JP2005274296A - Indication signal processor - Google Patents

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Hirotsugu Takei
洋次 竹井
Masao Tsukisawa
正雄 月澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To resolve a problem that noise is mixed and gives a large error to measured results in the case that very small electromotive force of thermopile is amplified with an amplifier. <P>SOLUTION: The processor has a light receiver provided with a plurality of reception units arranged in the line writing direction and the column direction. It calculates a median from the first detection signal detected with the first unit among a plurality of light reception units and a plurality of detection signal detected with a plurality of light reception units adjacent to the first unit, replaces the median with the first detection signal. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、物体から放射される熱、例えば遠赤外線などにより、熱線画像検出を行い、火災や人の存在などや物体の温度を検知する表示信号処理装置に関する。   The present invention relates to a display signal processing device that detects a heat ray image using heat radiated from an object, for example, far infrared rays, and detects the presence of a fire, a person, and the like, and the temperature of the object.

熱電対は、微小な人体が発する遠赤外線であっても、入射する遠赤外線を熱に変換し、熱を直接電気に変換するゼーベック効果を用いて、直流電圧を発生する装置である。   A thermocouple is a device that generates a direct-current voltage by using the Seebeck effect that converts incident far infrared rays into heat and directly converts heat into electricity even in the case of far infrared rays emitted from a minute human body.

上記のゼーベック効果とは、異種金属線の両端を接続し、その接点間の温度差を与えると熱起電力を生じる特性を言う。多数の熱電対を接続して出力電圧を高くしたものを熱電堆(サーモパイル)と言う。   The Seebeck effect is a characteristic that generates thermoelectromotive force when both ends of dissimilar metal wires are connected and a temperature difference between the contact points is given. A thermopile is one in which a large number of thermocouples are connected to increase the output voltage.

上記のサーモパイルを縦横に組み合わせて、一定領域エリアの熱の変化量を測定できる様にしたものを2次元サーモパイルアレイと言う。   A two-dimensional thermopile array is a combination of the above-described thermopile that can measure the amount of change in heat in a certain area by vertically and horizontally.

また、従来、2次元サーモパイルアレイは、電子レンジなどの天井面に装備され、温めたい被測定物の温度を、直接触れずに測定する装置として用いられている。   Conventionally, a two-dimensional thermopile array is installed on a ceiling surface of a microwave oven or the like, and is used as a device that measures the temperature of an object to be measured without touching it directly.

具体的には、電子レンジは、ターンテーブルを2次元サーモパイルアレイの測定エリアとし、ターンテーブルに乗せられた被測定物の温度分布を測定することが出来る。上記の技術は、参考文献1に記載されている。   Specifically, the microwave oven can measure the temperature distribution of an object to be measured placed on the turntable using the turntable as a measurement area of a two-dimensional thermopile array. The above technique is described in Reference 1.

また、上記の2次元サーモパイルアレイの技術は、人体検知の手法として取り入れられ、2次元サーモパイルアレイを内蔵した照明灯が提案されている。   Further, the above-described two-dimensional thermopile array technology has been adopted as a human body detection technique, and an illumination lamp incorporating a two-dimensional thermopile array has been proposed.

サーモパイルは熱の変化量で火災や人の存在を検出することが出来、表示信号処理装置として有用である。近年、サーモパイルは火災報知器や人体検出のセキュリティ装置としても、大変期待されている。人体検出の技術は、参考文献2に記載されている。
特開2001−355853号公報 特開2000−223282号公報
The thermopile can detect the presence of a fire or a person based on the amount of change in heat, and is useful as a display signal processing device. In recent years, thermopile is also highly expected as a fire alarm and a human body detection security device. The technique of human body detection is described in Reference Document 2.
JP 2001-355853 A JP 2000-223282 A

サーモパイルは、シリコン基板上にP型とN型を対にしたポリシリコンからなる薄膜熱電対を多数直列に接続している。そして、サーモパイルは、基板中央部真下に空洞部を形成することにより、温接点部の熱容量を非常に小さくした構造となっている。   In the thermopile, a number of thin film thermocouples made of polysilicon having a pair of P-type and N-type are connected in series on a silicon substrate. The thermopile has a structure in which the heat capacity of the hot junction portion is extremely reduced by forming a hollow portion directly below the center of the substrate.

サーモパイルの動作原理は、赤外線を受光することにより発生した温接部の温度変化を、熱電対の起電力としている。上記の発生した起電力は非常に小さな電力であり、後段のアンプ(増幅器)により、数千倍程度に増幅する必要がある。   The thermopile operating principle uses the thermocouple electromotive force as the temperature change of the welded portion generated by receiving infrared rays. The generated electromotive force is very small and needs to be amplified several thousand times by a later-stage amplifier (amplifier).

サーモパイルで発生する起電力には、サーモパイルを読み出す為のシステムクロックから、ノイズが混入することがある。微小な熱電対の起電力にノイズが含まれた場合には、増幅率が大きいこともあって、測定結果に大きな誤差を与える。その結果、微小な熱電対の起電力の測定結果を基に動作する測定器は、悪影響を受け、誤作動すると言った問題点があった。   The electromotive force generated in the thermopile may be mixed with noise from the system clock for reading the thermopile. When noise is included in the electromotive force of a minute thermocouple, the amplification factor is large and a large error is given to the measurement result. As a result, there has been a problem that a measuring device that operates based on the measurement result of the electromotive force of a minute thermocouple is adversely affected and malfunctions.

