JP3216434B2

JP3216434B2 - 画像目標検出装置

Info

Publication number: JP3216434B2
Application number: JP20556094A
Authority: JP
Inventors: 善博山田; 孝黒川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-08-30
Filing date: 1994-08-30
Publication date: 2001-10-09
Anticipated expiration: 2016-10-09
Also published as: JPH0868844A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、画像信号から目標を
検出、判定するための画像目標検出装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図２７は従来の画像目標検出装置を示す
図である。図２７において１は赤外線撮像部、３は目標
判定部、１６はしきい値演算部である。

【０００３】次に図２７の動作について説明する。赤外
線撮像部１は、外界の赤外線を赤外線画像信号として出
力する。しきい値演算部１６は入力された画像信号から
しきい値ｔを演算する。しきい値の演算方法の一例とし
て”数１”を用いる。目標判定部３は、前記しきい値演
算部１６で演算されたしきい値を用いて画像信号を２値
化し、これより有意目標の判定を行う。以下に一例とし
て、赤外線撮像部１が遠赤外線に感度がある場合と中赤
外線に感度がある場合について説明する。図２８、図２
９は同一背景を撮像したときの遠赤外線と中赤外線との
画像信号及び２値化画像の例である。図２８に示すよう
に遠赤外線を用いたときは目標信号のみが２値化され目
標と判定されている。これに対し、図２９に示すように
中赤外線を用いたときは、目標信号と目標以外の雲の信
号（クラッタ）を２値化し目標と判定している。このよ
うに、中赤外線のみを用いたシステムでは、太陽光を反
射した雲の目標以外の高輝度物があると、これら目標以
外の信号成分を誤って目標として検出する確率（以後、
誤警報確率という）が高いという問題があった。

【０００４】

【数１】

【０００５】図３０に１〜１５［μｍ］までの夏季と冬
季の透過率の一例を示す。この図に示すように、中赤外
線は年間を通じて安定した透過率を示すが、遠赤外線は
夏季の透過率が冬季と比較して著しく低下する。一例と
してＬＯＷＴＲＡＮの中緯度地方の高度６０［ｍ］のス
ラントパスで、中赤外線領域では、夏の透過率は冬の７
５％確保できるのに対して遠赤外線領域では、夏の透過
率は冬の４０％しか確保できない。この原因は、遠赤外
線は水分子量による吸収が大きいためである。このため
に、遠赤外線を用いたシステムでは、水分子量の多い夏
季や海上で性能を確保することは中赤外線を用いたシス
テムと比較して難しいという問題点があった。

【０００６】上記のような従来の画像目標検出装置では
以下のような問題点があった。すなわち、例えば中赤外
線領域の画像信号のみを用いて目標判定を行うときは、
太陽光を反射した雲等の目標以外の高輝度物があると、
誤警報確率が高くなるという問題があった。また、例え
ば遠赤外線領域の画像信号のみを用いて目標判定を行う
ときは、水分子量が多い夏季や海上での性能を確保する
ことが難しいという問題点があった。

【０００７】上記問題点を解決するために特開昭６１−
７６９７０号公報に示される３〜５μｍ帯と８〜１２μ
ｍ帯の２つの赤外波長帯を使用し、季節場所昼夜を問わ
ず目標探知を可能にする赤外線探知装置が発明されてい
る。この発明の、ブロック図を図３１に示す。図３１で
５は光学系、９はアンプ部、３２は光検知素子、３３は
走査変換手段、３４は目標検出手段、３５はレベル比較
手段、３６は判定手段である。

