JP4207588B2 - Fixed pattern noise correction method and fixed pattern noise correction apparatus for infrared imaging device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、赤外線撮像装置の固定パターンノイズ補正方法および固定パターンノイズ補正装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキに起因する輝度むらや、視野外から入射する不要光による輝度むら、いわゆる、固定パターンノイズを除去するための固定パターンノイズ補正方法および固定パターンノイズ補正装置が既に公知である。
【0003】
従来の固定パターンノイズ補正方法および固定パターンノイズ補正装置では、何らかの方法により撮像空間全体に渡って均一な赤外線入射環境を作り出し、このときに得られる各画素毎の画像信号を補正用画像信号としてメモリに記憶させておき、通常の撮像時において、入力画像信号から補正用画像信号を減算することで適正な最終画像信号を得るようにしていた。
【0004】
しかし、適正な補正に必要とされる補正用画像信号は、赤外線撮像装置の環境変化、例えば、赤外線撮像装置の内部温度の変化等によって時々刻々と変化するので、良質な画像を出力し続けるためには、定期的にメモリ内の補正用画像信号を更新する必要がある。
【0005】
補正用画像信号を得るために必要となる均一な赤外線入射環境を作り出す手段としては、赤外線撮像装置の外部すなわち光学系の前方に設けられた外部シャッタを撮像対象として利用するものと、赤外線撮像装置の内部すなわち光学系における前玉から赤外線センサに至る区間の何れかの場所に設けられた内部シャッタを撮像対象として利用するものとがあり、この点については特許文献1(外部シャッタの例)および特許文献2(内部シャッタの例)等で既に公知である。
【0006】
【特許文献1】
特開平2−121480号公報(第2頁左上欄)
【特許文献2】
特開2002−310804号公報(図1)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
このうち、外部シャッタを撮像対象として利用することで均一な赤外線入射環境を得ようとするものでは、この外部シャッタが赤外線撮像装置の内部温度の変化等による影響を受け難く、理想状態に近い赤外線入射環境を比較的容易に作り出すことが可能であるため、常に高精度の補正用画像信号を取得できる利点がある。
しかし、外部シャッタを利用するため、装置全体の規模が大掛かりとなり、また、より高い精度を追求して頻繁に補正用画像信号を更新しようとする場合には、外部シャッタの操作が煩わしくなる問題がある。
【0008】
一方、内部シャッタを撮像対象として利用するものでは、装置の携帯性やシャッタの開鎖作業等に関わる利便性には優れるが、内部シャッタが赤外線撮像装置の内部温度の変化等による影響を受け易く、内部シャッタ自体に温度むらが発生してしまうため、理想的な赤外線入射環境の実現が困難であり、高精度の補正用画像信号の取得が難しくなるといった問題がある。
【0009】
【発明の目的】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消し、赤外線撮像装置の内部に設けられた内部シャッタを有効に利用して、高精度の画像信号を取得することが可能な赤外線撮像装置の固定パターンノイズ補正方法および固定パターンノイズ補正装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明による赤外線撮像装置の固定パターンノイズ補正方法は、光学系を介して赤外線センサに結像された画像を画像信号に変換し、固定パターンノイズを除去するための補正を施してから最終画像信号として出力する赤外線撮像装置の固定パターンノイズ補正方法であり、前記目的を達成するため、特に、
赤外線撮像装置の内部に設けられた内部シャッタを開放し赤外線撮像装置の外部に設けられた外部シャッタを閉鎖した状態で画像の取込みを実行し、この画像の取込みで得た入力画像信号を第一のフレームメモリに記憶するセンサ特性補正データ取得工程を実行した後、
内部シャッタを閉鎖した状態で画像の取込みを実行し、この画像の取込みで得た入力画像信号から第一のフレームメモリに記憶されている画像信号を減算して第二のフレームメモリに記憶する内部シャッタ特性補正データ取得工程を実行し、
更に、内部シャッタを閉鎖した状態で改めて画像の取込みを実行し、この画像の取込みで得た入力画像信号を第一のフレームメモリに更新して記憶する重畳特性補正データ取得工程を実行し、
その後、内部シャッタおよび外部シャッタを開放した状態で所定周期毎に画像の取込みを実行して、その都度、当該周期の画像の取込みで得た入力画像信号から第一のフレームメモリに記憶されている画像信号を減算し、かつ、第二のフレームメモリに記憶されている画像信号を加算して、最終画像信号として出力する出力データ補正工程を繰り返し実行することを特長とした構成を有する。
【0011】
以上の構成において、まず、センサ特性補正データ取得工程を実行することで、内部シャッタを開放し外部シャッタを閉鎖した状態で画像の取込みを実行し、この画像の取込みで得た入力画像信号を第一のフレームメモリに記憶する。撮像対象となる外部シャッタは均一な赤外線入射環境を得るように一定の温度分布が保持されているから、この工程で取得された入力画像信号は、赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキに起因する輝度むらであり、この入力画像信号が第一のフレームメモリにセンサ特性補正データ、つまり、赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキを補正するためのデータとして記憶されることになる。
次いで、内部シャッタ特性補正データ取得工程を実行し、内部シャッタを閉鎖した状態で画像の取込みを実行し、この画像の取込みで得た入力画像信号から第一のフレームメモリに記憶されている画像信号を減算して第二のフレームメモリに記憶する。撮像対象となる内部シャッタは赤外線撮像装置の内部温度の変化等による影響を受け易いため、内部シャッタ自体に温度むらが発生している可能性か高い。従って、この工程で取込まれた入力画像信号は、赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキに起因する輝度むらと内部シャッタ自体の温度むらとを重畳したものとなるが、この入力画像信号から第一のフレームメモリに記憶されている画像信号、つまり、赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキに起因する輝度むらが減算されて除去されるので、実際に第二のフレームメモリに記憶されるのは、内部シャッタ自体の温度むらを表す画像信号である。この画像信号が内部シャッタ特性補正データ、つまり、内部シャッタの温度むらを補正するためのデータである。
更に、重畳特性補正データ取得工程を実行することで、内部シャッタを閉鎖したままの状態で画像の取込みを実行し、この画像の取込みで得た入力画像信号を第一のフレームメモリに更新して記憶する。この工程で取込まれた入力画像信号は、赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキに起因する輝度むらと内部シャッタ自体の温度むらとを重畳したものであり、この入力画像信号がそのまま重畳特性補正データとして第一のフレームメモリに更新して記憶されることになる。この結果、センサ特性補正データ取得工程によって第一のフレームメモリに最初に記憶されたセンサ特性補正データは破棄される。
つまり、前述したセンサ特性補正データ取得工程と内部シャッタ特性補正データ取得工程は、実質的には、赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキに起因する輝度むらと内部シャッタ自体の温度むらとを重畳した入力画像信号から赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキに起因する輝度むらを差し引いて、内部シャッタ自体の温度むらを表す画像信号である内部シャッタ特性補正データを分離し、この内部シャッタ特性補正データのみを第二のフレームメモリに記憶させるために必要とされる前処理である。
そして、最終画像信号を出力する通常の処理、つまり、出力データ補正工程においては、内部シャッタおよび外部シャッタを開放した状態で所定周期毎に外部の監視対象を撮像して画像の取込みを実行し、その都度、当該周期の画像の取込みで得た入力画像信号から第一のフレームメモリに記憶されている画像信号を減算し、かつ、第二のフレームメモリに記憶されている画像信号を加算して、最終画像信号として出力する処理を繰り返し実行する。この工程で取込まれる入力画像信号は、外部の監視対象の温度差に依存した適切な画像信号に加え、赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキに起因する輝度むらと内部シャッタ自体の温度むらとを含んだものとなるが、この画像信号から第一のフレームメモリに記憶されている画像信号を減算し、更に、第二のフレームメモリに記憶されている画像信号を加算することにより、赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキに起因する輝度むらと内部シャッタ自体の温度むらによる影響が除去され、外部の監視対象の温度差に依存した適切な画像信号のみを最終画像信号として出力することができる。
例えば、センサ特性補正データ取得工程によって求められたセンサ特性補正データの内容がXa、内部シャッタ特性補正データ取得工程によって第二のフレームメモリに記憶された内部シャッタ特性補正データの内容がXbであるとした場合、重畳特性補正データ取得工程によって第一のフレームメモリに更新して記憶される重畳特性補正データの内容は〔Xa+Xb〕となる。そして、出力データ補正工程における入力画像信号の真の内容がXoであるとすれば、赤外線センサが認識する入力画像信号は、赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキXaによる影響を受けて〔Xo+Xa〕となり、この入力画像信号〔Xo+Xa〕から、第一のフレームメモリの内容である〔Xa+Xb〕が差し引かれて一旦は〔Xo−Xb〕となり、更に、この画像信号〔Xo−Xb〕に第二のフレームメモリの内容であるXbが加算されることにより、最終的に、入力画像信号の真の内容を示すXoが最終画像信号として出力されることになる。
このようにして、出力データ補正工程において赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキに起因する輝度むらXaと内部シャッタ自体の温度むらXbの影響を除去することにより、外部の監視対象の温度差に依存した適切な画像信号Xoを最終画像信号として出力することが可能となるのである。
【0012】
また、このような構成を適用する場合においては、出力データ補正工程の所定周期よりも長い所定周期毎に重畳特性補正データ取得工程を繰り返し実行し、かつ、センサ特性補正データ取得工程および内部シャッタ特性補正データ取得工程と重畳特性補正データ取得工程とからなる処理を、重畳特性補正データ取得工程の所定周期よりも長い所定周期毎に繰り返し実行することが望ましい。
【0013】
このように、重畳特性補正データ取得工程を所定周期毎に繰り返し実行することにより、第一のフレームメモリ内の重畳特性補正データ〔Xa+Xb〕を逐次最新の値に更新することができるので、赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキに起因する輝度むらXaと内部シャッタ自体の温度むらXbとを重畳した誤差〔Xa+Xb〕のうち、特に、赤外線センサの温度ドリフト等によって変化する各画素毎の特性のバラツキXaを的確に補正することができる。
同時に、これよりも長い所定周期毎にセンサ特性補正データ取得工程および内部シャッタ特性補正データ取得工程と重畳特性補正データ取得工程とからなる処理を繰り返し実行するようにしているので、第二のフレームメモリ内の内部シャッタ特性補正データXbを逐次最新の値に更新することが可能である。従って、赤外線撮像装置の内部温度の変化等によって内部シャッタ自体の温度むらXbが変動した場合であっても、第一のフレームメモリ内の重畳特性補正データの一部を構成するXbの値と第二のフレームメモリ内の内部シャッタ特性補正データを構成するXbの値とを同期させることが可能となり、内部シャッタ自体の温度むらXbの変動による影響を受けない適切な画像信号Xoを最終画像信号として出力することができるようになる。
しかも、内部シャッタ特性補正データを更新するために必要とされる前処理、つまり、外部シャッタを撮像対象として利用する必要のあるセンサ特性補正データ取得工程等に関しては、内部シャッタを利用して行なう重畳特性補正データの更新周期に比べて相対的に長い所定周期毎で実行するようにしているので、外部シャッタを撮像することのみで補正に必要とされるデータを取得していた従来の固定パターンノイズ補正方法に比べて外部シャッタの撮像回数を削減することができ、外部シャッタ操作の煩わしさも軽減される。
【0014】
また、前記と同様の目的を達成するため、赤外線撮像装置の作動状況を検出する作動状況検出手段を設けると共に、赤外線撮像装置の作動状況に応じて変動する内部シャッタ撮像時の画像信号を赤外線撮像装置の作動状況に対応させて予め赤外線撮像装置のメモリに記憶させておき、
赤外線撮像装置の内部に設けられた内部シャッタを閉鎖した状態で画像の取込みを実行し、この画像の取込みで得た入力画像信号を第一のフレームメモリに記憶する重畳特性補正データ取得工程と、
作動状況検出手段により検出された作動状況に対応する内部シャッタ撮像時の画像信号をメモリから検索して第二のフレームメモリに記憶する内部シャッタ特性補正データ取得工程とを実行した後、
内部シャッタを開放した状態で所定周期毎に画像の取込みを実行し、その都度、当該周期の画像の取込みで得た入力画像信号から第一のフレームメモリに記憶されている画像信号を減算し、かつ、第二のフレームメモリに記憶されている画像信号を加算して、最終画像信号として出力する出力データ補正工程を繰り返し実行するようにしてもよい。
【0015】
このような構成を適用した場合には、赤外線撮像装置の作動状況に応じて変動する内部シャッタ撮像時の画像信号(内部シャッタ特性補正データ)Xbを赤外線撮像装置の作動状況に対応させて予め赤外線撮像装置のメモリに記憶させておく。赤外線撮像装置の作動状況を表すパラメータとしては、赤外線撮像装置の稼動後の経過時間あるいは赤外線撮像装置の内部温度を利用することができる。ここで、赤外線撮像装置の作動状況を表すパラメータとして赤外線撮像装置の稼動後の経過時間を利用する場合では、赤外線撮像装置稼動後の経過時間に対応させて、予め、内部シャッタ撮像時の画像信号(内部シャッタ特性補正データ)Xbを、例えば、数分毎の刻み幅で測定してメモリに記憶させておく。また、赤外線撮像装置の作動状況を表すパラメータとして赤外線撮像装置の内部温度を利用する場合では、赤外線撮像装置の内部温度に対応させて、予め、内部シャッタ撮像時の画像信号(内部シャッタ特性補正データ)Xbを、例えば、数℃の刻み幅で測定してメモリに記憶させておくことになる。
そして、まず、重畳特性補正データ取得工程を実行することで、内部シャッタを閉鎖したままの状態で画像の取込みを実行し、この画像の取込みで得た入力画像信号を第一のフレームメモリに記憶する。この工程で取込まれた入力画像信号は、赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキに起因する輝度むらXaと内部シャッタ自体の温度むらXbとを重畳した〔Xa+Xb〕であり、この入力画像信号がそのまま重畳特性補正データ〔Xa+Xb〕として第一のフレームメモリに記憶されることになる。
次いで、内部シャッタ特性補正データ取得工程を実行し、作動状況検出手段によって赤外線撮像装置の作動状況、例えば、赤外線撮像装置の稼動後の経過時間や赤外線撮像装置の内部温度を検出し、この作動状況の範囲(経過時間や内部温度の刻み幅の範囲)に対応する内部シャッタ撮像時の画像信号(内部シャッタ特性補正データ)Xbをメモリから検索し、第二のフレームメモリに記憶する。
最終画像信号を出力する通常の処理、つまり、出力データ補正工程に関しては前記と同様であり、内部シャッタおよび外部シャッタを開放した状態で所定周期毎に外部の監視対象を撮像して画像の取込みを実行し、その都度、当該周期の画像の取込みで得た入力画像信号〔Xo+Xa〕から第一のフレームメモリに記憶されている画像信号〔Xa+Xb〕を減算し、かつ、第二のフレームメモリに記憶されている画像信号Xbを加算して、最終画像信号Xoとして出力する処理を繰り返し実行することで、赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキに起因する輝度むらと内部シャッタ自体の温度むらを除去し、外部の監視対象の温度差に依存した適切な画像信号を最終画像信号として出力する。
このような構成を適用した場合、赤外線撮像装置の作動状況に応じて変動する内部シャッタ撮像時の画像信号(内部シャッタ特性補正データ)Xbは赤外線撮像装置の作動状況に対応したかたちで予め赤外線撮像装置のメモリに記憶されているので、このXbを特定するために外部シャッタを撮像する等の処理は不要となる。従って、赤外線撮像装置に外部シャッタを配備する必要はなく、外部シャッタ操作の煩わしさが解消されると共に、赤外線撮像装置の携帯性も向上することになる。
【0016】
ここで、更に、出力データ補正工程の所定周期よりも長い所定周期毎に重畳特性補正データ取得工程と内部シャッタ特性補正データ取得工程を繰り返し実行するようにしてもよい。
【0017】
重畳特性補正データ取得工程を所定周期毎に繰り返し実行することにより、第一のフレームメモリ内の重畳特性補正データを逐次最新の値に更新することができるので、赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキに起因する輝度むらと内部シャッタ自体の温度むらとを重畳した誤差〔Xa+Xb〕のうち、特に、赤外線センサの温度ドリフト等によって変化する各画素毎の特性のバラツキXaを的確に補正することができる。
また、これと同時に、内部シャッタ特性補正データ取得工程を繰り返し実行するようにしているので、第二のフレームメモリ内の内部シャッタ特性補正データを逐次最新の値に更新することができ、赤外線撮像装置の稼動時間や赤外線撮像装置の内部温度の変化等によって内部シャッタ自体の温度むらXbが変動した場合であっても、第一のフレームメモリ内の重畳特性補正データの一部を構成するXbの値と第二のフレームメモリ内の内部シャッタ特性補正データを構成するXbの値とを略同期させて一致させることが可能となる。
従って、赤外線センサの温度ドリフト等によって変化する各画素毎の特性のバラツキXaや内部シャッタ自体の温度むらXbの変動による影響を受けることなく適切な画像信号Xoを最終画像信号として出力することができる。
【0018】
また、本発明による固定パターンノイズ補正装置は、光学系を介して赤外線センサに結像された画像を画像信号に変換し、固定パターンノイズを除去して最終画像信号として出力する赤外線撮像装置の固定パターンノイズ補正装置であり、前記目的を達成するため、特に、
赤外線撮像装置の内部に設けられた開閉可能な内部シャッタと、赤外線撮像装置の外部に設けられた開閉可能な外部シャッタと、画像信号を記憶する第一および第二のフレームメモリと、
