JPH066802A - 非直線検出器用の疑似交差結合 - Google Patents
非直線検出器用の疑似交差結合Info
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- JPH066802A JPH066802A JP5016562A JP1656293A JPH066802A JP H066802 A JPH066802 A JP H066802A JP 5016562 A JP5016562 A JP 5016562A JP 1656293 A JP1656293 A JP 1656293A JP H066802 A JPH066802 A JP H066802A
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Abstract
の非直線特性の検出器からのデータのAC部分を利用し
その不完全なDC部分を再生する手段を含む画像再生方
法を提供することを目的とする。 【構成】 非直線検出器119 からの信号に正確なDC再
生を行うように非直線検出器119 に隣接した2つ以上の
検出器120,121 からの出力信号を使用し、これらの同じ
非直線検出器からの出力信号のAC部分を使用する。ま
ず出力信号のAC部分からDC部分を分離し、非直線検
出器119 に隣接した2つの検出器120,121の出力信号の
累算器122,123 からのデータを非直線検出器の回路の平
均装置28で平均され出力信号に対する正確なDC再生値
を計算して得られた正確なDC再生値が経路137,138 で
非直線検出器119 の信号のAC部分とを組合せる。
Description
R)検出器アレイによって発生されたビデオ画像の品質
を改良するシステムおよび方法に関する。これらのDC
再生システムおよび方法は、このようなアレイにおける
1つ以上の非直線検出器からの出力信号をダイナミック
に調節する手段および方法を含む。
伝達関数を有する1つ以上の検出器を含む検出器アレイ
は、これらの信号中の良好なデータすなわち信号のAC
部分を使用する能力を有していなかった。
うなアレイ中の非直線検出器は隣接した直線検出器に完
全に交差結合されていた。この交差結合は、非直線検出
器が走査する領域において非直線検出器が垂直MTF
(変調伝達関数)を生成し低下させる良好なデータを完
全に廃棄させ、結果的にこれらの検出器からの信号に基
づいたビデオ画像中、特にシーン中の対角線上に可視的
な人工物または欠陥を生じさせた。
AC部分を使用し、一方においてこれらの出力信号の不
完全なDC部分を補償する手段および方法が必要であ
る。このような方法では、非直線検出器の領域中の垂直
MTFは失われる必要はない。
出器のアレイにおける1つ以上の非直線検出器からのデ
ータをDC再生する手段を含む画像再生方法および疑似
的交差結合システムと呼ばれるシステムに関する。これ
らのシステムは、非直線検出器からの信号に正確なDC
再生を行うように各非直線検出器に隣接した2つ以上の
検出器からの出力信号を使用し、これらの同じ非直線検
出器からの出力信号のAC部分を使用する。好ましい実
施例において、これらのシステムはまた複数のこのよう
な検出器によって生成された信号から導出されたデータ
を評価する手段と、各検出器の適切な出力信号を決定す
る手段と、各検出器から所望の出力信号を発生する手段
とを含む。
成された信号から得られたデータを評価し、各検出器の
適切な出力を決定し、各検出器から所望の出力信号を発
生するステップを含む。好ましい実施例において、出力
信号を発生ステップは1つ以上の非直線検出器から出力
信号を検出し、これらの信号のAC部分からこれらの非
直線検出器からの出力信号のDC部分を分離し、非直線
検出器に隣接した2つ以上の検出器の出力信号からこれ
らの非直線検出器からの出力信号に対して正確なDC再
生値を決定し、非直線検出器からの出力信号のAC部分
とこれらの決定されたDC再生値とを組合せるステップ
を含む。
線検出器に対する正確なDC再生値は2つ以上の隣接し
た検出器の出力信号の平均から導出される。別の好まし
い実施例において、非直線検出器に対する修正されたク
ランプレベル値は隣接した検出器からの出力信号から導
出される。その後、DC再生値が通常の方法でこれらの
