JPH0579292U

JPH0579292U - 画像追尾装置

Info

Publication number: JPH0579292U
Application number: JP1593892U
Authority: JP
Inventors: 秀樹久家
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-03-26
Filing date: 1992-03-26
Publication date: 1993-10-29

Abstract

(57)【要約】【目的】追尾の初期段階では、フレーム処理を行い、
また追尾の終末段階では、フィールド処理を行うことを
目的とする。【構成】撮像装置と、画像信号をデジタル化する画像
ＡＤ変換器と、ビデオデータをフレームノンインタレー
スデジタルビデオデータに変換するフレームメモリと、
ビデオデータを処理する第一の画像処理回路と、第一の
画像処理回路の処理結果に基づきフィールド毎に追尾処
理を行う第一の追尾処理回路と、デジタルビドオデータ
を処理する第二の画像処理回路と、第二の画像処理回路
の処理結果に基づきフレーム毎に追尾処理を行う第二の
追尾処理回路と、第一及び第二の画像処理回路からのデ
ータを用いてあらかじめ定められた判定基準に基づき追
尾誤差データの切り替えを制御する追尾誤差信号切り替
え制御回路と、第一及び第二の追尾処理回路の追尾誤差
データを切り替える追尾誤差信号切り替え回路とにより
構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、飛しょう体や航空機等に搭載され、撮像装置を用いて、目標を探知し、追尾することが可能な画像追尾装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図３は、従来の画像追尾装置の１例を示す図であって、１は外界を撮像する撮像装置、２は撮像装置から出力されるインタレースアナログビデオ信号、３はインタレースアナログビデオ信号をデジタル化し同期信号を含むインタレースデジタルビデオデータを出力する画像ＡＤ変換器、４はインタレースデジタルビデオデータ、５はインタレースデジタルビデオデータを画像処理し目標候補領域の特徴ベクトルデータを求める画像処理回路、６は特徴ベクトルデータ、７は前記の特徴ベクトルデータを受け垂直同期信号ごとにこれを読み取り追尾目標の選択と追尾誤差の演算を行う追尾処理回路、８は追尾誤差信号である。

【０００３】図において、外界の可視や赤外の画像は撮像装置１により撮像され、通常のテレビ信号と同様、ラスタ走査の順にインタレースアナログビデオ信号２として出力される。

【０００４】図４はインタレースアナログビデオ信号２の一例を示すものであって、偶数フィールドがまず走査され次に奇数フィールドが走査されて、２フィールドで空間的に完全な１フレームの画像信号が得られる。

【０００５】インタレースアナログビデオ信号２は画像ＡＤ変換器３によりインタレースデジタルビデオデータ４に変換される。インタレースデジタルビデオデータ４は、通常、垂直同期信号、水平同期信号、画素同期信号、各画素８ビット程度の輝度データ等により構成される。画像処理回路５は、前記の同期信号を含むインタレースデジタルビデオデータ４を受け、目標候補領域の抽出を行い、目標候補領域の位置、輝度、面積等の特徴ベクトルを計測し、特徴ベクトルデータ６として出力する。画像処理は画像の走査と共に行われるため、通常１フィールドの走査が終了したときに目標候補領域毎の特徴ベクトルデータ６が得られる。追尾処理回路７は、次のフィールドで特徴ベクトルデータ６を読み取り、目標領域の選択や追尾誤差の演算を行い追尾誤差信号８として出力する。従って追尾誤差信号８は１フィールド時間に１度出力されることになる。

【０００６】図５は、連続した画像の入力から追尾誤差信号８の出力までのタイミングを示す図である。垂直ブランキング信号は、インタレースデジタルビデオデータ４に含まれており、各フィールドのブランキングのタイミングを表している。偶数フィールド＃１が撮像装置１から出力されると同時に、画像ＡＤ変換器３でデジタル化され、更に同時に画像処理回路５で処理される。処理された結果である特徴ベクトルデータ６は、次のフィールドで追尾処理回路７に読み込まれ、追尾処理がなされて追尾誤差信号８として出力される。画像処理回路５は、通常パイプライン的に構成されるので、次のフィールド（奇数フィールド＃１）の画像処理と前のフィールド（偶数フィールド＃１）の画像処理結果に基づく追尾処理とは、同時平行に行われる。連続画像はこのように順次処理され、追尾誤差信号８は画像の入力から最大２フィールド時間遅れで、フィールド時間間隔で出力される。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

従来の画像追尾装置においては、画像処理はフィールド毎に行われていた。しかし、インタレースされたビデオ信号を出力する通常の撮像装置では、１フレーム、すなわち２フィールドで空間的に抜けの無い完全な外界の画像が得られる。従って、フィールド毎に処理すると、垂直方向に走査線が間引かれた画像データを処理することになる。そのため、本来撮像装置が有しているビデオ帯域を生かすために９ＭＨｚ程度でビデオ信号をＡＤ変換すると、垂直方向に潰れた画像を処理することになり、処理画像の幾何学的等方性が失われることになる。それゆえ、形状情報を利用した目標の抽出を行おうとすると、形状パラメータが正しく求められず、形状情報を利用した目標抽出、クラッタ抑圧、フレアー対処等を行うことが困難であるという問題点があった。

