JPH06110918A - Digital frequency domain correlator - Google Patents

Digital frequency domain correlator

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Publication number
JPH06110918A
JPH06110918A JP3148182A JP14818291A JPH06110918A JP H06110918 A JPH06110918 A JP H06110918A JP 3148182 A JP3148182 A JP 3148182A JP 14818291 A JP14818291 A JP 14818291A JP H06110918 A JPH06110918 A JP H06110918A
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JP
Japan
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image
row
fourier transform
column
frame
Prior art date
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Pending
Application number
JP3148182A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
J Ruran Richard
リチャード・ジェイ・グラン
W Baade Dennis
デニス・ダブリユ・バーデ
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Grumman Corp
Original Assignee
Grumman Aerospace Corp
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To perform image correlation in real time between, specially, a video image and various target subject images given in the field of video image input by digitally performing correlation in a Fourier frequency area. CONSTITUTION: An electronic image for correlation with a matched filter image is obtained by a camera 2. The obtained subject image is digitized by a digitizing circuit 3 and enhanced by an image processor 4. After a composition multiplier performs multiplication by a specific window coefficient, row converting processors perform conversion by rows of a 1st frame first and then an FFT processor 9 processes the frame by Fourier transformation. Then the Fourier-transformed frame is multiplied by matched filters in order at the composition multiplier 10. Then the result is processed through the inverse fast Fourier transformation of an inverse FFT transformer 13 and a decision processor 14 takes an analysis for a correlation spot.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、画像処理に於けるディ
ジタル周波数領域相関器及び画像相関方法に係り、特
に、マッチドフィルタリング動作に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital frequency domain correlator and an image correlation method in image processing, and more particularly to a matched filtering operation.

【0002】[0002]

【従来の技術】マッチドフィルタリングは、画像のフー
リェ変換をフーリェ変換「マッチドフィルタ」画像と乗
算し、次に画像の逆フーリェ変換結果に於ける重複の程
度及びフィルタを決定することによる光学像の部分識別
法に関するものである。特に、マッチドフィルタリング
工程は、必要な変換並びに光学技術を使用した乗算を行
なうことを必要とする。
Matched filtering is the portion of the optical image by multiplying the Fourier transform of the image with a Fourier transform "matched filter" image and then determining the degree of overlap and the filter in the inverse Fourier transform result of the image. It relates to the identification method. In particular, the matched filtering process requires performing the necessary transformations as well as multiplications using optical techniques.

【0003】画像相関及び識別のためのマッチドフィル
タ技術を使用するシステムとして、例えば、文字認識シ
ステム,ターゲット認識システム,ターゲット識別シス
テム,品質管理診断システム,及び工程管理診断システ
ム,等が知られている。リアルタイムではない電子的な
マッチドフィルタリングを使用して光学的な工程をシミ
ュレートしているとはいえ、一般的には、そのようなシ
ステムのためには、光学的マッチドフィルタリングのみ
が実用的である。
Character recognition systems, target recognition systems, target identification systems, quality control diagnostic systems, process control diagnostic systems, and the like are known as systems that use the matched filter technology for image correlation and identification. . In general, only optical matched filtering is practical for such systems, even though they use non-real-time electronic matched filtering to simulate the optical process. .

【0004】そのようなシステムの一つとして、自動タ
ーゲット認識システムが、米国特許第3,779,49
2号に開示されている。このシステムは、光学的マッチ
ドフィルタ画像相関器(OMFIC)を使用している。
このOMFICは、レンズを使用することにより高速な
二次元相関を可能とし、画像のフーリェ変換を発生す
る。フーリェ周波数領域に於ける相関は、光を、フーリ
ェ変換画像に通し、さらに効果的に画像を乗算するフー
リェ変換「マッチドフィルタ」画像の透明画に通すこと
により成し遂げられる。画像の逆フーリェ変換結果は、
相関の程度を示し且つ当該システムのオペレータに適当
なフォーマットで表示されることができる「相関スポッ
ト」即ちより強い光強度領域を含む。
As one of such systems, an automatic target recognition system is disclosed in US Pat. No. 3,779,49.
No. 2 is disclosed. This system uses an optical matched filter image correlator (OMFIC).
This OMFIC enables high-speed two-dimensional correlation by using a lens and generates a Fourier transform of an image. Correlation in the Fourier frequency domain is accomplished by passing light through a Fourier transform "matched filter" image transparency, which effectively multiplies the image. The inverse Fourier transform result of the image is
It includes "correlation spots" or areas of higher light intensity that indicate the degree of correlation and can be displayed in a format suitable for the operator of the system.

【0005】画像相関は、光を透明画に通すことによ
り、「リアルタイム」相関、即ち画像の受信レートでの
相関の効果を持つ。これは、全ての動作が、光が当該シ
ステムの光路に沿って進むにつれて、本質的に光の速度
で行なわれるということによる。これは、フーリェ変換
を得てビデオ解像度画像と乗算する一般的な方法に於い
ては、合成アルゴリズム及び/又は電子回路を考える
と、非常に大きな効果である。
Image correlation has the effect of "real-time" correlation, ie, correlation at the image reception rate, by passing light through the transparency. This is because all operations occur essentially at the speed of light as it travels along the optical path of the system. This is a huge advantage in the general way of obtaining the Fourier transform and multiplying it with the video resolution image, considering the compositing algorithm and / or electronics.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うなシステムは、画像処理が開始されることができるよ
りも前に、フィルタ準備,セットアップ,及びアライン
メントの合成タスクが、すべて完了していなければなら
ない。マッチドフィルタは、本質的に、入念に準備して
蓄えておかばならない写真透明画である。別の目標被写
体のためには、別のマッチドフィルタを光路中に挿入す
ることが必要である。これは、光学的なマッチドフィル
タ相関の実際の処理速度を減じ、それらの融通性を限定
してしまう。
However, such systems require that all filter preparation, setup, and alignment compositing tasks be completed before image processing can begin. . Matched filters are essentially photographic transparency that must be carefully prepared and stored. For another target object, it is necessary to insert another matched filter in the optical path. This reduces the actual processing speed of the optical matched filter correlations and limits their flexibility.

【0007】また、現在まで提唱されている光学的マッ
チドフィルタリングレンズシステムは、コヒーレントな
単色光源によるソース画像とフィルタとの両方の照明を
必要としている。従って、光学的マッチドフィルタリン
グは、概して、コヒーレントな照明が容易に提供される
ことができるような実験室状況下でのみ可能なものであ
った。「空間光変調器」のような装置がこの照明問題を
解決するために提唱されているとはいえ、そのようなシ
ステムで十分な性能を達成することは不可能である。
Optical matched filtering lens systems proposed to date also require illumination of both the source image and the filter by a coherent monochromatic light source. Therefore, optical matched filtering was generally only possible under laboratory conditions where coherent illumination could easily be provided. Although devices such as "spatial light modulators" have been proposed to solve this lighting problem, it is not possible to achieve sufficient performance in such systems.

【0008】さらには、光学的マッチドフィルタ画像相
関システム及び一般的な光学システムでは、例えば、種
々の光学素子に於ける減衰並びに散乱効果のため、処理
連鎖を通じて維持される比較的低いダイナミック信号レ
ンジという問題がある。これは、どの程度信号がノイズ
に埋まり、それにも係わらずどの程度回復できるのかと
いう限界を定める。
Furthermore, optically matched filter image correlation systems and common optical systems have a relatively low dynamic signal range maintained throughout the processing chain due to, for example, attenuation and scattering effects in various optical elements. There's a problem. This sets a limit on how much the signal can be buried in noise and nevertheless recovered.

【0009】しかしながら、前述したいくつかの問題点
にも係わらず、その固有速度の効果故に、光学的マッチ
ドフィルタ画像相関器が実際的な種類の画像相関器であ
る。電子的な処理方法は、別のどのような目的のために
も前述のタイプのシステムに於いて使用するためには、
シュミレーションよりも非常に遅いということが今のと
ころ判明している。
However, despite some of the problems mentioned above, the optical matched filter image correlator is a practical type of image correlator because of its inherent velocity effect. Electronic processing methods may be used in systems of the type described above for any other purpose.
It has so far proved to be much slower than the simulation.

【0010】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、特にビデオ画像と、ビデオ画像入力の分野で与えら
れる種々の目標被写体画像との間で、リアルタイムに画
像相関を行ない得る電子システムを提供することを目的
とする。
The present invention has been made in view of the above points, and particularly, an electronic system capable of performing real-time image correlation between a video image and various target subject images provided in the field of video image input. The purpose is to provide.

【0011】また、本発明は、通常のビデオ画像を撮る
のに使用されるような広帯域照明を使用して、リアルタ
イムに画像相関ができるシステムを提供することを目的
とする。
It is also an object of the present invention to provide a system capable of real-time image correlation using broadband illumination such as is used to take conventional video images.

【0012】さらに、本発明は、適応性のある、つまり
それらが必要とされるような「大急ぎで」マッチドフィ
ルタが展開されることができるリアルタイム画像相関シ
ステムを提供することを目的とする。
A further object of the invention is to provide a real-time image correlation system in which adaptive filters can be deployed, ie "on the fly" as they are needed.