本発明に係る主たる発明は、行方向と列方向に配置された複数の受光ユニットを備える受光部を有し、前記複数の受光ユニット中の第1ユニットから検出される第1の検出信号と、前記第1ユニットに隣接する複数の受光ユニットから検出される複数の検出信号とから中央値を求め、該中央値を前記第1ユニットの検出信号に置き換えることを特徴とする。   A main invention according to the present invention includes a light receiving unit including a plurality of light receiving units arranged in a row direction and a column direction, and a first detection signal detected from a first unit in the plurality of light receiving units; A median value is obtained from a plurality of detection signals detected from a plurality of light receiving units adjacent to the first unit, and the median value is replaced with a detection signal of the first unit.

また、本発明の他の特徴は、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。   Further, other features of the present invention will become apparent from the accompanying drawings and the description of the present specification.

本発明によれば、行方向と列方向に配置された複数の受光ユニットを備える受光部を有し、前記複数の受光ユニット中の第1ユニットから検出される第1の検出信号と、前記第1ユニットに隣接する複数の受光ユニットから検出される複数の検出信号とから中央値を求め、該中央値を前記第1ユニットの検出信号に置き換えることにより、周囲の値と大きく異なる前記ユニット毎に測定されたノイズを除去することができるといった利点があげられる。   According to the present invention, there is provided a light receiving unit including a plurality of light receiving units arranged in a row direction and a column direction, the first detection signal detected from a first unit in the plurality of light receiving units, and the first By obtaining a median value from a plurality of detection signals detected from a plurality of light receiving units adjacent to one unit, and replacing the median value with the detection signal of the first unit, each unit that differs greatly from the surrounding values An advantage is that the measured noise can be removed.

また、熱線探知器に用いることにより、精度の良い火災報知器や人体検出のセキュリティ装置を作成できるといった利点があげられる。   Moreover, by using it for a heat ray detector, there is an advantage that a highly accurate fire alarm or a human body detection security device can be created.

本発明の詳細を図面に従って具体的に説明する。図1は本発明の表示信号処理装置を示すブロック図である。同図に示す表示信号処理装置において、サーモパイル型遠赤外線エリアセンサ1は、内部に2次元サーモパイルアレイ2、スキャン回路3、温度センサデバイス4を有している。   Details of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a display signal processing apparatus of the present invention. In the display signal processing apparatus shown in FIG. 1, a thermopile far infrared area sensor 1 has a two-dimensional thermopile array 2, a scan circuit 3, and a temperature sensor device 4 inside.

被探知領域5は、温度測定を行いターゲットとなる領域を示している。
被探知領域5はレンズ6を通じて、サーモパイル型遠赤外線エリアセンサ1の内部に縮小して取り込まれる。2次元サーモパイルアレイ2は、レンズ6によって縮小された被探知領域5を32(縦)×32(横)に分割されたエリア毎に、遠赤外線の量を比例した微弱の起電力を得る。
The detected area 5 indicates a target area where the temperature is measured.
The detected area 5 is reduced and taken into the thermopile far infrared area sensor 1 through the lens 6. The two-dimensional thermopile array 2 obtains a weak electromotive force proportional to the amount of far-infrared rays for each area obtained by dividing the detection area 5 reduced by the lens 6 into 32 (vertical) × 32 (horizontal) areas.

上記微弱の起電力を基に、2次元サーモパイルアレイ2は、被探知領域5のエリア毎の温度情報を取得することが出来る。   Based on the weak electromotive force, the two-dimensional thermopile array 2 can acquire temperature information for each area of the detected region 5.

実際に2次元サーモパイルアレイ2が得た被探知領域5のエリア毎の温度情報は、被探知領域5との2次元サーモパイルアレイ2自身との温度差である。2次元サーモパイルアレイ2は、各分割された被探知領域5のエリア毎に、自身との温度差のみを知ることが出来る。   The temperature information for each area of the detection area 5 actually obtained by the two-dimensional thermopile array 2 is a temperature difference between the detection area 5 and the two-dimensional thermopile array 2 itself. The two-dimensional thermopile array 2 can know only the temperature difference from itself for each area of each divided detection target area 5.

2次元サーモパイルアレイ2自身の温度は、温度センサデバイス4によって、測定することが出来る。   The temperature of the two-dimensional thermopile array 2 itself can be measured by the temperature sensor device 4.

従って、マイコン9は、温度センサデバイス4からの温度情報に2次元サーモパイルアレイ2で得た被探知領域5のエリア毎の温度情報を演算することで、被探知領域5の32(縦)×32(横)に分割されたエリア毎の絶対温度情報を得ることが出来る。   Accordingly, the microcomputer 9 calculates the temperature information for each area of the detected area 5 obtained by the two-dimensional thermopile array 2 to the temperature information from the temperature sensor device 4, thereby calculating 32 (vertical) × 32 of the detected area 5. Absolute temperature information for each area divided into (horizontal) can be obtained.

サーモパイル型遠赤外線エリアセンサ1に内蔵されたスキャン回路3は、外部からクロック信号とリセット信号が入力されている。スキャン回路3は、リセット信号が来る毎に、スキャン回路3の内部に搭載されたカウンタの値を初期化し、ゼロに戻す。   The scan circuit 3 incorporated in the thermopile far infrared area sensor 1 receives a clock signal and a reset signal from the outside. Each time the reset signal is received, the scan circuit 3 initializes the value of the counter mounted in the scan circuit 3 and returns it to zero.

