JPH05225318A - 広視野イメージシステム - Google Patents

広視野イメージシステム

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JPH05225318A
JPH05225318A JP4258192A JP25819292A JPH05225318A JP H05225318 A JPH05225318 A JP H05225318A JP 4258192 A JP4258192 A JP 4258192A JP 25819292 A JP25819292 A JP 25819292A JP H05225318 A JPH05225318 A JP H05225318A
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array
scene
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JP4258192A
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John T Hall
ジョン・テー・ホール
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Raytheon Co
Original Assignee
Hughes Aircraft Co
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、広視野を有し、単一センサで、高
分解能のイメージシステムを得ることを目的とする。 【構成】 視野内の第１および第２のフレーム化された
領域の第１および第２のデジタル表示を発生するセンサ
装置12と、広視野内の第１および第２のフレーム化され
た領域の相対位置を示すオフセットパラメータを発生す
るためにメモリアレイ28，30に記憶されている第１およ
び第２のデジタル表示を処理する情景相関器18と、この
オフセットパラメータを使用して情景の複合デジタル表
示を合成するために第１および第２のデジタル表示を組
合わせるフレーム記憶装置20とを備えていることを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、情景のイメージを生成
するシステムに関し、特に広視野に及ぶ情景イメージを
発生するように動作されるシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】赤外線（以下ＩＲと呼ぶ）イメージシス
テムは赤外線情景視野を有するオペレータまたは誘導シ
ステムを設けるために軍用および業務用に使用されてい
る。ＩＲイメージシステムは典型的に情景イメージの角
度幅に関係する「視野」を有するとして特徴付けられ
る。広視野から生じる１つの利点は広視野イメージの観
測者が大きい情景内の個々の目標物体を観測できること
である。しかしながら、通常のイメージシステムにおい
て視野が増加するとイメージ分解能の減少を犠牲にす
る。イメージ分解能はまた可視雰囲気条件によって低下
する可能性がある。
【０００３】イメージ分解能と視野の間の平衡を与える
必要性を回避するために種々の方法が用いられている。
例えば、イメージシステムにおいて、反射鏡は軸を中心
に回転することによって視野を横切ってパンするように
動作される。反射鏡の回転はそれと光学的に整列されて
いる検出器の線形アレイが視野を横切ってそれから輻射
エネルギを集めることを可能にする。視野内の情景から
の輻射エネルギは１対のレンズの一方によって検出器ア
レイに集束される。レンズの一方は幅広い視野を包含
し、一方レンズの他方は比較的狭い視野をカバーする。
レンズは広視野または改良された分解能を交互に与える
ためにイメージシステムの光学列に機械的に出入され
る。
【０００４】この方法の１欠点は、オペレータが２つの
レンズの視野間において切換えることができる速度がレ
ンズを光学列内に交互に挿入するために使用されるサー
ボシステムの応答によって制限されることである。さら
に、たとえ目標物体の位置が広視野内に容易に現れるこ
とができるとしても、可動目標物体を高分解能レンズの
視野内に捕捉することはしばしば困難である。
【０００５】第２の方法において、イメージセンサ（上
述の線形アレイのような）はジンバル走査機構に取付け
られる。ジンバルはセンサの視野を視野内の種々の領域
に導くために回転され、イメージデータのフレームは既
知の速度（例えば６０Ｈｚ）でセンサによって生成され
る。視野全体にわたる個々の領域はこの方法を用いて分
離して観測されることができるが、視野全体の複合イメ
ージは生成されない。生じたイメージを「不鮮明にす
る」ことなく可動目標物体をセンサの視野内に維持する
