JPH02501163A - 改良されたデュアルモードビデオ追跡装置 - Google Patents

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】 改良されたデュアルモードビデオ追跡装置［発明の背景〕 この発明は、追跡システム用のビデオ追跡装置に関するものであり、特に相関お よび質量中心ビデオプロセッサの両者を有する追跡装置に関するものである。

ビデオ追跡装置用の戦術システムの応用は、背景および前景のクラッタ−が関心 のあるターゲットを妨害するような場合であっても高い性能を必要とする。さら にこれらのシステムは相対アスペクト角度およびターゲットまでの距離が連続的 に変化する場合、および追跡センサの視線を中心とする画像の回転が全く厳しい 場合のような°ダイナミックな条件下で満足すべき動作をしなければならない。

ビデオ追跡プロセッサは画面の質量中心、面積バランス、エツジおよび多数の相 関追跡装置の概念のような各種の処理技術またはアルゴリズムを利用して従来構 成されている。これらの多（のビデオ追跡プロセッサは“デュアルモード″動作 において互いに組合わせて使用することを不適当にする特性を有している。例え ばエツジおよび面積平衡アルゴリズムは雑音が多いか、或いはターゲットの形状 に無関係なエラースケール係数を定めることができないかのいずれかである。

多くの相関アルゴリズム装置はダイナミック的に情景を追跡するとき満足すべき 特性を与えない。結論として、これらの形式の相関アルゴリズムがテユアルモー ドにある他の追跡プロセッサと関連して使用されるとき、この代わりの追跡アル ゴリズムに過剰に依存する。さらに、背景に対して移動するターゲットが追跡さ れるとき静止した背景を除外して関心のあるターゲットの周囲に追跡ゲートを位 置させることは非常に好ましいことである。しかしながら多くの相関処理アルゴ リズムに対する意味のある追跡ゲートを導出する技術は存在せず、相関処理に対 して基本的でない、または信頼できないパラメータの尺度である外部から導かれ たデータに依存する。

上記の形式のビデオ追跡プロセッサは通常特定のビデオ走査およびインターレー スビデオフォーマットを受けるように設計されている。したがってもしも追跡セ ンサが使用され、それから異なるビデオフォーマットを追跡プロセッサが通常の ように受けるならば、プロセッサの設計は変形され、或いは入力ビデオフォーマ ットは処理されるために所要のビデオフォーマットに変換されて走査されなけれ ばならない。走査変換が望まれるとき無視できない遅延が生じ、それにより追跡 ループ帯域幅が制限され、ダイナミック状態の追跡性能が低下する。さらに走査 変換処理はしばしば使用されるセンサに固有の情景の特定のサンプリングを不明 瞭にし、ビデオ加工を導入し、および／または特定の追跡エラー測定の発生に有 害な空間的および一時的サンプリング相互作用を導入する。

理想的には異なる形式の２個のビデオ追跡プロセッサを有するビデオ追跡装置を 提供することが好ましく、その２個のそれぞれは所定の戦術的応用において高い 性能を与えるのに適しており、各種の走査およびインターレースフォーマットで 使用するのに適しているものである。

質量中心および相関形式のビデオ追跡プロセッサは技術的間者Ｆｉｔｔｅ）は追 跡エラー計算を行うために回帰性基準を使用するビデオ相関追跡装置が開示され ている。この明細書に記載された相関追跡装置は画素フォーマットで基準マツプ を発生する回路を備えている。前のビデオフレームから導出された基準マツプ画 素情報は回帰性メモリ中に記憶され、視界中の各画素の方位および高度重み値の 計算を可能にしている。

現在のフレーム中に受信される各ビデオ画素に対する強度値と対応する基準マツ プに対する強度値との間の差は適当な重み関数により乗算される。これにより生 じた６積はアキュムレータ中で結合されて方位および高度相関エラー信号を形成 し、それは指定された追跡ゲート区域にわたるフレーム対基準相関の複合指示で あり、それは１画素の広さよりも狭い全視野（ＦＯＶ）と同じ大きさである。各 画素に対する重み係数はまた結合されて全画像平面にわたって累積的に加算され 、各フレームの端部において３個の適応スケール係数を形成し、それらは方位お よび高度修正エラー信号と結合されて交差結合を消去し、交差結合のない相関エ ラー信号を生成する。

前記特許明細書に開示されたビデオ相関追跡装置は、情景アスペクト角度、距離 および視線の周囲における情景の回転方向が迅速に変化するダイナミックな応用 に特に適している。

［発明の概要］ この発明によれば、特定の情景を追跡するのに最適のプロセッサが自動的に選択 されるように自動的に制御される相関および質量中心型の両方のビデオプロセッ サを使用するデュアルモードビデオ追跡装置が提供される。さらにビデオ追跡装 置はマイクロコンピュータとビデオプレプロセッサとを備えている。ビデオプレ プロセッサは、相関および質量中心型プロセッサに伝達する前に追跡受信機／セ ンサからのアナログ入力ビデオ信号を条件づけるためのインターフェイス装置と して作用する。マイクロコンピュータはビデオデータの伝送を制御し、追跡エラ ーパラメータを計算し、個々のプロセッサ制御機能および最良の追跡性能を有す るプロセッサの選択を含む全体的なモード制御の両者を実行する。

ビデオ追跡装置は次の追跡モードのいずれかで動作することができる。

（１）競争的 （２）補足的、 （３）差ビデオ、 （４）非常に低いＳＮＲ（信号対雑音比）、動作の競争的モードでは、質量中心 および相関プロセッサが独立に指定されたターゲットを追跡するように使用され 、“最良”の追跡性能を有するプロセッサが実際の追跡システム制御のために選 択される。追跡ゲートの大きさと共に質量中心および相関プロセッサに対して導 出された独立の追跡状態指示はアクチブなプロセッサの選択の基本を形成する。

質量中心プロセッサの場合には、しきい値を通過する広いゲートの画素の数に対 するしきい値を通過する追跡ゲートの画素の数の比と共に選択されたしきい値を 通過することのできる追跡ゲート中の画素の数が追跡状態を設定する。相関プロ セッサでは、勾配和および勾配ゲートにわたる勾配和の平均値と共に妥当な差ビ デオゲート区域に対する追跡および広いゲートのための差ビデオ和の比が追跡状 態を設定する。

競争モードでは、４つの可能な追跡状態が存在する。

（１）追跡開始、 （２）追跡保守 （３）海岸、および （４）ロックの喪失 追跡シーケンスは関心のあるターゲットが視野内の所望の位置にあり、追跡開始 命令を実行するようにオペレータが受信機／センサを位置したとき開始する。こ の点から追跡動作は、オペレータにより追跡動作が終了されたり、再取得処理が 開始されるロック喪失状態に入るか、システムのポインティング制御が自動的に オペレータに戻されるかしないかぎり全自動的である。前に示したように追跡状 態制御転移は質量中心および相関追跡状態指示によって決定される。さらに転移 は、ゲートの大きさの制限の違反により、または生じる可能性のある追跡点の不 整列により起り、一方アクチブでないプロセッサは視野内のターゲットを追跡す る（イン・マスター追跡）。プロセッサに対して取得シーケンスが開始された後 、追跡有効指示が満足な追跡が設定されたときに発生される。プロセッサはその ときアクチブな追跡制御のために候補である。

動作の補足モードでは、相関回帰性基準ビデオが質量中心処理機能により処理さ れ、相関および質量中心追跡エラーが同時に結合されて各軸に対する単一の追跡 制御エラー信号を生成する。

差ビデオモードでは、移動ターゲットを自動的に獲得するために追跡装置が質量 中心処理によって相関プロセッサの差ビデオパラメータを利用する。最後に非常 に低いＳＮＲ動作モードでは、相関回帰性基準ビデオが質量中心処理のためにビ デオＳＮＲ強調のために利用される。

この発明の顕著な特徴の一つは、勾配関数の使用による相関プロセッサに対する 自動追跡ゲートの大きさの構成にあり、その勾配関数は相関重み関数データから 決定される。ゲートのエツジは方位および高度関数を２乗し、勾配ゲートにわた ってこれらの和を累積し、各ゲートのエツジをゲートされた区域にわたる全体の 和の平均値を最大にするように調整することによって決定される。

この発明の別の顕著な特徴は、追跡ゲートと広いゲートのための相関差ビデオの 大きさと、勾配ゲートのための勾配関数の大きさとを組合わせることによって相 関プロセッサの追跡状態を決定する技術を含むことである。この特徴は、質量中 心処理機能および質量中心追跡状態指示器と組合わせられたとき完全自動追跡プ ロセッサを構成する手段を提供する。

競争モードでは、２つの独立の鍵状態指示器がボインティング制御システムのた めの“最良の”プロセッサを選択するための手段を与える。

この発明のさらに別の特徴は、真の補足関数である複合エラー信号を形成するた めに相関および質量中心追跡エラーを組合わせる技術にある。最後に、この発明 のビデオ追跡装置は１方同性および両方向性走査を含む各種の形態のインターレ ース空間走査およびビデオデータフォーマットを使用するセンサと共に使用する のに適している。