【0013】さらにまた、本発明は、広いダイナミック
レンジを有するリアルタイム画像相関システムを提供す
ることを目的とする。
Furthermore, the present invention aims to provide a real-time image correlation system having a wide dynamic range.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明によるディジタル周波数領域相関器
は、ビデオ画像入力をディジタル化画像に変換するため
のディジタル化手段と、パイプライン化並列処理アーキ
テクチャで配列された複数の高速フーリェ変換プロセッ
サ及び複数の画像フレームメモリを含み、上記ディジタ
ル化画像に二次元高速フーリェ変換を行なうための変換
手段と、フーリェ変換されたディジタル化画像に周波数
領域に於けるマッチドフィルタを乗算するための周波数
領域乗算手段と、前記ディジタル化画像とマッチドフィ
ルタとの生成物を処理して分析し、前記ディジタル化画
像とマッチドフィルタとの間の相関の程度を決定する処
理手段とを備え、前記複数の高速フーリェ変換プロセッ
サはそれぞれ、前記ディジタル化画像の一部に一次元高
速フーリェ変換を行なうための手段を含むことを特徴と
している。
To achieve the above object, a digital frequency domain correlator according to the present invention comprises a digitizing means for converting a video image input into a digitized image and a pipeline. Transform means for performing two-dimensional fast Fourier transform on the digitized image, including a plurality of fast Fourier transform processors and a plurality of image frame memories arranged in a parallel processing architecture, and a frequency domain for the Fourier transformed digitized image A frequency domain multiplication means for multiplying the matched filter in, and processing and analyzing the product of the digitized image and the matched filter to determine the degree of correlation between the digitized image and the matched filter. And processing means for performing each of the plurality of high-speed Fourier transform processors. It is characterized in that it includes means for a portion of the digitized image performs one-dimensional Fast Fourier Transform.

【0015】また、本発明による画像相関方法は、ビデ
オ画像入力をディジタル化画像に変換するステップと、
パイプライン化並列処理アーキテクチャで配列された複
数の高速フーリェ変換プロセッサ及び複数の画像フレー
ムメモリを使用することによって、上記ディジタル化画
像に二次元高速フーリェ変換を行なうステップと、フー
リェ変換されたディジタル化画像に周波数領域に於ける
マッチドフィルタを乗算するステップと、前記ディジタ
ル化画像とマッチドフィルタとの生成物を処理し分析し
て、前記ディジタル化画像とマッチドフィルタとの間の
相関の程度を決定するステップとを備え、前記複数の高
速フーリェ変換プロセッサはそれぞれ、前記ディジタル
化画像の一部に一次元高速フーリェ変換を行なうために
使用されることを特徴としている。
The image correlation method according to the invention also comprises the step of converting the video image input into a digitized image,
Performing a two-dimensional fast Fourier transform on the digitized image by using a plurality of fast Fourier transform processors and a plurality of image frame memories arranged in a pipelined parallel processing architecture; and a Fourier transformed digitized image. To a matched filter in the frequency domain, and processing and analyzing the product of the digitized image and the matched filter to determine the degree of correlation between the digitized image and the matched filter. And each of the plurality of fast Fourier transform processors is used to perform a one-dimensional fast Fourier transform on a portion of the digitized image.

【0016】[0016]

【作用】つまり、本発明によれば、前述の目的は、フー
リェ周波数領域に於ける相関をディジタル的に行なうこ
とで達成される。相関動作は、以下のようにして、光学
的フィルタよりはむしろ電子回路を用いる、マッチドフ
ィルタリングの完全に電子的な形で成し遂げられる。
That is, according to the present invention, the above-mentioned object is achieved by digitally performing the correlation in the Fourier frequency domain. The correlation operation is accomplished in the following fully electronic form of matched filtering using electronic circuitry rather than optical filters.

【0017】即ち、第1に、入力画像がディジタル化さ
れ、空間領域から周波数領域にフーリェ変換される。第
2に、フーリェ変換されたディジタル被写体画像が、目
標被写体のフーリェ変換ディジタル画像と乗算される。
最後に、その結果の画像が、結果としての相関スポット
の分析が行なわれることができる空間領域に逆フーリェ
変換される。
That is, first, the input image is digitized and Fourier transformed from the spatial domain to the frequency domain. Second, the Fourier transformed digital subject image is multiplied with the Fourier transformed digital image of the target subject.
Finally, the resulting image is inverse Fourier transformed into the spatial domain where the analysis of the resulting correlated spots can be performed.

【0018】独特な並列パイプライン化処理アーキテク
チャが、「リアルタイム」で、即ち標準的な走査フォー
マットを使用して画像を走査するのに取られる時間より
も短い時間で、上記変換及び乗算を成し遂げることを可
能とさせる。
A unique parallel pipelined processing architecture accomplishes the above transforms and multiplications in "real time", ie, in less time than it takes to scan an image using a standard scan format. To be possible.

【0019】上記独特なディジタル処理アーキテクチャ
は、二次元高速フーリェ変換を並列に行なうための複数
の高速フーリェ変換プロセッサと、逆高速フーリェ変換
を並列に行なうための複数の高速フーリェ変換プロセッ
サとを使用するものである。さらに、これらのプロセッ
サは、画像データが処理動作中にパイプラインを通って
移動するように、即ち、いくつかの画像フレームがパイ
プラインに入り、様々な動作が同時に行なわれることが
できるように、配置されている。
The unique digital processing architecture uses a plurality of fast Fourier transform processors for performing two-dimensional fast Fourier transforms in parallel and a plurality of fast Fourier transform processors for performing inverse fast Fourier transforms in parallel. It is a thing. Further, these processors allow image data to move through the pipeline during processing operations, that is, several image frames can enter the pipeline and various operations can be performed simultaneously. It is arranged.

【0020】上記第3の目的、即ち適応性のあるリアル
タイム画像相関システムを提供することを達成するため
に、入力画像,部分的に処理された画像,及び出力画像
が上記処理パイプライン中に発生されるにつれて、それ
らを一時的に記憶するのに必要なメモリに加えて、多数
のマッチドフィルタを記憶するための十分なメモリ空間
があるように、「大急ぎで」マッチドフィルタの準備の
ための処理経路が提供される。
In order to achieve the third objective, namely to provide an adaptive real-time image correlation system, an input image, a partially processed image and an output image are generated in the processing pipeline. Process in preparation for the matched filters "on the fly" so that there is sufficient memory space to store a large number of matched filters in addition to the memory needed to store them temporarily. A route is provided.

【0021】本発明の並列パイプライン化アーキテクチ
ャは、最小の「オーバヘッド」時間要求を必要とする
が、処理時間を1/Nに効果的に減じる並列に配置され
たN個の高速フーリェ変換プロセッサを利用している。
さらに、上記プロセッサは、変換処理動作中に画像デー
タが「パイプライン」を通って動くように配置され、よ
って、1/30秒毎に新しい入力画像がパイプラインに
入ることを許し、「リアルタイム」処理レートに帰着す
る。
The parallel pipelined architecture of the present invention requires a minimum "overhead" time requirement, but with N fast Fourier transform processors arranged in parallel that effectively reduces processing time by 1 / N. We are using.
Furthermore, the processor is arranged so that the image data moves through the "pipeline" during the conversion process operation, thus allowing a new input image to enter the pipeline every 1/30 second, "real time". Reduce to processing rate.

【0022】従って、本発明は、当該システムに入力さ
れるレートでビデオ信号のリアルタイム処理を可能とす
るに足るだけ速い速度で、周波数領域に於ける電子的デ
ィジタルマッチドフィルタリングを可能とする独特なマ
ッチドフィルタ処理システムを提供することができる。
Accordingly, the present invention provides a unique matched filter that enables electronic digital matched filtering in the frequency domain at a rate fast enough to allow real-time processing of video signals at the rate input to the system. A filter processing system can be provided.

【0023】[0023]

【実施例】図1は、本発明の一実施例に係る完全なディ
ジタル周波数領域相関器を示している。図中の参照番号
の付されていない矢印は、この相関器の構成部分を通る
信号の流れを示している。矢印8は、当該相関器内部で
ディジタル画像情報を運ぶためのディジタル画像バスを
示している。
1 illustrates a fully digital frequency domain correlator according to one embodiment of the present invention. The unreferenced arrows in the figure indicate the flow of signals through the components of this correlator. Arrow 8 indicates a digital image bus for carrying digital image information within the correlator.

【0024】画像入力1は、カメラシステム2を介して
当該相関器に入力される。このカメラ2の焦平面上のレ
ンズシステムによってフォーカスされることができるど
のような画像も、例えば、可視ビデオ画像,赤外線ビデ
オ画像,あるいは紫外線ビデオ画像も、適当な入力であ
る。上記カメラは、一般的なCCDビデオカメラである
ことができる。もちろん、画像を電子的な形に変換する
ために、他のシステムを使用することも可能である。
The image input 1 is input to the correlator via the camera system 2. Any image that can be focused by the lens system on the focal plane of this camera 2, for example a visible video image, an infrared video image or an ultraviolet video image, is a suitable input. The camera may be a general CCD video camera. Of course, other systems can be used to convert the image to electronic form.

【0025】上記カメラ2は、制御信号バス16を介し
てコントローラ15により制御される。このコントロー
ラ15は、コンピュータか専用の制御回路構成かのいず
れかにより構成されることができる。コントローラ15
は、好ましくはオペレータ入力装置17を含む、当該分
野で既知の適当な構成のものである。
The camera 2 is controlled by the controller 15 via the control signal bus 16. The controller 15 can be configured by either a computer or a dedicated control circuit configuration. Controller 15
Is preferably of any suitable construction known in the art, including operator input device 17.

【0026】上記カメラ2によるアナログ信号出力は、
例えば、ビデオ信号標準,RS−170,RS−33
0,あるいはCCIRのいずれかに従う。もちろん、非
常に多くの他の信号フォーマットもまた実施例の相関器
で使用することができる。
The analog signal output from the camera 2 is
For example, video signal standard, RS-170, RS-33
Follows either 0 or CCIR. Of course, numerous other signal formats can also be used in the example correlators.

