JPH04204396A - 走査変換方式 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、極座標走査の画素信号を直交座標走査に走査
変換する走査変換方式に関する。

（従来の技術） レーダの受信ビデオ情報を表示する手段としては、目標
とレーダとの位置関係が鳥１１＆！２的に表示されるＰ
　Ｐ　Ｉ　（ｐｌａｎ　ｐｏｓ；ｔｔｏｎ　１ｎｄｉｃ
ａｔｏｒ　）方式が、直感的で理解しやすいから広く使
用されて〜）る、ＰＰＩは、ＣＲＴの中心なレーダの設
置位置とみなし、その点からＣＲＴの円周部に向けて放
封状の掃引を行い、掃引方向をアンテナの方位に同期さ
せて受信ビデオをＣＲＴの螢光膜に輝度の輝きとして表
示するものである。ところが、ＰＰＩ表示方式では画面
の繰返し周期が秒単位であるから、螢光膜の残光性だけ
では明るい場所での使用が不便である。そこで、この問
題を解決するものとして、ＰＰＩ、ｉｌ：査で得られた
画像信号をラスタ走査に変換して表示するものが提案さ
れている。このＰＰＩ走査に変換するものが、走査変換
装置である。

第３図に［！ＭＩから直交座標への変換を示す。

極座標表示（ＰＰＩ走査）の場合、中心点３１から放射
状に陣びる各走査線上の各画素（黒丸）は中心点３１か
ら距離Ｒと基準線３２から時計回りの角度θとによって
その座標を表わすことができる。一方、直交座標（ラス
タ走査）の場合、各画素（白丸）は中心点３１からの水
平方向位置Ｘと垂直方向位置Ｙとによってその座標を表
わすことができる。従って、極座標における各画素は、
その水平方向位置Ｒ５１ｎθと垂直方向位置ＲＣＯ３θ
とで直交座標として表わすことができる。ところが、極
座標上の画素と垂直座標上の画素とは完全にその位置が
一致するわけではないから、極座標上の全ての画素につ
いて対応する直交座標上の画素を求め、この直交座標上
の画素の座標をアドレスとしてその画素データを記憶装
置内に格納する。

そして、この記憶装置からラスタ走査形式で画素データ
を読出してＣＲＴ上に表示する。この様に、従来の走査
変換装置では、極座標上の全てのｉ！ｉ事に対して直交
ＭＩＩにおいて対応する画素を求めていた。

（発明が解決しようとする課Ｈ） しかしながら、前述した従来の走査変換装置においては
、ＰＰＩ走査における走査線上の画素についてのみラス
タ走査における対応する画素を求めており、ＰＰＩ走査
では周辺部はど画素と画素との間が広くなっているから
、ラスタ走査表示の周辺部においては対応するＰＰＩ走
査の画素が存在しないラスタ走査の画素か発生してしま
う。従って、この状態でＣＲＴにラスタ走査形式の表示
を行なうと周辺部に描画されない画素が発生して描画抜
けとなり、背景色のままのモアレが発生する。

そこで本発明の目的は、極座標（ＰＰＩ走査）を直交座
標（ラスタ走査）に変換する際に、直交座標形式の表示
の周辺部における描画抜けを防止する走査変換方式を提
供することにある。

（課題を解決するための手ｐ！ｉ） 本発明は、円または扇形形式で感知されたアナログビデ
オ信号をディジタルビデオ信号に変換し、極座標から直
交座標に座標変換して得るアドレスに基づいて前記ディ
ジタルビデオ信号を画素データとして記憶装置に書込み
、該記憶装置から前記画素データをラスタ走査形式で読
出す走査変換方式であって、走査線方向を示す信号を入
力し、該走査線の方位角の角度情報と、当該走査線と次
の走査線との間に仮想的に設ける複数の仮想走査線の方
位角の角度情報とを出力する手段と、前記角度情報を入
力して該角度情報で示される方位角の前記走査線または
仮想走査線上の各画素の直交座標におけるアドレスを求
める手段と、前記走査線および仮想走査線における各画
素データを前記直交座標におけるアドレスに基づいて前
記記憶装置に書込む手段とを有する。