図面の簡単な説明 明細書と一体の部分であり関連して見られるべき図面において、同じ記号は種々 の観点における同じ部品を示している。

第１Ａ図および第１Ｂ図は、この発明の実施例のデュアルモードビデオ追跡装置 の全体のブロック図である。

第２図は、ビデオプロセッサの結合したブロック概略図である。

第３図は、質量中心プロセッサ用の回路の結合したブロック概略図である。

第４図は、質量中心プロセッサの線形重み関数ＷｅとＷｄ間の関係および追跡ゲ ートの大きさを示すグラフである。

第５図は、相関プロセッサ用の結合したブロック概略図である。

第６図は、画素“Ｘ″に対する相関重み関数Ｗｅ　％　Ｗｄの計算に使用される 画素の空間的関係を示す概略図である。

第７図は、相関プロセッサ用のパイプライン処理技術を利用する回路の結合した ブロック概略図である。

第８図は、相関エラーを計算するための回路のブロック図である。

第９図は、相関回帰的基準の広いブロック図である。

第１０図および第１１図は、第５図に示した相関プロセッサ用の回路の詳細なブ ロック図である。

第１２図（Ａ）乃至（Ｃ）は適当な広いおよび追跡ゲートの例示である。

［好ましい実施例の詳細な説明］ 第１Ａ図および第１Ｂ図を参照すると、この発明は情景信号受信機２４によって 検知されるターゲット情景２０に追従し、追跡するデュアルモードビデオ追跡装 置を提供する。受信機２４は情景２０から放射された電磁エネルギを受ける任意 の形式の一つのセンサ２２を備えており、それによって受信機２４により電気ビ デオ信号に変換されることのできる形態の情景２０を記録する。受信機２４は記 録した電磁エネルギをアナログビデオ信号に変換し、これらアナログビデオ信号 を適当なビデオ同期信号と共にこの発明のデュアルモードビデオ追跡装置に供給 する。アナログビデオ信号が複合信号であれば同期信号は必要ない。

ビデオ追跡装置は包括的にマイクロコンピュータおよび関連するタイミングおよ び制御回路２６、ビデオプリプロセッサ２８、相関プロセッサ３０、および画面 の質量中心プロセッサ３２を具備している。マイクロコンピュータ２６、ビデオ プリプロセッサ２８、相関プロセッサ３０、および画面の質量中心プロセッサ３ ２は後述するように共通バスによって相互接続されているが、説明上部品間で供 給される機能信号が第１Ａ図および第１Ｂ図に示されている。

マイクロコンピュータ２６は例えば８　ＭＨｚのインテルｌ１０１８６型でよい 。マイクロコンピュータ２６はビデオプリプロセッサ２８、相関プロセッサ３０ 、および画面の質量中心プロセッサ３２のそれぞれのための管理および計算リソ ースと共に全体の追跡モード制御を行う。中断制御、すなわち３個の中断信号の 認識および優先仲裁は８０１８ｅ型マイクロプロセツサの中断制御セクションに より行われる。３個の中断は質量中心および相関ゲートの終りおよびエンド・オ ブ・フィールド期間中必要な処理を開始する。マイクロコンピュータ２６はまた プログラム可能な同期発生器３８を制御する。同期発生器３８は受信装置を通じ て使用されるクロック、同期、およびＦＯＶ　（視野）座標を再発生させる。同 期発生器ｓｇｒｉれらの信号が受信機２４によって分離して与えられないときに はビデオプロセッサ２８から水平および垂直同期信号中に複合同期信号を分離す るように任意にプログラムされてもよい。位相ロックループ４２が使用されて画 素クロックを再発生させるために入力垂直同期信号をロックするために使用され る。同期発生器３Ｂは、組込み試験（Ｂ　Ｉ　Ｔ）を行うために受信機２４から の同期信号なしに内部同期信号を発生するように任意にプログラムされてもよい 。同期発生器３Ｂはまた追跡装置のためのマスターＦＯＶ座標を与える。これら の座標は追跡プロセッサがＦＯＶ内の画素の位置を正確に決定することを可能に する。

ＢＩＴビデオ発生器４０は各種の合成ターゲット寸法およびプロセッサの各回路 の自動試験を行うための１２８×１２８画素までの形状を発生するために設けら れている。

ｌ実施例において、マイクロコンピュータ２６は１２８にバイトのＦＲＯＭ３４ （プログラム可能な読取り専用メモリ）および１６にバイトのＲＡＭ（ランダム アクセスメモリ）を備えている。

全ての追跡装置は計算しデータを転送し、それはマイクロコンピュータ２Ｂ内で ビデオフィールド速度（典型的には６０１１２）で行われる。追跡エラー計算の ようなある種の機能は毎ビデオフィールドで実行される。しかし他のものはビデ オフレーム速度で計算される。ビデオプロセッサ２８は各種形式のセンサ２２か らのビデオ源のグループの任意の一つを受信できるように柔軟性を有して構成さ れた一般的目的のビデオインターフェイスとして機能し、また受信機２４から受 信したアナログビデオ信号を相関プロセッサ３０および質量中心プロセッサ３２ に共に適応するフォーマットに予備条件付けするように機能する。さらに、入力 アナログビデオ信号の基本的なアナログ・デジタル変換を行うのに加えて、プロ セッサ２８はアンチアリアスフィルタ作用、ビデオ利得およびオフセット付勢、 ゲートされたビデオのピークおよび谷の検出、および形態化可能な画素平均また は画素率バッファ機能を与える。

ビデオ処理 第２図を参照すると、ビデオプロセッサ２８の基本的な部品が示され、受信機２ ４からのアナログ入力ビデオはマイクロコンピュータ制御スイッチ４６を通って 差動増幅器４８に差信号として供給され、この増幅器４８はグラウンド・ループ 雑音を最小にする。スイッチ４Ｂはマイクロコンピュータのデータバス４４から 供給され、Ｄ／Ａ変換器９２によって処理されたマイクことを許容する。増幅器 ４８からのアナログビデオ信号出力はラスク一方向に画素の疑似平均を与えるロ ーパスアンチアリアスフィルタ５０を通って供給される。しかしフィルタ５０は 入力信号の多重化速度と同期するアナログ・デジタル変換を必要とするような形 態に対してはマイクロコンピュータ制御スイッチ５２を通ってバイパスされるこ ともできる。プログラム可能なオフット回路５４およびプログラム可能な利得回 路はマイクロコンピュータ２６により発生された命令を受け、ビデオアナログ信 号のオフセットおよび利得をそれぞれ調節するように機能する。アナログオフセ ットおよび利得動作に続いてアナログビデオ信号はＡ／Ｄ変換器６０によって７ ビツトに符号化される。７ビツトの中間の半分は後述するように相関プロセッサ ３０および質量中心プロセッサ３２により利用される６ビツトビデオとして使用 される。

３位置のマイクロコンピュータ制御スイッチ５８はＡ／Ｄ変換器６０によって出 力されたデジタル信号、デジタルＢＩＴビデオソース、または画素平均およびバ ッファ回路６８および７０へ供給するための外部デジタルビデオソースのいずれ かを選択する。デジタル入力ビデオ信号は追跡装置中に各種のボートから読取っ たデータに基づいてテスト表かを行うためにマイクロコンピュータ２６により発 生される。６８における隣接する列またはラインのための画素平均はデジタル入 力ビデオの１つの列またはラインを蓄積することによって行われる。

それから次の列またはラインが到着する時蓄積された列またはラインが読み出さ れ、画素対が平均される。したがって交互の列時間が蓄積および画素平均のため に使用される。列またはライン中の隣接する画素の平均は、対の隣接する画素の 平均、又は１／２　：　ｌ　：　ｌ／２の重み付けによる３個の隣接する画素の 平均のいずれかにより行われる。画素平均回路６８ならびにＡ／Ｄ変換器６０は 入力クロック信号源６４によって駆動される。

速度（比率）バッファ７０はプロセッサクロック６６により駆動され、２列以下 のメモリからなり、交互に形成されたとき画素平均列またはラインを蓄積し、入 力クロック速度の半分でデータをクロックするために次の２列またはラインを使 用する。バッファ７０は追跡画素データ速度を有効に減少させるように機能する 。画素平均および速度バッファ動作６８．７０は所望ならば１対のマイクロコン ピュータ制御バイパススイッチ６２を介して迂回することもできる。画素平均お よび速度バッファの両者を使用することにより相関プロセッサ３０および質量中 心プロセッサ３２のそれぞれのハードウェア速度限界を越える入力データ速度で 追跡装置が満足できるように機能することを可能にする。

ビデオプロセッサ２８の出力９４は６ビツトのデジタルビデオ信号であり、それ は相関プロセッサ３０および質量中心プロセッサ３２に同時に供給される。Ａ／ Ｄ変換器６０の７ビツト出力はピーク検出器７２および谷検出器７４を使用する ピークおよび谷検出のための適当なダイナミック範囲を与えるために使用される 。検出器７２および７４はＡＧＣゲート内の最大および最小ビデオ強度を決定す るためにＡＧＣ（自動利得制御）信号によってゲートされる。各検出器７２．７ ４は回帰性フィルタを備え、それ故所定の強度の４画素以上がピークまたは谷と して記録されるべき全体の強度に対して要求される。ピークおよび各位はフィー ルド間のデータバス４４を介してマイクロコンピュータ２６に送られ、レベルお よび利得制御計算はそれからマイクロコンピュータ２６により行われる。ビデオ プロセッサ２８はマイクロコンピュータ２６からオフセットおよび利得値を受け 、これらのパラメータを使用してＤＣレベルおよび５４゜５５のビデオ利得を制 御する。ビデオのＤＣレベルは１フイールド中は一定であるが、各ビデオライシ 間に適当なりＣ再生回路（図示せず）によって再設定される。レベルおよび利得 制御ループの両者は追跡に使用された６ビツトのデジタルビデオ範囲にわたって 広がった追跡ゲート内のビデオ強度の平均率を維持するように構成されており、 それによってターゲットのコントラストを最大にする。

したがって、上記のようにビデオプロセッサ２８は入力ビデオ信号をバッファし 、アナログ入力信号を６ビツトデジタル信号に変換し、デジタル信号のレベルお よび利得を自動的に制御し、画素平均および速度バッファの両者を行う。