内部シャッタを開放し外部シャッタを閉鎖した状態で赤外線センサより取得した入力画像信号を第一のフレームメモリに記憶するセンサ特性補正データ取得手段と、
内部シャッタを閉鎖した状態で赤外線センサより取得した入力画像信号から第一のフレームメモリに記憶されている画像信号を減算して第二のフレームメモリに記憶する内部シャッタ特性補正データ取得手段と、
内部シャッタを閉鎖した状態で赤外線センサより取得した入力画像信号を第一のフレームメモリに記憶する重畳特性補正データ取得手段と、
内部シャッタおよび外部シャッタを開放した状態で所定周期毎に赤外線センサより入力画像信号を取得し、この入力画像信号から第一のフレームメモリに記憶されている画像信号を減算し、かつ、第二のフレームメモリに記憶されている画像信号を加算して、最終画像信号として出力する出力データ補正手段と、
重畳特性補正データ取得手段を、出力データ補正手段の作動周期よりも長い所定の作動周期毎に繰り返し作動させ、かつ、センサ特性補正データ取得手段および内部シャッタ特性補正データ取得手段と重畳特性補正データ取得手段とをセンサ特性補正データ取得手段,内部シャッタ特性補正データ取得手段,重畳特性補正データ取得手段の順序で、重畳特性補正データ取得手段の作動周期よりも長い所定の作動周期毎に繰り返し作動させるシーケンシャル制御手段とを備えたことを特長とする構成を有する。
【0019】
以上の装置構成においては、まず、シーケンシャル制御手段の管理の下で、センサ特性補正データ取得手段および内部シャッタ特性補正データ取得手段と重畳特性補正データ取得手段とがこの順序で作動する。
つまり、最初にセンサ特性補正データ取得手段が作動して、内部シャッタを開放し外部シャッタを閉鎖した状態で赤外線センサより取得した入力画像信号を第一のフレームメモリにセンサ特性補正データとして記憶する。撮像対象となる外部シャッタは均一な赤外線入射環境を得るように一定の温度分布が保持されているから、センサ特性補正データ取得手段によって取得された入力画像信号は、赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキに起因する輝度むらであり、この入力画像信号が第一のフレームメモリにセンサ特性補正データ、つまり、赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキを補正するためのデータとして記憶されることになる。
次に、内部シャッタ特性補正データ取得手段が作動して、内部シャッタを閉鎖した状態で赤外線センサより取得した入力画像信号から第一のフレームメモリに記憶されている画像信号を減算して第二のフレームメモリに記憶する。撮像対象となる内部シャッタは赤外線撮像装置の内部温度の変化等による影響を受け易いため、内部シャッタ自体に温度むらが発生している可能性か高い。従って、内部シャッタ特性補正データ取得手段によって取込まれた入力画像信号は、赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキに起因する輝度むらと内部シャッタ自体の温度むらとを重畳したものとなるが、この入力画像信号から第一のフレームメモリに記憶されている画像信号、つまり、赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキに起因する輝度むらが減算されて除去されるので、実際に第二のフレームメモリに記憶されるのは、内部シャッタ自体の温度むらを表す画像信号である。この画像信号が内部シャッタ特性補正データ、つまり、内部シャッタの温度むらを補正するためのデータである。
次に、重畳特性補正データ取得手段が作動して、内部シャッタを閉鎖した状態で赤外線センサより取得した入力画像信号を第一のフレームメモリに記憶する。重畳特性補正データ取得手段によって取込まれた入力画像信号は、赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキに起因する輝度むらと内部シャッタ自体の温度むらとを重畳したものであり、この入力画像信号がそのまま重畳特性補正データとして第一のフレームメモリに記憶される。この結果、センサ特性補正データ取得手段によって第一のフレームメモリに最初に記憶されたセンサ特性補正データは破棄されることになる。
以上の各手段によって実行される処理により、第一のフレームメモリには、赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキに起因する輝度むらXaと内部シャッタ自体の温度むらXbとを重畳した重畳特性補正データ〔Xa+Xb〕が記憶され、また、第二のフレームメモリには、内部シャッタ自体の温度むらを表す内部シャッタ特性補正データXbのみが記憶される。
そして、シーケンシャル制御手段の管理の下で、出力データ補正手段が所定周期毎に繰り返し作動し、内部シャッタおよび外部シャッタを開放した状態で、赤外線センサから、監視対象の画像信号Xoと輝度むらXaとを含んだ入力画像信号〔Xo+Xa〕を取得し、この入力画像信号〔Xo+Xa〕から第一のフレームメモリに記憶されている重畳特性補正データ〔Xa+Xb〕を減算し、更に、第二のフレームメモリに記憶されている内部シャッタ特性補正データXbを加算して、最終画像信号Xoとして出力する。
ここで、〔Xo+Xa〕−〔Xa+Xb〕+Xb=Xoであるから、左辺の第1項のXaと左辺の第2項のXaとが等しく、かつ、左辺の第2項のXbと左辺の第3項のXbとが等しい限りにおいて、赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキに起因する輝度むらXaや内部シャッタ自体の温度むらXbの影響を受けない監視対象の画像信号Xoを最終画像信号として適切に出力することが可能である。
また、出力データ補正手段を繰り返し作動させる間も、シーケンシャル制御手段は、出力データ補正手段の作動周期よりも長い所定の作動周期毎に重畳特性補正データ取得手段を繰り返し作動させて第一のフレームメモリにおける重畳特性補正データ〔Xa+Xb〕の値を逐次更新し、また、これよりも更に長い所定の作動周期毎に、センサ特性補正データ取得手段,内部シャッタ特性補正データ取得手段,重畳特性補正データ取得手段を前記と同様に繰り返し作動させて、第二のフレームメモリにおける内部シャッタ特性補正データXbの値を逐次更新する。
このようにして、第一のフレームメモリにおける重畳特性補正データ〔Xa+Xb〕の値が逐次更新される結果、前述した左辺の第1項のXaと左辺の第2項のXaとが実質的に等しくなり、また、第二のフレームメモリにおける内部シャッタ特性補正データXbの値も逐次更新されるため、前述した左辺の第2項のXbと左辺の第3項のXbも実質的に等しくなる。
従って、赤外線センサの温度ドリフト等によって各画素毎の特性のバラツキXaが変化したり、更に、これに重畳して赤外線撮像装置の内部温度の変化等で内部シャッタ自体の温度むらXbが変化したような場合であっても、赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキに起因する輝度むらXaと内部シャッタ自体の温度むらXbの影響を確実に除去して、外部の監視対象の温度差に依存した適切な画像信号Xoを最終画像信号として出力し続けることができる。
しかも、内部シャッタ特性補正データXbを更新するために必要とされる前処理、つまり、外部シャッタを撮像対象として利用する必要のあるセンサ特性補正データの取得等に関しては、内部シャッタを利用して行なう重畳特性補正データの更新周期に比べて相対的に長い所定周期毎で実行するようにしているので、外部シャッタを撮像することのみで補正に必要とされるデータを取得していた従来の固定パターンノイズ補正方法に比べて外部シャッタの撮像回数を削減することができ、外部シャッタ操作の煩わしさが軽減される。
【0020】
また、前記と同様の目的を達成するため、赤外線撮像装置の内部に設けられた開閉可能な内部シャッタと、画像信号を記憶する第一および第二のフレームメモリと、赤外線撮像装置の作動状況を検出する作動状況検出手段と、赤外線撮像装置の作動状況に応じて変動する内部シャッタ撮像時の画像信号を赤外線撮像装置の作動状況に対応させて予め記憶したメモリと、
内部シャッタを閉鎖した状態で赤外線センサより取得した入力画像信号を第一のフレームメモリに記憶する重畳特性補正データ取得手段と、
作動状況検出手段により検出された作動状況に対応する内部シャッタ撮像時の画像信号をメモリから検索して第二のフレームメモリに記憶する内部シャッタ特性補正データ取得手段と、
内部シャッタを開放した状態で所定周期毎に前記赤外線センサより入力画像信号を取得し、この入力画像信号から第一のフレームメモリに記憶されている画像信号を減算し、かつ、第二のフレームメモリに記憶されている画像信号を加算して、最終画像信号として出力する出力データ補正手段と、
重畳特性補正データ取得手段と内部シャッタ特性補正データ取得手段を、出力データ補正手段の作動周期よりも長い所定の作動周期毎に繰り返し作動させるシーケンシャル制御手段とを備えた構成としてもよい。
【0021】
このような構成を適用した場合には、まず、シーケンシャル制御手段の管理の下で、重畳特性補正データ取得手段と内部シャッタ特性補正データ取得手段とがこの順序で作動する。
つまり、最初に重畳特性補正データ取得手段が作動し、内部シャッタを開放した状態で赤外線センサより取得した入力画像信号を第一のフレームメモリに重畳特性補正データとして記憶する。重畳特性補正データ取得手段によって取込まれた入力画像信号は、赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキに起因する輝度むらXaと内部シャッタ自体の温度むらXbとを重畳した〔Xa+Xb〕であり、この入力画像信号がそのまま重畳特性補正データ〔Xa+Xb〕として第一のフレームメモリに記憶されることになる。
次に、内部シャッタ特性補正データ取得手段が作動し、作動状況検出手段によって赤外線撮像装置の作動状況を検出して、この作動状況に対応する内部シャッタ撮像時の画像信号(内部シャッタ特性補正データ)Xbをメモリから検索して第二のフレームメモリに記憶する。赤外線撮像装置の作動状況を表すパラメータとしては、赤外線撮像装置の稼動後の経過時間あるいは赤外線撮像装置の内部温度を利用することが可能である。赤外線撮像装置の作動状況を表すパラメータとして赤外線撮像装置の稼動後の経過時間を利用する場合では、赤外線撮像装置稼動後の経過時間に対応させて、予め、内部シャッタ撮像時の画像信号(内部シャッタ特性補正データ)Xbを、例えば、数分毎の刻み幅で測定してメモリに記憶させておく。また、赤外線撮像装置の作動状況を表すパラメータとして赤外線撮像装置の内部温度を利用する場合では、赤外線撮像装置の内部温度に対応させて、予め、内部シャッタ撮像時の画像信号(内部シャッタ特性補正データ)Xbを、例えば、数℃の刻み幅で測定してメモリに記憶させておくようにする。
具体的には、内部シャッタ特性補正データ取得手段は、作動状況検出手段となるタイマあるいは温度センサによって検出された経過時間あるいは内部温度に基き、この作動状況の範囲(経過時間や内部温度の刻み幅の範囲)に対応する内部シャッタ撮像時の画像信号(内部シャッタ特性補正データ)Xbをメモリから検索して、第二のフレームメモリに記憶することになる。
以上の各手段によって実行される処理により、第一のフレームメモリには、赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキに起因する輝度むらXaと内部シャッタ自体の温度むらXbとを重畳した重畳特性補正データ〔Xa+Xb〕が記憶され、また、第二のフレームメモリには、内部シャッタ自体の温度むらを表す内部シャッタ特性補正データXbのみが記憶される。
そして、シーケンシャル制御手段の管理の下で、出力データ補正手段が所定周期毎に繰り返し作動し、内部シャッタを開放した状態で、赤外線センサから、監視対象の画像信号Xoと輝度むらXaとを含んだ入力画像信号〔Xo+Xa〕を取得し、この入力画像信号〔Xo+Xa〕から第一のフレームメモリに記憶されている重畳特性補正データ〔Xa+Xb〕を減算し、更に、第二のフレームメモリに記憶されている内部シャッタ特性補正データXbを加算して、最終画像信号Xoとして出力する。
前記と同様、〔Xo+Xa〕−〔Xa+Xb〕+Xb=Xoであるから、左辺の第1項のXaと左辺の第2項のXaとが等しく、かつ、左辺の第2項のXbと左辺の第3項のXbとが等しい限り、監視対象の画像信号Xoを最終画像信号として適切に出力することが可能である。
ここで、シーケンシャル制御手段は、出力データ補正手段の作動周期よりも長い所定の作動周期毎に、重畳特性補正データ取得手段と内部シャッタ特性補正データ取得手段を繰り返し作動させて、第一のフレームメモリにおける重畳特性補正データ〔Xa+Xb〕の値を逐次更新し、また、これと同時に第二のフレームメモリにおける内部シャッタ特性補正データXbの値を逐次更新するので、前述した左辺の第1項のXaと左辺の第2項のXaとが実質的に等しくなり、また、前述した左辺の第2項のXbと左辺の第3項のXbも実質的に等しくなる。
従って、赤外線センサの温度ドリフト等によって各画素毎の特性のバラツキXaが変化したり、更に、これに重畳して赤外線撮像装置の内部温度の変化等で内部シャッタ自体の温度むらXbが変化したような場合であっても、赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキに起因する輝度むらXaと内部シャッタ自体の温度むらXbの影響を確実に除去して、外部の監視対象の温度差に依存した適切な画像信号Xoを最終画像信号として出力し続けることができる。
しかも、赤外線撮像装置の作動状況に応じて変動する内部シャッタ撮像時の画像信号(内部シャッタ特性補正データ)Xbは赤外線撮像装置の作動状況に対応したかたちで予め赤外線撮像装置のメモリに記憶されているので、このXbを特定するために外部シャッタを撮像する等の処理は不要である。従って、赤外線撮像装置に外部シャッタを配備する必要はなく、外部シャッタ操作の煩わしさが解消されると共に、赤外線撮像装置の携帯性も向上する。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1は本発明の固定パターンノイズ補正方法を適用した一実施形態の赤外線撮像装置1の構成の概略について示した概念図、また、図2および図3は赤外線撮像装置1に配備された固定パターンノイズ補正装置2の動作の概略を示した作用原理図である。
【0023】
図1において、第一のフレームメモリ3は、赤外線センサ4の各画素毎の特性のバラツキに起因する固定パターンノイズ成分と内部シャッタ5の温度むらに起因する固定パターンノイズ成分とを加えた重畳特性補正データを記憶するものである。また、第二のフレームメモリ6は内部シャッタ5の温度むらに起因する固定パターンノイズ成分のみを記録するためのものである。
赤外線センサ4の各画素毎の特性のバラツキに起因する固定パターンノイズ成分は事実上のセンサ特性補正データであり、また、内部シャッタ5の温度むらに起因する固定パターンノイズ成分は事実上の内部シャッタ特性補正データであって、これらを合わせたものが事実上の重畳特性補正データである。
【0024】
この固定パターンノイズ補正装置2では、赤外線センサ4で取得された入力画像信号7に対し、前述した第一のフレームメモリ3および第二のフレームメモリ6から出力される各種補正データを加減算することにより、赤外線センサ4の各画素毎の特性のバラツキや内部シャッタ5の温度むらに依存しない適正な最終画像信号8を得ることができるようになっている。
【0025】
ここで、図1を参照して赤外線撮像装置1の各部の機能を簡単に説明する。まず、外部から入射する赤外線は、光学系9にて赤外線センサ4に結像される。赤外線センサ4の出力信号は、増幅器10にて増幅された後、AD変換器11にてデジタル信号に変換され、入力画像信号7として固定パターンノイズ補正装置2に入力される。第一のフレームメモリ3および第二のフレームメモリ6は、補正データを記憶するためのメモリであり、補正データの更新時には、それぞれ入力画像信号7および中間画像信号11の画像が記録される。減算器12は、入力画像信号7から第一のフレームメモリ3の出力を減算し、中間画像信号11として加算器13へ出力する。加算器13は中間画像信号11に第二のフレームメモリ6の出力を加算し、最終画像信号8として表示装置14等の信号処理装置へ出力する。
【0026】
外部シャッタ15は、赤外線センサ4の各画素に対して均一の赤外線入射環境を作り出すためのもので、通常は撮像シーンと同等の温度に保たれており、第一のフレームメモリ3および第二のフレームメモリ6内の補正データを全面的に更新する際にのみ使用される。内部シャッタ5は赤外線撮像装置1に内蔵されているので撮像シーンと同等の温度環境を保つことが難しく、シャッタ面自体に温度むらが発生してしまうため、各画素に対して均一な赤外線入射環境を作り出すことが難しいが、所定の赤外線入射環境を作り出すことを目的として設置されている点では、外部シャッタ15と同様である。
【0027】
次に、図1ないし図3を参照して固定パターンノイズ補正装置2の全体的な動作について簡単に説明する。
【0028】
尚、一般的な赤外線撮像装置1には、撮像シーンから入射される赤外線を赤外線センサ4へ集光するために光学系9、赤外線センサ4の出力信号を増幅する増幅器10、増幅器10から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するためのAD変換器11、赤外線画像を表示するための表示装置14等の構成要素があるが、これらの構成要素に関しては既に公知であり、また、本発明の要旨とも直接関係しないので、ここでは詳細な説明を省略する。
【0029】
固定パターンノイズ補正装置2の動作は、通常撮像時の動作と補正データ更新時の動作に大別され、更に、補正データ更新時の動作は、第一のフレームメモリ3と第二のフレームメモリ6の補正データを共に更新する場合と、第一のフレームメモリ3の補正データのみを更新する場合とに分かれる。
【0030】
初めに、第一のフレームメモリ3と第二のフレームメモリ6の補正データを共に更新する場合の動作について図1および図2を参照して説明する。
まず、最初に、外部シャッタ15を閉じたときの入力画像信号7を第一のフレームメモリ3に記憶する。この信号の波形イメージは図2(a)に示す通りである。撮像空間は外部シャッタ15で覆われているため、赤外線センサ4に入射される撮像シーンは、赤外線センサ4の各画素の位置によらず平坦な状態となっている。従って、赤外線センサ4から出力される入力画像信号7は、赤外線センサ4の各画素毎の特性のバラツキに起因する固定パターンノイズ成分を反映したデータXaとなり、このセンサ特性補正データXaが第一のフレームメモリ3に記憶されることになる。これが、センサ特性補正データ取得工程に相当する処理手順である。
次に、内部シャッタ5を閉じたときの中間画像信号11を第二のフレームメモリ6に記憶する。各信号の波形イメージは図2(b)に示す通りである。撮像空間は内部シャッタ5で覆われているため、赤外線センサ4から出力される入力画像信号7には、赤外線センサ4の各画素毎の特性のバラツキに起因する固定パターンノイズ成分Xaと内部シャッタ5の温度むらに起因する固定パターンノイズ成分Xbとが反映される。しかし、赤外線センサ5の特性のバラツキに起因する固定パターンノイズ成分Xaは減算器12にて減算除去されるため、第二のフレームメモリ6に記憶される中間画像信号11は、内部シャッタ5の温度むらに起因する固定パターンノイズ成分Xb、つまり、内部シャッタ特性補正データXbのみとなる。これが、内部シャッタ特性補正データ取得工程に相当する処理手順である。
