JPS62203490A - 多重ビデオ信号のフイルタ用装置 - 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】 この発明は、同じ線に沿って配列された要素のリニヤア
レイにより形成される検出器の出力で発生され結果とし
て情景の走査を生じる多重ビデオ信号に固有のスプリア
ス信号を消去するため、前記ビデオ信号がまず増幅され
、その後画像を処理するためにデジタル形に変換され、
そして最後にアナログ形に再変換される装置に関するも
のである。

この装置は、例えば、新・発生赤外線検出器に使用され
る。

これら検Ｗ器は電荷転送素子または類似の素子に連結さ
れるｔｒ＋感知器により構成される。かくて入射光束を
電気信号に変換する作用および電流を積分し一連のビデ
オ信号を形成するようそれらを多重する作用がこれら検
出器の出力で実現される。

第１の発生検出器は光束変換作用のみを実行する。これ
ら検出器からでるスプリアス信号の消去は前増幅器の領
域で各検出器要素にフィルタ用コンデンサを加えること
により効果が生じる。信号多重作用はその後適切な回路
により効果が生じる。

新・発生検出器では各検出器の基本情報には触れない。

光束変換と多重作用は分離した作用ではない。従って検
出器の出力での信号はもはや同様に有用ではない。

極座標または直角座標での情景走査から得られる有用な
信号は今や検出器の出力で引続き現われ与えられた周波
数範囲で変調される。スプリアスな直流や低い周波数信
号はこれら有用な信号に重ね合わされ消去されねばなら
ず、スプリアス信号は、背後の平均温度または対物レン
ズ装置の温度と、異なったチャンネル間の電気的オフセ
ットと積分および多重装置の低周波数ノイズに対する検
出器の応答の結果である。

本発明に関わる装置は、第１の発生検出器の系が使用さ
れる時、検出器とその前増幅器間に備えられるフィルタ
用コンデンサの役割りに匹敵する役割りを演じようとす
るものであり、この容量性結合は新・発生、赤外線検出
器の系には存在しない。

且チャンネルの直列装置から発生する多重信号に基ずく
、各チャンネルの低い周波数をカットし得るかかる装置
をアナログ形で実現するのは、以下の構成要素すなわち
、 直列のビデオ信号を効果的に多重を解くための工のサン
プラー・ブロッキング手段とそれらの制御用系、 実際のフィルタ作用を効果的にするための工のアナログ
フィルタ（すなわち工の抵抗・容量性回路より少なくな
い）、 アナログ／デジタル変換を実施する前にこれらュの並列
通路を多重するための二のアナログ切換えスイッチとそ
れらの制御系、 が要求されるから推奨し得ることではない。

各チャンネルを独立に処理するために必要な多重を解く
作用はメモリの使用のおかげでデジタル技術で容易に遂
行できるから、本発明に関わる装置は、アナログ／デジ
タル変換器の出力で装置が第１の信号・整形回路を備え
、各分解された画素の座標にアドレスされシフトレジス
タとして作用する第１のＲＡＭメモリがそれに続き、分
解される画素に対応する入力データが同時に出力端子で
役立つこの第１のメモリの入力端子に伝達され、前記入
力データが同時に第１と第２の加算器に伝達され、前記
人力データと出力データ間の差および群をなす且の要素
により分割される前記差の商を発生させるため、分解さ
れる要素に関して二の要素遷移する異なった画素のイン
バータを介して反対符号の情報を前記シフトレジスタ出
力端子から第１の加算器が付加的に受信し、分解される
要素と関連する群の要素の入力データの平均値を形成す
るため、分解される要素に先立つ画素と関連する群の要
素の入力データの平均値を第２のＲＡＭメモリから受信
する第３の加算器にその商が伝達され、第１の分解され
た要素と関連する群の要素の入力データの平均値が初期
化位相間に前記第２のメモリで計算されて記憶され、第
３の加算器により供給された平均値が第２の信号・整形
回路を通過した後、次の群の要素と関連する平均値の計
算に使用するため第２のＲＡＭメモリに記憶され、そし
てまた分解される画素に対し各１要素群の位置を固定す
るある遅延を発生する第３のＲＡＭメモリに伝達され、
その第３のメモリの出力が信号の符号が反転された後、
分解される要素に対応する入力データの値とそれと関連
し、第３のメモリにより供給されるユ要素の群の情報成
分の平均値との間の差をかく生じる第２の加算器の別の
人力に接続され、フィルタ作用に対応するこの最後に述
べた差が第３の（３号・整形回路を介して伝達されるこ
とを特徴とする。