（作用） 本発明の走査変換方式は、極座標における隣接する２本
の走査線の間に複数の仮想走査線を設定し、該仮想走査
線上の画素データを前記走査線上の画素データを基に推
定し、これらの走査線および仮想走査線上の各画素の直
交座標におけるアドレスを求め、このアドレスに基づい
て走査線および仮想走査線上の各画素データを記憶装置
に書込み、該記憶装置から画素データをラスタ走査形式
で読出して表示することにより、表示形式が極座標から
直交座標に変換され、仮想走査線上の画素データを推定
することで直交座標の画素に対応しない極座標の画素が
存在しなくなって、直交座標表示における！Ｉ画抜けが
防止される。

（実施例） 次に、図面を参照して本発明を説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図であり
、第２図は本発明の第２の実施例を示す図である。第１
図の実施例は角度加算回路１１とスイープ位置算出回路
１２と画像データ処理回路１３とで構成されており、第
２図の実施例は角度加算回路２１と描画開始位置オフセ
ット回＄１２２とスイープ位置算出回路２３と画像デー
タ処理回路２４とで構成されている。これら２つの実施
例は、１つの走査線の画素数が１０２４個であって隣接
する走査線間の角度Δθが３６０”／４０９６のＰＰＩ
走査をラスタ走査に変換するものである。

第３図に示す極座標（ＰＰＩ走査）から直交座標（ラス
タ走査）への変換においては、周辺部になる程、直交座
標における描画抜けすなわちモアレが多くなる。これを
第４図に示す。第４図（ａ）は中心の近傍の場合であり
、極座標における画素が密であるからモアレは発生しな
い。一方、第４図＜ｂ＞に示す様に中心から離れた周辺
部の場合、極座標における画素が疎であって極座標の画
素に対応しない直交座標上の画素が存在することによっ
てモアレ（Ｐ点）が発生する。以下にモアレの発生の条
件について述べる。第５図はモアレの点Ｐに対する環境
を設定した図である。ディジタル走査変換装置において
は、動作およびモデルの簡略化のために以下の様な定義
を行う。

ｒ−＋Ｉ　−ｒｌＩ　＝Δ　ｒ＝１　　　　　　　　　
　　　　　　　　・　（１）Ｃ１，＝Ｃ１＝Ｃ・・・（
２） 上述の定義に基づいて第５図（ｂ）の臨界点に対する解
析を行う、全周すなわち１回転に対する角度分割をＮと
すると、 Ｃ＝２πｒ、・１ 、　　　　　　　　　　・・・（３） と定められる。ｔた、第５図（ｂ）の臨界点においては
、相似関係から、 Ｃ＝　（Ｔ　−１・（４） となる１式（３）、　（４）よりモアレが発生する条件
は、中心からの距Ｍｒ、が次式 ％式％（５） を満足する場合である。

第１図および第２図の実施例では、１つの走査線の画素
数が１０２４であるから、 ｒ＋＋ｔａ＊＝１０２３ となるから、式（５）より が求められる。すなわち、本実施例においてモアレを防
ぐためには１５５１８以上の角度分割を行う必要がある
。しかしながら、本実施例における角度分割は４０９６
であるから、走査線方向を示すＡＣＰ（アジマス・チェ
ンジ・パルス）だけによる走査線上の画素の書込みでは
モアレが発生してしまう、そこで、１本の走査線を示す
１つのＡＣＰで４本の走査線を定義する様にすると、そ
の角度分割が４０９６Ｘ４＝１６３８４（＞１５５１８
）となって、これによりモアレが防止される。

第１図の実施例について説明する。本実施例におけるＰ
ＰＩ走査は、各走査線上の画素数は１０２４個であり、
互いに隣接する走査線間の角度Δθは３６０°／４０９
６である。ＡＣＰはＰＰＩ走査における掃引方向の変更
すなわち走査線の変更を示す信号であり、ある走査線に
おける全ての画素データを送り終え、次の走査線の画素
に対応するディジタルビデオ信号の受信を開始するとき
に送出される。従って、本実施例においては、１つのＡ
ＣＰが入力するごとに１０２４個の画素のビデオ情報を
示すディジタルビデオ信号が入力される。以下に、本実
施例の動作を第６図をも用いて説明する。

