JPH11352211A - レーダー装置及び類似装置並びに同装置でのデータ補間方法 - Google Patents

レーダー装置及び類似装置並びに同装置でのデータ補間方法

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JPH11352211A
JPH11352211A JP10160187A JP16018798A JPH11352211A JP H11352211 A JPH11352211 A JP H11352211A JP 10160187 A JP10160187 A JP 10160187A JP 16018798 A JP16018798 A JP 16018798A JP H11352211 A JPH11352211 A JP H11352211A
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巧 冨士川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 映像の方位精度が良く、1回転で全画素を更
新出来、また、周回速度をはやく出来るようにする。 【解決手段】 受信データを極座標から直交座標に座標
変換して記憶する画像メモリ13と、後行スイープθ
n-1 上のB点がLASTサンプル点であることを検出す
るLAST検出部10と、B点の対応画素X−1の隣接
画素Xが、A、C、D〜Fの各サンプル点対応画素に一
致するかどうかを検出し、いずれも一致しない場合に該
隣接画素Xに、対応するサンプル点が存在しない画素抜
け状態があったものとして検出する画素抜け検出部11
と、画素抜け検出時に該隣接画素Xを補間画素として、
方位方向のデータで補間するために補間アドレスを発生
する補間アドレス発生部12とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーダー装置、ス
キャニングソナー装置など、極座標形で受信される探知
信号を一旦直交座標に変換して画像メモリに記憶した
後、ラスター走査方式の表示器に表示する装置及び同装
置でのデータ補間方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図28は、従来のレーダー装置の一般的
な構成図である。
【0003】レーダーアンテナ1は、ある周期で水平面
を回転しながら、別の周期でパルス状電波を発射すると
同時に、物標で反射した電波を受信する。受信回路2は
レーダーアンテナ1による受信信号を検波し増幅する。
ADコンバータ3は、受信回路2で得られたアナログ信
号をデジィタル信号に変換する。一次メモリ4はAD変
換された1スイープ分の信号を実時間で記憶し、次の送
信により得られる信号が再び書き込まれるまでに、その
1スイープ分のデータを画像メモリに書き込む際のバッ
ファとして用いられる。この一次メモリ4に対して実時
間でデータを書き込んでいる期間は、画像メモリにデー
タを移すことができないので、一次メモリと画像メモリ
の間に更に二次メモリ5を設ける場合もある。この場合
には一次メモリ4の内容を二次メモリ5に書き込むと同
時に画像メモリ7に書き込み、一次メモリ4に実時間で
新しいデータを書き込んでいる間にも、二次メモリのデ
ータを画像メモリ7に書き込む。座標変換部6は、ある
角度(例えば船首方向)を基準とした、その時点のアン
テナの角度θと、一次メモリ(または二次メモリ)の読
み出し位置Rから、対応する直交座標で配列された画像
メモリの1画素を示すアドレスを作成する。具体的には
次式を実現するハードウェアにより構成される。
【0004】X=Xs+R・sinθ Y=Ys+R・cosθ 但し、 X、Y:直交座標 Xs、Ys:中心座標 R:中心からの距離 θ:アンテナの角度 図1において、画像メモリ7はアンテナ1回転で得られ
る受信データを記憶する容量を持つ。図示しない表示制
御部によりCRTの走査に同期して画像メモリ7の内容
を高速で読み出しCRT8へ出力する。
【0005】通常、アンテナの回転速度、即ちアンテナ
の角度変化と電波の送信周期は、即ち、新しいデータの
取り込みは非同期に行われている。アンテナの回転速度
は通常12〜60rpmであるが、空気抵抗等の変化に
より回転速度は変化する。一方、電波の送信繰り返し周
期は通常数百〜数千Hzの範囲で、主として探知レンジ
により数段階に設定され、近距離では送信繰り返し周期
は短く、遠距離では長くなる。画像メモリの更新は、ア
ンテナ1回転で前画像を更新することが理想である。
【0006】今、送信1回につき1回だけ座標変換によ
り画像メモリに1スイープ分の受信データを書き込んだ
場合で、特にアンテナの回転速度が速く送信周期が長い
組み合わせの場合、アンテナ1回転で画像メモリの全画
素を更新できない場合がある。従って、通常、画像メモ
リの書き込みは送信繰り返しとは無関係に実行される。
即ち、送信により一次メモリ(または二次メモリ)の内
容を更新するが、画像メモリの更新はその時点のアンテ
ナ角度によりスイープ方向を決定し、その時点の一次メ
モリ(または二次メモリ)の内容を読み出して画像メモ
リを書き換え、その方向の書き込みが終了すれば、再び
その時点のアンテナ角度によりスイープ方向を決定し、
画像メモリを更新する動作を繰り返すことにより実行し
ている。従って、同じデータを次のスイープ方向の画素
にも書き込む場合があり、反対に、同じスイープ方向の
画素に異なるデータを書き込む場合もある。但し、同じ
画素に異なるデータが対応する場合は単に上書きのみで
あれば、後で書いたデータのみ残り、先に書いたデータ
は無効となるので、これを防止するための措置として、
いわゆるMAX処理(1画素に対応するデータのうち最
も大きいデータを選択して書き込む)が行われる場合が
ある。
【0007】今、座標変換のR方向の1ドットのピッチ
と、画像メモリX、Yの配列ピッチが同一とし、全時間
を座標変換に使用できると仮定した場合、画像メモリの
更新がアンテナ1回転で行われるためには次式を満足す
る必要がある。
【0008】T ≧ Tsweep・N ・・・(1) 但し、 T:アンテナが一周回転に要する時間 Tsweep:座標変換1スイープ分に要する時間 N:前画像をアクセスするに必要な、アンテナ一周あた
りの角度の検出数でRに比例する。 また、Tsweep=Rmax・Tcyc ・・・(2) 但し、 Rmax:一列分の座標変換の回数 Tcyc:1回の座標変換に要する時間で、回路の特性