以下添付図面を参照し実施例により本発明がいかに効果
があるかを詳細に説明する。

第１図は同じ列に沿って配列された検出器要素±のリニ
ヤアレイＢを具えた新・発生検出器アレイの回路線図を
示す。これら検出器の各々は、それらの出力が一連のビ
デオ信号を電送するためＳで相互接続される電荷転送素
子工または類似の素子に結合されている。そのアレイは
“デューア（Ｄｅｗａｒ）　”バレル（ｂａｒｒｅｌ）
　Ｄに収容されている。

出力Ｓに現われるアナログ信号は増幅（Ａ）されてデジ
タル形に変換（’ＣＡ　Ｎ　）される。デジタル信号は
処理操作（Ｔ）を受けその後アナログ形への再変換（Ｃ
ＮＡ）を受けることができる。

例えば情景の走査が極座標でもたらされると仮定してみ
る。情景の完全な分解は赤外線自動導波器の特性に従っ
て視野を制限する。対物レンズの焦点面で得られる影像
は第２図示の１こまを形成する。検出器±はｎ要素リニ
ヤアレイＢに配列される。対物レンズのレベルでのプリ
ズムの回転は画像を情景の面で回転させる。かくて各検
出器要素１はその中心をＣｏに有する円を分解する。そ
れが受取る光束は積分されある時間周期の間引続き、回
転速度に依存し各１／１２８回転読取られる。かくてそ
れ自身地理的に且の要素に分割される検出器リニヤアレ
イの１２８の連続的な位置に分割される１こまは、ｎ画
素または画像の最小要素（画素の縮小）の１２８倍から
組立てられる。

これら要素工の１つは極座標ＰとＱの点Ｍのまねりに示
される。もし走査速度が２００ｔ／ｓなら、１こまは５
ｍｓの周期を有する。もしｎ＝３２要素なら、分解され
る２つの連続画像の最小要素間時間間隔はｌμｓの程度
である。

本発明に関わるフィルタはＣＡＨの出力に配置される。

その転送関数は以下のように表現される。

ｋ　　＝ｋ。

〕 ここでｎは検出器リニヤアレイの２．４，８゜６．３２
または３４の連続的な位置で、ｋｏ”’０．１または２
で 左は遅延オペレータを表わす。

次にｙ（し）を瞬時上において分解された画像の最小要
素の輝度レベルとする。

オペレータ生が値ｙ　（ｔ＋ｎτ）をｚ′１に一致させ
るなら、ｙ（ｔ）に印加される変換Ｈは以下のような関
数ｕ　（ｔ）を発生する。

ｙ（ｔ）　−−→ｕ（ｔ） ＝ｙ（ｔ）　　　　　□　　（ｙ（ｔ−ｋｏτ）＋ｙ　
（ｔ−（ｋｏ＋１）τ〕＋・・・・・・　＋ｙ　　（Ｌ
−（ｎ＋ｋｏ−１）τ〕）この式でｙ　（ｔ）は瞬時上
で分解された画像の最小要素の輝度レベルの大ざっばな
情報であり、前述の寄生信号の情報を含んでいる。