角度加算回路１１はＡＣＰが入力されると、該ＡＣＰが
示す走査線（θ、）６１の基準線６０から角度θを表わ
す角度情報１０１と、該角度情報１０１で示される走査
線（θ、）６１上の各画素の直交座標における座標値の
算出の開始を指示するスタート信号１０２とを出力する
。スイープ位置算出回路１２は角度情報１０１とスター
ト信号１０２とが入力されると、角度情報１０１で示さ
れる走査線（θ、）６１上の各画素について直交座標上
の対応する座標値を求め、それぞれＸ座標、Ｙ座標とし
て出力する。このＸ座標とＹ座標の算出は、走査線（θ
、）６１上の０点からＡ点の向きすなわち極座標におけ
る中心から外側への向きに、走査線（θ、）６１上の全
ての画素１０２４個について行われる。この走査線（θ
１）６１における直交座標値の算出が終了すると、スイ
ープ位置算出回路１２は角度加算回路１１に入力した角
度情報１０１の示す走査線の直交座標への変換の終了を
示すエンド信号１０３を出力する０画像データ処理回路
１３は、レーダトリガ信号の発生から順次ディジタルビ
デオ信号を入力し、これを記憶し、記憶されたとデオデ
ータは、角度加算回路１１からのスタート信号１０２に
より読み出され、角度情報１０１で示される走査線（θ
１）６１の各画素に対応する画素データとして出力され
る。スイープ位置算出回路１２と画像データ処理回路１
３にはそれぞれクロックが入力されており、スイープ位
置算出回路１２および画像データ処理回路１３はこのタ
ロツクに同期して動作するから、Ｘ座標、Ｙ座標と画素
データとはそれぞれ対応して出力される１以上の動作に
よって走査線（θ、）６１上の各画素が直交座標に変換
される。スィーブ位置算出回路１２から出力されたエン
ド信号１０３を入力した角度加算回路１１は、走査線（
θ、＋Δθ／４）６２の角度情報１０１とスタート信号
１０２とをスィーブ位置算出回路１２および画像データ
処理回路１３に出力する。

この走査１（θ、＋Δθ／４＞６２は本実施例で設定す
る仮想的なＰＰＩ走査の走査線であり、実際には存在し
ないものである。この角度情報１０１とスタート信号１
０２とを入力したスイープ位置算出回路１２は、仮想的
な走査線である走査線（θ、十Δθ／４）６２上の各画
素について直交座標上の対応する座標値を求め、Ｘ座標
、Ｙ座標として出力する。このとき、角度情報１０１と
スタート信号１０２とを入力した画像データ処理回路１
３は走査線（θ、十Δθ／４）６２の各画素のディジタ
ルビデオ信号を再び入力する。この際にディジタルビデ
オデータが更新されていなければ、走査線（θ、）６１
と、同一の画像データを出力することになる。スディジ
タルビデオ信号が更新されていた場合には走査線（θ、
＋Δθ／４）に対応する新たな画素データが出力される
。

以上の処理により、走査線（θ１＋Δθ／４）６２の０
点からＢ点までの１０２４個の画素の直交座標への変換
が終了すると、スィーブ位置算出回路１２がエンド信号
１０３を角度加算回路１１に出力する。このエンド信号
１０３を入力した角度加算回路１１は、仮想的な走査線
である走査線（θ、＋２・Δθ／４）６３の角度情報１
０１とスタート信号１０２とを出力する。この角度情報
１０１とスタート信号１０２とを入力したスィーブ位置
算出回路１２と画像データ処理回路１３とは、入力した
角度情報１０１で示される走査線（θ、＋２・Δθ／４
）６３上の１０２４個の画素について０点から０点へ順
次に前述した走査線（θ、＋２・Δθ／４）６２の場合
と同様な直交座標への変換を行う、０点までの１０２４
個の各画素の座標変換が終了すると、スイープ位置算出
回路１２がエンド信号１０３を出力する。このエンド信
号を入力した角度加算回路１１は、仮想的な走査線（θ
、＋３・Δθ／４）６４を示す角度情報１０１とスター
ト信号１０２とを出力する。