質量中心処理 第３図には質量中心プロセッサ３２の主要部品が示されてい大きさを計算するた めにマイクロコンピュータ２６により必要とされるデータを発生するように機能 する。第３図に示すようにプロセッサ２８からのデジタルビデオ信号は強度ヒス トグラム発生器７６の入力およびデジタル比較器８０の１人力に供給される。ヒ ストグラム発生器７６は追跡ゲート内および集中した広いゲート領域内の全ての ビデオに対して強度ヒストグラムデータを生成する。このヒストグラムデータは ターゲットコントラストを自動的に決定し、また質量中心しきい値を計算するた めマイクロコンピュータ２６によって使用される。ヒストグラム発生器７Ｂは例 えば１２８　Ｋｘ２５８　ＫのＲＡ　Ｍで構成されることができ、その場合には １２８ビツトのアドレスは２ように追跡ゲート中の画素強度によってアドレスさ れ、他方の半分は９６のように広いゲート中の画素強度によりアドレスされる。

２５６ビツトＲＡＭデータはフィールド間でクリアされ、アドレスされたとき１ だけインクレメントされる。アドレス９６．９８は適当なタイミングおよび制御 回路７８によって生成され、この回路７８はデータバス４４上のマイクロコンピ ュータ２６から受信したデータによって制御される。追跡および広いゲート区域 に対応する２個の６４ワードアレイからなるヒストグラム発生器７６の出力はマ イクロコンピュータデータバス４４に供給される。

６ビツトのデジタルビデオ入力信号は比較器８０でマイクロコンピュータ２６か らデータバス４４で第２の入力に受けたデジタルしきい値信号と比較され、その 結果の２進ビデオはスイッチ８２を選択するためにマイクロコンピュータ２６に より供給される極性ビット１００にしたがってしきい値より上（正のフントラス ト）のビデオかしきい値より下（負のコントラスト）のビデオかに対して形成さ れる。追跡内で形成された２進質量中心ビデオはカウンタ８４およびアキュムレ ータ８６に供給される。マイクロコンピュータ２６により供給される方位（ＡＺ ）および高度（Ｅ　Ｌ）の両者に対するＦＯＶデータはアキュムレータ８６およ びターゲットまたはＦＯＶエツジ検出器８８に供給され、ターゲット検出器８８ はこれらのカウントを時間標準でスイッチ９０から受け、このスィッチ９０ビデ オフイールド速度でトリガーされる。ターゲット検出器８８はしきい値ターゲッ トエツジに対応する高度（頂部および底部）および方位（左および右）ＦＯＶ位 置を検出する。このターゲットエツジ情報はデータバス４４に出力され、マイク ロコンピュータ２６により追跡ゲートおよび広いゲートの大きさを決定するため に使用される。

ターゲットの大きさ制御はしきい値ビデオエツジの位置を検出し処理することに より達成される。図示のように第４図でデジタル比較器８０からの２進ビデオ出 力は追跡ゲートの大きさおよび位置情報により決定される線形重み関数ＷｅとＷ ｄにより効果的に乗算される。線形重み関数ｗｅとＷｄはビデオラインまたは列 方向における画素カウンタ（図示せず）または直角方向におけるラインまたは列 カウンタ（図示せず）から導くことができる。したがって２進ビデオ重み関数績 およびしきい値を通過する画素の数は追跡ゲートにわたって累積される。第３図 に示すように比較器８０の２進出力はアキュムレータ８６に供給される前に線形 重み関数ＷｅとＷｄにしたがって乗算器１０２および１０４により乗算またはゲ ートされる。

追跡ゲートは３個の２進質量中心ビデオ変数Ｅｅ、ＥｄおよびＩＯの累積を可能 にし、それらは追跡ゲートが各フィールドを走査された後にデータバス４４を介 してマイクロコンピュータ２６に供給される未加工エラーパラメータである。実 際の追跡エラーはマイクロコンピュータ２６によりビデオフィールド速度で計算 される。変数Ｅｅ、Ｅｄおよび１０は高度および方位ＦＯＶ位置および追跡ゲー ト内のアクチブ質量中心ビデオのそれぞれの画素カウントの累積を表わす。

広いゲートは追跡ゲートと一致し、追跡ゲートに関する大きさは適当なソフトウ ェア制御を通じて調節されることができる。さらに質量中心プロセッサ３２はそ の入力として回帰的基準（“ラストマツプ°として後述する）または相関プロセ ッサ３０からの左ビデオ信号を受ける。

相関プロセッサ 相関プロセッサ３０（第１Ａ図および第１Ｂ図）は本質的に基本部品および米国 特許４，１３３．３０４号明細書中で使用された相関追跡エラー信号を発生する 技術を伴っている。相関追跡エラー信号の発生に加えて、相関プロセッサ３０は 重み関数ＷｅとＷｄの２乗の和および以下定める差ビデオの和を累積する。差ビ デオの和は追跡ゲート区域と広いゲート区域の両者にわたって累積される。重み 関数の２乗は追跡ゲートと無関係にゲート区域にわたって累積され、相関追跡ゲ ートの大きさを計算するためにマイクロコンピュータ２６により使用される。

方位重み関数Ｗｄと高度重み関数Ｗｅはそれぞれ次の関係により定められる。

ここでΔｅは座標εに沿った各画Ａ’ｉの大きさであり、Δｄは座標ηに沿った 各画素の大きさであり、ｉとｊはそれぞれ座標εおよびηに沿った画素位置を表 わし、ｋはビデオフレームシーケンスを表わす。

以下整合フィルタ相関技術と呼ぶ米国特許を４．１３３．００４号明細書に開示 された技術は、ビデオデータの“パイプライン”処理の使用を許容する。パイプ ライン処理の使用により、蓄積された基準情景の全ておよび追跡ゲート内の現在 の情長情会 報はゲートが走査されるとき使用され、したがってゲートの大きさに関係なく追 跡ゲートの走査が完了した後ずぐにエラー信号データを生じる。

以下さらに詳細に説明するように、相関プロセッサ３０はまた回帰性基準更新法 を使用し、それにおいて新しいビデオデータはすでに存在する基準データがスム ースに更新されるように基準ビデオデータにインクレメント的に加算される。こ の方法において、ターゲット特徴の変化（高度または距離の変化および視線を中 心とするセンサの回転による）が許容されるが、情景を通過する雑音およびクラ ッタ−のような急速に変化するデータは初除される。

第５図には相関プロセッサ３００基本的部品が示されている。

ビデオプレプロセッサ２８から供給された６ビツトデジタルビデオデータはデジ タル回帰性基準回路１０Ｂによって受信されその回路１０ｇはフィールド当りＮ 　Ｘ　Ｍの追跡画素の区域を有する相関基準を蓄積するためのメモリを含んでい る。ビデオプレプロセッサ２８からの人力ビデオマイクロコンピュータ２Ｇによ り制御される時定数Ｗ１をａする回帰性基準を更新する。

基準更新は入力ビデオ強度値からラストの基準画素ビデオ強度値を減算すること によって実１１１間で１画素づつ行われ、それによってＷｌパラメータにしたが −って差ビデオをシフトする“差ビデオ１、ΔＶを生成し、それからラストの基 準ビデオ強度にシフトされた差ビデオを加算する。この回帰的基準計算の結果は “現在のマツプ”であり、回帰的基準回路１０８中に蓄積されて次のフレームの ための“ラストマツプ“となる。この技術は次の式で示される。

ＴｈｌＡＰｇ（ｋ）　！：１ＳＩＶ、ｊ（ｋ）　”　（１−Ｗｌ団ＡＰ１ｊ（ｋ −１）ここで、 ｋｉＡＰｉｊ（ｋ）−現在のマツプ（回帰的基準出力）ＭＡ　Ｐ　ｊｊ（ｋ−１ ）−マツプビデオ（前のフレームから）Ｗ１韓フィルタ時定数 回帰的基準計算の結果は蓄積のためにフレームおよびフィールドメモリ１１０　 、１１２に供給される。マイクロコンピュータ２６により制御されるタイミング および制御回路１０６はメモリ１１０　、１１２から形態的スイッチ１１４を通 ってそれぞれ高度および方位重み関数回路回路１１６　、１１８へ基準ビデオか らクロックされるために基準ゲート信号を出力する。基準ビデオはまた“ラスト マツプ“とじて回帰性基準回路１０８へフィードバックされ、また補足および低 ＳＮＲ追跡動作モードで使用するために質量中心プロセッサ３２の入力に供給さ れる。分離されたフレームメモリ１１０とフィールドメモリ１１２は異なるビデ オソースフォーマットに適応を獲得する。同様にマイクロコンピュータ２Ｇの制 御下にある形態スイッチ１１４は異なるビデオソースフォーマットに適応するた めに設けられる。

いくつかのビデオフォーマットの場合、例えばインターレース中の重み関数は１ フレーム遅延でビデオから導出され、一方他のフォーマットは１フイールドの遅 延を必要とする。画素“Ｘ”のだめの相関重み関数の計算に使用される画素を空 間的に表している第６図に示されるように、方位重み関数Ｗｄは走査ライン１３ ２の部分を形成する画素ＡおよびＢの関数であり、一方高度重み関数Ｗｅは同じ 画素クロック期間１３０中に生じるが走査ライン上の画素“Ｘ″を含むもののい ずれかの側にある画素ＣおよびＤの関数である。

差ビデオは回帰性基準更新関数１０８から出力されて１２２で集合的に示された 乗算器−アキュムレータのセットと、１２３　（ａ−ｄ）で示されたアキュムレ ータと、差ビデオの絶対値を計算し、そのような値を“ビデオ差”または自動タ ーゲット検出追跡モードで使用するために質量中心プロセッサ（第１Ｂ図）に送 る回路１２０とに送られる。

