JP3418812B2 - 赤外線撮像装置の画素置換方法 - Google Patents
赤外線撮像装置の画素置換方法Info
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Description
知器を用いた赤外線撮像装置において、欠陥画素が増加
した場合の、画素置換方法に関するものである。
装置においては、赤外線検知器の欠陥素子が生じること
が不可避である。このような欠陥素子がある場合でも、
赤外線撮像装置としては、正常な画像を生成することが
必要であり、そのため、欠陥画素の置換を行なって、正
常な画像生成の上で、障害にならないようにしなければ
ならない。
子赤外線検知器における欠陥画素の置換を容易に行なえ
るようにする方法を提供するものである。
は、装置内に赤外線検知器の各素子ごとの欠陥画素置換
情報をROM等に記憶する機能を有しており、赤外線撮
像装置の二次元化された画像を人間が見て欠陥画素を判
定し、欠陥画素に隣接する画素番号をROM等の記憶機
能に記憶させて、この情報に基づいて、画像表示時に、
画素置換を行なうようにしていた。
って欠陥画素が増加して、画像品質が劣化した場合、欠
陥画素の再評価を人間が行ない、赤外線撮像装置を分解
して、装置内部にある欠陥画素置換情報を更新(ROM
等を書き替える)必要があった。そのため、その期間の
赤外線画像は使用できず、連続的に、あるいは長期間使
用する上で、障害を生じることがあった。
ブロック図であって、赤外線撮像装置における従来の画
素置換方法を説明するものである。
て、赤外線レンズを有し、外界の目標(撮像対象)から
の赤外線を検知部に集光させるものである。2は赤外線
検知器であって、赤外線光学系1を介して受光した赤外
線を電気信号に変換する。3はチョッパミラーであっ
て、外界目標からの赤外線入力と基準温度板からの赤外
線入力とを切り替えて赤外線検知器2に入力する。4は
基準温度板であって、ペルチェ素子等の温度制御可能な
素子からなり、均一な基準温度(高温および低温)の赤
外線を放射する。
力信号を、所定のレベルに増幅する。6はアナログディ
ジタル変換器(A/D)であって、アンプ5の出力アナ
ログ信号をディジタル信号に変換する。7は基準温度デ
ータメモリであって、基準温度(高温および低温)によ
る温度データを検知素子ごとに記憶している。8は補正
処理部であって、基準温度データメモリ7からの基準温
度による温度データに基づいて、検知素子ごとにゲイン
調整,オフセット調整等を行なって、感度のばらつきを
補正する。
された画素の情報から、特定の画素に置き替えを行なう
ための情報を記憶する。10はフレームメモリであっ
て、赤外線検知器2の走査に応じて、二次元画像情報を
組み立てるとともに、置換メモリ9の置き替え情報から
欠陥画素に対応する画素情報を、特定の画素の情報と置
換する走査変換を行なう。11は表示変換部であって、
フレームメモリ10における置換後の画像情報をディジ
タルアナログ変換して、テレビ(TV)信号等のビデオ
画像信号に変換する。12は表示器であって、表示変換
部11からの画像情報を画面上に表示する。
であって、A,Bはばらつきを有する検知素子の特性を
示し、補正回路は、基準温度データメモリ7の温度デー
タに基づいて、これらの特性を一点鎖線で示す基準特性
Cに変換する作用を行なう。
ものであって、チョッパミラー3を動作させることによ
って、外界の目標からの赤外線を、基準温度板4からの
基準温度の赤外線に切り替えて、赤外線検知器2に入力
する。この状態で、赤外線検知器2の各検知素子の電気
信号出力を、それぞれ標準状態と比較することによっ
て、検知素子の評価を行なうことができる。
場合の欠陥画素の置換を説明するものである。検知素子
No. 1〜nに対して、置換メモリアドレス0〜n−1を
割り当てる。各検知素子が正常の場合には、置換メモリ
におけるアドレスは置換されない。もしも検知素子No.
