JPS62164090A - 座標変換後の画像の均一化方法および該方法を応用した画像デイジタル変換器 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は極座標から直交座標への変換の際に生ずる画像
の暗部を充填して画像を均一化する方法に関するもので
ある。本発明はまた、この方法を応用した、しばしば画
像ディジタル変換器（ＴＤＩ）と呼ばれる画像数値変換
器にも関するものである。

従来の技術 テレビモードで走査スクリーン上にレーダ情報を表示す
る場合には、情報は表示装置の座標系（テレビ走査の場
合には直交座標系）とは異なる座標系（レーダの場合極
座標系）で情報が与えられることがある。このため、座
標系の変換を行う必要がある。上記の例では、座標系の
変換はＴＤＩにより行われる。

しかしながら、後に第２図を参照して詳しく説明するが
、ＴＤＩおよびテレビスクリーンを用いる場合のように
変換および／または表示のプロセスでさらに量子化が行
われると、変換の結果（テレビスクリーンの場合には）
明るい領域の真中に暗い点が出現する。このため、画像
が「虫に食われた」ようになる。従って、暗点を「充填
する」ことにより、すなわち暗点にゼロでない輝度を与
えることによりこの位置の画像を均一化することが望ま
しい。この欠点修正方法は、画素充填（ｐｉｘｅｌｆｉ
ｌｌｉｎｇ）と言われるものである。

ＴＤＩに話を限るならば解決法は既に知られている。周
知のように、ＴＤＩは画像メモリと呼ばれるメモリを備
えている。この画像メモリには、画像がスクリーン上に
表示されるべきそのままの状態で記憶される。この画像
メモリ中の所定数のビットは、画素と呼ばれる互いに独
立であると考えることのできるスクリーン上の各点に割
当てられている。解決法というのは、変換によって指定
されることのない画素、すなわち暗点にその暗点に隣接
する画素の関数であるゼロでない輝度を与えるというも
のである。隣接する画素としては例えば問題となってい
る画素のまわりの８つの画素を考える。この解決法には
明らかに限界がある。

特に、レーダ等の処理速度が早くなければならない場合
に複雑で高価になるという問題点がある。

本発明は、変換によって指定されることのない画素を充
填する従来よりも簡単な方法を提供することを目的とす
る。

問題点を解決するだめの手段 本発明によれば、画素の充填を画像メモリの画素の段階
ではなく、極座標で受信した信号（距離ρ、角θ）の段
階で行う。所定の角θに対応するビデオ信号（振幅がρ
の関数）を「径」と呼ぶことにすると、本発明の方法は
、実在する径の間に仮想の径を作り出し、各仮想の径に
、その仮想径の隣接部に実在する径のビデオ信号の関数
であるビデオ信号を割当てることからなる。次いで仮想
の径を直交座標系に変換して、その仮想の径で変換の際
に指定されていない画素を充填する。

本発明の他の目的、特徴、および効果を、添付の図面を
参照して以下に説明する。

実施例 第１図は、レーダによってカバーされる領域とその領域
中の表示されている部分とを示す概略図である。

この図では、レーダの中心ＣＲとレーダの到達範囲を示
す円Ｃとでレーダによりカバーされる領域を示しである
。さらに、表示されている部分に対応する長方形（また
は正方形）Ｅも表示されている。長方形（または正方形
）の中心がＣ５である。本実施例では中心ＣＲとＣ８は
一致していない。

周知のように、レーダのアンテナは水平面内を回転し、
その方向は基準方向に対する角度θで表現される。基準
方向としては一般には北を考える。

図中にはこの方向が点線でθ＝０と表示しである。

アンテナの回転方向は矢印１０で示しである。本実施例
の場合は時計の針と同じ向きに回転する。アンテナの位
置は、レーダビームが北を通過するたびに供給される同
期信号（Ｎ）と、レーダビームが直前の増分に対して１
／ｎ周（ｎ増分が３６０゜に対応する）回転したことを
示す角増分信号（Ｅ）としてレーダ受信器に知らされる
。

レーダは、また、周期的にパルスを放射して、各パルス
に対応する応答（エコー）の集合からなるビデオ信号を
受信する。連続的に変化するアンテナの方向θ１それぞ
れに割当てられるビデオ信号は、中心をＣＲとする円Ｃ
の、北方向となす角度θ１が連続的に変化する半径に沿
って表示される。このように表示される情報を径と呼ぶ
。図中には２つの連続した径情報を表示した。すなわち
、基準方向に対して角θｉをなす径Ｒ１と基準方向に対
し角θ１゜１をなす径Ｒ１＋１である。角θ、と角θｉ
１１の間にはθ１゜１＝θ１＋εの関係がある。

この情報は所定数の画素を備えるテレビ走査型のスクリ
ーンに表示される。画素の数は例えば１０２４Ｘ　１０
２４とする。このように表示を行うためには、最初に極
座標で供給された情報を直交座標に変換する必要がある
。

しかしながら、先に述べたように、変換を行っても全画
素を指定することはできない。この様子を第２図に示す
。

第２図はスクリーンＥの一部、例えばこのスクリーンの
右上端部を示す図である。スクリーンＥを各画素に対応
する単位正方形に分割して行列状に配置しである。各画
素はＰで表示する。

