JPH0620243B2 - 画像処理システム - Google Patents
画像処理システムInfo
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- JPH0620243B2 JPH0620243B2 JP2073186A JP7318690A JPH0620243B2 JP H0620243 B2 JPH0620243 B2 JP H0620243B2 JP 2073186 A JP2073186 A JP 2073186A JP 7318690 A JP7318690 A JP 7318690A JP H0620243 B2 JPH0620243 B2 JP H0620243B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pixel
- video signal
- threshold
- running average
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- Prior art date
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
- H03K5/01—Shaping pulses
- H03K5/08—Shaping pulses by limiting; by thresholding; by slicing, i.e. combined limiting and thresholding
- H03K5/082—Shaping pulses by limiting; by thresholding; by slicing, i.e. combined limiting and thresholding with an adaptive threshold
- H03K5/084—Shaping pulses by limiting; by thresholding; by slicing, i.e. combined limiting and thresholding with an adaptive threshold modified by switching, e.g. by a periodic signal or by a signal in synchronism with the transitions of the output signal
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
- G06V10/20—Image preprocessing
- G06V10/28—Quantising the image, e.g. histogram thresholding for discrimination between background and foreground patterns
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Picture Signal Circuits (AREA)
- Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
- Color Television Systems (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Input (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、画像処理技術に関し、特にアナログビデオ
信号をスレッショルドする画像処理システムに関するも
のである。
信号をスレッショルドする画像処理システムに関するも
のである。
［従来の技術］ 画像デジタル処理を効率的に行なう上での主要課題の一
つは、検出器あるいは、信号源からのアナログ信号を正
確にデジタル化することである。従来、アナログビデオ
信号の大きさ、あるいは、強さは、固定スレッショルド
に対する比較で行なわれていた。スレッショルドを超え
るアナログレベルは、２進あるいは、デジタルレベルに
変換され、スレッショルド以下のアナログレベルは、デ
ジタルゼロレベルに変換される。
つは、検出器あるいは、信号源からのアナログ信号を正
確にデジタル化することである。従来、アナログビデオ
信号の大きさ、あるいは、強さは、固定スレッショルド
に対する比較で行なわれていた。スレッショルドを超え
るアナログレベルは、２進あるいは、デジタルレベルに
変換され、スレッショルド以下のアナログレベルは、デ
ジタルゼロレベルに変換される。
取り上げられたスレッショルド技術により、起こり得る
種々のノイズの中からターゲット信号を検出することが
できる。ノイズには、大きく二つの種類がある。一つ
は、低周波シェーディング、あるいは走査ノイズで、走
査方向のパラボラに接続されうる。もう一つは、検出器
自体から発生する高周波ノイズである。第１図（Ａ）及
び第１図（Ｂ）に示すように、固定スレッショルド技術