4が欠陥の場合は、検知素子No. 4に対応するアドレス
3を、隣接する正常な検知素子No. 3のアドレス2に置
換することによって、画像表示時には、検知素子No. 4
の画像情報は隣接する検知素子No. 3の画像情報によっ
て置換されるので、正常な画像を表示することができ
る。
換を説明するものであって、図7の場合と同じものを同
じ番号で示している。フレームメモリ10には、二次元
画像が保持されるようになっている。書き込みアドレス
カウンタ21は、クロックに応じて書き込みアドレスを
供給し、これによって、補正処理部8において補正処理
されたデータがフレームメモリ10に書き込まれる。一
方、読み出しカウンタ22は、クロックに応じて読み出
しアドレスを供給し、これによって、フレームメモリ1
0のデータが表示変換部11に対して読みだされる。
き込みアドレスカウンタ21からの書き込みアドレス
を、例えば図10に示されたように変換して、フレーム
メモリ10に供給するので、図10において説明したよ
うな欠陥画素の置換が行なわれる。なお、置換メモリ9
によって、フレームメモリ10の読み出し側のアドレス
の変換を行なうようにしても、同様に、欠陥画素の置換
を行なうことができる。
用する場合の欠陥画素の置換を説明するものである。一
次元TDI(Time Delay and Integration)素子は、画
素情報の遅延蓄積機能を有し、複数回の走査による検出
信号を蓄積することによって、S/Nを改善することが
できるものである。
を示したものであって、行方向は置換メモリ上位アドレ
スを示し、列方向は置換メモリ下位アドレスを示してい
る。一次元TDI多素子検知器においては、列方向のア
ドレスは一次元の画素のアドレスに対応し、行方向の複
数の素子を行方向に走査したときの各素子の出力を蓄積
した出力によって、各画素に対応する出力を発生する。
器の場合の画素の置換方法を説明するものである。
(b)の場合は、例えば置換メモリ下位アドレス0に対
応する同一行の素子中の2/1の素子が欠陥であったと
きは、そのアドレスをこれに隣接する同一行の素子3/
1のアドレスによって置換する。(b)の場合は、例え
ば置換メモリ下位アドレス0に対応する同一行の素子が
すべて欠陥であったときは、各素子のアドレスを、下位
アドレス1に対応する行のすべての素子のアドレスによ
って置換する。
は、例えば置換メモリ下位アドレス0に対応する行のう
ちの、2/1の素子が欠陥であった場合に、同一行の残
りの素子(1/1,3/1〜m/1)のアドレスを選択
して、各素子の出力の平均値によって、2/1の素子の
出力を置き換えるようにしてもよい。
場合の欠陥素子の置換を説明するものである。二次元多
素子検知器は、多数の素子を二次元に配置して、二次元
の目標からの赤外線信号を検出するものである。
アドレスを示し、列方向は置換メモリ下位アドレスを示
している。二次元多素子検知器の場合は、欠陥素子のア
ドレスを、その周囲のいずれかの素子のアドレスによっ
て置換する。例えば、アドレス2/2の素子が欠陥素子
の場合には、置換メモリには、アドレス1/1〜3/
1,1/2,3/2,1/3〜3/3のうち、いずれか
と同一のアドレスをデータとして書き込む。
においては、図7に示されるように、赤外線光学系内に
ある基準温度板(高温,低温)を赤外線検知器が撮像
し、補正処理用の基準温度データメモリに信号データを
記憶し、この信号データを用いて、赤外線検知器の検知
素子ごとの感度のばらつきを補正する。そして、補正後
の信号データによって表示器に表示された画像を人が見
て、補正が効かず白または黒になっている画像データか
ら、欠陥画素を認識して、置換メモリの対応するアドレ
スに、例えば隣接する素子のアドレスを記憶する。
の正常時のデータとしては、フレームメモリへの書き込
みアドレスカウンタの出力値が書き込まれているが、こ
のデータを、隣接する素子のデータによって書き替える
