KR900008371B1 - 이중 모우드 비디오 트랙커 - Google Patents

이중 모우드 비디오 트랙커 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

이중 모우드 비디오 트랙커
도면내에서, 동일 부분에는 동일한 참조번호를 붙였다
제1a도 및 제1b도는 본 발명의 양호한 실시예를 형성하는 이중 모우드 비디오 트랙커의 전체 블록도이고,
제2도는 비디오 처리기의 결합된 개략도이며,
제3도는 도심 처리기용 회로의 결합된 개략도이고,
제4도는 도심 처리기 선형 가중 함수 We 및 Wd와 트랙 게이트 크기사이의 관계를 도시한 그래프도이며,
제5도는 상관 처리기용 회로의 결합된 개략도이고,
제6도는 픽셀 "X"에 대한 상관 가중 함수를 계산할 때 사용된 픽셀들의 공간 관계를 도시한 도면이며,
제7도는 상관 처리기용 파이프라인 처리 기술을 사용하는 회로의 결합된 개략도이고,
제8도는 계산 상관 에러용 회로를 도시한 블럭도이며,
제9도는 상관 순환 기준의 블럭도이고,
제10도 및 제11도는 제5도에 도시한 상관 처리기용 회로의 상세한 블럭도이다.
발명의 배경
본 발명은 전술 시스템응용용 비디오 트랙커(tracker)에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면 상관(correlation) 및 도심(centroid) 비디오 처리기를 갖고 있는 트랙커에 관한 것이다
비디오 트랙커용 전술 시스템은 배경 및 전경 클러터(clutter) 물체들이 해당 타게트와 경쟁하는 곳에서도 높은 성능을 필요로 한다. 부수적으로, 이 시스템들은 타게트에 대한 상대 방위각 및 시계가 계속 변하고 트랙 감지기 시선 주위의 영상 로울(lmage rol1)이 매우 심해질 수 있는 동적 조건하에서 만족스러운 기능을 실행해야 한다.
과거에는, 도심, 면적 평형, 연부 및 다수의 상관 트랙킹 실시 개념과 같은 다양한 처리 기술 및 알고리즘을 사용하는 비디오 트랙킹 처리기가 고안되어 왔다. 대부분의 이 비디오 트랙킹 처리기들은 "이중 모우드" 동작시에 서로 조합하여 사용하기가 부적합한 특성을 갖고 있었다. 예를 들어, 연부 및 면적 평형 알고리즘은 에러 스케일 팩터(error scale facfor)에 무관한 타게트 형태를 정할 때 번잡스럽다는 결함이 있다. 다수의 상관 알고리즘 실행은 동적 조건에 기초를 두고 장면(scene)변화를 트랙킹할 때 만족스런 성능을 제공하지 못한다. 결과적으로, 이 형태의 상관 알고리즘들이 다른 트랙킹 처리기와 합께 이중 모우드 역할을 할때, 교체 트랙킹 알고리즘에 지나치게 의존하였다. 부수적으로, 배경에 관련하여 이동하는 타게트가 트랙되고 있을 때, 해당 타게트 주위에 트랙킹 게이트를 배치시킴으로써 고정 배경을 배제하는 것이 매우 바람직하다. 그러나, 다수의 상관 처리 알고리즘용으로 의미심장한 트랙게이트를 유도하기 위한 기술은 존재하지 않거나 상관 처리를 기초로하지 않거나 관련되지 않은 파라메터의 측정치인 외부 유도 데이타를 기대하지 못한다.
상술한 형태의 비디오 트랙킹 처리기는 통상적으로 특수 비디오 주사 및 인터레이스(lnterlace) 비디오포오맷을 허용하도록 실계된다. 그러므로, 트랙킹 처리기에 의해 통상적으로 허용되는 비디오 포오맷과 상이한 비디오 포오맷을 발생시키는 트랙형 감지기들이 사용되면, 처리기 설계는 변경되어야 하거나, 선택적으로 입력 비디오 포오맷은 처리되기 위해서 요구된 비디오 포오맷으로 변환되어야 한다. 주사 변환이 필요한 경우에, 상당한 처리 지연이 유도됨으로써, 트랙 루우프 대역폭을 제한시키게 되고 동적 조건하의 트랙형 성능 퍼텐셜을 감쇠시키게 된다. 부수적으로, 때때로, 주사 변환 처리 방법은 사용되는 감지기 고유의 장면 공간 샘플령을 불명료하게 하고, 양호한 트랙킹 에러 측정값의 발생에 해로운 비디오 가공과 공간적및 시간적 샘플링 상호작용을 유도한다
이상적으로, 소정 전술 응용시에 고성능을 제공하기에 특히 적합하고 다수의 주사 및 인터레이스 포오맷에 사용하기에 각각 적합한 다른 헝태의 2개의 비디오 트랙킹 처리기를 갖고 있는 비디오 트랙커를 제공하는 것이 바람직하게 된다.
도심과 상관형 비디오 트랙킹 처리기들은 본 분야에 공지되어 있다. 예를 들어, l979년 1월 2일자 휘츠(Fitts)에게 허여된 미합중국 특허 제4,133,044호에는 트랙킹 에러 계산 값을 계산하기 위해 순환 기준(recursive reference)을 사용하는 비디오 상관 트랙커가 기술되어 있다. 이 휘츠의 특허내에 기술된 상관트랙커는 픽셀(pixel) 포오맷으로 기준 맵(reference map)을 발생시키기 위해 회로를 포함한다. 이전의 비디오 프레임으로부터 유도된 기준 맵 픽셀 정보는 시야내의 각각의 픽셀에 대한 방위 및 고도 최적 가중 값들을 계산하기 위한 순환 메모리내에 기억된다. 현재 프레임 동안 수신되는 각각의 비디오 픽셀에 대한 세기값과 대응 기준 맵 픽셀에 대한 세기 값 사이의 차이는 적합한 가중 함수에 곱해진다. 그 다음, 각각의 최종 적(product)은 1개의 픽셀변(border)보다 적고, 전체 시야(FOV) 만큼 크게 될 수 있는 지정된 트랙게이트 영역에 걸친 프레임-기준 상관의 합성 표시값인 방위 및 고도 상관 에러 신호들을 형셩하기 위해 누산기내에 결합된다. 또한, 각각의 픽셀에 대한 가중 계수들은 결합되고, 횡결합을 제거하고 비-횡결합상관 에러 신호들을 발생시키기 의해 방위 및 고도 보정 에러 신호들과 결합되는 각각의 프레임의 단부에서 3개의 적합한 스테일 펙터를 형성하도록 전체 영상면상에 누산적으로 추가된다.
상술한 휘츠의 특허내에 기술된 비디오 상관 트랙커는 시선 주위의 장면 방위각, 시계 및 장면 로울 배향이 신속히 변하는 동적 조건에 특히 적합하다.
본 발명에 따르면, 특정한 장면을 트랙킹하기 위해 최적한 처리기가 자동적으로 선택되도록 자동적으로제어되는 상관과 도심형 비디오 처리기를 사용하는 이중 모우드 비디오 트랙커가 제공된다. 부수적으로, 이비디오 트랙커는 마이크로컴퓨터 및 비디오 처리기를 포함한다. 비디오 처리기는 상관 및 도심 처리기로 전달하기 전에 트랙킹 수신기/감지기로부터의 아날로그 입력 비디오 신호들을 조절하기 위한 인터페이스 장치로서 작용한다. 마이크로 컴퓨터는 비디오 데이타의 전송을 제어하고, 트랙킹 에러 파라메터를 계산하며,각각의 처리기 제어 기능과 최상 트랙킹 성능을 발생시키는 처리기의 선택을 포함하는 전 모우드 제어를 실행한다.
비디오 트랙커는 소정의 다음 트랙킹 모두드내에서 동작될 수 있다. 즉, (1) 경쟁 (2) 상보(complementary) (3) 차 비디오, 및 (4) 매우 낮은 SNR(신호대 잠음비).
경쟁 동작 모우드에 있어서, 도심 및 상관 처리기는 설계된 타게트를 독립적으로 트랙하는데 사용되고,"최상" 트랙킹 성능을 발생시키는 처리기는 실제 트랙킹 시스템 제어용으로 선택된다. 트랙 게이트 크기 고찰과 함께 도심 및 상관 처리기용으로 유도된 독립 트랙 상태 표시 값들이 활성 처리기 선택용 기준값을 형성한다. 도심 처리기의 경우에, 선택된 임계 값을 통과시킬 수 있는 트랙 게이트내의 픽셀 수는 임계 값을통과시키는 변 게이트 픽셀들의 수에 임계 값을 통과하는 트랙 게이트 픽셀의 수의 비와 합께 트랙 상태를 설정한다. 상관 처리기의 경우에, 차 비디오 게이트 면적에 대한 차 비디오 합의 비는 경사 게이트에 걸친경사합의 크기 및 경사합의 평균 값과 함께 트랙 상태를 설정하였다.
경쟁 모우드에는 다음의 4가지 가능한 트랙킹 상태가 있다. 즉,(1) 트랙 개시 (2) 트랙 유지 (3) 코스트(coast), 및 (4) 록크 손실.
트랙킹 순차는 조작자가 해당 타게트를 시야내에 바람직한 위치에 배치시키고 트랙 개시 명령을 실행할때 개시된다. 이러한 관점으로부터, 트랙커 동작은, 트랙킹 수행이 조작자에 의해 종료되거나 록크 손실 상태로 들어가지 않으면 자동적으로 실행되기 때문에, 재획득 처리가 개시되거나 시스템의 포인팅(pointing)제어가 자동적으로 조작자에게 복귀된다. 상술한 바와 같이, 트랙 상태 제어 전이는 도심 및 상관 트랙상태표시값에 의해 결정된다. 부수적으로, 전이 상태는 비활성 처리기가 인-래스터(in-raster) 트랙 모우드상에서 동작하는 동안 발생할 수 있는 게이트 크기 제약의 위반 또는 트랙 포인트 오배열로 인해 발생할 수있다. 획득 순차가 처리기를 위해 개시된 후, 트랙 유효 표시는 트랙이 만족스럽게 설정될 때 발생된다 이때, 처리기는 활성 트랙킹 제어용 지원 처리기이다.
상보 동작 모우드에 있어서, 상관 순환 기준 비디오는 도심 처리 기능에 의해 처리되고, 상관과 도심 트랙 에러는 각각의 축에 대한 단일 트랙킹 제어 에러 신호를 발생시키기 위해 동시에 결합된다.
차 비디오 모우드에 있어서, 트랙커는 도심 처리에 의해 이동 타게트를 자동적으로 포착하기 위해 상관처리기 차 비디오 파라메터를 사용한다. 최종적으로, 매우 낮은 SNR 동작 모우드에 있어서, 상관 순환 기준 비디오가 도심 처리용 비디오 SNR을 향상시키는데 사용된다.
본 발명의 한가지 중요한 특징은 상관 가중 함수 데이타로부터 형성되는 경사 함수를 사용함으로써 상관처리기에 자동 트랙 게이트 사이징(sizing)을 제공한다는 것이다. 방위각의 절대값과 고도 가중 함수를 합한 다음 이 합을 경사 게이트에 걸쳐 누산하고 게이트된 면적에 걸친 합의 평균값을 최소화하도록 각각의게이트 연부를 조정함으로써 게이트의 연부들이 결정된다.