そして、内部シャッタ5を閉じたときの入力画像信号7を改めて第一のフレームメモリ3に更新して記憶する。各信号の波形イメージは図2(c)に示す通りである。撮像空間は内部シャッタ5で覆われているため、赤外線センサ4から出力される入力画像信号7には、赤外線センサ4の各画素毎の特性のバラツキに起因する固定パターンノイズ成分Xaと内部シャッタ5の温度むらに起因する固定パターンノイズ成分Xbとが反映され、第一のフレームメモリ3に記憶されるデータは、赤外線センサ4の各画素毎の特性のバラツキに起因する固定パターンノイズ成分Xaと内部シャッタ5の温度むらに起因する固定パターンノイズ成分Xbとを重畳した固定パターンノイズ成分〔Xa+Xb〕、つまり、重畳特性補正データ〔Xa+Xb〕となる。これが、重畳特性補正データ取得工程に相当する処理手順である。
【0031】
通常これらの一連の処理動作は、赤外線撮像装置1に電源を投入してから比較的長い所定周期毎、例えば、10分間隔で実施される。
【0032】
次に、第一のフレームメモリ3の補正データのみを更新する場合の動作について図1および図2(c)を参照して説明する。
この動作は、第一のフレームメモリ3に記憶された重畳特性補正データ〔Xa+Xb〕のうち、特に、赤外線センサ4の温度ドリフト等によって変化する各画素毎の特性のバラツキに関連する固定パターンノイズ成分に関連する補正データXaの部分を更新するためのもので、その処理内容については、前述した重畳特性補正データ取得工程に相当する処理と同一である。
【0033】
この動作は、赤外線撮像装置1に電源を投入してから比較的短い所定周期毎、例えば、1分間隔で実施される。
【0034】
次に、通常撮像時の動作について図1および図3を参照して説明する。この動作は外部シャッタ15および内部シャッタ5を共に開放した状態で、前述した第一のフレームメモリ3に関する補正データの更新処理(重畳特性補正データ取得工程)に比べて遥かに短い所定周期毎に繰り返し実施される。通常撮像時における各信号の波形イメージは図3に示す通りである。
まず、赤外線センサ4へは、撮像した監視対象の温度差に依存した真の撮像シーンのデータXoが入力されるが、赤外線センサ4には各画素毎の特性のバラツキあるいは温度ドリフトに起因する固定パターンノイズ成分Xaが影響を与えるので、この赤外線センサ4からは、固定パターンノイズ成分Xaを反映した〔Xo+Xa〕が入力画像信号7として出力されることになる。
次いで、この入力画像信号7に対し、減算器12が、第一のフレームメモリ3に記憶された重畳特性補正データ〔Xa+Xb〕に基く減算処理を実行するため、減算器12から出力される中間画像信号11の内容は〔Xo+Xa〕−〔Xa+Xb〕、つまり、〔Xo−Xb〕となる。
そして、更に、この中間画像信号11に対し、加算器13が、第二のフレームメモリ6に記憶された内部シャッタ特性補正データXbに基く加算処理を実行する結果、加算器13から出力される最終画像信号8の内容は〔Xo−Xb〕+Xb、つまり、Xoとなり、赤外線センサ4の各画素毎の特性のバラツキあるいは温度ドリフトに起因する輝度むらXaや内部シャッタ自体の温度むらXbの影響を除去して、監視対象の画像信号Xoを最終画像信号8として適切に出力することができる。これが、出力データ補正工程に相当する処理手順である。
【0035】
このようにして出力データ補正工程に相当する処理を繰り返し実行する間に、赤外線センサ4に温度ドリフトが生じてセンサ特性補正データXaとして適切な値に変化が生じる場合もあるが、前述した通り、第一のフレームメモリ3の補正データ〔Xa+Xb〕の更新処理は例えば1分間隔で繰り返し実行されているので、重畳特性補正データ〔Xa+Xb〕のうちセンサ特性補正データに関連する項目Xaの内容を、赤外線センサ4の温度ドリフトに適応して自動的に更新することができる。
また、内部シャッタ5自体の温度むらが変化して内部シャッタ特性補正データXbとして適切な値に変化が生じる場合もあるが、第二のフレームメモリ6の補正データXbを更新する処理も例えば10分間隔で繰り返し実行されているので、内部シャッタ5自体の温度むらが変動した場合であっても、これに適応して第二のフレームメモリ6における内部シャッタ特性補正データXbの内容を自動的に更新することができる。
このようにして、第一のフレームメモリ3の補正データ〔Xa+Xb〕の値と第二のフレームメモリ6の補正データXbの値が逐次更新される結果、第一のフレームメモリ3において重畳特性補正データ〔Xa+Xb〕の一部を構成する項目Xbの値と、第二のフレームメモリ6において内部シャッタ特性補正データを構成する項目Xbの値とが実質的に常に同一の値となり、減算器12の減算処理と加算器13の加算処理とによる協調動作、すなわち、〔Xo+Xa〕−〔Xa+Xb〕+Xbの演算処理によって、監視対象の画像信号Xoを最終画像信号8として常に適切に出力することが可能となる。
【0036】
以上、固定パターンノイズ補正装置2の構成と全体的な動作工程について概略を説明した。
【0037】
次に、図4の機能ブロック図を参照して赤外線撮像装置1および固定パターンノイズ補正装置2の具体的な構成について説明する。
【0038】
固定パターンノイズ補正装置2は、演算処理のためのCPU16と各種の制御プログラムを格納したROM17、および、演算データの一時記憶等に利用されるRAM18と、第一のフレームメモリ3および第二のフレームメモリ6を備え、CPU16の入出力回路19には、表示装置14と操作盤20とが接続されている。
【0039】
赤外線撮像装置1における光学系9,赤外線センサ4,増幅器10,AD変換器11は公知の構成要素であり、AD変換器11から出力される入力画像信号7は、入出力回路19を介してCPU16に読み込まれるようになっている。
【0040】
このCPU16は、ROM17に格納された制御プログラムと共に、センサ特性補正データ取得手段,内部シャッタ特性補正データ取得手段,重畳特性補正データ取得手段,出力データ補正手段,シーケンシャル制御手段としての機能を実現する。
【0041】
外部シャッタ15は赤外線撮像装置1の外部において内部光学系9の前方に設けられ、CPU16からの指令に応じ、入出力回路19およびソレノイド駆動回路21を介してソレノイド22により開閉駆動される。また、内部シャッタ5は、赤外線撮像装置1の内部、より具体的には光学系9と赤外線センサ4との間に設けられ、CPU16からの指令に応じ、入出力回路19およびソレノイド駆動回路23を介してソレノイド24により開閉駆動される。
【0042】
次に、CPU16によって実行される内部処理について示した図5のフローチャートを参照して、センサ特性補正データ取得手段,内部シャッタ特性補正データ取得手段,重畳特性補正データ取得手段,出力データ補正手段,シーケンシャル制御手段として機能するCPU16の処理動作について詳細に説明する。なお、外部シャッタ15と内部シャッタ5は初期状態において開放状態を維持しているものとする。
【0043】
操作盤20の操作によって赤外線撮像装置1および固定パターンノイズ補正装置2に電源が投入されると、シーケンシャル制御手段として機能するCPU16の内部処理が開始される。
【0044】
シーケンシャル制御手段として機能するCPU16は、まず、センサ特性補正データ取得手段として機能するCPU16を起動し、入出力回路19とソレノイド駆動回路21を介してソレノイド22を作動させ、外部シャッタ15のみを閉鎖し(ステップa1)、更に、入出力回路19を介して赤外線センサ4に画像取得指令を送出し、増幅器10およびAD変換器11と入出力回路19を介して入力される入力画像信号7を読み込み(ステップa2)、この入力画像信号7を第一のフレームメモリ3にセンサ特性補正データXaとして記憶させる(ステップa3)。
このときのセンサ特性補正データXaの波形イメージは図2(a)に示す通りである。なお、赤外線センサ4上における画素の配列は実際には2次元であるが、図2(a)では説明の簡略化のため、各画素のデータを全て横軸方向に並べて記載している。ステップa1〜ステップa3の処理が、センサ特性補正データ取得工程に相当する処理である。
【0045】
次いで、CPU16は、入出力回路19とソレノイド駆動回路21を介してソレノイド22を作動させ、外部シャッタ15を開放する(ステップa4)。
【0046】
そして、シーケンシャル制御手段として機能するCPU16が、内部シャッタ特性補正データ取得手段として機能するCPU16を起動して、入出力回路19とソレノイド駆動回路23を介してソレノイド24を作動させ、内部シャッタ5を閉鎖し(ステップa5)、更に、入出力回路19を介して赤外線センサ4に画像取得指令を送出し、増幅器10およびAD変換器11と入出力回路19を介して入力される入力画像信号7、つまり、赤外線センサ4の各画素毎の特性のバラツキに起因する固定パターンノイズ成分Xaと内部シャッタ5の温度むらに起因する固定パターンノイズ成分Xbとを反映した入力画像信号〔Xa+Xb〕を読み込む(ステップa6)。
次いで、この入力画像信号7から第一のフレームメモリ3に記憶されている画像信号Xaを減算し、赤外線センサ4の各画素毎の特性のバラツキに起因する固定パターンノイズ成分Xaの影響を除去した中間画像信号11、つまり、内部シャッタ5の温度むらに起因する固定パターンノイズ成分Xbを求め(ステップa7)、この中間画像信号11を第二のフレームメモリ6に内部シャッタ特性補正データXbとして記憶させる(ステップa8)。
このときの各信号の波形イメージは図2(b)に示す通りである。ステップa5〜ステップa8の処理が、内部シャッタ特性補正データ取得工程に相当する処理である。
【0047】
このようにして、内部シャッタ特性補正データXbを第二のフレームメモリ6に記憶させる第1回目のデータ更新処理が終了すると、シーケンシャル制御手段として機能するCPU16が、第二のフレームメモリ6のデータ更新周期を計測するタイマT1をリセットして再スタートさせる(ステップa9)。
【0048】
次いで、シーケンシャル制御手段として機能するCPU16が、重畳特性補正データ取得手段として機能するCPU16を起動し、内部シャッタ5を閉鎖したままの状態で改めて赤外線センサ4に画像取得指令を送出し、増幅器10およびAD変換器11と入出力回路19を介して入力される入力画像信号7、つまり、赤外線センサ4の各画素毎の特性のバラツキに起因する固定パターンノイズ成分Xaと内部シャッタ5の温度むらに起因する固定パターンノイズ成分Xbとを重畳した入力画像信号〔Xa+Xb〕を読み込み(ステップa10)、この入力画像信号7を第一のフレームメモリ3に重畳特性補正データ〔Xa+Xb〕として記憶させる(ステップa11)。
このときの各信号の波形イメージは図2(c)に示す通りである。ステップa10〜ステップa11の処理が、重畳特性補正データ取得工程に相当する処理である。
【0049】
このようにして、重畳特性補正データ〔Xa+Xb〕を第一のフレームメモリ3に記憶させる第1回目のデータ更新処理が終了すると、シーケンシャル制御手段として機能するCPU16が、第一のフレームメモリ3のデータ更新周期を計測するタイマT2をリセットして再スタートさせる(ステップa12)。
【0050】
次いで、シーケンシャル制御手段として機能するCPU16が、出力データ補正手段として機能するCPU16を起動して、入出力回路19とソレノイド駆動回路23を介してソレノイド24を作動させ、内部シャッタ5を開放する(ステップa13)。外部シャッタ15は既にステップa4の処理によって開放されているので、ステップa13の処理が完了した時点で、外部の監視対象を撮像する通常の撮像動作が許容されることになる。
【0051】
次いで、シーケンシャル制御手段として機能するCPU16は、タイマT2の計測時間が第一のフレームメモリ3のデータ更新周期の設定値t2(例えば1分)に達しているか否かを判定する(ステップa14)。
【0052】
そして、タイマT2の計測時間が設定値t2に達していなければ、シーケンシャル制御手段として機能するCPU16は、更に、タイマT1の計測時間が第二のフレームメモリ6のデータ更新周期の設定値t1(例えば10分)に達しているか否かを判定することになる(ステップa15)。
【0053】
ここでステップa14およびステップa15の判定結果が共に偽となった場合には、第一のフレームメモリ3の補正データも第二のフレームメモリ6の補正データも当該時点では更新する必要がないことを意味するので、出力データ補正手段として機能するCPU16は、入出力回路19を介して赤外線センサ4に画像取得指令を送出し、増幅器10およびAD変換器11と入出力回路19を介して入力される入力画像信号7、つまり、撮像した監視対象の温度差に依存した真の撮像シーンのデータXoと赤外線センサ4の各画素毎の特性のバラツキに起因する固定パターンノイズ成分Xaとが重畳された入力画像信号〔Xo+Xa〕を読み込む(ステップa16)。
そして、この入力画像信号7から第一のフレームメモリ3に記憶されている重畳特性補正データ〔Xa+Xb〕を減算して中間画像信号11つまり〔Xo−Xb〕を求め(ステップa17)、更に、この中間画像信号11に第二のフレームメモリ6の内部シャッタ特性補正データXbを加算して最終画像信号8、すなわち、真の撮像シーンのデータXoに匹敵する最終画像信号8を求め(ステップa18)、この最終画像信号8を入出力回路19を介して表示装置14に送出し、該表示装置14に表示させる(ステップa19)。
各信号の波形イメージは図3に示す通りである。ステップa16〜ステップa19の処理が、出力データ補正工程に相当する処理である。
【0054】
次いで、シーケンシャル制御手段として機能するCPU16は、タイマT2の計測時間が第一のフレームメモリ3のデータ更新周期の設定値t2に達しているか否か(ステップa14)、更には、タイマT1の計測時間が第二のフレームメモリ6のデータ更新周期の設定値t1に達しているか否かを判定することになるが(ステップa15)、これらの判定結果が共に偽となる限り、ステップa16〜ステップa19に至る出力データ補正工程に相当する処理を所定周期Δt毎に繰り返し実行する。
この所定周期ΔtはAD変換器11の変換周期やCPU16自体の処理能力の影響を受けるが、前述した設定値t2や設定値t1に比べれば遥かに短い周期である。また、前述した通り、設定値t2と設定値t1の大小関係はt1>t2であり、Δtはt2に比べても遥かに小さい。
【0055】
このようにして出力データ補正工程に相当する処理を繰り返し実行する間に、タイマT2の計測時間が第一のフレームメモリ3のデータ更新周期の設定値t2に達したことがステップa14の判定処理によって検出されると、シーケンシャル制御手段として機能するCPU16が重畳特性補正データ取得手段として機能するCPU16を起動し、入出力回路19とソレノイド駆動回路23を介してソレノイド24を作動させて内部シャッタ5を閉鎖し(ステップa20)、赤外線センサ4に画像取得指令を送出して、増幅器10およびAD変換器11と入出力回路19を介して入力される入力画像信号7、つまり、赤外線センサ4の各画素毎の特性のバラツキに起因する固定パターンノイズ成分Xaと内部シャッタ5の温度むらに起因する固定パターンノイズ成分Xbとが重畳された入力画像信号〔Xa+Xb〕を読み込み(ステップa10)、この入力画像信号7を第一のフレームメモリ3に重畳特性補正データ〔Xa+Xb〕として更新して記憶させ(ステップa11)、改めてタイマT2をリセットして再スタートさせると共に(ステップa12)、内部シャッタ5を再度開放して(ステップa13)、通常の撮像動作、つまり、出力データ補正工程に相当する処理の再開を許容する。
従って、重畳特性補正データ取得手段は、出力データ補正手段の作動周期Δtよりも長い所定の作動周期t2毎に繰り返し作動して、第一のフレームメモリ3における重畳特性補正データ〔Xa+Xb〕の値のみを更新することになる。
【0056】
また、出力データ補正工程に相当する処理を繰り返し実行する間に、タイマT1の計測時間が第二のフレームメモリ6のデータ更新周期の設定値t1に達したことがステップa15の判定処理によって検出されると、シーケンシャル制御手段として機能するCPU16が、前記と同様にして、センサ特性補正データ取得手段(ステップa1〜ステップa3の処理で達成される機能)、内部シャッタ特性補正データ取得手段(ステップa5〜ステップa8の処理で達成される機能),重畳特性補正データ取得手段(ステップa10〜ステップa11の処理で達成される機能)を順に起動し、第二のフレームメモリ6における内部シャッタ特性補正データXbの値を更新し、かつ、第一のフレームメモリ3における重畳特性補正データ〔Xa+Xb〕の値を更新した後、通常の撮像動作、つまり、出力データ補正工程に相当する処理の再開を許容することになる。
従って、これら一連の手段は、重畳特性補正データ取得手段の作動周期t2よりも長い所定の作動周期t1毎に繰り返し作動して、第二のフレームメモリ6における内部シャッタ特性補正データXbの値、および、第一のフレームメモリ3における重畳特性補正データ〔Xa+Xb〕の値を実質的に同時に更新することになる。
【0057】
以上が、加算器12や減算器13としてCPU16を利用した場合の全体的な処理の流れである。
【0058】
ここで、出力データ補正工程に相当する処理を繰り返し実行する間に赤外線センサ4に温度ドリフトが生じてセンサ特性補正データXaとして適切な値に変化が生じる場合もあるが、前述した通り、第一のフレームメモリ3の補正データ〔Xa+Xb〕の内容は作動周期t2毎に繰り返し更新されるので、重畳特性補正データ〔Xa+Xb〕のうちセンサ特性補正データに関連する項目Xaの内容を、赤外線センサ4の温度ドリフトに適応して自動的に更新することができる。
また、内部シャッタ5自体の温度むらが変化して内部シャッタ特性補正データXbとして適切な値に変化が生じる場合もあるが、第二のフレームメモリ6の補正データXbの内容も作動周期t1毎に繰り返し更新されるので、内部シャッタ5自体の温度むらが変動した場合であっても、これに適応して第二のフレームメモリ6における内部シャッタ特性補正データXbの内容を自動的に更新することができる。
このようにして、第一のフレームメモリ3の補正データ〔Xa+Xb〕の値と第二のフレームメモリ6の補正データXbの値が逐次更新される結果、第一のフレームメモリ3において重畳特性補正データ〔Xa+Xb〕の一部を構成する項目Xbの値と、第二のフレームメモリ6において内部シャッタ特性補正データを構成する項目Xbの値とが実質的に常に同一の値となり、出力データ補正工程に相当する処理におけるステップa17およびステップa18の演算処理、つまり、〔Xo+Xa〕−〔Xa+Xb〕+Xbによって、監視対象の画像信号Xoを最終画像信号8として常に適切に出力することが可能となる。
【0059】
次に、図6ないし図8を参照して本発明の固定パターンノイズ補正方法を適用した他の一実施形態の赤外線撮像装置1’および固定パターンノイズ補正装置2’の構成と内部処理について詳細に説明する。
【0060】
この実施形態の固定パターンノイズ補正装置2’は、赤外線撮像装置1’の作動状況を検出する作動状況検出手段としてタイマToを利用し、赤外線撮像装置1’の稼動後の経過時間(作動状況)に応じて第二のフレームメモリ6の内部シャッタ特性補正データXbの値を更新するようにしたものである。
従って、図4の実施形態において内部シャッタ特性補正データXbを求めるために利用していた外部シャッタ15は不要であり、これに代えて、赤外線撮像装置1’の稼動後の経過時間に対応させて内部シャッタ撮像時の画像信号である内部シャッタ特性補正データXbを記憶させたメモリ25を備える。
その他のハードウェア上の構成に関しては、図4で示した固定パターンノイズ補正装置2と実質的に同一であるので、図6においては図4と同等の符号を付すにとどめ、各構成要素についての説明は省略する。
【0061】