により制限される。
【0009】また、Rmaxが大きくなる程Nが大きく
なるから、仮に比例すると考えると、 N=k・Rmax ・・・(3) 但し、k:比例定数 以上から、 T ≧ Rmax・Rmax・Tcyc・k ・・・(4) となる。
【0010】近年は、高速船に対応してアンテナの高速
回転が要求され、同時に表示品質向上のため画素数の増
加が要求されるが、(4)式を満たさない場合、1回転
でアクセスされない画素(画素抜け)が発生したり、画
素数が制限される。即ち、画質を向上するために画像メ
モリの画素数を増大させ、Rmaxを大きくすると、R
maxの2乗に比例してアンテナ1回転で全画素をアク
セスできるアンテナの回転速度が小さくなる。また、ア
ンテナ回転数が決まると、画素抜けが発生しない画素数
の上限が決まる。
【0011】画素抜けは、次の2つが原因となる。但
し、実際に処理する場合、方位データθの値はあるステ
ップで変化するが、ここでは任意のリニアな値をとれる
と仮定する。
【0012】(原因1)前後のスイープラインが、中心
からの距離が大きくなるにつれ、方位方向に拡がること
によって生じる。
【0013】この原因1の場合、画素抜けが発生しない
条件を図29を参照して考えると次のようになる。
【0014】画像メモリ上で距離方向単位1(=1/R
max)と方位方向距離Rθ(但しθ=2π/N)の4
点で囲まれる面積が、1つの画素の面積(一辺1の正方
形)より小さいことであると考えると、距離Rとアンテ
ナ一周あたりの角度の検出数Nの関係は次式になる。
【0015】Rθ ≦ 1であるから N ≧ 2πR ・・・(5) 例えば、Rmax=256の場合、画素抜けを発生しな
いNの最小値は、 N=1608 となる。
【0016】(原因2)原因1の条件を満たす場合であ
っても、図30のような特定の位置関係の場合には画素
抜けが発生する。この場合の距離Rと、方位方向θの関
係は、 Rθ ≦ √2−1 N ≧ 2πR/(√2−1) この画素抜けは方位方向に拡がることを原因とするもの
ではないが、この画素抜けをなくすためには、アンテナ
一周当たりの角度の検出数Nが原因1の場合の約2.4
倍に増加する。例えば、Rmax=256の場合、画素
抜けを発生しないNの最小値は、 N=1608/(√2−1) =3882 となる。
【0017】従来、上記の画素抜け問題を解決するため
に、例えば、特公平6−19429号や特開平9−31
8729号に示される装置が提案されている。
【0018】前者の装置は、アンテナ方位θn を偶数、
奇数に分けて使用し、アンテナ2回転で全画素をアクセ
スする。また、後者の装置は、従来の画像メモリに加え
この画像メモリと同じアドレス構成を持つ未アクセス判
定用メモリを持ち、座標変換時にアクセスされなかった
画素を判定し、未アクセスメモリにその位置を記憶させ
る。画像メモリから表示器にデータを出力する際に同時
に未アクセス判定用メモリを読み出し、未アクセス画素
があった場合は、対応する画像メモリ上の画素の1画素
前のデータを読み出し、補間することにより表示器上の
画素抜けをなくす。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公平
6−19429号の装置では、1回転で全画素をアクセ
スする場合よりもアンテナの回転速度が2倍になり、ま
たアンテナ回転速度に対してRmaxを大きくできると
いう利点があるが、 (a)映像の方位精度が悪くなる。 (b)1回転で全画素が更新できない。 (c)図29に示す原因1による画素向けは解決できな
い。 という欠点があった。
【0020】また、特開平9−318729号の装置
は、1回転で全画素をアクセスする場合よりアンテナの
回転速度が2倍になり、また、アンテナ回転速度に対し
てRmaxを大きくできるという利点があるが、 (d)アクセスする画素がアンテナ回転毎に変化しない
ようにするため方位データ数を意図的に半分にする結
果、映像の方位精度が悪くなる。
【0021】(e)補間データの方向が表示器の走査方
向により決まるために不自然な補間となる。
【0022】(f)全周にわたる容量を持つ、未アクセ
ス判定用メモリが別途必要になりコストアップになる。
【0023】という欠点があった。
【0024】本発明の目的は、上記(a)〜(g)の従
来の装置の各欠点をすべて一掃することのできるレーダ
ー装置及び類似装置を提供することにある。
【0025】
【課題を解決するための手段】図1は、請求項1に係る
発明の構成を示す。なお、ここではレーダー装置を例示
しているが、他のスキャンニングソナー装置等、極座標
を直交座標に変換して表示する類似装置でも同様であ
る。
【0026】θn はアンテナ方向のスイープを示し、こ
こではこのスイープを先行スイープという。また、先行
スイープの1つ前のスイープを後行スイープといい、θ
n-1で表す。各スイープ上のサンプル点に対する処理は
スイープライン方向に順番にRクロック毎に行われてい
く。同図において、LAST検出部10は後行スイープ
θn-1 上の任意のサンプル点iがLASTであるかどう
かを検出し、LASTである場合に、その状態を画素抜
け検出部11に送る。画素抜け検出部11は、サンプル
点iがLASTであるとともに、同サンプル点iの対応
画素に対してスイープ回転方向に接する隣接画素が、サ
ンプル点iに近接する他の近接サンプル点の各対応画素
が一致するかどうかを検出し、いずれも一致しない場合
に、該隣接画素に対応するサンプル点が存在しない画素
抜け状態があったものとして検出する。補間アドレス発
生部12は、画素抜けが検出されると、該隣接画素を補
間画素として、その補間画素のアドレスを発生する。画
像メモリ13は、補間アドレスが発生すると、その補間
画素のアドレスに対して近傍画素のデータで補間する。
【0027】図1に示す例では、今、後行スイープθ
n-1 の上のB点のデータについて注目すると、LAST
検出部10が、B点と、同じ後行スイープθn-1 上のC
点と、また、先行スイープθn 上のD〜F点と、各対応
画素の位置判断を行う(A点は特に判断をしなくてもよ
い。後述)。図1に示す例では、B点の対応画素X−1
が、C、D〜Fの各点の対応画素と一致していないため
に、B点はLASTサンプル点として検出される。ま
た、画素抜け検出部11においては、A、C、D〜Fの
5つのサンプル点の各対応画素が、B点の対応画素X−