본 발명의 다른 중요한 특징은 경사 함수의 크기와 상관 차 비디오의 크기를 결합시킴으로써 상관 처리기의 트랙킹 상태를 결정하는 기술을 포함한다. 이 특징은, 도심 처리 기능 및 도심 트랙 상태 표시기와 결합될 때 전자동 트랙킹 처리기를 실행하기 위한 수단을 제공한다. 비교 모우드에 있어서, 2개의 독립 트랙 상태 표시기들은 포인팅 제어시스템용 "최상" 처리기를 선택하기 위한 수단을 제공한다.
본 발명의 또 다른 특징은 참(true) 상보 함수인 합성 에러 신호를 형성하기 위해 상관 및 도심 트랙킹 에러들을 결합시키는 기술을 포함한다. 최종적으로, 본 발명의 비디오 트랙커는 단방향성 및 쌍방향성 주사를 포함하는 다수의 인터레이스된 공간 주사 및 비디오 데이타 포오맷 형태를 사용하는 감지기에 사용하기에 적합하다.
양호한 실시예의 상세한 설명
제1a도 및 제1b도를 참조하면, 본 발명은 장면 신호 수신기(24)에 의해 감지되는 타게트 장면(20)을 따라 트랙킹하기 위한 이중 모우드 비디오 트랙커를 제공한다. 이 수신기(24)는 장면(20)으로부터 방사된 전자 에너지를 수신함으로써 수신기(24)에 의해 전기 비디오 신호들로 변환될 수 있는 형태로 장면(20)을 기록하기 위해 여러 형태의 감지기(22)를 포함할 수 있다. 수신기(24)는 기록된 전자 에너지를 아날로그 비디오 신호로 변환시키고, 이 아날로그 비디오 신호를 적합한 비디오 동기 신호와 함께 본 발명을 형성하는 이중 모우드 트랙커에 전달한다. 동기 신호들은, 아날로그 비디오가 합성 신호인 경우에는 필요치 않다.
비디오 트랙커는 마이크로컴퓨터와 이에 관련된 타이밍 및 제어회로(26), 비디오 처리기(28), 상관 처리기(30) 및 도심 처리기(32)로 구성된다. 마이크로컴퓨터(26), 비디오 처리기(28), 상관 처리기(30) 및 도심처리기(32)는 후술하게 될 공통 데이타 버스에 의해 상호 접속되지만, 설명을 하기 위해; 이 구성부품들 사이의 상호접속 상태들은 구성부품들 사이로 전달되는 기능 신호들에 의해 제1a도 및 제1b도에 도시되어있다.
마이크로컴퓨터(26)은, 예를 들어, 8MHz 인텔(Intel) 80l86으로 구성될 수 있다. 마이크로컴퓨터(26)은, 비디오 처리기(28) 및 상관과 도심 처리기(30,32)에 감시 및 전산 자원(resource)과 함께 전체 트랙커모우드 제어를 각각 제공한다. 인터럽트 제어, 즉 3개의 인터럽트 신호들의 인식 및 우선 순위 중재는80186형 마이크로프로세서의 인터럽트 제어기부에 의해 제공된다. 3개의 인터럽트들은 도심 및 상관 게이트의 종료시 및 휠드(field) 간격 종료중에 필요한 처리를 개시한다. 또한, 마이크로컴퓨터(26)은 프로그램가능한 동기 발생기(38)을 제어한다. 이 동기 발생기(38)은 트랙커 전반에 걸쳐 사용된 클럭, 동기 및 FOV(시야) 신호를 재발생시키기 위해 수신기(24)로부터 인입 수평 및 수직 동기 신호들을 수신한다. 동기 발생기(38)은, 수직 및 수평 동기 신호들이 수신기(24)에 의해 개별적으로 제공되지 않을때 비디오 처리기로부터의 합성 동기 신호를 수직 및 수평 동기 신호들로 분리시키기 위해 선택적으로 프로그램될 수 있다. 픽셀클럭을 재발생시키도록 인입 수직 동기 신호를 록크시키기 위해 위상 폐쇄 루우프(42)가 사용된다. 동기 발생기(38)은 내장 검사(BIT)를 실행하기 위해서 수신기(24)로부터 동기 신호를 발생시키지 않고 내부 동기신호를 발생시키도록 선택적으로 프로그램될 수 있다. 또한, 동기 발생기(38)은 트랙커용 마스터 FOV 좌표를 제공한다. 이 좌표들은 트랙커 처리기가 FOV내의 픽셀의 위치를 정확히 결정할 수 있게 한다.
각각의 처리기의 회로를 자동적으로 검사하기 위해서 128×128픽셀까지의 여러 형태의 합성 타게트 크기및 형태를 발생시키기 위해 BIT 비디오 발생기(40)이 제공된다.
한 실시예내에서, 마이크로컴퓨터(26)은 128KB의 PROM(34) 및 16KB의 RAM(36)을 포함한다.
비디오 훨드율(전형적으로, 60Hz) 이하에서 발생하는 모든 트랙커 계산 또는 데이타 전송은 마이크로컴퓨터(26)내에서 실행된다. 트랙 에러 계산과 같은 몇가지 기능들은 각 비디오 훨드마다 적합하게 실행되지만, 다른 기능들은 이 비디오 프레임율로 계산된다. 비디오 프로세서(28)은 융통성을 갖고 있고 여러 형태의 감지기(22)로부터 한 그룹의 비디오 소오스들 중 소정의 비디오 소오스를 수용하도록 구성될 수 있는 범용 비디오 인터페이스로서 작용하고, 또한 수신기(24)로부터 수신된 아날로그 비디오 신호들을 상관 처리기(30) 및 도심 처리기(32)와 호환가능한 포오맷으로 미리 조정하도록 작용한다. 또한, 입력 비디오 신호의 기본 비디오 아날로그-디지탈 변환 실행외에, 처리기(28)은 반 앨리어싱 휠터링(anti-aliaslng filtering),비디오 이득과 오프셋 감쇠, 게이트된 비디오 피이크 및 골(valley) 검출, 및 구성가능한 픽셀 평균화 또는 픽셀율 버퍼링 기능을 제공한다.
비디오 예비처리
비디오 프로세서(28)의 기본 구성 부품들이 도시되어 있는 제2도를 참조하면, 수신기(24)로부터의 아날로그 입력 비디오는 마이크로컴퓨터 제어식 스위치(46)을 통해 그라운드-루우프 잡음(ground-1oopnoise)을 최소화시키도록 작용하는 차동 증폭기(48)에서 차신호로서 수신된다. 스위치(46)은 마이크로컴퓨터의 데이타 버스(44)로부터 전달되어 D/A변환기(92)에 의해 처리되는 마이크로컴퓨터(26)으로부터의 아날로그 BIT를 교대로 입력시킨다. 증폭기(48)로부터의 아날로그 비디오 신호 출력은 래스터 방향으로 픽셀의 의사-평균(pseudo-averaging)을 제공하는 저역 통과 반 앨리어스 휠터(50)을 통해 전달되지만, 이 휠터(50)은 입력 신호의 멀티플렉싱률과 동기인 아날로그-디지탈 변환을 필요로 하는 이 구성을 위해 마이크로컴퓨터 제어식 스위치(52)를 통해 바이패스될 수 있다 프로그램가능 오프셋 회로(54) 및 프로그램가능이득 회로는 마이크로컴퓨터(26)에 의해 발생된 명령을 수신하고 비디오 아날로그 신호의 오프셋 및 이득을 각각 조정하도록 작용한다. 아날로그 오프셋 및 이득 연산 다음에, 아날로그 비디오 신호는 A/D 변환기(60)에 의해 7개의 비트로 엔코드된다. 7개의 비트의 중간 절반은 상관 처리기(30) 및 도심 처리기(32)에의해 사용되는 6비트 비디오로서 사용되는데, 이에 대해서는 다음에 설명하겠다.
삼위(three position) 마이크로컴퓨터 제어식 스위치(58)은 픽셀 평균 및 비율 버퍼링 회로(68 및 70)으로 각각 전달하기 위해 A/D 변환기(60)에 의해 출력된 디지탈 신호, 디지탈 BIT 비디오 소오스 또는 외부 디지탈 비디오 소오스를 선택한다. 디지탈 BIT 비디오 신호들은 트랙커내의 다수의 포오트로부터 해독된 데이타에 기초를 두고 검사 평가를 실행하기 위해서 마이크로컴퓨터(26)에 의해 발생된다. 참조번호(68)에서의 인접 열(column) 또는 라인들에 대한 픽셀 평균은 숫자화된 입력 비디오의 1개의 열 또는 라인을 기억시킨 다음, 열 또는 라인이 도달할 때 기억된 열 또는 라인을 다시 해독하고 픽셀 쌍들을 평균화함으로써 실행된다. 그러므로, 교호 열 타임은 기억 및 픽셀 평균에 사용된다. 열 또는 라인내의 인접 픽셀들의평균은 쌍으로된 인접 픽셀들을 평균하거나 하프-풀-하프 가중(half-ful1-half weighting)시의 3개의 인접 픽셀들을 평균함으로써 달성된다. 픽셀 평균 회로(68)은 A/D 변환기(60)과 마찬가지로 입력 클럭 신호소오스(64)에 의해 구동된다.
비율 버퍼(70)은 처리기 콜럭(66)에 의해 구동되고, 픽셀 평균화된 열 또는 라인이 형성된 다음 입력 클럭율의 1/2로 데이타를 클럭 이웃시키도록 다음 2개의 열 또는 라인 타임을 사용할 때 픽셀 평균화된 열 또는 라인을 교대로 기억시키는 2개의 열 이하의 메모리들로 구성될 수 있다. 버퍼(70)은 트랙 픽셀 데이타울을 감소시키도록 효율적으로 작용한다. 픽셀 평균과 비율 버퍼링 연산(68,70)중 어느 한 연산 또는 이 모든 연산은 필요시에 한쌍의 마이크로컴퓨터 제어식 바이패스 스위치(62)를 통해 우회될 수 있다. 픽셀 평균과 비율 버퍼링을 사용함으로써, 트랙커가 상관 및 도심 처리기(30,32)의 하드웨어 속도 한계를 각각 초과하는 입력 비디오 데이타율로 만족스럽게 작용될 수 있게 된다.