上記スキャン回路3の内部に搭載されたカウンタは、入力されるクロック信号の立ち上がりに同期して、カウンタの値は一つづつ増加して行く。   The counter mounted in the scan circuit 3 is incremented by one in synchronization with the rising edge of the input clock signal.

2次元サーモパイルアレイ2の32(縦)×32(横)で分割されたエリアは、上部左隅から順番にアドレスを所有している。スキャン回路3は、上記の一つづつ増加して行くカウントの値を利用して、2次元サーモパイルアレイ2に振られたアドレス値を2次元サーモパイルアレイ2に順番に出力して行く。   The area divided by 32 (vertical) × 32 (horizontal) of the two-dimensional thermopile array 2 has addresses in order from the upper left corner. The scan circuit 3 sequentially outputs the address value assigned to the two-dimensional thermopile array 2 to the two-dimensional thermopile array 2 by using the count value that increases one by one.

上記のアドレスを受けた2次元サーモパイルアレイ2は、順次対応するエリア毎に取得された温度差の情報を電位差(電圧)として出力する。   The two-dimensional thermopile array 2 that has received the address outputs information on the temperature difference acquired sequentially for each corresponding area as a potential difference (voltage).

上記の電位差は、サーモパイル型遠赤外線エリアセンサ1の出力端子であるP端子、N端子から出力される。P端子はPチャネル端子で極性はプラスを意味し、N端子はNチャンネル端子で極性はマイナスを意味している。   The above-described potential difference is output from the P terminal and the N terminal that are output terminals of the thermopile far-infrared area sensor 1. The P terminal is a P channel terminal and the polarity means plus, and the N terminal is an N channel terminal and the polarity means minus.

サーモパイル型遠赤外線エリアセンサ1から出力されたP端子、N端子は、アンプ7に入力される。アンプ7は差分増幅回路となっており、P端子とN端子の電位差に応じて、
電位差を増幅してアンプ7から出力信号として出力する。
The P terminal and N terminal output from the thermopile far infrared area sensor 1 are input to the amplifier 7. The amplifier 7 is a differential amplifier circuit, and according to the potential difference between the P terminal and the N terminal,
The potential difference is amplified and output from the amplifier 7 as an output signal.

2次元サーモパイルアレイ2で発生する起電力は微弱のため、アンプ7では高倍率で増幅する必要がある。   Since the electromotive force generated in the two-dimensional thermopile array 2 is weak, the amplifier 7 needs to amplify at a high magnification.

本実施例のアンプ7は、P端子のN端子の電位差を約数千倍に増幅し、ローパスフィルタ(LPF)8へ出力される。   The amplifier 7 of this embodiment amplifies the potential difference between the P terminal and the N terminal by several thousand times, and outputs the amplified difference to the low pass filter (LPF) 8.

LPF8は、抵抗とコンデンサから構成されるローパスフィルタである。LPF8は、アンプ7で増幅された電位差に含まれる信号のうち、急激に高くなるノイズ成分を平滑化し、マイコン9内部の12ビットA/Dコンバータ10に出力する。   The LPF 8 is a low-pass filter composed of a resistor and a capacitor. The LPF 8 smoothes a rapidly increasing noise component in the signal included in the potential difference amplified by the amplifier 7 and outputs the smoothed noise component to the 12-bit A / D converter 10 in the microcomputer 9.

12ビットA/Dコンバータ10は、LPF8から入力されたアナログ信号を、12ビットのデジタルデータに変換する。   The 12-bit A / D converter 10 converts the analog signal input from the LPF 8 into 12-bit digital data.

また、温度センサデバイス4は、2次元サーモパイルアレイ2自身の温度情報を電位差として出力する。   Further, the temperature sensor device 4 outputs temperature information of the two-dimensional thermopile array 2 itself as a potential difference.

2次元サーモパイルアレイ2自身の温度情報は、12ビットA/Dコンバータ11に入力され、12ビットA/Dコンバータ11により、12ビットのデジタルデータに変換される。   The temperature information of the two-dimensional thermopile array 2 itself is input to the 12-bit A / D converter 11 and converted into 12-bit digital data by the 12-bit A / D converter 11.

CPU12は、12ビットA/Dコンバータ11からの2次元サーモパイルアレイ2自身の温度情報と、12ビットA/Dコンバータ10からの各分割されたエリア毎の2次元サーモパイルアレイ2との温度差を示す電圧出力を演算して、32(縦)×32(横)に分割されたエリア毎の温度情報の絶対値を得る。   The CPU 12 indicates the temperature difference between the temperature information of the two-dimensional thermopile array 2 itself from the 12-bit A / D converter 11 and the two-dimensional thermopile array 2 for each divided area from the 12-bit A / D converter 10. The voltage output is calculated to obtain the absolute value of the temperature information for each area divided into 32 (vertical) × 32 (horizontal).

更に、CPU12はエリア毎の温度情報の絶対値を、CPUバスを介して、SRAM1(14)に記憶させる。   Further, the CPU 12 stores the absolute value of the temperature information for each area in the SRAM 1 (14) via the CPU bus.

被検知領域5の温度測定は1秒間に3回程測定され、SRAM1(14)には、過去3回の測定結果が記憶されている。SRAM1(14)は、随時、新しく温度測定される毎に、一番古い測定結果が消去され、更新され続けている。   The temperature of the detection area 5 is measured about three times per second, and the past three measurement results are stored in the SRAM 1 (14). In the SRAM 1 (14), whenever the temperature is newly measured, the oldest measurement result is continuously deleted and updated.

