JPH032250B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は放射率補正機構を備えたサーモグラフ
イ装置に関し、特に温度分布像中の特定の領域に
ついて任意に放射率補正を行うことの出来るサー
モグラフイ装置に関するものである。

一般にサーモグラフイ装置においては、視野内
各点から発生する赤外線を走査集光して赤外線検
出器に導入し、得られた温度信号を陰極線管に輝
度信号として送り、視野内の被写体の温度分布像
を得ている。かかるサーモグラフイ装置では、被
写体の放射率により誤差が発生することが避けら
れないため、放射率補正機構を設けることが必要
である。ところが、従来の放射率補正機構は１画
面全体について同一の放射率で補正してしまうた
め、被写体中にその放射率と異なる放射率を持つ
た領域が存在する場合には、その領域については
得られた温度値に誤差が生じてしまう結果となつ
ていた。

本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、
被写体からの赤外線を検出して得た視野を構成す
る画素の温度データを記憶する手段と、該記憶手
段に記憶された温度データを読出す読出し手段
と、読出された温度データに基づき被写体の温度
分布像を表示する表示手段と、任意の放射率及び
周囲温度を入力するための入力手段と、前記表示
手段の画面上の任意領域を指定する手段と、該指
定手段によつて指定された領域に含まれる全画素
の温度データを前記記憶手段から読出す手段と、
読出された温度データを前記入力手段によつて入
力された放射率及び周囲温度に基づき放射率補正
する手段とを備え、該補正手段により補正された
温度データを前記記憶手段へ戻して記憶させるこ
とにより、温度分布像中の任意の領域に任意の放
射率補正を行うことの出来るサーモグラフイ装置
を提供することを目的としている。以下、本発明
の一実施例を添付図面に基づき詳述する。

第１図は本発明の一実施例を示す構成図であ
り、同図において１は赤外線検出器、２は該検出
器の像を被写体上に結像すると共にラスタ走査す
るための光スキヤナ、３は該光スキヤナ２による
水平走査毎に基準赤外線を検出器に入射させるた
めの基準黒体である。光スキヤナ２によるラスタ
走査に基づいて検出器１には視野からの赤外線が
順次入射し、得られた検出信号は、増幅器４を介
して絶対温度再生回路、リニアライザ等を有する
処理回路５に送られ、被写体の絶対温度に対応し
た温度信号に変換される。該温度信号はＡ−Ｄ変
換器６によりデジタル信号に変換された後、書込
み制御回路７を介して画像メモリ８へ送られて記
憶される。

９は中心温度を指定する信号ａと温度幅を指定
する信号ｂに基づいて表示すべき温度範囲を計算
する温度範囲設定回路、１０は画像メモリ８に記
憶された画素データを読出し、該設定回路９によ
つて設定された温度範囲にあるものを抜出すため
の読出し選択回路で、抜出された画素のデータは
モニタ用陰極線管表示装置１１の階調内に収まる
形で像表示用画像メモリ１２へ格納される。該メ
モリ１２に記憶された画素データは、表示装置１
１のテレビジヨン走査に同期して高速度で読出さ
れ、Ｄ−Ａ変換器１３、レベルシフト回路１４及
びテレビ信号変換回路１５を介してモニタ用陰極
線管表示装置１１へ送られる。又、文字表示用メ
モリ１６に格納されている文字情報パターンのデ
ータ及び枠表示用メモリ１７に格納されている枠
パターンのデータも同時に読出され、OR回路１
８により加算された後上記レベルシフト回路１４
へ送られ、パターンが存在する期間だけ輝度を上
昇させるため、表示装置１１の画面には第２図に
示すように、温度分布像Ｚと該像Ｚに関する情報
例えばCT（中心温度）、TW（温度幅）の値、そし
て矩形状の枠Ａが重畳表示される。

１９は上記テレビ信号変換回路１５へ供給する
標準テレビジヨン同期信号Ｈ，Ｖを発生する同期
信号発生回路、２０はその同期信号Ｈに基づいて
１本のラスタを256画素に分割する画素クロツク
信号を発生するクロツク発振器、２１は該クロツ
ク信号をカウントして水平位置指定信号を発生す
るカウンタ、２２は上記同期信号Ｈをカウントし
て垂直位置指定信号を発生するカウンタである。
該２つのカウンタからの水平、垂直位置指定信号
に基づき前記メモリ１２，１６，１７からデータ
が読出され表示装置１１へ送られる。