では、実行場面内容に代わり、ノイズによる誤った検出
をすることになる。
種々のノイズの中からターゲット信号を検出することが
できる。ノイズには、大きく二つの種類がある。一つ
は、低周波シェーディング、あるいは走査ノイズで、走
査方向のパラボラに接続されうる。もう一つは、検出器
自体から発生する高周波ノイズである。第１図（Ａ）及
び第１図（Ｂ）に示すように、固定スレッショルド技術
では、実行場面内容に代わり、ノイズによる誤った検出
をすることになる。
［発明が解決しようとする課題］ ところで、スレッショルドレベルの基となる基準を選択
するに当たって、設計者は常に相反する事柄に追い込ま
れることになる。スレッショルドが背景に対し大き過ぎ
ると（「ロー」スレッショルド）デジタル化が過剰に起
こったり、混乱が生じるかもしれない。反対に、スレッ
ショルドが「ハイ」に設定されすぎると、デジタル化タ
ーゲットピクセルの損失が生じるかもしれない。ローパ
スフィルタの使用も、良い結果が得られない。このこと
は、低周波ノイズ要素が、ハイパスフィルタで、そして
高周波ノイズ要素がスレッショルドを横切るのと同じよ
うに、スレッショルドを横切ってしまうからである。バ
ンドパスフィルタは、ターゲット選択に先立つターゲッ
ト空間周波数内には、ほとんど信頼できる情報がないと
いうことから簡単に使用できるものではない。これは、
ターゲットの大きさ、ターゲットの範囲の不確かさ、あ
るいは、ターゲット信号の画像ぶれの未だ知られていな
い影響によるものである。
するに当たって、設計者は常に相反する事柄に追い込ま
れることになる。スレッショルドが背景に対し大き過ぎ
ると（「ロー」スレッショルド）デジタル化が過剰に起
こったり、混乱が生じるかもしれない。反対に、スレッ
ショルドが「ハイ」に設定されすぎると、デジタル化タ
ーゲットピクセルの損失が生じるかもしれない。ローパ
スフィルタの使用も、良い結果が得られない。このこと
は、低周波ノイズ要素が、ハイパスフィルタで、そして
高周波ノイズ要素がスレッショルドを横切るのと同じよ
うに、スレッショルドを横切ってしまうからである。バ
ンドパスフィルタは、ターゲット選択に先立つターゲッ
ト空間周波数内には、ほとんど信頼できる情報がないと
いうことから簡単に使用できるものではない。これは、
ターゲットの大きさ、ターゲットの範囲の不確かさ、あ
るいは、ターゲット信号の画像ぶれの未だ知られていな
い影響によるものである。
この発明は前述したような点に鑑みてなされたもので、
適応スレッショルドレベルは、アナログ信号が比較され
る各ピクセル位置に対して設定され、適応スレッショル
ドレベルはオフセット値が付加されるアナログビデオ信
号のランニングアベレージの係数であり、オフセット値
は検出器により発生したノイズ係数と同様に、ノイズの
全体量の係数である画像処理システムを提供することを
目的とする。
適応スレッショルドレベルは、アナログ信号が比較され
る各ピクセル位置に対して設定され、適応スレッショル
ドレベルはオフセット値が付加されるアナログビデオ信
号のランニングアベレージの係数であり、オフセット値
は検出器により発生したノイズ係数と同様に、ノイズの
全体量の係数である画像処理システムを提供することを
目的とする。
［課題を解決するための手段及び作用］ すなわちこの発明によれば、改良装置は、検出器からの
アナログビデオ信号が変換され、更に処理される画像処
理システムにおいて、変換はスレッショルドに対するア
ナログビデオ信号強度の比較係数であり、アナログビデ
オ信号は、複数個の縦列、横列に配列されたピクセルマ
トリックスと連結している。
アナログビデオ信号が変換され、更に処理される画像処
理システムにおいて、変換はスレッショルドに対するア
ナログビデオ信号強度の比較係数であり、アナログビデ
オ信号は、複数個の縦列、横列に配列されたピクセルマ
トリックスと連結している。
そして、前記改良装置は、各ピクセル位置に対するアナ
ログビデオ信号レベルが比較される適応スレッショルド
レベルを形成する手段を備えている。前記適応スレッシ
ョルドレベル形成手段は、計算手段によってアナログビ
デオ信号の強度のランニングアベレージを計算し、加算
手段でオフセット値をランニングアベレージに加える。
更に、前記オフセット値は、システムでのノイズ全体量
（アルファ）の関数であり、検出器と特に接続したノイ
ズ（ＳＡＤ）の係数である。
ログビデオ信号レベルが比較される適応スレッショルド
レベルを形成する手段を備えている。前記適応スレッシ
ョルドレベル形成手段は、計算手段によってアナログビ
デオ信号の強度のランニングアベレージを計算し、加算
手段でオフセット値をランニングアベレージに加える。
更に、前記オフセット値は、システムでのノイズ全体量
（アルファ）の関数であり、検出器と特に接続したノイ
ズ（ＳＡＤ）の係数である。
［実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
この発明では、様々なノイズが、ビデオ信号に存在して
いても、真の対象、あるいは、その可能性のあるターゲ