修正されたクランプレベル値から得られる。
監視赤外線(FLIR)検出器のアレイから受信され
る。アレイは典型的に 160個の垂直に整列された検出器
を含んでいる。各検出器は、検出器アレイが所望のシー
ンを走査したときにビデオディスプレイの水平ラインを
生成するために使用される出力信号を発生する。好まし
い実施例において、アレイによる1つの完全な走査は所
望のシーンの走査に加えてFLIR構造内に含まれた一
定の温度ソースの走査を含む。一定の温度ソースの走査
はシステムがDC再生を行うことを可能にするように均
一な刺激を与える。
一定の温度ソースの走査から結果的に生じたアナログ出
力信号の振幅はデジタル形式に変換され、メモリ装置中
に蓄積される。平均振幅は各検出器に対して蓄積された
データの所望のサンプリングから計算される。好ましい
実施例において、分離した平均はシーン走査および一定
の温度ソース走査からデータの所望のサンプリングに対
して決定される。その後、各検出器に対して計算された
平均はその特定の検出器に対して所望の出力信号を決定
するために使用される。シーン走査サンプリングの計算
された平均は各チャンネルnに対してE0 AREn で示
され、ソース走査サンプリングの計算された平均は各チ
ャンネルnに対してE0 DCRn で示される。E0 AR
En およびE0 DCRn は、各チャンネルに対するシー
ンおよびソースビデオのサンプルの所望の数の平均であ
る。
とされるまで蓄積される。好ましい実施例において、信
号はメモリ装置に蓄積される。所望の時間において、各
チャンネルからの出力信号はメモリから検索される。
DCオフセット信号は各センサチャンネルに対して計算
される。DCオフセット信号は、全てのセンサの出力が
均一な温度ソースを走査したときに同じであることを保
証するために計算される。これらのオフセット信号のデ
ジタル値は次の式によって表される: DCRn (新)= DCRn (旧)+kn (クランプレベル−
E0 DCRn ) (式1)
プ利得定数であり、シーン変化に対する各チャンネルの
応答を最適化するように選択される。クランプレベルは
均一な温度ソースに対するシステム出力であり、全チャ
ンネルに対して同じであり、システムダイナミック範囲
を最適化するように調節される。
器からの出力信号がアナログからデジタル形態に変換さ
れる前にそれに付加されるDCRと呼ばれる特有のオフ
セット電圧を有する。ソフトウェアDC再生モードにお
いて、各DCRに対する新しい値は信号プロセッサとも
呼ばれるマイクロプロセッサによって2走査すなわち30
Hzごとに計算される。DCR値は、均一な温度ソース
を観測するとき均一な出力信号を供給するように検出器
信号に加算される。
不均一な画像が生じる。図1にはE0 AREおよびE0
DCR値の典型的なグラフが示されている。図1におい
て、E0 DCR値はシステムがDC再生されたために平
坦である。しかしながら、アレイ中の単一の非直線検出
器はシーンにわたって低い利得、したがって低い平均出
力すなわちE0 AREを有している。
示されたビデオ画像における不均一性を阻止するため
に、オフセット電圧は非直線検出器に付加される。この
オフセットは非直線検出器の出力を2つの隣接した検出
器の平均出力と同じにさせるために計算される。図2に
はE0 AREおよびE0 DCR値の結果的なグラフが示
されている。好ましい実施例において、要求されるオフ
セットはDCR値の一部分として加算されることができ
る。好ましい実施例において、非直線検出器に対する正
確なDCR値は以下の式2または式3にしたがって計算
される: 式2:DCRn =DCRn +kn ×[(E0 AREn-1 +E0 DCRn+1 ) /2−E0 AREn ] 式3:クランプレベルn =クランプレベルn +[ (E0
AREn-1 −E0 DCRn-1 ) + (E0 AREn+1 −E
0 DCRn+1 ) ]/2−(E0 AREn −E0 DC
Rn )
RE値、好ましくは非直線検出器に最も近接した2つの
検出器からのE0 ARE値の平均を使用する。式3は非
直線検出器に対して修正されたクランプレベル値を計算
する。非直線検出器に対する新しいDCR値は、この修
正されたクランプレベル値を使用して式1にしたがって
計算される。式3は式2より迅速な補正を行い、したが
