JPH0943339A

JPH0943339A - レーダビデオ圧縮装置

Info

Publication number: JPH0943339A
Application number: JP7189646A
Authority: JP
Inventors: Toru Mukoyama; 徹向山
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1995-07-26
Filing date: 1995-07-26
Publication date: 1997-02-14

Abstract

(57)【要約】【課題】低容量の回線を用いることができ、しかもレ
ーダビデオに存在する情報をほとんど欠落なく伝送する
ことができるレーダビデオ圧縮装置の提供。【解決手段】レーダビデオ信号Ｓ２のレベル変化に応
じてターゲット判定レベルＳ３を変えて出力するレベル
生成回路３と、このターゲット判定レベルＳ３によりタ
ーゲットデータＳ４とクラッタデータＳ５とに分離する
分離回路４と、この分離回路４から出力されるクラッタ
データＳ５を圧縮する圧縮回路７と、分離回路４から出
力されるターゲットデータＳ４と圧縮回路７から出力さ
れるクラッタデータＳ７を多重化する編集回路８とによ
り構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーダビデオ圧縮装
置に関し、特にレーダシステムの受信装置から出力され
るレーダビデオを伝送するシステムにおけるレーダビデ
オ圧縮装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーダシステムから出力されるアナログ
ビデオを、表示装置に表示して航空機管制等を実施する
ような場合、レーダは山頂等にあり、表示装置の設置さ
れている場所から離れているため、レーダビデオを表示
装置の設定されている場所まで回線を用いて伝送しなけ
ればならない。

【０００３】従来、レーダ装置の受信装置から出力され
るレーダビデオを遠隔地の表示装置へ伝送する装置とし
て、（１）アナログ信号のまま同軸ケーブルを用いて伝
送する装置、（２）細かいクロックによりＡ／Ｄ変換し
てディジタル化した信号を伝送する装置、および（３）
レーダビデオからターゲット部分のみを出力する装置等
が知られている。

【０００４】まず、（１）の装置から説明する。図８は
この同軸ケーブルを用いたアナログ伝送方式による伝送
装置の構成図、図９は同装置の動作を示すタイミングチ
ャートである。

【０００５】この伝送装置はレーダビデオ信号とトリガ
信号とを加算する加算回路１００と、加算出力を増幅す
るアンプ１０１とからなっていた。そして、トリガ信号
とレーダビデオ信号との加算信号がアンプ１０１を介し
てアナログ信号のまま同軸ケーブルを用いて伝送されて
いた。

【０００６】次に、（２）の装置について説明する。図
１０はこのディジタル伝送方式による伝送装置の構成
図、図１１は同装置の動作波形図およびデータ構成図で
ある。

【０００７】この伝送装置はレーダビデオ信号をディジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１０５と、回線インタ
フェース１０６とからなっていた。そして、レーダビデ
オの全ての範囲を一律に細かいクラックＣ５０でＡ／Ｄ
変換を行い伝送しているが、この細かさはレーダビデオ
の距離分解能となる。

【０００８】次に、（３）の装置について説明する。こ
の装置は特開昭６３−８５３８３号公報に開示されてい
るものである。図１２はこのレーダビデオからターゲッ
ト部分のみを出力する伝送装置の構成図、図１３は同装
置の動作を示すタイミングチャートである。

【０００９】この伝送装置は、ＭＴＩビデオ信号をＡ／
Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１１０と、このＡ／Ｄ変換後の
信号と所定のスライスレベルとを比較し、スライスレベ
ルを超える信号を出力するスライサ１１１と、ノーマル
ビデオ信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１１２と、こ
のＡ／Ｄ変換後の信号と所定のスライスレベルとを比較
し、スライスレベルを超える信号を出力するスライサ１
１３と、Ａ／Ｄ変換後のノーマルビデオ信号を外部から
入力される方位角信号および距離信号で単位領域ごとの
平均レベルを算出する平均レベル算出回路１１４と、算
出された平均レベルを記憶する記憶回路１１５と、この
記憶回路１１５から読み出した平均レベルを基準レベル
と比較しビデオ選択を判定する判定回路１１６と、この
判定回路１１６からの制御信号によりＭＴＩビデオ信号
またはノーマルビデオ信号のいずれか一方を選択する選
択回路１１７とからなる。