ｙ（ｔ−ｋｏτ）、ｙ　（’　（ｋｏ＋１）τ〕、・・
・・・・。

ｙ　（ｔ−（ｋｏ＋ｎ−１）　ｒ　）は、それぞれ瞬時
ｔ−に、　ｒ　。

ｔ−（ｋｏ＋１）　ｒ、　”・−・、　ｔ−（ｎ＋ｋｏ
−１）　ｔにおいて分解されたユの画像の最小要素の輝
度レベルを表わし、そしてそれらはまた寄生信号のレベ
ル含んでおり、τは２つの引続く情報成分の通過量時間
間隔である。それらの総和が且で分割されると、その商
は工の画像の最小要素の輝度レベルの平均値を表わし、
そしてこの平均値を瞬時↓で分解された画像の最小要素
の種度値から減算するとその結果は寄生信号の消去にな
る。数ｋ。は瞬時上で分解された画像の最小要素に関し
て前に分解された工の画像の最小要素の群の位置を決め
る。

本発明に関わるフィルタのブロック回路線図を第３図に
示す。

極座標での走査作用と連結した座標θとρ（θはリニヤ
アレイの角度位置ρは検出器の番号である）は信号の再
整形後はθ、とρ、になる。

Ｙ（出力ＣＡＮ）はアナログ／デジタル変換器の出力で
輝度レベルのデジタル化された信号である直列９ビット
語により構成される一連のビデオ通信を表わす。

それらをできる限り長く続ける目的で信号の再整形をも
たらすブロックＬ、を通した通過と、短絡回路・保護ブ
ロックＬ′１を通した通過後、連続的な情報成分Ｙはθ
、とρ、でアドレスされ遅延線として使用されるメモリ
ブロックＲＡＭ　’“１“。

（ランダムアクセスメモリ）に伝送される。このメモリ
は水平に積層されたシフトレジスタにより形成され、各
積層は検出器のリニヤアレイの番号に対応し、そしてレ
ジスタの各ブロックは垂直方向にθの位置に対応するが
、それは入力データを入力し出力データを出力するため
に作用する実際は同じ端子である入力／出力Ｉ１０で導
入される情報の転送を生じさせるために転移する。複数
の輝度レベルの値ｙはアドレスρ、とθ、に配列され、
それらは分解された画像の最小要素の座標である。シフ
トレジスタの転送機構により、瞬時しての入力ｙ　（ｔ
）はｙ（ｔ−ｎτ）が出力された直後に発生される。か
（て瞬時ｔて分解された各画像の最小要素については、
検出器（ρＬ）の同じ番号に対応する連続的な情報成分
の群が時間間隔ｎτの間そのメモリに保存される。

２つの引続く画像の最小要素の分解間１μｓ程度の時間
間隔の間には、メモリ中の且の値を見いだし務め、それ
らの平均値を取りそしてこの平均値を分解された値から
減算することはできない。

この平均値の計算は値ｎとに０とでたばねられる画像の
最小要素の群の初期化段で非循環的になされる。

例えば、ｎ＝３２およびに０＝０としよう。ρ（検出番
号）の一定値に関し第４図はかく規定された円の断面を
示している。

リニヤアレイの位置０と３１の間では、検出器の輝度レ
ベルの平均値は式 ％式％） 初期化位相で計算されたこの平均値はｌ？ＡＭ°“２′
°メモリに記憶される。

リニヤアレイの次の位置（θ＝３２）に対応する画像の
最小要素については、３２の前の位置の輝度レベルの平
均値が書かれる。

Ｚ これら２つの平均値開差をとることにより、次の値が得
られる。

ｙ３□−テｘ＋＝　　　　０’３□−ｙｏ）３２の値の
代りに唯１つの値７３．をメモリから取出せばよいから
平均値７３□の計算は比較的単純であることをこの関係
は示している。平均値７，２はその後ＲＡＭ“′２゛°
に記憶され、それで前述の記載された手順を繰返えすこ
とにより導出される関係 ｉ で、同様な方法で７，３を計算することが可能である。

ＲＡＭ“１゛のシフトレジスタはｙ３□が入力可能なよ
うｙｏがこのメモリから出力されるように構成され、同
様に、分解された次の画像の最小要素がｙ、をして）’
：ｌ、ｌの入力を許すよう出力させる、などなど。