【０００８】図３１の動作について説明する。光学系５
を透過した赤外線が、感度波長の異なる光検知素子３２
ａ及び３２ｂに入射する。それぞれの光検知素子出力信
号がアンプ部９で増幅され、走査変換手段３３で走査変
換されてシリアルビデオ信号に変わり出力される。前記
走査変換手段３３の一方の出力を受けて目標検出手段３
４では、目標を検出する。レベル比較手段３５は、それ
ぞれのシリアルビデオ信号のレベルを測定し、一方が他
方に比べどれだけレベルが高いかまたは低いかを比較す
る。具体的には、３〜５μｍ帯の信号強度を８〜１２μ
ｍ帯の信号強度で除算する。判定手段３６は目標検出手
段３４からの検出信号を受け、それが目標であるかいな
かの判断をレベル比較手段３５の除算値に基づき行う。
すなわち、目標信号部分での除算値が基準値以下であれ
ば目標と判定する。これを、図２８及び図２９を用いて
説明する。目標が雲クラッタである場合には３〜５μｍ
帯では観測されるが８〜１２μｍ帯では観測されず除算
値は非常に大きな値となる。ところが目標が航空機であ
る場合にはどちらの波長帯でも観測されるために除算値
はある値に収まる。しかしながら、目標が巡航速度と比
較して十分に速い速度で飛行しているときや、アフタバ
ーナ（以下Ａ／Ｂという）の使用、ミサイル発射など３
〜５μｍ帯の信号強度が８〜１２μｍ帯の信号強度と比
較して高い場合には、このシステムではクラッタとして
目標は除去されてしまう。また水分子量の多い夏季や海
上では８〜１２μｍ帯で観測されず、３〜５μｍ帯だけ
で観測される目標も除去されてしまう。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の画
像目標検出装置では次のような問題点があった。３〜５
μｍ帯の信号強度と８〜１２μｍ帯の信号強度との除算
値を用いる場合、図２８，２９に示ように３〜５μｍ帯
の信号強度が８〜１２μｍ帯の信号強度より高い雲クラ
ッタと、目標が巡航速度と比較して十分速い速度で飛行
している場合、またはＡ／Ｂの使用、ミサイルの発射等
とを区別できないばかりか、後者のように脅威度の高い
目標はクラッタとして除去されてしまう。また、検出波
長帯の異なる複数の画像信号を得るためには、複数の光
検知素子と、前記複数の光検知素子に対応した複数のア
ンプ部により構成する必要があった。

【００１０】

【００１１】

【００１２】この発明は、かかる課題を解決するために
なされたものであり、検出波長帯の異なる複数の画像信
号を単一検出器で検出する手段、検出波長帯の異なる複
数の画像信号を用いることで誤警報確率を低減する手段
を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明の画像目標検出
装置は同一目標に対する複数の異なる波長帯の赤外線画
像信号を出力する赤外線撮像部と、各種目標のデータ
を、前記複数の異なる波長帯ごとの正規化された輝度信
号を直交軸とする複数次元の輝度座標系の領域における
領域として保有している分光輝度データ部と、前記赤外
線撮像部から出力される複数の異なる波長帯の赤外線画
像信号の各輝度を正規化する輝度正規化部と、前記分光
輝度データ部が保有する各種目標の輝度データと前記輝
度正規化部で正規化された観測目標の目標輝度データと
を照合し、各種目標領域の内、観測目標が含まれる領域
又は観測目標に距離が最も近い目標領域を観測目標の領
域と判定する目標判定部とにより構成したものである。

【００１４】また、この発明の画像目標検出装置は外界
の赤外線を検出する赤外線検出器と、前記赤外線検出器
の撮像面上で外界の赤外線画像が結像するように配置し
た光学系と、前記赤外線検出器の出力を増幅するアンプ
部と、外界と前記赤外線検出器との間に配置した、透過
波長帯の異なる複数の光学フィルタを同心円上に保有す
るフィルタ回転体と、前記複数の光学フィルタの何れか
を通し、前記赤外線検出器の撮像面上に外界の赤外線画
像が結像するように前記フィルタ回転体の回転制御を行
うフィルタ回転体制御部と、フィルタ回転体制御部及び
赤外線検出器のタイミングを制御するタイミング制御部
とにより、赤外線撮像部を構成したものである。

【００１５】この発明の画像目標検出装置は、赤外線検
出器の撮像面上に結像するように配置した、赤外線基準
光発生部と、前記赤外線基準光発生部に対する波長帯ご
との検出信号輝度で、観測目標に対する複数波長帯の検
出信号の正規化を行う輝度正規化部とより構成したもの
である。

【００１６】また、この発明の画像目標検出装置は、同
一目標に対する複数の異なる波長帯の赤外線画像信号を
出力する赤外線撮像部と、前記赤外線撮像部から出力さ
れる複数の異なる波長帯の赤外線画像信号の各輝度から
基準値を判定し、その値を各画像信号の基準値ポジショ
ンに書き込む基準値判定部と、前記基準値判定部によっ
て書き込まれた波長ごと信号輝度で、観測目標に対する
複数波長帯の検出信号の正規化を行う輝度正規化部とよ
り構成したものである。

【００１７】この発明の画像目標検出装置は、同一目標
に対する複数の異なる波長帯の赤外線画像信号を出力す
る赤外線撮像部と、前記撮像部から出力される複数の異
なる波長帯の赤外線画像信号の各輝度から、各種目標デ
ータを輝度信号を直交軸とする複数次元の輝度座標系の
領域における目標領域を算出する算式が記憶されている
しきい値演算部とより構成したものである。

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【作用】この発明は、検出波長帯の異なる複数の画像信
号を用い、物体（目標及び目標以外のクラッタ等）の波
長ごとの輝度特性を利用して、目標とクラッタ等を分離
することで目標検出を行うため誤警報確率の低減ができ
る。