【００１０】そして、判定回路１１６がノーマルビデオ
にクラッタが含まれていないと判定した場合、判定回路
１１６は選択回路１１７をノーマル側に切り替え、ノー
マルビデオに含まれる目標だけを出力する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の（１）
の装置の場合はアナログ回線は現在の趨勢からディジタ
ル回線へと置き換わっているため、アナログ回線の新た
な布設およびその維持が困難であるという欠点があっ
た。

【００１２】また、従来の（２）の装置の場合は、アナ
ログ信号をＡ／Ｄ変換して伝送する必要があるが、高分
解能を必要とするため、細かいクロックで単純にＡ／Ｄ
変換した場合は高容量回線が必要であるという欠点があ
った。以下、その理由を示す。

【００１３】通常、レーダビデオの成分はターゲット信
号（目標信号）、受信機ノイズ信号およびクラッタ信号
より構成されている。これらの信号の中でターゲット信
号が本来必要な情報であるため、分解能は高いものが要
求される。

【００１４】ビデオをディジタル回線を用いて伝送する
場合は、表示側でターゲット信号が重要であるため、そ
の分解能を低下させないような伝送方法が必要であり、
図１１のようにレーダビデオをこまかいクロックでＡ／
Ｄ変換してディジタル伝送を行うことになってしまう。

【００１５】従来方式は、ターゲット信号の有無にかか
わらず、全ビデオ領域を高分解能でディジタル化するた
め、高データ量となってしまうのである。

【００１６】たとえば、６０ＮＭのレンジを３６０度方
向にわたり３６００パルス送信で捜索し、４秒で更新す
るレーダのビデオを１／２５ＮＭの距離分解能および８
ビットの振幅分解能で従来方式によりディジタル化する
とした場合、必要な回線の容量は約１１Ｍｂｐｓであ
る。計算式は以下のようになる。

【００１７】回線容量＝（レーダビデオ総データ量（ｂｉｔ））／（更新時間（Ｓ））＝（６０ＮＭ÷（１／２５ＮＭ）×８ｂｉｔ×３６００パルス）／４Ｓ＝１１Ｍｂｐｓ電話の音声を単純にＡ／Ｄ変換して（圧縮しないで）伝
送した場合と比較すると、電話の音声回線の容量は６４
ｋｂｐｓであることから、１種類のレーダビデオをディ
ジタル伝送するためには電話回線が１７２回線分必要と
なることからも、高容量であることが解る。このこと
は、電話回線の１７２倍の使用料が必要であることを示
す。

【００１８】このため、従来方式ではビデオを伝送する
ために高容量のディジタル回線を用いるか、あるいは少
容量のディジタル回線を多数束ねて時分割伝送すること
になり、どちらにしてもディジタル回線の使用料等の維
持費が高額になるという欠点がある。

【００１９】また、従来の（３）の装置の場合は、クラ
ッタ情報の伝送ができないという欠点があった。クラッ
タ情報は航空機周辺の気象、たとえば、雨、雲、雪等の
情報を得るのに必要である。

【００２０】そこで本発明の目的は、ディジタル伝送が
可能で、低容量の回線を用いることができ、しかもレー
ダビデオに存在する情報をほとんど欠落なく伝送するこ
とができるレーダビデオ圧縮装置を提供することにあ
る。

【００２１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、レーダビデオ信号のレベル変化に応じたタ
ーゲット判定レベルを生成するターゲット判定レベル生
成手段と、このターゲット判定レベル生成手段で設定さ
れる判定レベルを基準として前記レーダビデオ信号をタ
ーゲット信号とクラッタ信号に分離する分離手段と、こ
の分離手段で分離されるクラッタ信号を圧縮する圧縮手
段と、この圧縮手段で圧縮されるクラッタ信号と前記分
離手段で分離されるターゲット信号とを編集する編集手
段とからなることを特徴とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明によれば、判定レベル以上
のターゲット信号はそのまま出力し、判定レベル未満の
クラッタ信号は圧縮して出力する。

