JPH02190083A - 赤外線撮像装置のオフセット値測定、及びオフセット補正方法 - Google Patents

赤外線撮像装置のオフセット値測定、及びオフセット補正方法

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JPH02190083A
JPH02190083A JP1008494A JP849489A JPH02190083A JP H02190083 A JPH02190083 A JP H02190083A JP 1008494 A JP1008494 A JP 1008494A JP 849489 A JP849489 A JP 849489A JP H02190083 A JPH02190083 A JP H02190083A
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JP
Japan
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offset value
offset
detector
state
infrared
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JP1008494A
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English (en)
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Yoshio Matsuura
松浦 義雄
Osamu Nakamura
理 中村
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 赤外線COD検知器の各素子間のオフセット値のばらつ
き(入力温度対出力値の各素子間でのばらつき)を補正
するための方法に関し、簡単な構成で、2次元赤外線C
OD検知器にも適用でき、映像取得を確実に行ないつつ
、リアルタイムにオフセット値を高精度に測定し、オフ
セット補正を高精度に行なうことを目的とし、赤外線光
学系光路内に開口率を可変できる機構を設けて開口率の
異なった第1の状態及び第2の状態を交互に連続して得
、第1及び第2の状態により検知器で検出された各映像
取得データから演算処理手段により検知器の各素子のオ
フセット値を算出し、更に平滑フィルタでオフセット値
のSN比を向上させて取出し、又、SN比を向上された
オフセット値と検知器で検出された各映像取得データと
から補正手段でオフセットを補正して取出す。
(産業上の利用分野〕 本発明は、赤外線COD検知器の各素子間のオフセット
値のばらつきを補正するための方法に関する。
近年の赤外線COD検知器の研究開発の進展に伴ない、
より高感度な赤外線搬像装置を実現することが可能とな
ってさた。然るに、赤外線COD検知器の各素子間のオ
フヒツト値のばらつきは依然として存在し、このことが
装置運用上の大きな問題となっていた。即ち、現状では
、時間の経過(数分〜数十分程度)と共にオフセット値
のばらつきがあって画像にノイズを生じ、その度に操作
者によってオフセット値のばらつきを測定してこれを更
新しているが、これを自動化し、更に高精度に補正を行
なう必要がある。
〔従来の技術〕
従来の赤外線撮像装置のオフセット補正方法としては、
赤外光学系の光路上に基準温度板を挿入してこの時の出
力からオフセット補正値を得て補正する方法(f払1)
や、赤外光学系のアフオカル系内の焦点向上にフィール
ドストップを設置してその枠部分に基準温度板を設け、
走査系にてオーバスキャンしてこのオーバスキャン時の
赤外線を各素子がセンスし、その出力からオフセット補
正値を得て補正する方法(手法2)等が知られている。
撮像装置のオフセット値測定、及びオフセット補正方法
を提供することを目的とする。
(発明が解決しようとする課題) 上記従来の方法1では、基準温度板を光路上に挿入する
に際して映画信号を取得していないタイミングに挿入す
るには高速動作が可能なメカニズムを必要とし、装置が
大形化する問題点があった。
一方の手法2では、手法1に比して構造は簡単であるが
