvolver 30 of 6 provides such a filter function. The point spread function circuit 36 provides the deconvolver 30 with the appropriate point spread function coefficient corresponding to the magnification factor for the portion of the display being filtered.

【0025】 フォーマット制御装置22は、点拡散関
数回路36及びデコンボルバー30に信号を与えて、表
示装置のどの部分がフィルターされているか、従って、
どれが使用すべき適切なフィルターかを指示する。デコ
ンボルバー30の出力は、表示装置18に表示するため
選定された拡大像を含む広角視野を表す第2の組の電気
出力信号である。当業者は、各種の異なったフィルター
が本発明の範囲から逸脱すること無く使用出来るこを認
める。
The format controller 22 provides a signal to the point spread function circuit 36 and the deconvolver 30 to determine which portion of the display device is being filtered, and
Indicate which is the appropriate filter to use. The output of deconvolver 30 is a second set of electrical output signals representing a wide-angle field of view containing the magnified image selected for display on display 18. Those skilled in the art will recognize that a variety of different filters can be used without departing from the scope of the invention.

【0026】 この実施例のフィルター処理技術は、図
2(a)から図2(c)により図解されている。図2
(a)は、鋭い縁を持っている元の対象物(実線)及び
カメラ12の点拡散関数により元の対象物から歪まされ
た不鮮明なイメージ(点線)に対し、カメラ12のイメ
ージ面を横切るイメージの位置の関数としてのイメージ
の明暗度を示す。図2(b)は高い周波数はコンボルー
ション処理により再生されることを図解している。その
結果は、図2(c)に図解された高質化された(不鮮明
でない)イメージであり、表示装置18に供給される。
The filtering technique of this embodiment is illustrated by FIGS. 2 (a) to 2 (c). Figure 2
(A) traverses the image plane of the camera 12 for an original object with a sharp edge (solid line) and a blurry image (dotted line) distorted from the original object by the point diffusion function of the camera 12. Shows the intensity of the image as a function of image position. FIG. 2B illustrates that high frequencies are reproduced by convolution processing. The result is the enhanced (non-blurred) image illustrated in FIG.

【0027】 デコンボルバー30は図3に示された様
式のコンボルーション・マスクを効果的に利用する。x
軸はカメラ12のイメージ面を横切る第1の方向に沿っ
た位置を表し、y軸はカメラ12のイメージ面を横切
る、第1の方向に垂直な第2の方向に沿った位置を表
す。z軸は明暗度を表す。上述の参考文献で説明された
ように、このマスクはこの点拡散関数の負数(the
negative)と重み2の中央画素の正のインパル
ス関数とを用いてセンサのデグラデーションの逆関数を
近似する。なお、全体のマスクの重みの総計は1と等価
である。
The deconvolver 30 effectively utilizes a convolution mask of the style shown in FIG. x
The axis represents position along a first direction transverse to the image plane of camera 12, and the y axis represents position along a second direction transverse to the image plane of camera 12 and perpendicular to the first direction. The z-axis represents intensity. As explained in the reference above, this mask has a negative number (the) of this point spread function.
Negative) and the positive impulse function of the center pixel of weight 2 are used to approximate the inverse function of the sensor degradation. The total weight of all masks is equivalent to 1.

【0028】 イメージ処理装置16によるカメラ12
からの元のイメージの高質化は、両者の同時表示のため
に、増大された分解能及び最小の不鮮明さの代わりに、
拡大された像を示すことを、表示装置18の選定された
部分を含む広角像が可能にする。図4(a)は、カメラ
12により観察される元のイメージを示し、拡大に対し
表示装置18の部分40及び50が選定される。図4
(b)は表示装置18で見られる高質化されイメージを
示し、選定された部分40及び50は拡大され、カメラ
12からの元のイメージよりも高い分解能を持つ。
The camera 12 by the image processing device 16
The enhancement of the original image from is due to the simultaneous display of both, instead of increased resolution and minimal blurring,
A wide-angle image including a selected portion of the display device 18 is capable of showing a magnified image. FIG. 4 (a) shows the original image as viewed by camera 12, with portions 40 and 50 of display device 18 selected for magnification. Figure 4
(B) shows the enhanced image seen on display 18, with selected portions 40 and 50 magnified and having a higher resolution than the original image from camera 12.

