JPS6150082A - 情報処理方式 - Google Patents

情報処理方式

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Publication number
JPS6150082A
JPS6150082A JP59267484A JP26748484A JPS6150082A JP S6150082 A JPS6150082 A JP S6150082A JP 59267484 A JP59267484 A JP 59267484A JP 26748484 A JP26748484 A JP 26748484A JP S6150082 A JPS6150082 A JP S6150082A
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JP
Japan
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scanning line
polar
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coordinates
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JP59267484A
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English (en)
Inventor
Yoshio Numayasu
沼保 芳男
Michihiko Okamura
道彦 岡村
Tetsuro Ogawa
尾川 哲朗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Keiki Inc
Original Assignee
Tokyo Keiki Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28Details of pulse systems
    • G01S7/285Receivers
    • G01S7/295Means for transforming co-ordinates or for evaluating data, e.g. using computers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えばレーダーやソナー装置d−のよう、C伊
座標にもとづく走査によって表示される画像をテレビジ
ョン装置のようVC直交座標にもとづく走査によって表
示しようとする場合の情報処理方式従来レーダー装置等
で使用されている極座標表示(PPIともいう)の走査
方式にもとづく画像は一本の走査線がレーダーアンテナ
の660度回転とともに回転して一画像を形成するもの
で、この間約2から5秒の時間を要するため衣示器とし
て残光性の長い蛍光材料を利用した陰極線管(CRTと
いう)を用いているが、一本の走査線の輝度は十分であ
っても全体の一画像の明るきは不十分で、CRTの衣示
面疋フード等のおおいで暗い環境を作ってを1じめて一
人の観測者がやっと認知でさるという不便がろった。従
ってテレビジョン受像器のようして高輝度でル]囲の開
放され1ζ明るい環境でも複数の観測者から同時に一画
保全部が見られるような炎示器が要望されて米た。
しかしテレビジョン受像器は周知のように直交、座標表
示の走査をするため上述のような要望を実施し、良質の
画像を得るには多くの技術的な問題が存在する。先ず極
座標民示の走f:VCよって得られた画像情報が直交座
標位置の産前によって忠実に再現てれるための座標変換
が必要である。この座標変換についてはし1]えは画像
の解像度の向上のため直交座標の画素数を大きくするこ
とや、極座標と直交座標の対応する座標位置の偏差を少
くして幾何学的な変換精度を高めることや、画像全体が
PPIの1本の走査線の輝度に近い明るきをもつように
黒白間の階調数を大きくすること等が必要である。この
ように良質画像を得るための技術的手法があるが、たと
えこれらの手法を取入れても更に解決を要する幾多の課
題が心る。これらの課題の一つとして例えば座標変換後