1に対してスイープ回転方向へ接する隣接画素Xに一致
するかどうかを検出する。図1に示す例では、隣接画素
Xに対していずれの画素も一致しないために、該隣接画
素Xは画素抜けと検出される。補間アドレス発生部12
は、この時、画素抜け検出された隣接画素Xを補間画素
として、X−1の画素のデータで補間するために、該補
間画素Xのアドレスを発生する。即ち、補間画素Xに対
してB点のデータが、即ちX−1の画素のデータが書き
込まれる。
【0028】画素抜けを検出するのにLAST検出が必
要な理由は次の通りである。図2(A)に示す場合を考
えると、画素X−1においては、B点が対応した後に先
行スイープθn でE点が対応するから、B点はLAST
サンプル点ではない。同様に、図2(B)に示す場合も
サンプル点のB点はX−1の画素への最後のアクセスで
はない。従って、B点がLASTサンプル点でない限
り、その時点では、隣接画素Xが画素抜けにあるかどう
かを判断することはできない。
【0029】なお、図1において、B点がLASTサン
プル点かどうかを検出する時、周囲の近接サンプル点と
対比をするが、C点及びD〜F点の合計4個の各サンプ
ル点との対比が必要十分条件となる。なぜなら、同一ス
イープ上では各サンプル点の対比が当然にスイープライ
ン下流方向に行われるから、後行スイープθn-1 上では
1つ前の近接サンプル点であるA点との対比を特に行う
必要がなく、また、C点よりも更に下流方向のサンプル
点との対比も行う必要がない。C点との対比でそれぞれ
の対応画素が一致していなければ当然にC点以降のサン
プル点の対応画素とも一致していないからである。ま
た、先行スイープθn 上では、D点、F点のスイープラ
イン上流方向、下流方向のサンプル点との対比を行う必
要がない。F点の対応画素とB点の対応画素が一致して
いなければ、F点よりも下流方向のサンプル点とB点と
の対応画素が一致しないし、同様にB点とD点との各対
応画素が一致していなければ、D点よりも上流側のサン
プル点とB点の各対応画素も当然に一致しないからであ
る。このように、B点については後行スイープθn-1
の下流方向の隣接サンプル点であるC点と、先行スイー
プθn 上のB点と同じサンプル位置のサンプル点E点及
びその前後の2つのサンプル点であるD点とF点の合計
4サンプル点が、B点がLASTサンプル点であるかど
うかを検出する時の必要十分な比較サンプル点である。
【0030】図3は、請求項2に係る発明の構成を示
す。
【0031】図1に示す構成では、LAST検出部10
を設けたが、これに代えてFIRST検出部15を設け
ることも可能である。図1では、後行スイープθn-1
のB点を基準として、該B点がLASTサンプル点であ
るかどうかを検出し、且つ画素Xが画素抜けの状態であ
るかどうかを検出したが、図3に示すように、先行スイ
ープθn 上のE点を基準として、該E点が画素X+1に
対して最初のアクセス(FIRST)で、且つA、B、
C、D、F点の5点のすべての対応画素が画素X+1の
スイープ反回転側に接する隣接画素Xに一致するかどう
かを検出し、いずれも一致しない場合に隣接画素Xに画
素抜け状態があったものと検出することも可能である。
従って、この場合には、図1のLAST検出部10に代
えてFIRST検出部15が構成される。
【0032】FIRST検出部15が必要な理由を、図
4を参照して説明する。
【0033】即ち、図4に示す例では、E点が画素X+
1に対応する前に同じ画素を他の点が対応しているか
ら、E点は画素X+1への最初のサンプル点(FIRS
Tサンプル点)ではない。この場合、隣接画素Xがθ
n-2 上のサンプル点でアクセスされている可能性がある
から、E点がFIRSTでない限りE点においては画素
抜け有無の判定をできない。
【0034】FIRSTサンプル点の検出は、LAST
サンプル点の検出と同様に、図3の、A〜Dの合計4サ
ンプル点との比較が必要十分条件となる(それ以上の近
接サンプル点と比較することを禁止するわけではな
い)。なお、図1の場合は、アンテナが先行スイープθ
n にある時に画素Xに対して画素X−1のデータで補間
するから、1スイープ分の受信データを遅延させる遅延
バッファが必要であるが、図3では、画素X+1のデー
タで画素Xを補間するために、現在、受信しているデー
タの補間操作となる。このため遅延バッファが不要とな
る利点がある。
【0035】なお、図1及び図3より、画素抜けの生じ
る画素は、スイープ回転方向に生じると考えるのが自然
である。そこで、全方位を8象限に分けて考えると図1
のLAST検出部を設けた装置では画素抜けの検出され
る隣接画素の位置は図5に示すようになる。同図におい
て、実線はスイープ回転方向が右回り、点線は左回りの
場合をそれぞれ示している。例えば、右回りの場合で2
つのスイープが象限0にある場合を考える。この場合の
B点の画素位置を(x、y)とすると、画素抜けの検出
される画素位置は(x+1,y)となる。この時他の5
点(A、C、D、E、F)の対応する画素の少なくとも
どれか1つが(x+1,y)と等しい場合は画素抜けが
発生しない。また、象限が1の場合は、B点の画素位置
を(x,y)とすると、画素抜けの検出される隣接画素
の位置は(x,y+1)(Y軸は下向きが+)となる。
なお、船が急に左回転した場合演算の上ではアンテナが
右回転であってもスイープ回転方向が瞬間的に左回転に
なる場合があり得る。図5の点線はこのような場合を想
定したものである。
【0036】以上の構成により、方位θn の数Nが減ら
ないために映像の方位精度が悪化することがなく、ま
た、1回転で全画素を更新できる。また、補間は方位方
向に行われるために自然な補間となり、画素抜けを検出
するための容量の大きなメモリを必要とすることもな
い。また、従来に比較してアンテナ回転速度やスキャン
ニング速度を速くでき、また、高画質化のための画素数
増加に対応出来る。
【0037】
【発明の実施の形態】図6は本発明の実施形態であるレ
ーダー装置の制御部の要部ブロック図である。構成にお
いて、図28に示す従来の装置に対して次の構成が変更
または追加される。 20:座標変換回路(変更) 21:画素抜け検出回路(新規) 22:遅延バッファ(新規) 23:補間アドレス発生回路(新規) 24:クロックゲート(新規) 座標変換回路20は、X、Yアドレスを発生するととも
に先行スイープθn 及び後行スイープθn-1 のX、Yキ