ットが、検出されるように、アナログビデオ信号をスレ
ッショルドする方法及び装置が与えられている。アナロ
グビデオ信号は、様々な情報源、例えば、この発明の関
係者によっていろいろな刊行物で発表された赤外線走査
焦点面配列のようなものから派生され得る。この発明の
主目標の一つは、高周波検出ノイズと同じように、低周
波走査ノイズ、あるいはシェーディングと、ターゲット
信号を区別する、スレッショルド技術を提供することで
ある。更に、この発明は、各ピクセルに対する適応スレ
ッショルドを与えている。この技術分野では既に知られ
ているように、ビデオデータの各フレームは、多くの行
と列を備えたピクセルマトリックスに分割される。非制
限の例、１２０の検出器の２組を備えた二進法走査焦点
面配列では、各々が移動し、多重送信され、２４０ピク
セル×２４０ピクセルの配列あるいは視野 （ＦＯＶ）
を発生する。各ピクセル位置でのアナログ信号の強さ
は、走査場面内にある対象の特性（例えば、対象物から
放射される赤外線など）を理想的に示すものである。し
かしながら、アナログ信号の強さはノイズの係数でもあ
る。第１図（Ａ）及び第１図（Ｂ）に示したように、２
つの主要ノイズは、検出器からの低周波シェーディング
と高周波ノイズである。ノイズの大きさは、１つの検出
器から次の検出器の間で、各走査で変化することがある
ので、適応スレッショルドアベレージは、各ピクセルに
対して行なわれる。対応する適応スレッショルド限界を
越える強さのピクセルは、デジタル化されるか、次の処
理に向けて、二進化される、 この発明の適応スレッショルドは、オフセット値が付加
されるアナログ信号のランニングアベレージから成る。
オフセット値は、ここで「総絶対差」（ＳＡＤ）に関す
る検出器と特に関連したノイズ係数と同時に、ノイズの
全体量（アルファ）の係数である。
いても、真の対象、あるいは、その可能性のあるターゲ
ットが、検出されるように、アナログビデオ信号をスレ
ッショルドする方法及び装置が与えられている。アナロ
グビデオ信号は、様々な情報源、例えば、この発明の関
係者によっていろいろな刊行物で発表された赤外線走査
焦点面配列のようなものから派生され得る。この発明の
主目標の一つは、高周波検出ノイズと同じように、低周
波走査ノイズ、あるいはシェーディングと、ターゲット
信号を区別する、スレッショルド技術を提供することで
ある。更に、この発明は、各ピクセルに対する適応スレ
ッショルドを与えている。この技術分野では既に知られ
ているように、ビデオデータの各フレームは、多くの行
と列を備えたピクセルマトリックスに分割される。非制
限の例、１２０の検出器の２組を備えた二進法走査焦点
面配列では、各々が移動し、多重送信され、２４０ピク
セル×２４０ピクセルの配列あるいは視野 （ＦＯＶ）
を発生する。各ピクセル位置でのアナログ信号の強さ
は、走査場面内にある対象の特性（例えば、対象物から
放射される赤外線など）を理想的に示すものである。し
かしながら、アナログ信号の強さはノイズの係数でもあ
る。第１図（Ａ）及び第１図（Ｂ）に示したように、２
つの主要ノイズは、検出器からの低周波シェーディング
と高周波ノイズである。ノイズの大きさは、１つの検出
器から次の検出器の間で、各走査で変化することがある
ので、適応スレッショルドアベレージは、各ピクセルに
対して行なわれる。対応する適応スレッショルド限界を
越える強さのピクセルは、デジタル化されるか、次の処
理に向けて、二進化される、 この発明の適応スレッショルドは、オフセット値が付加
されるアナログ信号のランニングアベレージから成る。
オフセット値は、ここで「総絶対差」（ＳＡＤ）に関す
る検出器と特に関連したノイズ係数と同時に、ノイズの
全体量（アルファ）の係数である。
この実施例では、スレッショルド技術を使用して、生ビ
デオを「２進ビデオ」と同様に、「相対ビデオ」に変換
する。２進ビデオは、アナログ信号の強度が、所定のピ
クセルに対して適応スレッショルド以上であるが、以下
であるかによってデジタルの１又は０の配列をもつ。相
対ビデオは、各ピクセル位置毎にデータを与え、データ
はアナログ信号の強度と各ピクセル位置に対する適応ス
レッショルドを計算するのに使用されるランニングアベ
レージ間の相対差の係数である。適応スレッショルド
は、入力信号の基本線平均にオフセットを加えて計算さ
れる。基本線平均は、各検出器からのビデオ信号ランニ
ングアベレージを計算し、高周波ノイズ要素を除去し、
検出器からの低周波不均一を数えることにより求められ
る。オフセットは、検出器毎のノイズ量を、ノイズの全
体量（アルファ）に掛けて計算される。オフセットの大
きさは、誤りアラーム数とターゲットの大きさに影響す
る。オフセットは、高い検出能力を確保することと、ノ
イズの横断を最少にすることとの２つが、バランスをと
るように調整される。検出器毎のノイズは、生ビデオと
サンプル・ウィンドのランニングアベレージ間の差を平
均することで計算される。
デオを「２進ビデオ」と同様に、「相対ビデオ」に変換
する。２進ビデオは、アナログ信号の強度が、所定のピ
