JPH08223484A - 赤外線検知素子のバラツキの自動補正方法 - Google Patents

赤外線検知素子のバラツキの自動補正方法

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JPH08223484A
JPH08223484A JP7021566A JP2156695A JPH08223484A JP H08223484 A JPH08223484 A JP H08223484A JP 7021566 A JP7021566 A JP 7021566A JP 2156695 A JP2156695 A JP 2156695A JP H08223484 A JPH08223484 A JP H08223484A
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Osamu Nakamura
理 中村
Kenji Nagabuchi
健治 永渕
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政樹 蒲田
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 撮像素子である二次元アレイの赤外線検知器
の,各素子毎の光入力に対する電気出力の特性のバラツ
キ(固定パターンのノイズとなる)による不要信号によ
り撮像画像の品質劣化を改善する為に二次元アレイの赤
外線検知器が対象の周囲シーンを走査して得た不要信号
を含むディジタルの映像信号入力Dip を,時間的に平滑
化する処理をした処理出力を更に不要信号を無くする為
の校正データとし補正する赤外線検知素子のバラツキ補
正方法において、前記検知素子のバラツキによる不要信
号の影響が校正データの中に残ることが無いようにす
る。 【構成】 二次元アレイ赤外線検知器の各素子の特性の
バラツキにより発生した不要信号による撮像映像の劣化
を補正する為の校正データ(Cp)を、アレイの局所領域毎
に該領域内の各素子の出力(Sf ′p)と,其の周辺素子の
出力の平均値(Rf′p)との差(Cp= Rf ′p −Sf′p)とし
て作成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、対象物からの赤外線を
受け其の対象の周囲シーンの画像を作成する赤外線撮像
装置に係り、特に撮像素子である二次元アレイ型の赤外
線検知器が,其の各素子の特性(光入力に対する電気出
力の特性)のバラツキ(固定パターンのノイズとなる)
により発生した不要信号により, 対象シーンの画像品質
が劣化するのを改善する為の,赤外線検知素子のバラツ
キの自動補正方法に関する。
【0002】
【従来の技術】二次元アレイの赤外線検知器が、撮像対
象の周囲シーンを走査して,光入力に対する電気出力に
より二次元画像信号を得る場合, 各素子の入出力特性の
バラツキにより発生した不要信号を含んだ全素子の出力
信号をディジタル化した映像信号を入力信号Dip とし
て、図4の従来例の構成図の如く、先ず, フレーム積分
部(1) で、2面構成("f=0"面と"f=1" 面) のRAMのフ
レームメモリ(4) からの現フレームSfp ("f=0"面) より
一つ前のフレームの積分出力Sf′p("f=1" 面) を基準と
し, tをフレーム積分の時定数として, 現フレームの積
分出力Sfp を、入力信号Dip と一つ前のフレームの積分
出力Sf′p とを用いて, 計算式 Sfp= Sf′p+(Dip−S
f′p)/ tにより得る, すなわち、欠陥素子を含む全素
子の出力の入力信号データDip を時間的に逐次平滑化す
るフレーム積分の処理を永久に行って、其の処理出力の
データSf′p 又は Sfpを、前記入力信号Dip の中の各素
子の入出力特性のバラツキによる不要信号を補正する為
の校正データCpとし、補正演算部(3) にて、入力信号Di
p と加算して各素子の入出力特性のバラツキの影響を補
正し出力画像データDop を出力する補正方法は、従来か
ら良く知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この従来の補正方法で
は、二次元アレイの赤外線検知器が均質でない周囲シー
ンを走査して得られたバラツキを含む周囲シーンの映像
を時間的な平滑化処理により得られる校正データ内に,
其の校正データとして必要なバラツキ以外に,校正デー