ャリーを発生する。
【0038】画素抜け検出回路21は、上記Xキャリー
及びYキャリーに基づいて画素抜けの有無を検出する。
本実施形態では、画素抜けの検出を、X、Y座標値で行
わずに、座標変換の回路構成の中間生成出力であるX、
Yのキャリーパルスの数の差により行っている。このよ
うにすることにより回路の規模が小さく利点がある。図
7は、座標変換回路20の前段部の構成を示す。
【0039】アンテナ駆動部から得られるスイープ角度
θn は、sinデータROM30及びcosデータRO
M31に入力され、この出力はラッチ32〜35に入力
されて、それぞれのラッチ出力としてsin(θn )、
sin(θn-1 )、cos(θn )、cos(θn-1
が得られるようにしている。また、それらのデータは1
サイクル毎に1パルス発生するRクロックとともにr・
sin(θn )を演算する累算部36、r・sin(θ
n-1 )を演算する累算部37、r・cos(θ n )を演
算する累算部38、r・cos(θn-1 )を演算する累
算部39にそれぞれ入力される。これらの回路は、上記
各式を演算する周知の回路であって、座標変換を行う時
に、直交座標形の座標が1つ進む毎にキャリーを出力す
る。累算部36は、先行スイープθn においてのXキャ
リー、累算部37は後行スイープθn-1 においてのXキ
ャリー、累算部38は先行スイープθn においてのYキ
ャリー、累算部39は後行スイープθn-1 においてのY
キャリーをそれぞれ出力する。ラッチ40と41は、ス
イープ角度θn とθn-1 を出力するものであって、後述
のように、このデータは象限判定とスイープ方向判定に
用いられる。
【0040】ラッチ32〜35及び40、41は、1ス
イープ毎に出るパルスであるスイープトリガSWP−T
に同期して入力データをラッチする。即ち、先行スイー
プのデータを1スイープ分シフトして後行スイープのデ
ータとしている。
【0041】図8は座標変換回路20の後段のブロック
図を示している。この回路は象限データ発生部50とア
ップダウンカウンタ51とからなる。象限データ発生部
50はアンテナ1回転の360度を4つの象限に分けた
時、現在処理しているサンプル点が第1〜第4象限のど
の象限に位置するかを判断する。アップダウンカウンタ
51はキャリーがある度にXまたはY座標をすすめてい
くカウンタである。このカウンタ51の出力は画像メモ
リ7のX座標またはY座標を示す。アップダウンカウン
タ51に入力するキャリーは、累算部37からの後行ス
イープXキャリイと累算部39からの後行スイープYキ
ャリーだけである。この理由は、実際の座標変換が必要
になる時は、LAST検出が行われる時だけであるか
ら、LAST検出のためには後行スイープθn-1 のキャ
リーがあればよいからである。従って、アップダウンカ
ウンタ51は2つ用意され、累算部37と39の出力に
それぞれ別々に接続される。
【0042】象限データ発生部50は、図9に示すよう
に、第1象限〜第4象限において、アップダウンカウン
タ51のカウント方向を決定するための象限データを出
力する。例えば、第1象限ではX座標はカウントアップ
していかなければならないが(右方向をカウントアップ
方向とした場合)、Y座標はカウントダウンする必要が
ある(上方向をカウントアップ方向とした場合)。ま
た、第2象限ではX座標はカウントダウン、Y座標はカ
ウントダウンする必要がある。このように、スイープ回
転方向と象限によってアップダウンカウント51でのア
ップダウン方向を変える必要があるために、それを決め
るための象限データを象限データ発生部50で発生し、
アップダウンカウンタ51に出力する。また、アップダ
ウンカウンタ51には、カウントのスタート値となるプ
リセットデータが入力されている。このプリセットデー
タは座標変換の開始座標データとなる。
【0043】図10は、画素抜け検出回路21の一部の
ブロック図である。
【0044】この回路では、後行スイープθn-1 及び先
行スイープθn の各X、Yキャリーについて3段のシフ
ト回路を設け、図1のA〜Fの各サンプル点でのキャリ
ーを生成する。
【0045】図11は、画素抜け検出回路21の他の一
部のブロック図である。画素抜けは、B点とD〜F点と
を対比するB対D−F回路70と、B点とA及びC点と
の対比を行うB対A−C回路71とLAST検出回路7
2と、ORゲート73とで構成される。B対D−F回路
70で画素抜けなしを検出するか、B対A−C回路71
で画素抜けなしを検出するか、または、B点がLAST
サンプル点でないことを検出するとゲート73は画素抜
けなしの1を出力する。従って、回路70、71が共に
0を出力し(画素抜けがあるための条件)、且つB点が
LASTサンプル点である時(画素抜けがあるためのも
う一つの条件)に初めて、ゲート73は0を出力し、画
素抜けがあることを検出する。
【0046】図11に示すように、B点とA〜F点とを
対比する時、B対A−Cの対比とB対D−Fの対比を独
立して行う。また、これらの対比は象限に応じて行う。
【0047】図12〜図13はB対A−C回路71につ
いて説明する図である。図12は、象限別に、画素抜け
なしをどのように検出するかを説明する。この検出には
象限が図5に示すように0〜7の合計8つに分割され
る。例えば象限0においては、図12(A)に示すよう
に画素抜けが不明の場合と画素抜けなしが確定する場合
がある。B点からC点に推移する時点でXキャリー及び
Yキャリーがあれば画素Xにおいて画素抜けがあるかど
うか不明であり、XキャリーがありYキャリーがなけれ
ば画素Xにおいて画素抜けがないことが確定する。この
場合、A点は画素XにくることはないからA点について
の検出操作は不要である。また、図12(B)に示すよ
うに象限1においては、A点からB点に推移する時、X
キャリー及びYキャリーが共にあれば画素Xにおいての
画素抜けが不明となり、XキャリーがなくYキャリーが
あれば画素Xにおいて画素抜けがないことが確定する。
この場合、C点の対応画素は画素Xの位置にくることは
ないから検出操作は不要である。
【0048】以上の例の通り、B点が存在する象限によ
って画素抜け検出操作をする必要のないサンプル点が決
まり、また、画素抜けがないことが確定する条件が象限
別に決まる。従って、不必要なサンプル点のチェックを
略すことによりチェックが簡単となり回路構成が簡易化
する。図13は各象限に対応するチェックすべきサンプ