２３は枠設定回路２４からの枠位置データに基
づき前記枠表示用メモリ１７に枠パターンを書込
むための枠書込回路、２５は枠位置データに基づ
き枠で囲まれた領域内に含まれる画素をメモリ８
内から読出すために、メモリ８内の該当画素を指
定するアドレスを順次発生するアドレス設定回
路、２６はアドレス設定回路２５からのアドレス
信号に基づいてメモリ８から読出された画素の温
度データを記憶するためのレジスタ、２７は該レ
ジスタ内の温度データに放射率補正を施すための
放射率補正回路、２８は補正された温度データを
メモリ８内の同一アドレスに書込むための書込み
回路、２９は文字パターンを前記文字表示用メモ
リ１６に書込むための文字書込み回路、３０は指
定領域内の全画素について補正が終了したか否か
を検出する終了検出回路である。上記放射率補正
回路２７は、補正すべき放射率の値ε及び周囲温
度Taを記憶するためのレジスタ３１，３２、温
度→赤外線入射光量変換を行う４乗回路３３，３
４、演算回路３５、減算回路３６、除算回路３
７、及び赤外線入射光量→→温度変換を行う1/4
乗回路３８より構成されている。

上述の如き構成において、画像メモリ８には第
３図に示す様に水平方向に256画素、垂直方向に
240ライン、そして深さ方向に例えば12ビツトの
記憶エリアが設定されており、検出器像を光スキ
ヤナ２によつて水平及び垂直走査して得られた各
画素の温度データがＡ−Ｄ変換器６によりデジタ
ル信号に変換され、12ビツトのダイナミツクレン
ジで対応する位置に格納される。そして該データ
は１画面走査毎に順次新しいデータに書換えられ
る。像表示用メモリ１２にも第３図と全く同様に
256×240画素分の記憶エリアが設定されている
が、深さ方向には６ビツト（白黒64階調）であ
る。更に文字表示用メモリ１６及び枠表示用メモ
リ１７にも、第４図及び第５図に示す様に同じく
256×240画素分の記憶エリアが設定されている
が、深さ方向には両メモリとも１ビツト（白・黒
２階調）である。

今、信号ａによつて中心温度（CT）が35.0℃、
信号ｂによつて温度幅（TW）が3.00℃と指定さ
れているとすれば、温度範囲設定回路９はCT±
TW／２を計算し、読出し選択回路１０へ下限温
度（33.5℃）と上限温度（36.5℃）を指定する。
該読出し選択回路１０は画像メモリ８に格納され
ている全画素から指定された33.5℃以上36.5℃未
満のものを抜き出し、その３℃の温度幅の間で１
〜62の62段階に分類して、その数値を像表示用メ
モリ１２の対応する位置へ書込む。尚、33.5℃未
満の画素に“０”（黒レベル）が付与され、36.5
℃以上の画素に“63”（白レベル）が付与され、
合計64階調となつている。

又、文字書込回路２９は中心温度を指定する信
号ａと温度幅を指定する信号ｂに基づきキヤラク
タジエネレータを制御し、文字表示用メモリ１６
の256×240の記憶エリアの上部に「CT35.0
TW3.00」という文字及び数字のパターンを例え
ば５×７個のドツトマトリクスの形で第４図に示
す様に書込む。この場合、パターンの有無を与え
れば良いので、メモリ１６は深さ方向に１ビツト
あれば良い。

更に、枠書込回路２３は枠設定回路２４からの
枠を決定する４点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の位置
データ（x₁，y₁），（x₂，y₁），（x₂，y₂），（x₁，
y₂）に従い、メモリ１７に第５図にＡで示す様に
上記４点を直線で結んだ枠パターンを書込む。こ
の場合もパターンの有無を与えれば良いので、メ
モリ１７は深さ方向に１ビツトあれば良い。