って航空機搭載FLIRシステムのようなシーンをダイ
ナミックに走査するFLIRシステムにおいてさらに有
効である。
す。前方監視赤外線(FLIR)検出器アレイから受信
された信号は時分割多重化され、システム1の入力2に
現れる。これらの信号の振幅はA/D変換器3において
アナログからデジタル形態に変換される。これらのデジ
タルデータはメモリ4において蓄積され、必要に応じて
通路5上を補間装置6に送られる。システム1は出力ラ
インへの検出器チャンネル上に所望のマッピングを生成
するように補間装置6を含む。AGC11は種々の出力ラ
インに対する温度出力を受信し、出力灰色陰部中にそれ
らをマップする。AGC11はまた感知された温度の全範
囲がディスプレイ12を飽和させずに表示されるように出
力利得を調節する。累算器7は種々の検出器のチャンネ
ルの出力を受信し、各検出器チャンネルに対する平均を
計算する。これらの平均は各検出器チャンネルnに対し
てE0 AREn およびE0 DCRn で示される。マイク
ロプロセッサ8は各検出器チャンネルに対するDCR値
を計算し、メモリ9中にその値を蓄積する。所望の時間
にDCR値はD/A13および加算器10を介してシステム
中に導かれる。
システムはそれぞれ自身のプログラム可能なオフセット
を備えた 160個の並列チャンネルを含む。FLIR画像
は1フィールドに対して60Hzで走査され、各チャンネ
ルは画像の1つの水平ラインを走査する。画像をDC再
生するために、 160個のチャンネルは各フィールドの一
部分中一定の温度対象を走査する。この一定の温度対象
はソースと呼ばれる。画像はデジタル化され、走査変換
され、フレーム蓄積され、 240個のラインに補間され、
アナログ形態に変換され、標準方式のインターレースさ
れたTVスクリーンに出力される。
ステム中のマイクロプロセッサは各チャンネルに加算さ
れるべきオフセット値を計算する。これらのオフセット
値はDCRで示される。累算器は各チャンネルに対して
32個のソースビデオのサンプルを平均する。これらの値
はE0 DCRと呼ばれる。累算器はまた各チャンネルに
対してシーンビデオの 128個のサンプルを平均し、すな
わち6番目の画素ごとに平均し、これらの値はE0 AR
Eと呼ばれる。
ク図を示すが、システムの実際の論理回路はマイクロプ
ロセッサ8のソフトウェアにある。図4は図3のハード
ウェアによって構成された通常のDC再生システムおよ
びマイクロプロセッサ8中のソフトウェアの論理的なブ
ロック図を示している。同様に、図5および図6はそれ
ぞれ式2および式3の疑似的なDC再生システムに対す
る論理ブロック図を示す。
呼ばれる2つの検出器だけの論理ブロック図は図3に示
された種類のアレイを形成する。しかしながら、アレイ
中の残りの検出器は同様に処理される。図4において、
各検出器0および1は直線的な伝達関数を有する。した
がって、検出器0および1からの出力信号は上記の式1
にしたがってDC再生される。図4に示されているよう
に、シーンのサンプリングにおける検出器0からの出力
信号はステーション100 において累算および平均され、
ステーション101 でDC再生信号と組合せられ、通路10
2 上でビデオディスプレイに導かれる。ソースのサンプ
リングにおける検出器0からの出力信号はステーション
103 において累算および平均され、ステーション104 で
DC再生信号と組合せられ、シーンおよびソースの次の
サンプリングのためにDC再生値の計算結果を通路105
で送信される。通路105 上の信号は通路106 を介して平
均ステーション107 に送られ、ここにおいて複数のサン
プルは組合せられ平均される。E0 DCR0 で示される
平均信号は通路108 で加算器109 に送られる。加算器10
9 、ステーション111 および112 において、信号は通路
110 上のクランプレベル信号および上記の式1にしたが
ってシーンおよびソースの前のサンプリングから得られ
たDCR値(ステーション113 に蓄積された)と組合せ
られる。結果的な新しいDC再生値は連続した走査にお
けるシーンおよびソース出力データの計算に使用するた
めに通路114 および115 上でステーション101 および10
4 に送られる。同じDC再生値計算は検出器1によるシ