ル点と画素抜きなしを確定できる条件を回転方向別に示
す表である。また、図14は、図13に示す表を実現す
るB対A−C回路のブロック図である。
【0049】図13に示すように、象限0〜7におい
て、チェックする点と画素抜けなしの条件とが同一のも
のがある。例えば、象限0と4においてはそれらが同一
である。このように、図13に示す表を4つの象限グル
ープに分けて回路を構成することができる。図14はそ
のようにした場合の構成である。即ち、ゲート80は、
C点でのX、Yキャリーの有無を判断するものであり、
図13の象限0と象限4について判断している。また、
ゲート81は、同様に象限1と象限5の判断をしてい
る。ゲート82は象限2と象限6の判断、ゲート83は
象限3と象限7の判断をしている。これらのゲート80
〜83の出力は象限グループ信号によっていずれかを選
択するセレクタ84に入力される。
【0050】次に、図11のB対D−F回路70につい
て図15以下を参照して説明する。図1の画素XがD〜
Fの対応画素に一致するかどうかの判定は、B点の中心
からのキャリーの合計と、D〜Fの各サンプル点の中心
からのキャリーの合計の差によって行うことができる。
中心においてはB点と他の点は同一画素であるから差は
0である。その後キャリーに差がある場合にカウントす
る。カウント結果はB点との位置関係を示す。また、2
つのスイープは途中で再び近づくことはない(差がある
程度以上離れると再び差が0または1に戻ることがな
い。)ので、適当な値以上になればカウントする必要が
なく、カウント動作を停止し以後の2点の画素位置は十
分離れているとして処理できる。このようにすると数ビ
ットの小さなカウンタで構成できる。
【0051】D、E、F点の場合は、B点と異なるスイ
ープライン上にあるから、2つのスイープラインが存在
する象限によってカウント方向を変更することが必要で
ある。この場合の象限は360度を4つに分割した4象
限である。
【0052】(a)2つのスイープが互いに反対の象限
にある場合 この場合は画素抜けは必ず発生するが、通常は起こらな
い特殊な状態であるから画素抜けの補間処理は必要な
い。
【0053】(b)2つのスイープが同一象限にある場
合 カウントする場合:2点のうち片側にのみキャリーがあ
る場合(どちらにもキャリーがある場合は相殺され、差
がないからカウントする必要がない。) カウント方向:互いに異なる方向でカウントする。(例
えばB側にキャリーがあり、次にE側にキャリーがある
場合相殺され、差が再びなくなるから) (c)2つのスイープが象限をまたぐ場合 これについては後述する。
【0054】上記(b)においては、象限別にカウント
方向を変えることが必要である。図15(A)はスイー
プ回転方向が右回りの場合、(B)は左回りの場合をそ
れぞれ示している。また、図16は右回りと左回りの場
合の象限別のカウント方向を示す表である。例えば、図
15(A)の右回りの場合、象限1のXキャリーについ
てみれば、θn についてのカウント方向は+、θn-1
ついてのカウント方向は−に設定される。ここでは、カ
ウント方向の符号は、カウント値が常に正の値となるよ
うに決めている。従って、象限1のXキャリーについて
は、θn のX値はθn-1 のX値よりも常に大きいために
θn はカウント方向が+となり、θn-1はカウント方向
が−となる。同様な理由から、象限1のYキャリーにつ
いては、θn-1 の符号を+、θn の符号を−とすること
によりカウント値を常に正にすることができる。
【0055】図17は、図11のB対D−F回路70の
ブロック図を示し、図18はその一部の構成である差カ
ウンタ回路を示している。図17の差カウンタ群90は
アップダウンカウンタの群とその他の回路で構成され、
図16に示される表のカウント方向に従ってB対D、B
対E、B対Fの各サンプル点のキャリーの合計の差を検
出する。例えば、B点とD点に対しては図18に示すよ
うな回路となる。この回路は、アップダウンカウンタ9
3とイクスクルーシブORゲート94と、アップダウン
方向回路95とからなる。ゲート94は、B点とD点の
2点のうち片側にのみキャリーがある場合カウンタ93
を動作させる。アップダウン方向回路95は図16の表
に従ってアップダウン方向を決定する。アップダウンカ
ウンタ93の出力は、カウント値が0の場合にはB点と
D点の対応画素が同じであり、1の場合にはB点とD点
の対応画素がX方向に1だけ離れていることを示す。
【0056】図19は図17のゲート回路91の一部の
構成図である。デコード回路100、101は図18に
示すアップダウンカウンタの値をデコードし、それらの
出力をANDゲート102、103に分配する。AND
ゲート102では、B点とD点のXキャリー差が0で、
且つ、Yキャリー差が1の時に(即ち、X=0、Y=1
の時)1を出力する。この場合は、象限が0、3、4、
7の場合でB点とD点の対応画素がY方向において1つ
だけずれていることになるから画素抜けはない。また、
ANDゲート103は、X方向にキャリー差があり、Y
方向にキャリー差がない(X=1、Y=0)の時に1を
出力する。この場合は、象限が1、2、5、6の場合で
B点とD点の対応画素がX方向に1ずれているだけであ
って画素抜けはない。ゲート回路91は、B点と他の点
についても同様の回路構成により画素抜けなしの状態に
あるかどうかを検出する。図17のORゲート92は、
B点とD点、B点とE点、B点とF点のそれぞれについ
てのゲート出力を論理和し、B対D−F回路の出力とす
る。従って、ORゲート92の出力が1の場合にはB点
とD〜F点について画素抜けがないことを検出できる。
【0057】なお、上記の図15〜図19においては、
先行スイープθn および後行スイープθn-1 が共に同一
象限にある上述の(b)の場合について説明したもので
あるが、上述の(c)の場合、即ち2つのスイープが象
限をまたぐ場合については次のように処理される。
【0058】図20(A)、(B)は、それぞれ2つの
スイープがY軸をまたぐ場合とX軸をまたぐ場合を示し
ている。
【0059】(タイプAの場合) カウントする場合:Xキャリーは少なくともどちらかに
キャリーがある場合。Yキャリーは片側にのみキャリー
がある場合。 カウント方向:Xキャリーは同一方向にカウントする。
Yキャリーは互いに異なる方向でカウントする。 このタイプAでは、2つのスイープの象限が異なるため