비디오 처리기(28)의 출력(94)는 상관 처리기(30)과 도심 처리기(32)로 동시에 전달되는 6비트 디지탈 비디오 신호이다. A/D 변환기(60)의 7비트 출력은 피이크 검출기(72) 및 골 검출기(74)를 사용하여 비디오피이크 및 골검출용으로 적합한 동적 범위를 제공하는데 사용된다. 검술기(72 및 74)는 트랙킹 게이트내의 최대 및 최소 비디오 세기를 결정하기 위해서 AGC(automatlc gaing control. 자동 이득 체어) 신호에 의해 게이트된다. 각각의 검출기(72,74)는 소정 세기의 최소한 4개의 픽셀들이 이 전체 계기가 피이크 또는 골로서 기록되게 하는데 필요하게 되도록 순환형 휠터를 포함한다. 피이크 및 골 값이 휠드들 사이의 데이타 버스(44)를 통해 마이크로컴퓨터(26)으로 보내진 다음, 레벨 및 이득 제어 계산값 들이 마이크로컴퓨터(26)에 의해 계산된다. 비디오 처리기(28)은 마이크로컴퓨터(26)으로부터 오프셋 및 이득 값들을 수신하고, 참조번호(54 및 56)에서의 DC 레벨 및 비디오 이득을 각각 제어하기 위해서 파라메터들을 사용한다. 비디오의 DC 레벨은 휠드 동안에는 일정하지만, 적합한 DC 복원 회로(도시하지 않음)에 의해 각각의 비디오라인들사이에서 쟤설정된다. 레벨과 이득 제어 루우프들은 트랙킹용으로 사용된 숫자화 비디오의 6비트 범위에 걸친 트랙 게이트들내에서 비디오 세기의 평균율을 유지하도록 구성되므로, 타계트 콘트라스트(contrast) 를 최대화시킨다.
그러므로, 상술한 바와 같이, 비디오 처리기(28)은 입력 비디오 신호들을 버퍼하도록 작용하고, 아날로그입력 비디오 신호를 6비트 디지탈 신호로 변환시키며, 디지탈 신호의 레벨 및 이득을 자동적으로 제어하고, 픽셀 평균과 비율 버퍼링을 제공한다.
도심 처리
이제부터, 도심 처리기(32)의 중요한 구성 부품들이 도시되어 있는 제3도를 참조하겠다. 도심 처리기(32)는 트랙 및 변 게이트 위치 및 크기 뿐만 아니라, 도심 트랙 에러 및 도심 비디오 임계값을 졔산하기 위해서 마이크로컴퓨터(26)에 의해 요구된 데이타를 발생시키도록 작용한다. 제3도에 도시된 바와 같이, 예비 처리기(28)로부터의 디지탈 비디오 신호는 디지탈 비교기(80)의 한 입력 뿐만 아니라 세기 히스토그램(histogram) 발생기(76)의 입력에 전달된다. 히스토그램 발생기(76)은 트랙 게이트 및 동심 변 게이트 면적내의 모든 비디오에 대한 세기 히스토그램 데이타를 발생시킨다. 히스트그램 데이타는 마이크로컴퓨터(26)에 의해 도심 임계값을 자동적으로 계산하는데 사용된다. 히스토그램 발생기(76)은, 예를 들어,128K×256K RAM으로 구성될 수 있는데, 이 경우에 128비트 어드레스는 2개의 64비트 절반부로 분할된다. 즉, 참조번호(98)에서의 절반은 픽셀 세기에 의해 트랙 게이트내에 어드레스되고 참조번호(96)에서의 다른절반은 픽셀 세기에 의해 변 게이트내에 어드레스된다. 256비트 RAM 데이타는 휠드들 사이에서 클리어된다음에 어드레스될 때 1만큼 증가된다. 어드레스(96,98)은 데이타 버스(44)상에서 마이크로컴퓨터로부터 수신된 데이타에 의해 교대로 제어되는 적합한 타이밍 및 제어회로(78)에 의해 발생된다. 트랙 및 변 게이트면적에 대응하는 2개의 64 워드 어레이로 구성되는 히스토그램 발생기(76)의 출력은 마이크로컴퓨터 데이타버스(44)로 전달된다.
6비트 디지탈 비디오 입력 신호는 비교기(80)에 의해 데이타 버스(44)상에서 마이크로컴퓨터(26)으로부터 제2입력상에 수신된 디지탈 임계값 신호에 비교되고, 최종 2진 비디오는 스위치(82)를 선택하도륵 마이크로컴퓨터(26)에 의해 공급된 극성 비트(100)에 따라 임계값 이상의 비디오(포지티브 콘트라스트) 또는 임계값 이하의 비디오(네가티브 콘트라스트)용으로 형성된다. 트랙내에서 형성된 2진 도심 비디오 버스는 계수기(84) 및 누산기(86)으로 전달된다. 마이크로컴퓨터(26)에 의해 공급된 방위(AZ)와 고도(EL)용 FOV데이타는 타게트 또는 FOV 연부 검출기(88) 뿐만 아니라, 누산기(86)으로 전달되고, 타게트 검출기(88)은 비디오 휠드율로 트리거하는 스위치(90)으로부터 시분할 기준상의 이 계수들을 수신한다. 그러므로, 타게트연부 검출기(88)은 임계값 타게트 연부에 대응하는 고도(상·하) 빛 방위(좌·우) FOV 위치를을 검출하고, 이 타게트-연부 정보는 데이타 버스(44)로 출력되어, 트랙 및 변 게이트의 크기를 결정하도록 마이크로컴퓨터(26)에 의해 사용된다.
상술한 바와 같이, 트랙 게이트 크기 제어는 임계 비디오 연부들의 위치를 검술 및 처리함으로써 달성된다. 제4도에 도시된 그래프에 있어서, 디지탈 비교기(80)으로부터 출력된 2진 비디오는 트랙 게이트 크기및 위치 정보에 의해 결정되는 선형 가중 함수(We 및 Wd)에 효울적으로 곱해진다. 선형 가중 함수(We및 Wd)는 비디오 라인 또는 열 방향으로 픽셀 계수기(도시하지 않음)로부터 유도될 수 있고, 직교 방향으로 라인 또는 열 계수기(도시하지 않음)로부터 유도될 수 있다. 그러므로, 2진 비디오 가중 함수가 발생되고, 임계값을 통과하는 다수의 픽셀들이 트랙 게이트에서 누산된다. 제3도에 도시한 바와 같이, 비교기(80)의 2진 출력은 누산기(86)에 전달되기 전에 선형 가중 함수(We 및 Wd)에 따라 증배기(102 및 104)에 의해 곱해지거나 게이트된다.
트랙 게이트는 이 트랙 게이트가 각각의 휠드에 주사된 후 데이타 버스(44)를 통해 마이크로컴퓨터(26)에 전달되는 원(raw) 에러 파라메터들인 3개의 2진 도심 비디오 변수(Ee,Ed 및 Io)가 누산될 수 있게 한다. 실제 트랙 에러는 마이크로컴퓨터(26)에 의해 비디오 휠드율로 계산된다. 변수(Ee,Ed 및 Io)는 트랙 게이트내의 실제 도심 비디오의 고도 및 방위 FOV 위치 및 픽셀 계수의 누산을 나타낸다.
변 게이트는 트랙 게이트와 동심이고, 트랙 게이트에 관련된 크기는 적합한 소프트웨어 제어에 의해 조정될 수 있다. 더욱이, 도심 처리기(32)는 상관 처리기(30)으로부터 순환 기준(이하, "최종 맵"이라 칭함) 또는 차 비디오 신호를 입력으로서 수신할 수 있다.
상관 처리
상관 처리기(30, 제1a도 및 제1b도)는 기본 구성 부품들과 1979년 1일 2일자 존 엠 휘츠에게 허여된 미합중국 특허 제4,133,304호에 사용된 상관 트랙킹 에러 신호 발생 기술을 사용하는데, 이것에 대한 상세한 설명은 본 명세서의 참고문헌으로 사용되었다. 상관 트랙킹 에러 신호를 발생시키는 것외에, 상관 처리기(30)은 가중 함수(Wd 및 We)의 절대값들의 합, 및 다음에 정의되는 차 비디오의 합을 누산한다. 차 비디오의 합은 트랙 게이트 면적에 의해 누산되고, 가중 함수의 절대값은 트랙 게이트에 무관한 게이트된 면적에 절쳐 누산된 다음에, 상관 트랙 게이트 크기를 계산하기 위해 마이크로컴퓨터(26)에 의해 사용된다.
방위 가중 함수(Wd) 및 고도 가중 함수(We)는 다음의 관계식으로 각각 정해진다.
Figure kpo00001
Figure kpo00002
여기서, △e 는 ε좌표를 따르는 각각의 픽셀의 크기이고, △d는 η좌표를 따르는 각각의 픽셀의 크기이며, i및 j는 ε및 η좌표를 따르는 픽셀 위치를 나타낸다.
이하, 정합 휠터 상관 기술이라고 하는 미합중국 특허 제4,133,044호에 기재된 기술은 비디오 데이타의 "파이프라인"처리에 사용된다. 파이프라인 처리를 사용하면, 트랙 게이트내의 모든 기억된 기준 장면 및 현재 장면 정보는 게이트가 주사될 때 사용되므로, 게이트의 크기에 무관하게 트랙 게이트 주사가 완료된 직후에 에러 신호 데이타를 발생시킨다.
더욱 상세하게 후술한 바와 같이, 상관 처리기(30), 은 또한 새로운 비디오 데이타가 이전에 존재하는 기준 비디오 데이타에 증가적으로 추가되므로 기준 데이타가 원활하게 갱신되는 순환 기준 갱신 방법을 사용하는데, 이 방식에 있어서, (방위각 또는 시계 변화 및시선 주위의 감지기 로울로 인해) 변하는 타게트 형태가 허용되지만, 장면을 통과하는 잡음 또는 클러터와 같이 더욱 신속하게 변하는 데이타는 거부반응을 일으킨다.
상관 처리기(30)의 기준 구성 부품들이 도시되어 있는 제5도를 참조하겠다. 비디오 처리기(28)로부터 전달된 6비트 디지탈 비디오 데이타는 휠드당 N×M 트랙 픽셀 영역을 갖고 있는 상관 기준을 기억시키기 위한 메모리를 포함하는 디지탈 순환 기준 회로(18)에 의해 수신된다. 비디오 처리기(28)로부터의 입력 비디오는 마이크로컴퓨터(26)에 의해 제어되는 시정수(W1)을 순환 기준으로 갱신된다. 기준 갱신은 입력 비디오 세기로부터 최종 기준 픽셀 비디오 세기 값을 감산함으로써 실시간내에서 픽셀×픽셀 기준상에서 달성되므로, "차 비디오"(△v)를 발생시키고, W1파라메터에 따라 차 비디오를 전이시킨 다음 전이된 차 비디오를 최종 기준 비디오 세기에 가산한다. 이 순환 기준 계산의 결과는 "현재 맵"이고, "최종 맵"이 다음 프레임용으로 되도록 순환 기준 회로(108)내에 기억된다. 이 기술은 다음 식으로 나타낼 수 있다.