【0027】この相関器の動作は一般に、制御シーケン
スを発生し、また当該相関器の各部のための特定の回路
機能を制御するコントローラ15によって、同期され
る。そのような機能の例としては、クロック,スタート
/ストップ,動作モード制御,初期化,画像データ転送
制御,アドレス発生,画像処理制御,及びDRAMリフ
レッシュ制御,等がある。これらの機能は、広い種類の
従来の装置に於いて使用されており、本実施例のコント
ローラ15へのそれらの適用は、当業者には自明のこと
であろう。
The operation of this correlator is generally synchronized by the controller 15 which generates the control sequences and which controls the specific circuit functions for each part of the correlator. Examples of such functions include clock, start / stop, operation mode control, initialization, image data transfer control, address generation, image processing control, and DRAM refresh control. These functions are used in a wide variety of conventional devices, and their application to the controller 15 of this embodiment will be apparent to those skilled in the art.

【0028】ビデオカメラ2からの出力は、ディジタル
化回路3に入力される。このディジタル化回路3は、図
2に詳細に示されている。同図には、ディジタル化回路
のための好ましい形態が示されているとはいえ、別の信
号フォーマットはこのディジタル化回路に変更を要求す
るということは理解されよう。
The output from the video camera 2 is input to the digitizing circuit 3. This digitizing circuit 3 is shown in detail in FIG. Although the same figure shows the preferred form for the digitizing circuit, it will be understood that other signal formats require modification to this digitizing circuit.

【0029】当業者に知られているように、ビデオ信号
は同期(sync)コードを含み、これは、タイミング
信号をフラッシュA/D変換器35及びデータ記憶マル
チプレクサ(MUX)36に供給する目的のために、同
期抽出器33で抽出される。アナログビデオ信号は、バ
ッファ増幅器36を介して、フラッシュA/D変換器3
5に入力され、そこでディジタル形式に変換される。
As known to those skilled in the art, the video signal contains a sync code, which is intended to provide timing signals to a flash A / D converter 35 and a data storage multiplexer (MUX) 36. Therefore, it is extracted by the synchronization extractor 33. The analog video signal is sent to the flash A / D converter 3 via the buffer amplifier 36.
5 and is converted to digital form there.

【0030】このディジタル化された画像は次に、マル
チプレクサ36によって、2個のシングルフレームメモ
リ38及び39の内の一方に送られ、次の処理に先立っ
て記憶される。2個のトグル型ビデオフレームメモリ3
8及び39の使用は、次のビデオフレームに、次の処理
のために当該相関器中のパイプラインに導かれることを
許す。デマルチプレクサ(DEMUX)40は、ディジ
タル化されたビデオフレームに、一度に1フレームず
つ、共通バスに沿って画像処理部4へ送られることを許
す。
This digitized image is then sent by multiplexer 36 to one of two single frame memories 38 and 39 for storage prior to further processing. Two toggle-type video frame memories 3
The use of 8 and 39 allows the next video frame to be routed to the pipeline in the correlator for further processing. The demultiplexer (DEMUX) 40 allows digitized video frames to be sent one frame at a time to the image processor 4 along the common bus.

【0031】画像処理部4は、強度調整,空間フィルタ
リングのような画像エンハンスメント,平滑化,エッヂ
エンハンスメント,データ変換,及び画像回転のような
多数の標準的な画像処理動作を提供する。これらの動作
は、画像をエンハンスメントし、ノイズ及び背景を除去
し、また画像を空間的に修正して許容できるマッチング
を見いだす確率を増すために使用される。
The image processor 4 provides a number of standard image processing operations such as image enhancement such as intensity adjustment, spatial filtering, smoothing, edge enhancement, data conversion, and image rotation. These operations are used to enhance the image, remove noise and background, and spatially modify the image to increase the probability of finding an acceptable match.

【0032】上記画像処理部4からの処理された画像デ
ータは次に、合成乗算器5に供給される。この合成乗算
器5は、それを適当なウィンド係数7と乗算することに
より画像をウィンド処理して、「フォールドオーバ」や
「エイリアシング」によって生じた変換画像に於ける歪
みを減じる。ここで、フォールドオーバとは、ビデオ画
像を形成するのに使用されるラスタスキャンの不連続の
周期移動の影響によって、即ちラスタスキャンの有限の
存続時間のため画像がそのうち分散されるという一般的
なビデオに於ける限界によって発生される変換画像中に
現われる、高周波ノイズ成分に帰着する、既知の現象で
ある。
The processed image data from the image processing section 4 is then supplied to the synthesis multiplier 5. This composite multiplier 5 multiplies it by an appropriate windowing factor 7 to wind the image and reduce distortion in the transformed image caused by "foldover" or "aliasing". Here, foldover is the general effect that the image is dispersed over time due to the effect of the discontinuous periodic movement of the raster scan used to form the video image, ie due to the finite lifetime of the raster scan. It is a known phenomenon that results in high frequency noise components appearing in the transformed image produced by limitations in video.

【0033】上記ウィンド係数7は、図4に詳細に示さ
れている合成乗算器5によって要求されるまで、好まし
くは高速DRAMメモリであるウィンドフィルタ記憶部
6に記憶されている。合成乗算器5に於いては、n×m
画素で構成された画像フレームが、対応するウィンド係
数7と画素毎にマッチングが取られる。ウィンド係数7
の値は、変換に起因するフォールドオーバ又はエイリア
シングの量を計算し実験的に決定して、フォールドオー
バ又はエイリアシングを最小にする値を選択することに
より、予め決定されている。
The window factor 7 is stored in the window filter store 6, preferably a high speed DRAM memory, until required by the combiner multiplier 5 shown in detail in FIG. In the synthesis multiplier 5, n × m
An image frame composed of pixels is matched pixel by pixel with the corresponding window coefficient 7. Wind coefficient 7
The value of is predetermined by calculating and empirically determining the amount of foldover or aliasing due to the conversion and choosing a value that minimizes foldover or aliasing.

【0034】画素データ及びウィンド係数の両方の実数
部及び虚数部が同時に入力されて互いに乗算され、結果
として、ディジタル化ビデオバス8に沿った合成データ
出力Yが得られる。本質的に、ウィンド係数は、周波数
領域に於けるフォールドオーバを受け易い画像の部分を
抑制する。
The real and imaginary parts of both the pixel data and the window coefficient are simultaneously input and multiplied together, resulting in a composite data output Y along the digitized video bus 8. In essence, the window factor suppresses the portion of the image that is susceptible to foldover in the frequency domain.

【0035】既知の合成乗算/計算関数に従って、 y=i*w である。但しここで、 Re(y)=Re(i)Re(w)−Im(i)Im
(w) であり、且つ Im(y)=Re(i)Im(w)+Im(i)Re
(w) である。従って、4個の乗算器40〜43及び2個のア
キュムレータ44及び45が、並列に動作を行なうため
に必要とされる。結果としての「ウィンド」データは、
二次元FFT変換器9に供給される。
According to the known composite multiplication / computation function, y = i * w. However, here, Re (y) = Re (i) Re (w) -Im (i) Im
(W) and Im (y) = Re (i) Im (w) + Im (i) Re
(W) Therefore, four multipliers 40-43 and two accumulators 44 and 45 are required to operate in parallel. The resulting "wind" data is
It is supplied to the two-dimensional FFT converter 9.

【0036】この二次元FFT変換器9は、詳細に図3
に示されているように、並列処理アーキテクチャを使用
する。このFFT変換器9は、合成乗算器5からのウィ
ンド処理されたディジタル画像データを、トータルでN
個のプロセッサを使用して変換する。これらのN個のプ
ロセッサは、2個のグループ20及び26に分割され、
それぞれ対応する数のバッファメモリ21及び27に接
続されている。並列に接続されたN個のプロセッサの使
用は、当該FFT変換器9に、シングルプロセッサの行
又は列処理速度Tによってのみ限定される、どのような
所望の速度ででも処理することを可能とする。この変換
器9の動作は、データ転送及びシーケンスコントローラ
32によって整理される。このデータ転送及びシーケン
スコントローラ32は、後述するようにしてデータ転送
を整理するために、当該変換器9の各部に同期及び制御
信号を供給する。
This two-dimensional FFT converter 9 is shown in detail in FIG.
Use a parallel processing architecture, as shown in. The FFT converter 9 totals the window-processed digital image data from the synthesis multiplier 5 by N.
Convert using 4 processors. These N processors are divided into two groups 20 and 26,
Each of them is connected to a corresponding number of buffer memories 21 and 27. The use of N processors connected in parallel allows the FFT converter 9 to process at any desired speed, limited only by the row or column processing speed T of the single processor. . The operation of this converter 9 is coordinated by the data transfer and sequence controller 32. The data transfer and sequence controller 32 supplies synchronization and control signals to each part of the converter 9 in order to organize the data transfer as described below.

【0037】上記並列プロセッサは、512画素で構成
された標準ビデオフレーム行を使用して、以下のように
データを処理する。第1行が行メモリ211 に入力さ
れ、その後、FFTプロセッサ201 はスタート変換コ
マンドを与えられ、行メモリ212 への第2行のローデ
ィングが開始する。この処理は、プロセッサ201 がビ
デオデータの第1行のフーリェ変換に達するまで継続す
る。ビデオデータの変換された行は次に、行メモリ21
N/2 がロードされるべき時に、中間メモリ22に移され
る。次に、N/2+1行のデータである次の行のデータ
が、プロセッサ201 による処理のために行メモリ21
1 にロードされる。ディジタル化画像を変換する行のこ
の処理は、図7に示されている。
The parallel processor uses a standard video frame row composed of 512 pixels to process the data as follows. The first row is input to the row memory 21 1 , after which the FFT processor 20 1 is given a start conversion command to start loading the second row into the row memory 21 2 . This process continues until processor 20 1 reaches the Fourier transform of the first row of video data. The converted row of video data is then stored in the row memory 21.
When N / 2 is to be loaded, it is moved to the intermediate memory 22. Then, N / 2 + 1 rows of the next row of data is data, line memory 21 for processing by the processor 20 1
Loaded to 1 . This processing of the rows that convert the digitized image is shown in FIG.

