JP2002262284A - 赤外線映像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 リアルタイムレコーダをテレビの同期系に同
期した再生動作を可能とし、再生動作とスキャン変換動
作を同期させることでフレームデータの欠落なくスキャ
ン変換可能な再生動作を可能とするリアルタイムレコー
ダを備えた赤外線映像装置を提供する。 【解決手段】 赤外線エネルギを検出してテレビ同期タ
イミング１０より高速のタイミングで動作する赤外線セ
ンサと、この同期タイミング系の信号に応じてこの熱画
像が書き込まれ、熱画像を読み出すことでスキャン変換
するフレームメモリ３と、外部インターフェイスとを備
えた赤外線映像装置において、その記録は赤外線センサ
のタイミングで実行され、再生はテレビ垂直同期信号を
トリガ信号とし、このトリガ信号をもとに赤外線センサ
のタイミングで実行され、再生された熱画像データはフ
レームメモリに送出するリアルタイムレコーダ１００を
備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速フレームレー
トの赤外線映像装置に用いるリアルタイムレコーダの記
録再生に係り、特に再生画像をスキャン変換してテレビ
同期にて表示あるいは外部装置へ転送する時に記録画像
を間引くことなく再生する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】物体は、その温度にしたがって赤外線を
放射しており、温度と放射赤外線量は一定の関係にあ
る。この関係を利用して対象物の各部から放射される赤
外線を検知し、対象物の温度分布を可視像として構成す
る赤外線映像装置が公知である。

【０００３】この赤外線映像装置は、赤外線センサから
取り込まれた画像データを、データ補正、ノイズ除去等
の処理を施してフレームメモリに記録し、このフレーム
メモリに記録された熱画像データに表示用の加工を施
し、最終的にはテレビ同期の画像データとして表示部に
出力するものである。上述のように、通常この赤外線映
像装置は１フレーム分の熱画像しか記録できないが、対
象物の温度変化をリアルタイムに記録する記録手段とし
てリアルタイムレコーダと称する記憶装置を備えた赤外
線映像装置も用いられている。

【０００４】図３に、このリアルタイムレコーダを備え
た赤外線映像装置の要部ブロック図を示し、図３を用い
てこの赤外線映像装置の動作を説明する。対象物の放射
する赤外線エネルギは赤外線センサ１で検知され、ここ
で熱画像データが形成され、このデータがデータ補正処
理部２に送られ、所定の補正処理が施される。この補正
処理後の熱画像データがフレームメモリ３とリアルタイ
ムレコーダ６に送られる。このフレームメモリ３および
リアルタイムレコーダ６はともに半導体メモリにより構
成されている。リアルタイムレコーダ６は赤外線センサ
１からのタイミング信号をもとにセンサタイミングコン
トロール部７からのフレーム同期信号等をもとにリアル
タイムレコーダコントロール部８でリアルタイムレコー
ダ６を制御するために必要な信号を生成し、リアルタイ
ムレコーダ６に前記補正後の熱画像データを記録し、ま
たリアルタイムレコーダ６から熱画像データを再生す
る。

【０００５】フレームメモリ３は内部に３つのバンクを
持ち、書き込みと読み出しでアクセスするバンクを切り
換えながら熱画像データのフレームデータを入出力す
る。この時、書き込みは赤外線センサ１のタイミングで
実行され、読み出しはテレビの同期系のタイミングで実
行されることによりスキャン変換が実現される。スキャ
ン変換を実行するのはテレビ同期系の表示器に熱画像を
表示し、肉眼で確認できるようにするためである。この
スキャン変換を制御するのがスキャン変換コントロール
部９で書き込み時にはリアルタイムレコーダコントロー
ル部８からの信号でフレームメモリ３に熱画像データを
書き込み、読み出し時にはＴＶタイミング発生部１０か
らの制御信号により書き込まれた熱画像データがフレー
ムメモリ３から読み出される。こうしてスキャン変換に
より読み出された熱画像データは表示処理部４で所定の
処理を施されて図示しない表示部に表示される。また、
図示しないパソコン等のデータ処理装置に外部インター
フェース部５を介して出力される。