【００２３】以下、本発明の実施例について添付図面を
参照しながら説明する。図１は本発明に係るレーダビデ
オ圧縮装置の一実施例の構成図である。

【００２４】レーダビデオ圧縮装置は、アナログ信号で
あるレーダビデオ信号Ｓ１をディジタル信号Ｓ２に変換
するＡ／Ｄ変換器１と、Ａ／Ｄ変換器１より出力される
ディジタル化されたレーダビデオデータＳ２を一時記憶
するビデオメモリ２と、Ａ／Ｄ変換器１より出力される
ディジタル化されたレーダビデオデータＳ２が入力さ
れ、ビデオデータＳ２の振幅変化に応じたターゲット判
定レベルを生成し出力するターゲット判定レベル生成回
路３と、ターゲット判定レベル生成回路３より出力され
るターゲット判定レベルＳ３を基準とし、この基準レベ
ルＳ３以上のデータをターゲットデータＳ４に、この基
準レベル未満のデータをクラッタデータＳ５に分離する
ターゲット／クラッタ分離回路４と、このターゲット／
クラッタ分離回路４で分離されたターゲットデータＳ６
の一定区間ごとの分布を測定するターゲット分布測定回
路５と、このターゲット／クラッタ分離回路４で分離さ
れたターゲットデータＳ６の一定区間ごとのターゲット
数を算出するターゲット数算出回路６と、ターゲット／
クラッタ分離回路４で分離されたクラッタデータＳ５を
圧縮するクラッタ信号圧縮回路７と、ターゲット／クラ
ッタ分離回路４で分離されたターゲットデータＳ４とク
ラッタ信号圧縮回路７で圧縮された圧縮クラッタデータ
Ｓ７とが編集されるデータ編集回路８とからなる。

【００２５】ビデオメモリ２に記憶されたレーダビデオ
データは一定時間後にターゲット／クラッタ分離回路４
に入力される。このビデオメモリ２はデータバッファと
して機能するメモリである。

【００２６】レーダビデオデータＳ２が入力されたター
ゲット判定レベル生成回路３は、ビデオデータＳ２の振
幅変化に応じたターゲット判定レベルＳ３を生成し、こ
のターゲット判定レベルＳ３はターゲット／クラッタ分
離回路４へ出力される。

【００２７】ターゲット判定レベルＳ３は、ビデオデー
タからターゲットを抽出するスレッシュホールドレベル
となる。図２はスレッシュホールドレベル設定の方法を
示す模式説明図である。

【００２８】その方法は、Ｍ（Ｍは任意の正の整数。本
実施例ではＭ＝４である。）個ごとのビデオデータＳ２
の平均を取り、その平均値をそのＭ個範囲における最初
のスレッシュホールドレベルとする。

【００２９】図３はビデオデータの平均値の分布図であ
る。レーダビデオの全域にわたり生成した最初のスレッ
シュホールドレベルＳ３ａは同図に示す曲線Ｓ３ａとな
る。

【００３０】ところで、設定したスレッシュホールドレ
ベルＳ３ａについて、以下の規則を設定しておく。

【００３１】ノイズ信号はターゲット信号に比べ平均的
な振幅は、全ビデオ振幅の１／５〜１／１０（ダイナミ
ックレンジ換算で約１５〜２０ｄＢ）である。たとえ
ば、ビデオ信号の振幅が２Ｖｏ−ｐの場合、ノイズ信号
は約０．３Ｖｏ−ｐの振幅で分布する。このため、スレ
ッシュホールドレベルが全ビデオ振幅の１／５〜１／１
０のレベルで分布した場合は、そのノイズ信号エリアを
一律のレベルに固定する。２Ｖｏ−ｐの振幅のレーダビ
デオに対しては、上記のノイズ信号エリアにおいて一律
０．５Ｖをスレッシュホールドレベルとする。

