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

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

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JPS62164090A
JPS62164090A JP62003915A JP391587A JPS62164090A JP S62164090 A JPS62164090 A JP S62164090A JP 62003915 A JP62003915 A JP 62003915A JP 391587 A JP391587 A JP 391587A JP S62164090 A JPS62164090 A JP S62164090A
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ジャン クロード アンリ
ジャン ピエール アンドリュー
ドミニック ゴー
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    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
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    • G01S7/28Details of pulse systems
    • G01S7/285Receivers
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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。
JP62003915A 1986-01-10 1987-01-10 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 Pending JPS62164090A (ja)

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