【０００６】このように、リアルタイムレコーダ６は赤
外線センサ１から出力される熱画像データを構成要素で
ある半導体メモリへ動画像として記録し、また既に記録
されている熱画像データを再生するものである。この機
能により、対象物の高速な温度変化を観測する場合であ
っても必要とする熱画像データをもれなく記録すること
ができる。更に、この記録熱画像データは外部インター
フェイス部５を通じてパソコン等に出力することで、詳
細なデータ解析や観測データの管理作業を使用者の都合
のよいときに行える利点がある。

【０００７】前述したように、リアルタイムレコーダ６
は、赤外線センサ１のタイミングで書き込み、読み出し
が行われ、フレームメモリ３に一旦記録され、ここでテ
レビの同期系にスキャン変換され、表示部に表示され
る。従って、赤外線センサ１のフレームレートが１２０
分の１秒とテレビのフレームレートである３０分の１秒
よりも速い場合は、フレームメモリ３でのスキャン変換
処理の関係上赤外線センサ１からのフレームデータに間
引きが生じリアルタイムレコーダ６から再生されたすべ
てのフレーム熱画像データが表示部には表示されないと
いう現象が発生する。スキャン変換の出力レートより入
力レートの方が速いからである。

【０００８】表示部に表示された熱画像を人間が観測す
る場合はこのような間引きは特に問題とはならないが、
外部インターフェイス５を介してパソコンなどにデータ
転送して熱画像解析するというような使用方法では、ス
キャン変換後のすべてのフレームの再生データをもれな
く出力しなければならない。肉眼では間引きによるフレ
ームの欠落が判別できないが、パソコン等はすべてのフ
レームデータを連続入力可能だからである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように、現状のリ
アルタイムレコーダを備えた赤外線映像装置は、テレビ
レートへのスキャン変換後の熱画像データを外部インタ
ーフェイスを介してパソコン等に出力する場合間引きが
行われ、すべての熱画像データを詳細なデータ解析等に
用いることができないという欠点があった。この欠点を
解決するためには、リアルタイムレコーダをテレビのフ
レームレート以下のレートでスロー再生して間引きによ
るフレームデータの欠落をなくすことが考えられるが、
この方法には非同期のスキャン変換タイミングにより同
一フレームデータが連続して出力されてしまうという欠
点があった。本発明は、上記課題を解決するために、リ
アルタイムレコーダをテレビの同期系に同期した再生動
作を可能とし、再生動作とスキャン変換動作を同期させ
ることでフレームデータの欠落なくスキャン変換可能な
再生動作を可能とするリアルタイムレコーダを備えた赤
外線映像装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明になる赤外線映像
装置は、対象物の放射する赤外線エネルギを検出して熱
画像データを生成するテレビ同期タイミングより高速の
タイミングで動作する赤外線センサと、この赤外線セン
サの同期タイミング系の信号に応じてこの熱画像が書き
込まれ、テレビ同期タイミング系の信号に応じて書き込
まれた熱画像を読み出すことでスキャン変換するフレー
ムメモリと、スキャン変換された熱画像を表示する表示
部とともにデータ処理するパソコン等にデータ転送する
外部インターフェイスとを備えた赤外線映像装置におい
て、前記熱画像データを記録し、再生するものであっ
て、その記録は前記赤外線センサのタイミングで実行さ
れ、記録済みの熱画像データの再生はテレビ垂直同期信
号をトリガ信号とし、このトリガ信号をもとに前記赤外
線センサのタイミングで実行され、再生された熱画像デ
ータは前記フレームメモリに送出するリアルタイムレコ
ーダを備えたことを特徴とするものである。

【００１１】本発明によれば、記録済みの熱画像データ
の再生はテレビ垂直同期信号をトリガ信号とし、このト
リガ信号をもとに前記赤外線センサのタイミングで実行
するようにしたので、このタイミングで熱画像データが
1フレーム分リアルタイムレコーダから再生された後、
２つめのテレビ垂直同期信号が入力されるまで再生を停
止する。再生された熱画像データは前記赤外線センサの
タイミングでフレームメモリの1つのバンクに書き込ま
れ、テレビ同期タイミング系の信号でフレームメモリの
このバンクから読み出される。この読み出しはテレビ同
期タイミング系のフレームレートで実行される。このフ
レームメモリの読み出し終了までには２つめのテレビ垂
直同期信号がトリガとなり、リアルタイムレコーダから
熱画像が１フレーム分再生され、前記フレームメモリの
別のバンクに書き込まれる。前記バンクからの読み出し
が終了するとこの別のバンクから熱画像を読み出す。こ
うしてリアルタイムレコーダをテレビの同期タイミング
系に同期した再生動作を可能とし、再生動作とスキャン
変換動作を同期させることとしたのでフレームデータの
欠落なくスキャン変換可能な再生動作が可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明について、図を用いて
詳しく説明する。図１は本発明の一実施の形態であるリ
アルタイムレコーダを備えた赤外線映像装置のうちで本
発明の動作を説明する上での要部ブロック図、図２は同
じく本発明の動作を説明するタイミングチャート図であ
る。