に、Xの差は、キャリーにより離れるだけで近づくこと
はない。そこで上記のような処理をする。
【0060】(タイプBの場合) カウントする場合:Xキャリーは片側にのみキャリーが
ある場合。Yキャリーは少なくともどちらかにキャリー
がある場合。 カウント方向:Xキャリーは互いに異なる方向でカウン
トする。Yキャリーは同一方向にカウントする。 タイプBでは、2つのスイープの象限が異なるので、Y
の差はキャリーにより離れるだけで近づくことはない。
そこで上記のような処理をする。
【0061】但し、タイプAにおけるXキャリーの場合
とタイプBにおけるYキャリーの場合とでは、2点(例
えばB点とD点)とも同時にキャリーのある場合は差が
2となるにも係わらずカウント値の変化は1である(カ
ウンタは一度に一つしか進まない)。従って、この方法
では1か2かを区別できないので次の方法を使用して検
出する。
【0062】即ち、2つのスイープの象限が異なるため
にキャリーの差は大きくなるだけで再び小さくなること
はない。また、検出したいキャリー差は、0又は1か、
2以上かであるので、2以上の場合は画素抜けのある状
態となるから、同時にキャリーがあった場合を検出し、
以後はその2点は接することがないとみなす。
【0063】図21は、上記の同時にキャリーがあった
場合を検出するためのB点とD点のYキャリーについて
の回路図である。ANDゲート110においてB点とD
点のYキャリーが同時に発生し、且つ象限がまたいでい
る場合1を出力する。この状態は、ORゲート111と
フリップフロップ112とで記憶され、以後その状態を
保持する。その出力Pは図19のANDゲート102に
入力する。Pが1の場合、即ちスイープがY軸をまたい
でYキャリーが同時に出た場合はANDゲート102の
出力が0となる。なお、ANDゲート102(図19)
はX=0、Y=1を見るゲートであるから、このゲート
に対してB点とD点のYキャリーが同時に発生したとき
の信号が条件として与えられる。ANDゲート103に
対しては(図19)、B点とD点のXキャリーが同時に
発生したときの信号が条件として与えられる。同様にし
て、B点ーE点およびB点ーF点の各ゲート回路の各A
NDゲート(図示せず)に対しても、図21に示す処理
回路が接続される。
【0064】次に、図11のLAST検出回路72につ
いて説明する。図1を参照して説明したように、B点の
LAST検出は、C〜F点の対応画素とB点の対応画素
がすべて一致しない場合にB点がLASTサンプル点と
して検出できる。図22は、LAST検出回路72の構
成を示している。各キャリー信号は図10の回路から得
られる。カウンタ120〜122はX、Yキャリー差を
検出する。これらのキャリー差検出回路であるカウンタ
120〜122は、キャリーパルスの数の差がある時に
のみカウントするアップダウンカウンタで構成される。
【0065】今、図1において先行スイープθn と後行
スイープθn-1 を考えた場合、Rクロックに従って中心
Oより各スイープラインの下流方向に向かって処理対処
となるサンプル点が1つずつ進んでいくが、各スイープ
の注目している2つのサンプル点の対応座標が同一であ
る時にはキャリー差はなく、座標が異なればキャリー差
が生じる。この場合、例えば、先行スイープθn 上のキ
ャリーがあって、後行スイープθn-1 上のキャリーがな
い場合にはカウンタを1つ進め、反対に、先行スイープ
θn 上のキャリーがなく、後行スイープθn-1 上のキャ
リーがある場合にはカウンタを1つ減らす。また、2つ
のスイープの両方のキャリーがある場合とない場合には
カウンタの計数をしない。この動作を中心OからRクロ
ックに従ってスイープライン進行方向(下流方向)に順
次行うことにより、例えば、図1のB点とF点を注目す
ると、もし、両者のキャリーを入力するカウンタのカウ
ント値が0である場合には両者の対応画素が同一である
ことになり、カウント値が1である場合にはF点の対応
画素はB点のそれよりも1つ進んでいることになる。な
お、カウンタのカウント方向は象限によって異なってく
る。図15は、各象限1〜4のそれぞれにおけるカウン
ト方向を示す。例えば、スイープ回転方向が時計方向
(右回り)の時には、象限1のXキャリーについては2
つのスイープの注目しているサンプル点のうち、θn
のサンプル点がθn-1 上のサンプル点よりもキャリーが
はやく進むから、そのキャリー差が+となるようにする
ためには、カウント方向をθn については+、θn-1
ついては−とする。象限1のYキャリーについては、2
つのスイープの注目しているサンプル点のうち、θn-1
上のサンプル点がθn 上のサンプル点よりもキャリーが
はやく進むから、そのキャリー差が+となるようにする
ためには、カウント方向をθn-1 については+、θ n
ついては−とする。図16は、B点とD、E、F点の対
比による各象限別及びスイープ回転方向別のカウント方
向を示している。
【0066】図22において、カウンタ120〜122
は、それぞれ図1のB点を基準とした場合の各サンプル
点とのキャリー差を求める。即ち、カウンタ120は、
B点とF点のXキャリー差およびYキャリー差を求め、
カウンタ121は、B点とE点のXキャリー差及びYキ
ャリー差を求め、カウンタ122は、B点とD点のXキ
ャリー差及びYキャリー差を求める。このカウンタにお
いて、例えば、B点とF点のXキャリー差を求めるカウ
ンタ120ーでは、B点とF点で、中心OらのXキャリ
ーの数が異なっている場合に1となる。なお、同一スイ
ープ上のB点とC点のキャリー差については、もしB点
からC点に進んだ場合にC点にキャリーが発生すればB
点とC点の対応画素の座標が異なることを意味するか
ら、この2つのサンプル点のキャリー差を検出する特別
の回路を必要としない。従って、ライン123は、C点
のXキャリー及びYキャリーをそのまま後段のゲート回
路に導く。
【0067】ORゲート124〜127は、カウンタ1
20〜122及びライン123の信号を論理和し、その
出力をANDゲート128に導く。ANDゲート128
は、もし、すべての入力が1である場合、即ち、B点が
他の4点(C、D、E、F)とすべて対応座標が異なっ
ている時に1を出力する。ANDゲート128の出力が
1の時は、B点がLASTサンプル点として検出された
ことを意味する。
【0068】以上のように、図11において、B対D−
F検出回路70、B対A−C検出回路71、及びLAS