重み関数回路１１８と１１６から出力された相関重み関数ＷｄとＷｅは回路１２ ４に供給され、そこで２つの重み関数の２乗は独立に制御されたゲート区域にわ たって累積される。累積された和はデータバス４４に出力され、追跡ゲートの大 きさを自動的に定めるためにマイクロコンピュータ２６によって使用される。

差ビデオは追跡ゲート中の各画素に対して１２２で累積され、１２３で広いゲー ト中の各画素に対して累積される。これら累積された和はデータバス４４に出力 され、相関追跡品質を決定するためにマイクロコンピュータ２６によって使用さ れる。

マイクロコンピュータ２６によって動作されたタイミングおよび制御回路１０６ は相関プロセッサ３０のために必要なタイミングおよび制御信号を与える。特に 回路１０６は基準ゲート信号をメモリ１１０　、１１２に与え、追跡ゲート信号 を乗算器−アキュムレータ１２２に与え、勾配ゲート信号を乗算器・アキュムレ ータ１２４に与え、広いゲート信号をアキュムレータ１２３　（ａ−ｄ）に与え る。

第１２図はこの発明の改良を適用可能な各種の広いゲートを示している。広いゲ ートの形態はタイミングおよび制御回路１０６からのゲート信号のタイミングに よって決定され、この回路１０６は特定の走査ライン中蓋ビデオを累積するスタ ートおよびストップするための特定のアキュムレータ１２３を告げるためのスイ ッチとして効果的に作用する。第５図には４個の異なる広いゲートを与えるため の４個の異なるアキュムレータが示されている。しかし、もしも所望ならば多重 化法が利用でき、それにおいては単一のアキュムレータが追跡ゲートおよび広い ゲート形態の両者を定めるために使用される。

第５図に示された実施例では、アキュムレータ１２２からのライン１２５上の出 力は追跡ゲートにわたって累積された差ビデオに対応する。一方ライン１２７　 （ａ−ｄ）上の出力は選択された広いゲートにわたって累積された差ビデオに対 応する。

前に示したように、相関高度重み関数Ｗｅは処理されている現在の画素の上およ び下の画素に対する強度値の間の差である。同様に方位重み関数Ｗｄは処理され ている現在の画素の左および右に対する画素強度値の間の差である。ビデオフォ ーマットがＷｅ方向にインターレースされる場合には、Ｗｅ関数は処理されてい るフィールドから反対のフィールド中の情報を必要とする。この情報はフィール ドメモリ１１２によって供給される。Ｗｄ関数は処理されフィールドと同じフィ ールド中の情報を必要とする。それ故データは回帰性基準１０８によって使用さ れたフレームメモリ１１０から利用できる。

乗算器・アキュムレータ１２２は追跡ゲート区域内のみにデータを累積するよう に動作し、相関追跡エラーを計算するためにマイクロコンピュータ２６によつ° Ｃ使用される次の５個の相関変数を形成する。

Ｅｅ（ｋ）　！　ΣＩＷｅｇ（ｋ）・Δν１ｊ（ｋ））Ｅｄ（ｋ）　ｔΣ［Ｗｄ ｉｊ（ｋ）・６Ｖｇ（ｋ）］ＣｅＩＩＷｅ１」（ｋ）］２ Ｃａｘ　ＺＩＷｄ７ｊ（ｋ））２ Ｃｅｄ；Σ［Ｗｅ、、（ｋ）弓νｄ、ｊ（ｋ）Ｊ上記５個の変数を使用して、マ イクロコンピュータ２Ｇは次の表現による追跡エラーを計算する。

上記の整合したフィルタ処理技術は第７図乃至第９図を参照により詳細に説明す る。この技術は交差相関関数空間導関数のゼロ交差の位置の決定ための方法とし て見ることができ、それは数学的に情景基準交差相関関数のピークの決定と等価 である。テーラ−の級数の表現を使用して、ゼロ交差が処理されている基準情景 画素の位置における基準情景の水平および垂直空間導関数である重み関数により 入力情景と基準情景との間の画素強度差を乗算することによって計算することが できることが分る。各画素に対する個々の差ビデオ重み関数績は、入力情景が走 査され、関心のある追跡ゲートにわたって累積されるときに発生される。追跡エ ラーは、積の累積和および重み関数の２乗によりこれら累積された積を適当にス ケールすることによって得られる。重み関数発生および適当な画素速度乗算は積 累積と共に相関プロセッサ３０により行われる。

第７図は相関プロセッサ３０により使用される入力ビデオおよび回帰性基準のパ イプライン処理を簡単にするためにインターレースでないビデオフォーマットで 示している。水平および垂直重み関数はそれぞれＷ　ｄ　ｉ　ｊおよびＷ　ｅ　 ｉ　ｊとして示される。差ビデオはＶｉｊ−Ｒｉｊに等しい。ここでＶｉｊおよ びＲｌｊはそれぞれ入力情景および基準画素強度値である。追跡エラー計算の残 りの部分は、追跡ゲートが走査され和を累積されたエラーパラメータが得られた 後でマイクロコンピュータ２６により行われる。この計算は交差結合相関のスケ ーリングおよびドリフト除去処理からなる。この後者の計算は第８図にブロック 図の形態で示されている。スケーリング計算は未加工追跡エラーＥｅおよびＥｄ を適当な２乗された重み関数和によって正規化することからなる。交差結合補正 動作は重み関数交差績の和Ｃｃｄを利用し、これを行なわない場合には情景また はターゲットエツジまたは強度勾配が水平および垂直軸に関して傾斜されたとき 多くの相関処理アルゴリズム中で生じるエラー交差結合を除去する。

ドリフト除去処理は回帰性基準が更新速度係数Ｗｌにより連続的に更新されると いう事実に対して補償する。回帰性基準の基本的部品はフレームメモリ１１０と 共に第９図に示されている。前に示したように回帰性相関基準は重み係数Ｗｌと 入力ビデオ画像強度を乗算し、それを基準値が１−Ｗｌと乗算された後で対応す る基準画素に対する存在する強度値に加算することによって発生される。基準中 の特定の情景の“寿命°はＷｌの値（それは１以下である）により決定される。

もしもＷｌが例えば１／６０に等しいならば、センサフィールドは毎秒６０フイ ールドであり、基準情景の“寿命”は１秒である。ドリフト除去処理のために過 去の追跡エラーはＷｌ重み係数により累積され、したがってたとえダイナミック に続くエラーが基準更新中に起っても最初のポインティング基準が維持される。

さらにダイナミックに続くエラーのドリフト除去処理により、大きさにおいて多 くの画素は、ある環境において基本エラー処理アルゴリズムか限定されたダイナ ミック範囲を有するエラー信号を与えたとしてもロックの喪失を生じることなく 存在する。ドリフト除去処理の出力は追跡ビデオ画素寸法によってスケールされ て角度追跡エラーを生じる。

インターレースビデオフォーマットに対しては、回帰性基準が各個々のフィール ドに対して効果的に発生される。

２　：１のオーバーラツプしないインターレースのセンサに対して、インターレ ース方向における重み関数が基準中の隣接する画素からの強度値を使用して反対 フィールドに対して発生される。オーバーラツプしないインターレースフィール ドに対する累積和はそれから結合され、新しいデータがフィールドから得られる 都度更新される単一追跡エラー計算に対して利用される。インターレースビデオ フォーマットにより、Ｗ１更新速度係数はビデオフレーム当りのビデオフィール ド数によって割算された回帰性基準更新速度である。

０と１の間であってよい回帰性更新速度係数Ｗ１はマイクロコンピュータ２６に よりダイナミックに制御される。単一フレームメモリに対応する係数１が使用さ れ、新しい基準を負荷する。係数０は過渡的クラッタ−が検出され、したがって クラッタ−汚染を防止するときに基準を凍結するために使用される。追跡結合中 基準は追跡が開始されるときに負荷される。更新速度係数は、回帰性基準の雑音 ろ波特性を最良にするように計画された方法でそれから連続的に小さい値へ減少 される。その後更新速度係数は相関追跡状態および入力情景と基準との間のフレ ーム対フレームエラーの関数である。フレーム対フレームエラーが増加するなら ば、更新速度係数も増加し、したがって入力情景と基準との間の瞬間的不整列が 減少する。クラッタ−侵入が検出されたとき基準は凍結される。

情景またはターゲットビデオ勾配は相関追跡に対して基本的な情報を含む。した がってこの情報内容を最大にするように相関ゲートの大きさを定めることが望ま しい。所望の情報の適当な尺度を発生するために、勾配関数が追跡ゲート中に含 まれた各基準画素に対して発生される。前述のように、この勾配関数は関心のあ る画素位置に対する水平および垂直重み関数の２乗の和である。勾配関数の２つ の成分は勾配ゲートにわたって累積されマイクロコンピュータ２６によって共に 合計される。勾配ゲートはそれから勾配ゲートにわたつるこの和の平均値を最大 にするようにマイクロコンピュータ２６によって振動（ｄｉｔｈｅｒ）状態にさ れる。勾配ゲートエツジ位置はそれからマイクロコンピュータ２６によって所望 の追跡ゲートエツジ位置を発生するように処理される。

通常の追跡状態下では、追跡ゲートおよび広いゲートにわたる差ビデオの和はは 比較的小さい。しかしながらクラッタ−が追跡ゲートに入込む場合には顕著な差 ビデオ和を与える。

したがって差ビデオは追跡ゲートおよび広いゲートにわたって累積され、このク ラッタ−検出情報はマイクロコンピュータ２６に送られて各種相関追跡制御アル ゴリズムおよび全体の追跡プロセッサモードおよび追跡状態制御において使用さ れる。

相関回帰性基準および相関差ビデオからの情景平均ビデオは整合したフィルタ相 関技術に対して固有である。ビデオ出力副産物が質量中心プロセッサ３２によっ て与えられた関数と結合されたとき、その結果はマイクロコンピュータ２６の制 御下の動作モードにおける多数の有用な追跡関数を構成する手段を与える。

