JP2507101B2 - 映像信号処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電波を利用したレーダ装置及び超音波を使用
した探知機の出力映像をテレビジョン走査方式で表示す
るための映像信号処理装置に関するものである。

従来の技術 従来よりレーダーの映像表示は通常PPI（Plan Positi
on Indication）スコープと呼ばれる極座標表示装置で
行なわれる。これは、電波が発射された時間を基準に、
この電波が物標に当たって反射し再びアンテナで受信す
るまでに要した時間を距離に換算してＲとし、この時の
基準方位に対するアンテナの方向をθとした時、座標
（R,θ）に、受信電界強度に応じた輝度を有する点とし
て回転走査方式のブラウン管で映像表示する。回転走査
方式のブラウンでは受信信号をリアルタイムで表示する
ので、例えばアンテナがθｊの方位を向いている時は画
面上の走査線もθｊの方位を向き、その走査線上に受信
した信号順にＯ点からＡ点に向かって表示される。そし
て次のθｉ＋１の方位に対してはＯ点からＢ点に向かっ
て表示する事となる。

しかし近年では、高輝度で表示させる為に、従来の回
転走査方式に対してテレビジョン走査方式が多く採用さ
れている。すなわち、距離と方位からなる位置情報（極
座標）を有するレーダーのデジタルビデオ信号を、テレ
ビ用ブラウン管もしくは類似表示装置にテレビジョン走
査方式でPPI方式で表示する方式である。この方式は
（R,θ）で表される極座標を逐次（X,Y）で表される直
角座標に座標変換する事によって格納すべきメモリ番地
を求め、その番地データを直角座標で番地指定をするよ
うに配列された画面メモリへ与えてその番地へ映像デー
タを書き込み、テレビジョン走査に従ってこのメモリを
読み出しして表示するものである。

この方式では、前述の極座標を逐次直角座標へ座標変
換しながら、求めた映像メモリの番地へデジタルビデオ
信号を書き込んで行く必要がある。そしてこの画像メモ
リの番地情報が直交座標上の位置情報となる。

ところで、このように測定データから得た映像をテレ
ビジョン走査方式でブラウン管の画面上に表示する場
合、画面全体を使用して表示するのではない。つまり、
画面上には方位や距離等の情報を文字によって表示する
必要がある。それらの情報は、画面の外周部に表示させ
る事となるので、その部分に上記画像情報を表示するわ
けにはいかない。従って測定データから得た映像を、画
面上のある限られた領域の中だけに表示させるための回
路が必要となる。

以下、図面を参照しながら従来の表示領域制御につい
て説明する。第３図は従来の方式によって表示領域を制
御する動作を説明する為の図面である。第３図の長方形
Ｖで囲まれた領域は表示画面であり、円Ｃで囲まれた領
域は映像表示領域であり、長方形Ｖと円Ｃで囲まれた斜
線領域はキャラクター表示領域である。また点Ｏはアン
テナの位置にであり、便宜上座標の原点とする。

回転走査方式からテレビジョン走査方式への変換は次
のように行う。すなわち（R,θ）で表される極座標を
（X,Y）で表される直角座標に座標変換し、その処理に
よって得られた番地データを直角座標で番地指定をする
ように配列された画像メモリに与え、それぞれの番地へ
各画素データを格納する。この場合Ｏ点からＡ点に、あ
るいはＯ点からＢ点に向かう順に座標変換処理が行わ
れ、画素データはその順番で画像メモリに格納される事
となる。そしてテレビジョン走査に従ってこの画像メモ
リから順次画素データを読み出して表示する。この様子
を第３図を参照しながら以下に詳細に説明をする。

Ｐ点を表す直角座標（Xi,Yi）と極座標（Ri,θｊ）の
関係は、 Xi＝Ri・SIN（θｊ） …（１） Yi＝Ri・COS（θｊ） …（２） で表される。ここで、ｉは０からｎまでの整数、ｊは０
からｍまでの整数であり、ｎは距離分解能、ｍは方位分
解能に相当する。通常A/D変換のサンプリング周期は一
定とするので、この周期に相当する距離を定数Ｋとする
とRiは（ｉ・Ｋ）である。従って式（１），（２）は次
のようになる。