クセルに対して適応スレッショルド以上であるが、以下
であるかによってデジタルの１又は０の配列をもつ。相
対ビデオは、各ピクセル位置毎にデータを与え、データ
はアナログ信号の強度と各ピクセル位置に対する適応ス
レッショルドを計算するのに使用されるランニングアベ
レージ間の相対差の係数である。適応スレッショルド
は、入力信号の基本線平均にオフセットを加えて計算さ
れる。基本線平均は、各検出器からのビデオ信号ランニ
ングアベレージを計算し、高周波ノイズ要素を除去し、
検出器からの低周波不均一を数えることにより求められ
る。オフセットは、検出器毎のノイズ量を、ノイズの全
体量（アルファ）に掛けて計算される。オフセットの大
きさは、誤りアラーム数とターゲットの大きさに影響す
る。オフセットは、高い検出能力を確保することと、ノ
イズの横断を最少にすることとの２つが、バランスをと
るように調整される。検出器毎のノイズは、生ビデオと
サンプル・ウィンドのランニングアベレージ間の差を平
均することで計算される。
各ピクセルに対する適応スレッショルドレベルは、次の
方程式（１）で求められる。
方程式（１）で求められる。
Ｔｉｊ＝ＲＡｉｊ＋α*ＳＡＤｊ （１） ここで、Ｔｉｊ＝ラインｊのピクセルｉに対するスレッ
ショルド ＲＡｉｊ＝列ｊ上のピクセルｉに対応する入力ビデオ強
度のＮ−ピクセルランニングアベレージ（第３図参照） ｉ＝１，２，３，…，Ｙはライン数 Ｙ＝ＦＯＶの垂直方向の大きさ ｊ＝１，２，３，…Ｙは、ＦＯＶ内の列の数； ｘ＝ＦＯＶの水平方向の大きさ Ｎ＝ランニングアベレージ（ＲＡ）のウィンドの大きさ α＝ソフトウェアによって制御できるノイズベース乗法
係数 ＳＡＤｊ＝入力ビデオの総絶対差と各列の所定のＭピク
セルウィンドでのランニングアベレージ 総絶対差（ＳＡＤｊ）は、方程式（２）によって求めら
れる。
ショルド ＲＡｉｊ＝列ｊ上のピクセルｉに対応する入力ビデオ強
度のＮ−ピクセルランニングアベレージ（第３図参照） ｉ＝１，２，３，…，Ｙはライン数 Ｙ＝ＦＯＶの垂直方向の大きさ ｊ＝１，２，３，…Ｙは、ＦＯＶ内の列の数； ｘ＝ＦＯＶの水平方向の大きさ Ｎ＝ランニングアベレージ（ＲＡ）のウィンドの大きさ α＝ソフトウェアによって制御できるノイズベース乗法
係数 ＳＡＤｊ＝入力ビデオの総絶対差と各列の所定のＭピク
セルウィンドでのランニングアベレージ 総絶対差（ＳＡＤｊ）は、方程式（２）によって求めら
れる。
ここで、Ｍ＝ＳＡＤウィンドの長さ ＲＡｉｊ＝列ｊでの、ピクセルｉのランニングアベレー
ジ Ｖideoij＝列ｊでの、ピクセルｉのビデオ強度 この発明に従った方法は、様々なハードウェアとソフト
ウェアを組合わせたアプローチによって実行され得る。
第２図及び第２ａ図は、は、ハードウェアを使用して、
生ビデオを処理し、幾つかのパラメータを発生させ、そ
の間ソフトウェアで多くの計算を行う混成アプローチを
説明するものである。
ジ Ｖideoij＝列ｊでの、ピクセルｉのビデオ強度 この発明に従った方法は、様々なハードウェアとソフト
ウェアを組合わせたアプローチによって実行され得る。
第２図及び第２ａ図は、は、ハードウェアを使用して、
生ビデオを処理し、幾つかのパラメータを発生させ、そ
の間ソフトウェアで多くの計算を行う混成アプローチを
説明するものである。
第２図及び第２ａ図において、検出器１０からの生ビデ
オは、ライン１２を通って回路１４に送られ、ランニン
グアベレージを計算する。更に第４図（Ａ）及び第４図
（Ｂ）では、１６ピクセルランニングアベレージが選択
されている。このようにしてＮは、方程式（１）で、１
６に等しくなる。ランニングアベレージ（ＲＡ）は、第
４図（Ａ）及び第４図（Ｂ）で示されるように、列毎に
縦のピクセル・ウィンドまたは、グループ強度を足し算
し、その合計を、ウィンドのピクセル数（ここでは１
６）で割れば求められる。このように、各列のランニン
グアベレージは、局部ノイズ平均の大きさを与える。局
部標準誤差は、回路１６によって、「総絶対差」（ＳＡ
Ｄ）を計算して求められる。回路１６は、ライン１８上
のランニングアベレージ（ＲＡ）出力を、適切な遅延回
路２０によって遅延した生ビデオを受信する。ライン２
２上のＳＡＤウィンドを形成する準備がなされる。ＳＡ
Ｄゲートは、方程式（２）のＳＡＤウィンド長Ｍを決定
する。ノイズの局部標準誤差が正しいと判断されると、
サンプルウィンドにあるノイズは、一つだけになるはず
である。しかし、ターゲットはターゲット選択に先だっ
て、ビデオフレームのどこにでも位置することができ
る。この問題を考慮して、ＳＡＤウィンド位置は、第４
図（Ａ）及び第４図（Ｂ）に示すように走査方向に基づ
くフレームの上から下に交互に動く。これにより、ター
ゲットがＳＡＤウィンドに常に位置することはなくな
る。ＳＡＤウィンドは、ソフトウェアで制御され、４−
１６ピクセルの範囲にある。この実施例においてＭは、
１６に等しい。
オは、ライン１２を通って回路１４に送られ、ランニン
グアベレージを計算する。更に第４図（Ａ）及び第４図
（Ｂ）では、１６ピクセルランニングアベレージが選択