（ジンバルの回転によって）ことはまた一般に困難であ
る。さらに、複雑な処理方法はイメージデータの連続す
るフレームを横切ってイメージを生成することを必要と
する。
【０００６】ジンバルセンサシステムに関連する別の複
雑性は、連続するイメージフレームが単一イメージフレ
ームの角度を超過する角度に対する視野の１部分を表示
するために実時間に整列されなければならないからであ
る。この整列は典型的に視野内のジンバルの瞬間の角度
方向を確認するために複数のピックオフ検出器を使用す
ることによって行われる。ピックオフ検出器から集めら
れた位置情報は視野ディスプレイの連続するフレームを
適当に一致させるためにディスプレイ駆動装置によって
使用される。残念ながら、ピックオフの不正確さおよび
ジンバルプラットフォーム力学は隣接する画素の整列を
制限する。さらに、イメージ一致処理はジンバルの疑似
加速によって損なわれる。すなわち、ピックオフ点間の
ジンバルの角速度の変化は視野ディスプレイ中のフレー
ムイメージの整列のずれをもたらす。
【０００７】第３の方法において、多数の分離したセン
サからのイメージデータは視野全体の実時間イメージを
発生するために使用される。各センサの視野はしばしば
合わせ目が複合イメージに現れることを阻止するために
わずかに重複して配置される。しかしながら、複雑で高
価なイメージ処理ハードウェアが典型的にこの多重セン
サ方式を実行するために必要とされる。さらに、多重セ
ンサシステムは単一センサシステムに関して信号対雑音
の比の改善が最小である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述の通常の各イメー
ジ方式において、それに使用されるセンサ内に含まれた
検出器の数はここ数年目覚ましく増加している。特に、
半導体製造技術の進歩性はバッチ処理された検出器アレ
イの平均収率（１つの半導体チップ当り適切に機能する
検出器の数）を十分に増加させた。それにもかかわら
ず、１００％の平均値を得ることはできないので、多く
の欠陥検出器が典型的に各アレイ内に存在する。隣接す
る検出器からのデータを平均とする補間方式はこれらの
欠陥検出器を部分的に補償するために使用されている。
しかしながら、「リアル」な画素は欠陥検出器によって
覆われた領域から失われているので、生じたイメージは
そのような補償の後でさえ劣化されたままである。結果
的に、そのような画素に関連する目標は見落とされるか
或いは誤認される可能性がある。広視野を有し、単一セ
ンサで、高分解能のイメージシステムを提供する技術上
の必要性が存在することは明らかである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】高感度および高分解能を
有する広視野イメージシステムに対する技術上の必要性
は本発明の広視野イメージシステムによって解決され
る。本発明のイメージシステムは広視野内の情景の複合
デジタル表示を提供するように動作される。本発明のシ
ステムは視野内の第１および第２のフレーム化された領
域の第１および第２のデジタル表示を発生するセンサ装
置を含む。情景相関器は広視野内の第１および第２のフ
レーム化された領域の相対位置を示すオフセットパラメ
ータを発生するために第１および第２のデジタル表示を
処理する。オフセットパラメータは情景の複合デジタル
表示を合成するためにフレーム記憶装置内の第１および
第２のデジタル表示を組合わせるために使用される。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の広視野イメージシステム10の
概略的なブロック図である。本発明のシステム10は広視
野Ｆ内の情景のイメージを生成するように動作される。
以下詳細に説明すると、ジンバル走査センサ12からの重
複するイメージデータの連続するフレームはアナログ−
デジタル（Ａ／Ｄ）変換器14によってサンプルされてむ
ら補正モジュール（ＮＵＣ）16に転送される。情景相関
器18は１組のオフセットパラメータをＮＵＣモジュール
16に現れる連続イメージフレーム間の空間的関係を示す
フレーム遅延モジュール26に供給する。フレーム遅延モ
ジュール26は相関器18のタイミングにしたがって連続す
るイメージフレームを適切に遅延するように調節される
ことができる。オフセットパラメータは画素積分器モジ
ュール22内のイメージフレームのサンプルされたデータ
を適切に登録するために使用される。積分器モジュール
22は相関器18によってフレーム記憶装置20内の共通の位
置に割当てられた重複イメージフレームからのサンプル
されたデータの値（画素）を供給する。特別の共通メモ
リ位置に割当てられた各サンプルデータ値に関連する雑
音は相関されないので、積分器22はフレーム記憶装置20