また、1回に測定される32×32のエリア毎の温度情報は、1フレームと呼ばれており、1つの情報単位として、まとめて処理される。   Further, the temperature information for each 32 × 32 area measured at one time is called one frame and is collectively processed as one information unit.

SRAM1(14)に記憶されたエリア毎の温度情報の絶対値は、LPF8により非常に大きなノイズ成分は除去されているが、まだ多くのノイズ成分を含んでいることがある。   The absolute value of the temperature information for each area stored in the SRAM 1 (14) has a very large noise component removed by the LPF 8, but may still contain many noise components.

更にCPU12は、SRAM1(14)に含まれたノイズ成分を除去するため、PROM13に記憶されたプログラムに基づき、ノイズ成分を除去する。   Further, the CPU 12 removes the noise component based on the program stored in the PROM 13 in order to remove the noise component included in the SRAM 1 (14).

プログラムに基づきノイズ成分を除去する手法は、一般的にデジタルフィルタと呼ばれており、PROM13に記憶された内容を変更するだけで、フィルタ特性を調整できると言った利便性を有している。PROM13に記憶されたプログラムは、図2のフローチャートに示される。   A technique for removing noise components based on a program is generally called a digital filter, and has the convenience that filter characteristics can be adjusted simply by changing the contents stored in the PROM 13. The program stored in the PROM 13 is shown in the flowchart of FIG.

PROM13に記憶されたフローチャートの詳細を図2に従って説明する。   Details of the flowchart stored in the PROM 13 will be described with reference to FIG.

CPU12は、SRAM1(14)から、CPUバスを介して1フレームのエリア情報を取り込む。(S100)
1フレーム単位で処理する理由は、仮に分割されたエリア毎にエリア情報を処理した場合には、CPU12は頻繁にSRAM1(14)にアクセスする必要に迫られ、CPUバスに過度の負担がかかるためである。
The CPU 12 captures area information of one frame from the SRAM 1 (14) via the CPU bus. (S100)
The reason for processing in units of one frame is that when area information is processed for each divided area, the CPU 12 is frequently required to access the SRAM 1 (14), and an excessive burden is placed on the CPU bus. It is.

1フレームの先頭の3×3の9画素を選択し、大きい順に並べて中央値を算出する。(S200)
3×3の9画素の真中のエリア情報をS200で求めた中央値に変換し、SRAM2(15)へ書き込む。(S300)
全画素が終了したか、判別する。(S400)
全画素が終了していない場合(S400:NO)、次の3×3の9画素を選択する。(S500)
全画素が終了した場合(S400:YES)、処理は終了する。
The 9 × 3 pixels at the beginning of one frame are selected and arranged in descending order to calculate the median. (S200)
The area information in the middle of the 3 × 3 9 pixels is converted into the median value obtained in S200 and written to the SRAM 2 (15). (S300)
It is determined whether all pixels have been completed. (S400)
If all the pixels have not been completed (S400: NO), the next 3 × 3 9 pixels are selected. (S500)
When all the pixels are finished (S400: YES), the process is finished.

S200とS300の動作については、具体的に図3を用いて説明する。
32×32のエリア情報(1フレーム)から、先頭の3×3の9画素を選択する。
The operations of S200 and S300 will be specifically described with reference to FIG.
The top 3 × 3 9 pixels are selected from the 32 × 32 area information (one frame).

3×3の9画素のうち、1段目左隅から1エリア、2エリア、3エリアとなり、2段目左隅から、4エリア、5エリア、6エリアとなり、3段目左隅から、7エリア、8エリア、9エリアとなる。   Out of 9 pixels of 3 × 3, the left corner of the first row is 1 area, 2 areas, and 3 areas, the left corner of the second row is 4 areas, 5 areas, and 6 areas. There are 9 areas.

従って、真中は5エリアとなる。5エリアのエリア情報は、1エリアから4エリア及び、6エリアから9エリアのエリア情報を基に補正されることになる。図3の例では、エリア情報は、エリア毎の温度を示す電圧データであり、5エリアのエリア情報は、80と他のエリアのエリア情報と比較して、ずば抜けて高いことが分かる。   Therefore, there are 5 areas in the middle. The area information of 5 areas is corrected based on the area information of 1 area to 4 areas and 6 area to 9 areas. In the example of FIG. 3, the area information is voltage data indicating the temperature for each area, and it can be seen that the area information of 5 areas is much higher than the area information of 80 and other areas.

温度の変化を測定する今回の熱線探知器の場合は、隣り合う周囲のエリアと、極端に異なる値を取ることは考え難い。従って、隣り合うエリア毎の温度を示す電圧データが極端に異なる場合は、ノイズが混入としたと考えるのが一般的である。   In the case of the present heat ray detector that measures the change in temperature, it is difficult to think of taking an extremely different value from the adjacent surrounding area. Therefore, when voltage data indicating the temperature of each adjacent area is extremely different, it is generally considered that noise is mixed.