されている。このようにしてＮは、方程式（１）で、１
６に等しくなる。ランニングアベレージ（ＲＡ）は、第
４図（Ａ）及び第４図（Ｂ）で示されるように、列毎に
縦のピクセル・ウィンドまたは、グループ強度を足し算
し、その合計を、ウィンドのピクセル数（ここでは１
６）で割れば求められる。このように、各列のランニン
グアベレージは、局部ノイズ平均の大きさを与える。局
部標準誤差は、回路１６によって、「総絶対差」（ＳＡ
Ｄ）を計算して求められる。回路１６は、ライン１８上
のランニングアベレージ（ＲＡ）出力を、適切な遅延回
路２０によって遅延した生ビデオを受信する。ライン２
２上のＳＡＤウィンドを形成する準備がなされる。ＳＡ
Ｄゲートは、方程式（２）のＳＡＤウィンド長Ｍを決定
する。ノイズの局部標準誤差が正しいと判断されると、
サンプルウィンドにあるノイズは、一つだけになるはず
である。しかし、ターゲットはターゲット選択に先だっ
て、ビデオフレームのどこにでも位置することができ
る。この問題を考慮して、ＳＡＤウィンド位置は、第４
図（Ａ）及び第４図（Ｂ）に示すように走査方向に基づ
くフレームの上から下に交互に動く。これにより、ター
ゲットがＳＡＤウィンドに常に位置することはなくな
る。ＳＡＤウィンドは、ソフトウェアで制御され、４−
１６ピクセルの範囲にある。この実施例においてＭは、
１６に等しい。
回路１６は、ライン２４に方程式（２）の総絶対差をア
ウトプットする。フレーム内の各ＳＡＤウィンドに対す
るＳＡＤ値は、メモリ２６に格納され、適切な入出力イ
ンターフェース２８を通り、ソフトウェアに供給され
る。
ウトプットする。フレーム内の各ＳＡＤウィンドに対す
るＳＡＤ値は、メモリ２６に格納され、適切な入出力イ
ンターフェース２８を通り、ソフトウェアに供給され
る。
ターゲットが選定される前に、初期検出機能ブロック３
０が機能を停止し、ソフトウェアは習得ラインを進行
し、ＲＡＭ２６からのノイズ情報を読み、望むならばＳ
ＡＤウィンドを再び位置決めする。
０が機能を停止し、ソフトウェアは習得ラインを進行
し、ＲＡＭ２６からのノイズ情報を読み、望むならばＳ
ＡＤウィンドを再び位置決めする。
この機能は、第２ａ図のブロック３２に示されている。
次にソフトウェは、ブロック３４で示されるようにアル
ファを決定する。アルファの計算は、現誤りアラーム率
（ＰＦＡ）と所定の検出システムの確率（ＰＤｅｔ）に
基づく。アルファは正の数であり、望ましい検出確率に
対応する値で表わされる。
次にソフトウェは、ブロック３４で示されるようにアル
ファを決定する。アルファの計算は、現誤りアラーム率
（ＰＦＡ）と所定の検出システムの確率（ＰＤｅｔ）に
基づく。アルファは正の数であり、望ましい検出確率に
対応する値で表わされる。
ここで、ＳＮＲ＝ノイズに対する信号比 ＴＮＲ＝ノイズに対するスレッショルド比 ｅｒｆ＝方程式（５）で求められるエラー係数 望まれる検出確率が0.99で視野でのフィールド毎の３つ
以下の誤りアラームの誤りアラーム比が一定に保たれる
場合は、最少ＴＮＲは４であることを意味する。しかし
ながら、ＳＡＤ量は、現ノイズ標準誤差のおよそ0.8で
あるので、アルファは視野２４０×２４０に対し（４割
る0.8）で5.0と表わされなければならない。アルファの
値は、制御可能なソフトウェアで、ノイズあるいは、タ
ーゲット強度についての誤った仮定を補償し、アルファ
は、望ましい誤りアラーム率を保持できるように調整さ
れる。例えば、後にアルファは、クラスタカウントに基
づいて決められる。クラスタが多すぎる場合は、アルフ
ァは上げられ、逆に少なすぎる場合は、アルファは下げ
られる。アルファが一度選定されると、ソフトウェは、
予め発生したＳＡＤデータをアルファに掛けてオフセッ
トを計算する。習得モードでは、このオフセット値は、
機能ブロック３６を通り、ハードウェアのアルファーＳ
ＡＤメモリ３８に戻る。
以下の誤りアラームの誤りアラーム比が一定に保たれる
場合は、最少ＴＮＲは４であることを意味する。しかし
ながら、ＳＡＤ量は、現ノイズ標準誤差のおよそ0.8で
あるので、アルファは視野２４０×２４０に対し（４割
る0.8）で5.0と表わされなければならない。アルファの
値は、制御可能なソフトウェアで、ノイズあるいは、タ
ーゲット強度についての誤った仮定を補償し、アルファ
は、望ましい誤りアラーム率を保持できるように調整さ
れる。例えば、後にアルファは、クラスタカウントに基
づいて決められる。クラスタが多すぎる場合は、アルフ
ァは上げられ、逆に少なすぎる場合は、アルファは下げ
られる。アルファが一度選定されると、ソフトウェは、
予め発生したＳＡＤデータをアルファに掛けてオフセッ
トを計算する。習得モードでは、このオフセット値は、
機能ブロック３６を通り、ハードウェアのアルファーＳ
ＡＤメモリ３８に戻る。
総和ノード４０は、メモリ３８からのオフセットをラン
ニングアベレージに付加し、与えられたピクセルに対し
て、ライン４２上で適応スレッショルドを発生させるの
に使用される。総和ノード４１は、ランニングアベレー