この様にしてメモリ１２，１６，１７に別々に
書込まれた画像データ、文字パターンデータ、枠
パターンデータは、カウンタ２１，２２からの水
平、垂直位置指定信号により表示装置１１の画面
走査に同期して同時に読出され、その内の画像デ
ータはＤ−Ａ変換器１３、変換回路１５を介して
表示装置１１に送られるため、その画面には第２
図に示される様な温度分布像Ｚが表示される。
又、文字パターンデータと枠パターンデータは
OR回路１８にて加算されたのち、レベルシフト
回路１４へ送られ、該レベルシフト回路１４は枠
パターン或いは文字パターンが存在する時だけテ
レビ信号変換回路１５へ送られる映像信号のレベ
ルを強制的に白レベルヘレベルシフトするため、
表示装置１１の画面には、「CT 35／０
TW3.00」の文字と枠Ａが温度分布像Ｚに重畳さ
れて第２図の如く表示される。

本発明では、この様にして温度分布像Ｚ及び枠
Ａが表示されている時、該枠によつて規定された
領域に含まれる画素についてのみ放射率補正が行
われるこことを特徴としている。

即ち、アドレス設定回路２５は、枠設定回路２
４から送られる枠位置データ（x₁，y₁），（x₂，
y₁），（x₂，y₂），（x₁，y₂）に基づき、像Ｚ中の枠
Ａに囲まれた領域に含まれる全画素をリストアツ
プし、その画素数Ｎを前記終了検出回路３０へ送
り、保持させる。次に、該アドレス設定回路２５
は、リストアツプしたＮ個の画素の温度データを
画像メモリ８から読出すためのアドレス信号を適
宜な順序で発生し、画像メモリ８へ送る。該アド
レス信号に基づいてメモリ８から読出された最初
の画素D₁の温度データは、レジスタ２６に送ら
れ記憶される。この温度データは放射率補正を行
つてない生データであり、放射率補正回路２７に
送られて放射率ε、周囲温度Taにて放射率補正
が行われる。

この補正回路２７における処理については以下
に説明する。一般に真温度Ｔ、放射率εの物体か
ら放射される放射エネルギー、換言すれば検出器
１に入射する赤外線光量Ｗはσを定数、Taを周
囲温度として下式で表わされる。

Ｗ／σ＝εT⁴＋（１−ε）Ta⁴ ……(1) 上式中、右辺第１項は物体自体からの放射で、
第２項は周囲からの放射が物体で反射されたもの
である。上式から、εが１の時はＷ／σ＝T⁴と
なつて、 Ｔ＝（Ｗ／σ）^1/4 ……(2) を実行することによりＴを求められるが、εが１
と大幅に異なると(2)式を単純に実行したのでは誤
差が生じてしまうことがわかる。

そこで４乗回路３４は、(2)式を単純に実行して
誤差が生じてしまつている上記温度データに(2)式
と逆の変換を行い、本来の赤外線入射光量εT⁴＋
（１−ε）Ta⁴に戻し、減算回路３６へ送る。

一方、レジスタ３１，３２にはオペレータによ
りキーボード等から、物体の放射率εと周囲温度
Taが夫々入力してあり、演算回路３５はそのε
の値と、４乗回路３３を介して送られるTa⁴に基
づいて（１−ε）Ta⁴を求め、減算回路３６へ送
るため、該減算回路３６の出力としてεT⁴が得ら
れる。該出力をεで除した除算回路３７の出力と
してはT⁴が得られ、それを1/4乗回路３７を介し
て取出すことにより真温度Ｔが得られる。

この時、前記アドレス設定回路２５は依然とし
て読出した画素D₁を指持するアドレス信号を発
しているので、書込回路２８は該真温度Ｔを該画
素D₁の新データとして新たに格納する。この様
にして最初の画素D₁の補正及び再書込が終了し
たら、該書込回路２８は終了パルスを検出回路３
０へ送る。検出回路３０は該パルスをカウント
し、そのカウント値“１”を先に格納したＮと比
較し、等しくない場合継続信号ｃを発し、アドレ
ス設定回路２５へ送る。該アドレス設定回路２５
は継続信号に基づき、リストアツプされている２
番目の画素D₂を指定するアドレス信号を発生し、
画像メモリ８へ送つて該画素の温度データをレジ
スタ２６へ格納する。この２番目の温度データは
前述した１番目の温度データと全く同様の補正処
理を受け、読出された位置に戻される。以下全く
同様に、リストアツプされた枠内の全画素Ｎ個の
補正処理が終了し、終了検出回路３０のカウント
値がＮとなり、停止信号ｓが発生するまでＮ回の
補正処理が繰返される。