内の各入力の信号対雑音比を増加するように作用する。
このように、積分器22は複雑な広視野情景イメージの信
号対雑音比を高めるように動作する。積分モジュールの
第２の機能は各フレーム内の「デッド」入力を検出して
実際の情景イメージに対応する各フレーム内の入力のみ
を積分することである。最終的に、積分器22は実際の情
景イメージに関連する記憶装置20内に含まれた画素値を
カウントするように動作する。広視野イメージが記憶装
置20からディスプレイ24に読取られるとき、各画素値は
ディスプレイ24のダイナミック範囲にしたがってこのカ
ウントによって調節される。
【００１１】図１に示されているように、システム中央
処理装置（ＣＰＵ）90はＡ／Ｄ変換器14、補償モジュー
ル16、フレーム遅延モジュール26、積分器22、およびフ
レーム記憶装置20と通信されている。したがって、ＣＰ
Ｕ90は本発明のシステム10の素子間のイメージデータの
転送の適切なタイミングを補償する。さらに、以下説明
するように、ＣＰＵ90は広視野内の特別の基準フレーム
を分離するように設計されている外部手動制御装置91に
応答する。
【００１２】図２は本発明の広視野イメージシステム10
の詳細なブロック図である。この図においてシステムＣ
ＰＵ90および制御装置91は簡明のために省略されてい
る。センサ12は広視野Ｆ（図１）を通って水平方向にパ
ンされるときアナログイメージ情報をＡ／Ｄ変換器14に
供給する。センサ12はジンバル走査機構に取付けられた
２方向焦点平面アレイによって実現されることが好まし
いが、広視野Ｆを横切ってそれからビデオデータを集め
ることが可能な他のセンサ装置（例えば可視テレビジョ
ン）に置換されてもよい。センサ12は広視野Ｆよりも実
質上狭い視野を有するので、センサ12は比較的高い分解
能にすることができる。センサ12によって生成されたア
ナログイメージデータは広視野内の個別のイメージフレ
ームに対応する。すなわち、センサ12は既知の速度（例
えば６０Ｈｚ）で視野内の情景の部分の「スナップ」を
撮る（図示せず）。視野Ｆを通るセンサ12の角度回転の
速度は隣接するイメージフレームの本質的な部分が空間
的に重複するように選択される。
【００１３】モジュール16は電子スイッチ32を介してＡ
／Ｄ変換器14に接続された第１および第２のセンサメモ
リアレイ28,30 を含む。好ましい実施例において、補正
モジュール16はアナログ利得制御およびオフセット調節
回路を含む。モジュール16の利得は焦点平面からの信号
の強度に応答して調節される。連続するイメージフレー
ムからの画素値（デジタル化されたイメージデータ）は
スイッチ32の状態を変化することによってアレイ28,30
に交互に読取られる。具体的に説明すると、第１のイメ
ージフレームからの画素値が第１のアレイ28に読取られ
るならば、第２のイメージフレームからの画素値が第２
のアレイ30に読取られる。スイッチ32を電子的に切換え
ることによって（例えばブランキング信号によって）、
第３のイメージフレームからの画素値は第１のアレイ28
に記憶された第１のフレームからの画素値と交換され
る。
【００１４】情景相関器18は第１および第２のアレイ2
8,30 に記憶された画素値に関連するイメージフレーム
間の空間的関係を示すオフセットパラメータを発生する
ように相関演算法を実行する。例えば、本発明のシステ
ム10が運動体に取付けられるならば、連続するイメージ
フレームは広視野内に水平および垂直の両方向に空間的
に変位されることができることに注目すべきである。相
関器18は第１および第２のメモリアレイ28と30の間のオ
フセットパラメータを決定するために相互コンボリュー
ション過程を用いる。このコンボリューション過程の結
果は一般にピークのある表面として示されることがで
き、最も大きいピークの座標はオフセットパラメータに
関連する。相関器18がこのコンボリューションの結果を
用いて行および列の数を確認するように動作されるなら
ば、第２のアレイ30は、変位したアレイがフレーム記憶
装置20に重複されるときに共通画素値を有するフレーム
記憶位置の数が最大にされるように第１のアレイ28から
オフセットされるべきである。このように、相関器によ
って生成されたオフセットパラメータはアレイ28,30 に
記憶されたイメージフレーム間の空間的変位を反映す
る。
【００１５】さらに具体的に説明すると、相関器18はイ
メージ間の一致を行う。ｘおよびｙのオフセットを決定
するために、相関器は連続するイメージフレーム間の重
複区域を均一に覆う相関器セルの固定された格子を含
む。相関器18はまず適切なサーチ区域を確認するために
そこに転送されたイメージデータの最新（すなわち「現
在」）のフレームを読取ってフィルタ処理し、それによ
って現在のイメージと記憶された基準イメージをコンボ