【００２８】また、この発明は、単一の光学系、単一の
赤外線検出器及び単一のアンプを時分割で用いることに
より検出波長帯の異なる複数の画像信号を得ることがで
きる。

【００２９】この発明による画像目標検出装置は、赤外
線基準光源を持つことで異なる複数の波長帯の検出信号
の正規化を行いこれにより誤警報率の低減ができる。

【００３０】また、この発明は、複数の異なる検出波長
帯の赤外線画像信号から基準値を算出してこれを用いて
異なる複数の波長帯の検出信号の正規化を行いこれによ
り誤警報率の低減ができる。

【００３１】この発明は、複数の異なる検出波長帯の赤
外線画像信号をもとに、しきい領域を算出しこれを用い
て誤警報率の低減ができる。

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【００３５】

【００３６】

【００３７】

【００３８】

【００３９】

【００４０】

【実施例】

実施例１．図１は、この発明の一実施例を示すブロック
図である。１は赤外線撮像部、２は輝度正規化部、３は
目標判定部、４は分光輝度データ部である。

【００４１】図１に示す実施例において、同一目標に対
する複数の異なる波長帯の赤外線画像信号ａ，ｂを出力
する赤外線撮像部１から出力された画像信号は、複数の
輝度正規化部２に入力され輝度の正規化が行われる。正
規化が行われた複数の画像信号は、目標判定部３に入力
される。分光輝度データ部４では各種物体（目標及び目
標以外のクラッタ等）のデータを、前記複数の異なる波
長帯ごとの正規化された輝度信号を直交軸とする複数次
元の輝度座標系の領域として保有している。目標判定部
３では正規化された複数の画像信号と分光輝度データ部
４の出力とを比較演算し目標領域に含まれているかどう
かで有意目標の判定を行う。

【００４２】以下に動作について説明する。複数の異な
る波長帯の画像信号は、前もって記憶してある分光輝度
データ部４の輝度スケールに合わせるために画像信号の
正規化を行う必要がある。ここで、基準値ｆ_in（α，
β）を用いて、輝度正規化部２では”数２”の演算で正
規化を行う。

【００４３】

【数２】

【００４４】輝度正規化部２に入力される複数の画像信
号の一例として、中赤外線領域の画像と遠赤外線領域の
画像の２つである場合について説明する。まず、分光輝
度データ部４の内容の一例を図２に示す。縦軸は遠赤外
線領域の輝度、横軸は中赤外線領域の輝度であり、図中
には航空機目標領域、雲クラッタ領域、排気ガス領域が
示されている。この図中の雲のデータは、昼間の高度約
３０００［ｍ］と地上から中赤外線に感度のある撮像器
と遠赤外線に感度がある撮像器でとらえた高積雲と巻雲
とのデータをもとに、簡易的に示した図である。また、
図中の航空機のデータは、巡航している航空機が空力加
熱で温度上昇したと仮定して算出した値である。さら
に、図中の排ガスのデータは排ガスの温度及びその成分
から算出した値である。

【００４５】次に目標判定部３について述べる。目標判
定部３では、前記輝度正規化部２の出力より図３に示す
ような輝度マップを作成する。この図は、赤外線撮像部
１ａ及び赤外線撮像部１ｂの画像で同じポジション（同
一の座標の画素）の輝度を輝度マップ上にプロットした
ものであり、この操作を全画素について行った結果であ
る。図３を前記分光輝度データ部４の目標領域とを比較
演算し有意目標を検出する。図４は図３に図２を重ねる
ことで有意目標を判定した例である。なお図４の中で航
空機目標の楕円に囲まれているプロットが目標と判断さ
れたものである。

【００４６】上記に示したように波長帯の異なる複数の
画像信号を用いることで有意目標のみを低誤警報で判定
することができる。

【００４７】実施例２．図５は、この発明の実施例２を
示すブロック図である。図において、５は光学系、６は
フィルタ回転体、７はフィルタ回転体制御部、８は赤外
線検出器、９はアンプ部、１０はタイミング部である。

【００４８】以下に光学系５、フィルタ回転体６及び赤
外線検出器８の構成の一例について説明する。光学系５
は近赤外線から遠赤外線までを透過するものとし、また
赤外線検出器８は近赤外線から遠赤外線まで感度がある
赤外線検出器であるとする。図６にフィルタ回転体６の
一例で、近赤外線領域の赤外線のみ透過する近赤外線用
バンドパスフィルタ１１、同じく中赤外線用バンドパス
フィルタ１２、同じく遠赤外線用バンドパスフィルタ１
３から構成されているものを示す。

【００４９】次に動作について説明する。フィルタ回転
体制御部７はタイミング部１０によりフィルタ回転体６
の角速度を制御するとともにフィルタ回転体６の状態
（光学系５と赤外線検出器８との間にどのフィルタが挿
入されているか）を検出するものである。フィルタ回転
体６は、フィルタ回転体制御部７の制御により角速度ω
で回転しているとする。