この追跡装置の別の顕著な特徴は、追跡状態指示ＴＳＩは相関プロセッサ３０を 使用して発生される、相関プロセッサ３゜かＴＳＩの発生のための部品とノ（に 示されている第５図を参照した態様である。回帰性基準１０ｇおよびマツプ１１ ０がら導出された重み関数Ｗｄおよびｗｅは乗算器・アキュムレータ１２２によ って処理され、エラースゲール関数Ｃｄ、Ｃｅｄ、およびＣｃを生成する。さら に重み関ｕＷｄおよびＷｅは差ビデオと乗算され、１２２で累算され一〇エラー 関数ＥｅおよびＥｄを生成する。１０８において人力ビデオからラストマツプを 減算することによって生成された澄ビデオは１２２で追跡ゲートに対して累算さ れ、また１２３（Ｘ＋）〜（ｃｌ）で広いゲートに対して累算される。重み関数 ＷｄおよびＷｅの２乗はゲートの大きさ勾配関数ＣｄｇおよびＣｃｇを！１成す るために１２４において＝１算される。

相関処理のための追跡状態指示（ＴＳＩ）は次の関数により決定される。

ここでＡｔｇ−追跡ゲー区域 Ａｇｇ−勾配ゲート区域 Ａｂｇｉ　−広いゲートｉの区域 “満足すべき”ＴＳＩを達成するために、上記関数（１）。

関数（４）および関数（５）乃至（７）（もしも構成されたなら）は特定された 低い方の限界値より小さくなければならず、関数（２）および（３）は共に予め 定められた値より大きくなければならず、もしも関数（２）または（３）のいず れかがそれぞれの予め定められた値より下に低下すればＴＳＩは関数（１）およ び関数（４）乃至（７）の大きさに関係なく　“ロックの喪失阻止”になる。関 数（１）および関数（４）乃至（７）の大きさが特定の下限より大きいが、特定 の上限値より小さいならば、ＴＳＩは“マージナル（あまり重要でない）”であ る。もしも関数（１）および関数（４）乃至（７）の大きさが特定の上限値を越 えるならば、ＴＳＩは“ロックの喪失阻止”に変化する。

以上の説明から相関プロセッサ３０を構成するための種々回路を容易に想達でき るであろう。しかしここで完全な説明を行うために相関プロセッサ３０の一つの 特定の構成について第１Ｏ図および第１１図を参照に以下説明する。更新速度係 数Ｗ１は４ビツトワードとしてデータバス４４からからラッチ１３８へ供給され 、このラッチ１３８はＷ１書込みエネーブル信号によって選択的にエネーブルに される。ラッチ１３８中のＷｌの１ビツトはクラッタ−侵入が検出されたとき回 帰性基準を凍結するように機能するマツプ凍結論理装置１４２に供給される。

過渡的クラッタ−に応答して、凍結信号およびアキュムレータ禁止信号は後述す るマツプフィルタ１５４およびアキュムレータ１２２　、１２８　（第５図）を 凍結するためのマツプ凍結論理装置１４２からの出力である。

ビデオプレプロセッサ２８からの６ビツトデジタルビデオデータは減算回路１４ ４に供給され、この減算回路１４４はマイクロコンピュータ２６により供給され たしきい値に対応する値をビデオデータから減算して相関しきい値ラッチ１４０ 中に蓄積するように機能する。減算回路１４４の出力は６ビツトワードとしてマ ルチプレクサラッチ１４Ｂを通って第２の減算回路１４８に供給され、この減算 回路１４８は入力ビデオから“ラストマツプ°ビデオデータを減算するように機 能する。減算回路１４８の結果の出力は１３ビツトであり、それはラッチ１５２ により保持され、それからマツプフィルタ１５４に供給される。

マツプフィルタ１５４はそれぞれラッチ１３８および論理回路１４２より供給さ れる時定数信号Ｗｌおよび関連する凍結信号によって制御される。マツプフィル タ１５４の出力は加算回路１５６に供給され、１対のラッチ１５０中に保持され た“ラストマツプ”と加算される。

加算回路１５６の出力は“現在のマツプ”に対応する１２ビツトワードであり、 それは１５８にラッチされ、フィールド−ラインメモリ１１０　、１１２　（第 １１図）中に順次書込まれる。

減算回路１４８の出力は差ビデオであり、それは１６４において８ビツトから７ ビツトに丸められ、マルチプレクサ１００および乗算器・アキュムレータ１２２ （第５図）に次に供給するためにラッチ１８６　、１６８中に保持される。装置 ビデオ選択信号の制御下に、マルチプレクサ１６０は駆動装置１６２を通って装 置ビデオバス２２６に差ビデオおよびラストマツプを選択的に供給する。装置ビ デオバス２２６上のデータは、照準、追跡でオペレータを助けるための方形、カ ーソル等のような記号を形成するために追跡装置の一部を形成するために追跡装 置の一部を形成する付加回路（図示せず）によって使用される。

絶対値計算回路１２０は、減算回路１４８からの差ビデオ出力を絶対値に計算す る適当な回路１７０をラッチ１７２およびバス駆動装置１７Ｂと共に具備する。

バス駆動装置１７６の出力はバス２４０を介して差ビデオの絶対値を供給する。

前に示した第１１図を参照すると、現在のマツプは１２ビツトワードであり、メ モリ１１０　、１１２に書込まれる。メモリ１１０゜１１２はタイミングおよび 制御回路１０Ｂの一部を形成しているマツプクロックゲートおよびメモリアドレ スカウンタにより供給されるメモリアドレスによりアドレスされる。フレームメ モリ１１０から読取られたデータはラインメモリ１８２へ負荷され、また後述す るマルチプレクサ２００の入力へ供給される。

ラインデータはタイミングおよび制御回路１０６からのアドレス信号を使用して メモリ１８２から読取られ、“ラストマツプ”として回帰性基準更新（第５図お よび第１０図）に供給される。

ラストマツプはまたそれぞれラッチから構成されてもよい１対の２個の画素遅延 装置１８４　、１８６によって遅延された後にマルチプレクサ１８８に供給され る。マルチプレクサ１８８の第２の入力は１９６で１画素だけ遅延されたフィー ルドメモリ１１２から読取られたデータによって形成される。

フィールドメモリ１１２から読取られたデータはまた［４で２画素だけ遅延され たラインメモリ１８２から読取られたデータと共にマルチプレクサ１９０に供給 される。多重化されたマルチプレクサ１９０からのデータは方位重み関数Ｗｄを 計算するためにマルチプレクサ１８８から供給された多重化されたデータから減 算回路１９２で減算される。重み関数データＷｄは１９４でラッチされ、それか ら乗算器−アキュムレータ１２２ならびに乗算器−アキュムレータ１２４に供給 される。

フィールドメモリ１１２から読取られたデータは１９６で１画素だけ遅延された 後マルチプレクサ１９８に供給され、また他のマルチプレクサ２００に直接供給 される。フィールドメモリ１１２から読取られたデータはラインメモリ１８２か ら読取られた遅延されたデータと共にマルチプレクサ２００で多重化される。デ ータはメモリ２０２からタイミングおよび制御回路１０６により供給されたアド レスを使用して読取られる。メモリ２０２から読取られたデータは２０４で２画 素遅延され、減算回路２０６に供給される。

フレームおよびフィールドメモリ１１０　、１１２から読取られたデータはまた マルチプレクサ２００を介して減算回路２０６に供給され、このデータは高度重 み関数ＷＱを計算するためにラインメモリ２０２から読取ったデータから減算さ れる。重み関数データＷｅは２０８でラッチされ、それから乗算器・アキュムレ ータ１２２ならびに乗算器−アキュムレータ１２４に供給され、それは重み関数 の２乗Ｃｄｇ、　Ｃｅｇの和を生成する。

追跡モード ビデオ追跡装置は各種の追跡モードまたは装置で動作するためにマイクロコンピ ュータ２６によって制御される。これらのモードは、ゲートの大きさ決定、ビデ オしきい値選択、および回帰性基準更新速度選択のような各種の財団的な機能の 手動制御を含む相関および質量中心両プロセッサのいずれか、または双方の手動 制御を完了するために互いに関連する相関および質量中心プロセッサ３０．３２ の両者と共同する全自動動作から変動する。

相関および質量中心プロセッサ３０．３２の両者に対する有意義な追跡指示は実 効的自動追跡モード制御を行うときに重要である。各プロセッサ３０および３２ に対する追跡状態は満足、マージナル、またはロックの喪失阻止のいずれかに分 類される。戦術的な応用では、通常ターゲットの簡単な相対移動よりもクラッタ −妨害追跡喪失を生じる。その結果追跡状態の設定における鍵となるのはクラッ タ−妨害の検出である。相関プロセッサ３０のための追跡ゲートおよび広いゲー ト差ビデオの和および質量中心プロセッサ３２のための追跡ゲートおよび広いゲ ート強度ヒストグラムデータの組合わせは、クラッタ−妨害発生していることの 効果的な指示を与える。相関プロセッサ３０のための相関勾配データと結合され たこれらのクラッタ−妨害指示と、質量中心プロセッサ３２のためのしきい値を 通過する画素の数は追跡状態を設定するために使用される。もしもクラッタ−妨 害が指示されず、他の追跡状態パラメータ値が特定の最小値を越えるならば、追 跡状態は満足として分類される。もしもクラッタ−妨害が指示され、他の追跡状 態パラメータ値が依然として特定の最小値を越えるならば、追跡状態はマージナ ルとして分類される。もしもクラッタ−妨害指示のいずれかが特定の最小値を越 えるか、または他の追跡状態パラメータが最小値基準に落ちるならば追跡状態は ロックの喪失阻止として分類される。