ルブする。基準イメージは一般に６０個の相関器セルか
ら構成されている。１２８×１２８フレーム記憶モジュ
ール内の格子はジンバルが左側に走査するか、走査をし
ないか、或いは右側に走査するかにそれぞれ依存して、
左側、中央、或いは右側に配置される。６０個の相関器
セルから十分なイメージ細部を有する第１の３２個のセ
ルがコンボリューションのために選択される。基準位置
が計算されたとき、相関器は基準イメージを適切の基準
セルに記憶し、各基準セル内の活性画素値の数値を与え
る。活性画素はマスクしきい値によって限定される大き
さを越える大きさを有する。活性画素の数は上述の実証
しきい値の計算において使用される。
【００１６】特に、振幅実証しきい値は相関過程に対す
る性能指数として使用される。最小しきい値は正確な相
関に対して十分な内容を保証するために使用される。振
幅実証しきい値は典型的に活性画素の全数値の８０％に
設定される。
【００１７】基準イメージから１組の基準画素（セル）
が選択され、それは相関器がフィルタ処理された現在の
イメージ内に位置させようとするものである。これらの
各セルおよびイメージサンプリング間の測定されたジン
バルのずれの位置は現在のイメージの各セルの近似的位
置を決定する。相関器は現在のイメージ中の基準セルの
正確な位置を発見するために各セルの予想された位置を
中心とするコンボリューション窓をサーチする。典型的
には、コンボリューション窓に対するサーチ範囲はｘ方
向において＋／−７画素およびｙ方向において＋／−３
画素である。現在のイメージは基準イメージになり、そ
こから新しい基準セルの組が次の視野のコンボリューシ
ョンに対して選択される。
【００１８】十分でない情景の一致は振幅実証しきい値
に対するハードウェアコンボリューションの結果によっ
て決定される。相関ピークの大きさが振幅実証しきい値
よりも大きいならば、その結果は無効であると仮定され
る。十分でない情景の一致に遭遇するときのみに第１の
相関器の基準セルが更新されるように第２の相関器が用
いられる。有用な基準セルを第１の相関器内に保持する
するかぎりランダムウォーク効果を除去することによっ
て改良された情景整合を行うことができる。第１および
第２の相関器が両方共実証しきい値を達成することがで
きない場合において、ジンバル入力は単独に現在のデー
タを配置するために利用されることができる。
【００１９】相関器18は各イメージフレームに基づいて
相関を行う８×８組の基準セルを含むことが好ましい。
各フレームに対して、コンボリューション表面は対応す
るコンボリューション窓の上にセルを滑動させることに
よって形成され、各可能な位置付けに対して、画素の数
値をカウントすることによりセルと生のイメージの間を
整合する。各相関表面は単一の複合表面を生成するため
に合計され、表面ピークの位置は基準イメージと現在の
イメージの間の最良の整合の位置を示す。ピークの大き
さは現在のイメージが記憶された基準イメージに一致す
る程度を示す。
【００２０】図３は相関器18が隣接するイメージフレー
ム間の相対変位を示すオフセットパラメータを発生する
ように動作される状態を示す。図３の列（ａ）に示され
ているように、センサ12によって視野Ｆ内の角度方向α
1 に集められた画素データの第１のフレームF1は時間ｔ
1 において第１のメモリアレイ28に記憶される。同様
に、時間ｔ2 において角度方向α2 に集められた第２の
フレームF2は第２のメモリアレイ30に記憶される。図３
の列（ｂ）に示されているように、第１のフレームF1は
第２のフレームF2内の画素のサブフレームF21 と共通の
画素のサブフレームを含む。サブフレームF12 ，F21 を
識別することによって、相関器18はフレームF1に関する
フレームF2の適切な変位を決定する。これはサブフレー
ムF12 ，F21 をフレーム記憶装置20内の同じ組のメモリ
位置にマップすることを可能にする。図３の列（ｃ）に
示されているように、フレーム記憶装置20内のサブフレ
ームF12 ，F21 を重複していることが複合フレームF1,2
によって示されている。
【００２１】図３の列（ａ）に示されているように、８
個のフレームF1〜F8はα1 とα8 の間のセンサ12の角度
方向に対する共通の画素位置を含む。図３の列（ａ）乃
至（ｃ）はまたフレーム対F3とF4、F5とF6、並びにF7と
F8に対するフレームF1とF2に関して上述された相関過程
を示す。図３の列（ａ）乃至（ｃ）には示されていない
が、相関過程はまた介在するフレーム対F2とF3、F4とF5
等に適用される。
【００２２】図４は好ましい構成の相関器18に含まれた
ハードウエハのブロック図を示す。相関器18は視野内の
連続するフレームの変位を予想するために予測回路19を
含む。予測回路19はセンサ12が視野をパンするときに一