【００１３】図１において、従来のリアルタイムレコー
ダを備えた赤外線映像装置と同じ構成のものは同じ符号
を付し、その説明を省略する。図１において、８１は従
来のリアルタイムメモリコントロール部８のうちの一部
である読み出しを制御するリアルタイムレコーダリード
コントロール部、９１および９２、９３は従来のスキャ
ン変換コントロール部９の内部であり、それぞれフレー
ムメモリの書き込みを制御するフレームメモリライトコ
ントロール部、フレームメモリリードコントロール部、
この両者からの信号を書き込み読み出しに応じて所要の
信号を出力するセレクタ、１００はセンサ系のタイミン
グ信号をテレビ系のクロックに、テレビ系の信号をセン
サ系のクロックに同期させてそれぞれ他の系統制御系に
信号を送出するリアルタイムレコーダ／フレームメモリ
クロック同期処理部である。ここで、センサ系のフレー
ムレートは１／１２０秒であり、テレビ系のフレームレ
ートは１／３０秒であり、センサ系の同期信号とテレビ
系の同期信号は互いに非同期である。

【００１４】図２において（ａ）は同期化ＴＶ垂直同期
信号、（ｂ）はセンサフレーム同期信号、（ｃ）は再生
フレーム番号、（ｄ）はフレームスタート信号、（ｅ）
はリアルタイムレコーダ再生データイネーブル信号、
（ｆ）はフレームメモリライトフレーム番号、（ｇ）は
フレームメモリリードフレーム番号、（ｈ）はＴＶ垂直
同期信号、（ｉ）はフィールド信号、（ｊ）は同期化フ
レームスタート信号である。ここで（ａ）〜（ｆ）まで
の信号は、センサタイミング系での動作であり、（ｇ）
から（ｊ）までの信号はＴＶタイミング系での動作であ
る。

【００１５】次に、信号の入出力状況について各ブロッ
クの働きとともに説明する。図示しない別途設けた設定
部からのリアルタイムレコーダの再生モードを指定する
モード指定信号２０１とリアルタイムレコーダに記憶さ
れている熱画像を何フレーム再生するか、その再生する
フレーム数を指定するフレーム数指定信号２０２がリア
ルタイムレコーダリードコントロール部８１に入力され
る。また、図示しない赤外線センサからのセンサ系同期
信号２０３がセンサタイミングコントロール部７に供給
され、センサフレーム同期信号２０４を含むセンサ同期
信号２０５が生成され、リアルタイムレコーダリードコ
ントロール部８１とフレームメモリライトコントロール
部９１に供給される。

【００１６】リアルタイムレコーダリードコントロール
部８１ではこれらの信号を受けて、リアルタイムレコー
ダ６のリードに必要なリアルタイムレコーダ制御信号２
０６を生成し、リアルタイムレコーダ６に供給する。リ
アルタイムレコーダ６は半導体メモリの集合体で構成し
ているので、リアルタイムレコーダ制御信号２０６とし
ては、通常のメモリの読み出しに必要なアドレス信号や
リード信号などからなる。また、リアルタイムレコーダ
６のリードを開始するとその先頭フレームを示す信号で
あるフレームスタート信号２１０を生成し、リアルタイ
ムレコーダ／フレームメモリクロック同期処理部１００
に出力し、リードしているときのデータがフレームメモ
リ３へ書き込むべきデータであることを示すリアルタイ
ムレコーダ再生データイネーブル信号２１１を生成し、
フレームメモリライトコントロール部９１へ出力する。

【００１７】また、再生モードに応じて再生のトリガ信
号として用いられる同期化ＴＶ垂直同期信号２０７が入
力される。同期化ＴＶ垂直同期信号２０７は、ＴＶタイ
ミング発生部１０で生成されたＴＶ同期信号２０８のう
ちＴＶ垂直同期信号２０９をリアルタイムレコーダ／フ
レームメモリクロック同期処理部１００でセンサ系のク
ロックと同期化することにより生成される。