ことによって、欠陥素子の置換を行なうことができる。
素置換方法では、欠陥画素を人が判断し、欠陥画素置換
情報を更新していた。また欠陥画素置換情報の更新を行
なうためには、装置を分解して、置換メモリにおける欠
陥画素置換情報の更新を行なわなければならなかった。
時間を必要とするだけでなく、欠陥画素の置換の作業を
行なう期間の画像は使用不可能であって、赤外線撮像装
置の連続使用または長時間使用の上で支障を生じること
があるという問題があった。
決しようとするものであって、赤外線撮像装置の画素置
換を、容易にかつ迅速に行なうことができるようにする
ことを目的としている。
の課題を解決するため、以下の各具体的手段を備えてい
る。
る一次元多素子赤外線検知器からの出力によってフレー
ムメモリ上に二次元画像を形成して二次元画像表示を行
なう赤外線撮像装置において、高温の基準温度に対する
各検知素子の高温データと低温の基準温度に対する各検
知素子の低温データとを記憶する基準温度データメモリ
7と、各検知素子の高温データと低温データとの差を求
め、全検知素子について差の平均値を算出して、この平
均値と上限設定値との和が差の値より大きいとき、およ
び平均値と下限設定値との和が差の値より小さいときこ
の検知素子を欠陥素子と判定する欠陥判定部15と、フ
レームメモリ10における欠陥画素に対応する検知素子
のアドレスをこの欠陥画素に隣接する正常画素に対応す
る検知素子のアドレスによって置き換える置換メモリ9
とを備え、欠陥素子に基づく欠陥画素を正常素子に基づ
く正常画素によって自動置換して画像表示を行なう。
行に複数の検知素子を有し、この複数の検知素子からの
走査出力を遅延積分して各画素の出力を発生する一次元
TDI多素子赤外線検知器からの出力によってフレーム
メモリ上に二次元画像を形成して二次元画像表示を行な
う赤外線撮像装置において、高温の基準温度に対する各
検知素子の高温データと低温の基準温度に対する各検知
素子の低温データとを記憶する基準温度データメモリ7
と、各検知素子の高温データと低温データとの差を求
め、全検知素子について差の平均値を算出して、この平
均値と上限設定値との和が差の値より大きいとき、およ
び平均値と下限設定値との和が差の値より小さいときこ
の検知素子を欠陥素子と判定する欠陥判定部15と、フ
レームメモリ10における各画素に対応する同一行の検
知素子中の欠陥素子のアドレスを同一行のこの欠陥素子
に隣接する正常素子のアドレスによって置き換える置換
メモリ9とを備え、欠陥素子に基づく欠陥画素を正常素
子に基づく正常画素によって自動置換して画像表示を行
なう。
行に複数の検知素子を有し、この複数の検知素子からの
走査出力を遅延積分して各画素の出力を発生する一次元
TDI多素子赤外線検知器からの出力によってフレーム
メモリ上に二次元画像を形成して二次元画像表示を行な
う赤外線撮像装置において、高温の基準温度に対する各
検知素子の高温データと低温の基準温度に対する各検知
素子の低温データとを記憶する基準温度データメモリ7
と、各検知素子の高温データと低温データとの差を求
め、全検知素子について差の平均値を算出して、この平
均値と上限設定値との和が差の値より大きいとき、およ
び平均値と下限設定値との和が差の値より小さいときこ
の検知素子を欠陥素子と判定する欠陥判定部15と、フ
レームメモリ10における各画素に対応する同一行の検
知素子がすべて欠陥素子のとき各欠陥素子のアドレスを
この行に隣接する行の各正常素子のアドレスと置き換え
る置換メモリ9とを備え、欠陥素子に基づく欠陥画素を
正常素子に基づく正常画素によって自動置換して画像表
示を行なう。
る二次元多素子赤外線検知器からの出力によってフレー
ムメモリ上に二次元画像を形成して二次元画像表示を行
なう赤外線撮像装置において、高温の基準温度に対する
各検知素子の高温データと低温の基準温度に対する各検
知素子の低温データとを記憶する基準温度データメモリ