連の「ピックオフ」点を通って回転すると同時にパルス
を放射する検出器と電気的に接続されている。これらの
ピックオフパルスは予測回路19がセンサ12の瞬間角速度
を計算することを可能にする。予測回路19はまたセンサ
12が視野からデータを集める周波数（データ速度）によ
ってプログラムされる。この情報から予測回路19は連続
するイメージフレーム間の予想されたオフセットを計算
することができる。この投影されたフレーム変位は相関
演算法によってスタート点として使用されることができ
るので、オフセットパラメータの発生を促進する。
【００２３】しかしながら、相関器18が連続するイメー
ジフレーム間の変位を示すオフセットパラメータを発生
するために視野内のジンバル走査機構の方向に関係する
情報を必要としないことに注意すべきである。したがっ
て、センサ12の角速度の完全な均一性は要求されない。
これに対して、通常のジンバル走査イメージシステムに
おいて、典型的に走査速度を正確に制御するために複雑
なサーボシステムを使用することが必要である。
【００２４】図４に示されているように、イメージデー
タは勾配フィルタ60を通って相関器18に入力する。フィ
ルタ60はInmos IMSA110 デジタル信号プロセッサのよう
なプログラム可能な前置プロセッサによって実現される
ことができる。IMSA110 は単一集積回路に含まれ、１〜
1120段のプログラム可能なシフトレジスタ、３つの７段
トランスバーサルフィルタ、およびポストプロセッサを
含む。
【００２５】フィルタ60内のポストプロセッサの出力は
２重ポートフレーム記憶装置64に供給される。フレーム
記憶装置64は例えば単一のEPMS128 消去可能なプログラ
ム可能な論理装置（ＥＰＬＤ）におけるカウンタおよび
データ記憶に必要なシフトレジスタの全てを構成する制
御装置を含む。記憶装置64は典型的に３２バイト×２５
６ラインピンポン型２重ポートＲＡＭとして実現され
る。１つのポートはＣＰＵ90によってそれに対するデー
タ入力およびアクセスに使用され、一方他のポートはデ
ータをコンボルバ68に転送するために使用される。
【００２６】コンボルバ68は例えば３つのEPM5128 EPLD
およびTRW TMC220G8V1のような４ビット相関器チップに
よって構成されることができる。図４に示されているよ
うに、コンボルバ68はデジタル信号処理制御バス74によ
って相関器制御装置72から命令を受けて、フレーム記憶
装置64からデータを引出し、さらに処理するためにコン
ボリューションの結果を制御装置72に送る。
【００２７】制御装置72はADSP2100のようなデジタル信
号プロセッサ76、スクラッチパッドＲＡＭ78、およびフ
ァームウェア記憶用のＥＰＲＯＭ（図示せず）によって
実現されることができる。システムＣＰＵ90と相関器18
の間の通信はスクラッチパッドＲＡＭ78およびＣＰＵイ
ンターフェイス電子装置80によって行われる。
【００２８】図５は本発明のシステム10の好ましい実施
例内に含まれたフレーム遅延モジュール26のブロック図
である。上述のように、フレーム遅延モジュール26は情
景相関器18によって発生された行および列オフセットパ
ラメータを積分器22に移送する。補正モジュール16から
のビデオデータは１つまたは２つのチャンネルによって
モジュール26に転送される。２チャンネル動作におい
て、マルチプレクサ（ＭＵＸ）100 は第１のビデオデー
タ路102 と第２のビデオデータ路104 の間を多重化す
る。単一チャンネル動作において、第１のビデオデータ
路102 または第２のビデオデータ路104 のいずれかだけ
が利用される。
【００２９】一度第１のビデオデータ路102 および第２
のビデオデータ路104 によるデータが多重化されると、
焦点平面アレイの欠陥検出器からのイメージデータ
（「デッドセル」データ）はレジスタモジュール106 内
の先のセルの値と置換される。再び、積分器22はそのよ
うなデッドセルデータを識別してこの情報をセル補正バ
ス108 を介してモジュール26に通信するように動作す
る。デッドセルの補償後、典型的な１０ビット入力ビデ
オ流はＰＲＯＭ109 およびそれに関連するレジスタ110
内において８ビットに変換される。レジスタ110 の８ビ
ット出力は相関器18および第１および第２の８×６４Ｒ
ＡＭ114,118 に供給される。ＲＡＭ114,118 は８ビット
ラッチ120 によって分離される。ＲＡＭ114,118 はそこ
を通過するデータが出力レジスタ124 を介して積分器22
に転送される前に２つのイメージフレームの遅延を与え
る。このようにして、相関器18はフレーム記憶装置20の
連続するイメージフレームを重複して積分器によって利
用される必要なオフセットパラメータを計算する十分な