MAPij(K)=W1VIJ(k)+(1-W1)MAPIJ(k-1)
여기서, MAPIJ(K)=현재 맵(순환 기준 출력)
VIJ(k)=입력 비디오
MAPI(k-1)=(이전 프레임으로부터의)맵 비디오
W1=휠터 시정수
순환 기준 계산의 결과는 기억되기 위해 프레임 및 휠드 메모리(110,112)로 각각 전달된다. 마이크로컴퓨터(26)에 의해 제어된 타이밍 및 제어 회로(l06)은 메모리(110,112)로부터의 기준 비디오를, 구성가능한 스위칭(114)를 통해 고도 및 방위 가중 함수 회로(116,118)로 클럭 아웃시키기 위해서 기준 게이트 신호들을 출력시킨다. 또한 기준 비디오는 "최종 맵"으로서 순환 기준(l08)에 다시 공급되고, 상보 및 낮은 SNR트랙커 동작 모우드내에서 사용하기 위해 도심 처리기(32)의 입력으로 전달된다. 각각의 프레임 및 휠드 메모리(110,112)가 상이한 비디오 소오스 포오맷을 조절하게 된다. 이와 유사하게, 마이크로컴퓨터 제어하에 있는 구성 가능한 스위치(114)도 상이한 비디오 소오스 포오맷을 조절하도록 제공된다. 몇가지 비디오 포맷의 경우에, 예를들어 인터레이스 방향으로의 가중 함수는 비디오로부터 1프레임 지연으로 유도되지만, 다른 포오맷들은 1휠드 지역을 필요로 한다. 픽셀 "X"에 대한 상관 가중 함수를 계산할때 사용된 픽셀들을 공간적으로 도시한 제7도를 참조하면, 방위 가중 함수(Wd)는 주사 라인(132)를 형성하는 픽셀 A 및 B의 함수이고, 고도 가중 함수(We)는 동일한 픽셀 콜럭 주기(130)동안 발생하지만, 픽셀 "X"를 포함하는 어느 한측상의 주사 라인상에 있는 픽셀 C 및 D의 함수이다.
차 비디오는 순환 기준 갱신 함수(108)로부터 참조번호(122)로 집학적으로 표시된 한 셋트의 증배기-누산기로 전달되고, 차동 비디오의 절대값을 졔산하고, 이 값을 "비디오 차" 또는 자동 타게트 검출 트랙킹모우드내에서 사용하기 위해 도심 처리기(제1b도)로 보내는 회로(120)으로 전달된다.
가중 함수 회로(118 및 116)으로부터 각각 출력된 상관 가중 함수(Wd 및 We)는 절대값들이 계산되는회로(124)로 전달된다. 그다음, 가중 함수들의 절대값들은 가산 회로(l26)에 의해 함께 합해지고, 이 합은 누산기(128)에 의해 독립 제어된 게이트 영역에 걸쳐 누산되는 누산된 합은 데이타 버스(44)로 출력되고,트랙킹 게이트의 크기를 자동적으로 분류하기 위해 마이크로컴퓨터(26)에 의해 사용된다.
차 비디오는 트랙 게이트내의 각각의 픽셀용으로 참조번호(122)에 누산된다. 이 누산된 합은 데이타 버스(44)로 출력되고, 상관 트랙 특성을 결정하기 위해 마이크로컴퓨터(26)에 의해 사용된다.
마이크로컴퓨터(26)에 의해 동작된 타이밍 및 제어 회로(106)은 필요한 타이밍 및 제어 신호를 상관 처리기(30)에 제공한다. 상세하게 말하자면, 회로(106)은 기준 게이트 신호를 메모리(110,112)에 제공하고, 트랙 게이트 신호를 증배기-누산기(122)에 제공하며, 가중 함수 게이트 신호를 누산기(128)에 제공한다.
상술한 바와 같이, 상관 고도 가중 함수(We)는 처리되는 현재 픽셀 위와 아래의 픽셀들에 대한 세기 값들 사이의 차 함수이다. 이와 마찬가지로, 방위 가중 함수(Wd)는 처리되는 현재 픽셀 좌측과 우측의 픽셀 세기 값들 사이의 차 함수이다. 비디오 포오맷이 We방향으로 인터레이스되는 경우에, We함수는 처리되는 휠드로부터 대향 휠드내의 정보를 필요로 하는데, 이 정보는 휠드 메모리(112)에 의해 공급된다. Wd함수는 처리된 휠드와 동일한 휠드내의 정보를 필요로 하므로, 데이타는 순환 기준(108)에 의해 사용된 프레임메모리(110)으로부터 유용하다.
증배기-누산기(122)는 트랙 게이트 영역내에서만 데이타를 누산하고 상관 트랙 에러를 계산하도록 마이크로컴퓨터(26)에 의해 사용되는 다음의 5개의 상관 변수를 형성하도록 동작한다.
Figure kpo00003
상기 5개의 변수를 사용하여, 마이크로컴퓨터(26)은 다음 식에 따라 트랙 에러를 계산한다.
Figure kpo00004
Figure kpo00005
이제부터, 제7도 내지 제9도를 참조하여 상술한 정합 휠터 상관 처리에 관하여 상세하게 기술하겠다. 이 기술은 장면 기준 상호 상관 함수의 피이크를 결정하는 것과 수학적으로 등가인 상호 상관 함수 공간 도함수의 제로 크로싱의 위치를 결정하기 위한 방법으로서 간주될 수 있다. 테일러 급수 전계를 사용하면, 처리되는 기준 장면 픽셀의 위치에서의 기준 장면의 수명 및 수직공간 도함수인 가중 함수에 의해 인입 장면과 기준 장면사이의 픽셀 세기 차들을 곱함으로써 계산될 수 있다는 것을 알수 있다. 각각의 픽셀에 대한 각각의 차 비디오-가중 함수 적들은 인입 장면이 주사될때 발생되고 해당 트랙 게이트에 의해 누산된다. 이때, 트랙킹 에러들은 가중 함수의 적과 제곱의 누산된 합에 의해 이 누산된 적을 적합하게 스케일링함으로써 얻어진다. 가중 함수 발생 및 적합한 픽셀율의 곱셈은 적 누산과 함께 상관 처리기(30)에 의해 설명된다.
제8도에는 간략화된 비-인터레이스 비디오 포오맷용으로 상관 처리기(30)에 의해 사용된 인입 비디오및 순환 기준의 파이프라인 처리 상태가 도시되어 있다. 수평 및 수직 가중 함수들은 Wdij및 Weij로서 각각 지정된다. 차 비디오는 Vij-Rij와 동일한데, 여기서 Vij및 Rij는 각각 인입 장면 및 기준 픽셀 세기 값이다. 트랙 에러 계산의 나머지 부분은, 트랙 게이트가 주사되고 에러 파라메터 누산합들이 유용하게 된 후 마이크로컴퓨터(26)에 의해 실행된다. 이 계산은 교차 결합 보정의 스케일링 및 드리프트 제거 처리로 구성된다. 이 나중에 기술한 계산들은 제8도에 블럭도로 도시되어 있다. 스케일링 계산은 적합한 제곱 가중 함수 합에 의해 원 트랙 에러(Ee 및 Ed)를 정규화하는 것으로 구성된다. 교차 결합 보정 동작은 가중 함수교차적 합(Ced)를 사용하고, 장면 또는 타게트 연부 또는 세기 경사들이 수평 및 수직축에 관련하여 스큐(skew)될때 다수의 상관 처리 알고리즘내에서 발생하는 에러 교차 결합을 제거한다.
드리프트 제거 처리는 순환 기준이 갱신율 졔수(W1)로 계속 갱신된다는 사실을 보상한다. 순환 기준(108)의 기본 구성 부품들은 프레임 메모리(110)과 함께 제9도에 도시되어 있다. 상술한 바와 같이, 순환상관 기준은 입력 비디오 픽셀 세기 값들을 가중 게수(W1)에 곱하고, 이것을 기준값이 1-W1만큼 곱해진후, 대응 기준 픽셀에 대한 기준 세기 값을 가산함으로써 발생된다.
기준내의 특정한 장면의 "수명(lifetime)"은 W1의 값(1 이하)에 의해 결정된다. 예를들어, W1이 1/60번째이고, 감지기 휠드가 60개의 휠드/초이면, 기준 장면의 "수명"은 1초이다. 드리프트 제거 처리를 위해, 가중 계수(W1)로 누산되므로, 초기 포인팅 기준 동적 다음 에러가 기준 갱신중에 발생하더라도 과거의 트랙킹 에러들이 유지된다. 더욱이, 동적 다음 에러를 드리프트 제거 처리하는 경우에, 몇가지 상황내에서 기준 에러 처리 알고리즘이 제한된 동적 범위에 에러 신호들을 제공하더라도 다수의 픽셀들의 크기가 록크 손실을 발생시키지 않을 수 있다. 그다음, 드리프트 제거 처리의 출력들은 각 트랙킹 에러를 발생시키도록 트랙 비디오 픽셀 크기에 의해 스케일된다.
인터레이스 비디오 포오맷의 경우에, 순환 기준이 각각의 휠드에 대해 효울적으로 발생된다. 2 : 1비-중첩 인터레이스를 갖고 있는 감지기의 경우에, 인터레이스 방향으로의 가중 함수들은 대향 휠드에 대한 기준내의 인접 픽셀들로부터의 세기 값들을 사용하여 발생된다. 그다음, 비-중첩 인터레이스 휠드용 누산 합들이 결합되고, 새로운 데이타가 휠드로부터 얻어질때마다 갱신되는 만일 트랙 에러 계산용으로 사용된다. 인터레이스 비디오 포오맷에 있어서, W1갱신율 계수는 비디오 프레임 당 비디오 휠드의 수로 나누어진 순환기준 갱신율 계수이다.
0과 1사이에 있을 수 있는 순환 갱신율 계수(W1)은 마이크로컴퓨터(26)에 의해 동적으로 제어된다. 단일 프레임 메모리에 대응하는 계수 1은 새로운 기준을 로드시키는데 사용된다. 계수 0은 과도 클러터가 검출될때 기준을 동결시키는데 사용되므로, 클러터 오염을 방지한다. 트랙킹 결합중에, 트랙킹이 개시될때 기준이 로드된다. 그다음, 갱신율 계수는 순환 기준의 잡음 휠터링 특성을 최적화시키도록 프로그램된 방식으로 연속적으로 적은값으로 감소된다. 그다음, 갱신율 계수는 상관 트랙 상태, 및 인입 장면과 기준 사이의 프레임-프레임 에러의 함수이다. 프레임-프레임 에러가 증가하면, 갱신율 계수도 중가되므로, 인입 장면과 기준 사이의 순간 오배열을 감소시키게 된다. 클러터 침입이 검출되면, 기준이 동결된다.
장면 또는 타게트 비디오 경사들은 상관 트랙킹에 기본인 정보를 포함한다. 그러므로, 이 정보 함량을 최대화시키도록 상관 게이트를 사이즈하는 것이 바람직하다. 바람직한 정보의 적합한 측정치를 발생시키기 위해서, 경사 함수는 트랙 게이트내에 포함된 각각의 기준 픽셀용으로 발생된다. 상술한 바와 같이, 이 경사함수는 해당 픽셀 위치에 대한 수평 및 수직 가중 함수의 절대값들의 합이다. 그다음, 경사 함수는 경사 게이트 상에 누산되고, 경사 게이트는 경사 게이트상의 이 합의 평균값을 최대화시키도록 마이크로컴퓨터(26)에 의해 흥분 상태로 된다. 그다음, 경사 게이트 연부 위치들은 바람직한 트랙 게이트 연부 위치를 발생시키도록 마이크로컴퓨터(26)에 의해 처리된다.