の直交座標位置において各画素が均一な情報を表示する
画像を得ることが緊要である。何故ならば第1図は、P
PIの走査線を示すもので、第1図において走査線aは
PPIの中心から周辺部へ向って走査され逐次矢印すの
方向に等しい回転角度で平面を掃引して行く、この走査
線aKよって画かれる画像においてはPPI画面の中心
部の画素は過密な情報量をもち、一方P P 、I画面
の周辺部の画素は過疎な情報量分もっているからである
本発明の目的は標本化された極座標位tUtそれぞれ対
応する標本化された直交座標位置に変換し。
変換後の前記直交座標位置における情報値によつ  ・
て画像を表示する表示装置において直交座標で画かれる
全画面にわたり各画素が均一な情報を茂示することか可
能な情報処理方式を提供しようとするものである。
本発明の説明の導入として2最初に標本化された極座標
(Rθ座標という)゛と直交座標(xy座標という)と
の間における両座標位置の対応ならび゛に両座種間の情
報量の対応について説明する。
第2A図ViRθとXY実座標おける標本化座標位置の
対応を示す一実施例の説明図である。白丸はXY実座標
よる座標位置を、黒丸はRθ座標による座標位置を示す
。第2A図において画素間隔に等しいXY実座標おける
標本化座標間隔をΔX。
△yとし、Rθ座標における標本化座標間隔を△rとし
、△X=Δy=△rなる関係があるものとする。x、y
、Rはそれぞれ軸を示すがy軸とR軸とのなす角θが0
度90度、180度および270度の場合は白丸と黒丸
とは一致する。XY実座標標本化位置を右に拡大して示
しである。また情報量の対応を示す例と、しては第2B
図に直交座標画素の占有面積の一例を示す。第2B図に
おΔy (x +−,y + −)の4点の座標位置を定め、こ
の4点で囲まれる区域を直交座標の一画素が占める占有
面積とすれば、この占有面積内における黒丸と白丸の数
量比をとれば両者の情報量の対応が求められる。なぜな
らば第2A図に示すように角度θの特定値において黒丸
と白丸とは一致するのでこの状態を対応する情報量の基
準値とすることができるからである。またもし占有面積
間の境界線上に極座標位置(Rθ)がある場合は例えば
座標(x、y)の大きい方の区域VC属するなどと別途
規定しておけばよい。@2C図は両座標の情報量の対応
の一例を示す説明図である。第2C図においてはRθ座
標による情報量3Vc対してXY実座標よる情報量1が
対応する例を示している。このように先ず座標変換の方
式を決定すると両座種間の座標位置の情報量の対応を求
めることができる。従って実際の使用機器のアンテナ回
転速度、送信パルスの繰返し周期直交座標の画素数、測
定距離およびビイデオサンプル周期等の数値を導入し、
計算すると第3図に一例を示すように標本化てれた直交
座標位置についての極座標位置の情報量の分布衣が求め
られる。第3図においてX軸。
y II”Jlで示される座標位置(x、y)VCその
情報比をnijの数値で、座標位置(x、y)をijで
示している。例えばn はx=3.  y=2の直交座
標位置における情報比n が下記のようであることを示
している。
情報比n =極座標情報量/直交座標情報量また笑際の
画像信号としてはXY座標位置(3,2)についての情
報量の疎密、すなわち情報比n のS! ほかにそれぞれの位置についての信号振巾で示される信
号強度の情報を持っており、この情報によって黒白間の
階調数の画像が得られることになる。
次に本発明においては情報比nをもつそれぞれの座標位
置における多数の情報データを分類するには半径R@を
情報比が大から小に変化する割合に応じ、複数の分割点
を設けて極座標中心点を中心とし、この中心と分割点と
の距離を半径とする複数の同心円によって分割されるド
ーナツ形をしたニー 分割区域を設定し老分類する。第4八図は第1象限の分
割区域を示す説明図である。第4A図においてR軸方向
の半径属r R2+ R3* R4+ R5およびR6
をもち、中心RQを中心とする同心円で囲まれるドーナ
ツ形を6等分した形の区域をso、Sl 、St+S3
+S、およびS、とする。また第4B図に区域と情報比
の関係を示す。第4B図において縦軸nlcはそれぞれ
の区域における区域内グループのデータの平均化された