時間を許容される。
【００３０】再び図２を参照すると、これらのオフセッ
トパラメータを使用することによって、積分器22はフレ
ーム記憶装置20内の画素値（補正モジュール16に一時的
に記憶された）の連続するフレームを重複する。積分器
22はメモリ20内の画素値を加算器36に転送し、加算器36
によって発生された値をメモリ20内に記憶するように動
作される記憶インターフェイス34を含む。例えば、イメ
ージエディタ26からの特別の組のオフセットパラメータ
がモジュール16に一時的に記憶されたイメージフレーム
からの画素値がメモリ20内の第１の位置に配置されるべ
きであることを示すならば、インターフェイス34はまず
メモリ20内の第１の位置に現在記憶されている画素値を
検索する。第１の位置からの現在の画素値はインターフ
ェイス34によって加算器36に移送される。加算器36は第
１の位置からの現在の画素値をモジュール16からの示さ
れた画素値に加算し、生じた第１の位置の更新された画
素値をインターフェイス34に通信する。インターフェイ
ス34はメモリ20の第１の位置のこの更新された画素値を
記憶する。
【００３１】図３の列（ａ）および積分器22の動作に関
する説明を参照して認識されることができるように、視
野の周囲からの単一イメージフレーム内に位置されたイ
メージフレームの部分はそのように位置されていないイ
メージフレームと重複するよりも少ないフレームと重複
する。例えば、図３の（ａ）に示されているように、第
１のフレームF1の左方の１／８部分は他のイメージフレ
ームによって重複されていない。フレームF1の隣接する
１／８部分はフレームF2によって重複され、フレームF1
の第３の１／８部分はフレームF2,F3 によって重複され
る。対照的に、フレームF9の全ての画素位置およびその
右方に対する全ての位置は７つの他のイメージフレーム
からの画素値によって重複される。表示されたイメージ
によって広がった視野がメモリ20の周縁フレームからの
画素データを包含するために十分な幅広いならば、表示
されたイメージの一番端の周縁部分の強度はわずかに減
少されることが明らかである。その代りに、これらの周
縁フレーム内の画素値は表示されたイメージの強度を等
しくするために補償係数によって増加されることができ
る。
【００３２】本発明のシステム10によって高められた信
号対雑音の比はまたメモリ20内の特定の位置と重複する
イメージフレームの数に関係する。具体的に説明する
と、メモリ20内の各画素値の位置に関係する信号対雑音
の比は位置を重複するフレームの数の２乗根に比例して
増加する。この推定値は相関されない重複された画素値
に固有の雑音、並びに積分器22によって処理される画素
値の線形加算に基づいて予測される。
【００３３】本明細書の「従来の技術」の項で説明され
たように、検出器アレイを備える実時間走査イメージシ
ステムにおいて、補間方式は欠陥検出器を部分的に補償
するために用いられている。すなわち、欠陥検出器から
のデータは隣接の検出器からの平均データによって置換
される。この技術はイメージ品質を改良するが、明らか
にある程度のイメージの歪みを発生する。多数のイメー
ジフレームはメモリ20内の各位置を重複するので、本発
明はセンサ12内の欠陥検出器をディスプレイ24によって
発生されたイメージの「穴」を生成することなく完全に
オフに切換えることが可能である。連続するイメージフ
レームがメモリ20において重複するので、異なる検出器
はメモリ20内の特定の位置に記憶されたデータを発生す
る可能性があるので上述の結果が生じる。このように、
本発明の「デッドセル」補正の特徴はイメージ品質を損
なうことなく欠陥のある検出器アレイをセンサ12内に含
むことを可能にする。
【００３４】センサ12による走査の開始時に、メモリ20
内の全ての位置はゼロに初期化される。メモリ20はセン
サ12による視野の第１の走査中に積分器22によって左か
ら右に占められる。視野の右方の境界に達するとき、セ
ンサ12は右から左への第２の走査を開始する。この第２
の走査中に、メモリ20の内容は上述のように積分器22に
よって更新される。
【００３５】上述のように、ディスプレイ24はフレーム
記憶装置20に動作的に結合される。ディスプレイ24はRS
-170のような通常の赤外線イメージシステムによって典
型的に使用されている通常のテレビジョンモニタまたは
ディスプレイにより構成することができる。RS-170は５
２５本の水平ライン（４８０活性ライン）および４×３
アスペクト比（水平対垂直）を有する。
【００３６】図６はフレーム記憶装置20およびその選択
された部分からの画素データがディスプレイ24内に含ま
れたモニタ40に同時に表示される観察モードを示す。具
体的に説明すると、図６のディスプレイ24の前面におい