図5には、具体的に9個の数値から中央値を求める方法をフローチャートに示す。9個の数値から、中央値を求める方法は、先ず、9個の中から1番小さい値を求め、1番小さい値を除く。次に、8個の中から1番小さい値を求め、1番小さい値を除く。この動作を繰り返すことで、5個の中から1番小さい値を求めることが出来る。9個中の5番目に小さい値は、中央値となる。   FIG. 5 is a flowchart showing a method for obtaining the median value from nine numerical values. The method for obtaining the median value from nine numerical values is to first obtain the smallest value from the nine values and remove the smallest value. Next, the smallest value is obtained from the eight, and the smallest value is removed. By repeating this operation, the smallest value out of the five can be obtained. The fifth smallest value among the nine is the median value.

n個のデータを配列にまとめる。この場合のnは整数を表し、最初9で始まる。(S10)
n個のデータを小さい順に並べる。(S20)
n個のデータのうち、一番小さいデータを取り除く。(S30)
データの数を5と比較する。(S40)
5より大きい場合(S40:NO)、S10に戻る。
n pieces of data are collected into an array. In this case, n represents an integer and starts with 9. (S10)
Arrange n data in ascending order. (S20)
The smallest data is removed from the n data. (S30)
Compare the number of data with 5. (S40)
If it is greater than 5 (S40: NO), the process returns to S10.

5と等しい場合(S400:YES)、5個のデータを配列にまとめる。(S50)。   If it is equal to 5 (S400: YES), 5 data are collected into an array. (S50).

5個のデータを小さい順に並べる。(S60)
一番小さいデータを中央値とする。(S70)、処理は終了する。
Arrange 5 data in ascending order. (S60)
The smallest data is the median. (S70), the process ends.

図3の処理では、先ず、1エリアから9エリアまでのエリア毎の温度から、大きさの中央値を求める。   In the process of FIG. 3, first, the median value of the size is obtained from the temperature of each area from 1 area to 9 areas.

5エリアの情報を中央値に変更することで、5エリアに混入した80というノイズを除去することが出来る。   By changing the information of the five areas to the median value, the noise of 80 mixed in the five areas can be removed.

変更されたエリア情報を書き込むのはSRAM2(15)であり、実際に測定したエリア情報が記憶されたSRAM1(14)はそのままとする。   The changed area information is written in the SRAM 2 (15), and the SRAM 1 (14) in which the actually measured area information is stored is left as it is.

これら上記の一連処理は、画面左上部の隅の3×3の9画素から、並行に1つづつ右に異動して行く。左上部の隅から右上部の隅まで終えたら、先ほどの画面左上部の1行下に移り、同様に並行に1つづつ右に異動して行く。順次、1行づつ下に移動して行き、画面の最終段に到達し終了する。   These series of processes are shifted from the 3 × 3 9 pixels at the upper left corner of the screen to the right one by one in parallel. When you finish from the upper left corner to the upper right corner, move down one line in the upper left corner of the screen and move to the right one by one in parallel. Sequentially, it moves down by one line, reaches the last stage of the screen and ends.

また、一連の3×3の9画素から、9画素のまん中の値を9画素の中央値に修正する手法は、画面の外側のエリア情報を修正することは出来ない。画面の外側では、9画素の取得することが出来ないためである。従って、画面の外側については、ノイズを含むエリア情報となる。ノイズを含むエリア情報が好ましく無い場合には、画面全体32×32のエリア情報のうち、一番外側のエリア情報を棄てることになる。その場合には、画面30×30となり、画面自体が狭くなるというデメリットがある。   Further, the method of correcting the middle value of 9 pixels from a series of 3 × 3 9 pixels to the median value of 9 pixels cannot correct area information outside the screen. This is because 9 pixels cannot be acquired outside the screen. Therefore, the area outside the screen is area information including noise. When the area information including noise is not preferable, the outermost area information among the 32 × 32 area information of the entire screen is discarded. In that case, there is a demerit that the screen becomes 30 × 30 and the screen itself becomes narrow.

そこで、図4に示す手法において、画面外側についても、エリア情報を修正する。画面外側のエリア情報を修正する手法は2種類ある。   Therefore, in the method shown in FIG. 4, the area information is also corrected on the outside of the screen. There are two methods for correcting the area information outside the screen.

2種類ある制御のうち1は、4隅の制御であり、図4で示す様に2×2の4画素を選択する。2×2の4画素のうち、1段目左隅から1エリア、2エリアとなり、2段目左隅から、3エリア、4エリアとなる。エリア情報を修正するターゲットは、1エリアであり、1エリアのエリア情報を、2エリア、3エリア、4エリアのエリア情報を基に、補正を行う。   Of the two types of control, 1 is a four-corner control, and 2 × 2 four pixels are selected as shown in FIG. Among the 2 × 2 four pixels, the first stage left corner is one area and two areas, and the second stage left corner is three areas and four areas. The target for correcting the area information is one area, and the area information for one area is corrected based on the area information for two areas, three areas, and four areas.

先ほどと同様に、1エリアから4エリアまでのエリア毎の温度を示す電圧データを大きい順に並べて、大きさの中央値を求める。   As before, voltage data indicating temperatures for each area from 1 area to 4 areas are arranged in descending order to determine the median value of the sizes.

今回は、エリア情報は偶数であり、ちょうど中央値は存在しない。中央付近という事で、2番目、3番目の値が中央値となる。ノイズが混入した場合は、極端に大きな値が混入するケースが多いため、中央値が2つある場合には、小さい値を選択する方が望ましいことが多い。   This time, the area information is an even number, and there is no median value. Since it is near the center, the second and third values are the median. When noise is mixed, an extremely large value is often mixed. Therefore, when there are two median values, it is often desirable to select a small value.

従って、今回は、大きさが2番目の値を、1エリアのエリア情報に補正する。図4からも分かる様に、1エリアに混入した90というノイズを除去することが出来る。   Therefore, this time, the second value of the size is corrected to the area information of one area. As can be seen from FIG. 4, the noise of 90 mixed in one area can be removed.