、1次元構成の赤外線COD検知器にしか適用できず、
2次元構成のいわゆる′/U視形視外赤外線CCD検知
器適用できない問題点があり、しかも、1次元構成の赤
外線COD検知器を用いた場合でも常にフィールドスト
ップが挿入できる場所があるとは限らず、使用範囲が限
られるという問題点もあった。
本発明は、簡単な構成で、2次元赤外acc。
検知器にも適用でき、映像取得を確実に行ないつつ、リ
アルタイムにオフセット値を高精度に測定し、オフセッ
ト補正を高精度に行ない得る赤外線〔課題を解決するた
めの手段〕 第1図は本発明の原理図を示す。同図中、51は開口率
可変機構で、赤外線光学系光路50内に設けられて開口
率の異なった第1の状態及び第2の状態を交互に連続し
て得る。53は演算処理手段で、第1及び第2の状態に
より検知器52で検出された各映像取得データから検知
器52の各素子のオフセット値を算出し、更に平滑フィ
ルタでオフセット値のSN比を向上させて取出す3.5
4は補正手段で、SN比を向上されたオフセット値と検
知器52で検出された各映像取得データとから検知器5
2の各素子のオフセットを補正して取出す。
〔作用〕
開口率可変機構51で視界の目F!温度信号(第1の状
態)を得る一方、(目標温度−・絞り温度)の信号弁X
A+(rjrI口率)+オフセラ6Mの信号(第2の状
態)を得、演篩処理手段53で実質上100%絞りを絞
ったのと等価な信号つまり絞り温度信号(オフセット値
)を得、平滑フィルタでSN比を向上して取出す。この
場合、第1及び第2の状態では交互に映像取得を行なっ
ており、映像取得を妨げることなく、リアルタイムにオ
フセット値を自動的に、高精度に測定でき、オフセット
を自動補正できる。
〔実施例〕
第2図は本発明の一実施例の概略構成図を示す。
ここでは1次元赤外線COD検出器を用いた図を示す。
同図において、赤外アフォカル光学系1を経て入射され
た赤外線はス4ニャナ2.後述の状態1及び状態2を作
る開口率可変機#13を介して例えば1次元赤外線CO
D検知器4に入る。5は赤外線COD検知器4を駆動す
るCOD駆動回路である。赤外線COD検知器4の出力
は後述の第3図に示すオフセット値測定部6に供給され
、ここで後述のようにオフセット値が測定される。この
場合、オフセット値の更新を中止するときはマニュアル
で中止指令を与えることができる。
一方、赤外線COD検知器4の出力は後述の第4図に示
すオフセット補正部7に供給され、ここで、オフセット
値測定部6で測定されたオフセット値を使用してオフセ
ット補正が行なわれる。オフセット補任部7でオフセッ
ト補正された信号はゲイン補正部8においてゲイン補正
係数ROM8′に格納されているゲイン補正係数によっ
てゲインを補正され、表示変換部9にて表示用のテレビ
ジョン信号に変換されて出力される。なお、2次元赤外
線COD検知器を用いた場合には、スキャナ2は不要で
あり、アフォカル光学系1からの赤外線をそのまま直線
的に開口率可変機構3に入れる。
ここで、開口率可変機構3において作られる状態1.状
l112を説明する。第5図は本発明に用いられるIl
像系の概略図を示し、単レンズの集光系、例えば2次元
赤外線COD検知器17.絞り10にて構成されている
。同図(A)は絞り10の開口率が100%で視界から
の放射赤外線を100%受信している状態を示し、同図
(B)は絞り10の開口率がA+で同じ視界からの放射
赤外線を受信している状態を示している。
上記絞り10における開口率100%及びA+を得るた
めの開口率可変機構3の具体的構成図を第6図に示す。
同図(A)は対物レンズ11の前面に回軸モータ12で
回転される回転板13を設け、回転板13の回転によっ
てブレード部分13aと空隙部分とが交互に対物レンズ
11の前面に対向することで、空隙部分の対向では開口
率100%(状B1)、ブレード部分13aの対向では
開口率A+  (状態2)を得る。同図(B)は対物レ
ンズ11の前面にモータのロータ14の押えビン14+
 、142の回転で変位されるダイヤフラム15+、1
5zを設け、この変位によって枠16の開口部16aの
総面積を変化させ、ダイヤフラム151,152が最も
中心点に変位した時に開口率A+  (状!!!2)、