【００５０】図７にある物体の分光放射輝度特性を示
す。あるタイミングで光学系５と赤外線検出器８との間
に近赤外線用バンドパスフィルタ１１が通過中であると
きは、図７の近赤外線領域の赤外線が赤外線検出器８に
入射する。赤外線検出器８は、入射した赤外線エネルギ
ーに応じた信号をアンプ部９に出力する。アンプ部９で
は前記赤外線検出器８の出力信号を増幅し近赤外線の画
像信号を出力する。次のタイミングで光学系５と赤外線
検出器８との間に中赤外線用または遠赤外線用のバンド
パスフィルタが通過中の時は、アンプ部９の出力とし
て、中赤外線の画像信号または遠赤外線の画像信号が出
力される。

【００５１】上記のように時分割で同一の赤外線検出器
を使うことにより単一の赤外線検出器で検出波長の異な
る複数の画像信号を得ることができる。

【００５２】実施例３．図８は、この発明の実施例３を
示すブロック図であり、前記実施例１に示す赤外線撮像
部１に輝度スケールを合わせるための基準値を設ける手
法を示したものである。図において、１は赤外線撮像
部、５は光学系、８は赤外線検出器、９はアンプ部、１
４は赤外線基準光発生部である。

【００５３】赤外線検出器８の撮像面の一部に正規化を
行うための基準となる光を結像するように赤外線基準光
発生部１４が設けられている。動作に関しては、赤外線
基準光発生部１４で発生された光を用いて輝度正規化部
２で正規化される。以後の処理は前記の実施例１と同様
である。

【００５４】このような手法で波長帯の異なる複数の画
像信号を用いて有意目標を低誤警報で判定できる。

【００５５】実施例４．図９は、この発明の実施例４を
示すブロック図であり、前記実施例３に示す様な手法を
使わない実施例である。図において、１は赤外線撮像
部、２は輝度正規化部、３は目標判定部、４は分光輝度
データ部、１５は基準値判定部である。

【００５６】実施例１に示したように分光輝度データ部
４の輝度スケールに合わせるためには、画像信号の正規
化を行う必要がある。一般に天空温度は黒体でかつ絶対
零度であると仮定することができる。航空目標を検知す
る場合には一般に画像の全体または一部分に天空がある
と考えられる。そこで、本実施例では天空を基準値とし
て正規化を行う場合について示す。

【００５７】図９に示す実施例においては複数波長帯の
画像信号は、基準値判定部１５に入力され画像の天空部
分を探し前記複数の画像信号の一部分に基準データの付
加を行い出力する。以後の処理は前記の実施例１と同様
である。

【００５８】以下に基準値判定部１５の動作を説明す
る。基準値判定部１５に入力された検出波長帯の異なる
複数の画像信号の中で、天空温度は黒体でかつ絶対零度
である仮定より各画像信号の中で共通して輝度が最も低
い部分を天空と判断する。そして、そこのポジションの
輝度値を各画像信号の基準値ポジションｆ_in（α，β）
に書き込む。このように基準値を付加された複数の画像
信号は複数の輝度正規化部２へ向けて出力される。

【００５９】上記のように、天空の輝度を基準輝度とし
て用いることで、輝度スケールを合わせるための基準値
がない画像信号に対しても波長帯の異なる複数の画像信
号を用いて有意目標を低誤警報で判定できる。

【００６０】実施例５．図１０は、この発明の実施例５
を示すブロック図であり前記実施例３に示すような画像
信号の一部分に輝度スケールを合わせるための基準値は
なくかつ、前記実施例４に示すような天空部分で正規化
も行わない実施例である。１は赤外線撮像部、３は目標
判定部、１６はしきい値演算部である。

【００６１】図１０の実施例において、検出波長帯の異
なる複数の画像信号は、目標判定部３及びしきい値演算
部１６に入力される。しきい値演算部１６では複数の画
像信号をもとに目標領域の演算を行う。以後の処理につ
いては前記実施例と同様である。

【００６２】以下にしきい値演算部１６の動作を説明す
る。しきい値演算部１６の動作の一例として入力画像信
号が２つであるとする。入力された検出波長帯の異なる
２つの画像信号からそれぞれのしきい値を例えば”数
１”を用いて演算する。これにより２つのしきい値ｔ₁
及びｔ₂ が演算される。この値より”数３”を用いてし
きい領域を演算する。これにより、実施例３、及び実施
例４に示すと同様の効果がある。