同時に、例として４つの径Ｒ０〜Ｒ４も示しである。各
径上の輝点しは例えば同一の物体からの異なるエコーを
示す。極座標の情報を直接表示するＰ　Ｐ　Ｉ　（Ｐｌ
ａｎ　Ｐｏ５ｉｔｉｏｎ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）表示な
らばほぼ均一な輝点がひとつ表示されるであろう。

座標変換によって指定される画素、すなわち今考えてい
る例の場合、光る画素を斜線で示した。

このような画素をＰＡで表示する。多径Ｒが十分分岐し
ている、すなわちレーダの中心ＣＲから予分離れると、
座標変換の結果指定されない画素が現われる。このよう
な画素は暗いままであり、それをＰ、で表示する。もち
ろん座標変換の結果指定された画素（ＰＡ　）は光る。

この結果、同一の物体がほぼ均一な発光領域として表示
されることはもはやなく、暗い点が多数現われて「虫が
食った」ようになる。この「虫食い」を消すことが本発
明の充填法を用いた均一化法の目的である。

本発明の方法を詳しく説明する前に、第３図と第４図を
参照して従来の画像ディジタル変換法をここで説明する
。

第３図に概要を示したＴＤＩは主構成要素として、 −　レーダの情報を表示するテレビモニタ７、−　テレ
ビモニタ７に表示されることになる画像をディジタル画
像として記憶する画像メモリと呼ばれるメモリ４、 −　レーダが発信し、ＴＤＩに受信されたビデオ信号を
処理するユニット１、 −　極座標を直交座標に変換するユニット３、−　残像
管においである点に情報が書き込まれるとその輝きがた
だちに消え始めるのと似た残像効果を、画像メモリ４に
記憶されている時間変化しないディジタル情報に対して
生じさせるための人工残像生成ユニット２、 −　画像メモリ４の読み出しアドレスを与える、テレビ
モードの読み出しユニット５、 −　読み出しユニット５によりアドレスを指定される画
像メモリ４の情報を受信し、アナログ・ディジタル変換
を行ってテレビモニタ７用のテレビ用ビデオ信号を発生
するとともに従来のテレビ同期信号を発生するテレビモ
ードの出カニニット６、を備える。

画像メモリ４の容量は使用されるテレビモニタの規格に
合わせである。すなわち、画像メモリ４の容量は、テレ
ビモニタ上に表示される画像の画素数と同数のメモリ「
区画」を有し、輝度を何段階に変化させるかの関数であ
るビット数（３ビツト、すなわち８段階の輝度変化のこ
とが多い）をメモリ区画ごとに含む大きざとなっている
必要がある。また、テレビモニタ７に出力するために画
像メモリ４の内容を読みだす段階と、残像生成ユニット
２から供給されるレーダ情報を画像メモリ４内に書き込
む段階は同期していない。つまり、読み出しが優先で、
読み出し中は書き込みがストップする。

座標変換を行うために座標変換ユニット３にはレーダア
ンテナの回転を表わす信号、すなわち基準方向Ｎと角の
増分ε（あるいは直接に角θの値）が入力される。座標
変換ユニット３が画像メモリ４への書き込みアドレスを
出力すると、それと同時にビデオ信号処理ユニット１は
、残像生成ユニット２を介してビデオ情報を出力して、
その情報が画像メモリ４内に書き込まれる。

レーダのビデオ信号処理ユニット１は、レーダからパル
スがひとつ放射されたことを示す同期信号と、このパル
スに対する全応答信号からなるいわゆるビデオ信号とを
受信する。このビデオ信号処理ユニット１の中心は、受
信したアナログビデオ信号をサンプリングする回路１１
である。このサンプリング回路１１でアナログ信号をデ
ィジタル信号に変換し混合配合回路１２にその信号を出
力する。

混合配合回路１２は場合によってはその他にディジタル
ビデオ信号（例えば地図製作用のデータ）を受信して、
入力された全情報を混合配合した後、完全径メモリと呼
ばれるメモリ１３に信号を出力する。完全径メモリ１３
には従って、径に関する完全な、すなわち「全到達範囲
」の、処理されディジタル化されたビデオ信号が含まれ
る。つまり、所定の角θに割当られたビデオ信号につい
てレーダの中心Ｃ２から到達範囲Ｃまで　（第１図参照
）の全部が含まれる。一般に、ビデオ信号処理ユニット
１は、完全径メモリを２つ備えていて、それぞれのメモ
リが交互に書き込みと読み出しを行う。

完全径メモリの数をさらに増やすことも可能である。

第３図に表示した回路全体は、図示していない命令回路
からの命令および同期信号により動作する。命令回路は
例えばマイクロプロセッサを用いて構成する。マイクロ
プロセッサにはレーダのビデオ信号とアンテナの回転信
号が同時に入力される。

第４図は、第３図の座標変換ユニット３の一実施例を示
す図である。

この座標変換ユニット３は主構成要素として、特に座標
変換を行ってその結果を出力する回路３２を備えている
。この座標変換ユニット３はさらに、完全径メモリ１３
からのビデオ信号を処理する回路３１を備えていること
が好ましい。この場合ビデオ信号は、第３図の点線矢印
で示すように座標変換ユニット３を通過していく。