7と、各検知素子の高温データと低温データとの差を求
め、全検知素子について差の平均値を算出して、この平
均値と上限設定値との和が差の値より大きいとき、およ
び平均値と下限設定値との和が差の値より小さいときこ
の検知素子を欠陥素子と判定する欠陥判定部15と、フ
レームメモリ10における欠陥画素に対応する検知素子
のアドレスをこの欠陥画素に隣接するいずれかの正常画
素に対応する検知素子のアドレスによって置き換える置
換メモリ9とを備え、欠陥素子に基づく欠陥画素を正常
素子に基づく正常画素によって自動置換して画像表示を
行なう。
ームメモリ上に二次元画像を形成し、この二次元画像情
報に基づいて表示器において二次元画像表示を行なう赤
外線撮像装置において、ポインタ16の操作に応じて表
示器12の画面上を移動するマークによってこの画面上
の欠陥画素と置換元画素とを指示することによって、欠
陥画素と置換元画素の座標情報を発生するマーク発生部
17と、欠陥画素と置換元画素の座標を対応する検知素
子のアドレスに変換する置換更新部18と、フレームメ
モリ10における欠陥画素に対応する検知素子のアドレ
スを置換元画素に対応する検知素子のアドレスによって
置き換える置換メモリ9とを備え、欠陥素子に基づく欠
陥画素を正常素子に基づく正常画素によって手動置換し
て画像表示を行なう。
置における欠陥画素の置換を、自動置換によって行な
い、またはポインタ指示による手動置換によって行なう
ことができるので、従来の装置のように欠陥画素の置換
を行なうために装置を分解する必要がなくなる。
したものであって、本発明による画素置換方法を適用し
た赤外線撮像装置を示している。図中において、図7の
場合と同じものを同じ番号で示し、それらの機能は図7
の場合と同様である。破線で囲んで示す部分は、本発明
による変更箇所である。
は、各赤外線検知素子ごとに、高温および低温の均一な
基準温度に対する検知器出力信号の高温データおよび低
温データを記憶している。
ータと低温データとの差を求め、全検知素子について差
の平均値を算出して、平均値と上限設定値との和が所定
の上限値より大きいとき、および平均値と下限設定値と
の和が所定の下限値より小さいとき、この検知素子を欠
陥素子と判定する。
定された欠陥素子のアドレスを、例えば隣接する素子の
アドレスによって置換することによって、欠陥画素のデ
ータを走査変換部10において隣接する画素のデータに
よって置き替えて、自動的に、欠陥画素の置換を行なう
ことができる。
ポインタであって、表示器12の画面上において欠陥画
素を発見したとき、ポインタ16を用いて指示すること
によって、マーク発生部17において、マークを発生し
て表示変換部11に与えることによって、画面上にポイ
ンタ16によって指示された場所に対応してマークを表
示するとともに、表示変換部11からマークの位置を示
す座標データを発生する。
えられた欠陥素子を示す座標データに応じて、置換メモ
リ9において、欠陥素子のアドレスを隣接する素子のア
ドレスによって置換して、走査変換部10において欠陥
画素のデータを隣接する画素のデータによって置き替え
ることによって、手動によって、欠陥画素の置換を行な
うことができる。
関係を示したものである。図示のように、表示器12の
画面上の欠陥画素pに対して、ポインタ16によって指
示することによって画面上に表示されるマーク(クロス
マーク)を一致させたときの、クロスマークtの座標
(x,y)から欠陥画素No. を特定することができる。
成を示したものであって、図1の場合と同じものを同じ
番号で示している。また図4は、自動置換時の動作フロ
ーを示したものである。
て、まず高温の温度基準板を用いて高温基準データを入
力したときの検知素子ごとの信号データ21を記憶す
る。また低温の温度基準板を用いて低温基準データを入
力したときの検知素子ごとの信号データ22を記憶す
る。さらに各素子ごとの高温データ(H)と低温データ