ダイヤフラム15I。
152が変位しない時に開口$ 100%(状態1)を
(7る。状態1.状態2を得るタイミングは例えば1/
30秒程度である。
次に、上記状R1,2を用いてオフセット値を測定する
オフセット値測定部の動作について第3図と共に説明す
る。第3図において、赤外線COD検知器の出力信号は
AD*換された後、状態1゜2によって各々別のメモリ
20+ 、20zに格納され、メモリ20+ 、202
から同一の素子(ここでは例えば素子番号iの素子)の
出カイz@が順次読出される。メモリ201の出力信号
は視界目標の温度TT、つまり、(目標温度−・絞り温
度)の信号分子オフセット値、メモリ20xの出力信号
は絞りの温度をToとすると温度(AITT+(1−A
+ )To )、つまり、(目標温度−絞り温度)の信
号弁XA、−1オフゼット酊を夫々示す。
メモリ20+の出力信号及びメモリ202の出力信号は
加算器21で演算されて状態1.2の差の(1−A+ 
)  (TT −To )とされ、続いて乗算器22で
1/(1−A+)倍されて(TT −To )とされる
。この信号は、素子番号iの素子が開口率100%で見
た時の目標温度と、絞り温度との差に対応した信号成分
を表わす。
乗算器22の出力信号及びメ[す20+の出カイ8号は
加算器23で演算され、絞り温度Toとされる。この信
号は、素子1号iの出力信号中のオフセラ]・値(更新
値) (実質上、絞りを全部絞ったのと等価)を表わす
ところで、このようにして測定されたオフセット値は上
述の算出過程において大きな雑音成分を含んでいる。即
ち、赤外線COD検知器の出力の雑音をNETDとすれ
ば、上述の算出過程において更新オフセット値は、約(
”’I X (1/ (1−A I))XNErDなる
雑音を有することになる。例えば、A+ = 0.9と
すれば14NETDの雑音となり、この雑音を含lυだ
オフセット値をそのまま用いてオフセット補正を行なえ
ば、映像18号の雑音は約14NETDとなり、元の信
号に対してSN比が著しく劣化する。
そこで、このSN比の劣化を防止するために設けられた
のが第3図に示す平滑フィルタ24である。この平滑フ
ィルタの構成そのものは公知のものであり、上述の演算
で算出されたオフセット値TOを乗算器25にてに倍(
0<K≦1)(例えば0.01倍)し、加算器26.メ
モリ27(初期の値は零)、(1−K)倍の乗算器28
の閉ループによって積算してFKx(TX(1/(1−
A+ ))XNETDなる雑&まで低減させるものであ
る。
これにより、SN比の向上したオフセット値を得ること
ができる。
上述のようにして測定されたオフセット値の算出タイミ
ングと映像取得のタイミングとを示すと第7図に示す如
くとなる。本発明では状態1は勿論のこと、状!!12
でも第5図(B)より明らかなように映像取得が可能で
あり、第7図に示すタイミングで得られる。この場合、
状態1.状態2は同一の視界目標を見ているのが′It
I提となっているので、オフセット値(更新値)の算出
はその隣り合ったデータを用いて行なわれる。このとき
、更新時間間隔をτSとすると、更新時定数はでS/K
(秒)で表わされる。
ここで、オフセット値の変動の時間としては約2分程度
とし、これを十分カバーできる平滑フィルタ24の更新
時定数τs / Kを2分15=24秒とする。更新時
間間隔をτS(映像りンプリング間隔)を1/30秒と
すれば、平滑フィルタ24の乗口器25の定数にはτs
/Kから1/720となる。このときの平滑フィルタ2
4で得られる平滑オフセット値雑音即ら(T(’I (
1/ (1−A+ ))NETDを1/2NETDと設
定すれば、IA+=0.1からA+=0.9(開口率9
0%)を得ることができる。以上は代表的な値を用いて
算出したが、A1としては1に近いものが実現でき、1
0%程度の開口部の遮蔽は通常の電気、機械手段を用い
た開口率可変機構で十分実現可能である。
このように、本発明では、開口率を2つの状態に変化さ
せる機構を用いることにより、常に映像取得を行ないな
がら同時に14M度にオフセット値を測定できる。この
場合、装置は前述の従来例の手法2に比して小形化でき
、しかも従来例の手法2に対して2次元赤外線COD検