ジをピクセル強度から減算し、ライン４３上に相対ビデ
オ値を発生させる。ライン１２上の生ビデオは、遅延回
路４４によって適切に遅延され、ライン４６上のピクセ
ル強度値の程示を、ライン４２上の対応スレッショルド
と同期させる。
ニングアベレージに付加し、与えられたピクセルに対し
て、ライン４２上で適応スレッショルドを発生させるの
に使用される。総和ノード４１は、ランニングアベレー
ジをピクセル強度から減算し、ライン４３上に相対ビデ
オ値を発生させる。ライン１２上の生ビデオは、遅延回
路４４によって適切に遅延され、ライン４６上のピクセ
ル強度値の程示を、ライン４２上の対応スレッショルド
と同期させる。
コンパレータ４８は、ライン４６上のアナログビデオ信
号強度値を、ライン４２上の対応スレッショルドと比較
することにより、２進ビデオ信号出力を供給する。強度
値がスレッショルドを超えれば、比較器はデジタルの１
の２進出力を供給し、強度値がスレッショルド以下であ
れば、２進ゼロレベルがコンパレータ４８により供給さ
れる。この過程は第３図でグラフにより説明される。ラ
イン１２で発生されたアナログビデオ入力信号（第２
図）は、第３図において「ビデオ」と表される。また、
ライン１８で発生したランニングアベレージ（第２図）
は、「ランニングアベレージ」と表されている。オフセ
ット（アルファ×ＳＡＤ）がランニングアベレージに付
加されると、最大スレッショルドが生成される。スレッ
ショルドは第３図で「スレッショルド」と表され、第２
図の実行図のライン４２に供給される。第３図は、１つ
の走査ラインのデジタル化を表わす。この過程は、視野
あるいはフレーム内の全走査線で続けられる。
号強度値を、ライン４２上の対応スレッショルドと比較
することにより、２進ビデオ信号出力を供給する。強度
値がスレッショルドを超えれば、比較器はデジタルの１
の２進出力を供給し、強度値がスレッショルド以下であ
れば、２進ゼロレベルがコンパレータ４８により供給さ
れる。この過程は第３図でグラフにより説明される。ラ
イン１２で発生されたアナログビデオ入力信号（第２
図）は、第３図において「ビデオ」と表される。また、
ライン１８で発生したランニングアベレージ（第２図）
は、「ランニングアベレージ」と表されている。オフセ
ット（アルファ×ＳＡＤ）がランニングアベレージに付
加されると、最大スレッショルドが生成される。スレッ
ショルドは第３図で「スレッショルド」と表され、第２
図の実行図のライン４２に供給される。第３図は、１つ
の走査ラインのデジタル化を表わす。この過程は、視野
あるいはフレーム内の全走査線で続けられる。
スレッショルド過程はフレーム毎に続く。
オフセットあるいは（アルファ×ＳＡＤ）項は、各ビデ
オ列に対して一定であり、アルファ項は、各ビデオフレ
ームに対し一定である。推定ＳＡＤ項が、ゼロであれば
所定の最少定数が、ランニングアベレージに付加され、
新たにスレッショルドが求められる。第３図から、ラン
ニングアベレージを適応スレッショルドとしてのみ使え
ば、低周波ノイズやシェーディングを補償するが、高周
波ノイズを通過操作することはないということがわか
る。その結果、オフセットはランニングアベレージに付
加され、この機能が完了する。
オ列に対して一定であり、アルファ項は、各ビデオフレ
ームに対し一定である。推定ＳＡＤ項が、ゼロであれば
所定の最少定数が、ランニングアベレージに付加され、
新たにスレッショルドが求められる。第３図から、ラン
ニングアベレージを適応スレッショルドとしてのみ使え
ば、低周波ノイズやシェーディングを補償するが、高周
波ノイズを通過操作することはないということがわか
る。その結果、オフセットはランニングアベレージに付
加され、この機能が完了する。
前述したことは、ターゲットの選択に先立って実行され
るスレッショルド法についてのものであった。ターゲッ
トトラックモードでは、この方法が調整され、対象の１
つだけがトラックあるいは、背景ゲート内でスレッショ
ルドされる。この点まで到達すれば、アルファは、ジッ
タからのスレッショルド、ターゲット画像の安定性を確
保するために一定に保たれ得る。このことは、ブロック
３０の初期検出制御を作動させることにより第２ａ図で
与えられている。ターゲットの選定が行なわれるとトラ
ッカーは、信頼できるターゲット強度概算を行うことが
できる。ノイズの概算に、スレッショルドの基礎を置く
よりは、むしろターゲット強度の概算を使うことで、よ
り正確にスレッショルドが設定され得る。この段階まで
達すると、ソフトウェアは習得モードからターゲットト
ラックモードに切換えられる。次にブロック５０を使っ
て、異なった適応スレッショルドが計算される。
るスレッショルド法についてのものであった。ターゲッ
トトラックモードでは、この方法が調整され、対象の１
つだけがトラックあるいは、背景ゲート内でスレッショ
ルドされる。この点まで到達すれば、アルファは、ジッ
タからのスレッショルド、ターゲット画像の安定性を確
保するために一定に保たれ得る。このことは、ブロック
３０の初期検出制御を作動させることにより第２ａ図で