2種類ある制御の残り1は、画面外側の縁の制御であり、図4で示す様に2×3の6画素を選択する。2×3の6画素のうち、1段目左隅から1エリア、2エリア、3エリアとなり、2段目左隅から、4エリア、5エリア、6エリアとなる。エリア情報を修正するターゲットは、2エリアであり、2エリアのエリア情報を、1エリア、3エリア、4エリア、5エリア、6エリアのエリア情報を基に、補正を行う。   The remaining one of the two types of control is the control of the outer edge of the screen, and 2 × 3 6 pixels are selected as shown in FIG. Among the 2 × 3 6 pixels, the first-stage left corner is 1 area, 2 areas, and 3 areas, and the 2nd stage left corner is 4 areas, 5 areas, and 6 areas. The target for correcting the area information is two areas, and the area information of the two areas is corrected based on the area information of the first area, the third area, the fourth area, the fifth area, and the sixth area.

先ほどと同様に、1エリアから6エリアまでのエリア毎の温度を示す電圧データを大きい順に並べて、大きさの中央値を求める。   As before, voltage data indicating temperatures for each area from 1 area to 6 areas are arranged in descending order to obtain a median value of the sizes.

画面外側の縁の制御も同様も、エリア情報は偶数であり、ちょうど中央値は存在しない。中央付近という事で、3番目、4番目の値が中央値となる。中央値が2つある場合には、小さい値を選択する方が望ましいことから、大きさが3番目の値を、2エリアのエリア情報に補正する。図4からも分かる様に、2エリアに混入した90というノイズを除去することが出来る。   Similarly for the control of the outer edge of the screen, the area information is an even number, and there is no median value. Since it is near the center, the third and fourth values are the median. When there are two median values, it is preferable to select a smaller value, and therefore the third value is corrected to area information of two areas. As can be seen from FIG. 4, the noise of 90 mixed in the two areas can be removed.

外側の縁の制御は、上端、下端では、図4に図示された様に2(縦)×3(横)の6画素になる。左端、右端では3(縦)×2(横)の6画素になる。左端、右端の3×2の6画素の制御は、上端、下端の場合と等しく、選択される6画素の縦と横のサイズが異なるだけである。   As shown in FIG. 4, the outer edge is controlled by 6 pixels of 2 (vertical) × 3 (horizontal) at the upper and lower ends. At the left end and the right end, there are 6 pixels of 3 (vertical) × 2 (horizontal). The control of 6 pixels of 3 × 2 at the left end and the right end is the same as the case of the upper end and the lower end, and only the vertical and horizontal sizes of the selected 6 pixels are different.

図3及び図4で示された具体的な手法を用いれば、画面の外側を含め、32×32のエリア情報(1フレーム)のすべてを補正したエリア情報が、SRAM2(15)に用意されることになる。   If the specific method shown in FIGS. 3 and 4 is used, area information obtained by correcting all 32 × 32 area information (one frame) including the outside of the screen is prepared in the SRAM 2 (15). It will be.

SRAM1(14)に記憶されたエリア情報をそのまま残す理由は、補正されたエリア情報を基に、補正を行うとエリア情報自体が崩れるためである。   The reason why the area information stored in the SRAM 1 (14) is left as it is is that the area information itself is destroyed when correction is performed based on the corrected area information.

例えば、被検知領域5に人がいる場合、境界線がはっきりせず、ぼやけることで、人の輪郭が特定できない不具合が発生する。   For example, when there is a person in the detected area 5, the boundary line is not clear and blurs, so that a problem that the outline of the person cannot be specified occurs.

境界線をはっきりと見るためには、補正したエリア情報を用いて補正することは好ましく無い。つまり、補正を繰り返すと、情報自体が崩れることを意味する。   In order to clearly see the boundary line, it is not preferable to perform correction using the corrected area information. That is, when correction is repeated, the information itself is destroyed.

上記のことから、安易に補正したエリア情報を基に補正することは望ましくない。そこで、SRAM1(14)の同等のサイズが必要なSRAM2(15)を設け、SRAM1(14)には測定されたエリア情報を残し、SRAM2(15)には、補正されたエリア情報を記憶し、SRAM1(14)とSRAM2(15)を区別している。   From the above, it is not desirable to make correction based on easily corrected area information. Therefore, an SRAM 2 (15) that requires an equivalent size of the SRAM 1 (14) is provided, the area information measured is left in the SRAM 1 (14), and the corrected area information is stored in the SRAM 2 (15). A distinction is made between SRAM1 (14) and SRAM2 (15).

図1では、SRAM1(14)とSRAM2(15)は、個別に図示されている。CPUに用いられるメモリでは、一般的に全メモリをいくつかに区分して管理している。CPUからメモリへのアクセスが要求されると、メモリのアドレス情報などを基に、区分されたメモリの集合の中から対象の区分を1つ選び、読み出しあるいは書き込みを実行する。このときのメモリの区分をバンクと呼んでいる。   In FIG. 1, SRAM1 (14) and SRAM2 (15) are illustrated separately. In the memory used for the CPU, the entire memory is generally divided into several parts and managed. When access from the CPU to the memory is requested, one target section is selected from the set of partitioned memories based on the memory address information and the like, and reading or writing is executed. The memory division at this time is called a bank.

上記のバンクを用いて、メモリを2つのバンクに分け、各々をSRAM1(14)、SRAM2(15)とし、1つのSRAMを2つ分けて使用しても良い。   The above bank may be used to divide the memory into two banks, each of which may be SRAM1 (14) and SRAM2 (15), and two SRAMs may be used.