【0029】 本発明を、実施例及び特別な応用に関し
てここに説明してきたが、この発明はそれに限定されな
い。当該技術に通常の知識を持ち且つ本発明の教示を利
用できる者は、その範囲内の追加的な修正及び応用を認
識する。例えば、この発明はカメラの形式又はそれと共
に使用した表示装置の形式に限定されない。更に、この
発明は、単一の表示装置に限定されない。任意の数の表
示装置及び対応するイメージ処理装置は特定の応用に不
可欠なものとして使用され得る。また、ビデオ高質化は
拡大に限定されない。任意の形式のビデオ高質化は特定
の応用に対し必要なものとして提供される。それ故、任
意の且つ全てのこの様な修正、応用及び実施例は前記特
許請求の範囲に含まれる。
Although the present invention has been described herein with reference to embodiments and particular applications, the present invention is not so limited. Those having ordinary skill in the art and having access to the teachings of the present invention will recognize additional modifications and applications within its scope. For example, the invention is not limited to the type of camera or the type of display used with it. Moreover, the invention is not limited to a single display device. Any number of display devices and corresponding image processing devices can be used as integral to a particular application. Also, video enhancement is not limited to expansion. Any form of video enhancement is provided as needed for a particular application. Therefore, any and all such modifications, applications and embodiments are within the scope of the following claims.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明のイメージング・システムの実例とな
る実施例のブロツク図である。
FIG. 1 is a block diagram of an illustrative embodiment of an imaging system of the present invention.

【図2】 (a)は、本発明に使用されたセンサのイメ
ージ面を横切る位置の関数として、元の対象物及びその
不鮮明なイメージの明暗度を示す図である。(b)は、
本発明のコンボルーション(convolution)
処理により再生される高い周波数を描写している図であ
る。(c)は、本発明の実例となる実施例に採用された
デコンボルーション(deconvolution)処
理から得られた高質化された(不鮮明さを抑圧した)イ
メージを示す図である。
FIG. 2 (a) shows the intensity of the original object and its blurred image as a function of position across the image plane of the sensor used in the present invention. (B) is
The convolution of the present invention
FIG. 6 is a diagram depicting high frequencies reproduced by the process. (C) is a diagram showing a high quality (suppressed blurring) image obtained from the deconvolution processing adopted in the illustrative embodiment of the present invention.

【図3】 本発明のイメージング・システムのイメージ
処理装置により使用されるコンボルーション・マスクに
対応する面のグラフィックな斜視図である。
FIG. 3 is a graphic perspective view of a surface corresponding to a convolution mask used by the image processing apparatus of the imaging system of the present invention.

【図4】 (a)及び(b)は、元のイメージ及び本発
明のイメージング・システムで使用されるイメージ処理
装置により表示装置に夫々生成されたイメージを示す図
である。
4A and 4B are diagrams showing an original image and an image respectively generated on a display device by an image processing device used in the imaging system of the present invention.