정상 트랙킹 상태하에서, 트랙 게이트상의 차 비디오의 합은 비교적 작다. 그러나, 클러터가 트랙 게이트내로 침입하는 경우에, 상당한 차 비디오 합으로 상승한다. 그러므로, 차 비디오는 트랙 게이트에 걸쳐 누산되고, 이 클러터 검출 정보는 다수의 상관 트랙킹 제어 알고리즘 및 전체 트랙킹 처리기 모우드 및 트랙상태 제어시에 사용하기 위해 마이크로컴퓨터(26)으로 보내진다.
상관 순환 기준으로부터의 장면 평균 비디오 및 상관 차 비디오는 정합 휠터 상관 기술의 고유 비디오들이다. 비디오 출력 부산물들이 도심 처리기(32)에 의해 제공된 함수와 결합되면, 그 결과, 마이크로컴퓨터(26)의 제어하의 동작 모우드내에서 다수의 유용한 트랙킹 기능들을 실행하기 위한 수단이 제공된다.
본 발명의 트럭커의 다른 중요한 특징은 트랙 상태 표시(TSI)가 상관 처리기(30)을 사용하여 발생되고, 이에 관련하여 상관 처리기(30)의 기본 구성부품들이 TSI를 발생시키기 위해 구성부품들과 함께 도시되어있는 제5도에 기준이 설정된다. 순환 기준(108) 및 맵(110)으로부터 유도된 가중 함수(Wd 및 We)는 에러 스케일링 함수(Cd,Ced 및 Ce)를 발생시키도록 증배기-누산기(122)에 의해 처리된다. 부수적으로, 가중 함수(Wd 및 We)는 차 비디오에 곱해지고 에러 함수(Ee 및 Ed)를 발생시키도록 참조번호(122)에서 누산된다. 참조번호(108)에서의 입력 비디오로부터 최종 맵을 감산함으로써 발생된 차 비디오 참조번호(122)에서 누산된다. 가중 함수(Wd 및 We)의 절대값들은 참조번호(124)에서 계산되는데, 이 절대값들은 참조번호(l26)에서 합산되고, 참조번호(128)에서 누산된다.
상관 처리용 트랙 상태 표시(TSI)는 다음 함수에 의해 결정된다.
Figure kpo00006
(2)
Figure kpo00007
|We|+|Wd|
Figure kpo00008
여기서, Atg=트랙 게이트 면적이고,
Agg=경사 게이트 면적이다.
만족스런 TSI를 달성하기 위해서, 함수 (1)은 하한값보다 낮아야 하고, 함수 (2) 및 (3)은 모두 선정된값보다 커야 하는데, 함수 (2) 또는 (3)중 어느 하나가 각각의 선정된 값 아래로 떨어지면, TSI는 함수(1)의 크기에 관계없이 "록크의 절박한 손실" 상태로 된다. 함수 (1)의 크기가 하한값보다는 크지만 상한값보다 작으면, TSI는 "여유" 상태로 된다. 함수 (1)이 상한값을 초과하면, TSI는 "록크의 절박한 손실" 상태로 변한다.
상술한 설명으로부터, 본 분야에 숙련된 기술자라면 상관 처리기(30)을 실행하기 위한 여러가지 회로들을 용이하게 계획할 수 있다고 믿는 바이다.
그러므로, 본 명세서를 상세하게 설명하기 위해서,10도 및 제11도를 참조하여 상관 처리기(30)의 한 특수한 실행 수단에 대해서 설명하겠다.
갱신율 계수(W1)은 데이타 버스(44)로부터 W1기입 엔에이블 신호에 의해 선택적으로 엔에이블되는 래치(138)에 4비트 워드로서 전달된다 래치(138)내의 W1의 1개의 비트는 클러터 침입이 검출될때 순환 기준을 동결시키도록 작용하는 맵 동결 논리(142)로 전달된다. 과도 클러터에 응답하여, 동결 신호및 누산기 억제 신호는 나중에 기술하게 될 맵 휠터(154) 및 누산기(122,128; 제5도)를 동결시키기 위해서 맵 동결 논리회로(142)로부터 출력된다.
비디오 처리기(28)로부터의 6개 비트의 디지탈 비디오 데이타는 마이크로컴퓨터(26)에 의해 공급된 다음, 상관 임계값 래치(140)내에 기억되는 임계값에 대응하는 값을 비디오 데이타로부터 감산하도록 작용하는 감산 회로(144)로 전달된다. 이 감산 회로(144)의 출력은 멀티플렉싱 래치(146)을 통해 인입 비디오로부터 "최종 맵" 비디오 데이타를 감산하도록 작용하는 제2감산 회로(148)로 6비트 워드로서 전달된다. 감산 회로(148)의 초종 출력은 래치(152)에 의해 유지된 다음 시정수 신호(W1), 및 래치(138) 및 논리 회로(142)에 의해 각각 공급된 관련 동결 신호들에 의해 제어되는 맵 휠터(154)로 전달되는 13비트 워드이다.
가산기(156)의 출력은 참조번호(158)에서 래치되고 후속적으로 휠드 라인 메모리(110,112; 제11도)내에 기입되는 "현재 맵"에 대응하는 비트 워드이다.
감산 회로(148)의 출력은 8비트로부터 7비트로 라운드(round)된 다음 멀티플렉서(160) 및 증배기-누산기(122; 제5도)로 후속 전달하기 위해 래치(166,168)내에 유지되는 차 비디오이다. 멀티플렉서(160)은 계기 비디오 선택 신호의 제어하에서 차 비디오 및 최종 맵을 구동기(l62)을 통해 계기 비디오 버스(266)으로 선택적으로 전달한다. 계기 비디오 버스(226)상의 데이타는 조준 및 트랙킹시에 조작자를 돕기 위해 커서등을 이용하여 직사각형 기호를 헝성하기 위해 트랙커 부를 헝성하는 부수적인 회로(도시하지 않음)에 의해 사용 될 수 있다.
절대값 계산 회로(120)은 래치(172) 및 버스 구동기(176)과 함께 감산 회로(148)로부터 출력된 차 비디오를 절대값으로 계산하기에 적합한 회로(170)을 포함한다. 버스 구동기(176)의 출력은 차 비디오의 절대값을 이송시키기 위한 버스(240)을 통해 전달된다.
특히, 제11도를 참조하면, 상술한 바와 같이, 현재 맵은 메모리(110,112)내에 기록되는 12비트 워드이다. 메모리(110,112)는 타이밍 및 제어 회로(106)의 일부분을 형성하는 맵 클럭 게이트 및 메모리 어드레스 계수기에 의해 공급된 메모리 어드레스에 의해 어드레스된다. 프레임 메모리(110)으로 부터 해독된 데이타는 라인 메모리(l82)내에 적재되고, 나중에 기술하게될 멀티플렉서(200)의 입력으로도 전달된다. 라인 데이타는 타이핑 및 제어 회로(106)으로부터의 어드레스 신호를 사용하여 메모리(182)로부터 해독된 다음, 순환기준 갱신(제5도 및 제10도)으로 "최종 맵"으로서 전말된다. 또한, 최종 맵은 래치로 각각 구성될 수 있는 한쌍의 2개의 픽셀 지연(184,186)에 의해 지연된 후 멀티플렉서(188)로 전달된다. 멀티플렉서(188)로의 제2입력은 참조번호(196)에서 1개의 픽셀만큼 지연되는 휠드 메모리(112)로부터 해독된 데이타에 의해 형성된다.
휠드 메모리(112)로부터 해독된 데이타는 참조번호(184)에서 2개의 픽셀만큼 지연된 라인 메모리(182)로부터 해독된 데이타와 함께 멀티플렉서(190)으로도 전달된다. 멀티플렉서(190)으로부터의 멀티플렉스된 데이타는 방위 가중 함수(Wd)를 계산하기 위해서 멀티플렉스된 데이타 유도 멀티플렉서(188)로부터 감소 회로(192)에 의해 감산된다. 가중 함수 데이타(We)는 참조번호(194)에서 래치된 다음, 절대값 회로(124)뿐만 아니라, 증배기-누산기(122)로 전달된다.
휠드 메모리(112)로부터 해독된 데이타는 참조번호(196)에 1개의 픽셀만큼 지연된 후 멀티플렉서(198)로 전달되고, 다른 멀티플렉서(200)에서 직접 해독된다. 휠드 메모리(l12)로부터 해독된 데이타는 라인 메모리(182)로부터 해독된 지역 데이타와 함께 참조번호(200)에 멀티플렉스된다. 데이타는 타이밍 및 제어회로(106)에 의해 공급된 어드레스를 사용하여 메모리(202)로부터 해독된다. 메모리(202)로부터 해독된 데이타는 참조번호(204)에서 2개의 픽셀만큼 지연되어 감산 회로(206)에 공급된다.
프레임 및 휠드 메모리(110,l12)로부터 해독된 데이타는 멀티플렉서(200)를 통해 감산 회로(206)으로 각각 전달되고, 이 데이타는 고도 가중 함수(We)를 계산하기 위해서 라인 메모리(202)FH부터 해독된 데이타로부터 감산된다. 가중 함수 데이타(We)는 참조번호(208)에서 래치되어, 증배기-누산기(122)와, 가중 함수(Wd 및 We)의 절대값을 각각 수신 및 계산하기 위한 한쌍의 종래 회로(216,218)로 구성되는 회로(124)로 전달된다.
가산기 회로(126)은 가중 함수들의 절대값들을 결합시켜. 이 값들을 증배기-누산기(122)로 전달한다.
트랙킹 모우드
비디오 트랙커는 여러가지 트랙킹 모우드 또는 배열로 동작하도록 마이크로프로세서(26)에 의해 제어된다. 이 모우드들은 서로 함께 동작하는 상관과 도심 처리기(30,32)를 사용하는 전자동 연산으로부터 게이트사이징, 비디오 임계값 선택 및 순환 기준 갱신율을 선택하는 것과 같은 다수의 보조기능의 수동 제어를 포함하는 처리기(30,32)중 어느 하나 또는 모두의 완전한 수동 제어까지의 범위에 걸치게 된다.
도심과 상관 처리기(30,32)용으로 유도되는 중요한 트랙 상태 표시는 효율적인 자동 트랙 모우드 제어를 실행할때 중요하다. 각각의 처리기(30,32)에 대한 트랙 상태는 여유 상태 또는 록크의 절박한 손실 상태로서 분류된다. 전술 응용시에, 간단한 상태 타게트 운동이 아닌 클러터 간섭이 통상적으로 트랙 손실의 원인이 된다. 결국, 트랙 상태 설정시의 중요한 요소는 클러터 간섭을 검출하는 것이다. 상관 처리기(30)에 대한 차 비디오의 합 및 도심 처리기(32)에 대한 트랙과 변 게이트 세기 히스토그램 데이타의 결합은 클러터 간섭이 발생하는 유효 표시를 제공한다. 상관 처리기(30)에 대한 다량의 상관 경사 데이타 및 도심 처리기(32)에 대한 임계값을 통과하는 다수의 픽셀들과 결합된 이 클러터 간섭 표시는 트랙 상태를 설정하는데 사용된다. 클러터 간섭이 표시되지 않고, 다른 트랙 상태 파라메터 값들이 지정된 최소값을 초과하면, 트랙상태는 만족 상태로서 분류된다. 클러터 간섭이 표시되고, 다른 트랙 상태 파라메터 값들이 여전히 지정된 최소값을 초과하면, 트랙 상태는 여유 상태로서 분류된다. 클러터 간섭 표시값이 지징된 임계값을 초과하거나 다른 트랙 상태 파라메터들이 최소값 기준에 이르지 못하면, 트랙 상태는 록크의 절박한 손실 상태로서 분류된다.