ーンサンプリングから得られ、ステーション116 に蓄積
されたデータおよび検出器1によるソースサンプリング
から得られ、ステーション118 に蓄積されたデータによ
り行われる。
9 の疑似的なDC再生に対する論理的ブロック図を示
す。アレイ中のその他全ての非直線検出器のDC再生は
類似したスキムを使用し、一方アレイ中の全ての直線検
出器のDC再生は図4に示されたスキムを使用する。図
5はまた隣接した直線検出器120 および121 の通常のD
C再生を示す。
ータは上記の式2にしたがってDC再生される。そのよ
うに行われるために、ステーション122 および123 にお
いて累算された隣接した検出器120 および121 からのシ
ーンデータは通路124 /125および126 /127 上で平均
ステーション128 に送られる。このシーンサンプリング
データは、平均ステーション131 に通路129 および130
上で送られるセンサ119 からのシーンサンプリングデー
タと組合せられる。これらのデータはステーション132
,133 および134 においてステーション135 に蓄積さ
れた前のシーンおよびソースサンプリングからのDC再
生値と組合せられる。結果である疑似的なDC再生値
は、式2にしたがってシーンおよびソースサンプリング
の次のサイクルで使用するために通路136 ,137 および
138 で送られる。
の疑似的なDC再生の論理的ブロック図を示す。アレイ
中のその他の全ての非直線検出器のDC再生は類似した
方法を使用する。アレイ中の全ての直線検出器のDC再
生は図4に示された方法を使用する。
147 の通常のDC再生を示す。ここにおいて、非直線検
出器140 からのデータはシーンサンプルされたデータの
場合はステーション141 において、またソースサンプル
されたデータの場合はステーション142 において累算さ
れる。シーンサンプルされたデータはDC再生値と組合
せるためにステーション141 からステーション142 に、
その後このシーンベース情報は隣接した直線検出器146
および147 からのシーンベース情報と組合せられるステ
ーション145 に通路143 および144 上を送られる。検出
器146 からのシーンベース情報はステーション148 で累
算され、ステーション149 でDC再生値と組合せられ、
その後通路153 および154 で累算器152 に送られるソー
スベースデータと組合せられて通路150 および151 でス
テーション152 に送られる。検出器146 からのシーンベ
ースデータとソースベースデータとの間の差はステーシ
ョン152 から通路155 上をステーション156 に送られ
る。そこにおいてこのデータは直線検出器147 からのス
テーション157 で累算されたシーンサンプルされたデー
タとステーション158 で累算されたソースサンプルされ
たデータとの間の差を表すデータと組合せられる。ステ
ーション157 からのシーンベースデータおよびステーシ
ョン158 からのソースベースデータは通路159 ,160 ,
161 および162でデータ結合器163 に送られ、その後通
路164 でステーション156 に送られる。ステーション15
6 からのデータはステーション165 でステーション145
からのデータと組合せられ、通路166 でステーション16
7 に送られ、式3にしたがって通路170 に修正されたク
ランプレベル信号を得るためにステーション167 にはま
た通路168 および169 でクランプレベル信号が共に伝送
される。その後、通路170上のこの修正されたクランプ
レベル信号は通路172 および173 を介して平均ステーシ
ョン174 に送られるステーション142 からの非直線検出
器140 からのソースベース情報と共に結合器171 に伝送
される。その後、ステーション175 および176 において
修正されたクランプレベル信号は、ビデオディスプレイ
への通路143でのシーン出力データの供給時に使用する
ために通路178 ,179 および180 でのステーション142
および181 への伝送のためにステーション177 に蓄積さ
れた前のサイクルからのDC再生値と式1にしたがって
組合せられる。
れているが、当業者はその他の修正を認識し、また本発
明は添付された特許請求の範囲の技術的範囲内のこのよ