Xi＝ｉ・Ｋ・SIN（θｊ） …（３） Yi＝ｉ・Ｋ・COS（θｊ） …（４） ここで見易くする為に、 αｊ＝Ｋ・SIN（θｊ），βｊ＝Ｋ・COS（θｊ）と置き
換えると、式（３），（４）は Xi＝ｉ・αｊ …（５） Yi＝ｉ・βｊ …（６） となる。この様にθｊ方向の直角座標、つまり番地は
（α0,β０），（α1,β１），（α2,β２）… というようにＯからＡ点に向かって指定されて行く。従
って各θｊ毎に、Ｏ点から放射状に延びる直線と円Ｃと
の交点の座標を求め、番地（αj,βｊ）がこの交点と一
致した時メモリへの書き込みを停止するという動作を繰
り返し、円Ｃの内部のみに映像を記憶させる事により、
この領域を映像表示領域とする事が出来、その外側の部
分を方位や距離等の情報（以下キャラクタとする）を表
示するための専用領域すなわちキャラクタ表示領域とす
る事が出来る。

以上のように、従来の表示映像信号処理装置では、送
信毎に映像表示領域とキャラクター表示領域と境界座標
（番地）を求め、書き込み番地が境界番地と一致したか
どうかを検出し、一致した時点で書き込みを停止すると
いう動作を繰り返して、表示したい領域内にのみ映像信
号を書き込むことにより表示領域の区別を行っていた。

以上述べた動作を実行する映像信号処理装置を第４図
に示す。２は第１メモリ制御回路、１は映像メモリであ
る。９は境界座標検出回路であり、通常コンピュータと
ロジック回路からなる複雑な回路構成である。前述のよ
うに、映像メモリ１には映像表示領域内にある信号のみ
記憶されている。３および４はキャラクターメモリで、
キャラクターメモリ３は映像表示領域内の図形や文字を
記憶し、キャラクターメモリ４はキャラクター表示領域
内の図形や文字を記録する。そして第２メモリ制御回路
から与えられた番地データに従ってキャラクターメモリ
3,4および映像メモリ１からデータが読み出され、その
データから生成された信号は電圧レベルを出力制御回路
６で調整した後で合成される。

発明が解決しようとする課題 ところで上記の様に送信毎にコンピュータの演算によ
って映像表示領域とキャラクター表示領域との境界座標
を求め、その境界座標を越えた領域では映像メモリへの
書き込み動作を停止する構成では、動作の最中にその時
の表示モード条件に基づいて直交座標形式の境界座標デ
ータが作成され、その演算に比較的多くの時間が費やさ
れる。すなわち、１周期毎に境界座標データを作成する
必要があり、コンピュータへの負担が大きくなり、場合
によっては全体の処理速度が低下したり、あるいは信号
受信からその情報の表示までの時間が長くなってしまっ
て映像情報の変化の速さに対応できないという問題があ
った。またこのような構成では、複雑なハードウェア論
理回路が必要となり、コスト高を招いてしまう。

本発明は上記従来技術に鑑みてなされたものであり、
信号受信からその情報の表示までの時間を早くし、映像
情報の早い変化にも対応する事が可能な表示領域制御回
路を提供するものである。

課題を解決する為の手段 本発明はこの目的を達成するため、表示画面の画素数
相当以上の容量を有するとともに受信信号より得られた
デジタルビデオ信号を記憶する映像メモリと、前記映像
メモリへ番地データを与えてデータ読み出しを制御する
第１メモリ制御回路と、前記映像表示領域とその外側の
キャラクター表示領域を識別する為の境界座標データを
直交座標の形式で記憶しておく境界データ用メモリと、
前記第１メモリ制御回路の動作に同期して前記境界デー
タ用メモリへ番地データを与えてデータ読み出しを制御
する第２メモリ制御回路と、前記映像メモリより読み出
した信号と、前記境界データ用メモリより読み出した信
号の論理演算処理を行って、前記映像表示領域の外側の
キャラクター表示領域値の情報が消去された映像信号を
生成する論理演算回路を設けた。

作用 以上のように構成する事により、表示期間に逐次読み
出される映像メモリの出力と、境界データ用メモリの出
力との単純なハードウェア構成による論理積演算を行っ
て前記映像表示領域内の映像信号だけを選び出す事が出
来るので、前述した境界座標を逐次コンピュータで計算
する必要がなく、受信した情報を早く表示する事が出来
る。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。

第１図は本発明の一実施例に於ける表示領域制御回路
のブロック図、第２図は画面メモリの内容を理解し易い
平面図で示し、画面が合成される様子を立体的に示した
ものである。