【0038】FFTプロセッサ及び行メモリの個数N
は、プロセッサ201 がFFT動作を完了した時にビデ
オデータのN/2行のローディングが生ずるように選択
されている。この時間によって、残りのプロセッサ20
2 〜20N/2 のそれぞれは、同時に動作すべきである。
これが生ずるや否や、N/2+1行が、対応するプロセ
ッサがその動作を完了している行メモリ211 にロード
されることができる。次に、行メモリ212 が有効にな
るや否や、N/2+2行がそれにロードされ、以下、同
様にしてロードされる。従って、行変換時間が、512
行画像のために、512Tから512T/(N/2)に
減ぜられる。但しここで、Nは2よりも大きい数であ
る。
Number of FFT processors and row memories N
Has been selected such that loading of N / 2 rows of video data occurs when processor 20 1 completes the FFT operation. This time allows the remaining processor 20
Each 2 ~20 N / 2, should operate at the same time.
As soon as this occurs, N / 2 + 1 rows can be loaded into the row memory 21 1 for which the corresponding processor has completed its operation. Then, as soon as the row memory 21 2 becomes valid, N / 2 + 2 rows are loaded into it, and so on. Therefore, the line conversion time is 512
For line images, it is reduced from 512T to 512T / (N / 2). However, N is a number larger than 2 here.

【0039】全ての行変換が完了した時、中間メモリ2
2は、フーリェ変換が半分しか完了していないが、完全
な画像フレームを含んでいる。次に、ビデオフレームデ
ータは、列メモリ271 〜27N/2 に同時に1列シフト
されねばならない。図8に示されるように、列FFT変
換動作は、行FFT動作に関して前述したのと全く同じ
であり、再び、512×512画素画像のために、51
2Tから512T/(N/2)への変換時間に於ける減
少に帰着する。但しここで、Nは2よりも大きい数であ
る。
When all the line conversions are completed, the intermediate memory 2
2 contains a complete image frame, although the Fourier transform is only half completed. Then, the video frame data, must be simultaneously shifted one column to the column memory 27 1 ~27 N / 2. As shown in FIG. 8, the column FFT transform operation is exactly the same as described above for the row FFT operation, again for a 512 × 512 pixel image, 51
It results in a decrease in the conversion time from 2T to 512T / (N / 2). However, N is a number larger than 2 here.

【0040】高速フーリェ変換アルゴリズムはそれ自体
良く知られたものであり、使用されるプロセッサは、ど
のような適当な高速フーリェ変換プロセッサであって良
い。適当な1×512ポイントの310μsのFFT処
理速度を有する商業的に得られるプロセッサは、Bursky
による論文Electronic Design, pg.127, september 8,
1988中に公表されている。ワークメモリ21及び関連の
バッファ,入出力行,及び制御及びウィンドゥイング回
路と一緒に、そのような規格品の一次元FFTプロセッ
サチップ20の構成が図9に示されている。よって、N
=64プロセッサの場合に於いては、512行画像変換
のための処理時間は、ほぼ5ms((512×310μ
s)/(64/2))である。
The fast Fourier transform algorithm is well known per se, and the processor used can be any suitable fast Fourier transform processor. A commercially available processor with an appropriate 1 × 512 point 310 μs FFT processing speed is Bursky
Paper by Electronic Design, pg.127, september 8,
Published in 1988. The configuration of such a standard one-dimensional FFT processor chip 20 is shown in FIG. 9, along with a work memory 21 and associated buffers, input / output rows, and control and windowing circuitry. Therefore, N
= 64 processors, the processing time for image conversion of 512 lines is approximately 5 ms ((512 × 310 μ
s) / (64/2)).

【0041】一般的なビデオフレームは、完了するため
に1/30秒、即ち33ms必要とする。従って、64
プロセッサチップセットは、1ビデオフレームに於いて
6回の変換を完了するように構成されることができる。
これは、「リアルタイム」で、即ちビデオ画像が相関器
に入力されるにつれて、列及び行変換の両方を、また逆
列及び行変換の両方を完了するためには、十分速いもの
である。さらに、図1及び図3に示されたようなパイプ
ラインに沿って、これらの動作が直列に行なわれるなら
ば、素早いデータ移動という要求が緩和される。
A typical video frame requires 1/30 second, or 33 ms, to complete. Therefore, 64
The processor chipset can be configured to complete 6 conversions in one video frame.
This is fast enough to complete both column and row transforms and inverse column and row transforms in "real time", ie as the video image is input to the correlator. Moreover, if these operations are performed serially along a pipeline as shown in FIGS. 1 and 3, the requirement for fast data movement is relaxed.

【0042】画像フレームの全行が変換され、結果の行
変換画像フレームが列変換のための準備に於いて中間フ
レームメモリ22に存した後、フレーム2の変換が開始
することができる。第2画像フレームのための行変換が
開始した時、第1フレームの列変換が、同時に、スター
トする。行変換データが中間フレームメモリ22でシフ
トされて、列メモリ271 〜27N/2 に入力されている
のに対し、第2フレーム行変換の結果は、中間メモリ2
3に記憶される。
After all rows of the image frame have been transformed and the resulting row transformed image frame resides in the intermediate frame memory 22 in preparation for column transformation, the transformation of frame 2 can begin. When the row conversion for the second image frame starts, the column conversion for the first frame starts at the same time. The row conversion data is shifted in the intermediate frame memory 22 and input to the column memories 27 1 to 27 N / 2 , whereas the result of the second frame row conversion is the intermediate memory 2
3 is stored.

【0043】従って、第1ビデオフレームAの列変換及
び第2ビデオフレームBの行変換は、同時に行なわれ
る。換言すれば、パイプライン化データフロー並びにフ
レームA/フレームB「トグルド」メモリは、行及び列
FFT変換の同時実行を許し、よって、フーリェ変換処
理レートを最適化する。完全にフーリェ変換された画像
フレームは、フレームメモリ28及び29に記憶され
る。
Therefore, the column conversion of the first video frame A and the row conversion of the second video frame B are performed at the same time. In other words, the pipelined data flow and frame A / frame B "toggled" memory allow concurrent row and column FFT transforms, thus optimizing the Fourier transform processing rate. The completely Fourier transformed image frame is stored in the frame memories 28 and 29.

【0044】合成乗算器10によって、二次元FFT変
換器9から得られたフーリェ変換被写体画像を、メモリ
11に記憶された複数のマッチドフィルタの一つから選
択されたマッチドフィルタ12と乗算することにより、
画像比較が成し遂げられる。このマッチドフィルタ12
は、ノイズ及び背景クラッタが取り除かれた目標被写体
のクリアな画像のフーリェ変換を表わす。そのような画
像は、後述するようにして、ビデオバス8’に沿って二
次元FFT変換器9から直接、画像を転送することによ
り、「大急ぎで」得られる。メモリ11は、ダイナミッ
クRAMが「大急ぎで」即ち適応性の応用のために必要
とされるものではあるが、EEPROMやメモリディス
クのような不揮発性コンポーネントの形で良い。
By the multiplication multiplier 10, the Fourier transform subject image obtained from the two-dimensional FFT converter 9 is multiplied by the matched filter 12 selected from one of the plurality of matched filters stored in the memory 11. ,
Image comparison is accomplished. This matched filter 12
Represents the Fourier transform of a clear image of the target object with noise and background clutter removed. Such an image is obtained "on the fly" by transferring the image directly from the two-dimensional FFT transformer 9 along the video bus 8 ', as described below. The memory 11 may be in the form of a non-volatile component such as an EEPROM or memory disk, although dynamic RAM is required for "on the fly" or adaptive applications.

【0045】変換器9からのフーリェ変換画像に加え
て、合成乗算器10に於いては、マッチドフィルタ周波
数領域ターゲットデータ12が利用される。マッチドフ
ィルタリングは、マッチドフィルタ並びに二次元フーリ
ェ変換被写体画像を形成するこの周波数領域ターゲット
データの画素毎の乗算として実施される。
In addition to the Fourier transformed image from the converter 9, the matched filter frequency domain target data 12 is used in the synthesis multiplier 10. Matched filtering is implemented as a pixel-by-pixel multiplication of this frequency domain target data forming a matched filter as well as a two-dimensional Fourier transformed subject image.

【0046】合成乗算器10は、図4に詳細に示されて
おり、本質的に、前述した合成乗算器5と同様の構成を
必要とする。従って、合成乗算器10は、ここではさら
に詳述する必要はないであろう。しかしながら、当業者
によって別の合成乗算器回路が構成でき、またそのよう
な回路が本発明に包含されるべきであるということに注
意されたい。
The composite multiplier 10 is shown in detail in FIG. 4 and requires essentially the same configuration as the composite multiplier 5 described above. Therefore, the composite multiplier 10 will not need to be further detailed here. However, it should be noted that other synthetic multiplier circuits can be constructed by those skilled in the art and such circuits should be included in the present invention.

【0047】二次元逆FFT変換器13は、前述した図
3に描かれた二次元FFT変換器9と同様の本質的要素
を有している。信号の流れ及び動作は、上記二次元FF
T変換器9のために前述したのと同様であり、上記FF
Tプロセッサ20及び26に対応するN個の逆FFTプ
ロセッサと、行メモリ21及び列メモリ27に対応する
N個の行及び列メモリとを使用するものである。また、
フレームメモリは、フレームメモリ22,23,28,
及び29と同じ物であることが好ましい。
The two-dimensional inverse FFT converter 13 has the same essential elements as the two-dimensional FFT converter 9 shown in FIG. The flow and operation of the signal are
The same as described above for the T-converter 9 and the FF
It uses N inverse FFT processors corresponding to the T processors 20 and 26 and N row and column memories corresponding to the row memory 21 and the column memory 27. Also,
The frame memories are the frame memories 22, 23, 28,
And 29 are the same.