メモリ25に記憶されるデータの一例を図8に示す。この例では、赤外線撮像装置1’の稼動後の経過時間0〜5分の刻み幅に対応させて内部シャッタ特性補正データXb1を記憶させ、また、赤外線撮像装置1’の稼動後の経過時間5分〜10分の刻み幅に対応させて内部シャッタ特性補正データXb2を記憶させ、更に、赤外線撮像装置1’の稼動後の経過時間10分〜20分の刻み幅に対応させて内部シャッタ特性補正データXb3を記憶させる・・・といった構成を適用している。
経過時間の刻み幅を徐々に延長しているのは、稼動開始後の暫くの間は内部シャッタ5の温度むらの変化が大きく、その変化が徐々に収束していき、稼動開始後ある程度の時間が経過した時点で内部シャッタ5の温度むらに起因する固定パターンノイズ成分が飽和し、それ以上は変化しなくなるといったことを前提としている。メモリ25に記憶する最長の経過時間は、赤外線撮像装置1’の連続使用可能時間等に基いて決定する。
各経過時間において実験的に撮像された内部シャッタ5の画像信号Xb1,Xb2,Xb3,・・・の内容は各々に異なるが、これらを定性的に見れば、例えば、図2(b)に示される内部シャッタ特性補正データXbのようなものである。
【0062】
次に、固定パターンノイズ補正装置2’に内蔵されたCPU16’によって実行される内部処理について示した図7のフローチャートを参照して、重畳特性補正データ取得手段,内部シャッタ特性補正データ取得手段,出力データ補正手段,シーケンシャル制御手段として機能するCPU16’の処理動作について詳細に説明する。
【0063】
操作盤20の操作によって赤外線撮像装置1’および固定パターンノイズ補正装置2’に電源が投入されると、シーケンシャル制御手段として機能するCPU16’の内部処理が開始される。
【0064】
シーケンシャル制御手段として機能するCPU16’は、まず、作動状況検出手段として機能するタイマToをリセットして再スタートさせ、赤外線撮像装置1’の稼動開始後の経過時間の測定を開始する(ステップb1)。
【0065】
次いで、シーケンシャル制御手段として機能するCPU16’が、内部シャッタ特性補正データ取得手段として機能するCPU16’を起動して、入出力回路19とソレノイド駆動回路23を介してソレノイド24を作動させ、内部シャッタ5を閉鎖し(ステップb2)、更に、入出力回路19を介して赤外線センサ4に画像取得指令を送出し、増幅器10およびAD変換器11と入出力回路19を介して入力される入力画像信号7、つまり、赤外線センサ4の各画素毎の特性のバラツキに起因する固定パターンノイズ成分Xaと内部シャッタ5の温度むらに起因する固定パターンノイズ成分Xbとを反映した入力画像信号〔Xa+Xb〕を読み込み(ステップb3)、この入力画像信号7を第一のフレームメモリ3に重畳特性補正データ〔Xa+Xb〕として記憶させる(ステップb4)。
このときの各信号の波形イメージは図2(c)に示す通りである。ステップb2〜ステップb4の処理が、重畳特性補正データ取得工程に相当する処理である。
【0066】
次いで、シーケンシャル制御手段として機能するCPU16’が、内部シャッタ特性補正データ取得手段として機能するCPU16’を起動して、作動状況検出手段として機能するタイマToの現在値を読み込み(ステップb5)、この経過時間Toつまり赤外線撮像装置1’の作動状況に基いて、図8に示されるようなメモリ25を検索し、経過時間Toを含む経過時間の刻み幅に対応して記憶されている内部シャッタ特性補正データXb、要するに、赤外線撮像装置1’の作動状況に対応した内部シャッタ特性補正データXbを特定し、その内容をメモリ25から読み出して第二のフレームメモリ6に記憶させる(ステップb6)。従って、例えば、経過時間Toの値が1分であるとすれば、図8のデータの中から0〜5分の刻み幅に対応する内部シャッタ特性補正データXb1が選択され、この補正データXb1がXbとして第二のフレームメモリ6に記憶されることになる。
ステップb5〜ステップb6の処理が、内部シャッタ特性補正データ取得工程に相当する処理である。
【0067】
このように、本実施形態においては、赤外線撮像装置1’の稼動後の経過時間Toの値に基き、その時点で適正とされる内部シャッタ特性補正データXbの内容がメモリ25に保存されたデータから自動的に導き出されるので、図2(a)および図2(b)に示されるような前処理を行なって内部シャッタ特性補正データXbを算出する必要はなく、このため、外部シャッタ15も不要となるのである。
【0068】
このようにして、内部シャッタ特性補正データXbを第二のフレームメモリ6に記憶させる第1回目のデータ更新処理が終了すると、シーケンシャル制御手段として機能するCPU16’が、第一のフレームメモリ3および第二のフレームメモリ6のデータ更新周期を計測するタイマT2をリセットして再スタートさせる(ステップb7)。
【0069】
その後、シーケンシャル制御手段として機能するCPU16’が、入出力回路19とソレノイド駆動回路23を介してソレノイド24を作動させ、内部シャッタ5を開放し(ステップb8)、外部の監視対象を撮像する通常の撮像動作の実施を許容する。
【0070】
次いで、シーケンシャル制御手段として機能するCPU16’は、タイマT2の計測時間が第一のフレームメモリ3および第二のフレームメモリ6のデータ更新周期の設定値t2(例えば1分)に達しているか否かを判定する(ステップb9)。
【0071】
そして、タイマT2の計測時間が設定値t2に達していなければ、第一のフレームメモリ3の補正データも第二のフレームメモリ6の補正データも当該時点では更新する必要がないことを意味するので、出力データ補正手段として機能するCPU16’は、入出力回路19を介して赤外線センサ4に画像取得指令を送出し、増幅器10およびAD変換器11と入出力回路19を介して入力される入力画像信号7、つまり、撮像した監視対象の温度差に依存した真の撮像シーンのデータXoと赤外線センサ4の各画素毎の特性のバラツキに起因する固定パターンノイズ成分Xaとが重畳された入力画像信号〔Xo+Xa〕を読み込む(ステップb10)。
そして、この入力画像信号7から第一のフレームメモリ3に記憶されている重畳特性補正データ〔Xa+Xb〕を減算して中間画像信号11つまり〔Xo−Xb〕を求め(ステップb11)、更に、この中間画像信号11に第二のフレームメモリ6の内部シャッタ特性補正データXbを加算して最終画像信号8、すなわち、真の撮像シーンのデータXoに匹敵する最終画像信号8を求め(ステップb12)、この最終画像信号8を入出力回路19を介して表示装置14に送出し、該表示装置14に表示させる(ステップb13)。
各信号の波形イメージは図3に示す通りである。ステップb10〜ステップb13の処理が、出力データ補正工程に相当する処理である。
【0072】
次いで、シーケンシャル制御手段として機能するCPU16’は、タイマT2の計測時間が第一のフレームメモリ3および第二のフレームメモリ6のデータ更新周期の設定値t2に達しているか否かを判定することになるが(ステップb9)、この判定結果が共に偽となる限り、ステップb10〜ステップb13に至る出力データ補正工程に相当する処理を所定周期Δt毎に繰り返し実行する。
この所定周期ΔtはAD変換器11の変換周期やCPU16’自体の処理能力の影響を受けるが、前述した設定値t2に比べれば遥かに短い周期である。
【0073】
このようにして出力データ補正工程に相当する処理を繰り返し実行する間に、タイマT2の計測時間が第一のフレームメモリ3および第二のフレームメモリ6のデータ更新周期の設定値t2に達したことがステップb9の判定処理によって検出されると、シーケンシャル制御手段として機能するCPU16’が、前記と同様にして、重畳特性補正データ取得手段(ステップb2〜ステップb4の処理で達成される機能)と内部シャッタ特性補正データ取得手段(ステップb5〜ステップb6の処理で達成される機能)を順に起動し、第一のフレームメモリ3における重畳特性補正データ〔Xa+Xb〕の値と第二のフレームメモリ6における内部シャッタ特性補正データXbの値を更新した後、通常の撮像動作、つまり、出力データ補正工程に相当する処理の再開を許容することになる。
従って、これら一連の手段は、出力データ補正手段の作動周期Δtよりも長い所定の作動周期t2毎に繰り返し作動して、第一のフレームメモリ3における重畳特性補正データ〔Xa+Xb〕の値と第二のフレームメモリ6における内部シャッタ特性補正データXbの値を更新することになる。
【0074】
以上が、外部シャッタ15に代えて、作動状況検出手段としてのタイマToおよびメモリ25を利用した場合の全体的な処理の流れである。
【0075】
ここで、出力データ補正工程に相当する処理を繰り返し実行する間に赤外線センサ4に温度ドリフトが生じてセンサ特性補正データXaとして適切な値に変化が生じたり、あるいは、内部シャッタ5自体の温度むらが変化して内部シャッタ特性補正データXbとして適切な値に変化が生じたりする場合もあるが、前述した通り、第一のフレームメモリ3の補正データ〔Xa+Xb〕の内容や第二のフレームメモリ6の補正データXbの内容は作動周期t2毎に繰り返し更新されるので、これらの補正値を常に適切な値に保持して、監視対象の画像信号Xoを最終画像信号8として適切に出力することができる。
【0076】
ここでは、作動状況検出手段の一例として、赤外線撮像装置の稼動後の経過時間を計測するタイマについて述べたが、このタイマに代えて赤外線撮像装置の内部温度を計測する温度センサを利用してもよい。
【0077】
温度センサを利用した場合の実施形態について図9ないし図11を参照して簡単に説明する。
【0078】
図9の固定パターンノイズ補正装置2”は、赤外線撮像装置1”の作動状況を検出する作動状況検出手段として温度センサ26を利用し、赤外線撮像装置1”の内部温度(作動状況)に応じて第二のフレームメモリ6の内部シャッタ特性補正データXbの値を更新するようにしたものである。
図9に示される通り、この固定パターンノイズ補正装置2”は、内部シャッタ5の近傍に設置された温度センサ26と、赤外線撮像装置1”の内部温度に対応させて内部シャッタ撮像時の画像信号である内部シャッタ特性補正データXbを記憶させたメモリ25’を備える。
その他のハードウェア上の構成に関しては、図6で示した固定パターンノイズ補正装置2’と実質的に同一であるので、図9においては図6と同等の符号を付すにとどめ、各構成要素についての説明は省略する。
【0079】
メモリ25’に記憶されるデータの一例を図11に示す。この例では、10℃を刻み幅として、各温度帯に対応した内部シャッタ特性補正データXb1’,Xb2’,Xb3’,・・・を記憶させるようにしている。メモリ25’に記憶する最低および最高の温度範囲は、赤外線撮像装置1”の使用環境等に基いて決定する。
各温度において実験的に撮像された内部シャッタ5の画像信号Xb1’,Xb2’,Xb3’,・・・の内容は各々に異なるが、これらを定性的に見れば、例えば、図2(b)に示される内部シャッタ特性補正データXbのようなものである。
【0080】
固定パターンノイズ補正装置2”に内蔵されたCPU16”によって実行される内部処理を図10のフローチャートに示す。図10と図7を比較すれば明らかな通り、全体としての処理動作の流れは図7の実施形態と同様である。但し、図10の実施形態では、稼動後の経過時間を計測する必要はないので、図7のステップb1に相当する処理は不要となる。
【0081】
図10に示した本実施形態においては、作動状況検出手段として機能する温度センサ26によって検出される赤外線撮像装置1”の内部温度の現在値Hoを読み込み(ステップc4)、この内部温度Hoつまり赤外線撮像装置1”の作動状況に基いて、図11に示されるようなメモリ25’を検索し、内部温度Hoを含む温度の刻み幅に対応して記憶されている内部シャッタ特性補正データXb、要するに、赤外線撮像装置1”の作動状況に対応した内部シャッタ特性補正データXbを特定し、その内容をメモリ25’から読み出して第二のフレームメモリ6に記憶させるようにしている(ステップc5)。従って、例えば、赤外線撮像装置1”の内部温度Hoの値が15℃であるとすれば、図11のデータの中から10℃〜20℃の刻み幅に対応する内部シャッタ特性補正データXb3’が選択され、この補正データXb3’がXbに相当する値として第二のフレームメモリ6に記憶されることになる。
【0082】
その他の処理に関しては、図7を参照して説明した実施形態の場合と同様であるので、説明を省略する。
【0083】
【発明の効果】
本発明の赤外線撮像装置の固定パターンノイズ補正方法および固定パターンノイズ補正装置は、赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキに起因する輝度むらを表す画像信号と内部シャッタ自体の温度むらを表す画像信号とを重畳させて第一のフレームメモリに重畳特性補正データとして記憶し、更に、第二のフレームメモリには、内部シャッタ自体の温度むらを表す画像信号のみを内部シャッタ特性補正データとして記憶して、各画素毎の特性のバラツキによる影響を伴って赤外線センサから出力される入力画像信号から、第一のフレームメモリに記憶されている重畳特性補正データを減算し、かつ、第二のフレームメモリに記憶されている内部シャッタ特性補正データを加算することにより、赤外線センサの各画素毎の特性のバラツキに起因する輝度むら、および、内部シャッタ自体の温度むらの影響を除去するようにしたので、内部シャッタ自体の温度むらの影響およびその変動の影響を受けることなく、常に、赤外線入射環境を生成する内部シャッタを有効に利用して、適切な最終画像信号を得ることができる。
【0084】
また、第一のフレームメモリの重畳特性補正データや第二のフレームメモリの内部シャッタ特性補正データを更新する場合には、第一のフレームメモリにおける重畳特性補正データの更新周期に比べて第二のフレームメモリにおける内部シャッタ特性補正データの更新周期を長めにしているので、内部シャッタ特性補正データの更新に際して外部シャッタを撮像する必要があるような装置構成を適用した場合であっても、外部シャッタを撮像することのみで補正に必要とされるデータを取得していた従来の固定パターンノイズ補正方法および固定パターンノイズ補正装置に比べて外部シャッタの撮像回数を削減することができ、外部シャッタ操作の煩わしさが軽減される。
更に、このようにして第一のフレームメモリの重畳特性補正データや第二のフレームメモリの内部シャッタ特性補正データを更新することにより、赤外線センサの温度ドリフト等によって変化する各画素毎の特性のバラツキの変化や内部シャッタ自体の温度むらの変動に対処し、更に適切な最終画像信号を得ることができるようになる。
【0085】
また、赤外線撮像装置の作動状況に関連する稼動後の経過時間や装置の内部温度等を検出する作動状況検出手段と、赤外線撮像装置の作動状況に応じて変動する内部シャッタ撮像時の画像信号を装置の作動状況に対応させて記憶したメモリとを設け、作動状況検出手段により検出される装置の作動状況に基いてメモリを検索することで第二のフレームメモリの補正データを特定し更新する構成を適用した場合においては、第二のフレームメモリに記憶させるべき補正データを求めるために外部シャッタを撮像するといった必要がなくなるので、赤外線撮像装置の外部シャッタが不要となり、外部シャッタ操作の煩わしさが解消されると共に、赤外線撮像装置の携帯性も向上する。
【0086】
以上に述べた通り、内部シャッタの温度むらに起因する固定パターンノイズ成分を補正するための内部シャッタ特性補正データを記憶する第二のフレームメモリを独立して設け、この内部シャッタ特性補正データのみを更新操作によって適時最適化するようにしたので、赤外線撮像装置に内蔵された小型の内部シャッタを使用する場合においても、装置外部の大型の外部シャッタを使用した場合と略同等の精度で固定パターンノイズの補正を行なえるといった従来にない優れた効果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の固定パターンノイズ補正方法を適用した一実施形態の赤外線撮像装置の構成の概略について示した概念図である。
【図2】同実施形態の赤外線撮像装置に配備された固定パターンノイズ補正装置の動作の概略を示した作用原理図であり、図2(a)ではセンサ特性補正データ取得工程の処理について、図2(b)では内部シャッタ特性補正データ取得工程の処理について、また、図2(c)では重畳特性補正データ取得工程の処理について示している。
【図3】同実施形態の固定パターンノイズ補正装置の動作の概略を示した作用原理図であり、出力データ補正工程の処理について示している。
【図4】同実施形態の固定パターンノイズ補正装置の具体的な構成について示した機能ブロック図である。
【図5】同実施形態の固定パターンノイズ補正装置に配備されたCPUによって実行される内部処理について示したフローチャートである。
【図6】本発明の固定パターンノイズ補正方法を適用した他の一実施形態の固定パターンノイズ補正装置の具体的な構成について示した機能ブロック図である。
【図7】同実施形態の固定パターンノイズ補正装置に配備されたCPUによって実行される内部処理について示したフローチャートである。
【図8】同実施形態の固定パターンノイズ補正装置に内蔵されたメモリの概要について示した概念図である。
【図9】本発明の固定パターンノイズ補正方法を適用した更に他の一実施形態の固定パターンノイズ補正装置の具体的な構成について示した機能ブロック図である。
【図10】同実施形態の固定パターンノイズ補正装置に配備されたCPUによって実行される内部処理について示したフローチャートである。
【図11】同実施形態の固定パターンノイズ補正装置に内蔵されたメモリの概要について示した概念図である。
【符号の説明】
1 赤外線撮像装置
1’ 赤外線撮像装置
1” 赤外線撮像装置
2 固定パターンノイズ補正装置
2’ 固定パターンノイズ補正装置
2” 固定パターンノイズ補正装置
3 第一のフレームメモリ
4 赤外線センサ
5 内部シャッタ
6 第二のフレームメモリ
7 入力画像信号
8 最終画像信号
9 光学系
10 増幅器
11 中間画像信号
12 減算器
13 加算器
14 表示装置
15 外部シャッタ
16 CPU(センサ特性補正データ取得手段,内部シャッタ特性補正データ取得手段,重畳特性補正データ取得手段,出力データ補正手段,シーケンシャル制御手段)
16’ CPU(重畳特性補正データ取得手段,内部シャッタ特性補正データ取得手段,出力データ補正手段,シーケンシャル制御手段)
16” CPU(重畳特性補正データ取得手段,内部シャッタ特性補正データ取得手段,出力データ補正手段,シーケンシャル制御手段)
17 ROM
18 RAM
19 入出力回路
20 操作盤
21 ソレノイド駆動回路
22 ソレノイド
23 ソレノイド駆動回路
24 ソレノイド
25 メモリ
25’ メモリ
26 温度センサ(作動状況検出手段)
To タイマ(作動状況検出手段)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement of a fixed pattern noise correction method and a fixed pattern noise correction device for an infrared imaging device.
[0002]
[Prior art]
A fixed pattern noise correction method and a fixed pattern noise correction apparatus for removing fixed pattern noise, such as uneven brightness due to variations in characteristics of each pixel of an infrared sensor and uneven brightness due to unnecessary light incident from outside the field of view. It is already known.