情報比を示し、横軸には半径RIC対応する区域s、 
l s、 l s、・・・Ss f示す。
当然のことながら半径・Rが大になる区域に対応する情
報比nは小になってゆく状態を示している。
本発明の企図するところはこのようにして情報比の大小
に対応する情報量の疎密に応じて分類されたドーナツ形
分割区域内の信号強度である振巾データで示めされる情
報データに各分割領域内の情報量の疎密に応じた重み係
数を乗じて均一化された情報データを得ようとするもの
である。当然のことながら極座標表示(PPI)画面の
中心部に当る位置の過密情報量については1より小さい
重み係数を乗じて情報データを処理することになる。
第5図は分割区域と対応する重み係数を示す説明図であ
る。、第5図において先ずPPIの半径方向のR軸を情
報比nに対応した複数の分割点を設けて極座標の中心点
を中心とし、この中心と分割点との距離を半径とする複
数の同心円によって分割される複数のドーナツ形の分割
区域を設定し、それぞれの分割区域内の情報には同一の
係数が乗ぜられるように。
%<、R< R+の範囲ではに0.R1<R<R7の範
囲ではに1R2りR<R3の範囲ではに21 Rs <
R<R4の範囲ではk。
R4<R<Rsの範囲ではに4+ Rs <R<Ra 
 の範囲ではに5なる重み係数を各分割区域に対応して
設定する。
同図の右方に半径Rと各重み係数にとを拡大して示す。
さらに第6図は極座標中心部における重み係数の設定な
らびに走査線回数の具体例の説明図である。第6図にお
いて極座標中心部における走査線回数は過密状態を示し
、これを均一化するためにどのように重み係数を設定す
ればよいかを走査線回数との対応で模型的に示している
。同図においては。
係数が乗ぜられるので、これを4回加算してそのれた直
交座標位置の情報として表示すればよいわけでろる。こ
の方式は特に標本化された座標位置における信号強度で
おる振巾データが多い場合、すなわちディジタルで表示
するビット数が多い場合に有効である。第7図は重み情
報の加算をぐり返して、重みの均一化された情報を得る
一実施例ノフロック系統図である。第7図において一定
の角度および半径方向の一定の距離毎VC分割され標本
化された極座標位置の情報値からなる極座標表示の入力
信号Cを係数器LIC人力し前記極座標位置7jX属す
る分割区域に対応した係数選択信号dにより規定の重み
係数を人力信号CK乗じて重み情報となし、この重み情
報を加算器2に入力し、同時に標本化された前記極座標
位[けに対応した標本化された直交座標位置を対応アド
レスとして記憶している直交座標表示用ノモリ6からこ
の対応アドレスの既に記憶されている情報を読出し信号
fによって読出して加算器2VC入力し、この両方の入
力情報の和を前記対応アドレスに書込み信号eによって
畳込む動作を重み係数の逆数回または重み係数に対応し
た回数だけ累積加算し、その結果を前記アドレスに情報
データとして書込む。逐次このような動作を実行して最
終的に重みの均一化された情報を直交座標位置用メモI
J3に記憶する。
この記憶器からの出力はビデオ信号変換器とCRT等の
表示器とを具えた表示装置20(図示せず)に送られ、
直交座標で画かれる全画面にわたり均一な情報を有する
画像を得ることができる。なお重み係数と加算回数の関
係は前述のように理解を容易とするため逆数関係とし、
例えば係数kかに=’4の場合には4回加算して均一化
を行なうように説明したが両者の対応がつけばこれを変
更してもよい。例えば船舶用レーダの場合KPPIの中
心から2または6海里の範囲Y′i海面反射波による雑
音が多いのでこれを低下させて良質の画像を得るためこ
の関係を変更させることも考えられる。
次に標本化座標位置における振巾デーダの情報量がきわ
めて少い場合の手法につき説明する。
例えばディジタル量で1ビツトの入力情報の場合VC1
以下の係数を乗じて、1以下の数値にしては計算が複雑
となり実行が困難となる場合がある。
このような場合の簡易法を以下に説明する。第8図は簡
易標本抽出方式の一実施例のブロック系統図である。第
8図において、例えばレーダPPI走査をスタートする
同期パルスのような極座標走査線トリガーtが入力され
るたびにその回数゛をカウンター4で計数して、その出