この角度情報１０１とスタート信号１０２とを入力した
スィーブ位置算出回路１２と画像データ処理圏Ｎ１１３
とは、入力した角度情報１０１で示される仮想的な走査
ｖＡ（θ、＋３・Δθ／４）６４上の１０２４個の画素
について０点からＤ点へ順次に直交座標への変換を行う
。この走査線（θ、＋３・Δθ／４）６４の直交座標へ
の変換が終了すると、スイープ位置算出回路１２が角度
加算図１？１１１にエンド信号１０３を出力し、このエ
ンド信号１０３を入力しな角度加算回路１１は、実際の
走査線（θ１）６１について３本の仮想的な走査線を設
定したから次のＡＣＰが入力するまでその動作を停止す
る。この様に、第１図の実施例においては、ＰＰＩ走査
における実際の１つの走査線について３本の仮想的な走
査線を求め、これらの４つの走査線上のそれぞれの１０
２４個の画素を直交座標に変換することで、ＰＰＩスコ
ープの中心部より離れた周辺部に発生するモアレを防止
することができる。次に、ＰＰＩ走査における走査線（
θ、）６１の次の走査線（θ、＋１）６５のＡＣＰが角
度加算回路１１に、ディジタルビデオ信号が画像データ
処理回路１３に入力すると、本実施例は走査線（θ、）
６１の場合と同様に３本の仮想的な走査線を設定してそ
れら４つの走査線について直交座標への変換を行う。以
上に述べた処理をＰＰＩ走査の全ての走査線（４０９６
本）に対して実行することにより、ラスタ走査の周辺部
において描画抜けが発生することなくＰＰＩ走査がラス
タ走査に変換される。ラスタ走査（直交座標）に変換さ
れた各画素データはＸ座標およびＹ座標で示されるアド
レスに従って記憶装置に格納され、この記憶装置からＸ
座標およびＹ座標で示されるアドレスに従って読出され
てＣＲＴに表示される。

この第１図の実施例においては、ＰＰＩ走査の１本の走
査線から３本の仮想的な走査線を設定してそれら４本の
走査線上の全ての画素について中心点０から順次に直交
座標への変換を行っているから、中心点０の近傍では直
交ＭＩＩＩ上の画素に対応する極座標上の画素が非常に
多くなって座標変換に無駄が発生してしまう、また、中
心点Ｏ付近では直交座標の１画素に対して極座標の多数
の画素が対応してしまって座標変換の処理時間が長くな
って、高速のＡＣＰに対応することができない。

これは中心点Ｏ付近においては、１つの直交座標上の画
素に対応する極座標上の画素として、複数の走査線上の
画素が存在するからである。この問題を解決するために
は、仮想的な走査線においては、中心点０の近傍では画
素を求めずある程度の周辺部から画素を求めてその画素
から最も外側の画素まで座標変換すればよい、これを用
いたものが第２！！！の実施例であり、第７図を用いて
この第２図の実施例の動作を説明する。