【００３２】図４は第２のスレッシュホールドレベルの
設定図である。同図に示すスレッシュホールドレベルＳ
３ｂが上記の「一律のレベル」である。

【００３３】このようにスレッシュホールドレベルＳ３
ｂを設定するのは、最初に設定されるスレッシュホール
ドレベルＳ３ａはＭ個ごとの平均値であるため、このま
まではスレッシュホールドレベルＳ３ａを超える信号が
ビデオの全域にわたって多数発生してしまうためであ
る。すなわち、ターゲット信号の存在しないノイズ信号
エリアは、予めオフセットを加えてスレッシュホールド
レベルに設定することで、スレッシュホールドレベルを
超えないようにするのである。

【００３４】ターゲット／クラッタ分離回路４は、図４
に示すスレッシュホールドレベルＳ３ａ，Ｓ３ｂに基づ
き、ビデオデータＳ２からスレッシュホールドレベルＳ
３ａ，Ｓ３ｂ以上のターゲットデータＴ１，Ｔ２、クラ
ッタ消え残りデータＣ１，Ｃ２と、スレッシュホールド
レベルＳ３ａ，Ｓ３ｂ未満のクラッタ等のデータＣ３〜
Ｃ５とに分離する。スレッシュホールドレベルＳ３ａ，
Ｓ３ｂ以上のデータＴ１，Ｔ２，Ｃ１，Ｃ２を高分解能
を必要とするターゲットデータとみなし、スレッシュホ
ールドレベルＳ３ａ，Ｓ３ｂ未満のデータＣ３〜Ｃ５を
圧縮処理該当のクラッタデータとみなすのである。

【００３５】この時、ターゲット／クラッタ分離回路４
はスレッシュホールドレベルＳ３ａ，Ｓ３ｂ以上のター
ゲットデータＳ６（データＴ１，Ｔ２，Ｃ１，Ｃ２）を
ターゲット数算出回路６とターゲット分布測定回路５と
に出力する。

【００３６】ターゲット数算出回路６は、算出したター
ゲット数が回線容量により決まる規定数より大きい場
合、オーバフロー信号Ｓ８をターゲット／クラッタ分離
回路４とターゲット判定レベル生成回路３とに出力す
る。したがって、ターゲット数が規定数より小さい場合
はオーバフロー信号Ｓ８を出力しない。

【００３７】ターゲット分布測定回路５は、ターゲット
データＳ６からそのビデオにおけるターゲット信号の分
布（距離と振幅）を測定するとともに、スレッシュホー
ルドレベルＳ３ａ，Ｓ３ｂとの差分を測定する。

【００３８】図５はターゲット分布測定処理の模式説明
図である。同図（Ａ）に示すように、ターゲット分布測
定回路５は入力したターゲットデータＳ６から、ターゲ
ットデータ等Ｔ１，Ｔ２，Ｃ１，Ｃ２の距離Ｒ（レーダ
送信機の位置からターゲットまでの距離）と、ターゲッ
トデータ等Ｔ１，Ｔ２，Ｃ１，Ｃ２の振幅Ｖを求め、か
つ、スレッシュホールドレベルＳ３ａ，Ｓ３ｂとターゲ
ットデータ等Ｔ１，Ｔ２，Ｃ１，Ｃ２の振幅Ｖとからタ
ーゲットデータ等Ｔ１，Ｔ２，Ｃ１，Ｃ２の、スレッシ
ュホールドレベルＳ３ａ，Ｓ３ｂとの差分ΔＶを測定す
る。

【００３９】また、同図（Ｂ）に示すようにΔＲ（一定
の距離）単位の範囲に存在するターゲットデータ数Ｎを
測定する。

【００４０】これらの測定により、スレッシュホールド
レベルＳ３ａ，Ｓ３ｂを超える信号の分布状態が解るた
め、この分布状態に基づきスレッシュホールドレベルの
再設定範囲とその設定幅とを求める。同図（Ｂ）に示す
ターゲットデータ数Ｎが比較的多い部分Ｇがスレッシュ
ホールドレベルの再設定の対象となる。