力をゲート発生器5へ送る。ゲート発生器5はカウンタ
ー4の走査線回数を示す出力をデコードして、現在の極
座標表示の人力信号Cがどの分割区域VC,Sるかを示
す艮示信号mi入力しこの表示信号mとの対応によって
それぞれの走査線の規定分割区域毎に情報の標本抽出を
するか、しないかを論理判断して、標本抽出をする区域
には出力として1.また標本抽出をしない区域には出力
としてOとなるサンプルゲートgを発生してAND回路
6へ送る。AND回路6は更に画像信号である極座標表
示の人力信号Cを得て、この信号?サンプリング)gK
従ってサンプリングし、書込み信号eによって直交座標
表示用ノモリ7に畳込み記憶する。この記憶器からの出
力は表示装置20(図示せず)K送られ。
直交座標で画かれる全画面にわたり均一な情報を有する
画像を得ることができる。更に第8図に示す簡易標本抽
出方式の動作を第6図により説明する。第6図の走査線
に対して実線部と破線部とがあるが、実線部はサンプル
ゲートg=1の部分を示し、破線部はサンプルゲー) 
g=oの部分を示す。第6図の中心部は過密のため省略
しである。
ka=’4で示される分割区域内の情報について一例を
挙げると走査線回数N=Oにおいてサンプルゲートg=
1であり、AND回路61−を開なので入力信号CはA
ND回路6を通って直交座標位置用メモIJ7に書込ま
れるが、次の走査線回数N = 1.2および3VCお
いてはサンプルゲー)g=[lとなり、AND回路6は
閉となるので人力信号Cの書込みは禁止される。その結
果4回の極座標走査線の情報のうち係数kg =V<の
分割区域については4回に1回だけ標本化情報を抽出す
ることになり、もしも4回の情報がすべて等しいが、も
しくは近似値であるという仮定が成立すれば第7図のと
ころでることになる。これは「重み係数」を情報の「標
本抽出比」に代えて、簡易標本抽出方式により情報均一
化の機能を実′施したことになるが、レーダ等のPPI
画面の中心部からの受信信号は同一座標から同一情報が
複数の走査回数にわたり受信されることか多いので振巾
データの情報ビット数が少ない場合にはこの方式は装置
が簡易な溝造にできるので極めて経済的な方式である。
次に第6図においては更に注目すべき点がある。
それは標本抽出を行わない分割区域すなわち走査線の破
線部は極座標中心点から半径R軸の一点Rkに至る間に
わたり連続した範囲となるように設定しであることであ
る。換言すれば走査線回数Nに対応して標本の非抽出区
域が規定されている点である。第6図において両者の対
応例は゛下記のとおりである。
上述の対応衣はアンテナ回転速度、送信ノくルスのくり
返し周期、各分割区域に対する標本抽出比が定まると一
義的に規定することがでさるへ従ってこの非抽出区域の
データをメモリーに記憶しておいて極座標表示の各走査
線毎に、もしくは一定角度アンテナが回転する毎にメモ
リーから対応するデータを読出して、これによって標本
の抽出および非抽出を制御すればかなり自由度の豊かな
情報の標本抽出が可能となる。第9図は標本の非抽出区
域についてのデータを記憶器から読出して制御する方式
の一実施例を示すブロック系統図である。第9図におい
て極座標表示の走査線トリガーtは走査線回数′を計数
するカウンタ−8iC人力し、その計数値をデータメモ
リ9のアドレス選択信号nとして出力し標本の非抽出区
域のデータを記憶しているデータメモリ9に人力する。
データメモリ9は出力であるデータ数値Bを比較検出回
路11へ送る。極座標表示の人力信号Cと畳込みクロッ
ク信号pとはバッファメモリ12に人力し、続出しクロ
ック信号QVi2分岐して1つはバッファメモリ12に
入力し、他の1つは読出しクロックカウンター10に人
力し、読出しクロックカウンター10は出力でるる数値
Aを比較検出回路11へ出力する。比較検出回路11の
出力であるサンプル信号Sはバッフアノモリ12からの
出力と共にAND回路13VC人力し、AND回路16
の出力は直交座標衣示用ノモリ14に入力する。
次に第9図が示すブロック系統図の動作を説明す・  
る。極座標表示の走査線トリガーtがカウンター8に人
力される毎に計数され、その走査線回数がその走査線の
データメモリ9のアドレスを示すアドレス選択信号nと
なってデータメモIJ91C人力し、データメモリ9か