座標出力回路３２は、アンテナの回転情報（基準方向Ｎ
と角度増分ε、あるいは図示されているように直接に角
θ）から直交座標（ＸとＹ）での情報を出力する機能が
ある。使われている原理は累算の原理である。座標出力
回路３２は、例えばレーザの中心Ｃ２にもっとも近い点
の座標が入力されるとその点をもとにその点と同−径上
の点の座標を順番に計算する。２つの計算法が知られて
いる。

ひとつは正弦−余弦累算法で、もうひとつは正接累算法
である。

第１の方法によると、ある径Ｒｔ　　（角θ１）上の点
■、は、単位距離（ρ＝１）離れた直前の点Ｉ＋−１（
Ｘ＋−＋、　Ｙｔ−＋）をもとにして以下の計算式を用
いて導出することができる。

この方法が正弦−余弦累算法と呼ばれているものである
。

正接累算法と呼ばれている第２の方法によると、θ１が
π／４より小さいか大きいかで場合わけをする必要があ
る（モジュロπ／２）。

−〇くθ≦４５°の場合には点ｒ＋−＋　と点■の間の
Ｙの増分は単位長に等しく、以下のようになる。

＝４５°くθ＜９０°の場合には点■１−３と点■の間
のＸの増分が単位長に等しく、以下のようになる。

以下の記述は、第２の方法（正接累算法）に従った場合
の例である。第２の方法は、特に最適化に関して第１の
方法よりも優れている。

第２の方法を実施するために、座標出力回路３２は、 −いろいろな三角関数の数値、例えばｎ個の径を決定し
ている冬用θ、に対する正接の値を記憶しているメモリ
３３、 −　　ｔａｎθの累算を行わせるべき座標値、すなわち
、モジュロπ／２の場合、第１の半象限でのＸと第２の
半象限でのＹ（上記の計算式（１）と（２）を参照のこ
と）を生成する第１の累算器３５、−　数値１の累算を
行わせるべき座標値、すなわちモジュロπ／２の場合、
第１の半象限のＹと第２の半象限のＸを生成する第２の
累算器３４、−　メモリ４への書き込みアドレスおよび
ビデオ信号処理回路３１への読み出しアドレスを供給す
る回路３６、 を備える。

メモリ３３は、例えば角θの連続した値θｉによりアド
レスされるメモリであることが好ましい。

第１の累算器３５が生成する座標値は■と表示する。こ
の座標値を生成するために、累算器３５には、メモリ３
３からｔａｎθ１の値と初期設定値、すなわち表示され
る径、つまり有効径の第１の点の座標値（ＶＯと書く）
とが入力される。累算器３５は、多径のｔａｎθ１の値
が入力される入力レジスタ４１と、このレジスタ４１の
出力が入力される加算器４２と、この加算器４２の出力
が入力される出力レジスタ４３とで構成されている。出
力レジスタ４３には初期座標値■。も入力される。出力
レジスタ４３の出力は、累算中の径に沿った点の座標値
■の累算器３５外への出力となるとともに、加算器４２
へのフィードバック入力ともなる。

第２の累算器３４が生成する座標値はＵと表示する。こ
の累算器３４は単純にカウンタのみで構成することがで
きる。このカウンタには初期値として径の第１の点の座
標値し。が入力される。

画像メモリ４への書き込みアドレス供給のために、アド
レス供給回路３６には累算器３４と３５が生成した座標
値Ｕと■の他、その時点で問題となっている角θ、に属
する半象限の情報が入力される。

その結果、アドレス供給回路３６からは径上の点の、レ
ーダの中心ＣＲに対する直交座標での値が出力される。

径上の点の（ＸＸＹ）座標をスクリーンの中心Ｃ５に対
して表わすために、アドレス供給回路３６にはさらに、
スクリーンの中心ＣＥの直交座標での値も入力される。

ビデオ信号の伝達経路上に挿入したビデオ信号処理回路
３１は、 −（ビデオ信号処理ユニット１の）完全径メモリ１３と
残像生成ユニット２との間に設置した第１のメモリ４８
、 −　メモリ４８に並列に接続された第２のメモリ、−完
全径メモリ内のビデオ情報の全体あるいは一部を適当な
係数ｆで圧縮し、操作者が選択した完全径の一部分をテ
レビスクリーン上に表示させる機能をもつ、ρによるグ
ループ化回路４６を備えている。

第１のメモリ４８は、完全径メモリ１３に含まれる完全
径のく表示に）有効な部分を記憶する機能がある。２つ
のメモリ４８と４９は同一の機能をもつが、一方が書き
込み段階にあるときは他方は読み出し段階にある。

完全径が４０９６の点で構成されており、操作者がスク
リーンの中心Ｃ０として選んだ位置を考慮するとスリー
ンにはこの完全径上の１０２４の点しか表示できないと
すると、もともとの径の全到達範囲を表示するというこ
□とは圧縮係数ｆが４であることを意味する。この場合
例えば最大機能を用いて４つの点をひとつのグループに
まとめる。点のグループ化回路４６は従って完全径メモ
リ１３と有効径を記憶しているメモリ４８．４９の間に
設けられる。