本実施例はレーダー装置は、受信信号をディジタル形
式に変換し、種々の処理を加えて表示するように構成さ
れている。すなわち、所要の繰り返し周期で送信された
パルス電波は物標によって反射され、その反射波は受信
機によって受信され、増幅され、さらに検波されて極座
標形式の映像信号が抽出される。そして受信機の出力信
号は所定周期のサンプルパルス毎に所要のビット数のデ
ジタルコードに変換される。第１図に於てデジタルビデ
オ信号はそのA/D変換回路の出力信号である。

１は映像メモリであって、前述のデジタルビデオ信号
を一時記憶するものである。２は第１メモリ制御回路で
あって、デジタルビデオ信号を映像メモリ１へ記憶させ
る際の番地指定および表示の為に適宜読み出す際の番地
指定を行うとともに、その際に各バッファ等に所要のタ
イミング信号を供給するものである。３はキャラクタメ
モリである。受信信号から得たレーダ映像は画面中央の
映像表示領域に表示されるが、外側のキャラクター表示
領域にはその時に表示中のレーダ映像の表示モードの説
明、計測に必要なカーソルやその位置を示す目盛等の文
字、数字、およびその他の図記号等が表示される。キャ
ラクタメモリ３はこれらのキャラクター表示領域に表示
されるもののキャラクタデータを一時的に記憶しておく
一画面分のメモリである。従って、キャラクタメモリ３
の前記映像表示領域に対応する番地には何のデータも書
き込まれない事となる。

４は境界データ用メモリであり、この境界データ用メ
モリ４には境界座標データが書き込まれる。この境界表
示データとは、表示画面をレーダ映像表示領域とそれ意
外の領域すなわち前記キャラクター表示領域とに分割す
る為に用いられる。５は第２メモリ制御回路であって、
キャラクタメモリ３及び境界データ用メモリ４へ所定の
タイミングでデータ読み出しのための番地の指定と、必
要な箇所にタイミング信号を出力する為のものである。

６は論理演算回路である。論理演算回路６は境界デー
タ用メモリ４から読みだされた境界表示信号と映像メモ
リ１から読みだされた映像信号の論理積を実行するとと
もに、同境界データ用メモリ４から読みだされた境界表
示信号とキャラクタメモリ３から読みだされた信号との
論理積も行う、従って論理演算回路６からは映像メモリ
１から読みだされた信号の内で映像表示の領域内にある
信号のみが出力され。またキャラクタメモリ３から読み
だされた信号の中でキャラクター表示領域内にある信号
のみが出力される。論理演算回路６の動作モードは外部
から指令によって変更可能であり、境界データ用メモリ
４から読み出された境界表示信号の反転信号を用いて演
算する事が可能である。従って映像メモリ１から読みだ
された映像信号の内で通常の映像表示の領域外の信号を
出力する事も出来る。７は出力制御回路であって、論理
演算回路６の出力信号の内，映像信号のデジタルコード
をアナログ値に変換する。また出力制御回路７は各出力
信号の電圧を個別に調整出来るように構成されている。
８は出力制御回路７から出力される信号を表示する表示
部である。

以下、動作を説明する。第２図は本表示領域制御回路
の各メモリの内容および実際に画面に表示される画像を
立体的に示したものである。を示すものである。第２図
において、alは映像メモリ１の内容、a2はキャラクタメ
モリ３の内容、b1およびb3は境界データ用メモリ４の内
容、b2およびb4は境界データ用メモリ４の内容を論理反
転したものである。またc1はa1とb1の論理積の結果、c2
はa1とb2の論理積の結果であり、c3はa2とb1の論理積の
結果、c4はa2とb2の論理積の結果である。そしてｄはc
1,c3,c4を合成したものである。本表示領域制御回路で
は、映像メモリ１の出力及びキャラクタメモリ３の出力
と、境界データ用メモリ４の出力とのハードウェア論理
積演算を行う事により、映像表示領域内の映像信号、映
像表示領域外の映像信号、映像表示領域内のキャラクタ
ー信号、映像表示領域外のキャラクター信号の４本の信
号が分割された状態で生成される。そして各信号の電圧
を別々に調節する事によってそれぞれ個別に輝度調整が
可能になる。