この一連の補正処理により、枠内の温度データ
が変化したため、設定された温度範囲（33.5℃〜
36.5℃）から外れるもの、或いは新たにその温度
範囲に入るものが出てくる。そこで停止信号ｓが
発生すると、読出し選択回路１０は画像メモリ８
中の全画素から上記33.5℃〜36.5℃の温度範囲に
含まれるものを抜出し、その３℃の温度幅の間で
１〜62の62段階に分類してその数値を像表示用メ
モリ１２の対応する位置へ書込むという作業を再
度行う。従つて、その作業後表示装置１１の画面
に表示される温度分布像Ｚは、枠Ａ内の部分が正
しい放射率で補正された正しい温度分布を示すも
のとなる。そして、枠の外の放射率が“１”の部
分には補正が施されないため、この部分も正しい
温度分布を示している。

以上詳述した如く、本発明では枠で規定した領
域のみを任意の放射率で補正することが出来るた
め、被写体各部の放射率が夫々異なるような場合
であつても、夫々の部分にそれぞれの放射率で補
正が出来、正しい温度分布像を得ることが可能と
なる。

尚、上述した実施例では理解を容易にするため
に個別のブロツクで構成した装置を例示したが、
実際には枠書込回路２３、枠設定回路２４、アド
レス設定回路２５、放射率補正回路２７、温度範
囲設定回路９等の働きをコンピユータに置き換え
て行わせることが可能であるし、メモリ１６とメ
モリ１７は１つのメモリで兼用する方が実用的で
ある。

又、Ta，εをオペレータがキーボードで入力
したが温度計からの自動入力等その他の方法でも
良い。

又、上述した実施例では、四角形の枠で領域を
指定したが、枠は任意の形に選べば良く、例えば
ライトペン等でオペレータが対象領域を囲んで指
定するようにしても良い。補正処理も、枠で囲ま
れた領域について行うのではなく、枠の外の領域
について行うようにしても良いことは言うまでも
ない。

更には、枠を同時に複数指定すると共に夫々の
枠に対して放射率を指定出来るようにし、複数の
枠の補正を続けて行うようにすれば、一度に複数
の領域の補正を行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す図、第
２図は画面の表示状態を示す図、第３図は画像メ
モリ８における画素の配列を示す図、第４図及び
第５図はメモリ１６，１７における記憶エリアを
説明するための図である。 ８：画像メモリ、９：温度範囲設定回路、１
０：読出し選択回路、１１：モニタ用陰極線管表
示装置、１２：像表示用メモリ、１３：Ｄ−Ａ変
換器、１４：レベルシフト回路、１５：テレビ信
号変換回路、１６：文字表示用メモリ、１７：枠
表示用メモリ、１８：OR回路、１９：同期信号
発生回路、２０：画素クロツク発振器、２１，２
２：カウンタ、２３：枠書込回路、２４：枠設定
回路、２５：アドレス設定回路、２６：レジス
タ、２７：放射率補正回路、２８：書込回路、３
０：終了検出回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被写体からの赤外線を検出して得た視野を構
   成する画素の温度データを記憶する手段と、該記
   憶手段に記憶された温度データを読出す読出し手
   段と、読出された温度データに基づき被写体の温
   度分布像を表示する表示手段と、任意の放射率及
   び周囲温度を入力するための入力手段と、前記表
   示手段の画面上の任意領域を指定する手段と、該
   指定手段によつて指定された領域に含まれる全画
   素の温度データを前記記憶手段から読出す手段
   と、読出された温度データを前記入力手段によつ
   て入力された放射率及び周囲温度に基づき放射率
   補正する手段とを備え、該補正手段により補正さ
   れた温度データを前記記憶手段へ戻して記憶させ
   るようにしたことを特徴とするサーモグラフイ装
   置。