相関およびＩＥｌｊｉｔ中心プロセッサ３０．３２の両者に対するこれらの追跡 状態指示は、個々のプロセッサおよび全体の追跡システムのためのモード制御の 各種素子に使用される。例えばもしも相関追跡状態が満足より下に落ちるならば 、回帰性基準は基準入ることからクラッタ−を阻止し、妨害クラッタ−が通過し たとき再獲得のため適当な基準を保持するために凍結される。もしも質量中心追 跡状態カーマージナルに落ちるならば、質量中心ゲート大きさアルゴリズムが、 追跡ゲートとしきい値を通過する“ターゲット°画素の数との間の平衡を得るこ とを試みるように変形される。もしも質量中心追跡状態がロックの喪失阻止に落 ちるならば、ゲートの大きさ決定、コントラスト選択、およびしきい値が妨害ク ラッタ−が通過するとき適当な再獲得を助けるために凍結される。

ビデオ追跡装置は与えられた質量中心モードで動作されることができる。それに おいて質量中心プロセッサ３２はもっばら追跡速度命令を導出するために利用さ れる。このモードにおける獲得は指示されたボアサイト位置を中心とした処理追 跡ゲートによって開始される。各連続するビデオフレームにおいてしきい値およ びターゲットコントラスト計算は、計算されたしきい値を通過するビデオが追跡 ゲートヒストグラムム強度値のみを有する画素がないように（すなわち満足追跡 状態）シきい値が正または負のコントラストターゲットのいずれかに対してしき い値が発見されることができるかどうかの決定を実行する。もしも適当なしきい 値を発見することができないならばゲートの大きさが次ビデオフレームに対して 予め定められた係数、例えば４０％だけ増加される。適当なしきい値が発見され たとき、与えられたターゲット質量中心位置がボアサイト位置から画素の容易に プログラム可能な特定の数円にあるかどうかの決定をするチェックが実行される 。

このチェックは関心のあるターゲットではなくクラッタ−目標にロックされるこ とを阻止するように実行される。もしも候補のターゲットがこのテストに落ちる ならば、予め選択された係数による成長速度が連続される。他方ターゲット・コ ントラスト選択フラグが設定され（すなわちターゲットコントラストが特定され る）、イン・ラスター追跡が開始される。

与えられた質量中心追跡中、ビデオしきい値（選択されたターゲットコントラス トを与える）、ターゲットゲートの大きさ、および追跡状態指示が連続的に更新 される。前述のように、質量中心追跡状態指示が点追跡モード中に質量中心プロ セッサ３２の全体の制御に使用される。もしも追跡状態がマージナルに低下する ならば、比較的適度の量の背景クラッタ−がビデオしきい値を通過することが期 待され、ゲートの大きさ制御アルゴリズムは追跡相互作用を最小にするように変 形される。もしも追跡状態がロックの喪失阻止に低下するならば、クラッタ−妨 害はより厳しくなり、またはターゲットは区別できず、粗状態が開始される。

ビデオ追跡装置はまた与えられた相関モードで動作されてもよく、それにおいて 相関プロセッサ３０はもっばら追跡速度命令を導出するために利用される。この 動作モードにおいて、追跡装置は情景または特定のターゲット追跡装置として動 作されることができる。固定した大きさの相関処理ゲートを有するこの機能の実 行は可能であるけれども、相関追跡に基本的である情報を含むターゲットビデオ 勾配を最大にするように追跡ゲートの大きさを定めることが望ましい。これはタ ーゲットおよび情景追跡の両者に対して正しい。換言すれば、もしも固定した大 きさの情景相関ゲートの可成の部分が白紙の特徴を包含するならば、その結果の 追跡性能はビデオ情景のこの部分を処理することによって改良されるよりはむし ろ性能が低下される。その結果最大の効率を得るために相関追跡モードにおける 自動的な相関ゲートの大きさの決定を使用することが好ましい。もしもターゲッ トよりも情景を追跡することが所望されるならばより大きな初期のゲートの大き さがセンサの視野の合理的な部分を最初に包含するために使用されることができ る。区域追跡モードにおける初期のゲートの大きさは情景強度勾配情報の合理的 な量を含むように選択されなければならない。しかし、もしも状況がもつと大き なゲートの大きさで改善されるならば、大きな大きさは獲得処理中自動的に発見 される。

相関追跡モードにおける獲得は与えられたボアサイト位置を中心とする各フィー ルドに対して処理ゲートで開始される。

獲得プロセスか最初に開始されたとき、現在の情景は回帰性基準中に負荷される 。回帰性基準更新速度はＷｌ　−１／２から減少するようにプログラムされ、そ のため雑音ろ波特性は最良にされる。２フレーム後、Ｗｌは１　／２より小さく 各フレームに対してその後ゲートの大きさはインクレメント的に、例えば２５％ で各ディメンションが、最大の大きさに到達するまで、または追跡ゲートにわた る勾配関数の平均値が減少するまで増加される。ゲートの大きさが設定される時 、イン・ラスター追跡が開始される。相関プロセッサ３０に対して、イン・ラス ター追跡は相関追跡エラーがゼロになるようにビデオラスター内追跡ゲートおよ び回帰性基準の再位置によって実行される。追跡状態はそれから各ビデオフレー ムに対して計算され、状態が２つの連続するフレームに対して満足であるとき追 跡妥当フラグが設定され、イン・ラスター追跡は終了され、アクチブ追跡が開始 される。もしも１６フレームのイン・ラスター追跡後に妥当な追跡が得られない ならば、回帰性基準が再負荷され、獲得プロセスが再び開始される。

相関追跡中、ゲートの大きさは勾配ゲートにわたる勾配関数の平均値を最大にす るように順次側々の勾配ゲートエツジを連続的に振動させることによって更新さ れる。追跡ゲートはそれから大きさを定められ、そのためＮ画素マージンが追跡 ゲートエツジと勾配ゲートエツジ位置との間に与えられ、それは勾配関数の平均 値を最大にする。

一方相関追跡モードにおいて、相関追跡状態指示か使用されて相関プロセッサ３ ０の全体を制御する。もしも追跡状態がマージナルに落ちれば、適度のクラッタ −妨害が発生し追跡性能は著しく劣化することは考えられないけれども回帰性基 準は基準にクラッタ−が入ることを防止するために凍結される。

もしも追跡がロックの喪失阻止に落ちるならば、クラッタ−妨害はより厳しいも のとなり、粗状態に入る。粗状態中、追跡ゲートの大きさおよび回帰性基準は凍 結される。粗状態の実行は質量中心追跡モードに関して上述したのと類似する。

もしも追跡状態か粗状態期間中ロックの喪失阻止よりもよく改善されるならば、 アクチブ追跡状態が自動的に再び開始される。他方、相関追跡獲得プロセスは再 び開始される。

相関追跡状態指示器は基準画像に関する“整合”の品質の尺度である。この指示 に対して２つの顕著な観点がある。第１に追跡ゲートにわたるビデオ中の差の和 の平均値は入力情景と基準との間の差の直接の尺度である。第２に追跡ゲートに わたる勾配関数の大きさおよび平均値の両者は基準の追跡情報内容の尺度である 。もしもこの情報内容が小さくなり過ぎるならば、貧弱な追跡性能しか期待でき ず、情景基準整合は意味がないものである。したがって全追跡状態指示器は整合 品質出力として作用する。

最後に、ビデオ追跡装置はまた自動または“競争°追跡モードで動作することが できる。自動モードでは、相関および質量中心プロセッサ３０．３２は互いに関 連して動作し、“最良”の性能を生じるプロセッサがアクチブ追跡制御のために 選択される。自動モードにおける方のプロセッサ３０．３２に対するモード制御 は与えられた相関追跡および与えられた質量中ノ龜追跡モードのための前述のも のと類似している。自動追跡モードでは背景から運動ターゲットを分離すること が本質であるから、初期相関ゲートの大きさは与えられた質量中心追跡モードに おける質量中心プロセッサ３２に対して使用されたものと同一である。

動作追跡モードには３つの追跡状態がある。与えられた追跡モードに使用された ものと類似した方法で追跡状態制御転移は２個のプロセッサ３０．３２に対して 導出された追跡状態指示によって決定される。追跡妥当指示は、獲得シーケンス が各プロセッサ３０．３２に対して開始された後、満足追跡状態が設定された時 に発生される。このプロセッサはそのときアクチブ追跡制御のための候補である 。最高の追跡状態を有するプロセッサがアクチブ追跡制御のために選択され、追 跡状態が両プロセッサ３０．３２で等しい場合には、追跡妥当指示が最初に追跡 初期状態において得られたとき、もしも質量中心ゲート区域が２乗画素の予め選 択された数よりも少ないならば制御は質量中心プロセッサに行われる。追跡保守 状態へのエントリーにおいて、追跡状態“タイ（ｔｉｅｓ）”はもしも相関ゲー ト区域が２乗画素の予め選択された数よりも大きいならば相関プロセッサ３０で 行われる。

追跡開始状態は、追跡が最初に追跡開始命令によって開始されたとき、またはも しもプロセッサの一つに対する獲得命令が一つのプロセッサだけに追跡妥当指示 を生じさせる場合に指定される。追跡開始状態から追跡保守状態への転移は両プ ロセッサ３０．３２が追跡妥当指示を生じ、プロセッサの少なくとも一つがロッ クの喪失阻止よりもよい追跡状態指示を有するようになった少し後で生じる。も しもただ一つのプロセッサが追跡妥当指示を有し、その追跡状態指示がロックの 喪失阻止に落ちるならば、追跡開始状態は粗状態に移動する。