【００１８】フレーメモリライトコントロール部９１は
センサ同期信号２０５とリアルタイムレコーダ再生デー
タイネーブル信号２１１とフレームメモリリードコント
ロール部９２で生成される３つのバンクからなるフレー
ムメモリ３のどのバンクを読み出し中であるかを示す信
号であるメモリリードバンク信号２１２をもとにフレー
ムメモリ３の書き込みに必要なフレームメモリライト制
御信号２１３を生成してセレクタ９３に出力し、この信
号はフレームメモリ３が書き込み時にはフレームメモリ
３に出力される。また同時にフレームメモリ３のどのバ
ンクまで書き込みが終了したバンクであるかを示すメモ
リライトバンク信号２１４を生成してフレームメモリリ
ードコントロール部９２へ出力する。

【００１９】フレーメモリリードコントロール部９２は
ＴＶ同期信号２０８とフレームメモリ３のどのバンクま
で書き込みが終了したかを示す信号であるメモリライト
バンク信号２１４をもとにフレームメモリ３の読み出し
に必要なフレームメモリリード制御信号２１５を生成し
てセレクタ９３に出力し、この信号はフレームメモリ３
が読み出し時にはフレームメモリ３に出力される。

【００２０】次に、このように構成されたリアルタイム
レコーダの再生動作について説明する。なお、リアルタ
イムレコーダ６への記録動作については特に説明しない
が、熱画像データが記録されているものとする。再生フ
レーム数指定信号２０２で再生するフレーム数を設定
し、モード指定信号２０１により、リアルタイムレコー
ダの再生モードをＴＶ同期モードとする。こうすること
により、ＲＴメモリリードコントロール部８１に入力さ
れている同期化ＴＶ垂直同期信号２０２が有効となり、
この信号に同期してリアルタイムレコーダの再生動作が
実行可能となる。また、この時同時に、リアルタイムレ
コーダ再生データイネーブル信号２１１は無効とされ
る。

【００２１】同期化ＴＶ垂直同期信号２０２が入力され
ると、次に入力されるセンサフレーム同期信号２０４を
待って1フレーム分再生される（図２（１））。センサ
フレーム同期信号２０４を待って再生されるのはリアル
タイムレコーダの再生動作はセンサ系のタイミングで実
行されるからである。このときフレームスタート信号２
１０がセンサフレームの1フレーム分有効となって再生
フレームの先頭フレームであることを示す。また、同時
にリアルタイムレコーダ再生データイネーブル信号２１
１が有効となり、この信号がフレームメモリライトコン
トロール部９１に送出される。ここで、リアルタイムレ
コーダ６の再生はＴＶ同期モードであるから、次の同期
化ＴＶ垂直同期信号２０７が入力されるまで再生は停止
される（図２（２））。再生の開始は後述するように、
２つ後の同期化ＴＶ垂直同期信号２０７が入力されてか
らである。これはフレームメモリ３の読み出しがＴＶ同
期のフレーム単位で実行されるからである。

【００２２】こうして、リアルタイムレコーダ６から１
フレーム分の熱画像データが読み出されると、このデー
タはフレームメモリ３に送出される。フレームメモリラ
イトコントロール部９１はリアルタイムレコーダ再生イ
ネーブル信号２１１が入力されるとフレームメモリ３に
書き込むべきデータが存在することを認識し、フレーム
メモリライト制御信号２１３がセレクタ９３を介してフ
レームメモリ３に送出され、1フレーム分の熱画像デー
タがフレームメモリ３の書き込み可能なバンクにに書き
込まれる。この書き込み可能なバンクは前述したように
メモリリードバンク信号２１２と前回書き込んだバンク
とから読み出していないバンクを書き換えないように決
定される。