【0048】目標被写体が結果の画像のフィールド内に
存在するならば、回復されたマッチドフィルタリングさ
れたディジタル画像は、「相関スポット」即ちこれらの
被写体が置かれた画像の領域に対応するより強画像強度
の領域を含むであろう。画像を走査して、マッチングを
示すどの様な相関スポットの存在をも決定するために、
判定プロセッサ14が使用される。この判定プロセッサ
14により行なわれる標準的な相関アルゴリズムは、閾
値,重み付け合計,畳み込み,等である。あるいは、マ
ッチドフィルタリングされたディジタル画像は、当該シ
ステムのオペレータによって観察されるために、単に表
示されることもできる。
If the target objects are in the field of the resulting image, the recovered matched filtered digital image is a "correlation spot" or a stronger image corresponding to the area of the image in which these objects are located. It will include areas of intensity. To scan the image and determine the presence of any correlated spots that indicate a match,
The decision processor 14 is used. The standard correlation algorithms performed by this decision processor 14 are thresholds, weighted sums, convolutions, etc. Alternatively, the matched filtered digital image may simply be displayed for viewing by the operator of the system.

【0049】また、逆フーリェ変換を行なうことなしに
データを分析することも、本発明に包含される。変換の
積分が相関平面に含まれたるエネルギーであるというこ
とを述べているパーセヴァルの定理を使用するような、
周波数領域に於ける相関を分析するためのアルゴリズム
は既知である。エネルギーが大きければ大きいほど、マ
ッチングがある。
It is also included in the present invention to analyze the data without performing the inverse Fourier transform. Using Parseval's theorem, which states that the integral of the transformation is the energy contained in the correlation plane,
Algorithms for analyzing correlations in the frequency domain are known. The greater the energy, the more matching there is.

【0050】実施例のディジタル周波数領域相関器の図
6に示された動作シーケンスは、以下のように要約する
ことができる。
The operation sequence shown in FIG. 6 of the digital frequency domain correlator of the embodiment can be summarized as follows.

【0051】まず、マッチドフィルタ画像との相関のた
めの電子画像がカメラ2によって獲得される。この獲得
された被写体画像は次に、ディジタル化回路3によりデ
ィジタル化され、画像プロセッサ4でエンハンスされ
る。合成乗算器5に於ける所定のウィンド係数との乗算
の後、複数の行変換プロセッサに於いて第1フレームの
行毎の変換を先ず行なうことにより、FFTプロセッサ
9でフレームがフーリェ変換される。
First, an electronic image is acquired by the camera 2 for correlation with the matched filter image. The acquired subject image is then digitized by the digitizing circuit 3 and enhanced by the image processor 4. After the multiplication with the predetermined window coefficient in the composition multiplier 5, the FFT processor 9 performs the Fourier transform on the frame by first performing the conversion for each row of the first frame in the plurality of row conversion processors.

【0052】行変換プロセッサは、第1のプロセッサが
その変換を完了し且つ再びロードされる準備ができた丁
度その時に、ロードされるべき最後のプロセッサがロー
ドされるように、バッファメモリを介してシリアルに供
給される。第1フレームのための行変換が行なわれたと
き、行プロセッサと同様に配列された複数の列変換プロ
セッサに於いて、第1フレームの列が変換される。この
時、第2フレームの行変換も開始される。
The row transform processor passes through the buffer memory so that the last processor to be loaded is loaded exactly when the first processor has completed its translation and is ready to be loaded again. Supplied in serial. When the row conversion is performed for the first frame, the columns of the first frame are converted in a plurality of column conversion processors arranged similarly to the row processor. At this time, row conversion of the second frame is also started.

【0053】次に、フーリェ変換されたフレームは、そ
れぞれ、合成乗算器10に於いて、マッチドフィルタと
順次乗算される。その後、その結果が逆FFT変換器1
3に於いて逆高速フーリェ変換され、判定プロセッサ1
4で相関スポットのために分析される。
Next, the Fourier-transformed frames are sequentially multiplied by the matched filter in the synthesis multiplier 10. After that, the result is the inverse FFT converter 1
Inverse fast Fourier transform in 3 and decision processor 1
4 analyzed for correlated spots.

【0054】前述した「マッチドフィルタ」が種々の被
写体即ち関心のターゲットの空間画像の単にフーリェ変
換された周波数領域表記であるので、マッチドフィルタ
準備は、以下のようにディジタル周波数領域相関器によ
って、図5に示されたように、「大急ぎで」容易に行な
われることができる。
Since the "matched filter" described above is simply a Fourier transformed frequency domain representation of the spatial images of various objects or targets of interest, the matched filter preparation is performed by a digital frequency domain correlator as follows: It can easily be done "on the fly", as shown in FIG.

【0055】被写体が画像フィールドの中心にあるよう
に、カメラ2が被写体に照準される。画像の獲得で、相
関器の画像処理及びウィンド処理部によって、関心の被
写体の周り及び向こう側の外側シーン情報が取り除かれ
る。クラッタ及び背景の取り除かれた被写体を含む処理
済み画像は次に、二次元高速フーリェ変換変換器9によ
って変換される。その結果として得られる周波数領域デ
ータセットが、適当なマッチドフィルタであり、合成乗
算器10に於ける次の入力画像との比較のために、ディ
ジタルビデオ画像データバス8’を介してマッチドフィ
ルタ記憶部に直接記憶される。
The camera 2 is aimed at the subject so that the subject is in the center of the image field. Upon image acquisition, the image processing and windowing portion of the correlator removes outer scene information around and beyond the subject of interest. The processed image containing the clutter and background-removed object is then transformed by a two-dimensional fast Fourier transform transformer 9. The resulting frequency domain data set is a suitable matched filter and is matched via the digital video image data bus 8'for comparison with the next input image in the composite multiplier 10 to the matched filter store. Is directly stored in.

【0056】新しい関心の被写体のマッチドフィルタを
素早く準備して記憶するこの能力は、ディジタル周波数
領域相関器に「学習」能力を分け与える。このシステム
は、新しい被写体についてのビジュアル情報の学習並び
に記憶が可能なものであり、次に、画像相関工程を通し
てその時からそれらの被写体を認識することができる。
従って、ディジタル周波数領域相関器は、それが適応性
のシステムとして動作し、その記憶バンクのマッチドフ
ィルタを更新して最適化することができる大きな動作融
通性を提供する。
This ability to quickly prepare and store a matched filter of a new subject of interest provides the digital frequency domain correlator with the "learning" ability. The system is capable of learning and storing visual information about new objects, which can then be recognized from that point through the image correlation process.
Thus, the digital frequency domain correlator provides great operational flexibility in that it behaves as an adaptive system and can update and optimize the matched filters in its storage bank.

【0057】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、種々の変更修正が可能なことは勿論であ
る。
The present invention is not limited to the above embodiment, and it is needless to say that various changes and modifications can be made.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
特にビデオ画像と、ビデオ画像入力の分野で与えられる
種々の目標被写体画像との間で、リアルタイムな画像相
関を行ない得る電子システムを提供することができる。
As described in detail above, according to the present invention,
In particular, it is possible to provide an electronic system capable of performing real-time image correlation between a video image and various target object images provided in the field of video image input.

【0059】また、本発明は、通常のビデオ画像を撮る
のに使用されるような広帯域照明を使用して、リアルタ
イムに画像相関ができるシステムを提供することができ
る。
The present invention can also provide a system capable of real-time image correlation using broadband illumination such as is used to take conventional video images.

【0060】さらに、本発明は、適応性のある、つまり
それらが必要とされるような「大急ぎで」マッチドフィ
ルタが展開されることができるリアルタイム画像相関シ
ステムを提供することができる。
Furthermore, the present invention can provide a real-time image correlation system in which adaptive filters can be deployed, ie "on the fly" as they are needed.

【0061】さらにまた、本発明は、広いダイナミック
レンジを有するリアルタイム画像相関システムを提供す
ることができる。
Furthermore, the present invention can provide a real-time image correlation system having a wide dynamic range.

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

【図1】本発明の一実施例に係るディジタル周波数領域
相関器のブロック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram of a digital frequency domain correlator according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1中のディジタル化回路のブロック構成図で
ある。
FIG. 2 is a block diagram of a digitizing circuit in FIG.

【図3】図1中の二次元FFT又は逆FFTのブロック
構成図である。
FIG. 3 is a block diagram of a two-dimensional FFT or inverse FFT in FIG.

【図4】図1中の合成乗算器のブロック構成図である。FIG. 4 is a block configuration diagram of a synthesis multiplier in FIG.

【図5】本発明の一実施例に於けるマッチドフィルタの
作成方法のフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart of a method for creating a matched filter according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例に係るマッチドフィルタでの
画像相関方法を説明するためのフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating an image correlation method in a matched filter according to an exemplary embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施例に於ける画像の行に高速フー
リェ変換を行なう方法のフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart of a method for performing a fast Fourier transform on a row of an image according to an embodiment of the present invention.

【図8】本発明の一実施例に従った画像の列に高速高速
フーリェ変換を行なう方法のフローチャートである。
FIG. 8 is a flow chart of a method for performing a fast fast Fourier transform on a sequence of images according to one embodiment of the invention.