前述のように、最高の追跡状態を有するプロセッサがアクチブ追跡命令を与える ために選択される。アクチブでないプロセッサはそのときインラスター追跡モー ドで動作され、追跡ゲートは指示された追跡エラーをゼロにするようにビデオラ スター中に連続的に位置される。この状態が生じたとき、質量中心追跡ゲートの 中心が相関追跡ゲート内に落ちるかどうかの決定のためのテストを実行する。も しもそうでなければ、アクチブでないゲートは適当なターゲットを追跡していな いと仮定され、アクチブでないプロセッサに対する追跡妥当指示は無視される。

このプロセッサの追跡ゲートの中心はアクチブなプロセッサに対するゲートの中 心と一致するように再び位置づける。

追跡保守状態は、もしも相関プロセッサ３０および質量中心プロセッサ３２に対 する追跡状態がロックの喪失阻止に落ちるならば、粗状態に移動する。追跡保守 状態は、アクチブでないプロセッサが再獲得プロセスに強制されるならば追跡開 始状態に移動する。粗状態の実行はポイント追跡モードに対して前記したのと類 似している。

自動ターゲット検出 この発明のビデオ追跡装置は、“差ビデオ°モードで動作できる。それにおいて 追跡装置はターゲットを検出し、情景または背景に関して運動するターゲットを 自動的に獲得する。

前述のように相関プロセッサ３０からの差ビデオ出力の絶対値は相関処理関数の 副産物として得られ、このビデオ出力は質量中心プロセッサ３２に供給される。

もしも相関プロセッサ３０が静止情景を追跡するために使用されるならば、この 情景に関して運動しているターゲットは差ビデオ中に表示される。

したがって運動ターゲットは検出され、質量中心プロセッサ３２によりこのビデ オ出力を処理することにより自動的に獲得され、一方相関プロセッサ３０は静止 情景を追跡する。この場合に運動ターゲットは差ビデオの絶対値の大きさが公称 しきい値を越えるときに差ビデオ中で検出される。イン・ラスター追跡は質量中 心プロセッサ３２により開始され、質量中心追跡ゲート内に含まれた視界の部分 は相関処理から除外される。

質量中心イン・ラスター追跡開始にすぐ続いてターゲット追跡速度が視界中の質 量中心ゲート位置の変化から計算される。

一度追跡速度表かが得られると、背景および差ビデオ追跡は終了され、相関追跡 ゲートの大きさが定められ、質量中心ゲートと一致して位置される。追跡システ ムはそれから算定された視線速度で運動するように命令され、追跡が与えられた ターゲット追跡形態の一つで開始される。

低ＳＮＲ追跡 ビデオ追跡装置は非常に低いＳＮＲ（信号対雑音比）状態下で小さい、コントラ ストの低いターゲットを獲得し追跡するモードで動作できる。定常的な場合には 、相関回帰性基準関数によって処理されたビデオに対するターゲットコントラス トＳＮＲは、 ［（２−Ｗｌ　）　／Ｗｌ　］　Ｖｌで強調される。

ここでＷｌは回帰性基準更新速度係数である。

したがってビデオ相関回帰性基準を質量中心プロセッサ３２の入力に供給するこ とによって、質量中心プロセッサ３２に対するビデオＳＮＲは実質上強調される 。実際ターゲットコントラストＳＮＲは１／２の回帰性基準更新速度係数に対し て３の平方根だけ強調される。しかしながら質量中心追跡のための回帰性基準ビ デオの使用は実現可能な追跡ループ帯域幅を減少させる。何故ならば、ビデオ平 均遅延が閉じた追跡ループ内に含まれるからである。しかし、この制限は相関プ ロセッサエラー人力を使用することによって避けることができ、それは通常質量 中心エラーと関連したドリフト除去関数にエラー信号を与える。

補足モード追跡 ドリフト除去関数に対する相関エラー信号は、入力情景と基準情景中のターゲッ ト位置間のフレーム対フレームエラーの尺度である。質量中心エラーは質量中心 ゲートに対する基準情景中のターゲット位置の尺度である。これら２つのエラー の組合わせは周波数ドメインにおける補足関数を形成する。

例えば、質量中心エラー伝達関数は次のとおりである。

θｅ　ｃｅｎｔ／θターゲット−１／（ｒｓ＋１）ここで、τは相関回帰性基準 更新速度によって決定される時定数である。

同様に相関エラー伝達関数は次のとおりである。

θｅ　ｅｅｎｔ／θターゲット−ｒＳ／（ｒｓ＋１）したがって２個の先行する 伝達関数は結合される。

θｅ−θｅ　ｃｅｎｔ／θｅ　ｅｏｒｒまたは θｅ−θターゲット［１／（τＳ＋１）＋τＳ／（τＳ＋１）］−θターゲット この補足関数はまた回帰性基準ろ波動作と関連した遅延なしに質量中心ゲートに 関するターゲット位置の尺度を与える。

この動作モードでは質量中心開始獲得シーケンスは２個のビデオフレームが相関 回帰性基準位置荷されるまで実行されない。質量中心ゲート制御関数は与えられ た質量中心追跡モードに対して説明されたものと類似しており、追跡状態転移は 質量中心追跡状態指示のみによって決定される。質量中心追跡妥当（それが実際 の追跡を開始させる）の受信に先立って、相関回帰性基準位置は固定され、相関 ゲートエツジは質量中心ゲートエツジのトップに位置される。アクチブ追跡が開 始されるとき相関ゲートエツジは依然として質量中心ゲートエツジのトップに位 置されるが、相関回帰性基準位置は質量中心ゲートの中心位置に対応して移動さ れる。

補足モードで動作するとき、相関基準ビデオは質量中心プロセッサ３２に送られ 、追跡エラー信号は質量中心エラー信号および相関エラー類の合計よりなり、こ の相関エラー類は通常相関ドリフト補償計算（第８図への入力として使用される 。

質量中心追跡ジッター特性は強調されたＳＮＲを有するビデオの使用によって改 善され、エラー測定帯域幅は相関エラー類を使用することによって維持される。

追跡は与えられた相関処理モードで開始され、指定されたターゲットか相関回帰 性基準中に設定された後、相関基準が質量中心エラーをゼロにするように視界中 に位置される。一度これが達成されると、相関ドリフト補償計算中に計算された 累積されたエラー類が質量中心エラーと置換される。自動モードの場合のように 追跡状態制御が２個のプロセッサ３０゜３２に対する追跡状態指示の使用によっ て行われる。相関追跡状態はしかしながら１次制御である。すなわち粗またはロ ック喪失状態への転移は相関追跡状態の関数として実行される。

もしも質量中心追跡状態が満足状態から低下するならば、相関追跡は回復される 。

以上のように、この発明は実質的に改善された性能および追跡正確度を有する完 全自動デュアルモードビデオ追跡装置を提供する。この発明の説明に使用された 実施例の多くの変形および変更がこの発明の技術的範囲を逸脱することなく当業 者によって行われることができる。したがって、ここに記載された実施例は単な る説明であり、ここでめられている保護は請求の範囲に記載された事項およびそ れと等価なものに拡張されるものであることを理解すべきである。

この発明は前述の米国特許出願７１８，８０２号中に開示されたデュアルモード ビデオ追跡装置のある種の特徴を改良するものと信じられる。先行出願に記載さ れた実施例では、差ビデオは追跡ゲート上に累積され、追跡品質状態の指示器と して使用されている。例えばもしも追跡ゲート区域にわたる平均累積値が特定の しきい値を越えれば、クラッタ−侵入が指示され、粗動作が開始され、それによ ってクラッタ一対象物に追跡が移行することを阻止する。しかしながら、迅速な ターゲットの記号および背景変化もまた差ビデオに与えられる。

それらの場合に、クラッタ−検出しきい値はクラッタ−検出感度を減少する差ビ デオのこれらのソースに適合するように高められなければなない。さらに場合に よってはクラッタ一対象物はクラッタ−妨害が指示される前に追跡ゲート中に侵 入することができる。その結果クラッタ一対象物は相関回帰性基準を悪化できる 。この発明によれば、これらの問題は独立のゲート関数、すなわち広いゲートの 使用によって克服される。この方法によって差ビデオは改良された感度でさらに 時間的に適切にクラッタ−侵入指示を生じる追跡ゲートの外側の区域にわたって 累積されることができる。第１２図に示すように、４個までの分離された差ビデ オの広いゲートが所望される状態がある。第５図はこれら４個の分離した広いゲ ートに対する累積機能がどのように実現されるかを示している。

上記のように単一の広い一トに対するゲート形態は時分割で、フレーム毎のベー スで変化されることができる。大抵のクラッタ−侵入状態では広い一ト上に累積 されたに差ビデオが適当である。しかしながら、もしもはっきりしないクラッタ −が周囲の背景とほとんど同じ強度であるならば、追跡ゲート内の差ビデオの累 積がこの発生の検出に使用されることができる。それ故この関数は好ましい実施 例において保持されるのが望ましい。

また、先行する出願において、方位および高度重み関数の絶対値の和が相関ゲー トの大きさを定めるために使用される。

この発明によれば、改善された感度がゲート区域にわたって平均された重み関数 の２乗の和を使用することによって得られる。各種のその他の利点は明細書、図 面および請求の範囲を検討することによって当業者に明白であろう。

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国際調査報告 １−１１−ロ嘩−ＩＩ閂１１セ＾ｅａｔ各Ｃ−ＩＪＩＩ−ＰＣ丁／ＵＳ８８１０ ２ニジ７０国際調査報告