【００６３】

【数３】

【００６４】実施例６．図１１は、この発明の実施例６
を示すブロック図である。１７は２値化部、１８は特徴
量演算部、１９は目標方向判定部である。

【００６５】図１１に示す実施例においては、検出波長
帯の異なる複数の画像信号は、画像信号に一対一に対応
して設けられた複数の２値化部１７へ有意目標のポジシ
ョンデータと共に入力される。複数の２値化部１７で
は、画像信号の有意目標部分について２値化を行う。複
数の２値化部１７で２値化された複数の２値化画像信号
は、複数の２値化部１７と一対一に対応して設けられた
複数の特徴量演算部１８に向けて出力される。複数の特
徴量演算部１８では、有意目標の面積、縦方向の重心、
横方向の重心、全体の重心、縦の長さ、横の長さ、縦と
横の長さの比または２値化前の輝度情報等の特徴量を演
算する。前記複数の特徴量演算部１８の特徴量データは
目標方向判定部１９へ出力される。目標方向判定部１９
では、目標の進行方向を演算し出力する。

【００６６】以下に動作について説明する。ここで、２
値化部１７に入力される画像は、一例として中赤外線領
域で撮像された画像と、遠赤外線領域で撮像された画像
であるとする。また目標の一例として航空機であるとす
る。図１２は航空目標の側面をそれぞれの波長域でとら
えた画像である。また、図１３は航空目標の正面をそれ
ぞれの波長域でとらえた画像である。中赤外線領域は遠
赤外線領域よりも高温物体に感度がある。このため図に
示すように、中赤外線の画像は機体から放出される排気
ガス（プルーム）もはっきり写し出されている。これに
対し遠赤外線の画像はプルームが前者と比較して小さく
写し出されている。よって、中赤外線の画像の横方向重
心位置Ｐ₁ は、遠赤外線の画像の重心Ｐ₂ よりもプルー
ム側（後側）にある。図１３では、プルームが見えてい
ないために中赤外線の画像と遠赤外線との画像の横方向
重心位置は同じ位置にある。以上より中赤外線の画像の
横方向の重心位置と遠赤外線の画像の横方向の重心位置
とを比較することで画像モニタ上で目標が左右のどちら
に進行しているかわかる。具体的判定の一例を”数４”
に示す。また、縦方向の重心を比較することで画像モニ
タ上で上下のどちらに進行しているかわかる。またヘッ
ドオンの場合は遠赤外線の画像の方が中赤外線の画像と
比較して高輝度となり、テールオンの場合は前者と逆に
中赤外線の画像が高輝度となる。これにより画像をモニ
タに写したとき、奥行き方向がわかる。

【００６７】

【数４】

【００６８】上記に示した様に波長帯の異なる複数の画
像信号を用いることで画像モニタ上でどちらの方向に進
行しているかが瞬時に判断できる。これにより、脅威度
の高い目標を選択することができる。

【００６９】実施例７．図１４はこの発明の実施例７を
示すブロック図であり、前記実施例６をさらに進めて目
標識別機能を付加した実施例である。１９の目標方向判
定部までは実施例６と同様であり、２０は目標識別部、
２１は目標データ部、２２はサーボ機構である。

【００７０】この実施例では、目標が船舶である場合を
想定することにする。目標データ部２１には複数の種類
の船舶の喫水線から船体の高さ、煙突重心の高さ、全
長、全幅等の情報が前もって記憶されている。目標識別
部２０では、目標データ部２１のデータとサーボ機構２
２の自機に対する目標俯角情報、レンジ情報より目標の
識別を行う。実施例５と同様に２値化部１７に入力され
ている画像信号が中赤外線と遠赤外線であるとする。船
舶の場合、航空機の場合と異なるところは、船舶の排気
ガスは煙突部分より排気されることと、船舶は上下方向
の移動がほぼないと考えられることである。図１５に中
赤外線の画像と遠赤外線の画像を示す。中赤外線は先と
同様排気ガス部分が遠赤外線よりもよく見える。これを
比較することで進行方向を判定できる。

【００７１】以下、目標方向判定部１９以降の動作を説
明する。図１６に示すように２値化処理を最適化するこ
とで中赤外線で煙突部分のみを選択的に表示させること
が可能である。図１７に俯角θ方向に自機に対してアス
ペクトξで進行している船舶の船体部分の重心Ｐ₁ と煙
突部分の重心Ｐ₂ を示した。進行方向と反対側の喫水面
の点を（０，０）とするとＰ₁ （Ｘ₁ ，Ｙ₁ ）、Ｐ₂
（Ｘ₂ ，Ｙ₂ ）は”数５”で演算できる。画面上の船舶
の縮尺率ｍは、サーボ機構２２のレンジ情報ｄより”数
６”で演算できる。俯角情報θはサーボ機構２２よりわ
かるため５つの未知数と４つの式があるので船体の高
さ、煙突重心の高さ、全長、全幅の比がわかる。この結
果、目標の識別が可能である。