て、広視野イメージＷおよび基準イメージＬがモニタ40
に表示されている。広視野イメージＷはメモリ20内の画
素値に基づいて上述のように形成され、一方基準イメー
ジＬは制御装置91によって識別されたメモリ20の特定の
内容を表示することによって生成される。制御装置を操
作することによって、観察者は広視野イメージＷ内の基
準フレーム（記号マーカM1,M2 によって限定された）を
選択できる。基準フレームは拡大され、広視野イメージ
の近くでディスプレイ24に表示される。
【００３７】本発明を特別の実施例を参照してここに説
明したが、本発明はそれに制限されるものではないこと
を理解すべきである。本発明の教えは本発明の技術的範
囲内の変更を行うために当業者によって利用されること
ができる。例えば、本発明の広視野イメージシステムは
回転ジンバルに取付けられた検出器アレイを備える走査
装置に限定されない。フレームを有するイメージデータ
のシーケンスを供給することが可能な感知装置はここに
開示されているように使用されることができる。さら
に、本発明はフレーム記憶装置の連続するイメージフレ
ームの重複を容易にするために上述の積分器を使用する
実施例に制限されるものではない。当業者は重複するイ
メージフレームからの画素値を組合わせる教えによって
ここに提案された他のシステムを容易に予測できるであ
ろう。したがって、任意の全てのそのような変更は添付
特許請求の範囲によって記載された発明の技術的範囲に
含まれるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の広視野イメージシステムの概略的なブ
ロック図。
【図２】本発明の広視野イメージシステムの詳細なブロ
ック図。
【図３】本発明のイメージシステム内に含まれた情景相
関器が隣接するイメージフレーム間の相対変位を示すオ
フセットパラメータを発生するように動作される方法を
示す図。
【図４】本発明の好ましい実施例における相関器内に含
まれたハードウェアのブロック図。
【図５】本発明のイメージシステムの好ましい実施例に
含まれたフレーム遅延モジュールのブロック図。
【図６】センサメモリに最も最近記憶されたフレーム記
憶装置およびイメージフレームからのデータがビデオデ
ィスプレイ内に含まれたモニタに同時に表示される観察
モードの概略図。
【符号の説明】 10…イメージシステム、12…センサ、18…相関器、19…
予測回路、20…メモリ、22…積分器、24…ディスプレ
イ。

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 視野内の第１および第２のフレーム化さ
    れた領域の第１および第２のデジタル表示を発生するセ
    ンサ手段と、 前記視野内の前記第１および第２のフレーム化された領
    域の相対位置を示すオフセットパラメータを発生するた
    めに前記第１および第２のデジタル表示を相関させる手
    段と、 前記第１および第２のデジタル表示を組合わせて情景の
    複合デジタル表示を合成するために前記オフセットパラ
    メータを使用する手段とを備えていることを特徴とする
    視野内の情景の複合デジタル表示を生成するイメージ装
    置。
  2. 【請求項２】 前記組合わせる手段はメモリ位置のアレ
    イを有するフレーム記憶装置を含んでいる請求項１記載
    のイメージ装置。
  3. 【請求項３】 前記センサ手段は前記第１のデジタル表
    示を記憶するセンサメモリ位置の第１のアレイおよび前
    記第２のデジタル表示を記憶するセンサメモリ位置の第
    ２のアレイをさらに含んでいる請求項２記載のイメージ
    装置。
  4. 【請求項４】 前記相関手段は前記オフセットパラメー
    タにしたがってセンサメモリ位置の前記第１および第２
    のアレイをメモリの広視野内の前記メモリ位置にマッピ
    ングするイメージ編集手段をさらに含み、前記フレーム
    記憶装置の前記第１および第２のデジタル表示を一致さ
    せる請求項３記載のイメージ装置。
  5. 【請求項５】 前記第１のデジタル表示は前記第１のセ
    ンサメモリアレイ内の前記位置の１つに関連する画素値
    の第１のアレイを含んでいる請求項４記載のイメージ装
    置。
  6. 【請求項６】 前記第２のデジタル表示は前記第１のセ
    ンサメモリアレイ内の前記位置の１つに関連する画素値
    の第２のアレイを含んでいる請求項５記載のイメージ装
    置。
  7. 【請求項７】 前記組合わせる手段は前記第１および第
    ２の画素アレイを積分する手段を備えている請求項６記
    載のイメージ装置。
  8. 【請求項８】 前記積分手段は前記フレーム記憶装置の