【図9】図1乃至図4に示された相関器で使用するため
の個々の一次元高速フーリェ変換プロセッサ及びワーク
メモリのブロック構成図である。
9 is a block diagram of an individual one-dimensional fast Fourier transform processor and work memory for use in the correlators shown in FIGS.

【符号の説明】 1…画像入力、2…カメラシステム、3…ディジタル化
回路、4…画像処理部、5,10…合成乗算器、6…ウ
ィンドフィルタ記憶部、7…ウィンド係数、8…ディジ
タル化ビデオバス、8’…ディジタルビデオ画像データ
バス、9…二次元FFT変換器、11…マッチドフィル
タ記憶部、12…マッチドフィルタ周波数領域ターゲッ
トデータ、13…二次元逆FFT変換器、14…判定プ
ロセッサ、15…コントローラ、16…制御信号バス、
17…オペレータ制御入力、18…被写体認識結果。
[Explanation of Codes] 1 ... Image input, 2 ... Camera system, 3 ... Digitizing circuit, 4 ... Image processing unit, 5, 10 ... Synthesizing multiplier, 6 ... Wind filter storage unit, 7 ... Wind coefficient, 8 ... Digital Video bus, 8 '... Digital video image data bus, 9 ... Two-dimensional FFT converter, 11 ... Matched filter storage unit, 12 ... Matched filter frequency domain target data, 13 ... Two-dimensional inverse FFT converter, 14 ... Judgment processor , 15 ... Controller, 16 ... Control signal bus,
17 ... Operator control input, 18 ... Subject recognition result.

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─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年4月30日[Submission date] April 30, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】発明の名称[Name of item to be amended] Title of invention

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【発明の名称】 ディジタル周波数領域相関器Title: Digital frequency domain correlator

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0001[Correction target item name] 0001

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、画像処理に於けるディ
ジタル周波数領域相関器に係り、特に、マッチドフィル
タリング動作に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital frequency domain correlator in image processing, and more particularly to a matched filtering operation.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0015[Name of item to be corrected] 0015

【補正方法】削除[Correction method] Delete

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デニス・ダブリユ・バーデ アメリカ合衆国、ニューヨーク州 11747、 メルビル、コープランド・コート 5 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Dennis D'Abrielle Verde United States, New York 11747, Melville, Copeland Court 5