【００７２】

【数５】

【００７３】

【数６】

【００７４】実施例８．図１８は、この発明の実施例８
を示すブロック図である。２３はＲＡＭ、２４は立ち上
がり時間測定部、２５は識別部である。

【００７５】以下では、一例として追尾目標を航空機と
し、その最大輝度に着目しＡ／Ｂ使用とミサイル発射と
の区別を行うことにする。まず、図１９にＡ／Ｂ使用時
とミサイル発射時の最大輝度−時間特性を示す。図１９
には、最大輝度の増加率がしきい値以上となってからそ
れが最大値となるまでの時間ｔ₁ （以下立ち上がり時
間）、前記最大値が維持する時間ｔ₂ （以下最大輝度維
持時間）、前記最大値になったあと定常状態になるまで
の時間ｔ₃ （以下最大値から定常値になるまでの時
間）、前記最大値Ｎ_M と定常輝度値Ｎ_K の比（以下最大
／定常比）、前記立ち上がりから定常状態となる輝度−
時間特性の半値幅ｔ₄ を示してある。

【００７６】以下に動作について説明する。ＲＡＭ２３
は、追尾目標の最大輝度、平均輝度、面積等を複数フレ
ーム分記憶している。この一例の立ち上がり時間測定部
２４では、最大輝度のΔｔ時間当りの変化率を監視して
おり、その変化率が光学系５の揺れ等によって発生する
変化率を超えた場合、その時点からの立ち上がり時間ｔ
₁ を測定する。識別部２５では、前記立ち上がり時間ｔ
₁ を例えば”数７”によりＡ／Ｂ使用とミサイルの発射
の識別を行いその結果を出力する。

【００７７】

【数７】

【００７８】上記のように立ち上がり時間を計測するこ
とで追尾目標のＡ／Ｂ使用とミサイル発射を監視するこ
とが可能である。

【００７９】実施例９．図２０は、この発明の実施例９
を示すブロック図である。２６は最大値維持時間測定部
であり他は実施例８と同様である。

【００８０】この実施例では、実施例８の立ち上がり時
間測定部２４の変わりに、最大維持時間測定部２６を設
けたものである。その動作は、図１９に示す最大維持時
間ｔ₂ の測定を行い例えば”数８”を用いてＡ／Ｂ使用
とミサイルの発射との識別を行いその結果を出力する。
これにより、追尾目標のＡ／Ｂ使用とミサイル発射を監
視することが可能である。

【００８１】

【数８】

【００８２】実施例１０．図２１は、この発明の実施例
１０を示すブロック図である。２７は最大値から定常値
となるまでの時間測定部であり他は実施例８と同様であ
る。

【００８３】この実施例では、実施例８の立ち上がり時
間測定部２４の変わりに、最大値から定常値となるまで
の時間測定部２７を設けたものである。その動作は、図
１９に示す最大値から定常値までの時間ｔ₃ の測定を行
い例えば”数９”を用いてＡ／Ｂ使用とミサイルの発射
との識別を行いその結果を出力する。これにより、追尾
目標のＡ／Ｂ使用とミサイル発射を監視することが可能
である。

【００８４】

【数９】

【００８５】実施例１１．図２２は、この発明の実施例
１１を示すブロック図である。２８は比計測部であり、
他は実施例８と同様である。

【００８６】この実施例では、実施例８の立ち上がり時
間測定部２４の変わりに、比計測部２８を設けたもので
ある。その動作は、図１９に示す最大／定常比の測定を
行い、例えば”数１０”を用いてＡ／Ｂ使用とミサイル
の発射との識別を行いその結果を出力する。これによ
り、追尾目標のＡ／Ｂ使用とミサイル発射を監視するこ
とが可能である。

【００８７】

【数１０】

【００８８】実施例１２．図２３は、この発明の実施例
１２を示すブロック図である。２９は半値幅測定部であ
り、他は実施例８と同様である。

【００８９】この実施例では、実施例８の立ち上がり時
間測定部２４の変わりに、半値幅測定部２９を設けたも
のである。その動作は、図１９に示す半値幅の測定を行
い例えば”数１１”を用いてＡ／Ｂ使用とミサイルの発
射との識別を行いその結果を出力する。これにより、追
尾目標のＡ／Ｂ使用とミサイル発射を監視することが可
能である。

【００９０】

【数１１】

【００９１】実施例１３．図２４は、この発明の実施例
１３を示すブロック図である。２５は識別部、３０は演
算部である。

【００９２】以下では、一例と航空目標のＡ／Ｂ使用と
ミサイル発射との区別を行うことにする。まず、図２５
にＡ／Ｂとミサイルとの排煙の分光輝度の一例を示す。
この図に示すようにＡ／Ｂとミサイルとの排煙は共に波
長帯Ａ及び波長帯Ｂにピークを持つが、その面積（輝
度）Ｓ_A とＳ_B との比は異なる。