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 表示装置上で見るために又はその後の処
理のためにセンサから第1及び第2の同時実時間イメー
ジを提供するためのイメージング・システムであって、
情景から受け取った入力に応答して第1の組の電気信号
を提供するイメージ・センサにおいて、 上記第1の組の電気信号を処理して、上記第1及び第
2の同時実時間イメージを表す第2の組の電気信号を提
供するための処理手段であって、上記第1の同時実時間
イメージは上記第1の組の電気信号により表される上記
情景の一部分の像であり、上記第2の同時実時間イメー
ジは上記情景の一部分の高質化された像である処理手段
と、 上記第2の組の電気信号に応答して、上記第1の同時
実時間イメージの表示内に上記第2の同時実時間イメー
ジを表示するための表示手段とを具備するイメージング
・システム。
1. An imaging system for providing first and second simultaneous real-time images from a sensor for viewing on a display device or for subsequent processing, comprising:
An image sensor that provides a first set of electrical signals in response to inputs received from a scene, the first set of electrical signals being processed to represent the first and second simultaneous real-time images. A processing means for providing a second set of electrical signals, wherein the first simultaneous real-time image is an image of a portion of the scene represented by the first set of electrical signals. The two simultaneous real-time images are enhanced in the representation of the first simultaneous real-time image in response to the processing means being an enhanced image of a portion of the scene, and in response to the second set of electrical signals. A second simultaneous real-time image display means for displaying the imaging system.
【請求項2】 請求項1に記載のイメージング・システ
ムにして、上記処理手段が上記情景の少なくとも一つの
部分の上記高質化された像を提供するための分解能向上
手段及び上記向上手段を制御するためのフォーマット制
御器手段を含むイメージング・システム。
2. The imaging system of claim 1, wherein the processing means controls the resolution enhancing means and the enhancing means for providing the enhanced image of at least one portion of the scene. Imaging system including format controller means for performing.
【請求項3】 請求項2に記載のイメージング・システ
ムにして、上記分解能向上手段が上記イメージ・センサ
のサンプリング率を選択的に増加するためのサンプリン
グ率手段を含むイメージング・システム。
3. The imaging system of claim 2, wherein the resolution enhancing means includes sampling rate means for selectively increasing the sampling rate of the image sensor.
【請求項4】 請求項3に記載のイメージング・システ
ムにして、上記サンプリング率手段が、上記イメージ・
センサにより生成された順次のビデオ・フレームから、
変位された副画素のモザイクから成るフレームの少なく
とも一つの多重登録されたビデオ部分を形成するための
多重イメージ登録手段を含むイメージング・システム。
4. The imaging system of claim 3, wherein the sampling rate means is the image
From the sequential video frames generated by the sensor,
An imaging system including multiple image registration means for forming at least one multiple registered video portion of a frame of displaced subpixel mosaics.
【請求項5】 請求項4に記載のイメージング・システ
ムにして、 上記向上手段が上記多重登録されたビデオ・フレームを
選択的に蓄積するためのフレーム・メモリ手段と、上記
フォーマット制御器により制御される上記イメージ・セ
ンサにより生成された上記ビデオ・フレームと を含む
イメージング・システム。
5. The imaging system according to claim 4, wherein the enhancing means is controlled by frame memory means for selectively storing the multiple registered video frames and the format controller. An imaging system including the video frame generated by the image sensor.
【請求項6】 請求項5に記載のイメージング・システ
ムにして、 上記向上手段が上記多重登録されたビデオ・フレームと
一組のデコンボルブされた信号を提供するように上記フ
ォーマット制御器により制御される上記イメージ・セン
サにより生成された上記ビデオ・フレームとを選択的に
デコンボルブするためのデコンボルバ手段を含むイメー
ジング・システム。
6. The imaging system according to claim 5, wherein said enhancing means is controlled by said format controller to provide said multiple registered video frame and a set of deconvolved signals. An imaging system including deconvolver means for selectively deconvolving the video frames generated by the image sensor.
【請求項7】 請求項6に記載のイメージング・システ
ムにして、上記デコンボルバ手段が上記増加したサンプ
リング率で上記イメージ・センサのデグラデーションに
関連した点拡散関数の逆関数で上記多重登録されたビデ
オ・フレームの上記部分をデコンボルブするための手段
を含むイメージング・システム。
7. The imaging system of claim 6, wherein said deconvolver means is said multi-registered video with an inverse of a point spread function associated with degradation of said image sensor at said increased sampling rate. An imaging system that includes means for deconvolving the above portion of the frame.
【請求項8】 請求項6に記載のイメージング・システ
ムにして、上記デコンボルバ手段が上記イメージ・セン
サのデグラデーションに関連した点拡散関数で逆関数
で、上記イメージ・センサにより生成された上記ビデオ
・フレームをデコンボルブするための手段を含むイメー
ジング・システム。
8. The imaging system of claim 6, wherein the deconvolver means is inverse of the point spread function associated with the image sensor degradation and the video produced by the image sensor. An imaging system that includes a means for deconvolving a frame.
【請求項9】 請求項1に記載のイメージング・システ
ムにして、上記表示装置が上記処理手段に接続され上記
情景と上記情景の部分の上記高質化された像との組み合
わせを表示するようになされた少なくとも一つの表示装
置を含むイメージング・システム。
9. The imaging system of claim 1, wherein the display device is connected to the processing means to display a combination of the scene and the enhanced image of a portion of the scene. An imaging system including at least one display device made.
【請求項10】 請求項9に記載のイメージング・シス
テムにして、上記情景の上記高質化された像が上記情景
の拡大された高分解能の像の一部分であるイメージング
・システム。
10. The imaging system of claim 9, wherein the enhanced image of the scene is a portion of a magnified, high resolution image of the scene.
【請求項11】 請求項9に記載のイメージング・シス