ら非抽出区域Rk−jでを示す数値Bが読出される。一
方極座標衣示の人力信号Cは否込みクロック信号pVc
同期してバッフアノモリ12に書込まれ、次いで読出し
クロック信号QVr−同期してバッフアノモリ12から
読出されるが、この時読出しクロック信号Ql−1読出
しクロックカウンター10で計数され、その数値Aは数
値Bとともに比較検出回路ii′Ic人力し比較される
比較結果が数値AくBの間はサンプル信号a = Qを
出力するのでAND回路13は閉状態となり直交座標表
示用メモ1J14Vcは情報書込みは行なわれない。数
値A)Bとなるとサンプル信号s = 1を出力するの
でAND回路13は始めて開状態となり直交座標表示用
メモリ14には情報誓込みが行なわれる。この記憶器か
らの出力は表示装置20(図示せず)VC送られ、直交
座標で画かれる全画面にわたり均一な情報を有する画像
を得ることができる。
次に極座標で画かれる画面の周辺領域については情報が
幾01学的に過疎分布になることに対する処置として座
標の空白部を近隣座標の情報又はこれに近似した情報で
埋合せ補間する方式について説明する。第10A図は通
常のPPIの画面例を示し、走f線aは角度θづつ走査
線回数N = 0.1゜2.3.と矢印す方向に回転し
て行く状況を実線で示し、これら実線の中間に走査線a
の中心R9から半径goRkeもって画く円周の外方で
角度θ/2めところに破線が補間されている。第10B
図はPPIで示す円周の中心がずれた画面(OFF C
ENTERPPIの画面)の−例を示す。その他の状況
は第10A図と全く同様である。第10B図に示すOF
F CENTERPPI  の画面では走査線aが犬と
なるために周辺領域では過疎分布となり座標の空白部が
通常のPPIの画面よりも大きくなっている。従ってこ
の情報の過疎分布の空白部、第10A図および第1DB
図において半径R8Rk以上の距離レンジ[、bる部分
については破線で示すような走査線aの間隔角度θを複
数の角度等分例えば2等分した位置VC6る走査線で示
す標本化座標位置に前回の走畳時に採り込まれた情報の
内、半径RoRk以上の距離レンジにあって極座標中心
R0から等しいか近似した距離にある極座標位置の情報
をもって、補間用情報として直交座標位置用メモIJ 
K書込むようにする手段が考えられる。第10C図は補
間例を示すものでるる。第10C図において三角印は補
間座標位置を示し、走査回数N = nのと@に記憶さ
れた情報の座標位置を黒丸で示し、走査回数N=n+1
のとき記憶された情報の座標位置を白丸で示す。走査回
数N=nから角度0/2にある走置線上VC三角印が黒
丸から矢印で示されているのは走査回数n番目にあたる
ran回の走査線の座標位置情報をもって補間座標位置
の画素メモリVC臀込む状況を模型的に示している。第
11図は座標の空白部を近隣座標の情報をもって補間す
る方式の一実施例を示すブロック系統図である。第11
図において極座標表示の人力信号Cを人力し極座標走査
線1本分の情報量を記憶するバッファメモリ15はタイ
ミング制御部19からの2回にわたる制御信号によって
情報データを直交座標表示用メモリ18に出力する。更
にタイミング¥i+lJ御部19はクロック信号tを人
力して極′座標半径方向の距離レンジ人力Uと極座標回
転角度人力Vとを入力して直交座標信号Wを出力する座
標変換部16をも制御する。この直交座標信号Wはアド
レス制御部17に人力しアドレス制御信号2を直交座標
表示用メモリ18に人力する。次に第11図が示すブロ
ック系統図の動作を説明する。極座標表示の入力信号C
の情報はバッファメモリ15に全て書込まれる。このバ
ッファメモリ15からの情報読出しは前後2回行なわれ
る。すなわち第1回目は情報書込み角度位置において全
距離レンジ(中心へから円周に至る距離レンジ)にわた
る全ての標本化極座標位置における情報値が読出される
。第2回目は情報書込み角度位置から複数の角度等分例
えばθ/2だけ回転方向に進んだ角度位置における情報
として、半径R0)Lk以上の距離レンジの標本化極座
標位置における情報のみが読出される。これら読出され
た情報値は後述するアドレス情報によって直交座標表示
用メモリ18のそれぞれ変換後の所定の直交座標位置V
