JPH04311171A - Radiometer - Google Patents

Radiometer

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JPH04311171A
JPH04311171A JP3104674A JP10467491A JPH04311171A JP H04311171 A JPH04311171 A JP H04311171A JP 3104674 A JP3104674 A JP 3104674A JP 10467491 A JP10467491 A JP 10467491A JP H04311171 A JPH04311171 A JP H04311171A
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JP
Japan
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error
output
average
systems
radiometer
Prior art date
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Pending
Application number
JP3104674A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Nakajima
中島 愼一
Yoshito Narimatsu
成松 義人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Publication of JPH04311171A publication Critical patent/JPH04311171A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)

Abstract

PURPOSE:To remove a fringe pattern generated on an image due to the output level difference of respective systems in a radiometer for multiplexing outputs from image pickup elements in plural systems and obtaining a multiplexed image. CONSTITUTION:This radiometer is provided with a CCD sensor 2 including odd picture elements 3 and even picture elements 4 to be the image pickup elements in plural systems, average computing circuits 11, 12 to be average level calculating part for calculating the average levels of respective outputs from these plural systems, an average level comparing operation circuit 13 to be an error calculating part for calculating the error of respective average levels, amplifier circuits 7, 8 to be feedback control parts for feeding back and canceling the error, and a multiplexing circuit 9 for multiplexing and sending an error-canceled output.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【技術分野】本発明は放射計に関し、特に人工衛星等に
搭載され、天体表面等を撮像する放射計に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiometer, and more particularly to a radiometer mounted on an artificial satellite or the like to image the surface of a celestial body.

【0002】0002

【従来技術】一般に、人工衛星等に搭載され、天体表面
等を撮像する放射計は、高精度化の要求にこたえるため
、ライン状の多画素CCD センサを使用して電子走査
を行う方式を採用するものが多くなってきている。
[Prior Art] In general, radiometers mounted on artificial satellites to image the surfaces of celestial bodies, etc., adopt a method of electronic scanning using a line-shaped multi-pixel CCD sensor in order to meet the demand for higher precision. There are more and more things to do.

【0003】CCD センサは光電変換部,電荷転送部
及び出力部から構成されるが、CCD センサの画素数
が数千以上となると、電荷転送部における損失が大きく
なるため、ライン状の光電変換部の両側に電荷転送部を
配置し、奇数画素の信号と偶数画素の信号とを別々に転
送させることにより、転送時の損失を軽減する方式が採
られている。
[0003] A CCD sensor is composed of a photoelectric conversion section, a charge transfer section, and an output section, but when the number of pixels in a CCD sensor becomes several thousand or more, the loss in the charge transfer section increases, so a linear photoelectric conversion section is used. A method is adopted in which charge transfer sections are arranged on both sides of the pixel, and signals of odd-numbered pixels and signals of even-numbered pixels are transferred separately to reduce losses during transfer.

【0004】このような方式を採用すると、1つの撮像
素子から2系統の画像信号出力が生ずるが、従来の放射
計は、各系統間のレベル調整を自動的に行う機能を持た
ず、製造後運用前の試験データをもとに温度制御等を行
うことにより対応していた。
[0004] When such a system is adopted, two systems of image signal output are generated from one image sensor, but conventional radiometers do not have a function to automatically adjust the level between each system, and the This was handled by controlling temperature and other measures based on pre-operation test data.

【0005】ところで、上述した従来の放射計を、例え
ば人工衛星に搭載し、地球表面を撮像する場合を考える
。このような放射計においては、ライン状の多画素CC
D センサを使用し、人工衛星の進行方向と直交する方
向に特定の幅で電子的に走査し、この走査を人工衛星の
進行とともに繰返すことにより、地球表面の連続的な画
像を得ることが多い。ライン状の多画素CCD センサ
においては、上述の如く、電荷転送部における損失を抑
えるため、通常、各々偶数番目の画素、奇数番目の画素
に対応する2系統の画像信号出力を有している。
Now, let us consider a case where the above-described conventional radiometer is mounted on, for example, an artificial satellite to image the earth's surface. In such a radiometer, a linear multi-pixel CC
Continuous images of the Earth's surface are often obtained by using D sensors to electronically scan a specific width in a direction perpendicular to the direction of travel of the satellite, and repeating this scanning as the satellite travels. . As mentioned above, a line-shaped multi-pixel CCD sensor usually has two systems of image signal output, one for each even-numbered pixel and the other for an odd-numbered pixel, in order to suppress loss in the charge transfer section.