テムにして、上記情景の上記高質化された像が上記情景
の複数の部分の拡大された高分解能の像の一部分である
イメージング・システム。
11. The imaging system of claim 9, wherein the enhanced image of the scene is a portion of a magnified high resolution image of portions of the scene.
【請求項12】 イメージ・センサから第1及び第2の
同時実時間イメージを提供するためのイメージング・シ
ステムにおいて、 情景から受け取った入力に応答して第1の組の電気信号
を提供するためのセンサ手段;第1の組の電気信号を処
理して上記第1及び第2の同時実時間イメージを表す第
2の組の電気信号を提供し、上記第1の同時実時間イメ
ージが上記情景の一部分の像である処理手段であって、
上記第2の同時実時間イメージを提供するように上記情
景の部分の高質化された像を提供するための向上手段及
び上記向上手段を制御するためのフォーマット制御器手
段を含み、上記向上手段が上記センサ手段のサンプリン
グ率を効果的に増加するための手段を含む処理手段と、 上記センサ手段のデグラデーションに関連した点拡散関
数の逆関数で、上記センサ手段の上記増加したサンプリ
ング率から得られるビデオをデコンボルブしてデコンボ
ルブされた信号の組を提供する手段;及び、 上記第2の電気信号に応答して上記第1の同時実時間イ
メージの表示の範囲内に上記第2の同時実時間イメージ
を表示するための表示手段を具備するイメージング・シ
ステム。
12. An imaging system for providing first and second simultaneous real-time images from an image sensor, for providing a first set of electrical signals in response to inputs received from a scene. Sensor means; processing a first set of electrical signals to provide a second set of electrical signals representative of said first and second simultaneous real-time images, said first simultaneous real-time images of said scene A processing means that is an image of a part,
The enhancing means including enhancing means for providing an enhanced image of the portion of the scene to provide the second simultaneous real-time image and format controller means for controlling the enhancing means. Is a processing means including means for effectively increasing the sampling rate of the sensor means, and an inverse function of a point spread function associated with the degradation of the sensor means, obtained from the increased sampling rate of the sensor means. Means for deconvolving the video being provided to provide a deconvolved set of signals; and the second simultaneous real time within the display of the first simultaneous real time image in response to the second electrical signal. An imaging system comprising display means for displaying an image.
【請求項13】 請求項12に記載されたイメージング
・システムにして、 上記センサ手段のサンプリング率を効果的に増加するた
めの上記手段が、上記センサ手段により生成された順次
のビデオ・フレームから、変位された副画素のモザイク
を形成するための多重イメージ登録手段を含むイメージ
ング・システム。
13. The imaging system of claim 12, wherein the means for effectively increasing the sampling rate of the sensor means comprises: from successive video frames produced by the sensor means; An imaging system including multiple image registration means for forming a mosaic of displaced subpixels.
【請求項14】 請求項13に記載さ
れたイメージング・システムにして、 上記センサ手段のサンプリング率を効果的に増加するた
めの上記手段が、上記多重イメージ登録手段から変位さ
れた副画素の上記モザイクを選択的に蓄積するための、
及び上記第1の組の電気信号により表された上記情景の
部分を選択的に蓄積するためのフレーム・メモリー手段
を含むイメージング・システム。
14. The imaging system of claim 13, wherein the means for effectively increasing the sampling rate of the sensor means comprises the mosaic of subpixels displaced from the multiple image registration means. To selectively store,
And an imaging system including frame memory means for selectively storing a portion of the scene represented by the first set of electrical signals.
【請求項15】 請求項12に記載されたイメージング
・システムにして、 上記表示手段が、上記処理手段に接続され上記情景の部
分と上記情景の部分の上記高質化された像との組み合わ
せを表示するようになされた少なくとも一つの表示装置
を含むイメージング・システム。
15. The imaging system according to claim 12, wherein the display means is connected to the processing means to combine the portion of the scene with the enhanced image of the portion of the scene. An imaging system including at least one display device adapted to display.
【請求項16】 請求項15に記載されたイメージング
・システムにして、 上記高質化された像が上記情景の部分の高分解能の拡大
された像であるイメージング・システム。
16. The imaging system of claim 15, wherein the enhanced image is a high resolution magnified image of a portion of the scene.
【請求項17】 イメージ・センサからの第1及び第2
の同時実時間イメージを提供して表示装置上で観察する
ための方法において;情景から受け取った入力に応答し
て第1の組の電気信号を提供する段階;上記第1の組の
電気信号を処理して、上記第1及び第2の同時実時間イ
メージを表す第2の組の電気信号を提供する段階であっ
て、上記第1の同時実時間イメージが上記情景の少なく
とも一つの部分の像であり、 上記第2の同時実時間イメージが上記情景の少なくとも
一つの部分の分解能の向上した像である段階; 及び上記第2の組の電気信号に応答して第1の同時実時
間イメージの表示の範囲内に上記第2の同時実時間イメ
ージを表示する段階を含む方法。
17. A first and second image sensor.
A method for providing a simultaneous real-time image of the image for viewing on a display device; providing a first set of electrical signals in response to input received from a scene; Processing to provide a second set of electrical signals representative of the first and second simultaneous real-time images, the first simultaneous real-time image being an image of at least a portion of the scene. And wherein the second simultaneous real-time image is a resolution-enhanced image of at least one portion of the scene; and of the first simultaneous real-time image in response to the second set of electrical signals. Displaying the second simultaneous real-time image within the display.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03268686A (en) * 1990-03-19 1991-11-29 Omron Corp Picture display device

Patent Citations (1)

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