グループ化は、係数ｆと初期座標値、すなわち極座標表
示された有効径の第１の点の座標とが入力される累算回
路４７により制御される。累算回路４７はまた、メモリ
４８と４９への書き込みアドレスも供給する。この累算
回路４７は累算器３５に類似したものである。

先に述べたように、第４図に示された座標変換ユニット
３内の全回路は、ＴＤＩの命令装置により命令され同期
化される。この命令装置は、特に累算命令を発生し、初
期値の供給を行う。

座標変換ユニット３が動作しているときには、第１段階
として完全径メモリ１３の読み出しとこの読み出された
情報（添字１）の、有効径メモリ、例えばメモリ４８へ
の書き込みの操作が行われる。

第２段階として、アドレス供給回路３６からはメモリ４
８の読み出し命令が出力されて、読み出されたデータは
残像生成ユニット２を介して画像メモリ４に送られる。

これと同期して画像メモリ４への書き込みアドレスがア
ドレス供給回路３６から出力される。ところで、第１段
階においてはメモ１月９に前もって書き込まれているデ
ータ（添字１−１）が読み出され、第２段階においては
このメモリ４９にデータが書き込まれるという操作が同
時に行われる。

第５図は本発明の方法の第１の実施例を示す図である。

本発明の方法は、実在の径のみを変換したのでは指定す
ることのできない画素を「充填する」ことを目的とする
ものである。この目的を達成するための本発明の方法は
、実在の径の間に仮想の径を作り出し、各仮想の径に、
その仮想の径の隣接部に実在する径のビデオ信号の関数
であるゼロでないビデオ信号を割当てることからなる。

さらに詳しく説明すると、ゼロでないビデオ信号は、仮
想の径に隣接する同一の距離ρをもつビデオ信号の値の
関数である。

この第１の実施例においては、画素を充填するのに用い
る仮想の径は完全径をもとにして作り出す。

第５図には、完全径Ｒｓを含むビデオ信号処理ユニット
１の完全径メモリ１３と、第４図に示したビデオ信号処
理回路３１と座標出力回路３２を備える座標変換ユニッ
ト３が示しである。ビデオ信号処理回路３１は実在の径
に対応するビデオ信号Ｉ、を出力し、座標出力回路３２
はこの径に対応するアドレスを出力する。

画素を充填するのに用いる仮想の径を作り出すために、
第５図に示したシステムはさらに第２の完全径メモ’Ｊ
　１３Ｆを備えている。この完全径メモリ１３．は、直
前の径Ｒ１−１の値を記憶している。

２つの完全径Ｒ８とＲ１−１の１直は次いで画素充填回
路Ｆに送られる。この画素充填回路Ｆでは、所定の画素
充填関数に従って２つの径を混合する。

画素充填関数については後述する。混合の結果が仮想完
全径である。仮想完全径は座標変換ユニット３と同類の
座標変換ユニット３Ｆに送られる。

この座標変換ユニツ）３Ｆでは実在の径ではなく仮想の
径を処理する点が座標変換ユニット３と異なっている。

座標変換ユニット３Ｉ−を構成する各回路の参照番号は
添字Ｆが加えられた点を除いては座標変換ユニット３を
構成する各回路の参照番号と同じである。従って、座標
変換ユニッｌ−３Ｆは、仮想の径に対応するビデオ信号
ＩＩ−を出力するビデオ信号処理回路３１Ｆ　とこの仮
想径に対応するアドレスを出力する座標出力回路３２．
とで構成される。

実在の径の座標値ＯＲは、仮想の径の座標値Ｕｐと常に
等しく、しかも、＋１を連続して累算することにより同
一のＵｏから導出することができるためθとは独立であ
ることを注意しておく。構成要素を完全に同じように２
組揃える（１３と１３．）のではな（、Ｕの累算器（第
４図の参照番号３４）を共通に使用することも可能であ
る。

仮想の径を作り出すために画素充填回路Ｆで径Ｒ８と径
Ｒ０−１を混合する場合、その混合結果は３通り考えら
れる。すなわち、重心混合、最小混合、最大混合のいず
れかである。このような混合は、先に述べたように、ρ
を一定にして行う。つまり、径Ｒ１の各点が、同一のρ
の位置にある径Ｒ，−１の各点と混合されて仮想の径の
各点が作り出される。画素充填回路Ｆは論理回路であっ
て、例えばスタティックメモリであるＦＲＯＭを用いて
構成する。

重心混合機能は、仮想の径にその仮想の径の両隣りの径
のビデオ信号の加重平均を割当てる機能である。２つの
連続した実在の径Ｒ１−１とＲ８の間にひとつだけ仮想
の径を作り出す場合にはく度数２度の充填と呼ばれる）
、仮想の径Ｆに割当てられるビデオ信号は以下のように
書くことができる。

ビデオ信号（Ｆ）＝ ｉ ２つの連続した実在の径の間に２つの仮想の径を作り出
す場合には（度数３度の充填と呼ばれる）、仮想の径Ｆ
、とＦ２は以下のように書くことができる。