[0003]
In the conventional fixed pattern noise correction method and fixed pattern noise correction apparatus, a uniform infrared incident environment is created over the entire imaging space by some method, and the image signal for each pixel obtained at this time is stored as a correction image signal. The normal final image signal is obtained by subtracting the correction image signal from the input image signal during normal imaging.
[0004]
However, the correction image signal required for proper correction changes every moment due to environmental changes of the infrared imaging device, for example, changes in the internal temperature of the infrared imaging device, etc., so that a high-quality image is continuously output. Therefore, it is necessary to periodically update the correction image signal in the memory.
[0005]
As means for creating a uniform infrared incident environment necessary for obtaining a correction image signal, an external shutter provided outside the infrared imaging device, that is, in front of the optical system, is used as an imaging target, and an infrared imaging device. In the optical system, that is, an internal shutter provided in any part of the section from the front lens to the infrared sensor in the optical system is used as an imaging target. In this regard, Patent Document 1 (example of external shutter) and This is already known from Patent Document 2 (an example of an internal shutter).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-2-121480 (upper left column on page 2)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laying-Open No. 2002-310804 (FIG. 1)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Among these, in the case where an external infrared shutter is used as an imaging target to obtain a uniform infrared incident environment, the external shutter is hardly affected by a change in the internal temperature of the infrared imaging device, and an infrared ray that is close to an ideal state. Since the incident environment can be created relatively easily, there is an advantage that a highly accurate image signal for correction can always be obtained.
However, since an external shutter is used, the overall scale of the apparatus becomes large, and when the correction image signal is frequently updated in pursuit of higher accuracy, the operation of the external shutter becomes troublesome. is there.
[0008]
On the other hand, using an internal shutter as an imaging target is excellent in portability of the device and convenience related to the opening operation of the shutter, etc., but the internal shutter is easily affected by changes in the internal temperature of the infrared imaging device, etc. Since the temperature unevenness occurs in the internal shutter itself, it is difficult to realize an ideal infrared incident environment, and there is a problem that it is difficult to obtain a highly accurate image signal for correction.
[0009]
OBJECT OF THE INVENTION
Accordingly, an object of the present invention is to solve the drawbacks of the prior art and to effectively use an internal shutter provided in the infrared imaging device to obtain a high-accuracy image signal. A fixed pattern noise correction method and a fixed pattern noise correction apparatus are provided.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A method for correcting a fixed pattern noise of an infrared imaging device according to the present invention converts an image formed on an infrared sensor through an optical system into an image signal, performs correction for removing fixed pattern noise, and then performs a final image signal. Is a fixed pattern noise correction method of an infrared imaging device to output as, in order to achieve the above object,
An image is captured in a state where the internal shutter provided inside the infrared imaging device is opened and the external shutter provided outside the infrared imaging device is closed, and the input image signal obtained by capturing the image is the first. After executing the sensor characteristic correction data acquisition process stored in the frame memory of
Internal image capture is executed with the internal shutter closed, and the image signal stored in the first frame memory is subtracted from the input image signal obtained by the image capture and stored in the second frame memory. Execute the shutter characteristic correction data acquisition process,
Further, the image capturing is performed again with the internal shutter closed, and the superimposition characteristic correction data acquisition step is executed to update and store the input image signal obtained by capturing the image in the first frame memory,
Thereafter, the image is captured every predetermined cycle with the internal shutter and the external shutter opened, and each time the image is stored in the first frame memory from the input image signal obtained by capturing the image of the cycle. The output data correction step of subtracting the image signal and adding the image signal stored in the second frame memory and outputting as the final image signal is repeatedly performed.
[0011]
In the above configuration, first, by executing the sensor characteristic correction data acquisition step, an image is captured with the internal shutter opened and the external shutter closed, and the input image signal obtained by capturing the image is Store in one frame memory. Since the external shutter to be imaged has a constant temperature distribution so as to obtain a uniform infrared incident environment, the input image signal acquired in this process is caused by variations in the characteristics of each pixel of the infrared sensor. This input image signal is stored in the first frame memory as sensor characteristic correction data, that is, data for correcting variations in characteristics of each pixel of the infrared sensor.
Next, an internal shutter characteristic correction data acquisition step is executed, an image is captured with the internal shutter closed, and an image signal stored in the first frame memory from the input image signal obtained by capturing the image Is stored in the second frame memory. Since the internal shutter to be imaged is likely to be affected by a change in the internal temperature of the infrared imaging device or the like, there is a high possibility that temperature unevenness has occurred in the internal shutter itself. Therefore, the input image signal captured in this step is a superimposition of luminance unevenness due to variation in characteristics of each pixel of the infrared sensor and temperature unevenness of the internal shutter itself. Since the image signal stored in the first frame memory, that is, the luminance unevenness due to the characteristic variation of each pixel of the infrared sensor is subtracted and removed, it is actually stored in the second frame memory. These are image signals representing the temperature unevenness of the internal shutter itself. This image signal is internal shutter characteristic correction data, that is, data for correcting temperature unevenness of the internal shutter.
Furthermore, by executing the superimposition characteristic correction data acquisition step, the image is captured while the internal shutter is closed, and the input image signal obtained by capturing the image is updated to the first frame memory. Remember. The input image signal captured in this process is obtained by superimposing the luminance unevenness due to the characteristic variation of each pixel of the infrared sensor and the temperature unevenness of the internal shutter itself, and this input image signal is directly superimposed. The correction data is updated and stored in the first frame memory. As a result, the sensor characteristic correction data first stored in the first frame memory in the sensor characteristic correction data acquisition step is discarded.
In other words, the sensor characteristic correction data acquisition step and the internal shutter characteristic correction data acquisition step described above substantially superimpose the luminance unevenness due to the characteristic variation of each pixel of the infrared sensor and the temperature unevenness of the internal shutter itself. The internal shutter characteristic correction data, which is an image signal indicating the temperature unevenness of the internal shutter itself, is separated by subtracting the luminance unevenness due to the characteristic variation of each pixel of the infrared sensor from the input image signal, and this internal shutter characteristic correction This is a preprocessing required to store only data in the second frame memory.