このバンクを利用した場合には、SRAM1(14)及びSRAM2(15)を個別に設けた場合と比較して、内蔵されているメモリアドレスデコーダの一部を共有することが出来るため、マイコン9のチップ面積を小さくすることが出来る。   When this bank is used, a part of the built-in memory address decoder can be shared as compared with the case where the SRAM 1 (14) and the SRAM 2 (15) are individually provided. The chip area can be reduced.

SRAM2(15)に記憶されたデータを、USB16、UART17を用いて、マイコン9から出力する。USBやUARTは、一般的なインターフェイスであり、パソコン18において、SRAM2(15)に記憶されたデータを入手することが出来、得られたデータをパソコン画面に表示することにより、火災や人を検知することが出来る。   Data stored in the SRAM 2 (15) is output from the microcomputer 9 using the USB 16 and the UART 17. USB and UART are general interfaces, and the data stored in the SRAM 2 (15) can be obtained in the personal computer 18 and the fire and people are detected by displaying the obtained data on the personal computer screen. I can do it.

以上、本発明の実施の形態について、その実施の形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely based on the embodiment, it is not limited to this and can be variously changed in the range which does not deviate from the summary.

本発明の一実施例に係る表示信号処理装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the display signal processing apparatus which concerns on one Example of this invention. 本発明の一実施例に係る表示信号処理装置を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the display signal processing apparatus which concerns on one Example of this invention. 本発明の一実施例に係る3×3の9画素の補正を示す図である。It is a figure which shows correction | amendment of 3x3 9 pixels based on one Example of this invention. 本発明の一実施例に係る画面外側の画素の補正を示す図である。It is a figure which shows correction | amendment of the pixel of the screen outer side which concerns on one Example of this invention. 本発明の一実施例に係る9個の数値から中央値を求めるフローチャート図である。It is a flowchart figure which calculates | requires a median from nine numerical values based on one Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 サーモパイルアレイ、2 2次元サーモパイルアレイ、3 スキャン回路、4 温度センサデバイス。   1 Thermopile array, 2 Two-dimensional thermopile array, 3 Scan circuit, 4 Temperature sensor device.

Claims (14)