    １組の重複メモリ位置にマッピングされる前記第１およ
    び第２の画素アレイ内の画素値を加算する加算回路を含
    んでいる請求項７記載のイメージ装置。
  9. 【請求項９】 視野内の第１および第２のフレーム化さ
    れた領域の第１および第２のデジタル表示を発生するセ
    ンサ手段と、 前記視野内の前記第１および第２のフレーム化された領
    域の相対位置を示すオフセットパラメータを発生するた
    めに前記第１および第２のデジタル表示を相関させる手
    段と、 前記第１および第２のデジタル表示を組合わせて情景の
    複合デジタル表示を合成するために前記オフセットパラ
    メータを使用する手段と、 前記複合デジタル表示に応じて複合イメージを発生する
    ディスプレイ手段とを備えていることを特徴とする視野
    内の情景の複合イメージを生成するイメージ装置。
  10. 【請求項１０】 前記センサ手段は前記視野内の前記第
    ２のフレーム化された領域の位置を予測する予測回路を
    含んでいる請求項１記載のイメージ装置。
  11. 【請求項１１】 視野内の第１および第２のフレーム化
    された領域の第１および第２のデジタル表示を発生し、 前記視野内の前記第１および第２のフレーム化された領
    域の相対位置を示すオフセットパラメータを発生するた
    めに前記第１および第２のデジタル表示を相関させ、 前記第１および第２のデジタル表示を組合わせて情景の
    複合デジタル表示を合成するために前記オフセットパラ
    メータを使用する段階を含んでいる視野内の情景の複合
    デジタル表示の生成方法。
  12. 【請求項１２】 メモリ位置の第１のアレイの前記第１
    のデジタル表示を記憶する段階およびメモリ位置の第２
    のアレイの前記第２のデジタル表示を記憶する段階をさ
    らに含んでいる請求項１１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記相関段階は前記オフセットパラメ
    ータにしたがってセンサメモリ位置の前記第１および第
    ２のアレイをフレーム記憶装置内のメモリ位置にマッピ
    ングする段階をさらに含み、前記フレーム記憶装置の前
    記第１および第２のデジタル表示を一致させる請求項１
    ２記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記組合わせる段階は前記第１および
    第２のアレイの内容を積分する段階を含んでいる請求項
    １３記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記積分段階は前記フレーム記憶装置
    内の重複位置にマッピングされた前記第１および第２の
    アレイ内の位置の内容を加算する段階を含んでいる請求
    項１３記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記発生段階は前記情景と光学的に整
    列している複数の検出器からデジタルイメージデータを
    集める段階を含んでいる請求項１５記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記積分段階は前記検出器中の欠陥の
    ある検出器に関連する前記第１のアレイの内容を無視す
    る段階を含んでいる請求項１６記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記検出器中の欠陥のある検出器に関
    連するデータ値の代りに前記フレーム記憶装置の平均デ
    ータ値を置換する段階および前記検出器中の欠陥のある
    検出器に関連しないデータ値の数をカウントする段階を
    含んでいる請求項１７記載の方法。
  19. 【請求項１９】 視野内の第１および第２のフレーム化
    された領域の第１および第２のデジタル表示を発生し、 前記視野内の前記第１および第２のフレーム化された領
    域の相対位置を示すオフセットパラメータを発生するた
    めに前記第１および第２のデジタル表示を相関させ、 前記第１のデジタル表示および第２のデジタル表示を組
    合わせて情景の複合デジタル表示を合成するために前記
    オフセットパラメータを使用し、 複合デジタル表示に応じて前記情景イメージを表示する
    段階を含んでいる視野内の情景のイメージの生成方法。
JP4258192A 1991-09-26 1992-09-28 広視野イメージシステム Pending JPH05225318A (ja)

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