상관 및 도심 처리기(30,32)용의 이 트랙 상태 표시기들은 각각의 처리기 및 전체 트랙킹 시스템용 모우드 체어의 여러 소지내에 사용된다. 예를 들어, 상관 트랙 상태가 만족 상태 이하로 떨어지면, 순환 기준은 클러터가 기준이 들어오는 것을 방지하고 간섭 클러터가 통과할때 재획득하기 위한 적합한 기준 장면을 보존하도록 동결된다. 도심 트랙 상태가 여유 상태로 떨어지면, 도심 게이트 사이징 알고리즘은 트랙 게이트면적과 임계값을 통과하는 다수의 "타게트"픽셀들 사이의 균형을 달성하도록 변형된다. 도심 트랙 상태가 록크의 절박한 손실로 떨어지면, 게이트 크기, 콘트라스트 선택 및 임계값들은 간섭 클러터가 통과할때 적합한 재획득을 돕도록 동결된다.
비디오 트랙커는, 도심 처리기(32)가 트랙킹율 명령을 유도하기 위해 단독으로 사용되는 제공된 도심 모우드내에서 동작될 수 있다. 이 모우드내에서의 휙득은 표시된 보어 사이트(bore sight)위치를 중심으로 한처리 트랙 게이트로 개시된다. 각각의 연속 비디오 프레임에 있어서, 계산된 임계값을 통과하는 비디오가 트랙 게이트 히스트그램 세기 값에만 대응하는 픽셀들을 발생시키고 변 게이트 히스트그램 세기 값(즉, 만족 트랙 상태)에만 대응하는 픽셀들을 전혀 발생시키지 않게 되도록 임계값이 포지티브 또는 네가티브 콘트라스트 타게트의 경우에 발전될 수 있는지를 결정하기 위해 임계값 및 타게트 콘트라스트 계산이 실행된다. 적합한 임계값이 발견될 수 없으면, 게이트 크기는 다음 비디오 프레임의 경우에 선정된 계수, 예를 들어 40% 만큼 증가된다. 적합한 임계값이 발견되면, 표시된 타게트 도심 위치가 보여 사이트 위치로부터의 용이하게 프로그램가능한 지정된 갯수의 픽셀내에 있는가를 결정하기 위한 검사가 실행된다. 이 검사는 해당타게트가 아닌 클러터 물체에 록크온 되는 것을 방지하기 위해 실행된다. 지원 타게트가 이 검사를 실패하면, 선정된 계수에 의한 성장률은 계속된다. 검사를 실패하지 않으면, 타게트 콘트라스트-선택 플랙은 셋트되고(즉, 타게트 큰트라스트가 지징되고), 인-래스터 트랙킹이 개시된다.
제공된 도심 트랙킹중에, 비디오 임계값(선택된 타게트 콘트라스트를 제공함), 타게트 게이트 크기 및 트랙 상태 표시는 계속 갱신된다. 상술한 바와 같이, 도심 트랙 상태 표시는 포인트 트랙 모우드내의 도심 처리기(32)의 전체 제어용으로 사용된다. 트랙 상태가 여유 상태로 떨어지면, 비교적 적당한 양의 배경 클러터가 비디오 임계값을 통과시키는 것이 예상되고, 게이트 크기 제어 알고리즘은 트랙 상호 작용을 최소화하도록 변형된다. 트랙 상태가 록크의 절박한 손실 상태로 떨어지면, 클러터 간섭은 더욱 심해지거나, 타게트는 구별 불가능하게 되고 코스트 상태가 개시된다.
또한, 비디오 트랙커는, 상관 처리기(30)이 트랙킹율 명령을 유도하기 위해 단독으로 사용되는 제공된 상관 모우드내에서 동작될 수 있다. 이 동작 모우드내에서, 트랙커는 장면 또는 특정한 타게트 트랙커로서 동작될 수 있다. 고정된 크기의 상관 처리 게이트로 이 기능을 실행할 수 있더라도, 상관 트랙킹에 기본인 정보를 포함하는 타게트 비디오 경사를 최대화시키도륵 트랙 게이트를 사이즈하는 것이 바람직하다. 이것은 타게트와 장면 트랭킹의 경우에 참이다. 다시 말하면, 고정 크기의 장면 상관 게이트의 상당한 부분이 브랜드(bland)특징들을 포함하면, 최종 트랙킹 성능은 이 비디오 장면 부분을 처리함으로써 향상되는 것이 아니라 감쇠된다. 결과적으로, 최대 효율을 달성하기 위해 상관 트랙 모우드내에 자동 상관 게이트 사이징을 사용하는 것이 양호하다. 타게트가 아닌 장면을 트랙하는 것이 요구되면, 감지기(22)의 현저한 시야 부분을 초기에 포함하기 위해 더 큰 초기 게이트 크기가 사용될 수 있다. 면적 트랙 모우드내의 초기 게이트 크기는 상당한 양의 장면 세기 경사 정보를 포함하도록 선택되어야 하지만, 상당히 큰 게이크 크기로 향상되면, 더 큰 크기는 획득 처리중에 자동적으로 발전된다.
상관 트랙 모우드내에 획득은 표시된 보어 사이트 위치 주위에 중심을 두고 있는 각각의 휠드에 대해 처리 게이트로 개시된다. 휙득 처리가 처음 개시되면, 현재 장면은 순환 기준내로 로드된다. 그다음, 순환 기준 갱신율은 잡음 휠터링 특성들이 최적화되도록 W1=1/2로부터 감소하도록 프로그램된다. 2개의 프레임후, W1은 1/2보다 작고, 그 후의 각각의 프레임의 경우에, 게이트 크기는 최대 크기에 도달되거나 트랙 게이트에 걸친 경사 함수의 평균 값이, 감소할 때까지 증가 단계, 예를들어, 각각의 크기의 25% 정도 증가된다.
게이트 크기가 설정되면, 인-래스터 주사가 개시된다. 상관 처리기(30)의 경우에, 인-래스터 트랙은 상관 트랙 에러를 영점화시키도록 트랙 게이트 및 순환 기준을 비디오 래스터내에 재배치시킴으로써 실행된다. 그다음, 트랙 상태는 각각의 비디오 프레임에 대해 계산되고, 이 상태가 2개의 연속 프레임에 대한 만족 상태이면, 트랙-유효 플랙이 셋트되고, 인-래스터 트랙이 종료되며, 활성 트랙킹이 개시된다. 유효 트랙이 인-래스터 트랙킹의 16개의 프레임 후에 얻어지지 않으면, 순환 기준은 재로드되고, 획득 처리가 개시된다.
면적 트랙킹 동안, 타게트 사이즈들은 경사 게이트에 걸친 경사 함수의 평균값을 최대화시킴으로써 갱신된다. 그다음, 트랙 게이트는 N픽셀 여유 상태가 트랙 게이트 연부와 경사 함수의 평균값에 대한 최대치를 발생시키는 경사 게이트 연부 위치사이에 제공되도록 사이즈된다.
상관 트랙 모우드동안, 상관 트랙 상태 표시는 상관 처리기(30)의 전체 제어용으로 사용된다. 트랙 상태가 여유 상태로 떨어지면, 적당한 클러터 간섭이 발생하게 되고, 트랙 성능이 상당히 감소되는 것으로 예상되지 않더라도, 순환 기준은 클러터가 기준으로 들어가지 못하도록 동결된다.
트랙이 록크의 절박한 손실 상태로 떨어지면, 클러터 간섭은 더욱 심해져, 코스트(coast) 상태로 들어가게 된다. 코스트 상태 동안, 트랙 게이트 사이즈 및 순환 기준은 동결된다. 코스트 상태의 실행은 도심 트랙 모우드를 참조하여 상술한 실행과 유사하다. 트랙 상태가 코스트 간격 동안 록크의 절박한 손실보다 양호하게 향상되면, 활성 트랙 상태는 자동적으로 재개시된다. 그렇지 않으면, 상관 트랙 획득 처리가 재개시된다.
영역 트랙 상태 표시자는 기준 영상에 관련된 "정합" 특성의 정확한 측정값이다. 이러한 표시에 대해서는 두가지 중요한 특징이 있다. 첫째, 트랙 게이트에 걸친 비디오내의 차이의 합의 평균값은 인입 장면과 기준사이의 차이의 직접 측청값이다. 둘째, 트랙 게이트에 걸친 경사 함수의 크기와 평균값은 기준의 트랙킹 정보 함량의 측정값이다. 이 정보 함량이 너무 작으면, 빈약한 트랙킹 성능이 예상될 수 있고, 장면 기준 정합의 측정값은 무의미하게 된다. 그러므로, 전체 트랙 상태 표시자들은 정합 특성 출력으로서 작용한다.
최종적으로, 비디오 트랙커는 또한 자동 또는 "경쟁"트랙 모우드내에서 동작할 수 있다. 자동 모우드에 있어서, 상관과 도심 처리기(30,32)는 서로 공동으로 동작하고, "최상" 성능을 발생하는 처리기는 활성 트랙 제어용으로 선택된다. 자동 트랙 모우드 내의 2개의 처리기(30,32)에 대한 모우드 제어는 제공된 도심트랙과 제공된 상관 트랙 모우드에 대해 상술한 모우드 제어와 유사하다. 자동 트랙 모우드에 있어서는 이동 타게트를 배경으로부터 반드시 분리시켜야 하기 때문에, 초기 상관 타게트 크기는 제공된 도심 트랙 모우드내에서 도심 처리기(32)용으로 사용된 크기와 동일하다.
동작 트랙 모우드에 있어서는 3가지 트랙 상태, 즉 트랙 개시, 트랙 유지 및 트랙 코스트 상태가 있다. 제공된 트랙 모우드용으로 사용된 것과 유사한 방식으로, 트랙 상태 제어 과도 상태들은 2개의 처리기(30,32)용으로 유도된 트랙 상태 표시에 의해 결정된다. 트랙 유효 표시는 획득 순차가 각각의 처리기(30,32)에 대해 개시된 후 만족 트랙 상태가 먼저 실정될때 발생된다.
그다음, 이 처리기는 활성 트랙킹 제어용 지원 처리기이다. 최고 트랙 상태를 갖고 있는 처리기는 활성트랙킹 제어용으로 선택되고, 트랙 유효 표시들이 트랙 개시 상태내에서 먼저 얻어질때 트랙 상태가 2개의 처리기(30,32)에 대해 동일한 경우에, 제어는 도심 게이트 영역이 선청된 수의 픽셀의 제곱보다 작은 경우에 도심 처리기(32)로 진행된다. 트랙 유지 상태로 들어갈때, 트랙 상태 "타이(tie)"는 상관 게이트 영역이 선정된 수의 픽셀의 제곱보다 큰 경우에 상관 처리기(30)으로 진행된다.