【００４１】さらに、ターゲット分布測定回路５はター
ゲット数算出回路６からのオーバフロー信号Ｓ８によ
り、上述したターゲット分布データに基づきターゲット
判定レベル生成回路３に対してスレッシュホールド制御
信号Ｓ９を出力する。

【００４２】図６は第３のスレッシュホールドレベルの
設定図である。スレッシュホールドレベル制御信号Ｓ９
は、同図（Ａ）に示すスレッシュホールドレベルを変化
させるべきビデオ範囲を示すゲート信号Ｓ９ａと、同図
（Ｂ）に示すスレッシュホールドレベルの変化幅を示す
信号Ｓ９ｂとにより構成される。また、ゲート信号Ｓ９
ａの出力範囲はΔＲ単位であり、変化幅Ｓ９ｂはΔＲ内
のターゲット信号のΔＶの平均値のｎ倍（ｎは正の整
数）である。

【００４３】ターゲット判定レベル生成回路３は、オー
バフロー信号Ｓ８とスレッシュホールドレベル制御信号
Ｓ９とにより、同図（Ａ）のスレッシュホールドレベル
制御信号Ｓ９ａが高レベルの範囲について、前回設定し
たターゲット判定レベルＳ３ａの範囲より変化分Ｓ９ｂ
だけ高く再設定して、新たなターゲット判定レベルＳ３
をターゲット／クラッタ分離回路４に出力する。同図
（Ｂ）に示すスレッシュホールドレベルＳ１０がこの新
たな（第３の）ターゲット判定レベルである。

【００４４】このターゲット判定レベルＳ３の再設定動
作はターゲット数算出回路６からオーバフロー信号Ｓ８
が出力されなくなるまで継続され、この動作を繰り返し
て行う。

【００４５】そして、オーバフロー信号Ｓ８が出力され
なくなった時点で、ターゲット／クラッタ分離回路４は
設定完了したターゲット判定レベルＳ３で、ビデオメモ
リ２から読み出したデータを分離し、分離したターゲッ
トデータＴ１，Ｔ２，Ｃ２，Ｃ６をデータ編集回路８へ
出力する。

【００４６】このサイクルを、受信装置からビデオデー
タが出力されるたびに行い、検出されたターゲット数が
回線容量を超えないような規定数になるようにターゲッ
ト判定レベルが自動的に再設定される。

【００４７】上述した動作により確定されたスレッシュ
ホールドレベルＳ１０，Ｓ３ａ，Ｓ３ｂ以上のターゲッ
トデータＴ１，Ｔ２，Ｃ２，Ｃ６は、振幅情報に距離情
報を付加したターゲットデータＳ４としてデータ編集回
路８に出力されるとともに、スレッシュホールドレベル
Ｓ１０，Ｓ３ａ，Ｓ３ｂ未満のデータＣ１，Ｃ３〜Ｃ５
は、クラッタデータＳ５としてクラッタ信号圧縮回路７
へ出力される。

【００４８】図７はクラッタ信号圧縮回路における圧縮
動作の模式説明図である。同図（Ａ）に示すようにクラ
ッタ信号圧縮回路７は、入力されたクラッタデータＳ５
をＮ個ずつ平均化し、同図（Ｂ）に示すようにデータ量
を圧縮する。

【００４９】この結果、クラッタ信号圧縮回路７から
は、同図（Ｂ）に示す１／Ｎに圧縮されたクラッタ圧縮
データＳ７がデータ編集回路８に出力される。

【００５０】そして、データ編集回路８はターゲットデ
ータＳ４とクラッタ圧縮データＳ７とを多重化し、ビデ
オ圧縮データＳ１１として出力する。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、レーダビデオ信号をデ
ィジタルデータに変換して伝送するため既存のディジタ
ル回線の使用ができ、したがって、アナログ回線の新た
な布設およびその維持という事態を回避することができ
る。