Then, in the normal process of outputting the final image signal, that is, in the output data correction step, the external monitoring target is imaged at predetermined intervals with the internal shutter and the external shutter being opened, and the image is captured. Each time, the image signal stored in the first frame memory is subtracted from the input image signal obtained by capturing the image of the cycle, and the image signal stored in the second frame memory is added. The process of outputting as the final image signal is repeatedly executed. The input image signal captured in this step is not only an appropriate image signal depending on the temperature difference of the external monitoring target, but also luminance unevenness due to characteristic variations of each pixel of the infrared sensor and temperature unevenness of the internal shutter itself. The image signal stored in the first frame memory is subtracted from the image signal, and the image signal stored in the second frame memory is added to the infrared signal. The influence of brightness unevenness due to variations in characteristics of each pixel of the sensor and temperature unevenness of the internal shutter itself is eliminated, and only an appropriate image signal depending on the temperature difference of the external monitoring target is output as the final image signal. Can do.
For example, the content of the sensor characteristic correction data obtained in the sensor characteristic correction data acquisition process is Xa, and the content of the internal shutter characteristic correction data stored in the second frame memory in the internal shutter characteristic correction data acquisition process is Xb. In this case, the content of the superimposition characteristic correction data updated and stored in the first frame memory in the superimposition characteristic correction data acquisition step is [Xa + Xb]. If the true content of the input image signal in the output data correction step is Xo, the input image signal recognized by the infrared sensor is affected by the characteristic variation Xa of each pixel of the infrared sensor [Xo + Xa [Xo + Xa] is subtracted from [Xa + Xb], which is the contents of the first frame memory, to become [Xo-Xb] once, and further, this image signal [Xo-Xb] By adding Xb which is the contents of the frame memory, Xo indicating the true contents of the input image signal is finally output as the final image signal.
In this way, in the output data correction step, the influence of the luminance unevenness Xa and the temperature unevenness Xb of the internal shutter itself due to the variation in the characteristics of each pixel of the infrared sensor is removed, so that the temperature difference between the external monitoring targets can be reduced. It is possible to output an appropriate dependent image signal Xo as a final image signal.
[0012]
In addition, when such a configuration is applied, the superimposition characteristic correction data acquisition step is repeatedly executed at predetermined intervals longer than the predetermined cycle of the output data correction step, and the sensor characteristic correction data acquisition step and the internal shutter characteristics are performed. It is desirable that the process including the correction data acquisition process and the superimposition characteristic correction data acquisition process is repeatedly executed at predetermined intervals longer than the predetermined period of the superimposition characteristic correction data acquisition process.
[0013]
In this way, by repeatedly executing the superimposition characteristic correction data acquisition process at predetermined intervals, the superimposition characteristic correction data [Xa + Xb] in the first frame memory can be sequentially updated to the latest value. Among the errors [Xa + Xb] in which the luminance unevenness Xa and the temperature unevenness Xb of the internal shutter itself are superposed due to the characteristic variation of each pixel, the characteristic of each pixel that changes due to the temperature drift of the infrared sensor, etc. The variation Xa can be accurately corrected.
At the same time, since the process consisting of the sensor characteristic correction data acquisition step, the internal shutter characteristic correction data acquisition step, and the superimposition characteristic correction data acquisition step is repeatedly executed every predetermined cycle longer than this, the second frame memory The internal shutter characteristic correction data Xb can be updated to the latest value sequentially. Therefore, even when the temperature unevenness Xb of the internal shutter itself fluctuates due to a change in the internal temperature of the infrared imaging device or the like, the value of Xb constituting a part of the superimposition characteristic correction data in the first frame memory and the first It becomes possible to synchronize with the value of Xb constituting the internal shutter characteristic correction data in the second frame memory, and an appropriate image signal Xo that is not affected by fluctuations in temperature unevenness Xb of the internal shutter itself is used as the final image signal. It becomes possible to output.
In addition, the pre-processing required for updating the internal shutter characteristic correction data, that is, the sensor characteristic correction data acquisition process that needs to use the external shutter as an imaging target, etc., is performed using the internal shutter. Since it is executed at predetermined intervals that are relatively longer than the update period of the characteristic correction data, the conventional fixed pattern noise that has acquired the data required for correction only by imaging the external shutter Compared to the correction method, the number of times the external shutter is imaged can be reduced, and the troublesomeness of the external shutter operation can be reduced.
[0014]
In order to achieve the same object as described above, an operating state detecting means for detecting the operating state of the infrared imaging device is provided, and an image signal at the time of internal shutter imaging that varies according to the operating state of the infrared imaging device is captured by infrared imaging. Store it in the memory of the infrared imaging device in advance corresponding to the operating status of the device,
Superimposition characteristic correction data acquisition step of executing image capturing in a state where an internal shutter provided in the infrared imaging device is closed, and storing an input image signal obtained by capturing the image in the first frame memory;
After executing an internal shutter characteristic correction data acquisition step of retrieving an image signal at the time of internal shutter imaging corresponding to the operation status detected by the operation status detection means from the memory and storing it in the second frame memory,
The image capture is executed every predetermined cycle with the internal shutter opened, and each time, the image signal stored in the first frame memory is subtracted from the input image signal obtained by capturing the image of the cycle, In addition, the output data correction step of adding the image signals stored in the second frame memory and outputting as the final image signal may be repeatedly executed.
[0015]
When such a configuration is applied, an image signal (internal shutter characteristic correction data) Xb at the time of internal shutter imaging that fluctuates according to the operating status of the infrared imaging device is preliminarily infrared-linked in accordance with the operating status of the infrared imaging device. It is stored in the memory of the imaging device. As a parameter representing the operating status of the infrared imaging device, the elapsed time after the operation of the infrared imaging device or the internal temperature of the infrared imaging device can be used. Here, in the case of using the elapsed time after the operation of the infrared imaging device as a parameter representing the operating state of the infrared imaging device, the image signal at the time of imaging the internal shutter is previously associated with the elapsed time after the operation of the infrared imaging device. (Internal shutter characteristic correction data) Xb is measured, for example, in increments of several minutes and stored in a memory. Further, when the internal temperature of the infrared imaging device is used as a parameter representing the operating status of the infrared imaging device, an image signal (internal shutter characteristic correction data at the time of internal shutter imaging) is previously associated with the internal temperature of the infrared imaging device. ) Xb is measured with a step size of several degrees C. and stored in the memory.
First, by executing the superimposition characteristic correction data acquisition step, the image is captured while the internal shutter is closed, and the input image signal obtained by capturing the image is stored in the first frame memory. To do. The input image signal captured in this step is [Xa + Xb] in which the luminance unevenness Xa caused by the variation in characteristics of each pixel of the infrared sensor and the temperature unevenness Xb of the internal shutter itself are superimposed. Is stored in the first frame memory as superimposition characteristic correction data [Xa + Xb].
Next, an internal shutter characteristic correction data acquisition step is executed, and the operating status of the infrared imaging device is detected by the operating status detecting means, for example, the elapsed time after the operation of the infrared imaging device and the internal temperature of the infrared imaging device. The image signal (internal shutter characteristic correction data) Xb at the time of internal shutter imaging corresponding to the range (elapsed time and range of the internal temperature increment) is retrieved from the memory and stored in the second frame memory.
The normal process of outputting the final image signal, that is, the output data correction process is the same as described above, and the external monitoring target is imaged at predetermined intervals with the internal shutter and the external shutter opened, and the image is captured. Each time, the image signal [Xa + Xb] stored in the first frame memory is subtracted from the input image signal [Xo + Xa] obtained by capturing the image of the period, and stored in the second frame memory. Repeatedly adding the image signal Xb and outputting it as the final image signal Xo eliminates uneven brightness due to variations in characteristics of each pixel of the infrared sensor and uneven temperature of the internal shutter itself. Then, an appropriate image signal depending on the temperature difference of the external monitoring target is output as the final image signal.
When such a configuration is applied, the image signal (internal shutter characteristic correction data) Xb at the time of internal shutter imaging, which varies according to the operating status of the infrared imaging device, is captured in advance by infrared imaging in a manner corresponding to the operating status of the infrared imaging device. Since it is stored in the memory of the apparatus, processing such as imaging of an external shutter is not required to specify this Xb. Therefore, it is not necessary to provide an external shutter for the infrared imaging device, and the troublesome operation of the external shutter is eliminated, and the portability of the infrared imaging device is improved.
[0016]
Here, the superimposition characteristic correction data acquisition step and the internal shutter characteristic correction data acquisition step may be repeatedly executed every predetermined cycle longer than the predetermined cycle of the output data correction step.
[0017]
By repeatedly executing the superimposition characteristic correction data acquisition step every predetermined period, the superimposition characteristic correction data in the first frame memory can be sequentially updated to the latest value, so that the characteristic of each pixel of the infrared sensor can be changed. Of the error [Xa + Xb] in which the luminance unevenness due to the variation and the temperature variation of the internal shutter itself are superimposed, in particular, the characteristic variation Xa that changes due to the temperature drift of the infrared sensor can be corrected accurately. it can.
At the same time, since the internal shutter characteristic correction data acquisition step is repeatedly executed, the internal shutter characteristic correction data in the second frame memory can be sequentially updated to the latest value. Value of Xb constituting a part of the superimposition characteristic correction data in the first frame memory even if the temperature unevenness Xb of the internal shutter itself fluctuates due to the operating time of the camera, the change in the internal temperature of the infrared imaging device, etc. And the value of Xb constituting the internal shutter characteristic correction data in the second frame memory can be substantially synchronized and matched.
Accordingly, it is possible to output an appropriate image signal Xo as a final image signal without being affected by variations in characteristics Xa of each pixel that change due to temperature drift of the infrared sensor or fluctuations in temperature unevenness Xb of the internal shutter itself. .
[0018]
The fixed pattern noise correction apparatus according to the present invention also fixes an infrared imaging apparatus that converts an image formed on an infrared sensor through an optical system into an image signal, removes the fixed pattern noise, and outputs it as a final image signal. In order to achieve the above object, a pattern noise correction device,
An openable / closable internal shutter provided inside the infrared imaging device; an openable / closable external shutter provided outside the infrared imaging device; first and second frame memories for storing image signals;
Sensor characteristic correction data acquisition means for storing an input image signal acquired from an infrared sensor in a state where the internal shutter is opened and the external shutter is closed;
Internal shutter characteristic correction data acquisition means for subtracting the image signal stored in the first frame memory from the input image signal acquired from the infrared sensor in a state where the internal shutter is closed, and storing it in the second frame memory;
Superimposition characteristic correction data acquisition means for storing the input image signal acquired from the infrared sensor in a state where the internal shutter is closed in the first frame memory;
An input image signal is obtained from the infrared sensor at predetermined intervals with the internal shutter and the external shutter opened, the image signal stored in the first frame memory is subtracted from the input image signal, and the second Output data correction means for adding the image signals stored in the frame memory and outputting as final image signals;
The superimposition characteristic correction data acquisition means is repeatedly operated every predetermined operation cycle longer than the operation cycle of the output data correction means, and the sensor characteristic correction data acquisition means, the internal shutter characteristic correction data acquisition means, and the superimposition characteristic correction data acquisition Are sequentially operated in the order of sensor characteristic correction data acquisition means, internal shutter characteristic correction data acquisition means, and superimposition characteristic correction data acquisition means, every predetermined operation cycle longer than the operation cycle of the superimposition characteristic correction data acquisition means. And a control means.
[0019]
In the apparatus configuration described above, first, the sensor characteristic correction data acquisition unit, the internal shutter characteristic correction data acquisition unit, and the superimposition characteristic correction data acquisition unit operate in this order under the control of the sequential control unit.
That is, first, the sensor characteristic correction data acquisition unit is operated, and the input image signal acquired from the infrared sensor in a state where the internal shutter is opened and the external shutter is closed is stored as sensor characteristic correction data in the first frame memory. Since the external shutter to be imaged has a constant temperature distribution so as to obtain a uniform infrared incident environment, the input image signal acquired by the sensor characteristic correction data acquisition means is a characteristic for each pixel of the infrared sensor. The input image signal is stored in the first frame memory as sensor characteristic correction data, that is, data for correcting the characteristic variation of each pixel of the infrared sensor. Become.
Next, the internal shutter characteristic correction data acquisition means is activated to subtract the image signal stored in the first frame memory from the input image signal acquired from the infrared sensor with the internal shutter closed. Store in frame memory. Since the internal shutter to be imaged is likely to be affected by a change in the internal temperature of the infrared imaging device or the like, there is a high possibility that temperature unevenness has occurred in the internal shutter itself. Therefore, the input image signal captured by the internal shutter characteristic correction data acquisition unit is a superimposition of the luminance unevenness due to the characteristic variation of each pixel of the infrared sensor and the temperature unevenness of the internal shutter itself. Since the image signal stored in the first frame memory, that is, the luminance unevenness due to the characteristic variation of each pixel of the infrared sensor is subtracted from the input image signal, the second frame is actually removed. What is stored in the memory is an image signal representing the temperature unevenness of the internal shutter itself. This image signal is internal shutter characteristic correction data, that is, data for correcting temperature unevenness of the internal shutter.
Next, the superimposition characteristic correction data acquisition unit operates to store the input image signal acquired from the infrared sensor in a state where the internal shutter is closed in the first frame memory. The input image signal captured by the superimposition characteristic correction data acquisition unit is a superimposition of luminance unevenness due to characteristic variations of each pixel of the infrared sensor and temperature unevenness of the internal shutter itself. Are stored in the first frame memory as superimposition characteristic correction data as they are. As a result, the sensor characteristic correction data first stored in the first frame memory by the sensor characteristic correction data acquisition unit is discarded.
Through the processing executed by each of the above means, the superimposition characteristic correction in which the luminance unevenness Xa caused by the characteristic variation of each pixel of the infrared sensor and the temperature unevenness Xb of the internal shutter itself are superimposed on the first frame memory. Data [Xa + Xb] is stored, and only the internal shutter characteristic correction data Xb representing the temperature unevenness of the internal shutter itself is stored in the second frame memory.
Then, under the control of the sequential control means, the output data correction means is repeatedly operated every predetermined period, and the image signal Xo to be monitored and the luminance unevenness Xa from the infrared sensor with the internal shutter and the external shutter opened. Input image signal [Xo + Xa] is acquired, superimposition characteristic correction data [Xa + Xb] stored in the first frame memory is subtracted from this input image signal [Xo + Xa], and further the second frame memory is subtracted. The stored internal shutter characteristic correction data Xb is added and output as the final image signal Xo.
Here, since [Xo + Xa] − [Xa + Xb] + Xb = Xo, the first term Xa on the left side is equal to the second term Xa on the left side, and the second term Xb on the left side and the third term on the left side As long as the term Xb is equal, the image signal Xo to be monitored that is not affected by the luminance unevenness Xa caused by the variation in characteristics of each pixel of the infrared sensor and the temperature unevenness Xb of the internal shutter itself is appropriately used as the final image signal. Can be output.
In addition, while the output data correction unit is repeatedly operated, the sequential control unit repeatedly operates the superimposition characteristic correction data acquisition unit for each predetermined operation cycle longer than the operation cycle of the output data correction unit. The value of the superimposition characteristic correction data [Xa + Xb] is sequentially updated, and sensor characteristic correction data acquisition means, internal shutter characteristic correction data acquisition means, and superposition characteristic correction data acquisition means are obtained every predetermined operation cycle longer than this. Are repeatedly operated in the same manner as described above to successively update the value of the internal shutter characteristic correction data Xb in the second frame memory.
In this way, as a result of sequentially updating the value of the superimposition characteristic correction data [Xa + Xb] in the first frame memory, the first term Xa on the left side and the second term Xa on the left side are substantially equal. In addition, since the value of the internal shutter characteristic correction data Xb in the second frame memory is sequentially updated, the second term Xb on the left side and the third term Xb on the left side are substantially equal.