【0006】ところで、CCD センサから出力される
画像信号には、光入力の大きさに比例する信号電圧に加
えて、暗電流成分であるオフセット電圧が上乗せされる
。 このオフセット電圧は、電荷転送部及び出力部の特性等
により系統間で異なり、さらに、温度等によって変動す
る。また、光入力の大きさに比例する信号電圧成分の比
例係数も同様に系統間で異なり、温度等により変動する
By the way, an offset voltage, which is a dark current component, is added to the image signal output from the CCD sensor in addition to the signal voltage proportional to the magnitude of the optical input. This offset voltage differs between systems depending on the characteristics of the charge transfer section and the output section, and further varies depending on the temperature and the like. Furthermore, the proportionality coefficient of the signal voltage component that is proportional to the magnitude of optical input similarly differs between systems and varies depending on temperature and the like.

【0007】したがって、偶数・奇数の夫々別々の系統
の電荷転送部を持ち、2系統の出力を得る場合、偶数・
奇数の出力レベルにズレが生ずることとなり、たとえば
、海面のように一様な領域を撮像した場合、画像に衛星
進行方向に平行な縞模様が現れるという欠点があった。
[0007] Therefore, when having separate charge transfer sections for even and odd systems and obtaining two systems of output, even and odd
This results in a shift in the odd-numbered output levels, and for example, when a uniform area such as the sea surface is imaged, there is a drawback that a striped pattern parallel to the satellite traveling direction appears in the image.

【0008】さらに、上述の出力レベルのズレは、A/
D変換後のデータについて電子計算機を用いて補正処理
を行う対策が考えられるが、最小量子化単位以下のズレ
は原理的に補正不可能である。また、量子化ビット数を
増加する対策も考えられるが、その増加はデータレート
の増大を招き、特に衛星搭載用の放射計の場合、衛星か
ら地上局へのデータレートの制限が厳しいことから困難
で、これによる補正精度向上には限界があるという欠点
があった。
Furthermore, the above-mentioned output level deviation is caused by A/
A possible countermeasure is to use an electronic computer to correct the data after D-conversion, but it is theoretically impossible to correct deviations below the minimum quantization unit. Another option is to increase the number of quantization bits, but this increase would lead to an increase in the data rate, which is difficult, especially in the case of satellite-mounted radiometers, because there are strict limits on the data rate from the satellite to the ground station. However, there is a drawback in that there is a limit to the improvement in correction accuracy due to this method.

【0009】[0009]

【発明の目的】本発明の目的は、従来の放射計では補正
できない微小なレベルのズレを、自動的に補正する機能
を備えた放射計を提供することにある。
OBJECTS OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a radiometer having a function of automatically correcting minute level deviations that cannot be corrected with conventional radiometers.

【0010】0010

【発明の構成】本発明による放射計は、複数系統の撮像
素子と、前記複数系統の撮像素子の各々の出力の平均レ
ベルを算出する平均レベル算出部と、これらの算出され
た平均レベルの誤差を算出する誤差算出部と、この誤差
を帰還して打消す帰還制御部と、この誤差が打消された
出力を多重化して送出する多重化部とを有することを特
徴とする。
[Structure of the Invention] A radiometer according to the present invention includes a plurality of systems of image pickup devices, an average level calculation section that calculates the average level of the output of each of the image pickup devices of the plurality of systems, and an error in the calculated average levels. The present invention is characterized by having an error calculation section that calculates the error, a feedback control section that feeds back and cancels this error, and a multiplexing section that multiplexes and sends out the output with this error canceled.

【0011】[0011]

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明による放射計の一実施例の構成を示す
ブロック図である。図に示されている本発明の一実施例
による放射計の運用には観測モードと、基準光源による
レベル自動調整モードとがある。レベル自動調整モード
は、コマンドの入力に応答して開始される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be explained with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a radiometer according to the present invention. The operation of the radiometer according to the embodiment of the present invention shown in the figure includes an observation mode and an automatic level adjustment mode using a reference light source. The automatic level adjustment mode is started in response to input of a command.

【0012】本実施例の放射計では、上述の欠点を解決
するため、レベル自動調整モードにおいて、以下の手段
を講じている。すなわち、基準光源を設け、基準光源を
撮像素子によって撮像した2系統以上の画像信号出力を
、各々のオフセット電圧分を減算する回路に供給し、そ
の出力について各系統毎に平均演算する回路に入力する
。さらに、その平均演算回路の出力を比較演算回路に入
力し、各系統の信号の平均レベルが等しくなるように帰
還して増幅回路の利得を調整するのである。
In order to solve the above-mentioned drawbacks, the radiometer of this embodiment takes the following measures in the automatic level adjustment mode. That is, a reference light source is provided, image signal outputs of two or more systems obtained by imaging the reference light source with an image sensor are supplied to a circuit that subtracts the offset voltage of each system, and the outputs are input to a circuit that calculates an average for each system. do. Furthermore, the output of the average calculation circuit is input to a comparison calculation circuit, and is fed back to adjust the gain of the amplifier circuit so that the average level of the signals of each system is equal.