ビデオ信号（Ｆ＋）＝ ビデオ信号（Ｆ　２）　＝ さらに−膜化して、２つの連続した実在の径の間に（Ｎ
−１）個の仮想の径を作り出す場合にはく度数Ｎ度の充
填）、第に番目の仮想径Ｆｋは以下のように書くことが
できる。

へ に ＋−・ビデオ信号（Ｒ＋） この第１の方法を用いると２つの明輝領域の間の暗領域
を充填することができそうである。さらに、この方法に
より実在の明輝領域が拡がることを指摘しておく。この
方法には、レーダシステムでエコーが２つ正しく受信さ
れる状態のときにエコーがひとつ消えてしまっている場
合に選別機能を実現できるという利点がある。実際、こ
のようにして発生した「穴」を減らすことができる。し
かしこれとは逆にノイズエコ７が太き（なる。この方法
の別の問題点は近接した２つのエコーの分離力が弱くな
ることである。たとえはっきりと２つの分かれたエコー
があってもその間隔が「埋まって」見える可能性がある
。

第２の方法は、仮想径に、その仮想径に隣接する実在の
径のビデオ信号の最大値からなるビデオ信号を割当てる
ことからなる。すなわち、ビデオ信号（Ｆｋ）＝ ＭＡＸ　Ｃビデオ信号（Ｒ，−〇、ビデオ信号（ＲＬ）
：］この第２の方法では、実在する２つの径の間に、互
いに同じビデオ信号をもつに個の仮想径を作り出すこと
になる。この方法の特徴は、第１の方法の利点と欠点が
よりはっきりと現われる点にある。

つまり、「穴」が最大限消えるのに対し、分離力はさら
に弱くなる。

第３の方法は、仮想径に、その仮想径に隣接する実在の
径のビデオ信号の最小値に基づくビデオ信号を割当てる
ことからなる。すなわち、ビデオ信号（Ｆｋ）＝ ＭＩＮ〔ビデオ信号（Ｒｔ−υ、ビデオ信号（Ｒυ〕こ
の方法によればやはり実在する２つの径の間に、互いに
同じビデオ信号をもつに個の仮想径を作りだすことにな
る。この第３の方法を用いるとエコーの内部を埋めてし
かもエコー幅は広くしないことができそうである。しか
し、この方法の利点と欠点は先の２つの方法と逆である
。つまり、この最小混合機能の場合、エコー幅が広がら
ず、分離力が弱くなることもなく、ノイズエコーが大き
くなることもない。これに対し、ノイズとなる穴を埋め
る選別効果がなくなってしまう。

さらに、隣接する２つの径上の点が同一画素に含まれる
可能性がある。この場合、周知のように、径の一方のみ
からビデオ信号を取り出すか、あるいは、同一の画素に
対応する径をグループにまとめるかする。後者の場合に
は、一般に、グループ化は最大混合機能を用いて行う。

グループ化を行うことにより先の２つの方法における選
別機能を強化することができる。実際には、穴に対する
ゼロビデオ信号と新しく付は加えられた仮想径に対する
ゼロでないビデオ信号のうちの大きいほうを選択する。

これに対して第３の方法の範囲内で（最小混合機能）グ
ループ化を行う場合には、この第３の方法の別の利点が
現われる。この利点というのは、グループ化の際に、実
在の径が仮想の径より常に優先するということである。

完全径をもとにして仮想径を作り出すことからなる上記
の解決法には、ビデオ信号を変換前の座標系（ρ、θ）
でアプリオリに処理できるという利点がある。この解決
法の場合、完全系には高速で処理すべきかなり大きなメ
モリ容量が必要とされるため実現がかなり面倒であると
いう欠点がある。さらに、データ処理列が完全に２重で
あり、しかもデータ処理列のかなり早い段階で２重処理
が始まるという問題点がある。

第５図に示した回路構成では仮想径による度数２度の同
期画素充填を行うことができる。同期充填法とは、実在
の径と仮想の径を画像メモリに同時に送る方法のことで
ある。さらに高い度数のく同期）充填を実現するにはユ
ニット数を増やして、そのユニット相互を関係づける必
要がある。

大きさと価格の点からこのようなことはできないことが
明らかにわかる。しかしながら同期充填法には以下の大
きな利点がある。

−仮想径の生成および座標変換に関するいろいろな操作
を並列して実行できるため、レーダの回転速度に条件が
つくことはない。

−画像メモリが独立にアドレス可能な（今の場合書き込
み可能な）ブロック（すなわちメモリユニット）を十分
な数備えている場合には、画像メモリに実画像と仮想画
像を書き込む際の負荷が実画像のみを書き込む場合の負
荷よりも増えることはない。

別の解決法は、非同期充填を行うというものである。す
なわち、実在の径であれ仮想の径であれ径を次々に画像
メモリに送り込む。このためには、まず径Ｒ１−１を記
憶させて、次に、後続の径Ｒ４を処理できるようになっ
たときに、充填する仮想径のビデオ信号と座標を計算す
る。ｋ度（ｋ個の仮想径）の充填の場合には、ｋ個の仮
想径を連続して計算して各仮想径を次々に画、像メモリ
に送り゛込む。