Therefore, the variation in characteristics Xa of each pixel changes due to temperature drift of the infrared sensor, and further, the temperature unevenness Xb of the internal shutter itself changes due to the change of the internal temperature of the infrared imaging device etc. superimposed on this. Even in such a case, the influence of the luminance unevenness Xa and the temperature unevenness Xb of the internal shutter itself due to the variation in characteristics of each pixel of the infrared sensor is surely removed, and it depends on the temperature difference of the external monitoring target. The appropriate image signal Xo can be continuously output as the final image signal.
In addition, pre-processing required for updating the internal shutter characteristic correction data Xb, that is, acquisition of sensor characteristic correction data that requires the use of the external shutter as an imaging target is performed using the internal shutter. Since it is executed at predetermined intervals that are relatively longer than the update period of the superimposition characteristic correction data, a conventional fixed pattern that acquires data required for correction only by imaging the external shutter Compared to the noise correction method, the number of times the external shutter is imaged can be reduced, and the troublesome operation of the external shutter is reduced.
[0020]
In order to achieve the same object as described above, an openable and closable internal shutter provided inside the infrared imaging device, first and second frame memories for storing image signals, and operating status of the infrared imaging device An operation state detection means for detecting, a memory that stores in advance an image signal at the time of internal shutter imaging that varies according to the operation state of the infrared imaging device, corresponding to the operation state of the infrared imaging device;
Superimposition characteristic correction data acquisition means for storing the input image signal acquired from the infrared sensor in a state where the internal shutter is closed in the first frame memory;
An internal shutter characteristic correction data acquisition unit that retrieves an image signal at the time of internal shutter imaging corresponding to the operation state detected by the operation state detection unit from the memory and stores it in the second frame memory;
An input image signal is obtained from the infrared sensor at predetermined intervals with the internal shutter opened, and the image signal stored in the first frame memory is subtracted from the input image signal, and the second frame memory Output data correction means for adding the image signals stored in and outputting as the final image signal;
The superimposition characteristic correction data acquisition unit and the internal shutter characteristic correction data acquisition unit may include a sequential control unit that repeatedly operates every predetermined operation cycle longer than the operation cycle of the output data correction unit.
[0021]
When such a configuration is applied, first, the superimposition characteristic correction data acquisition unit and the internal shutter characteristic correction data acquisition unit operate in this order under the control of the sequential control unit.
That is, first, the superimposition characteristic correction data acquisition unit operates to store the input image signal acquired from the infrared sensor with the internal shutter opened as superimposition characteristic correction data in the first frame memory. The input image signal captured by the superimposition characteristic correction data acquisition means is [Xa + Xb] obtained by superimposing the luminance unevenness Xa caused by the variation in characteristics of each pixel of the infrared sensor and the temperature unevenness Xb of the internal shutter itself, This input image signal is directly stored in the first frame memory as superimposition characteristic correction data [Xa + Xb].
Next, the internal shutter characteristic correction data acquisition unit operates, the operation state detection unit detects the operation state of the infrared imaging device, and an image signal (internal shutter characteristic correction data) at the time of internal shutter imaging corresponding to this operation state Xb is retrieved from the memory and stored in the second frame memory. As a parameter representing the operating status of the infrared imaging device, it is possible to use an elapsed time after the operation of the infrared imaging device or an internal temperature of the infrared imaging device. When the elapsed time after operation of the infrared imaging device is used as a parameter representing the operation status of the infrared imaging device, an image signal (internal shutter) at the time of imaging the internal shutter is previously associated with the elapsed time after operation of the infrared imaging device. The characteristic correction data (Xb) is measured, for example, in increments of several minutes and stored in the memory. Further, when the internal temperature of the infrared imaging device is used as a parameter representing the operating status of the infrared imaging device, an image signal (internal shutter characteristic correction data at the time of internal shutter imaging) is previously associated with the internal temperature of the infrared imaging device. ) Xb is measured with a step size of several degrees Celsius, for example, and stored in the memory.
Specifically, the internal shutter characteristic correction data acquisition means is based on the elapsed time or the internal temperature detected by a timer or temperature sensor serving as the operating status detection means, and the range of the operating status (the increment of the elapsed time or the internal temperature). The image signal (internal shutter characteristic correction data) Xb at the time of internal shutter imaging corresponding to the range (2) is retrieved from the memory and stored in the second frame memory.
Through the processing executed by each of the above means, the superimposition characteristic correction in which the luminance unevenness Xa caused by the characteristic variation of each pixel of the infrared sensor and the temperature unevenness Xb of the internal shutter itself are superimposed on the first frame memory. Data [Xa + Xb] is stored, and only the internal shutter characteristic correction data Xb representing the temperature unevenness of the internal shutter itself is stored in the second frame memory.
Then, under the control of the sequential control means, the output data correction means is repeatedly operated every predetermined period, and includes the image signal Xo to be monitored and the luminance unevenness Xa from the infrared sensor in a state where the internal shutter is opened. The input image signal [Xo + Xa] is acquired, the superimposition characteristic correction data [Xa + Xb] stored in the first frame memory is subtracted from the input image signal [Xo + Xa], and further stored in the second frame memory. The internal shutter characteristic correction data Xb is added and output as the final image signal Xo.
Similarly to the above, [Xo + Xa] − [Xa + Xb] + Xb = Xo, so that the first term Xa on the left side is equal to the second term Xa on the left side, and the second term Xb on the left side is the same as the second term Xb. As long as Xb in the third term is equal, it is possible to appropriately output the image signal Xo to be monitored as the final image signal.
Here, the sequential control means repeatedly operates the superimposition characteristic correction data acquisition means and the internal shutter characteristic correction data acquisition means at every predetermined operation cycle longer than the operation cycle of the output data correction means, and the first frame memory Since the value of the superimposition characteristic correction data [Xa + Xb] is sequentially updated, and at the same time, the value of the internal shutter characteristic correction data Xb in the second frame memory is sequentially updated. Xa of the second term on the left side is substantially equal, and Xb of the second term on the left side and Xb of the third term on the left side are also substantially equal.
Therefore, the variation in characteristics Xa of each pixel changes due to temperature drift of the infrared sensor, and further, the temperature unevenness Xb of the internal shutter itself changes due to the change of the internal temperature of the infrared imaging device etc. superimposed on this. Even in such a case, the influence of the luminance unevenness Xa and the temperature unevenness Xb of the internal shutter itself due to the variation in characteristics of each pixel of the infrared sensor is surely removed, and it depends on the temperature difference of the external monitoring target. The appropriate image signal Xo can be continuously output as the final image signal.
In addition, the image signal (internal shutter characteristic correction data) Xb at the time of internal shutter imaging that varies according to the operating status of the infrared imaging device is stored in advance in the memory of the infrared imaging device in a manner corresponding to the operating status of the infrared imaging device. Therefore, it is not necessary to perform processing such as imaging the external shutter in order to specify this Xb. Therefore, it is not necessary to provide an external shutter in the infrared imaging device, and the troublesome operation of the external shutter is eliminated, and the portability of the infrared imaging device is improved.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram showing an outline of the configuration of an infrared imaging device 1 according to an embodiment to which the fixed pattern noise correction method of the present invention is applied. FIGS. 2 and 3 are fixed patterns provided in the infrared imaging device 1. FIG. 6 is an operational principle diagram showing an outline of the operation of the
[0023]
In FIG. 1, the
The fixed pattern noise component resulting from the variation in characteristics of each pixel of the
[0024]
In this fixed pattern
[0025]
Here, the function of each part of the infrared imaging device 1 will be briefly described with reference to FIG. First, infrared rays incident from the outside are imaged on the
[0026]
The
[0027]
Next, the overall operation of the fixed pattern
[0028]
The general infrared imaging device 1 outputs an
[0029]
The operation of the fixed pattern
[0030]
First, the operation when both the correction data of the
First, the
Next, the
Then, the
[0031]
Usually, a series of these processing operations are performed at a relatively long predetermined period, for example, at an interval of 10 minutes after the infrared imaging apparatus 1 is turned on.
[0032]
Next, the operation when only the correction data of the
This operation is based on the superimposition characteristic correction data [Xa + Xb] stored in the
[0033]
This operation is performed at a relatively short predetermined period, for example, at an interval of 1 minute after the infrared imaging device 1 is turned on.
[0034]
Next, operations during normal imaging will be described with reference to FIGS. This operation is repeated at predetermined intervals that are much shorter than the correction data update process (superimposition characteristic correction data acquisition step) related to the
First, true imaging scene data Xo depending on the temperature difference of the imaged monitoring target is input to the
Next, the
Further, the
[0035]
While the process corresponding to the output data correction process is repeatedly executed in this way, a temperature drift may occur in the
In addition, the temperature unevenness of the internal shutter 5 itself may change and change to an appropriate value as the internal shutter characteristic correction data Xb. However, the process of updating the correction data Xb in the second frame memory 6 is, for example, 10 minutes. Since it is repeatedly executed at intervals, even if the temperature unevenness of the internal shutter 5 itself fluctuates, the content of the internal shutter characteristic correction data Xb in the second frame memory 6 is automatically updated in response to this variation. can do.
In this manner, the value of the correction data [Xa + Xb] in the
[0036]
The outline of the configuration and the overall operation process of the fixed pattern
[0037]
Next, specific configurations of the infrared imaging device 1 and the fixed pattern
[0038]
The fixed pattern
[0039]
The
[0040]
The
[0041]
The
[0042]
Next, referring to the flowchart of FIG. 5 showing the internal processing executed by the
[0043]
When the infrared imaging device 1 and the fixed pattern
[0044]
The
The waveform image of the sensor characteristic correction data Xa at this time is as shown in FIG. In addition, although the pixel arrangement on the
[0045]
Next, the
[0046]
Then, the
Next, the image signal Xa stored in the
The waveform image of each signal at this time is as shown in FIG. The processing from step a5 to step a8 is processing corresponding to the internal shutter characteristic correction data acquisition step.
[0047]
In this way, when the first data update process for storing the internal shutter characteristic correction data Xb in the second frame memory 6 is completed, the
[0048]
Next, the
The waveform image of each signal at this time is as shown in FIG. The processing from step a10 to step a11 is processing corresponding to the superimposition characteristic correction data acquisition step.
[0049]
In this way, when the first data update process for storing the superimposition characteristic correction data [Xa + Xb] in the
[0050]
Next, the
[0051]
Next, the
[0052]
If the measurement time of the timer T2 has not reached the set value t2, the
[0053]
If both the determination results of step a14 and step a15 are false, it is necessary to update neither the correction data in the
Then, the superimposition characteristic correction data [Xa + Xb] stored in the
The waveform image of each signal is as shown in FIG. The processing from step a16 to step a19 is processing corresponding to the output data correction step.
[0054]
Next, the
The predetermined period Δt is affected by the conversion period of the
[0055]
While the process corresponding to the output data correction process is repeatedly executed in this way, it is determined by the determination process in step a14 that the measurement time of the timer T2 has reached the set value t2 of the data update cycle of the
Therefore, the superimposition characteristic correction data acquisition unit repeatedly operates every predetermined operation cycle t2 longer than the operation cycle Δt of the output data correction unit, and only the value of the superimposition characteristic correction data [Xa + Xb] in the
[0056]
While the process corresponding to the output data correction process is repeatedly executed, the determination process in step a15 detects that the measurement time of the timer T1 has reached the set value t1 of the data update period of the second frame memory 6. Then, the
Therefore, these series of means are repeatedly operated every predetermined operation cycle t1 longer than the operation cycle t2 of the superimposition characteristic correction data acquisition means, and the value of the internal shutter characteristic correction data Xb in the second frame memory 6, and The value of the superimposition characteristic correction data [Xa + Xb] in the
[0057]
The above is the overall processing flow when the
[0058]
Here, while the process corresponding to the output data correction process is repeatedly executed, a temperature drift may occur in the
In addition, the temperature unevenness of the internal shutter 5 itself may change and change to an appropriate value as the internal shutter characteristic correction data Xb. However, the content of the correction data Xb in the second frame memory 6 is also changed every operation cycle t1. Since it is repeatedly updated, the content of the internal shutter characteristic correction data Xb in the second frame memory 6 can be automatically updated in accordance with this even if the temperature unevenness of the internal shutter 5 itself fluctuates. it can.
In this manner, the value of the correction data [Xa + Xb] in the
[0059]
Next, with reference to FIGS. 6 to 8, the configuration and internal processing of the infrared imaging device 1 ′ and the fixed pattern
[0060]
The fixed pattern
Therefore, the
Since other hardware configurations are substantially the same as those of the fixed pattern
[0061]
An example of data stored in the
The step width of the elapsed time is gradually extended because the temperature unevenness of the internal shutter 5 is greatly changed for a while after the start of operation, and the change gradually converges to a certain time after the start of operation. It is assumed that the fixed pattern noise component caused by the temperature unevenness of the internal shutter 5 is saturated at the time when elapses, and does not change any more. The longest elapsed time stored in the
Although the contents of the image signals Xb1, Xb2, Xb3,... Of the internal shutter 5 experimentally imaged at each elapsed time are different from each other, for example, FIG. The internal shutter characteristic correction data Xb.
[0062]
Next, referring to the flowchart of FIG. 7 showing the internal processing executed by the
[0063]
When the infrared imaging device 1 ′ and the fixed pattern
[0064]
The
[0065]
Next, the
The waveform image of each signal at this time is as shown in FIG. The processing from step b2 to step b4 is processing corresponding to the superimposition characteristic correction data acquisition step.
[0066]
Next, the
The processing from step b5 to step b6 is processing corresponding to the internal shutter characteristic correction data acquisition step.
[0067]
As described above, in the present embodiment, the data stored in the
[0068]
In this way, when the first data update process for storing the internal shutter characteristic correction data Xb in the second frame memory 6 is completed, the
[0069]
Thereafter, the
[0070]
Next, the
[0071]
If the measurement time of the timer T2 does not reach the set value t2, it means that neither the correction data in the
Then, the superimposition characteristic correction data [Xa + Xb] stored in the
The waveform image of each signal is as shown in FIG. The processing from step b10 to step b13 is processing corresponding to the output data correction process.
[0072]
Next, the
The predetermined period Δt is influenced by the conversion period of the
[0073]
While the processing corresponding to the output data correction process is repeatedly executed in this way, the measurement time of the timer T2 has reached the set value t2 of the data update period of the
Accordingly, these series of means are repeatedly operated every predetermined operation period t2 longer than the operation period Δt of the output data correction means, and the value of the superposition characteristic correction data [Xa + Xb] in the
[0074]
The above is the overall processing flow when the timer To and the
[0075]
Here, while the process corresponding to the output data correction process is repeatedly executed, a temperature drift occurs in the
[0076]
Here, the timer for measuring the elapsed time after the operation of the infrared imaging device has been described as an example of the operating state detection means, but a temperature sensor for measuring the internal temperature of the infrared imaging device may be used instead of this timer. Good.
[0077]
An embodiment in which a temperature sensor is used will be briefly described with reference to FIGS.
[0078]
The fixed pattern
As shown in FIG. 9, the fixed pattern
Since the other hardware configuration is substantially the same as that of the fixed pattern
[0079]
An example of data stored in the
Although the contents of the image signals Xb1 ′, Xb2 ′, Xb3 ′,... Of the internal shutter 5 experimentally imaged at each temperature are different from each other, for example, FIG. The internal shutter characteristic correction data Xb shown in FIG.
[0080]
The internal processing executed by the
[0081]
In the present embodiment shown in FIG. 10, the current value Ho of the internal temperature of the infrared imaging device 1 ″ detected by the
[0082]
Other processes are the same as those in the embodiment described with reference to FIG.
[0083]
【The invention's effect】
The fixed pattern noise correction method and the fixed pattern noise correction apparatus for an infrared imaging device according to the present invention are an image signal that represents luminance unevenness due to variation in characteristics of each pixel of the infrared sensor and an image signal that represents temperature unevenness of the internal shutter itself. Are stored as superimposition characteristic correction data in the first frame memory, and only the image signal representing the temperature irregularity of the internal shutter itself is stored as internal shutter characteristic correction data in the second frame memory. The superimposition characteristic correction data stored in the first frame memory is subtracted from the input image signal output from the infrared sensor with the influence of the characteristic variation for each pixel, and the second frame memory By adding the stored internal shutter characteristic correction data, the characteristics of each pixel of the infrared sensor can be varied. Because the influence of the uneven brightness and the temperature unevenness of the internal shutter itself are removed, the internal environment that always generates the infrared incident environment without being affected by the temperature unevenness of the internal shutter itself and its fluctuations. An appropriate final image signal can be obtained by effectively using the shutter.