(L)との差によって各素子ごとの補正値データ23を
求めて記憶する。
正値データを読み出し、補正値の逆数を補正係数として
A/D6の出力に乗算することによって得られた、補正
された温度データをフレームメモリ10に書き込む。
と低温データとの差の平均値を算出して、全素子分の差
の平均値データ24を記憶する。
チをオンにすることによって、置換タイミング生成部2
0から与えられるタイミングによって、一連の欠陥画素
置換処理が実行される。
ける各素子の高温データと低温データとの差と、平均値
データ24と上限設定値の和とを比較して、補正値の方
が大きいとき、または、平均値データ24と下限設定値
の和とを比較して、補正値の方が小さいとき、この素子
を欠陥素子と判定して更新出力を発生する。
書き込まれていた欠陥素子のアドレスが、隣接する素子
のアドレスによって置き換えられる。置換メモリ9のア
ドレスは、データラッチ30を経てフレームメモリ10
に与えられる。
アドレスカウンタ31からの読み出しアドレスに応じ
て、表示変換部11へ読みだされる。
成を示したものであって、図1および図3の場合と同じ
ものを同じ番号で示している。また図6は、手動置換時
の動作フローを示したものである。
6を動かすことによって、Xカウンタ32のXアドレス
と、Yカウンタ33のYアドレスとからなるマーク位置
座標値が変化して、この座標値に応じてマークが表示器
12の画面上に表示される。表示器12上のクロスマー
クtを欠陥画素pに合わせたたとき、読み出しアドレス
カウンタ31からのフレームメモリ10の読み出しアド
レスと、ポインタ16からのマーク位置座標値とが一致
する。この状態で操作者が欠陥スイッチ34を押すと、
マーク位置の画素アドレスが画像欠陥No. ラッチ35に
ラッチされる。
クロスマークtを表示器12上の置換したい画素に合わ
せると、マーク位置の画素アドレスとポインタ16のマ
ーク位置座標値とが一致する。この状態で操作者が置換
元スイッチ36を押すと、マーク位置の画素アドレスが
画像置換No. ラッチ37にラッチされる。
って、置換メモリ9のアドレスを画像置換No. ラッチ3
7の値にし、置換メモリ9に書き込まれていたデータ
を、データラッチ30にラッチしたのち、置換メモリ9
のアドレスを画像欠陥No. ラッチ35の値にする。そし
て、データラッチ30に書き込まれていた値を置換メモ
リ9に書き込む。
ることによって、置換メモリ9から、置換元画素のアド
レスを読みだす、画素アドレスの置換を行なうことがで
きる。
外線撮像装置における欠陥画素の置換を、自動置換によ
って行ない、またはポインタ指示による手動置換によっ
て行なうことができるので、従来の装置のように欠陥画
素の置換を行なうために装置を分解する必要がなく、従
って、欠陥画素の置換に手間と時間を必要としないだけ
でなく、赤外線撮像装置の連続使用または長時間使用の
上で支障を生じることがない。
である。
ある。
ある。
ある。
素の置換を説明する図である。
図である。
欠陥画素の置換を説明する図である。
子の置換を説明する図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 複数の検知素子を一次元に配列してなる
一次元多素子赤外線検知器からの出力によってフレーム
メモリ上に二次元画像を形成して二次元画像表示を行な
う赤外線撮像装置の画素置換方法において、 高温の基準温度に対する各検知素子の高温データと低温
の基準温度に対する各検知素子の低温データとを記憶す
る基準温度データメモリと、 各検知素子の高温データと低温データとの差を求め、全
検知素子について該差の平均値を算出して、該平均値と
上限設定値との和が差の値より大きいときおよび該平均
値と下限設定値との和が差の値より小さいとき該検知素
子を欠陥素子と判定する欠陥判定部と、 フレームメモリにおける欠陥画素に対応する検知素子の