行方向と列方向に配置された複数の受光ユニットを備える受光部を有し、
前記複数の受光ユニット中の第1ユニットから検出される第1の検出信号と、前記第1ユニットに隣接する複数の受光ユニットから検出される複数の検出信号とから中央値を求め、該中央値を前記第1ユニットの検出信号に置き換えることを特徴とする表示信号処理装置。
It has a light receiving unit including a plurality of light receiving units arranged in the row direction and the column direction,
A median is obtained from a first detection signal detected from a first unit of the plurality of light receiving units and a plurality of detection signals detected from a plurality of light receiving units adjacent to the first unit, and the median Is replaced with a detection signal of the first unit.
前記複数の受光ユニット中の第1ユニットから検出される第1の検出信号と、前記第1ユニットに隣接する複数の受光ユニットから検出される複数の検出信号と、前記第1の検出信号及び前記複数の検出信号から中央値を求める中央値検出回路と、該中央値を前記第1ユニットの検出信号に置き換える制御を行う置き換え制御回路とを備え、
前記中央値検出回路は、前記第1の検出信号と前記複数の検出信号の中からレベルが最も小さい検出信号を求め、前記最も小さい検出信号を前記第1の検出信号と前記複数の検出信号とから除く最小値削除動作を行なうことにより、前記中央値を求めることを特徴とする表示信号処理装置。
A first detection signal detected from a first unit of the plurality of light receiving units; a plurality of detection signals detected from a plurality of light receiving units adjacent to the first unit; the first detection signal; A median value detection circuit for obtaining a median value from a plurality of detection signals, and a replacement control circuit for performing control for replacing the median value with the detection signal of the first unit,
The median value detection circuit obtains a detection signal having a lowest level from the first detection signal and the plurality of detection signals, and determines the smallest detection signal as the first detection signal and the plurality of detection signals. A display signal processing apparatus characterized in that the median value is obtained by performing a minimum value deleting operation to be removed from the display.
前記最小値削除動作を繰り返すことで、前記中央値を求めることを特徴とする請求項2記載の表示信号処理装置。   The display signal processing apparatus according to claim 2, wherein the median value is obtained by repeating the minimum value deleting operation. 熱線探知器に用いたことを特徴する請求項1記載の表示信号処理装置。   The display signal processing apparatus according to claim 1, wherein the display signal processing apparatus is used in a heat ray detector. 行方向と列方向に配置された複数の受光ユニットを備える受光部と、
前記複数の受光ユニット中の第1ユニットから検出される第1の検出信号と前記第1ユニットに隣接する複数の受光ユニットから検出される複数の検出信号とを記憶する第1メモリと、
該第1メモリから得られる前記第1検出信号と前記複数の検出信号から中央値を求める中央値検出回路と、該中央値検出回路の出力中央値を記憶する第2メモリとを備えることを特徴とする表示信号処理装置。
A light receiving unit including a plurality of light receiving units arranged in a row direction and a column direction;
A first memory for storing a first detection signal detected from a first unit of the plurality of light receiving units and a plurality of detection signals detected from a plurality of light receiving units adjacent to the first unit;
A median value detection circuit for obtaining a median value from the first detection signal and the plurality of detection signals obtained from the first memory, and a second memory for storing an output median value of the median value detection circuit. A display signal processing device.
前記中央値検出回路は、前記第1の検出信号と前記複数の検出信号の中からレベルが最も小さい検出信号を求め、前記最も小さい検出信号を前記第1の検出信号と前記複数の検出信号とから除く最小値削除動作を行わせることにより、前記中央値を求めることを特徴とする請求項5記載の表示信号処理装置。   The median value detection circuit obtains a detection signal having the lowest level from the first detection signal and the plurality of detection signals, and determines the smallest detection signal as the first detection signal and the plurality of detection signals. 6. The display signal processing apparatus according to claim 5, wherein the median value is obtained by performing a minimum value deleting operation to be removed from the display value. 前記最小値削除動作を繰り返すことで、前記中央値を求めることを特徴とする請求項6記載の表示信号処理装置。   The display signal processing apparatus according to claim 6, wherein the median value is obtained by repeating the minimum value deleting operation. 熱線探知器に用いたことを特徴する請求項5記載の表示信号処理装置。   6. The display signal processing apparatus according to claim 5, wherein the display signal processing apparatus is used in a heat ray detector. 前記中央値検出回路は、前記第1ユニットから検出される検出信号と前記第1ユニットを中心に、右上、右横、右下、真上、真下、左上、左横、左下に隣接する8ユニットとから検出される9個の検出信号の中から大きさが5番目となる値を求めることを特徴とする請求項2又は請求項5記載の表示信号処理装置。   The median value detection circuit has eight units adjacent to the upper right, right side, lower right, right above, right below, upper left, left side, and lower left with the detection signal detected from the first unit and the first unit as the center. 6. The display signal processing device according to claim 2, wherein a value having the fifth magnitude is obtained from the nine detection signals detected from. 前記中央値検出回路は、前記第1ユニットから検出される検出信号と前記第1ユニットを中心に、右上、右横、右下、真上、真下、左上、左横、左下に隣接する8ユニットとから検出される9個の検出信号の中から大きさが5番目となる値を求め、
前記置き換え制御回路は、前記第1ユニットから検出される検出信号を前記中央値検出回路からの前記5番目の値に置き換えることを特徴とする請求項2記載の表示信号処理装置。
The median value detection circuit has 8 units adjacent to the upper right, right side, lower right, directly above, directly below, upper left, left side, and lower left with the detection signal detected from the first unit and the first unit as the center. From the nine detection signals detected from the above, a value having the fifth magnitude is obtained,
3. The display signal processing apparatus according to claim 2, wherein the replacement control circuit replaces a detection signal detected from the first unit with the fifth value from the median value detection circuit.
前記中央値検出回路は、前記4隅のユニットから検出される検出信号と、前記4隅のユニットに隣接する3つのユニットから検出される検出信号に応じて置き換えることを特徴とする請求項2又は請求項5記載の表示信号処理装置。   3. The median detection circuit replaces a detection signal detected from the four corner units with a detection signal detected from three units adjacent to the four corner units. The display signal processing apparatus according to claim 5. 前記中央値検出回路は、前記4隅のユニットから検出される検出信号と前記4隅のユニットを中心に隣接する上下、又は左右、又は斜め上、斜め下のいずれ3ユニットとから検出される4個の検出信号の中から大きさが2番目となる値を求め、
前記置き換え制御回路は、前記4隅のユニットに検出される検出信号を前記中央値検出回路からの前記2番目の値に置き換えることを特徴とする請求項2記載の表示信号処理装置。
The median value detection circuit is detected from any of the detection signals detected from the four corner units and three units of the upper, lower, left, right, diagonally upper, and diagonally lower sides adjacent to the four corner units. Find the second largest value from the detection signals,
3. The display signal processing apparatus according to claim 2, wherein the replacement control circuit replaces detection signals detected by the four corner units with the second value from the median value detection circuit.
前記中央値検出回路は、4隅以外の最も外側の縁に存在するユニットから検出される検出信号は、前記4隅以外の最も外側の縁に存在するユニットから検出される検出信号と、前記4隅以外の最も外側の縁に存在するユニットに隣接する5つのユニットから検出される検出信号に応じて置き換えられることを特徴とする請求項2又は請求項5記載の表示信号処理装置。   In the median detection circuit, the detection signal detected from the unit present at the outermost edge other than the four corners is detected from the unit present at the outermost edge other than the four corners; 6. The display signal processing device according to claim 2, wherein the display signal processing device is replaced in accordance with detection signals detected from five units adjacent to a unit existing at an outermost edge other than a corner. 前記中央値検出回路は、前記4隅以外の最も外側の縁に存在するユニットから検出される検出信号と前記4隅以外の最も外側の縁に存在するユニットを中心に隣接する上下、又は左右、又は斜め上、斜め下のいずれ5ユニットとから検出される6個の検出信号の中から大きさが3番目となる値を求め、
前記置き換え制御回路は、前記4隅以外の最も外側の縁に存在するユニットに測定された値を前記中央値検出回路からの前記3番目の値に置き換えることを特徴とする請求項2記載の表示信号処理装置。
The median value detection circuit includes a detection signal detected from an outermost unit other than the four corners, and a detection signal detected from a unit existing at an outermost edge other than the four corners. Alternatively, a value that is the third magnitude is obtained from six detection signals detected from any of the diagonally upper and diagonally five units,
3. The display according to claim 2, wherein the replacement control circuit replaces a value measured in an outermost unit other than the four corners with the third value from the median value detection circuit. Signal processing device.
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