与えられている。ターゲットの選定が行なわれるとトラ
ッカーは、信頼できるターゲット強度概算を行うことが
できる。ノイズの概算に、スレッショルドの基礎を置く
よりは、むしろターゲット強度の概算を使うことで、よ
り正確にスレッショルドが設定され得る。この段階まで
達すると、ソフトウェアは習得モードからターゲットト
ラックモードに切換えられる。次にブロック５０を使っ
て、異なった適応スレッショルドが計算される。
更にこの分野の技術者は、この発明が種々応用できる適
応スレッショルド技術を供給していることを評価すべき
である。
応スレッショルド技術を供給していることを評価すべき
である。
［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、適応スレッショルドレ
ベルはアナログ信号が比較される各ピクセル位置に対し
て設定され、適応スレッショルドレベルはオフセット値
が付加されるアナログビデオ信号のランニングアベレー
ジの係数であり、オフセット値は検出器により発生した
ノイズ係数と同様にノイズの全体量の係数である画像処
理システムをスレッショルドする方法を提供することが
できる。
ベルはアナログ信号が比較される各ピクセル位置に対し
て設定され、適応スレッショルドレベルはオフセット値
が付加されるアナログビデオ信号のランニングアベレー
ジの係数であり、オフセット値は検出器により発生した
ノイズ係数と同様にノイズの全体量の係数である画像処
理システムをスレッショルドする方法を提供することが
できる。
第１図（Ａ）及び第１図（Ｂ）は従来の固定スレッショ
ルド技術を説明するグラフ図、第２図及び第２ａ図はこ
の発明に従ったシステムの構成要素のブロック図、第３
図はこの発明の適応スレッショルド技術を使用して、ア
ナログビデオ信号を２進法化する方法を説明するグラフ
図、第４図（Ａ）及び第４図（Ｂ）は各ピクセル列に対
する移動平均の派生を示すビデオ入力信号の２つのフレ
ームを示した図である。 １０……検出器、２０，４４……遅延回路、２６……メ
モリ、２８……入出力インターフェース、３８……アル
ファＳＡＤメモリ、４８……コンパレータ。
ルド技術を説明するグラフ図、第２図及び第２ａ図はこ
の発明に従ったシステムの構成要素のブロック図、第３
図はこの発明の適応スレッショルド技術を使用して、ア
ナログビデオ信号を２進法化する方法を説明するグラフ
図、第４図（Ａ）及び第４図（Ｂ）は各ピクセル列に対
する移動平均の派生を示すビデオ入力信号の２つのフレ
ームを示した図である。 １０……検出器、２０，４４……遅延回路、２６……メ
モリ、２８……入出力インターフェース、３８……アル
ファＳＡＤメモリ、４８……コンパレータ。
Claims (7)
- 【請求項１】検出器からのアナログビデオ信号が変換さ
れ、更に処理される画像処理システムにおいて、前記変
換はスレッショルドに関連したアナログビデオ信号強度
レベルの比較に依存されるもので、前記アナログビデオ
信号は複数の行及び列に配置されたピクセルのマトリク
スに於ける１つのピクセルの出力信号であって、 各ピクセル位置が比較されるアナログビデオ信号レベル
に対して適応スレッショルドレベルを形成する手段であ
って、前記手段は ａ）前記アナログビデオ信号の輝度のランニングアベレ
ージを計算する手段と、 ｂ）オフセット値を前記ランニングアベレージに加える
手段を備え、前記オフセット値は、ｉ）前記システムの
ノイズの全体量（アルファ）と、ｉｉ）前記検出器と特
に関連したノイズの量（ＳＡＤｊ）の積であり、ここで アルファはノイズの全体量から得られる正の数であり、 ＳＡＤｊは ここでＭ＝ＳＡＤウィンドの長さ ＲＡｉｊ＝列ｊにおけるピクセルｉのランニングアベレ
ージ Ｖideoij＝列ｊのピクセルのビデオ輝度 と定義されることを特徴とする画像処理システム。 - 【請求項２】各ピクセルに対するアナログビデオ信号を
対応するスレッショルドと比較し、アナログレベルがス
レッショルドを越える場合は二進法の１の出力を、アナ
ログレベルがスレッショルド以下の場合は二進法の０の
出力を供給し、それにより、二進法のビデオ出力を供給
する比較手段を更に具備する請求項１に記載の画像処理
システム。 - 【請求項３】ピクセルに対するアナログビデオ信号レベ
ルとピクセルのために計算された前記ランニングアベレ
ージとの間の相対差の係数である出力を供給し、それに
より相対ビデオ出力を供給する比較手段を更に具備する
請求項１に記載の画像処理システム。 - 【請求項４】列及び行マトリックスに配列された、種々
のピクセル位置のそれぞれに対応するそれぞれの検出素
子によって出力されるアナログビデオ信号の強度を分析
する画像処理システムであって、 前記アナログビデオ信号を受信する入力手段と、 各列のピクセルのグループの強度のランニングアベレー
ジを計算するランニングアベレージ（ＲＡ）手段と、 各行に沿って選択されたウィンドにおけるビデオ信号と
ランニングアベレージの絶対差の和であるＳＡＤ係数を
計算するＳＡＤ手段と、 誤りアラーム率と、システムに対して望ましい検出確率