フィルタのブロック回路線図はさらにｙｏがインバータ
ーを介してその入力Ａがｙ３□を受信する加算器（ＡＤ
Ｉ）の入力已に切換えられることを示している。従って
、値）’：＋ｚ−ｙｏはこの加算器の出力に生じる。簡
単には５つの下位ビットを消去することからなる３２で
のこの値の除算は、その人力Ｂで前にＲＡＭ“２゛に入
力された平均値Ｙ３１を受信する加算器（ＡＤ２）の入
力Ａで導入され、それ故その出力から平均値Ｙ３ｚ以外
の何ものでもない テ：ＩＩ＋　　　　　０’３□−ｙｏ）を供給する。ボ
ックスＬ２で再整形された後、７．２は７２３の計算の
間使用されるためにＲＡＭ“２″に記憶され、そして遅
延線（ｋｏ＝ｏに関して零遅延）として作用し、それか
ら入力Ａでテ、２を受信する別の加算器（ブロックＡＤ
２）の入力Ｂに転送のため反転の形で出力されるＲＡＭ
ｏ“３”メモリに記憶される。かくて、この加算器の出
力Σはｙ３□−ｙ３２を供給し、それはまさしくこの発
明の目的である、ブロックＬ３を介してなされるスプリ
アス信号を再整形するスプリアス信号フィルタ作用であ
る。

上述の例は最も簡単な場合を示しており、そこではに０
＝０、すなわち瞬時↓で到達する情報ｙ３！がその瞬時
に分解されている画像の最小要素も合わせて３２の画像
の最小要素からなる部分の平均値７３□と関連させられ
ている。

ｋｏが１または２に選ばれると、平均値が計算される３
２の画像の最小要素の部分は情報ｙ３□に関して１また
は２の最小要素遷移させられる。次にメモリＲＡＭ”３
“のみが遅延線として働き同時にその平均値の逆数がと
られる。

かくて−６ｄＢ／オクターブの傾斜を有する実現される
ローパスフィルタは、−３ｄＢで工とに０に関して、前
述の例の傾斜の範囲で次の表に示されるＬｂ（ＬｂはＨ
ｚ）に等しい低いカット・オフ周波数を有する。

情景の分解は別に直角座標でも結果がよいかもしれず、
取扱う問題はその時同じである。

さらに、分解された画像の最小要素はｋとｉで表わされ
る（極座標で分解する前述の考察の場合にはに＝ρでｉ
−〇）。ｙをアナログ／デジタル変換器の出力での輝度
レベル、ｔ、、ｉを座標ｋ。

ｉを有する点が分解される瞬時としよう。信号の。

復元後に、とｉＬになったこれら座標は、遅延線の機能
をなすメモリＲＡＭ　’“１°゛　（第３図回路線図参
照）のアドレスである。このメモリは２０４８の１６ビ
ツト語の容■を有し、その容量はｎ＝６４の時全部使用
され、ｎ＝２．４，８゜１６または３２の時部分使用で
ある。座標に、ｉを有する画像の最小要素に対応する期
間の第１の部分の間、点に、ｉ−ｎの輝度レベルが読出
され、第２の部分の間点に、ｉの輝度はＲＡＭ“１“°
にはいる。

ブロックＡＤ３の加算器とブロックＡＤＩのインバータ
は）’ｍ＋；　　　７ｍ＋；−７＝Δヶ、ｉの計算を可
能とする。

ブロックＡＤ３の加算器を介して饋還されるＲＡＭ“°
２゛とブロックし２の再整形回路は、アドレスに、ｉ（
法ｎ）で画像の最小要素期間ｋ。

ｉの第２の部分でそれに７３１．を加算するために抽出
される情報を含んでいる。かくて画像の最小要素期間に
、ｉの終りでブロック７の出力情報は＝　二　ｙ・・・
−・ ｋ、１−１ｊ＝１ に対応する。

ユで除算されるこの情報はＲＡＭ　’“３°′に入れら
れ、そこではに０を発生するために遅延線の機能が果た
される。あらゆる場合この情報は同じ検出器工で豆の引
続く輝度レベルの平均値ｙ、に等しい。