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．εが高度を表わし、ηが方位を表わす座標（ε，η）を有する２次元画像平 面の１ビデオフレームｋを形成するために使用された入力電磁ビデオ信号Ｖｉｊ （ｋ）から追跡エラー信号を発生する形式の相関追跡システム中の相関追跡ゲー トの大きさを設定する方法であって、前記画像平面はそれぞれ座標εおよびηに 沿った画像平面中の分離した個別の位置（ｉ，ｊ）をそれぞれ有する複数の画素 によつて決定され、前記追跡ゲートはそれぞれ座標ηおよびεに沿ったＮＸＭの 画素によつて定められており、 前記方法は、 （ａ）Ｗ１を値０≦Ｗ１≦１を有する重み係数として、次の関係にしたがつて各 面素に対する基準マップ値を発生し、ＭＡＰｉｊ（ｋ）＝Ｗ１Ｖｉｊ（ｋ）＋（ Ｉ−Ｗ１）ＭＡＰｉｊ（ｋ−１）（ｂ）ε座標に沿った画素に関係する第１の重 み関数Ｗｅｉｊ（ｋ）を発生し、 （ｃ）η座標に沿った画素に関係する第２の重み関数Ｗｄｉｊ（ｋ）を発生し、 （ｄ）第１および第２の重み関数Ｗｅｉｊ（ｋ），Ｗｄｉｊ（ｋ）を使用する各 画像平面に対して第１および第２の各相関エラー信号δ′ｄ（ｋ）およびδ′ｅ （ｋ）を発生し、（ｅ）次の関係にしたがつてＹｘＺ画素によつて定められる勾 配ゲート内の各画素に対して追跡ゲート内情報内容の尺度を表わす勾配関数ＧＦ ｉｊ（ｋ）を発生し、ＧＦｉｊ（ｋ）＝［Ｗｅｉｊ（ｋ）］２＋［Ｗｄｉｊ（ｋ ）］２（ｆ）ステップ（ｅ）において発止された勾配関数ＧＦｉｊ（ｋ）を使用 する前記追跡ゲートの大きさを変更するステップを有する相関追跡システム中の 相関追跡ゲートの大きさを設定する方法。
2. ２．前記第１の重み関数Ｗｅｉｊ（ｋ）は次の関係によつて決定され、 ｗｅｉｊ（ｋ）＝ＭＡＰ１−１．■（ｋ）−ＭＡＰ１＋１■（ｋ−１）／２Δｅ ここでΔｅはε座標に沿った前記画像中の各画素のディメンションであり、 前記第２の重み関数Ｗｄｉｊ（ｋ）は次の関係によつて決定され、ｗｄｉｊ（ｋ ）＝−ＭＡＰｉｊ＋１（ｋ−１）＋ＭＡＰｉｊ−１（ｋ）／２ΔｄここでΔｄは η座標に沿った前記画像平面中の各画素のディメンションである請求の範囲１記 載の方法。
3. ３．メモリ中に１以上のフレームプラス１ラインの基準マップ値ＭＡＰｉｊを蓄 積するステップを含む請求の範囲１記載の方法。
4. ４．ステップ（ｅ）が全体の勾配ゲートにわたつて前記勾配関数ＧＦｉｊ（ｋ） を累積することによつて行われる請求の範囲１記載の方法。
5. ５．勾配ゲートにわたる勾配関数ＧＦｉｊ（ｋ）の平均値を最大にするような方 法でεおよびη座標に沿って勾配ゲートのエッジを調整するステップを含んでい る請求の範囲１記載の方法。
6. ６．勾配ゲートの調整されたエッジの位置を識別するステップを含み、ステップ （ｆ）は調整された勾配ゲートエッジの識別された位置を使用する前記追跡ゲー トに対するゲートエッジ位置を発生することによつて行われる請求の範囲５記載 の方法。
7. ７．勾配ゲート区域にわたる勾配関数ＧＦｉｊ（ｋ）の平均値を最大にするよう にεおよびη座標に沿って勾配ゲートの位置を振動させるステップを有する請求 の範囲１記載の方法。
8. ８．前記第１および第２の相関エラー信号δ′ｄ（ｋ）およびδ′ｅ（ｋ）は次 の関係によつて決定される請求の範囲１記載の方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ここで、 ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ここで、 ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼
9. ９．前記基準マップ値ＭＡＰｉｊ（ｋ）は回帰的に発生される請求の範囲１記載 の方法。
10. １０．εが高度を表わし、ηが方位を表わす座標（ε，η）を有する２次元画像 平面の１ビデオフレームｋを形成するために使用された入力電磁ビデオ信号Ｖｉ ｊ（ｋ）から追跡品質エラー信号を発生する形式の相関追跡システム中の相関追 跡品質を決定設定する方法であって、前記画像平面はそれぞれ座標εおよびηに 沿って画像平面中の分離した個別の位置（ｉ，ｊ）をそれぞれ有する複数の画素 によつて決定され、相関がそれぞれ座標εおよびηに沿ったＮＸＭの画像によつ て定められている追跡ゲートにわたつて行われる相関追跡システム中の相関追跡 品質を決定設定する方法において、前記方法は、 （ａ）Ｗ１を値０≦Ｗ１≦１を有する重み係数として、次の関係にしたがつて各 画素に対する基準マップ値を回帰的に発生し、 ＭＡＰｉｊ（ｋ）＝ＷＩＶｉｊ（ｋ）＋（Ｉ−ＷＩ）ＷＡＰｉｊ（ｋ−１）（ｂ ）差ビデオＶｉｊ（ｋ）を生成するために次のフレームのビデオ信号Ｖｉｊ（ｋ ）から基準マップ値ＭＡＰｉｊ（ｋ）を減算し、（ｃ）ε座標に沿った画素に関 係する第１の重み関数Ｗｃｉｊ（ｋ）を発生し、 （ｄ）η座標に沿った画素に関係する第２の重み関数Ｗｄｉｊ（ｋ）を発生し、 （ｅ）第１および第２の重み関放Ｗｅｉｊ（ｋ），Ｗｄｉｊ（ｋ）を使用する各 面像平面に対して第１および第２の各相関エラー信号δ′ｄ（ｋ）およびδ′ｅ （ｋ）を発生し、（ｆ）前記追跡ゲートを少なくとも部分的に囲む広いゲートを 定め、前記追跡ゲートおよび広いグートにわたり各面像平面フレームに対して差 ビデオの値を合計し、（ｇ）次の関係にしたがつてＹＸＺ画素によつて定められ る勾配ゲート内の各画素に対して勾配関数ＧＦｉｊ（ｋ）を発生し、ＧＦｉｊ（ ｋ）＝［Ｗｅｉｊ（ｋ）］２＋［Ｗｄｏｋ（Ｋ）］２（ｂ）各面像平面に対する 勾配ゲートにわたり勾配関数ＧＦｉｊ（ｋ）を合計し、 （ｉ）合計された差ビデオΔＶｉｊ（ｋ）の値および合計された勾配関数ＧＦｉ ｊ（ｋ）を使用して追跡品質の指示を発生するするステップを有する相関追跡シ ステム中の相関追跡品質を決定する方法。
11. １１．前記ステップ（ｉ）が、 （ｉ１）追跡ゲート区域で追跡ゲートの差ビデオΔＶｉｊ（ｋ）の合計された値 を割算し、妥当な広いゲート区域で広いゲートの差ビデオの合計された値を割算 し、（ｉ２）前記サブステップ（ｉ１）の量的結果を予め選択された基準値と比 較するサブステップを具備し、前記基準値に対する前記結果の関係が相関追跡品 質の指示を与える請求の範囲１０記載の方法。
12. １２．前記ステップ（ｉ）がさらに、 （ｉ３）勾配ゲート区域で合計された勾配関数ＧＦｉｊ（ｋ）を割算し、 （ｉ４）前記合計された勾配関数ＧＦｉｊ（ｋ）の大きさを予め選択された基準 値と比較し、 （ｉ５）前記サブステップ（ｉ３）の量的結果を予め選択された基準値と比較す るサブステップを具備し、サブステップ（ｉ４）および（ｉ５）で行われた比較 が相関追跡品質の指示を与える請求の範囲１１記載の方法。
13. １３．前記第１の重み関数Ｗｅｉｊ（ｋ）が次の関係によつて決定され、 ｗｄｉｊ（ｋ）＝−ＭＡＰｉｊ−１（ｋ−１）＋ＭＡＰｉｊ−１（ｋ）／２Δｄ ここでΔｅはε座標に沿った前記画像中の各画素のディメンションであり、 前記第２の重み関数Ｗｄｉｊ（ｋ）は次の関係によつて決定され、ｗｄｉｊ（ｋ ）＝−ＭＡＰｉｊ−１（ｋ−１）＋ＭＡＰｉｊ−１（ｋ）／２ΔｄここでΔｄは η座標に沿った前記画像平面中の各画素のテイメンションである請求の範囲１０ 記載の方法。
14. １４．前記第１および第２の相関エラー信号δ′ｄ（ｋ）およびδ′ｅ（ｋ）は 次の関係によつて決定される請求の範囲１０記載の方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ここで、 ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ここで、 ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼
15. １５．差ビデオ信号が追跡ゲートにわたつて累積され、追跡品質状態の指示とし て使用される相関追跡システムにおける相関追跡品質を決定する方法において、 前記追跡ゲートを少なくとも部分的に囲む１以上の広いゲートが定められ、差ビ デオは広いゲートにわたつて累積され、広いゲートにわたつて累積された差ビデ オはまた追跡品質状態の指示として使用される方法。
16. １６．前記広いゲートは追跡ゲートを完全に囲んでいる請求の範囲１５記載の方 法。
17. １７．差ビデオは単一のアキュムレータ装置を多重化することによつて追跡ゲー トおよび広いゲートにわたつて累積される請求の範囲１５記載の方法。
18. １８．相関追跡システムにおいて相関追跡ゲートの大きさを設定する方法におい て、 方位および高度重み関数が発生され、重み関数の２乗の和が追跡ゲートの大きさ を設定するために使用される相関追跡システムにおいて相関追跡ゲートの大きさ を設定する方法。