트랙 개시 상태는 트랙이 트랙 개시 명령을 통해 먼저 개시될때 또는 처리기들 중 1개의 처리기용 후속재획득 명령이, 1개의 처리기만이 트랙 유효 표시를 발생시키게 하는 경우에 지정된다. 트랙 개시 상태로부터 트랙 유지 상태까지의 과도 상태는 2개의 처리(30,32)가 트랙 유효 표시를 발생시키고 최소한 1개의 처리기가 록크의 절박한 손실 상태보다 양호한 트랙 상태 표시를 가진 직후에 발생한다. 1개의 처리기만이 트랙 유효 표시를 갖고, 이것의 트랙 상태 표시자들이 록크의 절박한 손실 상태로 띨어지면, 트랙 개시 상태는 코스트 상태로 나가게 된다.
상술한 바와 같이, 최고 트랙 상태를 갖고 있는 처리기는 활성 트랙킹 명령을 제공하도록 선택된다. 비활성 처리기는 트랙 게이트가 표시된 트랙 에러를 영점화시키도록 비디오 래스터 내에 계속 배치되는 인-래스터 모우드내에서 동작된다. 이 상황이 발생하면, 도심 트랙 게이트의 중심이 상관 트랙 게이트내로 떨어지는지를 결정하기 위한 검사가 실행된다. 그렇지 않으면, 비활성 게이트가 적합한 타게트를 트랙하지 않고, 비활성 처리기에 대한 트랙 유효 표시가 부정된다고 가정된다. 그다음, 이 처리기에 대한 타게트 중심은 활성 처리기에 대한 게이트의 중심과 동심으로 되도록 재배치되고, 재획득 처리가 비활성 처리기에 대해 개시된다.
트랙 유지 상태는 상관과 도심 처리기(30,32)에 대한 트랙 상태가 록크의 절박한 손실 상태로 떨어지는 경우에 코스트 상태로 나가게 된다. 트랙 유지 상태는 비활성 처리기가 재획득 처리로되는 경우에 트랙 개시 상태로 나가게 된다. 고스트 상태의 실행은 포인트-트랙 모우드에 대해 기술한 실행과 유사하다.
자동 타게트 검출
본 발명의 비디오 트랙커는 트랙커가 장면 또는 배경에 관련하여 이동하는 타게트를 검출하고 자동적으로 획득하는 "차 비디오" 모우드내에서 동작될 수 있다. 상술한 바와 같이, 상관 처리기(30)으로부터 출력된차 비디오의 절대값은 상관 처리 기능의 부산물로서 유용하고, 이 비디오 출력은 도심 처리기(32)로 전달될수 있다. 상관 처리기(30)은 고정 장면을 트랙하는데 사용되고, 이 장면에 관련하여 이동하는 타게트는 차비디오내에 나타나게 된다. 그러므로, 이동 타게트들은 상관 처리기(30)이 고정 장면을 트랙하는 동안 도심처리기(32)로 이 비디오 출력을 처리함으로서 검출되고 자동적으로 획득된다. 이 경우에, 이동 타게트는 차비디오의 절대값의 크기가 공칭 임계값을 초과할때 차 비디오내에서 검출된다. 그 다음, 인-래스터 트랙킹은 도심 처리기(32)로 개시되고, 도심 트랙 게이트내에 포함된 시야 부분은 상관 처리로부터 배제된다. 도심 인-래스터의 트랙 개시 직후에, 타게트 트랙킹율은 시야내의 도심 게이트 위치 변화로부터 계산된다.
트랙킹율 계산값들이 얻어질때, 배경 및 차 비디오 트랙킹이 종료되고, 상관 트랙 게이트 크기는 도심 게이트와 일치하게 되도록 사이즈되어 배치된다. 그다음, 트랙킹 시스템은 계산된 시정율로 이동하도록 명령받게 되고, 트랙킹은 제공된 타게트 트랙킹 형태들 중 한 형태로 개시된다.
낮은 SNR트랙킹
비디오 트랙커는 매우 낮은 SNR(신호대 잡음비) 상태하에서 작은 저 콘트라스트 타게트를 획득 및 트랙하기 위해 한 모우드내에서 동작될수 있다. 정상 상태내에서, 상관 순환 기준 함수에 의해 처리된 비디오에 대한 타게트 콘트라스트 SNR이 다음 크기만큼 향상된다.
Figure kpo00009
여기서, W1은 순환 기준 갱신율 계수이다.
그러므로, 비디오 상관 순환 기준을 도심 처리기(32)의 입력으로 전달함으로써, 도심 처리기(32)에 대한 비디오 SNR은 상당히 향상된다. 실제로, 타게트 콘트라스트 SNR은 1/2의 순환 기준 갱신율 계수의 경우에 3만큼 향상된다. 그러나, 순환 기준을 사용하면, 도심 트랙킹에 대한 비디오는 비디오 평균 지연이 폐쇄트랙 루우프내에 포함되기 때문에 실현가능한 트랙 루우프 대역폭을 감소시킨다. 그러나, 이 제한은 정상적으로 도심 에러와 함께 에러 신호들을 드리프트-제거기 기능에 제공하는 상관 처리기 에러 입력을 사용함으로써 제거될 수 있다.
상관 에러는 인입 장면내의 타게트 위치와 기준 장면사이의 프레임-프레임 에러의 측정값이다. 도심 에러는 도심 게이트에 관련된 기준 장면내의 타게트 위치의 측청값이다. 이 2개의 에러들의 결합은 주파수 영역내의 상보함수를 형성한다.
예를들어, 도심 에러 전달 함수는 다음과 같이 정해진다.
Figure kpo00010
여기서, τ는 상관 순환 기준×상관 순환 기준 갱신에 의해 결정된 시정수이다.
이와 유사하게, 상관 에러 전달 함수는 다음과 같이 정해진다.
Figure kpo00011
그러므로,2개의 상기 전달 함수들을 조합하면,
θe=θe도심+θe상관
또는,
Figure kpo00012
또한, 이 상보 함수는 순환 기준 휠터링 동작에 관련하여 지연되지 않고 도심 게이트에 관련된 타게트 위치의 측정값을 제공한다. 이 동작 모우드에 있어서, 상관 순환 기준이 로드된 후에는,2개의 비디오 프레임까지 도심 초기획득 순차가 실행되지 않는다. 도심 게이트 제어 기능은 제공된 도심 트랙 모우드에 관하여기술한 기능과 유사하고, 트랙 상태 전이는 도심 트랙 상태 표시만에 의해서 결정된다 (활성 트랙킹을 개시하는)도심 트랙 유효를 수신하기 전에, 상관 순환 기준 위치는 고정되고, 상관 게이트 연부들은 도심 게이트 연부의 상부에 배치된다. 활성 트랙킹이 개시되면, 상관 게이트 연부들은 여전히 도심 게이트 연부들의상부에 배치되지만, 상관 순환 기준 위치는 도심 게이트 중심 위치에 대응하도록 이동된다.
상보 모우드 트랙킹
또한, 트랙커는 상술한 낮은 SNR 트랙킹 모우드와 많은 점에서 유사한 상기 모우드에서 동작될 수 있다. 상보 모우드에 있어서, 상관 기준 비디오는 도심 처리기(32)로 보내지고, 트랙킹 에러 신호들은, 도심에러 신호들과 통상적으로 상관 드리프트 보상 계산(제8도)의 입력으로서 사용되는 상관 에러 값들의 합으로 구성된다. 이 트랙킹 모우드는 타케트 도성 기준 트랙킹 에러를 발생시킨다. 도심 트랙킹 지터(jitter)특성은 향상된 SNR을 갖고 있는 비디오를 사용함으로써 향상되고, 에러 측정값 대역폭은 상관 에러값을 사용함으로써 유지된다.
트랙킹은 제공된 상관 처리 모우드내에서 개시되고, 지정된 타게트가 상관 순환 기준내에서 설정된 후,상관 기준은 도심 에러를 영점화시키도록 시야내에 배치된다. 이것이 달성될때, 상관 드리프트 보상 계산시에 계산된 누산된 에러값들은 도심 에러로 대체된다. 자동 모우드의 경우와 같이, 트랙 상태제어는 2개의처리기(30,32)에 대한 트랙 상태 표시값을 사용함으로써 실행된다. 그러나, 상관 트랙 상태가 일차적으로 제어된다. 즉, 코스트 또는 록크 상태의 손실은 상관 트랙 상태의 함수로서 실행된다. 도심 트랙 상태가 만족 상태로부터 감쇠되면, 상관 트랙킹은 회복된다.
상술한 설명에 따르면, 본 발명은 성능과 트랙킹 정확도가 상당히 향상된 전자동 이중 모우드 비디 랙커를 제공한다. 본 분야에 숙려된 기술자들은 본 발명의 원리 및 범위를 벗어자지 않고서 양호한 실시예를 여러가지로 변경 변형시킬 수 있다. 따라서, 본 명세서에 기술한 양호한 실시예는 단지 도시적인 것이고, 첨부한 특허청구의 범위내에서만 제한한다.