【００５２】また、判定レベル以上のターゲット信号は
そのまま出力し、判定レベル未満のクラッタ信号は圧縮
して出力するよう構成したため、データ量を低減するこ
とができ、したがって、低容量の回線を用いてターゲッ
トデータを伝送することができる。

【００５３】さらに、判定レベル未満のクラッタ信号は
圧縮した分だけ分解能が劣化するが、ビデオは全領域に
ついて全て伝送されるため、情報をほとんど欠落なく伝
送することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレーダビデオ圧縮装置の一実施例
の構成図である。

【図２】同圧縮装置のスレッシュホールドレベル設定の
方法を示す模式説明図である。

【図３】同圧縮装置のビデオデータの平均値の分布図で
ある。

【図４】同圧縮装置の第２のスレッシュホールドレベル
の設定図である。

【図５】同圧縮装置のターゲット分布測定処理の模式説
明図である。

【図６】同圧縮装置の第３のスレッシュホールドレベル
の設定図である。

【図７】同圧縮装置のクラッタ信号圧縮回路における圧
縮動作の模式説明図である。

【図８】従来の同軸ケーブルを用いたアナログ伝送方式
による伝送装置の構成図である。

【図９】同伝送装置の動作を示すタイミングチャートで
ある。

【図１０】従来のディジタル伝送方式による伝送装置の
構成図である。

【図１１】同伝送装置の動作波形図およびデータ構成図
である。

【図１２】従来のレーダビデオからターゲット部分のみ
を出力する伝送装置の構成図である。

【図１３】同伝送装置の動作を示すタイミングチャート
である。

【符号の説明】

１Ａ／Ｄ変換器３ターゲット判定レベル生成回路４ターゲット／クラッタ分離回路５ターゲット分布測定回路６ターゲット数算出回路７クラッタ信号圧縮回路８データ編集回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｈ０３Ｍ 1/12 Ｈ０４Ｎ 7/13 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーダビデオ信号のレベル変化に応じた
ターゲット判定レベルを生成するターゲット判定レベル
生成手段と、このターゲット判定レベル生成手段で設定
される判定レベルを基準として前記レーダビデオ信号を
ターゲット信号とクラッタ信号に分離する分離手段と、
この分離手段で分離されるクラッタ信号を圧縮する圧縮
手段と、この圧縮手段で圧縮されるクラッタ信号と前記
分離手段で分離されるターゲット信号とを編集する編集
手段とからなることを特徴とするレーダビデオ圧縮装
置。
【請求項２】前記ターゲット判定レベル生成手段で生
成されるターゲット判定レベルは、前記レーダビデオ信
号の一定区間ごとの平均値であることを特徴とする請求
項１記載のレーダビデオ圧縮装置。
【請求項３】前記ターゲットレベル生成手段は、一定
のターゲット判定レベルをさらに生成し、前記分離手段
はこの一定のターゲット判定レベルおよび前記レーダビ
デオ信号のレベル変化に応じたターゲット判定レベルの
両者を基準として前記レーダビデオ信号をターゲット信
号とクラッタ信号に分離することを特徴とする請求項１
または２記載のレーダビデオ圧縮装置。
【請求項４】前記レーダビデオ信号の一定区間ごとの
ターゲット数を計数し、この計数値が基準値以上の場合
にオーバフロー信号を出力するターゲット数計数手段
と、ターゲットレベルの分布を測定する分布測定手段と
を有し、前記ターゲットレベル生成手段は前記オーバフ
ロー信号が出力されている区間のみ前記分布測定手段か
ら出力されるレベルに応じてターゲット判定レベルをさ
らに上げることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記
載のレーダビデオ圧縮装置。
【請求項５】前記分布測定手段は、前記レーダビデオ
信号の一定区間ごとのターゲット数と前記ターゲット信
号のレベルとに基づいてターゲットレベルの分布を決定
することを特徴とする請求項４記載のレーダビデオ圧縮
装置。