C書込まれ、記憶される。タイミング制御部19はクロ
ック信号tを得て2回にわたυ読出し制御信号をバッフ
ァメモリ15に送るとともに、極座標の半径方向の距離
レンジUと回転角度人力Vとを得て直交座標信号Wを出
力する座標変換部16VCタイミング制御信号を送る。
この直交座標信号Wはアドレス制御部17を介してアド
レス制御信号2となって直交座標位置用メモリ18Vc
入力しアドレス情報となる。直交座標表示用メモリ18
の記憶は読出されて表示装置20(図示せず)に送られ
直交座標で画かれる全画面にわたり均一な情報を有する
画像?得ることができる。なお第1OA、B図において
走置線間隔角度θを2等分した半径上に補間をしたが更
にこれを6.4等分した半径上に近隣の走査線から半径
方向に極座標中心から等しいかもしくは近接した距離に
ある座標位置の情報をもって補間すれば更に良い画像が
得られることは申すまでもない。
以上説明したように本発明は標本化された極座標位置を
それぞれ対応する標本化された直交座標位置に変換し、
変換後の前記直交座標位置における情報値によって画像
を表示する表示装置において極座標で画かれる画面の中
心領域ならびに周辺領域の画素がもつ過警ならびに過疎
な情報量?均一化する技術手段により、直交座標で画か
れる全画面にわたり各画素が均一な情報を表示すること
が可能な情報処理方式を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はPPIの走査線の説明図、第2図は標本化され
た極座標位置と直交座標位置との対応を示す1実施例の
説明図、第6図は標本化された直交座標位置における極
座標位置の情報量の分布を示す1実施例の説明図 第4
図は極座標の第1象限の分割区域ならびにこの分割区域
に対応する情報比の関係を示す説明図、第5図は極座標
の分割区域と対応する重み係数を示す説明図、第6図は
極座標中心部における重み係数の設定と走査線回数との
関係を示す1実施例の説明図、第7図は重み情報の加算
をくり返して、重みの均一化された情報を得る1実施例
のブロック系統図、第8図は簡易標本抽出方式の1実施
例のブロック系統図、第9図は標本の非抽出区域につい
てのデータを記憶器から読出して制御する方式の1実施
例を示すブロック系統図、第10図は極座標の画く画面
の周辺領域において座標の空白部を補間する説明図、第
11図は座標の空白部を近隣座標の情報をもって補間す
る方式の1実施例を示すブロック系統図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一定の角度および一定の距離毎に分割され標本化
    されたよ極座標位置をそれぞれ対応する標本化された直
    交座標位置に変換し、変化後の前記直交座標位置におけ
    る情報値によつて受信画像を表示する表示装置において
    、極座標で画かれる画面の周辺領域については、この極
    座標の半径方向すなわち走査線上の情報値に関して各前
    記走査線の間隔角度を複数の角度に等分した半径方向に
    対応する標本化された直交座標位置に、前記走査線や前
    記走査線に近接する走査線上の極座標中心から等しい距
    離にある標本化された極座標位置の受信信号の振幅情報
    値を補充して変換後の前記直交座標位置における情報値
    となし、直交座標で画かれる全画面にわたり均一な情報
    を有する画像を得ることを特徴とする情報処理方式。
  2. (2)この極座標の半径方向すなわち走査線上の情報値
    に関して、各前記走査線の間隔角度を複数の角度に等分
    した半径方向に対応する標本化された直交座標位置に、
    前記走査線や前記走査線に近接する走査線上の極座標中
    心から近似した距離にある標本化された極座標位置の受
    信信号の振幅情報値を補充して変換後の前記直交座標位
    置における情報値とする特許請求の範囲第1項記載の情
    報処理方式。
JP59267484A 1984-12-20 1984-12-20 情報処理方式 Pending JPS6150082A (ja)

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