Claims (18)

  1. 좌표(ε,η)(여기서,ε은 고도를 나타내고, η는 방위를 나타낸다)를 갖고 있고, 좌표 ε 및 η를 따르는 영상 면내의 뷸연속 위치(i, j )를 각각 갖고 있는 다수의 픽셀들에 의해 정해지는 2차원 영상 면의 1개의 비디오 프레임 k를 형성하는데 사용된 입력 전자 비디오 신호 Vμ(k)로부터 트랙킹 에러 신호를 발생시키는 형태의 상관 트랙킹 시스템내에 있고, 좌표 ε 및 η을 따르는 N×M개의 픽셀들에 의해 정해지는 상관트랙킹 게이트의 크기를 설정하는 방법에 있어서,
    (a) 관계식
    MAPij(k) =WlVij(k) +(1-Wl)MAPijJ(k-1)
    (여기서, W1은 값 0≤W1≤1을 갖고 있는 가중 계수이다)에 따라 각각의 픽셀에 대한 기준 맵 값을 발생시키는 단계, (b) ε좌표를 따른 픽셀들에 관련된 제1가중 함수 Weij(k)를 발생시키는 단계, (c) η좌표를 따르는 픽셀들에 관련된 제2가중 함수 Wdij(k)를 발생시키는 단계, (d) 제1 및 제2가중 함수 Weij(k)및 Wdij(k)를 사용하여 각각의 영상 면 프레임에 대한 제1 및 제2상관 에러 신호 δd'(k) 및 δe'(k)를 발생시키는 단계,
    (e) 관계식
    GFij(k) = ｜Weij(k)｜+｜Wdij(k)｜
    (상기 경사 함수 GFij(k)는 트랙킹 게이트내의 정보의 함량의 측정값을 나타낸다)에 따라 Y×Z개의 픽셀들에 의해 정해진 경사 게이트내의 각각의 픽셀에 대한 경사 함수 GFij(k)를 발생시키는 단계, 및 (f) 경사함수 GFij(k)를 발생시키는 단계(단계 e)에서 발생된 경사 함수 GFij(k)를 사용하여 트랙킹 게이트의 크기를 변경시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 제1가중함수 Weij(k)가
    관계식
    Figure kpo00013
    (여기서, △e는 ε좌표를 따르는 상기 영상 면내의 각각의 픽셀의 크기이다)에 의해 정해지고,
    제2가중 함수 Wdij(k)가
    관계식
    Figure kpo00014
    (여기서, △d는 η좌표를 따르는 영상 면내의 각각의 픽셀의 크기이다)에 의해 정해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 최소한 1개의 프레임 더하기 기준 맵 값 MAPij의 1개의 선을 메모리내에 기억시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 경사 함수 GFij(k)를 발생시키는 단계(단계 e)가 전체 경사 게이트에 걸쳐 경사함수 GFij(k)를 누산함으로써 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 경사 게이트에 걸쳐 경사 함수 GFij(k)의 평균값을 최대화시키는 방식으로 ε 및 η좌표를 따르는 경사 게이트의 여부를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 경사 게이트의 조정된 연부의 위치를 식별하는 단계를 포함하고, 트랙킹 게이트의 크기를 변경시키는 단계가 조정된 경사 타게트 연부의 위치를 사용하여 트랙킹 게이트에 대한 게이트 연부위치를 발생시킴으로써 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 경사 게이트의 면적에 걸쳐 경사 함수 GFij(k)의 평균값을 최대화시키도록 ε 및 η좌표를 따른 경사 게이트의 위치를 흥분시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 제1 및 제2상관 에러 신호 δd'(k) 및 δe'(k)가,
    관계식
    Figure kpo00015
    Figure kpo00016
    Figure kpo00017
    Figure kpo00018
    Figure kpo00019
    Figure kpo00020
    Figure kpo00021
    에 의해 정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 기준 맵 값 MAPij(k)가 순환적으로 발생되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 좌표(ε,η)(여기서, ε은 고도를 나타내고, η는 방위를 나타낸다)를 갖고 있고, 좌표 ε 및 η를 따르는 영상 면내의 불연속 위치(i,j)를 갖고 있는 다수의 픽셀들에 의해 정해지는 2차원 영상 면의 1개의 비디오 프레임 k를 형성하는데 사용된 입력 전자 비디오 신호 Vij(k)로부터 트랙킹 특성 에러 신호들을 발생시키는 형태이고, 좌표 ε 및 η을 따르는 N×M의 픽셀들에 의해 정해진 트랙 게이트에 걸쳐 실행되는 상관 트랙킹 시스템내의 상관 트랙 특성을 결정하는 방법에 있어서,
    (a) 관계식
    MAPij(k)=WlVij(k) +(1-Wl)MAPij(k-1)
    (여기서, Wl은 값 0≤Wl≤1을 갖고 있는 가중 계수이다)에 따라 각각의 픽셀에 대한 기준 맵 값을 발생시키는 단계, (b) 차 비디오 Vij(k)를 발생시키도록 후속 프레임의 비디오 신호 Vij(k)로부터 기준 맵 값 MAPij(k)를 감산하는 단계, (c) ε좌표를 따르는 픽셀에 관련된 제1가중 함수 Weij(k)를 발생시키는 단계, (d) η좌표를 따르는 픽셀들에 관련된 제2가중 함수 Wdij(k)를 발생시키는 단계, (e) 제1 및 제2가중 함수 Weij(k) 및 Wdij(k)를 사용하여 각각의 형상면 프레임에 대한 제1 및 제2상관 에러 신호 δd'(k) 및 δe'(k)를 발생시키는 단계, (f) 각각의 영상 면 프레임에 대한 상기 트랙 게이트에 걸쳐 차 비디오 Vij(k)의 값을 합산하는 단계,
    (g) 관계식
    GFij(k)=| Weij(k)｜+｜Wdij(k)｜
    에 따라 Y×Z개의 픽셀에 의해 정해진 경사 게이트내의 각각의 픽셀에 대한 경사 함수 GFij(k)를 발생시키는 단계, (h) 각각의 영상면에 대한 경사 게이트에 걸쳐 경사 함수 GFij(k)를 합산하는 단계, 및 (i) 차비디오 △Vij(k)의 합산 값 및 합산 경사 함수 GFij(k)를 사용하여 트랙 특성의 표시를 발생시키는 단계, 를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 트랙 특성의 표시를 발생시키는 단계(단계 i)가 차 비디오 △Vij(k)의 상기 합산값을 트랙 게이트의 면적으로 나누는 단계, 및 이 나누는 단계의 양적 결과를 선정된 기준값과 비교하는 단계를 포함하고, 기준값에 대한 상기 비교 결과의 관계가 상관 트랙 특성의 표시를 제공하는 것을 특징으로 하는방법.
  12. 제11항에 있어서, 트랙 특성 표시를 발생시키는 단계(단계 i)가 상기 합산된 경사 함수 GFij(k)를 경사 게이트의 면적으로 나누는 단계, 상기 합산된 경사 함수 GFij(k)의 크기를 선정된 기준값과 비교하는 단계, 및 합산된 경사 함수 GFij(k)를 경사 게이트의 면적으로 나누는 단계의 양적결과를 선정된 기준값과 비교하는 단계를 포함하고, 상기 합산된 경사 함수 GFij(k)의 크기를 선정된 기준값과 비교하는 단계 및 상기 합산된 경사 함수 GFij(k)를 경사 게이트의 면적으로 나누는 단계의 양적 결과를 선정된 기준값과 비교하는 단계내에서 실행된 비교가 상관 트랙 특성의 표시를 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제10항에 있어서, 제1가중 함수 Wij(k)가
    관계식
    Figure kpo00022
    (여기서, △e는 ε좌표를 따르는 상기 영상 면내의 각각의 픽셀의 크기이다)에 의해 정해지고,
    제 2 가중 함수 Wdij(k)가
    관계식
    Figure kpo00023
    (여기서, △d는 η좌표를 따르는 영상 면내의 각각의 픽셀의 크기이다)에 의해 정해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제10항에 있어서, 제1 및 제2 상관 에러 신호 δd'(k) 및 δe'(k)가, 관계식
    Figure kpo00024
    Figure kpo00025
    Figure kpo00026
    Figure kpo00027
    Figure kpo00028
    Figure kpo00029
    Figure kpo00030
    에 의해 정해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 타게트 장면(20)으로부터 유도되고, 영상 면내의 세기 값 및 불연속 위치를 갖고 있는 다수의 픽셀들에 의해 정해지는 2차원 영상 면의 연속 비디오 프레임을 형성하는데 사용된 입력 전자 비디오 신호들로부터 트랙킹 에러 신호를 발생시키는 형태로 타게트를 자동적으로 트랙킹하기 위한 장치에 있어서, 상기 입력비디오 신호들을 수신하기 위한 입력 ; 상기 입력 비디오 신호를 처리하고, 제1셋트의 트랙킹 에러 신호를발생시키며 ; (1) 상기 입력으로부터 입력 비디오 신호를 수신하기 위한 제1입력 수단, (2)픽셀 세기 임계값을 발생시키기 위해 상기 제1입력 수단에 접속된 수단, 및 (3) 상기 입력 비디오 신호의 세기 값을 임계값과 비교하고, 상기 임계값에 관련된 최소한 1개의 소정의 세기 값을 갖고 있는 영상 면내의 픽셀들의 도심을 계산하기 위한 수단을 포함하는 제1비디오 처리기 ; 상기 입력 비디오 신호를 처리하고, 제2셋트의 트랙킹 에러 신호를 발생시키며, (1) 상기 입력으로부터 입력 비디오 신호들을 수신하기 위한 제2입력 수단, (2) 현재 비디오 프레임에 대한 픽셀 세기 값의 현재 맵을 기억하기 위한 제2입력 수단에 접속된 제1기억 수단, (3) 상기 현재 맵을 순환적으로 재발생시키기 위해 제1기억 수단에 접속된 수단, 및 (4) 상기현재 프레임에 선행하는 비디오 프레임에 대한 픽셀 세기 값의 이전의 맵을 기억하기 위해 상기 재발생 장치에 접속된 제2기억 수단을 포함하는 제2비디오 처리기 ; 및 픽셀 세기 값의 상기 이전의 맵을 상기 제2기억 수단으로부터 상기 제1입력 수단으로 전달함으로써 상기 제1처리기에 의해 수신된 입력 비디오 신호들이 픽셀 세기 값의 상기 이전의 맵과 결합하게 하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 재발생 수단이 차 비디오 신호를 발생시키도록 입력 비디오 신호의 세기 값으로부터 현재 프레임의 픽셀 세기 값을 감산하기 위한 수단을 포함하고, 상기 차 비디오 신호를 상기 재발생수단으로부터 제1입력 수단으로 전달하기 위한 수단을 포함함으로써 제1처리기에 의해 수신된 입력 비디오 신호가 차 비디오 신호와 결합되는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 타케트 영역으로부터 유도되고, 영상 면내의 세기 값 및 불연속 위치를 갖고 있는 다수의 픽셀들에 의해 정해지는 2차원 영상 면의 연속 비디오 프레임을 형성하는데 사용된 전자 비디오 신호들로부터 트랙킹 에러 신호를 발생시키는 형태로 타게트를 자동적으로 트랙킹하기 위한 장치에 있어서, 상기 입력 비디오 신호들을 수신하기 위한 입력 ; 상기 입력 비디오 신호를 처리하고, 제1셋트의 트랙킹 에러 신호를 발생시키며 ; (1) 상기 입력 비디오 신호를 수신하기 위해 입력에 접속된 제1입력 수단, (2) 픽셀 세기 임계값을 발생시키기 위해 상기 제1입력 수단에 접속된 수단, 및 (3) 상기 입력 비디오 신호의 세기 값을 임계값과 비교하고, 상기 임계값에 관련된 최소한 1개의 소정의 세기 값을 갖고 있는 영상 면내의 픽셀들의 도심을 계산하기 위한 수단을 포함하는 제1비디오 처리기 ; 상기 입력 비디오 신호를 처리하고, 제2셋트의 트랙킹 에러 신호를 발생시키며, (1) 상기 입력으로부터 입력 비디오 신호들을 수신하기 위한 제2입력수단, (2) 현재 비디오 프레임의 픽셀 세기 값을 기억하기 의해 제2입력 수단에 접속된 제1기억 수단, 및 (3) 차 비디오 신호를 발생시키도록 상기 제2입력 수단에 의해 수신된 입력 비디오 신호의 세기 값으로부터 제1기억 수단내에 기억된 픽셀 세기 값을 감산하기 위해 제1기억 수단에 접속된 수단을 포함하는 제2비디오 처리기 ; 및 상기 차 비디오 신호를 감산 수단으로부터 제1입력 수단으로 전달함으로써 상기 차 비디오 신호들이 상기 제1처리기에 공급된 입력 비디오 신호와 결합하게 되는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제2비디오 처리기가 상기 현재 비디오 프레임에 선행하는 비디오 프레임의 픽셀 세기 값을 기억하기 위해 상기 제1기억 수단에 접속된 상기 제2기억 수단을 포함하고, 선행 비디오프레임의 픽셀값을 제2처리기로부터 제1입력 수단으로 전달하기 위한 수단을 포함함으로써 상기 선행 비디오 프레임의 픽셀값이 상기 제1처리기에 의해 수신된 입력 비디오 신호의 값과 결합되는 것을 특징으로 하는 장치.
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