Claims (26)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ビデオ画像入力中に存する被写体画像を
マッチドフィルタを使用して配置するためのディジタル
周波数領域相関器に於いて、 ビデオ画像入力をディジタル化画像に変換するためのデ
ィジタル化手段と、 パイプライン化並列処理アーキテクチャで配列された複
数の高速フーリェ変換プロセッサ及び複数の画像フレー
ムメモリを含み、上記ディジタル化画像に二次元高速フ
ーリェ変換を行なうための変換手段と、 フーリェ変換されたディジタル化画像に周波数領域に於
けるマッチドフィルタを乗算するための周波数領域乗算
手段と、 前記ディジタル化画像とマッチドフィルタとの生成物を
処理して分析し、前記ディジタル化画像とマッチドフィ
ルタとの間の相関の程度を決定する処理手段と、 を具備し、前記複数の高速フーリェ変換プロセッサはそ
れぞれ、前記ディジタル化画像の一部に一次元高速フー
リェ変換を行なうための手段を含むことを特徴とするデ
ィジタル周波数領域相関器。
1. A digitizing means for converting a video image input into a digitized image in a digital frequency domain correlator for locating a subject image present in the video image input using a matched filter; Transform means for performing two-dimensional fast Fourier transform on the digitized image, including a plurality of fast Fourier transform processors arranged in a pipelined parallel processing architecture and a plurality of image frame memories, and a Fourier transformed digitized image A frequency domain multiplication means for multiplying a matched filter in the frequency domain, and processing and analyzing the products of the digitized image and the matched filter to determine the correlation between the digitized image and the matched filter. Processing means for determining the degree, and the plurality of high-speed Fourier Each conversion processor, a digital frequency-domain correlator, characterized in that it includes means for performing a one-dimensional fast Fourier transform on a portion of the digitized image.
【請求項2】 ビデオ画像入力中に存する被写体画像を
マッチドフィルタを使用して配置するためのディジタル
周波数領域相関器に於いて、 ビデオ画像入力をディジタル化画像に変換するためのデ
ィジタル化手段と、 パイプライン化並列処理アーキテクチャで配列された複
数の高速フーリェ変換プロセッサ及び複数の画像フレー
ムメモリを含み、上記ディジタル化画像に二次元高速フ
ーリェ変換を行なうための変換手段と、 フーリェ変換されたディジタル化画像に周波数領域に於
けるマッチドフィルタを乗算するための周波数領域乗算
手段と、 変換画像とマッチドフィルタとの生成物に逆高速フーリ
ェ変換を行なうための逆変換手段と、 前記逆フーリェ変換画像を分析して、前記ディジタル化
画像とマッチドフィルタとの間の相関の程度を決定する
処理手段と、 を具備し、前記複数の高速フーリェ変換プロセッサはそ
れぞれ、前記ディジタル化画像の一部に一次元高速フー
リェ変換を行なうための手段を含むことを特徴とするデ
ィジタル周波数領域相関器。
2. A digitizing means for converting a video image input into a digitized image in a digital frequency domain correlator for locating a subject image present in the video image input using a matched filter. Transform means for performing two-dimensional fast Fourier transform on the digitized image, including a plurality of fast Fourier transform processors arranged in a pipelined parallel processing architecture and a plurality of image frame memories, and a Fourier transformed digitized image A frequency domain multiplication means for multiplying a matched filter in the frequency domain, an inverse transform means for performing an inverse fast Fourier transform on the product of the transformed image and the matched filter, and an analysis of the inverse Fourier transform image. The degree of correlation between the digitized image and the matched filter. Digital frequency domain correlator, wherein each of the plurality of fast Fourier transform processors includes means for performing a one-dimensional fast Fourier transform on a part of the digitized image. .
【請求項3】 前記複数の高速フーリェ変換プロセッサ
は、複数の高速フーリェ変換行プロセッサと、複数の高
速フーリェ変換列プロセッサと、前記複数の行プロセッ
サのそれぞれのための対応する行メモリと、前記複数の
列プロセッサのそれぞれのための対応する列メモリとを
含み、 前記変換手段はさらに、前記複数の行プロセッサのそれ
ぞれに画像フレームの1行を次々と供給するための行メ
モリ供給手段と、前記複数の列プロセッサのそれぞれに
行変換されたフレームの1列を次々と供給するための列
メモリ供給手段とを含み、 供給されるべき前記複数の行メモリの内の最後のものに
は、供給されるべき前記行メモリの内の最初のものに対
応する行プロセッサが前記フレームの1行へのフーリェ
変換をほぼ完了した時に供給され、 供給されるべき前記複数の列メモリの内の最後のものに
は、供給されるべき前記列メモリの内の最初のものに対
応する列プロセッサが前記行変換されたフレームの列へ
のフーリェ変換を完了した時に供給されることを特徴と
する請求項2に記載のディジタル周波数領域相関器。
3. A plurality of fast Fourier transform row processors, a plurality of fast Fourier transform column processors, a corresponding row memory for each of the plurality of row processors, and a plurality of the plurality of fast Fourier transform column processors. A corresponding column memory for each of the plurality of column processors, the conversion means further comprising row memory supply means for sequentially supplying one row of an image frame to each of the plurality of row processors; Column memory supply means for successively supplying one column of the row-converted frame to each of the column processors, and the last one of the plurality of row memories to be supplied is supplied. Provided when the row processor corresponding to the first of the row memories to be completed has almost completed the Fourier transform into one row of the frame, The column processor corresponding to the first of the column memories to be supplied to the last one of the plurality of column memories to be completed has completed a Fourier transform into columns of the row transformed frame. 3. A digital frequency domain correlator according to claim 2, characterized in that it is supplied at
【請求項4】 前記乗算手段は、前記フーリェ変換され
たディジタル化画像と前記マッチドフィルタとの合成乗
算を行なうための合成乗算手段を含むことを特徴とする
請求項2に記載のディジタル周波数領域相関器。
4. The digital frequency domain correlation according to claim 2, wherein the multiplication means includes a synthesis multiplication means for performing synthesis multiplication of the Fourier-transformed digitized image and the matched filter. vessel.
【請求項5】 前記処理手段は、相関スポットを検索す
ることにより前記相関の程度を決定するための手段を含
むことを特徴とする請求項2に記載のディジタル周波数
領域相関器。
5. The digital frequency domain correlator according to claim 2, wherein the processing means includes means for determining the degree of correlation by searching for correlation spots.
【請求項6】 前記ディジタル化手段にビデオ画像を供
給するための画像入力手段をさらに具備することを特徴
とする請求項2に記載のディジタル周波数領域相関器。
6. A digital frequency domain correlator according to claim 2, further comprising image input means for supplying a video image to said digitizing means.
【請求項7】 前記相関器が検索のために必要とされる
種々の被写体の画像の二次元高速フーリェ変換を取るこ
とにより得られた複数のマッチドフィルタを記憶するた
めの記憶手段をさらに具備することを特徴とする請求項
2に記載のディジタル周波数領域相関器。
7. The correlator further comprises storage means for storing a plurality of matched filters obtained by taking a two-dimensional fast Fourier transform of images of various objects required for retrieval. The digital frequency domain correlator according to claim 2, characterized in that
【請求項8】 前記変換手段によるディジタル化画像の
高速フーリェ変換に先立って前記ディジタル化画像をウ
ィンドフィルタリングして、高速フーリェ変換動作によ
って発生されたエイリアシングを減じるためのウィンド
処理手段をさらに具備することを特徴とする請求項2に
記載のディジタル周波数領域相関器。
8. Further comprising window processing means for window filtering the digitized image prior to the fast Fourier transform of the digitized image by the transforming means to reduce aliasing caused by the fast Fourier transform operation. The digital frequency domain correlator according to claim 2, characterized in that
【請求項9】 前記ウィンド処理手段は、画素毎に予め
選択されたウィンド係数を前記ディジタル化画像にディ
ジタル的に乗算するためのウィンド係数乗算手段を含む
ことを特徴とする請求項8に記載のディジタル周波数領
域相関器。
9. The window processing means according to claim 8, further comprising window coefficient multiplication means for digitally multiplying the digitized image by a window coefficient preselected for each pixel. Digital frequency domain correlator.
【請求項10】 前記予め選択されたウィンドフィルタ
係数を記憶するための記憶手段をさらに具備することを
特徴とする請求項9に記載のディジタル周波数領域相関
器。
10. The digital frequency domain correlator according to claim 9, further comprising storage means for storing the preselected window filter coefficients.
【請求項11】 前記相関器のスループット速度が最小
で秒当り30画像であることを特徴とする請求項2に記
載のディジタル周波数領域相関器。
11. The digital frequency domain correlator of claim 2 wherein the correlator has a minimum throughput rate of 30 images per second.
【請求項12】 前記変換手段の出力を記憶手段に記憶
するための手段をさらに具備することを特徴とする請求
項2に記載のディジタル周波数領域相関器。
12. The digital frequency domain correlator according to claim 2, further comprising means for storing the output of the converting means in a storage means.
【請求項13】 ビデオ画像入力中に存する被写体画像
をマッチドフィルタを使用して配置するための画像相関
方法に於いて、 ビデオ画像入力をディジタル化画像に変換するステップ
と、 パイプライン化並列処理アーキテクチャで配列された複
数の高速フーリェ変換プロセッサ及び複数の画像フレー
ムメモリを使用することによって、上記ディジタル化画
像に二次元高速フーリェ変換を行なうステップと、 フーリェ変換されたディジタル化画像に周波数領域に於
けるマッチドフィルタを乗算するステップと、 前記ディジタル化画像とマッチドフィルタとの生成物を
処理し分析して、前記ディジタル化画像とマッチドフィ
ルタとの間の相関の程度を決定するステップと、 を具備し、前記複数の高速フーリェ変換プロセッサはそ
れぞれ、前記ディジタル化画像の一部に一次元高速フー
リェ変換を行なうために使用されることを特徴とする画
像相関方法。
13. An image correlation method for locating a subject image present in a video image input using a matched filter, the steps of converting a video image input to a digitized image, and a pipelined parallel processing architecture. Performing a two-dimensional fast Fourier transform on the digitized image by using a plurality of fast Fourier transform processors and a plurality of image frame memories arranged in the above, and the Fourier transformed digitized image in the frequency domain. Multiplying by a matched filter; processing and analyzing the product of the digitized image and the matched filter to determine the degree of correlation between the digitized image and the matched filter, Each of the plurality of fast Fourier transform processors Image correlation method, characterized in that it is used in a part of the digitizing images to perform the one-dimensional fast Fourier transform.
【請求項14】 ビデオ画像入力中に存する被写体画像
をマッチドフィルタを使用して配置するための画像相関
方法に於いて、 ビデオ画像入力をディジタル化画像に変換するステップ
と、 パイプライン化並列処理アーキテクチャで配列された複
数の高速フーリェ変換プロセッサ及び複数の画像フレー
ムメモリを使用して、上記ディジタル化画像に二次元高
速フーリェ変換を行なうステップと、 フーリェ変換されたディジタル化画像に周波数領域に於
けるマッチドフィルタを乗算するステップと、 変換画像とマッチドフィルタとの生成物に逆高速フーリ
ェ変換を行なうステップと、 前記逆フーリェ変換画像を分析して、前記ディジタル化
画像とマッチドフィルタとの間の相関の程度を決定する
ステップと、 を具備し、前記複数の高速フーリェ変換プロセッサはそ
れぞれ、前記ディジタル化画像の一部に一次元高速フー
リェ変換を行なうために使用されることを特徴とする画
像相関方法。
14. An image correlation method for locating a subject image present in a video image input using a matched filter, the steps of converting a video image input into a digitized image, and a pipelined parallel processing architecture. Performing a two-dimensional fast Fourier transform on the digitized image by using a plurality of fast Fourier transform processors and a plurality of image frame memories arranged in the step of matching the Fourier-transformed digitized image in the frequency domain. Multiplying the filter, performing an inverse fast Fourier transform on the product of the transformed image and the matched filter, analyzing the inverse Fourier transformed image to determine the degree of correlation between the digitized image and the matched filter. Determining a plurality of high speed Fourier transforms. An image correlation method, wherein each transform processor is used to perform a one-dimensional fast Fourier transform on a portion of the digitized image.
【請求項15】 前記複数の高速フーリェ変換プロセッ
サは、複数の高速フーリェ変換行プロセッサと、複数の
高速フーリェ変換列プロセッサと、前記複数の行プロセ
ッサのそれぞれのための対応する行メモリと、前記複数
の列プロセッサのそれぞれのための対応する列メモリと
を含み、 前記二次元高速フーリェ変換を行なうステップはさら
に、前記複数の行プロセッサのそれぞれに画像フレーム
の1行を次々と供給するステップと、前記複数の列プロ
セッサのそれぞれに行変換されたフレームの1列を次々
と供給するステップとを含み、 供給されるべき前記複数の行メモリの内の最後のものに
は、供給されるべき前記行メモリの内の最初のものに対
応する行プロセッサが前記フレームの1行へのフーリェ
変換を完了した時に供給され、 供給されるべき前記複数の列メモリの内の最後のものに
は、供給されるべき前記列メモリの内の最初のものに対
応する列プロセッサが前記行変換されたフレームの列へ
のフーリェ変換を完了した時に供給されることを特徴と
する請求項14に記載の画像相関方法。
15. A plurality of fast Fourier transform row processors, a plurality of fast Fourier transform column processors, a corresponding row memory for each of the plurality of row processors, and a plurality of the plurality of fast Fourier transform row processors. A corresponding column memory for each of the column processors, the step of performing the two-dimensional fast Fourier transform further comprising successively supplying one row of an image frame to each of the plurality of row processors; Successively supplying one column of a row transformed frame to each of a plurality of column processors, the last of said plurality of row memories to be supplied being said row memory to be supplied. Is supplied when the row processor corresponding to the first of the above has completed the Fourier transform into one row of the frame, The column processor corresponding to the first of the column memories to be supplied to the last one of the plurality of column memories to be completed has completed a Fourier transform into columns of the row transformed frame. The image correlation method according to claim 14, wherein the image correlation method is provided when the image correlation is performed.