【０００８】一方、画像処理装置の前段にフレームメモリを設けてフレーム単位で処理すれば、画像の幾何学的な等方性は保つことができるが、図６に示すようにフレームメモリへの書き込みとフレームの処理に時間がかかるため、追尾誤差信号は最大２．５フレーム（５フィールド）時間遅れ、フレーム時間間隔で出力されることになる。従って目標に接近した場合のように目標の相対的角速度が大きくなった場合、追尾不能になる可能性があるという問題点があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

この考案は、上記の課題を解決するために、フィールド毎に画像を処理する画像処理回路とフレーム毎に画像を処理する画像処理回路とを並列に設け、これら２つの追尾誤差出力を、画像処理回路からの目標の大きさ等の情報に基づいて切り替える手段を設けたものである。

【００１０】また別の実施例においては、最もハードウエア量が多くなる画像処理回路を削減するため、画像処理回路の入口で、フィールド毎のインタレースデジタルビテオデータとフレーム毎のノンインタレースデジタルビデオデータとを切り替える手段を設けたものである。

【００１１】

【作用】

この考案に係る装置においては、目標が比較的遠くにあり追尾誤差出力の遅れ時間及び繰り返し時間が多少長くても良い場合には、高度な形状情報を利用したフレーム毎の画像処理に基づく追尾誤差を用い、目標に接近して相対角速度が大きくなったときには、フィールド毎に比較的簡単な画像処理を行って、遅れ時間や繰り返し時間が短い追尾誤差出力を用いることができる。従って、クラッタ抑圧、目標探知、フレア対処性能を向上させつつ、終末時の誘導精度を劣化させることがない。

【００１２】また別の実施例においては、画像処理装置の入り口でフィールド毎のインタレースデジタルビデオデータとフレーム毎のノンインタレースデジタルビテオデータを切り替えているため、画像処理回路を２系統持つ必要がなく、少ないハードウエア量で第一の実施例と同等の効果を実現可能である。

【００１３】

【実施例】

実施例１．図１は、この考案の１実施例の構成を示すものであって、９はフレームメモリ、１０はノンインタレースデジタルビデオデータ、１１は第一の画像処理回路、１２はフィールド特徴ベクトルデータ、１３は第一の追尾処理回路、１４はフィールド追尾誤差データ、１５は第二の画像処理回路、１６はフレーム特徴ベクトルデータ、１７は第二の追尾処理回路、１８はフレーム追尾誤差データ、１９は追尾誤差信号切り替え回路、２０は追尾誤差信号切り替え制御回路、２１は追尾誤差切り替え信号である。

【００１４】図１において、撮像装置１、画像ＡＤ変換器３の動作は、図３に於けるものと同等であるので説明を省略する。画像ＡＤ変換器３の出力であるインタレースデジタルビデオデータ４は、第一の画像処理回路１１において各フィールド毎に処理され目標候補領域毎の特徴ベクトルデータがフィールド特徴ベクトルデータ１２として出力される。第一の追尾処理回路１３は、フィールド特徴ベクトルデータ１２を受けフィールド毎に目標の選択と追尾誤差演算を行って、フィールド追尾誤差データ１４を出力する。一方、インタレースデジタルビデオデータ４は、フレームメモリ９に書き込まれ、偶数フィールドと奇数フィールドとの２フィールドが書き込まれたら、フレーム単位のノンインタレースデジタルビデオデータ１０として読みだされる。読みだされたノンインタレースデジタルビデオデータ１０は、読みだしと同時に第二の画像処理回路１５において各フレーム毎に処理され、目標候補領域毎の特徴ベクトルデータがフレーム特徴ベクトルデータ１６として出力される。第二の追尾処理回路１７は、フレーム特徴ベクトルデータ１６を受けフレーム毎に目標の選択と追尾誤差演算を行って、フレーム追尾誤差データ１８を出力する。

【００１５】追尾誤差信号切り替え制御回路２０は、フィールド特徴ベクトルデータ１２とフレーム特徴ベクトルデータ１６とを受け、あらかじめ定められた判定基準に基づき、追尾の初期の段階、すなわち目標が遠方にある場合には、フレーム追尾誤差データ１８を用い、追尾の末期の段階、すなわち目標が近くにある場合には、フィールド追尾誤差データ１４を用いるように、追尾誤差信号切り替え回路１９を制御するための追尾誤差切り替え制御信号２１を出力する。その結果適切な追尾誤差が、追尾誤差信号８として出力される。

【００１６】ところで、前述の構成によれば、フィールド処理用とフレーム処理用とに、二系統の画像処理回路及び追尾処理回路を設けなければならない。画像追尾装置において、画像処理回路及び追尾処理回路が最もハードウエア量を要する部分であるため、このような構成では飛しょう体用等、小型軽量を要求される画像追尾装置に対しては適用が困難である。