【００９３】以下に動作を説明する。波長帯の異なる複
数の追尾目標の画像信号が演算部３０に入力される。こ
こで一例として、追尾目標の画像信号は、波長帯Ａと波
長帯Ｂで撮像されたものがあるものとする。演算部３０
ではＳ_A とＳ_B の比を算出しその結果を識別部２５へ出
力する。

【００９４】識別部２５では”数１２”に従いＡ／Ｂ使
用とミサイル発射との識別を行いその結果を出力する。
これにより、追尾目標のＡ／Ｂ使用とミサイル発射を監
視することが可能である。

【００９５】

【数１２】

【００９６】実施例１４．図２６は、この発明の実施例
１４を示すブロック図である。３１は総合識別部であ
る。

【００９７】以下に動作を説明する。実施例８から１３
の一例としてのＡ／Ｂ使用とミサイル発射の複数の識別
結果が総合識別部３１に入力される。総合識別部３１で
は”数１３”に示すように各識別部の出力にウエイトを
かけて総合的に識別を行い、その結果を出力する。これ
によりＡ／Ｂ使用とミサイル発射とが総合的に識別でき
る。

【００９８】

【数１３】

【００９９】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、物体
（目標及び目標以外のクラッタ等）の波長ごとの輝度特
性を利用して、有意目標とクラッタ等を分離することで
低誤警報で有意目標の検出が可能である。

【０１００】また、この発明によれば、単一の光学系、
単一の赤外線検出器及び単一のアンプを時分割で用いる
ことにより検出波長帯の異なる複数の画像信号を得るこ
とができる。

【０１０１】この発明によれば、赤外線基準光源を持つ
ことで異なる複数の波長帯の検出信号の正規化を行いこ
れを用いて有意目標とクラッタ等を分離することで低誤
警報で有意目標の検出が可能である。

【０１０２】また、この発明によれば、複数の異なる検
出波長帯の赤外線画像信号から基準値を算出してこれを
用いて異なる複数の波長帯の検出信号の正規化を行いこ
れにより有意目標とクラッタ等を分離することで低誤警
報で有意目標の検出が可能である。

【０１０３】この発明によれば、複数の異なる検出波長
帯の赤外線画像信号をもとに、しきい領域を算出し、こ
れにより有意目標とクラッタ等を分離することで低誤警
報で有意目標の検出が可能である。

【０１０４】

【０１０５】

【０１０６】

【０１０７】

【０１０８】

【０１０９】

【０１１０】

【０１１１】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例による画像目標検出
装置を示すブロック図である。