【0013】図1において、1は基準光源であり、この
基準光源1の光は多画素一次元CCDセンサ2に入射す
る。CCD センサ2は奇数画素3及び偶数画素4を有
しており、各々の画像出力信号は、対応するオフセット
電圧除去回路5又は6に夫々供給される。
In FIG. 1, 1 is a reference light source, and light from this reference light source 1 is incident on a multi-pixel one-dimensional CCD sensor 2. The CCD sensor 2 has odd-numbered pixels 3 and even-numbered pixels 4, and each image output signal is supplied to a corresponding offset voltage removal circuit 5 or 6, respectively.

【0014】一般に、CCD センサには、オプティカ
ルブラックという、オフセット電圧を出力する部分があ
り、これを画像出力信号から減算することによりオフセ
ット電圧の除去を行う。オフセット電圧除去後の画像信
号は、増幅回路7,8に供給される。
Generally, a CCD sensor has a part called optical black that outputs an offset voltage, and the offset voltage is removed by subtracting this from the image output signal. The image signal after the offset voltage has been removed is supplied to amplifier circuits 7 and 8.

【0015】ここで、増幅回路7及び8の利得は変化自
在となっている。そして、増幅回路7及び8の出力は、
奇数画素系統,偶数画素系統夫々さらに2本分岐され、
そのうち1組は多重回路9に加えられる。ここで、多画
素の出力が順にシリアルに並んだ信号に多重化される。 その後、A/D変換回路10に供給され、ディジタル信
号に変換される。
Here, the gains of the amplifier circuits 7 and 8 are variable. The outputs of amplifier circuits 7 and 8 are
The odd numbered pixel system and the even numbered pixel system are further branched into two lines,
One set of them is added to multiplex circuit 9. Here, the outputs of multiple pixels are sequentially multiplexed into serially arranged signals. Thereafter, the signal is supplied to the A/D conversion circuit 10 and converted into a digital signal.

【0016】増幅回路7及び8の出力のうち、もう1組
は夫々対応する平均演算回路11又は12に供給される
。ここでは、奇数画素,偶数画素の各々について、オフ
セット電圧を除いた出力の平均演算が行われる。
Among the outputs of the amplifier circuits 7 and 8, the other set is supplied to the corresponding average calculation circuit 11 or 12, respectively. Here, an average calculation of the outputs excluding the offset voltage is performed for each of the odd-numbered pixels and the even-numbered pixels.

【0017】平均演算回路11及び12の両出力は、平
均レベル比較演算回路13に入る。この演算回路13は
、平均演算回路11,12の出力を比較して大小を判定
し、利得制御信号14,15を帰還して相互に等しくな
るように、増幅回路7,8の利得を制御する。
Both outputs of the average calculation circuits 11 and 12 enter an average level comparison calculation circuit 13. This arithmetic circuit 13 compares the outputs of the average arithmetic circuits 11 and 12 to determine the magnitude, and feeds back gain control signals 14 and 15 to control the gains of the amplifier circuits 7 and 8 so that they are equal to each other. .

【0018】平均演算回路11,12の各出力が等しく
なった場合は、この演算回路13はレベル自動調整モー
ドから脱出し、観測モードに復帰する指令を出す。
When the outputs of the average calculation circuits 11 and 12 become equal, the calculation circuit 13 issues a command to escape from the automatic level adjustment mode and return to the observation mode.

【0019】図2(a)は、画素(Pixel )を横
軸にとって多画素一次元CCD センサ2の画像信号出
力をプロットしたものである。図では奇数画素3からの
出力電圧はV1oで示されているようになっており、こ
のうちV1oo が、オフセット電圧である。この値は
既に述べたようにCCD センサ2のオプティカルブラ
ック出力から供給される。偶数画素4からの出力につい
ても同様に出力電圧V1e及びオフセット電圧V1eo
 で示されている。
FIG. 2(a) is a plot of the image signal output of the multi-pixel one-dimensional CCD sensor 2, with pixels on the horizontal axis. In the figure, the output voltage from the odd-numbered pixel 3 is shown as V1o, of which V1oo is the offset voltage. This value is supplied from the optical black output of the CCD sensor 2, as described above. Similarly, the output voltage V1e and the offset voltage V1eo from the even-numbered pixel 4 are
It is shown in