【００１７】実施例２．図２はこのような難点を解決するための別の実施例による１実施例の構成を示す図であって、２２は画像データ切り替え回路、２３は処理画像データ、２４は画像データ切り替え制御回路、２５は画像データ切り替え制御信号である。図２において、撮像装置１、画像ＡＤ変換器３、画像処理回路５、追尾処理回路７の動作は、図３に於けるものと同等であるので説明を省略する。

【００１８】フレームメモリ９の動作は、第一の実施例とほぼ同様であり、フィールド単位のインタレースビデオデータ４をフレーム単位のノンイタレースビデオデータ１０に変換する。画像データ切り替え回路２２は、画像データ切り替え信号２５に従い、インタレースビデオデータ４とノンインタレースビデオデータ１０とを切り替え、処理画像データ２３として出力する。画像処理回路５は処理画像データ２３を受けその同期信号に従って、フィールドあるいはフレーム単位の画像処理を行い、特徴ベクトルデータ６を出力する。追尾処理回路７は、特徴ベクトルデータ６を、画像処理回路５からのフィールドまたはフレーム毎の割り込み信号のタイミングで読み込み、追尾誤差を計算して追尾誤差信号８として出力する。一方、画像データ切り替え制御回路２４は、画像処理回路５から特徴ベクトルデータ６を読み込み、あらかじめ定められた判定基準に従い、画像データ切り替え信号２５を出力し、フィールド処理とフレーム処理との切り替えを行う。

【００１９】

【考案の効果】

このように本考案によれば、追尾の初期段階で目標が遠方にあり、追尾誤差出力の遅れ時間及び繰り返し時間が長くてよい場合には、フレーム処理を行って、目標候補領域の幾何学的特徴パラメータの計測精度を高めることにより、クラッタ除去やフレア対処等の目標識別機能を向上させることが可能である。また追尾の終末段階で目標が近距離にあり、追尾誤差出力の遅れ時間及び繰り返し時間を短くする必要がある場合には、フィールド処理を行って、追尾角速度等の追尾性能を向上させることが可能である。従って、目標識別能力の向上と追尾性能の向上を両立せしめることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の１実施例の構成を示す図である。

【図２】この考案の別の実施例の構成を示す図である。

【図３】従来の画像追尾装置の１例を示す図である。

【図４】ビデオ信号の偶数及び奇数フィールド走査の説
明図である。

【図５】フィールド処理のタイミングを示す図である。

【図６】フレーム処理のタイミングを示す図である。

【符号の説明】

１撮像装置３画像ＡＤ変換器５画像処理回路７追尾処理回路９フレームメモリ１１第一の画像処理回路１３第一の追尾処理回路１５第二の画像処理回路１７第二の追尾処理回路１９追尾誤差信号切り替え回路２０追尾誤差信号切り替え制御回路２２画像データ切り替え回路２４画像データ切り替え制御回路

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】外界を撮像する撮像装置と、前記の撮像
装置が出力するインタレースアナログビデオ信号を同期
信号を含むインタレースデジタルビデオデータに変換す
る画像ＡＤ変換器と、前記のインタレースデジタルビデ
オデータをフレーム単位のノンインタレースデジタルビ
デオデータに変換するフレームメモリと、前記のインタ
レースデジタルビデオデータを処理する第一の画像処理
回路と、前記のノンインタレースデジタルビデオデータ
を処理する第二の画像処理回路と、前記の第一の画像処
理回路が出力する処理データを受けて目標の追尾誤差を
フィールド毎に演算する第一の追尾処理回路と、前記の
第二の画像処理回路が出力する処理データを受けて目標
の追尾誤差をフレーム毎に演算する第二の追尾処理回路
と、前記の第一の追尾処理回路と前記の第二の追尾処理
回路とが出力する追尾誤差データを切り替える追尾誤差
信号切り替え回路と、前記の第一の画像処理回路と前記
の第二の画像処理回路とから目標の大きさ等の情報を受
け取って前記の追尾誤差信号切り替え回路に切り替え信
号を送る追尾誤差信号切り替え制御回路とを備えたこと
を特徴とする画像追尾装置。
【請求項２】外界を撮像する撮像装置と、前記の撮像
装置が出力するインタレースアナログビデオ信号を同期
信号を含むインタレースデジタルビデオデータに変換す
る画像ＡＤ変換器と、前記のインタレースデジタルビデ
オデータをフレーム単位のノンインタレースデジタルビ
デオデータに変換するフレームメモリと、前記のインタ
レースデジタルビデオデータと前記のノンインタレース
デジタルビデオデータとを切り替える画像データ切り替
え回路と、切り替えられたデジタルビデオデータを処理
する画像処理回路と、前記の画像処理回路が出力する処
理データを受けて目標の追尾誤差を演算する追尾処理回
路と、前記の画像処理回路から目標の大きさ等の情報を
受け取って前記の画像データ切り替え回路に切り替え信
号を送る画像データ切り替え制御回路とを備えたことを
特徴とする画像追尾装置。