先ず使用前の初期設定処理では、全てのメモリには、
第１メモリ制御回路２及び第２メモリ制御回路５により
初期値として論理値「０」が書き込まれる。そして表示
モードが設定されると、その設定情報に従ってキャラク
タメモリ３には表示したい文字や図記号を論理値「１」
として書き込まれる。また境界データ用メモリ４には映
像表示領域内部を論理値「１」とする事により境界座標
データを書き込んでおく。例えば、映像表示領域にある
キャラクタメモリ３上の文字や図記号を取り出すには、
表示期間に逐次読出されるキャラクタメモリ３の内容a2
と、境界データ用メモリ４の内容b3との論理積をANDゲ
ートで実行する。そしてその結果をそのまま表示すれば
c3の様になる。同様に、映像メモリ１より読み出した論
理値と境界データ用メモリ４より読み出した論理値との
論理積を実行することにより、映像表示領域内部にある
映像c1のみを取り出すことが出来る。論理演算回路６は
この様にANDゲートと反転回路から構成される簡単な回
路である。この様にして取り出した各信号は、出力制御
回路７で別々に電圧レベルを調節した後、合成すること
により重ねて表示される。そしてこのように別々に電圧
レベルを調節出来るので、映像画面領域とキャラクター
画面領域に明るさの差をつけて識別し易くする事が出来
る なお、以上の実施例は電波を利用したレーダ装置に応
用したものであるが、本発明の映像信号処理装置は超音
波を使用した探知機の出力映像をテレビジョン走査方式
で表示するために使用する事も可能である。

発明の効果 以上のように本発明は、表示画面の画素数相当以上の
容量を有するとともに受信信号より得られたデジタルビ
デオ信号を記憶する映像メモリと、前記映像メモリへ番
地データを与えてデータ読み出しを制御する第１メモリ
制御回路と、前記映像表示領域とその外側のキャラクタ
ー表示領域を識別する為の境界座標データを直交座標の
形式で記憶しておく境界データ用メモリと、前記第１メ
モリ制御回路の動作に同期して前記境界データ用メモリ
へ番地データを与えてデータ読み出しを制御する第２メ
モリ制御回路と、前記映像メモリより読み出した信号
と、前記境界データ用メモリより読み出した信号の論理
演算処理を行って、前記映像表示領域の外側のキャラク
ター表示領域値の情報が消去された映像信号を生成する
論理演算回路を設けた事により、表示期間に逐次読み出
される映像メモリの出力と、境界データ用メモリの出力
との単純なハウドウェア構成による論理積演算を行って
前記映像表示領域内の映像信号だけを選び出す事が出来
るので、前述した境界座標を逐次コンピュータで計算す
る必要がない。すなわち境界データ用メモリへの境界座
標データの作成および書き込みは、電源投入時や表示モ
ードの変更時に１度実行するだけでよいので、通常動作
時ではコンピュータに境界座標データの作成をさせる必
要がなく、処理能力を著しく向上させる事が出来、その
実用効果は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のレーダ装置用映像信号処理装置の実施
例の機能ブロック図、第２図は同実施例の画面の分割お
よび合成を説明する為の説明図、第３図はレーダーのPP
I表示を説明する為の説明図、第４図は従来のレーダ装
置用映像信号処理装置の機能ブロック図である。 １……映像メモリ ２……第１メモリ制御回路 ３……キャラクタメモリ ４……境界データ用メモリ ５……第２メモリ制御回路 ６……論理演算回路 ７……出力制御回路 ８……表示部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】受信信号をディジタル形式のビデオ信号に
   変換して出力する受信部と、 表示画面の画素数相当の容量を有するとともに、前記ビ
   デオ信号を記憶する映像メモリと、 前記映像メモリへ番地データを与えてデータ読み出しを
   制御する第１メモリ制御回路と、 文字、数字及び図記号等を記憶するキャラクタメモリ
   と、 前記映像表示領域とキャラクター表示領域とを分ける境
   界線座標データを直交座標の形式で記憶しておく境界デ
   ータ用メモリと、 前記第１メモリ制御回路の動作に同期して前記キャラク
   タメモリ及び前記境界データ用メモリへ番地データを与
   えてデータ読み出しを制御する第２メモリ制御回路と、 前記映像メモリ及びキャラクタメモリより読み出した２
   つの信号と、境界データ用メモリより読み出した信号と
   の論理積処理を行う論理演算回路と、 上記論理演算回路から出力された二つの信号を合成して
   １つの信号として出力する出力制御回路と、 前記出力制御回路の出力を表示する表示部とを有する事
   を特徴とする映像信号処理装置。