うな全ての修正および変更を含むことを意図するもので
ある。
から得られるE0 AREおよびE0 DCR値のグラフ。
加された後のシステム出力を示したグラフ。
た画像再生システムの好ましい実施例を示した概略的な
ブロック図。
器のアレイ中の2つの検出器に対するDC再生値を得る
システムの好ましい実施例を示した概略的ブロック図。
中の非直線検出器に対するDC再生値を得るシステムの
第1の実施例を示した概略的なブロック図。
中の非直線検出器に対するDC再生値を得るシステムの
第2の実施例を示した概略的なブロック図。
Claims (9)
- 【請求項1】 出力信号がビデオ表示用の所望のデータ
を含んでいる複数の出力信号と組合せられるべき複数の
再生信号を計算し、 複数の所望の結果信号を得るために前記入力信号と前記
再生信号を組合せ、 複数のビデオ画像を生成するように前記結果信号を導く
ステップを含んでいる画像再生方法において、 前記計算ステップが1つ以上の非直線検出器から出力信
号を検出し、前記出力信号のAC部分から前記非直線検
出器からの出力信号のDC部分を分離し、前記非直線検
出器のそれぞれに隣接した少なくとも2つの検出器の出
力信号から前記非直線検出器からの出力信号に対する正
確なDC再生値を導出し、得られた正確なDC再生値と
前記信号の前記AC部分を組合せるステップを含んでい
る画像再生方法。 - 【請求項2】 前記信号の再生の計算は、 前記出力信号からデータを抽出し、 前記出力信号から抽出されたデータの複数の所望のサン
プリングに対する複数の平均値を計算し、 各結果信号の平均が所望の時間間隔中実質的に等しいよ
うに複数の再生信号を決定するために所望の時間間隔に
対して各所望のサンプリングに対する前記平均値を関連
させるステップを含んでいる請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 前記非直線検出器のそれぞれに対する前
記計算ステップは以下の式: DCRn = DCRn +kn ×[(E0 AREn-1 +E0 DCRn+1 ) /2−E0 AREn ] にしたがって現在のシーン走査において使用された再生
信号から次のシーンの走査に対する再生信号を計算する
ことによって閉ループ方法によりn番目の出力信号に対
して再生信号を発生し、ここでkn はシステムによって
定められ、各出力信号に対して閉ループ応答を最適化す
るように選択された定数であり、DCRn(新)は次の
シーン走査に対するn番目の出力信号に対する再生信号
であり、DCRn (旧)は現在のシーン走査に対するn
番目の出力信号に対する再生信号であり、E0 ARE
n-1 は前記非直線検出器に隣接した直線検出器の1つか
らのシーンサンプリングの平均であり、E0 AREn+1
は前記非直線検出器に隣接した別の直線検出器からのシ
ーンサンプリングの平均であり、E0 AREn は非直線
検出器からのシーンサンプリングの平均である請求項1
記載の方法。 - 【請求項4】 前記非直線検出器のそれぞれに対する前
記計算ステップは以下の式: クランプレベルn (新)=クランプレベルn (旧)+
[ (E0 AREn-1 −E0 DCRn-1 ) + (E0 AREn+1 −
E0 DCRn+1 ) ]/2−(E0 AREn −E0 DCRn ) にしたがって現在のシーン走査において使用された再生
信号から次のシーンの走査に対する再生信号を計算する
ことによって閉ループ方法でn番目の出力信号に対して
再生信号を発生し、ここにおいて値E0 AREn-1 は前
記非直線検出器に隣接した直線検出器の1つからのシー
ンサンプリングの平均であり、E0 DCRn-1 は前記非
直線検出器に隣接した直線検出器の1つからのソースサ
ンプリングの平均であり、E0 AREn+1 およびE0 D
CRn+1 はそれぞれ前記非直線検出器に隣接した別の直
線検出器からのシーンおよびソースサンプリングの平均
であり、E0 AREn およびE0 DCRn はそれぞれ前
記非直線検出器からのシーンおよびソースサンプリング
の平均であり、その後以下の式: DCRn (新)= DCRn (旧)+kn ×(クランプレベル
n −E0 DCRn ) にしたがって現在のシーン走査において使用された再生
信号から次の走査のために再生信号を導出する請求項1