アドレスを該欠陥画素に隣接する正常画素に対応する検
知素子のアドレスによって置き換える置換メモリとを備
え、 欠陥素子に基づく欠陥画素を正常素子に基づく正常画素
によって自動置換して画像表示を行なうことを特徴とす
る赤外線撮像装置の画素置換方法。 - 【請求項2】 同一列の複数の各画素に対応して同一行
に複数の検知素子を有し該複数の検知素子からの走査出
力を遅延積分して各画素の出力を発生する一次元TDI
多素子赤外線検知器からの出力によってフレームメモリ
上に二次元画像を形成して二次元画像表示を行なう赤外
線撮像装置の画素置換方法において、 高温の基準温度に対する各検知素子の高温データと低温
の基準温度に対する各検知素子の低温データとを記憶す
る基準温度データメモリと、 各検知素子の高温データと低温データとの差を求め、全
検知素子について該差の平均値を算出して、該平均値と
上限設定値との和が差の値より大きいときおよび該平均
値と下限設定値との和が差の値より小さいとき該検知素
子を欠陥素子と判定する欠陥判定部と、 フレームメモリにおける各画素に対応する同一行の検知
素子中の欠陥素子のアドレスを同一行の該欠陥素子に隣
接する正常素子のアドレスによって置き換える置換メモ
リとを備え、 欠陥素子に基づく欠陥画素を正常素子に基づく正常画素
によって自動置換して画像表示を行なうことを特徴とす
る赤外線撮像装置の画素置換方法。 - 【請求項3】 同一列の複数の各画素に対応して同一行
に複数の検知素子を有し該複数の検知素子からの走査出
力を遅延積分して各画素の出力を発生する一次元TDI
多素子赤外線検知器からの出力によってフレームメモリ
上に二次元画像を形成して二次元画像表示を行なう赤外
線撮像装置の画素置換方法において、 高温の基準温度に対する各検知素子の高温データと低温
の基準温度に対する各検知素子の低温データとを記憶す
る基準温度データメモリと、 各検知素子の高温データと低温データとの差を求め、全
検知素子について該差の平均値を算出して、該平均値と
上限設定値との和が差の値より大きいときおよび該平均
値と下限設定値との和が差の値より小さいとき該検知素
子を欠陥素子と判定する欠陥判定部と、 フレームメモリにおける各画素に対応する同一行の検知
素子がすべて欠陥素子のとき各欠陥素子のアドレスを該
行に隣接する行の各正常素子のアドレスと置き換える置
換メモリとを備え、 欠陥素子に基づく欠陥画素を正常素子に基づく正常画素
によって自動置換して画像表示を行なうことを特徴とす
る赤外線撮像装置の画素置換方法。 - 【請求項4】 複数の検知素子を二次元に配列してなる
二次元多素子赤外線検知器からの出力によってフレーム
メモリ上に二次元画像を形成して二次元画像表示を行な
う赤外線撮像装置の画素置換方法において、 高温の基準温度に対する各検知素子の高温データと低温
の基準温度に対する各検知素子の低温データとを記憶す
る基準温度データメモリと、 各検知素子の高温データと低温データとの差を求め、全
検知素子について該差の平均値を算出して、該平均値と
上限設定値との和が差の値より大きいときおよび該平均
値と下限設定値との和が差の値より小さいとき該検知素
子を欠陥素子と判定する欠陥判定部と、 フレームメモリにおける欠陥画素に対応する検知素子の
アドレスを該欠陥画素に隣接するいずれかの正常画素に
対応する検知素子のアドレスによって置き換える置換メ
モリとを備え、 欠陥素子に基づく欠陥画素を正常素子に基づく正常画素
によって自動置換して画像表示を行なうことを特徴とす
る赤外線撮像装置の画素置換方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP31646395A JP3418812B2 (ja) | 1995-12-05 | 1995-12-05 | 赤外線撮像装置の画素置換方法 |
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