【図２】分光輝度データ部の内容の一例を示す図であ
る。

【図３】輝度マップ作成例を示す図である。

【図４】有意目標を判定した例を示す図である。

【図５】この発明の第２の実施例による画像目標検出
装置を示すブロック図である。

【図６】フィルタ回転体を示す図である。

【図７】波長と分光輝度を示す図である。

【図８】この発明の第３の実施例による画像目標検出
装置を示すブロック図である。

【図９】この発明の第４の実施例による画像目標検出
装置を示すブロック図である。

【図１０】この発明の第５の実施例による画像目標検
出装置を示すブロック図である。

【図１１】この発明の第６の実施例による画像目標検
出装置を示すブロック図である。

【図１２】航空機側面の中赤外線と遠赤外線の画像重
心を示す図である。

【図１３】航空機正面の中赤外線と遠赤外線の画像重
心を示す図である。

【図１４】この発明の第７の実施例による画像目標検
出装置を示すブロック図である。

【図１５】船舶側面の中赤外線と遠赤外線の画像重心
を示す図である。

【図１６】煙突部分の選択図である。

【図１７】船舶の重心と煙突の重心を示す図である。

【図１８】この発明の第８の実施例による画像目標検
出装置を示すブロック図である。

【図１９】Ａ／Ｂ使用時とミサイル発射時の最大輝度
−時間特性を示す図である。

【図２０】この発明の第９の実施例による画像目標検
出装置を示すブロック図である。

【図２１】この発明の第１０の実施例による画像目標
検出装置を示すブロック図である。

【図２２】この発明の第１１の実施例による画像目標
検出装置を示すブロック図である。

【図２３】この発明の第１２の実施例による画像目標
検出装置を示すブロック図である。

【図２４】この発明の第１３の実施例による画像目標
検出装置を示すブロック図である。

【図２５】Ａ／Ｂとミサイルの分光輝度特性を示す図
である。

【図２６】この発明の第１４の実施例による画像目標
検出装置を示すブロック図である。

【図２７】従来の画像目標検出装置を示すブロック図
である。

【図２８】遠赤外線の画像信号と２値化画像を示す図
である。

【図２９】中赤外線の画像信号と２値化画像を示す図
である。

【図３０】夏季と冬季との大気透過率の一例を示す図
である。

【図３１】従来の画像目標検出装置を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１赤外線撮像部、２輝度正規化部、３目標判定
部、４分光輝度データ部、５光学系、６フィルタ
回転体、７フィルタ回転体制御部、８赤外線検出
器、９アンプ部、１０タイミング部、１１近赤外
線用バンドパスフィルタ、１２中赤外線用バンドパス
フィルタ、１３遠赤外線用バンドパスフィルタ、１４
赤外線基準値発生部、１５基準値判定部、１６し
きい値演算部、１７２値化部、１８特徴量演算部、
１９目標方向判定部、２０目標識別部、２１目標
データ部、２２サーボ機構、２３ＲＡＭ、２４立
ち上がり時間測定部、２５識別部、２６最大値維持
時間測定部、２７最大値から定常値となるまでの時間
測定部、２８比計測部、２９半値幅測定部、３０演
算部、３１総合識別部、３２光検知素子、３３走
査変換手段、３４目標検出手段、３５レベル比較手
段、３６判定手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平５−142324（ＪＰ，Ａ) 特開平５−157824（ＪＰ，Ａ) 特開平４−318487（ＪＰ，Ａ) 特開平５−207372（ＪＰ，Ａ) 特開平３−110398（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−95372（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−88374（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01S 3/78 - 3/789

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】同一目標に対する複数の異なる波長帯の
赤外線画像信号を出力する赤外線撮像部と、各種目標の
データを、前記複数の異なる波長帯ごとの正規化された
輝度信号を直交軸とする複数次元の輝度座標系の領域に
おける領域として保有している分光輝度データ部と、前
記赤外線撮像部から出力される複数の異なる波長帯の赤
外線画像信号の各輝度を正規化する輝度正規化部と、前
記分光輝度データ部が保有する各種目標の輝度データと
前記輝度正規化部で正規化された観測目標の目標輝度デ
ータとを照合し、各種目標領域の内、観測目標が含まれ
る領域又は観測目標に距離が最も近い目標領域を観測目
標の領域と判定する目標判定部とを具備したことを特徴
とする画像目標検出装置。
【請求項２】外界の赤外線を検出する赤外線検出器
と、前記赤外線検出器の撮像面上で外界の赤外線画像が
結像するように配置した光学系と、前記赤外線検出器の
出力を増幅するアンプ部と、外界と前記赤外線検出器と
の間に配置した、透過波長帯の異なる複数の光学フィル
タを同心円上に保有するフィルタ回転体と、前記複数の
光学フィルタの何れかを通し、前記赤外線検出器の撮像
面上に外界の赤外線画像が結像するように前記フィルタ
回転体の回転制御を行うフィルタ回転体制御部と、前記
フィルタ回転体制御部及び赤外線検出器のタイミングを
制御するタイミング制御部とより、赤外線撮像部を構成
したことを特徴とする、請求項１記載の画像目標検出装
置。
【請求項３】赤外線検出器の撮像面上に結像するよう
に配置した、赤外線基準光発生部と、前記赤外線基準光
発生部に対する波長帯ごとの検出信号輝度で、観測目標
に対する複数波長帯の検出信号の正規化を行なう輝度正
規化部とを具備したことを特徴とする、請求項１記載の
画像目標検出装置。
【請求項４】赤外線撮像部から出力される複数の異な
る波長帯の赤外線画像信号の各輝度から基準値を判定
し、その値を各画像信号の基準値ポジションに書き込む
基準値判定部と、前記基準値判定部によって書き込まれ
た波長ごと信号輝度で、観測目標に対する複数波長帯の
検出信号の正規化を行なう輝度正規化部とを具備したこ
とを特徴とする、請求項１記載の画像目標検出装置。
【請求項５】同一目標に対する複数の異なる波長帯の
赤外線画像信号を出力する赤外線撮像部と、前記撮像部
から出力される複数の異なる波長帯の赤外線画像信号の
各輝度から、各種目標データを輝度信号を直交軸とする
複数次元の輝度座標系の領域における目標領域を算出す
る算式が記憶されているしきい値演算部と、前記しきい
値演算部の出力と前記赤外線撮像部で観測された目標の
目標輝度データとを照合し、各種目標領域の内、観測目
標が含まれる領域又は観測目標に距離が最も近い目標領
域を観測目標の領域と判定する目標判定部とを具備した
ことを特徴とする画像目標検出装置。