この方法の場合には、２つの実在する径の間の仮想径を
計算するのに十分な時間が必要である。

従って、回転速度の速いレーダには適していない。

さろに、この方法を用いると、画像メモリへの書き込み
の負荷が充填の度数にのぶんだけ積で増える。これに対
して、この方法には、独立にアドレス可能なメモリブロ
ック（メモリユニット）が必要ないという利点がある。

度数２度の同期充填を行う回路を備えておき、レーダの
回転速度の許す範囲でさらに高度の度数の非同期充填を
行うという方法も可能である。

第６図は本発明の方法の第２の実施例を示す図である。

この実施例では、仮想径は完全径ではなく有効径から作
り出す。

この図は度数２度の同期充填の例で、図中には完全径メ
モリ１３と座標変換ユニット３に含まれる２つの回路が
示されている。座標変換ユニット３内の回路の一方には
先の場合と同じく参照番号３１が付してあり、他方には
参照番号３２８．が付しである。座標出力回路３２２．
は第４図の対応する回路とは異なり、座標値ｖ用の累算
器を２つく累算器３５）備えている。累算器の一方は実
在の径に割当てられ、もう一方は仮想の径に割当てられ
る。第６図に示したシステムはさらに、第５図に示した
のと類似の画素充填回路Ｆと補助′メモＴＪ５０を備え
ている。補助メモリ５０は、残像生成ユニット２に送ら
れる実在の有効径（ビデオ信号ＩＲ）が第１番目のもの
であるときに有効径Ｒ１−１を記憶する。

径Ｒｔ　　（ビデオ信号処理回路３１）と径Ｒｉ−＋（
補助メモリ５０）は座標出力回路３２．Ｆからの命令に
より同時に累算のスピードに合わせて読み出されて、画
素充填回路Ｆに送られる。画素充填回路Ｆは、先に述べ
たと同様、仮想往生成用のビデオ信号Ｉｐを残像生成ユ
ニット２に出力する。補助メモリ５０は、自身の内容を
読み出しく径Ｒ＋−１）、次いで読み出し中のメモリ（
４８または４９）の内容を書き込む（径Ｒ，）という操
作を同一サイクル中に、しかも補助メモリ５０内の同一
アドレスに行うことができるように接続する。

この第２の実施例は、有効径を記憶する補助メモリ５０
、画素充填回路Ｆ１および座標値■の累算器を備えるだ
けであるため、第１の実施例と比べて構成が簡単になっ
たように見える。

しかしながら、累算が正接に関して行われるときには、
画素充填回路Ｆに入力される２つのビデオ信号ｌと（ｉ
−１）は、第５図の構成をもつシステムの場合の同一距
離の位置ではなく、同一の座標値Ｕ（ＸあるいはＹが等
しい）の地点に位置する。ところで、同一の座標値Ｕを
もつ実在の点から充填点を生成するということ（以下、
一定のＵでの充填と呼ぶ）、すなわち、モジュロπ／２
として、４５°まではＹが一定で、それより大きい角で
はＸが一定の状態で充填点を生成することは、特別な方
向を決めて、角に応じて充填モードを変えることを意味
する。角は軸の近くでは正確であるが、軸を離れた対角
線の近くでは不正確になる。

画素充填回路Ｆから、ρが同一の点をもとにした仮想ビ
デオ信号を発生させるためには補正をすることが望まし
い。

本発明によれば、補正は第（ｉ−１）番目のビデオ信号
を時間ｄだけ遅延させることにより行う。

しかしながら、正接を用いて座標変換を行う画素充填法
の利点、特に座標値Ｕの一意性とその結果であるメモリ
構成の簡単さをそのまま生かすために、同一の座標値Ｕ
をもつビデオ信号を画像メモリに送ることが望ましい。

ビデオ信号を時間ｄ′遅延させることにより、同様して
ρ一定からＵ一定の状態に戻ることができる。従って、
このシステムの出力である２つのビデオ信号は同一の座
標値Ｕをもつ。

このことを示したのが第７図である。完全径メモリ１３
を除いて第６図に示した要素がすべて図示されている。

それに加えてさらに、 −画素充填回路Ｆの前段に設置した、第（ｉ−１）番目
の径に遅延ｄを与える第１の遅延回路５１と、 −残像生成ユニット２の前段に設置した、第１番目の実
在の径に遅延ｄ′を与える第２の遅延回路５２ が図示されている。

ところで、与えるべき遅延時間ｄとｄ゛は最初の半象限
と次の半象限で符号が異なることがわかる。負の遅延時
間は不可能であるから、各実在の径／仮想の径の信号経
路について画素充填回路Ｆの前後で遅延時間を４通りに
変化させることで問題を解決する。

しかし、第８図により好ましい解決法が図示しである。

この解決法は、実在の径に対しては一定時間の遅延を２
回、画素充填回路Ｆの前後で与え、仮想の径に関しては
可変長の遅延を２回与えるという操作をそれぞれ同じ位
置で行うものである。

第８図には、補助メモリ５０に有効径Ｒ１−１が記憶さ
れている状態で、読み出しを行いながら実在の径Ｒ１の
ビデオ信号を処理するユニットと画素充填回路Ｆとが示
されている。

この実施例によれば、実在ビデオ信号ＩＲの伝搬経路上
で画素充填回路Ｆの両側に、時間り遅延させる第１の定
遅延回路２１と、時間Ｄ′遅延させる第２の定遅延回路
２３がそれぞれ設置されている。