第２図において、角度加算口Ｎ１２１は第１図の角度加
算回路１１と同じであり、ＰＰＩ走査のある走査線のＡ
ＣＰが入力されると、該走査線の角度情報およびその走
査線と！ＩＪＩ接する走査線との間に設定する３本の仮
想的な走査線の角度情報を求め、スタート信号と共に順
次に出力する。描画開始位置オフセット回路２１は角度
加算回路２１から角度情報１０１を入力し、その角度情
報１０１が示す走査線において求める画素のオフセット
位置を求めて、そのオフセット位置を描画開始位置情報
１０４として出力する。例えば、第７図においては、走
査線（θ、）７１の角度情＠１０１に対しては０点、走
査線（θ３＋Δθ／４）７２の角度情報１０１に対して
はＬ点、走査線（θ、＋２・Δθ／４＞７３の角度情報
１０１に対してはＭ点、走査線（θ、＋３・Δθ／４）
７４の角度情報１０１に対してはＮ点をそれぞれ描画開
始位置情報１０４とする。スィーブ位置算出回路２３は
角度情報１０１とスタート信号１０２と描画開始位置情
報１０４とを入力し、角度情報１０１で示される走査線
の各画素について直交座標上で対応する座標を求めてＸ
座標、Ｙ座標として出力する。第７図のＰＰＩ走査の実
際の走査線である走査線（θ、）７１については０点か
らＡ点までの１０２４個の画素について直交座標値を求
め、仮想的な走査線（θ３＋Δθ／４）７２については
Ｌ点からＢ点までの５１２個の画素について直交座標値
を求める。さらに、仮想的な走査線（θ、＋２・Δθ／
４）７３についてはＭ点から０点までの７６８個の画素
について、仮想的な走査線（θ、＋３・Δθ／４）７４
についてはＮ点からＤ点までの５１２個の画素について
それぞれ直交座標値を求める。スイープ位置算出回路２
３は１本の走査線について直交座標値を求めると、角度
加算回路２１にエンド信号１０３を出力して、次の角度
情報１０１の入力を待つ０画像データ処理回路２４はＡ
ＣＰに対応したディジタルビデオ信号と角度情報１０１
とスタート信号１０２と描画開始位置情報１０４とを入
力し、ＰＰＩ走査の実際の走査線については入力するデ
ィジタルビデオ信号で与えられる当該走査線の各画素値
から直交座標上で対応する画素の画素値を求める。仮想
的な走査線についてはまず該仮想的な走査線にお　−け
る画素値を入力するディジタルビデオ信号から求め、次
に直交座標上で対応する画素の画素値を求めて、それぞ
れ画素データとして出力する。この画像データ処理回路
２４においても、第７図における走査線（θ１）７１に
ついては０点からＡ点まで、走査線（θ１＋Δθ／４）
７２についてはＬ点からＢ点まで、走査線（θ、＋２・
Δθ／４）７３についてはＭ点から０点まで、走査線（
θ、＋３・Δθ／４）７４についてはＮ点から０点まで
の座標変換をそれぞれ行う。本実施例も第１図の実施例
と同様に、スイープ位置算出回路２３と画像データ処理
回路２４とはタロツクに同期して動作するから、ＸＭ標
およびＹ座標で示される直交座標に対応した画素データ
が順次に出力される０本実施例においても第１図の実施
例と同様に、画素データがＸ座標とＹ座標に対応したア
ドレスで記憶装置に格納されて、該記憶装置から画素デ
ータが読出されてＣＲＴに表示されることによりＰＰＩ
走査がラスタ走査に変換される１以上に述べた様に、本
実施例は基本的な動作については第１図の実権例と同様
であるが、仮想的な走査線における中心付近の座標変換
を行わないから、第１図の実施例よりも１本のＰＰＩ走
査の走査線についての座標変換数が少なく、より高速の
ＡＣＰに対応できる。第６図および第７図において、１
つのＡＣＰで示される走査！！（θ、＞６１４たは７１
における仮想的な走査線を含む全ての画素の座標変換の
総数は、第１図の実施例を用いる第６図では１０２４Ｘ
４＝４０９６個であり、第２図の実施例を用いる第７図
では１０２４＋５１２＋７６８＋５１２＝２８１６個で
あり、第７図が第６図より１２８０個少な０゜これは、
第２図の実施例が第１図の実施例に比べてＰＰＩ定査の
実際の走査線１本に対する座標変換の処理時間が短いこ
とを示しており、第２図の実施例がより小さい間隔で入
力するＡＣＰすなわち高速のＡＣＰに対応できることを
示す。この第２図の実施例においては、ＰＰＩ走査の中
心付近で座標変換する画素数が少なくなっているが、こ
こではＰＰＩ走査による実際の走査線の画素だけで十分
であってモアレは発生しない。

（発明の効果） 以上に詳しく説明した様に、本発明によれば、極座標（
ＰＰＩ走査）から直交座標（ラスタ走査）に変換したと
きに、直交座標表示の周辺部に発生する描画抜けを防止
できる。

【図面の簡単な説明】

第１（！ｌは本発明の第１の実施例を示す図、第２図は
本発明の第２の実施例を示す図、第３図は極座標から直
交座標への変換を示す図、第４図および第５図はモアレ
の発生原理を説明する図、第６図は第１図の動作を説明
する図、第７図は第２図の実施例を説明する図である。 １１．２１・・・角度加算回路、１２．２３・・・スイ
ープ位置算出回路、１３．２４・・・画像データ処理回
路、２２・・・描画開始位置オフセット回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）円または扇形形式で感知されたアナログビデオ信
   号をディジタルビデオ信号に変換し、極座標から直交座
   標に座標変換して得るアドレスに基づいて前記ディジタ
   ルビデオ信号を画素データとして記憶装置に書込み、該
   記憶装置から前記画素データをラスタ走査形式で読出す
   走査変換方式において、走査線方向を示す信号を入力し
   、該走査線の方位角の角度情報と、当該走査線と次の走
   査線との間に仮想的に設ける複数の仮想走査線の方位角
   の角度情報とを出力する手段と、前記角度情報を入力し
   て該角度情報で示される方位角の前記走査線または仮想
   走査線上の各画素の直交座標におけるアドレスを求める
   手段と、前記走査線および仮想走査線における各画素デ
   ータを前記直交座標におけるアドレスに基づいて前記記
   憶装置に書込む手段とを有することを特徴とする走査変
   換方式。
2. （２）前記仮想走査線については、極座標の中心付近の
   画素データを求めずに、当該仮想走査線の途中の位置か
   ら最も外側までの画素データのみを求めて座標変換する
   ことを特徴とする請求項１に記載の走査変換方式。