[0084]
Further, when updating the superimposition characteristic correction data of the first frame memory or the internal shutter characteristic correction data of the second frame memory, the second frame memory is compared with the update period of the superimposition characteristic correction data in the first frame memory. Since the update cycle of the internal shutter characteristic correction data in the frame memory is made longer, the external shutter can be used even when an apparatus configuration that requires imaging of the external shutter when updating the internal shutter characteristic correction data is applied. Compared with the conventional fixed pattern noise correction method and fixed pattern noise correction apparatus that have acquired data required for correction only by imaging, the number of imaging of the external shutter can be reduced, and the trouble of external shutter operation is reduced. Is reduced.
Further, by updating the superimposition characteristic correction data of the first frame memory and the internal shutter characteristic correction data of the second frame memory in this way, the variation in characteristics of each pixel that changes due to the temperature drift of the infrared sensor or the like. It is possible to cope with the change in temperature and the variation in temperature unevenness of the internal shutter itself, and to obtain a more appropriate final image signal.
[0085]
In addition, an operation status detection means for detecting an elapsed time after operation related to the operation status of the infrared imaging device, an internal temperature of the device, and the like, and an image signal at the time of imaging an internal shutter that varies depending on the operation status of the infrared imaging device A memory stored in correspondence with the operating status of the device, and a configuration for identifying and updating correction data in the second frame memory by searching the memory based on the operating status of the device detected by the operating status detecting means In this case, it is not necessary to image an external shutter to obtain correction data to be stored in the second frame memory, so that the external shutter of the infrared imaging device is not necessary, and the trouble of the external shutter operation is reduced. In addition to the elimination, the portability of the infrared imaging device is also improved.
[0086]
As described above, the second frame memory for storing the internal shutter characteristic correction data for correcting the fixed pattern noise component due to the uneven temperature of the internal shutter is provided independently, and only this internal shutter characteristic correction data is stored. Since the optimization was performed in a timely manner through the update operation, even when using a small internal shutter built into the infrared imaging device, the fixed pattern noise is almost as accurate as when using a large external shutter outside the device. An unprecedented excellent effect was obtained, such as being able to correct.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an outline of a configuration of an infrared imaging device according to an embodiment to which a fixed pattern noise correction method of the present invention is applied.
FIG. 2 is an operation principle diagram showing an outline of an operation of a fixed pattern noise correction device provided in the infrared imaging device of the embodiment, and FIG. 2A illustrates a process of a sensor characteristic correction data acquisition step; 2B shows the process of the internal shutter characteristic correction data acquisition process, and FIG. 2C shows the process of the superimposition characteristic correction data acquisition process.
FIG. 3 is an operational principle diagram showing an outline of the operation of the fixed pattern noise correction apparatus according to the embodiment, showing a process of an output data correction process;
FIG. 4 is a functional block diagram showing a specific configuration of the fixed pattern noise correction apparatus according to the embodiment;
FIG. 5 is a flowchart showing internal processing executed by a CPU provided in the fixed pattern noise correction apparatus according to the embodiment;
FIG. 6 is a functional block diagram showing a specific configuration of a fixed pattern noise correction apparatus according to another embodiment to which the fixed pattern noise correction method of the present invention is applied.
FIG. 7 is a flowchart showing internal processing executed by a CPU provided in the fixed pattern noise correction apparatus according to the embodiment;
FIG. 8 is a conceptual diagram showing an outline of a memory built in the fixed pattern noise correction apparatus of the embodiment;
FIG. 9 is a functional block diagram showing a specific configuration of a fixed pattern noise correction apparatus according to still another embodiment to which the fixed pattern noise correction method of the present invention is applied.
FIG. 10 is a flowchart showing internal processing executed by a CPU provided in the fixed pattern noise correction apparatus according to the embodiment;
FIG. 11 is a conceptual diagram showing an outline of a memory built in the fixed pattern noise correction apparatus of the embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Infrared imaging device
1 'Infrared imaging device
1 "infrared imaging device
2 Fixed pattern noise correction device
2 'Fixed pattern noise correction device
2 "fixed pattern noise correction device
3 First frame memory
4 Infrared sensor
5 Internal shutter
6 Second frame memory
7 Input image signal
8 Final image signal
9 Optical system
10 Amplifier
11 Intermediate image signal
12 Subtractor
13 Adder
14 Display device
15 External shutter
16 CPU (sensor characteristic correction data acquisition means, internal shutter characteristic correction data acquisition means, superimposition characteristic correction data acquisition means, output data correction means, sequential control means)
16 'CPU (superimposition characteristic correction data acquisition means, internal shutter characteristic correction data acquisition means, output data correction means, sequential control means)
16 "CPU (superimposition characteristic correction data acquisition means, internal shutter characteristic correction data acquisition means, output data correction means, sequential control means)
17 ROM
18 RAM
19 I / O circuit
20 Operation panel
21 Solenoid drive circuit
22 Solenoid
23 Solenoid drive circuit
24 Solenoid
25 memory
25 'memory
26 Temperature sensor (operation status detection means)
To timer (operation status detection means)
Claims (10)
前記赤外線撮像装置の内部に設けられた内部シャッタを開放し前記赤外線撮像装置の外部に設けられた外部シャッタを閉鎖した状態で画像の取込みを実行し、この画像の取込みで得た入力画像信号を第一のフレームメモリに記憶するセンサ特性補正データ取得工程を実行した後、
前記内部シャッタを閉鎖した状態で画像の取込みを実行し、この画像の取込みで得た入力画像信号から前記第一のフレームメモリに記憶されている画像信号を減算して第二のフレームメモリに記憶する内部シャッタ特性補正データ取得工程を実行し、
更に、前記内部シャッタを閉鎖した状態で改めて画像の取込みを実行し、この画像の取込みで得た入力画像信号を前記第一のフレームメモリに更新して記憶する重畳特性補正データ取得工程を実行し、
その後、前記内部シャッタおよび前記外部シャッタを開放した状態で所定周期毎に画像の取込みを実行して、その都度、当該周期の画像の取込みで得た入力画像信号から前記第一のフレームメモリに記憶されている画像信号を減算し、かつ、前記第二のフレームメモリに記憶されている画像信号を加算して、最終画像信号として出力する出力データ補正工程を繰り返し実行することを特長とした赤外線撮像装置の固定パターンノイズ補正方法。This is a fixed pattern noise correction method for an infrared imaging device in which an image formed on an infrared sensor through an optical system is converted into an image signal, corrected to remove fixed pattern noise, and then output as a final image signal. And
An image is captured in a state where an internal shutter provided inside the infrared imaging device is opened and an external shutter provided outside the infrared imaging device is closed, and an input image signal obtained by capturing the image is obtained. After executing the sensor characteristic correction data acquisition process stored in the first frame memory,
Image capture is performed with the internal shutter closed, and the image signal stored in the first frame memory is subtracted from the input image signal obtained by capturing the image and stored in the second frame memory. Executing an internal shutter characteristic correction data acquisition step
Further, an image capturing process is performed again with the internal shutter closed, and an input characteristic signal obtained by capturing the image is updated and stored in the first frame memory. ,
After that, image capture is executed every predetermined cycle with the internal shutter and the external shutter opened, and each time, the input image signal obtained by capturing the image of the cycle is stored in the first frame memory. Infrared imaging characterized by repeatedly executing an output data correction step of subtracting the image signal being added and adding the image signal stored in the second frame memory and outputting as a final image signal Fixed pattern noise correction method for the apparatus.
前記赤外線撮像装置の作動状況を検出する作動状況検出手段を設けると共に、前記赤外線撮像装置の作動状況に応じて変動する内部シャッタ撮像時の画像信号を前記赤外線撮像装置の作動状況に対応させて予め前記赤外線撮像装置のメモリに記憶させておき、
前記赤外線撮像装置の内部に設けられた内部シャッタを閉鎖した状態で画像の取込みを実行し、この画像の取込みで得た入力画像信号を第一のフレームメモリに記憶する重畳特性補正データ取得工程と、
前記作動状況検出手段により検出された作動状況に対応する内部シャッタ撮像時の画像信号を前記メモリから検索して第二のフレームメモリに記憶する内部シャッタ特性補正データ取得工程とを実行した後、
前記内部シャッタを開放した状態で所定周期毎に画像の取込みを実行し、その都度、当該周期の画像の取込みで得た入力画像信号から前記第一のフレームメモリに記憶されている画像信号を減算し、かつ、前記第二のフレームメモリに記憶されている画像信号を加算して、最終画像信号として出力する出力データ補正工程を繰り返し実行することを特長とした赤外線撮像装置の固定パターンノイズ補正方法。This is a fixed pattern noise correction method for an infrared imaging device in which an image formed on an infrared sensor through an optical system is converted into an image signal, corrected to remove fixed pattern noise, and then output as a final image signal. And
An operating condition detecting means for detecting an operating condition of the infrared imaging device is provided, and an image signal at the time of internal shutter imaging that varies according to the operating condition of the infrared imaging device is previously associated with the operating condition of the infrared imaging device. Store in the memory of the infrared imaging device,
A superimposition characteristic correction data acquisition step of capturing an image in a state in which an internal shutter provided in the infrared imaging device is closed, and storing an input image signal obtained by capturing the image in a first frame memory; ,
After executing an internal shutter characteristic correction data acquisition step of retrieving an image signal at the time of internal shutter imaging corresponding to the operation status detected by the operation status detection means from the memory and storing it in a second frame memory,
The image is captured every predetermined cycle with the internal shutter opened, and each time, the image signal stored in the first frame memory is subtracted from the input image signal obtained by capturing the image of the cycle. And a fixed pattern noise correction method for an infrared imaging device, wherein an output data correction step of adding the image signals stored in the second frame memory and outputting as a final image signal is repeatedly executed. .
前記赤外線撮像装置の内部に設けられた開閉可能な内部シャッタと、前記赤外線撮像装置の外部に設けられた開閉可能な外部シャッタと、画像信号を記憶する第一および第二のフレームメモリと、
前記内部シャッタを開放し前記外部シャッタを閉鎖した状態で前記赤外線センサより取得した入力画像信号を前記第一のフレームメモリに記憶するセンサ特性補正データ取得手段と、
前記内部シャッタを閉鎖した状態で前記赤外線センサより取得した入力画像信号から前記第一のフレームメモリに記憶されている画像信号を減算して前記第二のフレームメモリに記憶する内部シャッタ特性補正データ取得手段と、
前記内部シャッタを閉鎖した状態で前記赤外線センサより取得した入力画像信号を前記第一のフレームメモリに記憶する重畳特性補正データ取得手段と、
前記内部シャッタおよび前記外部シャッタを開放した状態で所定周期毎に前記赤外線センサより入力画像信号を取得し、この入力画像信号から前記第一のフレームメモリに記憶されている画像信号を減算し、かつ、前記第二のフレームメモリに記憶されている画像信号を加算して、最終画像信号として出力する出力データ補正手段と、
前記重畳特性補正データ取得手段を、前記出力データ補正手段の作動周期よりも長い所定の作動周期毎に繰り返し作動させ、かつ、前記センサ特性補正データ取得手段および内部シャッタ特性補正データ取得手段と前記重畳特性補正データ取得手段とをセンサ特性補正データ取得手段,内部シャッタ特性補正データ取得手段,重畳特性補正データ取得手段の順序で、前記重畳特性補正データ取得手段の作動周期よりも長い所定の作動周期毎に繰り返し作動させるシーケンシャル制御手段とを備えたことを特長とする固定パターンノイズ補正装置。A fixed pattern noise correction device for an infrared imaging device that converts an image formed on an infrared sensor through an optical system into an image signal, removes fixed pattern noise, and outputs it as a final image signal,
An openable / closable internal shutter provided inside the infrared imaging device, an openable / closable external shutter provided outside the infrared imaging device, first and second frame memories for storing image signals,
Sensor characteristic correction data acquisition means for storing an input image signal acquired from the infrared sensor in a state where the internal shutter is opened and the external shutter is closed;
Acquisition of internal shutter characteristic correction data stored in the second frame memory by subtracting the image signal stored in the first frame memory from the input image signal acquired from the infrared sensor with the internal shutter closed Means,
Superimposition characteristic correction data acquisition means for storing, in the first frame memory, an input image signal acquired from the infrared sensor with the internal shutter closed;
Obtaining an input image signal from the infrared sensor at predetermined intervals with the internal shutter and the external shutter opened, subtracting the image signal stored in the first frame memory from the input image signal; and Output data correction means for adding the image signal stored in the second frame memory and outputting as a final image signal;
The superimposition characteristic correction data acquisition means is operated repeatedly every predetermined operation cycle longer than the operation cycle of the output data correction means, and the sensor characteristic correction data acquisition means, the internal shutter characteristic correction data acquisition means, and the superposition The characteristic correction data acquisition means is arranged in the order of sensor characteristic correction data acquisition means, internal shutter characteristic correction data acquisition means, and superimposition characteristic correction data acquisition means for each predetermined operation cycle longer than the operation cycle of the superimposition characteristic correction data acquisition means. And a fixed pattern noise correction device characterized by comprising a sequential control means for repeatedly operating.
前記赤外線撮像装置の内部に設けられた開閉可能な内部シャッタと、画像信号を記憶する第一および第二のフレームメモリと、前記赤外線撮像装置の作動状況を検出する作動状況検出手段と、前記赤外線撮像装置の作動状況に応じて変動する内部シャッタ撮像時の画像信号を前記赤外線撮像装置の作動状況に対応させて予め記憶したメモリと、
前記内部シャッタを閉鎖した状態で前記赤外線センサより取得した入力画像信号を前記第一のフレームメモリに記憶する重畳特性補正データ取得手段と、
前記作動状況検出手段により検出された作動状況に対応する内部シャッタ撮像時の画像信号を前記メモリから検索して第二のフレームメモリに記憶する内部シャッタ特性補正データ取得手段と、
前記内部シャッタを開放した状態で所定周期毎に前記赤外線センサより入力画像信号を取得し、この入力画像信号から前記第一のフレームメモリに記憶されている画像信号を減算し、かつ、前記第二のフレームメモリに記憶されている画像信号を加算して、最終画像信号として出力する出力データ補正手段と、
前記重畳特性補正データ取得手段と前記内部シャッタ特性補正データ取得手段を、前記出力データ補正手段の作動周期よりも長い所定の作動周期毎に繰り返し作動させるシーケンシャル制御手段とを備えたことを特長とする固定パターンノイズ補正装置。A fixed pattern noise correction device for an infrared imaging device that converts an image formed on an infrared sensor through an optical system into an image signal, removes fixed pattern noise, and outputs it as a final image signal,
An openable / closable internal shutter provided inside the infrared imaging device, first and second frame memories for storing image signals, an operating status detecting means for detecting an operating status of the infrared imaging device, and the infrared A memory that stores in advance an image signal at the time of internal shutter imaging that fluctuates according to the operating status of the imaging device in association with the operating status of the infrared imaging device;
Superimposition characteristic correction data acquisition means for storing, in the first frame memory, an input image signal acquired from the infrared sensor with the internal shutter closed;
Internal shutter characteristic correction data acquisition means for retrieving an image signal at the time of internal shutter imaging corresponding to the operation situation detected by the operation situation detection means from the memory and storing it in a second frame memory;
An input image signal is obtained from the infrared sensor at predetermined intervals with the internal shutter opened, the image signal stored in the first frame memory is subtracted from the input image signal, and the second Output data correction means for adding the image signals stored in the frame memory and outputting as a final image signal;
And a sequential control unit that repeatedly operates the superimposition characteristic correction data acquisition unit and the internal shutter characteristic correction data acquisition unit at predetermined operation cycles longer than the operation cycle of the output data correction unit. Fixed pattern noise correction device.
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