記載の方法。 - 【請求項5】 複数の信号検出器と、 前記各検出器からの適切な信号出力を決定する手段と、 前記各検出器から所望の出力信号を発生する手段とを具
備している画像再生システムにおいて、 前記出力信号を発生する手段はビデオディスプレイ用の
所望の画像データを含む複数の出力信号と組合せられる
ように複数の再生信号を計算する手段と、複数の所望の
結果信号を得るように前記出力信号と再生信号を組合せ
る手段と、複数のビデオ画像を生成するように結果信号
を導く手段とを備え、 前記計算手段は1つ以上の非直線検出器からの出力信号
を検出し、前記出力信号のAC部分から前記非直線検出
器からの出力信号のDC部分を分離し、前記非直線検出
器のそれぞれに隣接した少なくとも2つの直線検出器の
出力信号から前記非直線信号からの出力信号に対する正
確なDC再生値を導出し、前記非直線検出器からの前記
出力信号に対する所望の正確なDC再生値と前記非直線
検出器からの前記信号の前記AC部分を組合せる手段を
含んでいるシステム。 - 【請求項6】 前記出力信号からデータを抽出する手段
と、 前記出力信号から抽出されたデータの複数の所望のサン
プリングに対する複数の平均値を計算する手段と、 各結果信号の平均が所望の時間間隔中実質的に等しいよ
うに、複数の再生信号を決定するために所望の時間間隔
に対して各所望のサンプリングに対する平均値を関連さ
せる手段とを具備している請求項5記載のシステム。 - 【請求項7】 前記検出器を含む前方監視赤外線検出器
アレイを具備している請求項5記載のシステム。 - 【請求項8】 前記計算手段は以下の式: DCRn = DCRn +kn ×[(E0 AREn-1 +E0 DCRn+1 ) /2−E0 AREn ] にしたがって現在のシーン走査において使用された再生
信号から次のシーン走査に対する復号信号を計算するこ
とによって閉ループ方法で前記非直線検出器のそれぞれ
からn番目の出力信号に対する復号信号を発生する手段
を具備し、ここでkn はシステムによって定められ、各
出力信号に対して閉ループ応答を最適化するように選択
された定数であり、DCRn (新)は次のシーン走査に
対するn番目の出力信号に対する再生信号であり、DC
Rn (旧)は現在のシーン走査に対するn番目の出力信
号に対する再生信号であり、E0 AREn-1 は前記非直
線検出器に隣接した直線検出器の1つからのシーンサン
プリングの平均であり、E0AREn+1 は前記非直線検
出器に隣接した別の直線検出器からのシーンサンプリン
グの平均であり、E0 AREn は非直線検出器からのシ
ーンサンプリングの平均である請求項5記載のシステ
ム。 - 【請求項9】 前記計算手段は以下の式: クランプレベルn (新)=クランプレベルn (旧)+
[ (E0 AREn-1 −E0 DCRn-1 ) + (E0 AREn+1 −
E0 DCRn+1 ) ]/2−(E0 AREn −E0 DCRn ) にしたがって現在のシーン走査において使用された再生
信号から次のシーンの走査に対する再生信号を計算する
ことによって閉ループ方法でn番目の出力信号に対して
再生信号を発生する手段を具備し、ここにおいて値E0
AREn-1 は前記非直線検出器に隣接した直線検出器の
1つからのシーンサンプリングの平均であり、E0 DC
Rn-1 は前記非直線検出器に隣接した直線検出器の1つ
からのソースサンプリングの平均であり、E0 ARE
n+1 およびE0 DCRn+1 はそれぞれ前記非直線検出器
に隣接した別の直線検出器からのシーンおよびソースサ
ンプリングの平均であり、E0 AREn およびE0 DC
Rn はそれぞれ前記非直線検出器からのシーンおよびソ
ースサンプリングの平均であり、その後以下の式: DCRn (新)= DCRn (旧)+kn ×(クランプレベル
n −E0 DCRn ) にしたがって現在のシーン走査において使用された再生
信号から次の走査のために再生信号を導出する請求項5
記載の方法。
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---|---|---|---|
US830090 | 1992-02-03 | ||
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