画素充填用仮想ビデオ信号の伝搬経路上には、定遅延回
路と対応する位置に可変遅延回路が２つ設置されている
。一方の遅延回路２２は時間Ｄ＋ｄの遅延を与え、他方
の遅延回路２４は時間Ｄ’　−ｄ”の遅延を与える。可
変遅延時間ｄとｄ′は命令回路２５により与えられる。

計算の結果、遅延時間ｄは以下の式で与えられることが
わかる。

ｄ＝ε・■ 同様に、Ｎ度の充填を行なう場合に、第に番目の径に対
しては、遅延時間ｄ”は以下の式で与えられる。

ここに、εは角の増分であり、■は他方の直交座標値（
ＬＩ＝ＸのときはＹであり、逆もまた同じである）であ
る。

第８図に示した実施例には、実在の径の信号の伝搬経路
上に既知で一定の遅延時間（Ｄ＋Ｄ’）を導入するとい
う利点もある。

上記のｄとｄｏを与える式はＵと無関係であるため、可
変遅延回路２２と２４に遅延ｄとｄｏを与える命令回路
２５はスタティックメモリ（例えばＰＲＯＭ）を用いて
構成することができる。このメモリは、■と半象限分の
情報（図中の矢印２６）とでアドレスする。

第９図は、このようなＦＲＯＭタイプのメモリの内容を
、１回転につき実在の径が８１９２個あり、充填度数が
２度の場合について示した図である。

座標値■は先に述べたように交互にＸとＹに等しくなる
。遅延時間ｄとｄｏはＸまたはＹの値に応じて、ゼロと
±Ｚの間の整数値をとる。

上記の説明はもちろん単なる例示であって、本発明を限
定するものではない。そのゆえに説明をレーダ情報の表
示に限ったわけだが、本発明の方法は、極座標で与えら
れる情報を表示する際にはいつでも適用することができ
る。例えば、ソナーとか音響測探システムから供給され
る極座標に対して本発明を適用できる。また、本発明の
説明では、実在の径をもとにしてその実在の径の長さと
同じ長さの仮想径を作り出す場合を扱った。もとになる
径としては完全径と有効径を用いた。しかし、仮想径は
もちろん実在の径の一部分のみでもよいわけで、例えば
充填がもっとも必要とされる到達範囲Ｃの周辺領域（第
１図）で仮想径を作り出すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、レーダがカバーする領域と、その領域中で表
示されている領域を示す図であり、第２図は、極座標を
直交座標に変換して暗領域が生ずるメカニズムを示す図
であり、 第３図は、ＴＤＩのブロック図であり、第４図は、第３
図のＴＤＩの一部分の構成例を示す図であり、 第５図は、本発明の方法の第１の実施例を示す図であり
、 第６図は、本発明の方法の第２の実施例を示す図であり
、 第７図と第８図は、第６図の実施例の変形例を示す図で
あり、 第９図は、第８図の実施例に用いるメモリの内容を示す
図である。 （主な参照番号） １・・ビデオ信号処理ユニット、 ２・・残像生成ユニット、 ３．３．・・座標変換ユニット、 ４・・画像メモリ、 ５・・読み出しユニット、 ６・・出カニニット、　　　７・・テレビモニタ、１１
・・サンプリング回路、 １２・・混合配合回路、 １３、１３Ｆ　　・・完全径メモリ、 ２１、２３・・定遅延回路、 ２２、２４・・可変遅延回路、　　２５・・命令回路、
３１、３１Ｆ　　・・ビデオ信号処理回路、３２、３２
−Ｆ・・座標出力回路、　３３・・メモリ、３４、３５
・・累算器、　３６・・アドレス供給回路、４１・・入
力レジスタ、　４２・・加算器、４３・・出力レジスタ
、　４６・・グループ化回路、４７・・累算回路、　　
　４８．４９・・メモリ、５０・・補助メモリ、　　５
１．５２・・遅延回路、Ｆ・・画素充填回路