T検出回路72のすべての出力が0の場合だけ、ORゲ
ート73の出力が0となり画素抜けがあるものとして検
出される。
【0069】次に、図6の補間アドレス発生回路23に
ついて説明する。
【0070】画素抜けの原因は、主にスイープラインが
拡がることにあるから、方位方向のデータで補間するの
が好ましい。そこで、図1の補間画素Xのアドレス(補
間アドレス)は、B点がLASTサンプル点であること
を検出され、画素抜け検出回路21で画素抜けが検出さ
れた時に、B点が対応する画素X−1にX方向に1画素
分増加することによって求める。この場合、象限によっ
てはX方向に1画素分減少することにより求め、また
は、Y方向に1画素分増加または減少することにより求
める。XまたはYのどちらを増加または減少するかは、
B点の存在する象限(8象限の中のどれか)と、スイー
プ回転方向により決定する。
【0071】図23は補間画素Xが存在する象限別とス
イープ回転方向別に補間方向を示す図及び表であり、同
図(A)は右回転の場合、同図(B)は左回転の場合を
示している。例えば、右回転の場合で、象限0に補間ア
ドレスXが存在する場合は、B点の対応画素X−1に対
してX方向に+1した画素を補間画素Xとする。また、
B点の対応画素X−1が象限1にある場合は、X−1に
Y方向に+1した画素を補間画素Xとする。
【0072】図24は、補間アドレス発生回路23(図
6参照)の構成図を示している。補間方向回路130
は、スイープ回転方向と8象限データに基づいて補間方
向を決定する。補間方向の決定は図23の表に従って行
われる。この結果は、X加減算回路131、Y加減算回
路132及びANDゲート133、134に出力され
る。また、図11の画素抜け検出回路のORゲート73
の出力である補間信号はANDゲート133、134を
介してX加減算回路131、132に入力され、画素抜
けありの場合にこれらの加減算回路においてX、Yアド
レスに1が加減算される。この回路により、例えば、補
間画素Xが象限0にある場合は、補間方向回路130の
出力端子a、bはそれぞれ1となり、c、dはそれぞれ
0となる。この時、補間が1(補間バーが0)である
と、X加減算回路131はA入力のXアドレスに対して
B入力の1を加算して出力する。
【0073】このようにして補間アドレスが発生する
と、その補間アドレスによって画像メモリ7がアクセス
され、遅延バッファ22に記憶されているB点のデータ
が補間される(書き込まれる)。なお、補間が0のとき
は、X、Yアドレスがそのまま画像メモリ7に出力さ
れ、通常のメモリアクセスとなる。また、図6のゲート
24は、補間時にその補間時間を稼ぐために4、5、2
2の回路の動作を一次停止するものである。
【0074】以上のように、画素抜けが検出され、且つ
B点がLASTサンプル点であることが検出された場合
に、B点の対応画素のデータによって補間画素に対する
補間が行われる。
【0075】以上の実施形態は図1に示す構成に対応す
るものであるが、図3に示す構成に対応する場合には、
FIRST検出部15を設ける必要がある。図25はF
IRST検出回路の構成図を示す。キャリー差を検出す
るためのカウンタ140〜142、ライン143、OR
ゲート144〜147、ANDゲート148はそれぞれ
図22に示すLAST検出回路と同じ構成である。即
ち、この回路では、図3においてE点の対応画素が、A
〜Dの各点の対応画素とすべて異なる場合にE点がFI
RSTサンプル点として検出される。そしてその検出は
LASTサンプル点の検出と同様にキャリーパルス数の
差によって検出される。画素抜け検出回路21(図6)
については図26に示すようになる。E対A−C回路1
40はE点とA〜C点との対比で画素抜けなしの状態に
あるかどうかを検出し、E対D−F回路141は、E点
とD及びF点との対比で画素抜けなしの状態にあるかど
うかを検出する。FIRST検出回路142は図25に
示す構成にある。これらの140〜142の出力をOR
ゲート143で受けて、すべての出力が0の場合にのみ
画素抜けありとする。補間アドレス発生回路23につい
ては、図24に示す回路と同じであるが、補間方向回路
130については図3に示すように補間方向が逆方向と
なるために符号が逆転する。その他は同じ構成である。
また、遅延バッファ22については受信データを1スイ
ープ分保持する必要がないために不要である。
【0076】図27は、補間アドレス発生回路23から
出力されるX、Yアドレスの進み方を示している。同図
(A)〜(C)はアドレスの進み方の3種類のパターン
であり、矢印の示している部分について補間が生じてい
る。
【0077】
【発明の効果】本発明によれば、次の効果を奏する。
【0078】(1)アンテナ回転速度がはやくなって補
間が必要となった場合にも、1画素分の画素抜けであれ
ばアンテナ1回転で全画素を更新できる。
【0079】(2)補間が必要でない回転速度の時に
は、Rmaxで定まる方位データ数Nの値をそのまま使
用するために、映像の方位精度を下げることなく全画素
を更新できる。
【0080】(3)補間データの方向を方位方向として
いるために自然な補間ができる。
【0081】(4)補間動作により、高画質化のための
画素数増加にも対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】補間の動作説明図
【図2】(A)(B)B点がLASTであることの必要
性を説明する図
【図3】補間の他の例の動作説明図
【図4】E点がFIRSTであることの必要性を説明す
る図
【図5】B点と補間画素の関係を示す図
【図6】本発明の実施形態であるレーダー装置の全体構
成図
【図7】座標変換回路の前段部の構成図
【図8】座標変換回路の後段部の構成図
【図9】カウント方向を示す図
【図10】画素抜け検出回路の一部構成図
【図11】画素抜け検出回路の一部構成図
【図12】(A)(B)B点とA、C点の対比による画
素抜け検出条件について説明する図
【図13】B点とA、C点の対比による象限別画素抜け
検出条件を示す表
【図14】B対A−C回路の構成図
【図15】(A)(B)B点とD、E、F点の対比によ
る象限とスイープ回転方向を示す図
【図16】B点とD、E、F点の対比による象限別カウ
ント方向を示す表
【図17】B対D−F回路の構成図
【図18】差カウンタ回路の構成図
【図19】ゲート回路の構成図
【図20】(A)(B)2つのスイープが象限をまたぐ