に基づく正の数であるアルファ係数を発生させるアルフ
ァ発生手段と、 オフセット値を生成するために、アルファ系数に、ＳＡ
Ｄ係数を掛ける乗算器オフセットとランニングアベレー
ジを足して、各ピクセルに対して適応スレッショルドレ
ベルを供給する総和手段と、 各ピクセルに対するアナログビデオ信号強度と比較する
もので、ビデオレベルがスレッショルドを越える場合は
二進法の１の出力を、ビデオレベルがスレッショルド以
下の場合は二進法の０の出力を発生する比較手段とを具
備することを特徴とする画像処理システム。 - 【請求項５】前記ビデオ信号は、上から下に、次いで下
から上に走査する検出器から発生され、前記ＳＡＤウィ
ンドは検出器の走査方向により、各横列に位置決めされ
る請求項４に記載の画像処理システム。 - 【請求項６】前記ＳＡＤウィンドは列に沿って、１６ピ
クセルの長さがある請求項５に記載の画像処理システ
ム。 - 【請求項７】アナログビデオ信号強度とそのそれぞれの
ランニングアベレージ間との相対差を供給し、それによ
り相対ビデオ出力を供給する差手段を更に具備する請求
項４に記載の画像処理システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US326,571 | 1989-03-21 | ||
| US07/326,571 US4908875A (en) | 1989-03-21 | 1989-03-21 | Adaptive thresholding technique |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02281875A JPH02281875A (ja) | 1990-11-19 |
| JPH0620243B2 true JPH0620243B2 (ja) | 1994-03-16 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2073186A Expired - Fee Related JPH0620243B2 (ja) | 1989-03-21 | 1990-03-22 | 画像処理システム |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4908875A (ja) |
| EP (1) | EP0389124A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0620243B2 (ja) |
| CA (1) | CA2009963C (ja) |
| IL (1) | IL93365A (ja) |
| NO (1) | NO901112L (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09226775A (ja) * | 1996-02-21 | 1997-09-02 | Toshio Ando | 飲料容器 |
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1989
- 1989-03-21 US US07/326,571 patent/US4908875A/en not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-02-13 IL IL9336590A patent/IL93365A/en unknown
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- 1990-02-28 EP EP19900302115 patent/EP0389124A3/en not_active Ceased
- 1990-03-09 NO NO90901112A patent/NO901112L/no unknown
- 1990-03-22 JP JP2073186A patent/JPH0620243B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US4908875A (en) | 1990-03-13 |
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| EP0389124A2 (en) | 1990-09-26 |
| IL93365A0 (en) | 1990-11-29 |
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| EP0389124A3 (en) | 1991-09-25 |
| CA2009963A1 (en) | 1990-09-21 |
| CA2009963C (en) | 1994-04-19 |
| JPH02281875A (ja) | 1990-11-19 |
| IL93365A (en) | 1995-03-15 |
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