知器にも適用でき、使用範囲が広い。
第4図は本発明に用いられるオフセット補正部のブロッ
ク図を示す、同図において、状態1による信号T「及び
第3図に示すオフセット値測定部6の出力信号Toは加
算器30で演算されてオフセット値Toを差引かれた信
1 (TT =To )とされ、一方、状態2による信
@(A+Tr+(1−A+)To)及びオフセット値測
定部6の出力信号Toは加算器31で演算されてオフセ
ット値Toを差引かれた信号AI  (TT −To 
)とされる。加算器31の出力は乗算器32で1/A1
倍されて信号(TT −To )とされ、間口率100
%の状態1の検知出力信号と同様の(fi号とされる。
加算器30の出力と乗算器32の出力とはマルチプレク
リ°33にて交互にスイッチングされてシリアルデータ
とされ、第2図で説明したゲイン補正部89表示変換部
9に供給される。
〔発明の効果〕
以上説明した如く、本発明によれば、簡単な構成で、映
像取得を常に行ないつつリアルタイムにオフセット値を
自動的に、^精度に測定でき、オフセットを自動補正で
き、2次元赤外線COD検知器にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理図、 第2図は本発明の一実施例の概略構成図、113図は本
発明に用いられるオフセット値測定部のブロック図、 第4図は本発明に用いられるオフセット補正部のブロッ
ク図、 第5図は本発明に用いられる撮像系の概略図、第6図は
本発明に用いられる開口率可変機構の6例の具体的構成
図、 第7図は本発明における映像取得及びオフセット値停出
のタイミングを説明する図である。 図において、 1は赤外アフォカル光学系、 3は開口率可変機構、 4は1次元赤外線COD検知器、 6はオフセット値測定部、 7はオフセット補正部、 10は絞り、 11は対物レンズ、 13は回転板、 13aはブレード部、 14はロータ、 141.142は押えビン、 151.152はダイヤフラム、 16aは開口部、 17は2次元赤外線COD検知器、 20+ 、202.27はメモリ、 21.23.26.30.31は加t!I器、22.2
5.28.32は乗界器、 24は平滑フィルタ、 33はマルチプレクサ を示す。 特許出願人 富 士 通 株式会社 杢肩シ判1:田いら東る言フセート本*、111に4の
ブロイ40第3図 ′:I] 奈を凹の原理図 第 図 (A) (B) 本宅用に用い9札引司口米り舵轡呻眸Q≦使1n手μド
吟神−e2第6図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)赤外線光学系光路(50)内に開口率を可変でき
    る機構(51)を設けて開口率の異なった第1の状態及
    び第2の状態を交互に連続して得、 該第1及び第2の状態により検知器(52)で検出され
    た各映像取得データから演算処理手段(53)により該
    検知器(52)の各素子のオフセット値を算出し、更に
    平滑フィルタで該オフセット値のSN比を向上させて取
    出すことを特徴とする赤外線撮像装置のオフセット値測
    定方法。
  2. (2)赤外線光学系光路(50)内に開口率を可変でき
    る機構(51)を設けて開口率の異なった第1の状態及
    び第2の状態を交互に連続して得、 該第1及び第2の状態により検知器(52)で検出され
    た各映像取得データから演算処理手段(53)により該
    検知器(52)の各索子のオフセット値を算出し、更に
    平滑フィルタで該オフセット値のSN比を向上させて取
    出し、該SN比を向上されたオフセット値と上記検知器
    (52)で検出された各映像取得データとから補正手段
    (54)で上記検知器(52)の各素子のオフセットを
    補正して取出すことを特徴とする赤外線撮像装置のオフ
    セット補正方法。
JP1008494A 1989-01-19 1989-01-19 赤外線撮像装置のオフセット値測定、及びオフセット補正方法 Pending JPH02190083A (ja)

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