操作。ｎｋ＋ｉ　＝）ｌｋ、、　　　ＶｈはブロックＡ
Ｄ２の加算器でおこなわれる。この計算の結果（点ｋ。

ｉでの微分輝度）はブロックし３の回路により再整形さ
れる。

装置へのトリガーは電圧がそれに印加されるや否やまた
例えば取得期間の各始めで自動的になされ得る。

設けられた機能に加うるこのフィルタは、（ａ）多重さ
れた信号のＬＦフィルタに効果があり従って電荷転送素
子（ＣＣＤ）のＬＦノイズの消去に効果的に関与する。

（ｂ）明らかにオフセットの原因となる検出器やＣＣＤ
の非均一性を補正する仕事から解放されるにちがいない
（系としてのオフセットが異なった固体角度で光束によ
り励起される検出器の応答によりひきおこされまたはＣ
ＯＤの異なったチャンネルの“電気的″“オフセットが
関係される時）。

かくてＣＯＤに連結したＩＲ惑知器の応答における非均
一性の補正のみは実施されるにちがいない。

（Ｃ）全体として無視し得る（１＋１／ｎ）””　　（
またはｎ＝３２で＋０．１３ｄＢ）と仮定されるノイズ
の増加をひきおこす。

【図面の簡単な説明】

第１図は、新しい・発生検出器の回路線図を示し、 第２図は、極座標での情景の走査で得られる１こまを示
し、 第３図は、本発明に関わるフィルタのブロック回路線図
を示し、 第４図は、極座標における走査作用のための要素のリン
グ形群を示す。 Ｂ・−〇・要素リニヤアレイ ｅ　−検出器要素　　　　ｔ・−電荷転送素子Ｄ　−“
デューア°“バレル Ｓ・・−出力　　　　　　　Ａ−・−増幅器Ｔ−・処理
操作

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、検出器の出力で同じ列に沿って配列された要素のリ
   ニヤアレイにより形成され結果として情景の走査を生じ
   る多重ビデオ信号に固有のスプリアス信号を消去するた
   め、前記ビデオ信号がまず増幅され、その後画像を処理
   するためにデジタル形に変換され、そして最後にアナロ
   グ形に再変換される装置において、アナログ／デジタル
   変換器の出力で装置が 第１の信号・整形回路を備え、各分解された画素の座標
   にアドレスされシフトレジスタとして作用する第１のＤ
   ＲＡＭメモリがそれに続き、分解される画素に対応する
   入力データが同時に出力端子で役立つこの第１のメモリ
   の入力端子に伝達され、前記入力データが同時に第１と
   第２の加算器に伝達され、前記入力データと出力データ
   間の差および群をなす￥ｎ￥の要素により分割される前
   記差の商を発生させるため、分解される要素に関して￥
   ｎ￥の要素遷移する異なった画素のインバータを介して
   反対符号の情報を前記シフトレジスタ出力端子から第１
   の加算器が付加的に受信し、分解される要素と関連する
   群の要素の入力データの平均値を形成するため、分解さ
   れる要素に先立つ画素と関連する群の要素の入力データ
   の平均値を第２のＲＡＭメモリから受信する第３の加算
   器にその商が伝達され、第１の分解された要素と関連す
   る群の要素の入力データの平均値が初期化位相間に前記
   第２のメモリで計算されて記憶され、第３の加算器によ
   り供給された平均値が第２の信号・整形回路を通過した
   後、次の群の要素と関連する平均値の計算に使用するた
   め第２のＲＡＭメモリに記憶され、そしてまた分解され
   る画素に対し各￥ｎ￥要素群の位置を固定するある遅延
   を発生する第３のＲＡＭメモリに伝達され、その第３の
   メモリの出力が信号の符号が反転された後、分解される
   要素に対応する入力データの値とそれと関連し、第３の
   メモリにより供給される￥ｎ￥要素の群の情報成分の平
   均値との間の差をかく生じる第２の加算器の別の入力に
   接続され、フィルタ作用に対応するこの最後に述べた差
   が第３の信号・整形回路を介して伝達されることを特徴
   とする多重ビデオ信号のフィルタ用装置。