【００２３】こうして、フレームメモリ３に書き込まれ
た熱画像は次のようにしてＴＶ同期で読み出される。フ
レームメモリ３のどれかのバンクに熱画像の書き込みが
終了すると次のＴＶ垂直同期信号２０９のタイミングで
読み出しが可能となり、フレームメモリリード制御信号
２１５がセレクタ９３を介してフレームメモリ３に送出
され、メモリライトバンク信号２１４で指定されるバン
クから熱画像データを読み出す（図２（３））。このと
きフレームメモリリード制御信号２１５はＴＶ垂直同期
信号２０９をもとに生成されているので、読み出しの１
フレーム分の熱画像としては、両フィールド共同じ熱画
像データが読み出される。またこの時、読み出した熱画
像データが最初に再生された熱画像データのフレームで
あることを示すために、フレームスタート信号２１０を
ＴＶ垂直同期信号に同期させた同期化フレームスタート
信号２１７を生成する。これは、図示しないが、熱画像
を外部の処理装置に転送した時の先頭の熱画像データで
あることを示す目的で生成される。こうして１フレーム
分の熱画像データの読み出しが完了する。

【００２４】続いてリアルタイムレコーダ６からの次の
フレームの熱画像データの読み出しについて説明する。
前述したように、リアルタイムレコーダ６は同期化ＴＶ
垂直同期信号２０７を受けて再生のトリガとする。従っ
て、同期化垂直同期信号２０７が入力される度に１フレ
ーム分の熱画像の再生を実行するのであるが、実際は前
述したようにフレームメモリ３からの読み出しはＴＶ同
期のフレーム単位で実行されるため、すぐ後の同期化垂
直同期信号２０７では再生動作が開始されず、次の同期
化垂直同期信号２０７を受けて、前述したようにセンサ
フレーム同期信号２０４を待って熱画像の再生が可能と
なる（図２（４））。続いて前述したような手順でリア
ルタイムレコーダ６から熱画像の再生が行われ、その熱
画像データがフレームメモリ３に書き込まれ、書き込み
終了後フレームメモリ３から読み出される。この動作が
最初に指定されたフレーム数分継続され、所定の読み出
しが完了する。

【００２５】このようにＴＶ垂直同期信号２０９に同期
してリアルタイムレコーダ６を再生することとしたの
で、スキャン変換を行うフレームメモリ３から読み出し
が完了するまで次のフレームの熱画像データを再生しな
いので間引きの生じないリアルタイムレコーダの再生動
作が可能となる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
リアルタイムレコーダをテレビの同期タイミング系に同
期した再生動作を可能とし、再生動作とスキャン変換動
作を同期させることとしたのでフレームデータの欠落な
くスキャン変換可能なリアルタイムレコーダの再生動作
が可能となるから外部へ熱画像データをフレームの欠落
なく転送することが可能となる。従って、リアルタイム
レコーダに記録された高速現象をもれなくパソコン等の
データ処理装置に転送できるので、詳細なデータ解析や
観測データの管理に好適な赤外線映像装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である赤外線映像装置の
うちで本発明の動作を説明する上での要部ブロック図で
ある。

【図２】本発明の動作を説明するタイミングチャート図
である。

【図３】従来のリアルタイムレコーダを備えた赤外線映
像装置の要部ブロック図である。

【符号の説明】

１ 赤外線センサ ２ データ補正処理部 ３ フレームメモリ ４ 表示処理部 ５ 外部インターフェース部 ６ リアルタイムレコーダ ７ センサタイミングコントロール部 ８ リアルタイムレコーダコントロール部 ９ スキャン変換コントロール部 １０ ＴＶタイミング発生部 ８１ リアルタイムレコーダリードコントロール部 ９１ フレームメモリライトコントロール部 ９２ フレームメモリリードコントロール部 ９３ セレクタ １００ リアルタイムレコーダ／フレームメモリクロッ
ク同期処理部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物の放射する赤外線エネルギを検出
   して熱画像データを生成するテレビ同期タイミングより
   高速のタイミングで動作する赤外線センサと、この赤外
   線センサの同期タイミング系の信号に応じてこの熱画像
   が書き込まれ、テレビ同期タイミング系の信号に応じて
   書き込まれた熱画像を読み出すことでスキャン変換する
   フレームメモリと、スキャン変換された熱画像を表示す
   る表示部とともにデータ処理するパソコン等にデータ転
   送する外部インターフェイスとを備えた赤外線映像装置
   において、 前記熱画像データを記録し、再生するものであって、そ
   の記録は前記赤外線センサのタイミングで実行され、記
   録済みの熱画像データの再生はテレビ垂直同期信号をト
   リガ信号とし、このトリガ信号をもとに前記赤外線セン
   サのタイミングで実行され、再生された熱画像データは
   前記フレームメモリに送出するリアルタイムレコーダを
   備えたことを特徴とする赤外線映像装置。