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. （１）角度（θ）により相互を区別する一連の径からな
   る極座標表示（ρ、θ）の画像を所定数の画素と呼ばれ
   る点を備えるスクリーン上に直交座標で表示する際に、
   極座標から直交座標への変換により指定されない画素を
   充填して画像を均一化する方法であって、２つの連続し
   た実在する径の間に仮想の径を少なくともひとつ作り出
   す操作を含み、仮想の径上の各点には該仮想の径に隣接
   する実在の径上の同一の距離（ρ）をもつ点のビデオ信
   号の関数であるビデオ信号を割当てることを特徴とする
   方法。
2. （２）上記関数は重心型であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。
3. （３）上記関数は最小型であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。
4. （４）２つの連続した実在する径の間に仮想の径を複数
   個作り出すことを特徴とする特許請求の範囲第１〜３項
   のいずれか１項に記載の方法。
5. （５）座標変換した画像はスクリーンに表示する前に画
   像メモリに記憶させ、該画像メモリを実在の径と仮想の
   径で非同期充填する、すなわち、実在の径をもとにして
   仮想の径を計算し、計算した仮想の径を順番に画像メモ
   リに記憶させることを特徴とする特許請求の範囲第１〜
   ４項のいずれか１項に記載の方法。
6. （６）座標変換した画像はスクリーンに表示する前に画
   像メモリに記憶させ、該画像メモリを実在の径と仮想の
   径で同期充填する、すなわち、仮想の径と実在の径を同
   時に画像メモリに伝達することを特徴とする特許請求の
   範囲第１〜４項のいずれか１項に記載の方法。
7. （７）角度（θ）により相互を区別する一連の径からな
   る極座標表示（ρ、θ）の画像を所定数の画素と呼ばれ
   る点を備えるスクリーン上に直交座標で表示する際に、
   極座標から直交座標への変換により指定されない画素を
   充填して画像を均一化する方法であって、２つの連続し
   た実在する径の間に仮想の径を少なくともひとつ作り出
   す操作を含み、仮想の径上の各点には該仮想の径に隣接
   する実在の径上の同一距離（ρ）をもつ点のビデオ信号
   の関数であるビデオ信号を割当てる方法を実行するため
   の画像ディジタル変換器であって、−第ｉ番目の完全径
   を記憶する少なくともひとつの径メモリ（１３）と、 −極座標を直交座標に変換するユニット（３２）と、−
   上記径メモリの内容をデータとして受信し、上記座標変
   換ユニットから供給される座標値をアドレスとして受信
   する画像メモリ（４）と を備えることを特徴とする画像ディジタル変換器。
8. （８）−第（ｉ−１）番目の完全径を記憶する第２の径
   メモリ（１３＿ｐ）と、 −第ｉ番目と第（ｉ−１）番目の実在の径をもとにして
   該実在の径の関数である仮想完全径のビデオ信号を発生
   させる画素充填回路（Ｆ）と、−仮想径を極座標から直
   交座標に変換する第２の座標交換ユニット（３＿Ｆ）と をさらに備え、上記仮想径は、画像メモリ（４）内の、
   第２の座標変換ユニットにより指定されたアドレスに記
   憶されることを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載
   の画像ディジタル変換器。
9. （９）−表示に必要な第ｉ番目の実在の径の一部である
   第ｉ番目の有効径を記憶する第１の径メモリ（４８、４
   ９）と、 −表示に必要な第（ｉ−１）番目の実在の径の一部ある
   第（ｉ−１）番目の有効径を記憶する第２の径メモリ（
   ５０）と、 −第ｉ番目と第（ｉ−１）番目の有効径をもとにして、
   該有効径の関数である仮想径のビデオ信号を発生させる
   画素充填回路（Ｆ）と をさらに備え、上記仮想径は画像メモリ内の座標変換ユ
   ニットにより指定されたアドレスに記憶されることを特
   徴とする特許請求の範囲第７項に記載の画像ディジタル
   変換器。
10. （１０）画素充填回路（Ｆ）に入力される、同一の距離
    （ρ）位置にあり、第ｉ番目あるいは第（ｉ−１）番目
    の有効径に属する信号のうちの第（ｉ−１）番目の有効
    径信号に遅延（ｄ）を与える第１の回路（５１）をさら
    に備えることを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載
    の画像ディジタル変換器。
11. （１１）画像メモリに入力される、直交座標の一方の軸
    に平行な同一の直線上にある点に対応する実在の径ある
    いは仮想の径に属するビデオ信号のうちの第ｉ番目の実
    在有効径信号に、該実在有効径信号が画像メモリに入力
    される前に遅延（ｄ’）を与える第２の回路（５２）を
    備えることを特徴とする特許請求の範囲第１０項に記載
    の画像ディジタル変換器。
12. （１２）−第１の径メモリ（４８、４９）から出力され
    る信号に第１の一定の遅延（Ｄ）を与える第１の遅延回
    路（２１）と、 −第２の径メモリ（５０）から出力される信号に第１の
    一定の遅延（Ｄ）と第１の可変遅延（ｄ）を与える第２
    の遅延回路（２２）と を備え、画素充填回路（Ｆ）には上記２つの遅延回路の
    出力信号が入力され、 −第１の遅延回路（２１）から出力される信号に第２の
    一定の遅延（Ｄ’）を与える第３の遅延回路（２３）と
    、 −画素充填回路から出力される信号に第２の一定の遅延
    （Ｄ’）と第２の可変遅延（ｄ’）を与える第４の遅延
    回路（２４）と をさらに備えることを特徴とする特許請求の範囲第９項
    に記載の画像ディジタル変換器。
13. （１３）第１の可変遅延（ｄ）は以下の式 ｄ＝ε・Ｖ で与えられ、第２の可変遅延（ｄ’）は以下の式ｄ’＝
    ε・（Ｎ−ｋ）／Ｎ・Ｖ で与えられる ここに、 −εは２つの実在の径の間の角の増分であり、−ｋは考
    えている径の順番を示す数であり、−Ｎは仮想径の数に
    対応づけられる充填の度数であり、 −Ｖは、θを極座標の角とし、Ｘ、Ｙを径上の一点の座
    標とした場合に、θが０〜４５°ではＸであり、θが４
    ５°〜９０°ではＹであることを特徴とする特許請求の
    範囲第１２項に記載の画像ディジタル変換器。