【請求項16】 前記乗算ステップは、前記乗算を行な
うための合成乗算器を使用するステップを含むことを特
徴とする請求項14に記載の画像相関方法。
16. The image correlation method of claim 14, wherein the multiplying step includes using a synthetic multiplier to perform the multiplication.
【請求項17】 前記逆フーリェ変換画像を分析するス
テップは、相関スポットを検索するステップを含むこと
を特徴とする請求項14に記載の画像相関方法。
17. The image correlation method according to claim 14, wherein the step of analyzing the inverse Fourier transform image includes a step of searching a correlation spot.
【請求項18】 次のディジタル化のためにビデオ画像
を獲得するステップをさらに具備することを特徴とする
請求項14に記載の画像相関方法。
18. The image correlation method of claim 14, further comprising the step of acquiring a video image for subsequent digitization.
【請求項19】 相関器が検索のために必要とされる種
々の被写体の画像の二次元高速フーリェ変換を取ること
により得られた複数のマッチドフィルタを記憶するステ
ップをさらに具備することを特徴とする請求項14に記
載の画像相関方法。
19. The correlator further comprises the step of storing a plurality of matched filters obtained by taking a two-dimensional fast Fourier transform of the images of various objects required for the search. The image correlation method according to claim 14.
【請求項20】 高速フーリェ変換に先立って前記ディ
ジタル化画像をウィンドフィルタリングして、高速フー
リェ変換動作によって発生されたエイリアシングを減じ
るステップをさらに具備することを特徴とする請求項1
4に記載の画像相関方法。
20. The method further comprising the step of wind filtering the digitized image prior to the fast Fourier transform to reduce aliasing caused by the fast Fourier transform operation.
4. The image correlation method described in 4 above.
【請求項21】 前記ウィンドフィルタリングステップ
は、画素毎に予め選択されたウィンド係数を前記ディジ
タル化画像にディジタル的に乗算することにより成し遂
げられることを特徴とする請求項20に記載の画像相関
方法。
21. The image correlation method of claim 20, wherein the window filtering step is accomplished by digitally multiplying the digitized image by a preselected window coefficient for each pixel.
【請求項22】 前記ウィンドフィルタ係数を記憶する
ステップをさらに具備することを特徴とする請求項21
に記載の画像相関方法。
22. The method of claim 21, further comprising storing the window filter coefficients.
The image correlation method described in.
【請求項23】 前記画像相関方法が1/30秒より短
い時間で成し遂げられることを特徴とする請求項14に
記載の画像相関方法。
23. The image correlation method of claim 14, wherein the image correlation method is accomplished in less than 1/30 seconds.
【請求項24】 前記フーリェ変換ディジタル化画像を
記憶メモリに記憶するステップと、前記マッチドフィル
タとして前記メモリの出力を使用するステップとをさら
に具備することを特徴とする請求項14に記載の画像相
関方法。
24. The image correlation of claim 14, further comprising the steps of storing the Fourier transform digitized image in a storage memory and using the output of the memory as the matched filter. Method.
【請求項25】 画像をディジタル形式に変換するため
のディジタル化手段と、 パイプライン化並列処理アーキテクチャで配列された複
数の高速フーリェ変換プロセッサ及び複数の画像フレー
ムメモリを含み、上記ディジタル化画像に二次元高速フ
ーリェ変換を行なうための変換手段と、 フーリェ変換されたディジタル化画像に周波数領域に於
けるマッチドフィルタを乗算するための周波数領域乗算
手段と、 変換画像とマッチドフィルタとの生成物に逆高速フーリ
ェ変換を行なうための逆変換手段と、 前記逆フーリェ変換画像を分析して、前記ディジタル化
画像とマッチドフィルタとの間の相関の程度を決定する
処理手段と、 を具備し、 前記複数の高速フーリェ変換プロセッサは、複数の高速
フーリェ変換行プロセッサと、複数の高速フーリェ変換
列プロセッサと、前記複数の行プロセッサのそれぞれの
ための対応する行メモリと、前記複数の列プロセッサの
それぞれのための対応する列メモリとを含み、 前記変換手段はさらに、前記複数の行プロセッサのそれ
ぞれに画像フレームの1行を次々と供給するための行メ
モリ供給手段と、前記複数の列プロセッサのそれぞれに
行変換されたフレームの1列を次々と供給するための列
メモリ供給手段とを含み、 供給されるべき前記複数の行メモリの内の最後のものに
は、供給されるべき前記行メモリの内の最初のものに対
応する行プロセッサが前記フレームの1行へのフーリェ
変換をほぼ完了した時に供給され、 供給されるべき前記複数の列メモリの内の最後のものに
は、供給されるべき前記列メモリの内の最初のものに対
応する列プロセッサが前記行変換されたフレームの列へ
のフーリェ変換を完了した時に供給され、 前記複数の画像フレームメモリは、2個のディジタル化
画像フレームを記憶するための第1の手段と、2個の行
変換画像フレームを記憶するための第2の手段とを含
み、 前記行メモリ供給手段は、第1フレームが完全に行変換
された時に、前記第1の手段からの第2フレームを前記
複数の行プロセッサに行毎に次々と供給し、 前記列メモリ供給手段は、前記行メモリ供給手段が前記
第1の手段からの前記第2フレームを前記複数の行メモ
リへ供給している間に、前記第2の手段からの第1フレ
ームを前記複数の列プロセッサに列毎に次々と供給する
ことを特徴とするディジタル周波数領域相関器。
25. Digitizing means for converting an image into a digital format, a plurality of high speed Fourier transform processors arranged in a pipelined parallel processing architecture and a plurality of image frame memories, the digitized image being converted into a digital image. -Dimensional high-speed Fourier transform transform means, frequency-domain multiplication means for multiplying the Fourier-transformed digitized image with a matched filter in the frequency domain, and inverse fast to the product of the transformed image and the matched filter An inverse transforming means for performing a Fourier transform; and a processing means for analyzing the inverse Fourier transform image to determine the degree of correlation between the digitized image and the matched filter. Fourier Transform Processor is a multiple fast Fourier transform line processor and multiple fast Fourier transform processors. A line conversion column processor, a corresponding row memory for each of the plurality of row processors, and a corresponding column memory for each of the plurality of column processors, wherein the converting means further comprises: Row memory supply means for supplying one row of an image frame to each of the processors one by one, and column memory supply means for supplying one column of the row-converted frame to each of the plurality of column processors one after another. The last one of the plurality of row memories to be supplied corresponds to the first one of the plurality of row memories to be supplied, and the row processor corresponds to a Fourier transform into one row of the frame. The last one of the plurality of column memories to be supplied, which is supplied when almost completed, is the column corresponding to the first one of the column memories to be supplied. Provided when a processor has completed a Fourier transform of said row transformed frame into a column, said plurality of image frame memories comprising a first means for storing two digitized image frames and two Second means for storing a row-transformed image frame, said row memory supply means providing said second frame from said first means with a plurality of said second frames when said first frame is completely row transformed. The row memory is supplied to the row processors one after another, and the column memory supply means supplies the second frame from the first means to the plurality of row memories while the row memory supply means supplies the second frame to the plurality of row memories. A digital frequency domain correlator, wherein the first frame from the second means is supplied to the plurality of column processors one after another for each column.
【請求項26】 画像をディジタル形式に変換するステ
ップと、 パイプライン化並列処理アーキテクチャで配列された複
数の高速フーリェ変換プロセッサ及び複数の画像フレー
ムメモリを使用して、上記ディジタル化画像に二次元高
速フーリェ変換を行なうステップと、 フーリェ変換されたディジタル化画像に周波数領域に於
けるマッチドフィルタを乗算するステップと、 変換画像とマッチドフィルタとの生成物に逆高速フーリ
ェ変換を行なうステップと、 前記逆フーリェ変換画像を分析して、前記ディジタル化
画像とマッチドフィルタとの間の相関の程度を決定する
ステップと、 を具備し、 前記複数の高速フーリェ変換プロセッサは、複数の高速
フーリェ変換行プロセッサと、複数の高速フーリェ変換
列プロセッサと、前記複数の行プロセッサのそれぞれの
ための対応する行メモリと、前記複数の列プロセッサの
それぞれのための対応する列メモリとを含み、 前記二次元高速フーリェ変換を行なうステップはさら
に、前記複数の行プロセッサのそれぞれに画像フレーム
の1行を次々と供給するステップと、前記複数の列プロ
セッサのそれぞれに行変換されたフレームの1列を次々
と供給するステップとを含み、 供給されるべき前記複数の行メモリの内の最後のものに
は、供給されるべき前記行メモリの内の最初のものに対
応する行プロセッサが前記フレームの1行へのフーリェ
変換を完了した時に供給され、 供給されるべき前記複数の列メモリの内の最後のものに
は、供給されるべき前記列メモリの内の最初のものに対
応する列プロセッサが前記行変換されたフレームの列へ
のフーリェ変換を完了した時に供給され、 前記ディジタル化画像に二次元高速フーリェ変換を行な
うステップはさらに、 第1のディジタル化画像フレームメモリに画像フレーム
を記憶するステップと、 次に、第1の行変換フレームメモリに行変換されたフレ
ームを記憶するステップと、 次に、第1の行及び列変換画像フレームメモリに行及び
列変換されたフレームを記憶するステップと、 第2のディジタル化画像フレームメモリに第2画像フレ
ームを記憶するステップと、 次に、前記行変換された第1フレームを次々と前記列メ
モリに供給するステップと同時且つ前記第1のディジタ
ル化画像フレームメモリに第3画像フレームを記憶する
ステップと同時に、前記第2画像フレームを次々と前記
複数の行メモリに供給するステップと、 次に、前記行変換された第2画像フレームを次々に前記
列メモリに供給するステップと同時に、前記第3画像フ
レームを次々に前記複数の行メモリに供給するステップ
と、 第2の行及び列変換画像フレームメモリに行及び列変換
された第2画像フレームを記憶するステップと、 前記第1の行変換フレームメモリに行変換された第3画
像フレームを記憶し、次に、前記行変換された第3フレ
ームを次々と前記複数の列プロセッサに供給し、次に、
前記第1の行及び列変換画像フレームメモリに行及び列
変換された第3フレームを記憶するステップと、を有す
ることを特徴とする画像相関方法。
26. Converting an image to digital form, and using a plurality of high speed Fourier transform processors and a plurality of image frame memories arranged in a pipelined parallel processing architecture to provide a two-dimensional high speed to the digitized image. Performing a Fourier transform, multiplying the Fourier-transformed digitized image by a matched filter in the frequency domain, performing an inverse fast Fourier transform on the product of the transformed image and the matched filter, and said inverse Fourier transform. Analyzing the transformed image to determine a degree of correlation between the digitized image and the matched filter, wherein the plurality of fast Fourier transform processors comprises a plurality of fast Fourier transform row processors and a plurality of fast Fourier transform row processors. Fast Fourier transform column processor, A corresponding row memory for each of the processors and a corresponding column memory for each of the plurality of column processors, the step of performing the two-dimensional fast Fourier transform further comprising: Providing one row of an image frame one after another and one column of a row-transformed frame one after another to each of the plurality of column processors, among the plurality of row memories to be provided The last one of the plurality of columns to be supplied when the row processor corresponding to the first of the row memories to be supplied has completed the Fourier transform into one row of the frame. The last of the memories is provided with a column processor corresponding to the first of the column memories to be supplied to the columns of the row transformed frame. The step of performing a two-dimensional fast Fourier transform on the digitized image, which is supplied when the Fourier transform is completed, further comprises the step of storing the image frame in a first digitized image frame memory, and then a first row transform. Storing the row-converted frame in a frame memory, then storing the row-and-column converted frame in a first row-and-column-converted image frame memory, and storing in the second digitized image frame memory. Storing the second image frame, and then storing the third image frame in the first digitized image frame memory at the same time as supplying the row-converted first frames to the column memory one after another. At the same time as the step of supplying the second image frames to the plurality of row memories one after another, Supplying the row-converted second image frames to the column memory one after another, at the same time as supplying the third image frames to the plurality of row memories one after another; Storing a row-and-column-converted second image frame in a frame memory, storing the row-converted third image frame in the first row-converted frame memory, and then storing the row-converted third image frame. Feeding frames to the plurality of column processors one after another, and then
Storing the row- and column-converted third frame in the first row-and-column-converted image frame memory.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5878157A (en) * 1995-09-08 1999-03-02 Hamamatsu Photonics K.K. Individual identification apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5878157A (en) * 1995-09-08 1999-03-02 Hamamatsu Photonics K.K. Individual identification apparatus

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