タとして不要な周囲シーンによる空間的低周波信号が残
ることになる。そのため、該校正データを使用して各素
子のバラツキによる不要信号の補正を行うと, その補正
後に得られる出力の映像信号に、該校正データ内の前記
の不要信号の分布が重畳し、周囲シーンの正常な映像信
号が得られなくなるという問題点があった。本発明の目
的は、二次元アレイの赤外線検知器が周囲シーンを走査
して得る各素子のバラツキによる不要信号を含むディジ
タルの映像信号入力Dip に対し, 時間的に平滑化処理を
し, 其の処理出力を其の校正データとし入力信号Dipと
加算し補正する赤外線検知素子のバラツキ補正方法にお
いて、其の周囲シーンの赤外線強度分布に対応するディ
ジタルの映像信号内の前記不要信号の影響が、該校正デ
ータの中に残ることが無いようにする事にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】この目的達成のための本
発明の補正方法の基本的な構成は、図1の原理的な構成
図を参照して、次の処理フローにより,二次元アレイの
赤外線検知器の各素子のバラツキの有る出力に対する補
正演算を行うように構成される。すなわち、 二次元アレイの赤外線検知器の各素子の入出力特性の
バラツキが有る出力信号である二次元フレーム画像のデ
ィジタル信号入力Dip に対し、時間的に逐次平滑化する
積分処理[Sfp=Sf ′p + (Dip - Sf ′p)/t] を永久に行
い, 其の処理出力Sfp を出力するフレーム積分部(1)
と、該の処理出力(Sfp又はSf′p)を, 周囲領域を定
める空間フィルタで処理し,其の処理出力の各素子の出
力Sf′p と其の周辺素子の出力の平均値Rf′p との差(R
f ′p - Sf′p = Cp) により校正データCpを作成する校
正データ作成部(2) と、該の出力の校正データCpと
前記ディジタルの画像信号入力Dip とを加算して各素子
の特性のバラツキを補正する補正演算部(3) とを具え、
該補正演算部(3)の出力を補正後の正しい出力画像デー
タDop とするように構成する。
【0005】
【作用】本発明では、図2の動作説明図を参照し、先ず
として,図示しない二次元アレイの赤外線検知器から
の各素子の入出力特性のバラツキにより, 極性が正又は
負の不要信号が, 周囲シーンの走査に関わらず, 一定位
置に発生し存在するディジタル映像信号入力Dip である
図2のシーン(A) 〜(D) に対して、フレーム積分部(1)
にて, 時間的に平滑化する処理[Sfp=Sf ′p + (Dip - S
f ′p)/t] を行い、図2の(E) に示す時間的平滑化処理
の出力Sf′p を得る。
【0006】次にとして, 前記で得た処理出力Sf′
p を用い, 校正データ作成部(2) にて, 空間フィルタと
して周囲領域を定めた各素子の出力Sf′p の周辺素子の
出力の平均値Rf′p との差( Rf′p − Sf ′p = Cp )と
して本発明による新方法の校正データCpを求める。図2
の(G) では,周囲の8素子で gain= 1/8の空間フィルタ
で平均値Rf′p を求める処理を行い、各素子からの出力
である入力信号Dip に対する校正データCpを作成する。
【0007】最後にとして, 補正演算部(3) にて, 前
記検知素子の出力のディジタル画像信号Dip である図2
の(H) 検知素子からの出力Dip に対し, で得られた校
正データCp [図2の(G) 新方法の校正データCp] を加算
することにより, 各素子の特性のバラツキの補正を行
い、図2の(J) 新方法の補正結果Dop を得る。従って、
本発明では、二次元アレイの赤外線検知器から得る各素
子の特性のバラツキによる不要信号も含む実際のシーン
の映像信号Dip を基にして, 校正データCpを作成し其の
バラツキを補正するので、常に撮像する周囲シーンの赤
外線強度に合った精度の高い補正が行われることにな
る。なお、図2の(F) は、従来方法の校正データCpであ
り, 全素子の出力の平均値0 に対する個別素子の出力の
正/負を其の逆極性の校正データCpで補正する事を示
し、図2の(I) は、前記(H) の出力Dipとの加算により
得られる従来方法の補正結果Dop を示し、正しい補正出
力(点線─で示す)に対し,歪んだ補正出力(実線─で
示す)となる事を示している。
【0008】
【実施例】図3は、本発明の実施例の赤外線検知素子の