【0020】図2(b)は、オフセット電圧除去回路5
,6で処理した後の画像信号出力をプロットしたもので
ある。すなわち、奇数画素側がV2o、偶数画素側がV
2eで示されている。さらに、これら画像信号出力V2
o及びV2eは、夫々対応する増幅回路7,8を通った
後、夫々対応する平均演算回路11,12で平均化処理
される。その結果は、奇数画素3側の系統の出力Vom
と偶数画素4側の系統の出力Vemとで一般に異なる値
となる。
FIG. 2(b) shows the offset voltage removal circuit 5.
, 6 is a plot of the image signal output after processing. In other words, the odd numbered pixel side is V2o, and the even numbered pixel side is V2o.
2e. Furthermore, these image signal outputs V2
After passing through the corresponding amplifier circuits 7 and 8, the signals o and V2e are averaged by the corresponding averaging circuits 11 and 12, respectively. The result is the output Vom of the system on the odd-numbered pixel 3 side.
and the output Vem of the system on the even-numbered pixel 4 side generally have different values.

【0021】この不一致について、増幅回路7及び8の
利得を変えることによって一致させた結果が図2(c)
である。すなわち、出力Vomと出力Vemとを一致さ
せた結果が多重回路9への入力となる出力V3o及び出
力V3eである。
FIG. 2(c) shows the result of matching this mismatch by changing the gains of the amplifier circuits 7 and 8.
It is. That is, the results of matching the output Vom and the output Vem are the output V3o and the output V3e, which are input to the multiplex circuit 9.

【0022】このように、本発明は、1又は2以上の撮
像素子からの2系統以上の画像信号出力相互の平均的な
レベルの誤差を帰還することにより、そのレベル差を自
動的に、完全に消滅させることができるのである。
As described above, the present invention automatically and completely corrects the level difference by feeding back the average level error between two or more image signal output systems from one or more image pickup devices. It can be made to disappear.

【0023】これにより、例えば、多画素一次元CCD
 センサを使用して撮像する放射計において奇数画素の
出力と偶数画素の出力とが別々の2系統から出力される
場合、従来ではわずかなレベル差であっても画像上で縞
模様として認識されていたものが、レベル差を打消して
多重化することにより、放射計内でこれを完全に除去す
ることができるのである。
[0023] As a result, for example, a multi-pixel one-dimensional CCD
In a radiometer that uses a sensor to take images, when the output of odd-numbered pixels and the output of even-numbered pixels are output from two separate systems, even a slight level difference is conventionally recognized as a striped pattern on the image. However, by canceling out the level differences and multiplexing them, this can be completely removed within the radiometer.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、複数系統
の撮像素子の各々の平均レベルを算出し、これらの誤差
を帰還して打消すことにより、微小なレベルのズレを補
正でき、画像上の縞模様を除去できるという効果がある
[Effects of the Invention] As explained above, the present invention calculates the average level of each of multiple systems of image sensors, and returns and cancels these errors, thereby correcting minute level deviations and improving image quality. This has the effect of removing the striped pattern on the top.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明の実施例による放射計の構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a radiometer according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の各部の波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram of each part in FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2  CCD センサ 5,6  オフセット電圧除去回路 7,8  増幅回路 9  多重回路 11,12  平均演算回路 13  平均レベル比較演算回路 14,15  利得制御信号 2 CCD sensor 5, 6 Offset voltage removal circuit 7, 8 Amplifier circuit 9 Multiplex circuit 11, 12 Average calculation circuit 13 Average level comparison calculation circuit 14, 15 Gain control signal

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  複数系統の撮像素子と、前記複数系統
の撮像素子の各々の出力の平均レベルを算出する平均レ
ベル算出部と、これらの算出された平均レベルの誤差を
算出する誤差算出部と、この誤差を帰還して打消す帰還
制御部と、この誤差が打消された出力を多重化して送出
する多重化部とを有することを特徴とする放射計。
1. A plurality of systems of image pickup devices, an average level calculation section that calculates an average level of the output of each of the plurality of systems of image pickup devices, and an error calculation section that calculates an error in these calculated average levels. , a feedback control unit that feeds back and cancels this error, and a multiplexing unit that multiplexes and sends out the output from which this error has been canceled.
JP3104674A 1991-04-10 1991-04-10 Radiometer Pending JPH04311171A (en)

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