場合を示す図
【図21】2つのスイープが象限をまたぐ場合の処理回
路の構成図
【図22】LAST検出回路の構成図
【図23】(A)(B)象限別補間方向を示す図
【図24】補間アドレス発生回路の構成図
【図25】FIRST検出回路の構成図
【図26】画素抜け検出回路の一部構成図
【図27】(A)〜(C)アドレスの進み方のパターン
例を示す図
【図28】従来のレーザー装置のブロック図
【図29】画素抜け(原因1)を示す図
【図30】画素抜け(原因2)を示す図

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受信データを極座標から直交座標に座標
    変換して記憶する画像メモリと、 後行スイープθn-1 上の任意のサンプル点iと、後行ス
    イープθn-1 および先行スイープθn 上の複数の近接サ
    ンプル点との各対応画素の一致判断を行い、サンプル点
    iの対応画素が他のサンプル点の各対応画素の全てと一
    致しない場合に、該サンプル点iをLASTサンプル点
    として検出するLAST検出手段と、 前記他のサンプル点の各対応画素が、LASTサンプル
    点の対応画素に対してスイープ回転側に接する隣接画素
    に一致するか否かを検出し、いずれも一致しない場合
    に、該隣接画素に対応するサンプル点が存在しない画素
    抜け状態があったものとして検出する画素抜け検出手段
    と、 画素抜け検出時に該隣接画素を補間画素として、近傍画
    素のデータで補間する補間手段と、を備えてなるレーダ
    ー装置及び類似装置。
  2. 【請求項2】 受信データを極座標から直交座標に座標
    変換して記憶する画像メモリと、 先行スイープθn 上の任意のサンプル点jと、先行スイ
    ープθn 上および後行スイープθn-1 上の複数の近接サ
    ンプル点との各対応画素の一致判断を行い、サンプル点
    jの対応画素が他のサンプル点の各対応画素の全てと一
    致しない場合に、該サンプル点jをFIRSTサンプル
    点として検出するFIRST検出手段と、 前記他のサンプル点の各対応画素が、FIRSTサンプ
    ル点の対応画素に対してスイープ反回転側に接する隣接
    画素に一致するか否かを検出し、いずれも一致しない場
    合に、該隣接画素に対応するサンプル点が存在しない画
    素抜け状態があったものとして検出する画素抜け検出手
    段と、 画素抜け検出時に該隣接画素を補間画素として、近傍画
    素のデータで補間する補間手段と、を備えてなるレーダ
    ー装置及び類似装置。
  3. 【請求項3】 補間手段は、補間画素の方位方向の画素
    のデータで補間することを特徴とする、請求項1または
    2記載のレーダー装置及び類似装置。
  4. 【請求項4】 受信データを実時間で記憶する一次メモ
    リと、 極座標を直交座標値に変換する座標変換部と、 座標変換部で変換された直交座標値でアクセスされる画
    像メモリと、 画像メモリの記憶データをラスタ表示する表示器と、 後行スイープθn-1 上の任意のサンプル点iと、後行ス
    イープθn-1 および先行スイープθn 上の複数の近接サ
    ンプル点との各対応画素の一致判断を行い、サンプル点
    iの対応画素が他のサンプル点の各対応画素の全てと一
    致しない場合に、該サンプル点iをLASTサンプル点
    として検出するLAST検出手段と、 前記他のサンプル点の各対応画素が、LASTサンプル
    点の対応画素に対してスイープ回転側に接する隣接画素
    に一致するか否かを検出し、いずれも一致しない場合
    に、該隣接画素に対応するサンプル点が存在しない画素
    抜け状態があったものとして検出する画素抜け検出手段
    と、 画素抜け検出時に該隣接画素を補間画素として、近傍画
    素のデータで補間する補間手段と、 を備えてなるレーダー装置及び類似装置。
  5. 【請求項5】 受信データを極座標から直交座標に座標
    変換して画像メモリに記憶するステップと、 後行スイープθn-1 上の任意のサンプル点iと、後行ス
    イープθn-1 および先行スイープθn 上の複数の近接サ
    ンプル点との各対応画素の一致判断を行い、サンプル点
    iの対応画素が他のサンプル点の各対応画素の全てと一
    致しない場合に、該サンプル点iをLASTサンプル点
    として検出するステップと、 前記他のサンプル点の各対応画素が、LASTサンプル
    点の対応画素に対してスイープ回転側に接する隣接画素
    に一致するか否かを検出し、いずれも一致しない場合
    に、該隣接画素に対応するサンプル点が存在しない画素
    抜け状態があったものとして検出する画素抜け検出ステ
    ップと、 画素抜け検出時に該隣接画素を補間画素として、近傍画
    素のデータを補間する補間ステップと、を備えてなるレ
    ーダー装置及び類似装置でのデータ補間方法。
  6. 【請求項6】 受信データを極座標から直交座標に座標
    変換して画像メモリに記憶するステップと、 先行スイープθn 上の任意のサンプル点jと、先行スイ
    ープθn 上および後行スイープθn-1 上の複数の近接サ
    ンプル点との各対応画素の一致判断を行い、サンプル点
    jの対応画素が他のサンプル点の各対応画素の全てと一
    致しない場合に、該サンプル点jをFIRSTサンプル
    点として検出するステップと、 前記他のサンプル点の各対応画素が、FIRSTサンプ
    ル点の対応画素に対してスイープ反回転側に接する隣接
    画素に一致するか否かを検出し、いずれも一致しない場
    合に、該隣接画素に対応するサンプル点が存在しない画
    素抜け状態があったものとして検出する画素抜け検出ス
    テップと、 画素抜け検出時に該隣接画素を補間画素として、近傍画
    素のデータで補間する補間ステップと、を備えてなるレ
    ーダー装置及び類似装置でのデータ補間方法。
  7. 【請求項7】 補間は、補間画素の方位方向の画素のデ
    ータで行うことを特徴とする、請求項5または6記載の
    レーダー装置及び類似装置でのデータ補間方法。
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