バラツキの自動補正部の構成を示す。其のディジタルの
入力信号Dip は、二次元アレイの赤外線検知器の出力信
号をディジタル化したもので, 各素子の欠陥情報も含む
ディジタル信号であり、各種の同期信号に同期したディ
ジタルの画像信号入力である。アドレス発生回路(30)
は、其の各種同期信号を入力し、前記ディジタル画像信
号入力Dip に対応した欠陥素子の情報を予め記憶するR
OM(20)のデータ出力を読み出す為のアドレスおよび該
ディジタル画像信号入力Dip に前記欠陥情報を付加した
出力データDpをフレーム毎に積分するフレーム積分部(4
0)からの出力データSfp をデータ入力として記憶し, 該
フレーム積分部(40)への入力データSf′p を校正データ
のクリア回路(60)にて得る為のデータ出力を読み出す為
のアドレスを発生する。欠陥素子の情報を予め記憶する
ROM(20)には、赤外線検知器の各素子が正常か欠陥か
の情報が予め記録されていて、アドレス発生回路(30)か
らのアドレスの入力に対応した欠陥情報(正常は0,欠
陥は1)を欠陥情報付加部(10)に出力する。欠陥情報付
加部(10)は、欠陥情報のROM(20)からの欠陥情報によ
り正常画素の値を1以上の値として欠陥画素の値を0値
とする様に加工し出力データDpを出力する。こうする事
により、以後の回路のフレーム積分部(40),校正データ
作成部(70),オフセット補正部(80)では、値0の画素は
欠陥である事を示す。フレーム積分部(40)は、前記欠陥
情報が付加された出力データDpと前フレームまでの自分
の出力Sfp として入力され蓄えられたフレーム積分RA
M(50)の出力データSf′p を入力し積分する。積分の計
算式は Sfp=Sf′p +( Dp−Sf′p )/tであり、p は画
素番号, tは積分の時定数,f は書き込みフレーム番号
で0又は1であり、各フレーム毎に 0→ 1→ 0→1 と変
わる。そして積分の結果を出力データSpf として、フレ
ーム積分のRAM(50)へ送り返す。その際, 入力データ
Dip のフレームに同期した信号である積分指令信号が1
の時に前記の積分を行い、0の時にはRAM(50)の出力
Sf′p をそのまま、Spf として、RAM(50)へ返送する
と同時に、校正データ作成部(70)へ出力し、其の校正デ
ータ作成部(70)にて、空間フィルタとして定められた周
囲領域の画素の出力値の合計値Aと自分0 以外の周囲画
素の数n=Bの算出を行い, 互の比A/Bを求め, 差分器
でA/BとSf′p との差を取って校正データCpを作成
し、前フレームの校正データCpを更新又は固定する。フ
レーム積分のRAM(50)は、フレームの2面分("f=0"面
と"f=1" 面) の記憶容量を持ち、アドレス発生回路(30)
からのアドレスにより, 其の何れの一方を書込み面にす
るか読出し面にするかをフレーム毎に切り換えてフレー
ム積分部(40)の出力データSfp を蓄えている。書込み面
には現フレームの出力Sfp を書き込み、読出し面からは
前フレームに書き込んだ出力Sfp を Sf′p として読み
出す。クリア回路(60)は、AND ゲートであり, 入力信号
Dip のフレームに同期した校正データクリア信号1 によ
り, フレーム積分RAM(50)からの出力Sf′p の1をク
リア(出力)する事により,フレーム積分部(40)の出力
Sfp が出力される事になり、同時に其の出力Sfp がフレ
ーム積分RAM(50)の書込み面にも書き込まれるので、
フレーム積分RAM(50)の出力データSf′p が校正デー
タ作成部(70)へ出力される事になる。校正データ作成部
(70)は、前フレーム迄にフレーム積分RAM(50)に蓄え
られたデータSf′p を入力し、欠陥画素の影響を除いた
校正データCpを算出(計算式は図に示す)して出力す
る。先ず、注目画素の周辺画素の出力値を合計する。こ
の時,欠陥画素の出力値は、欠陥情報付加回路部(10)に
て, 既に値0 としているため, フレーム積分部(4) で積
分した結果も0であるので,周囲画素の出力値を全て合
計しても,欠陥画素の影響を受けない(従って欠陥画素
は合計されない)。また同時に,周囲画素の0以外の画
素数を数えるが、これは周囲画素数から欠陥画素数を除
いた正常画素の数となる。この様にして得られた周囲画
素の出力値の合計を,周囲画素の正常画素数で割る事
で、周囲画素の欠陥を除いた平均値Rf′p が算出され
る。更に、此の平均値Rf′p から注目画素の出力Sf′p
の値を差引く事により, 校正データCpが算出される。図
1の本発明の原理図の中の補正演算部(3) であるオフセ
ット補正部(80)は、未補正の入力データDpに, 前記校正
データCpを加算する事で, 補正されたデータDop を求
め、各素子の入出力特性のバラツキによる不要信号の無
い出力画像のデータとして出力される。
【0009】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、二
次元アレイの赤外線検知器から得られる各素子の入出力
特性のバラツキによる不要信号も含む実際のシーンの映
像信号を基にして, 該バラツキによる不要信号に対する
校正データを作成し, 其の映像信号入力と加算して補正
するので、常に周囲シーンの赤外線強度に合った精度の
高い補正が行われる事になり、赤外線映像装置の撮像画
像の特性を向上する効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の赤外線検知素子のバラツキの自動補
正方法の基本構成を示す原理図
【図2】 本発明の赤外線検知素子のバラツキの自動補
正方法の動作説明図
【図3】 本発明の実施例の赤外線検知素子のバラツキ
の自動補正部の回路構成図
【図4】 従来の赤外線検知素子のバラツキの自動補正
方法の構成図
【符号の説明】
(1) はフレーム積分部、(2) は校正データ作成部、(3)
は補正演算部、(4) はフレームメモリ、(10)は欠陥情報
付加回路、(20)は欠陥情報のROM、(30)はアドレス発
生回路、(40)はフレーム積分部、(50)はフレーム積分の
RAM、(60)はクリア回路、(70)は校正データ作成部、
(80)はオフセット補正部である。
フロントページの続き (72)発明者 永渕 健治 神奈川県川崎市中原区上小田中1333番地 株式会社富士通システム統合研究所内 (72)発明者 蒲田 政樹 神奈川県川崎市中原区上小田中1333番地 株式会社富士通システム統合研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 赤外線映像装置の撮像素子である二次元
    アレイの赤外線検知器の各素子の入出力特性のバラツキ
    により発生した不要信号による撮像映像の劣化を自動的
    に補正する方法において、該各素子の入出力特性のバラ
    ツキにより発生した不要信号による映像の劣化を補正す
    る校正データ(Cp)が、該アレイの局所領域毎に該領域内
    の各素子の出力(Sf ′p)と其の周辺素子の出力の平均値
    (Rf ′p)との差(Cp=Rf′p −Sf′p)として作成されるこ
    とを特徴とする赤外線検知素子のバラツキの自動補正方
    法。
  2. 【請求項2】 前記赤外線映像装置を運用する際に、周
    囲シーンを走査しながら撮像し, 其の時の各検知素子の
    出力信号(Dip)を入力し時間的に平滑化する処理(1) を
    し、其の処理後のデータを更に空間フィルタで処理して
    得られたデータを, 各検知素子の出力の映像信号(Dip)
    に対する校正データ(Cp)とすること(2)を特徴とする請
    求項1記載の赤外線検知素子のバラツキの自動補正方
    法。
  3. 【請求項3】 前記の空間フィルタが、対象の検知素子
    からの出力信号を,其の周辺素子の平均値に置換するこ
    とを特徴とする請求項2記載の赤外線検知素子のバラツ
    キの自動補正方法。
  4. 【請求項4】 前記の周辺素子の出力の平均値(Rf ′p)
    を計算する際に、該当の周辺素子の中に欠陥素子が含ま
    れている場合には、其の欠陥素子を除いて該平均値を計
    算することを特徴とする請求項1記載の赤外線検知素子
    のバラツキの自動補正方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008118570A (ja) * 2006-11-07 2008-05-22 Canon Inc ぶれ補正装置及び方法
WO2016185709A1 (ja) * 2015-05-21 2016-11-24 富士フイルム株式会社 赤外線撮像装置及び固定パターンノイズデータの更新方法

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