赤外線撮像装置

【目的】赤外線カメラより入力される映像のレベル変化が急しゅんな部分を細かい階調で表示できる赤外線撮像装置を得る。
【構成】赤外線カメラ１で撮像された１画面分の映像信号を微分信号抽出部４にて微分し、その後プロセッサ１４より設定される一定のしきい値によりタイミング検出部１５にて二値化される。この二値化された信号によりタイミングゲート作成部６にてレベル変化の急しゅんな部分を含むゲート信号を作成し、これを信号サンプル部７に送る。信号サンプル部７ではこのタイミングゲート信号中の映像信号の最大値と最小値をサンプルする。プロセッサ１４ではこの最大値と最小値の間が最大階調となるように入力ルックアップテーブルＲＡＭ８，９のデータを作成する。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は被写体から放射される赤外線をとらえ、映像化する赤外線撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図９は従来のこの種の赤外線撮像装置を示す図である。図９において、１は被写体の表面から放射される赤外線をとらえアナログ信号に変換する赤外線カメラ、２はこの赤外線カメラ１より出力されるアナログ映像信号の振幅の平均値をアナログ／ディジタル変換部３の入力ダイナミックレンジの中心に合致させるオートペデスタル部、３はこのオートペデスタル部２より出力されるアナログ信号をディジタル化するアナログ／ディジタル変換部、１９はこのアナログ／ディジタル変換部３より出力されるディジタル映像信号の階調変換を行なう入力ルックアップテーブルＲＯＭ、１１はこの入力ルックアップテーブルＲＯＭ１９より出力される階調変換されたディジタル映像信号から赤外線カメラ１自身が与える影響（素子欠陥、シェーディング等）を補正するための画像補正部、１２はこの画像補正部１１より出力される補正後のディジタル映像信号をアナログ映像信号に変換するディジタル／アナログ変換部、１３はこのディジタル／アナログ変換部１２より出力されるアナログ映像信号を表示するディスプレイ、１４は上記各部を制御するプロセッサ、１５は人がこのプロセッサ１４に対し指示を与えるための操作部、１６はこの操作部１５よりの指示をディジタル変換する操作部インタフェースである。
【０００３】次に動作について説明する。従来の赤外線撮像装置においては、赤外線カメラ１より出力されるアナログ映像信号をオートペデスタル部２においてアナログ映像信号の振幅の平均値をアナログ／ディジタル変換部３の入力ダイナミックレンジの中心に合致させ、次にアナログ／ディジタル変換部３においてディジタル信号に変換される。この変換されたディジタル信号は入力ルックアップテーブルＲＯＭ１９により階調変換される。この入力ルックアップテーブルＲＯＭ１９には何種類かの階調パターンが記録されており、人が操作部１５及び操作部インタフェース１６を介してプロセッサ１４に対し入力ルックアップテーブルＲＯＭ１９内の何種類かの階調パターンのどれを選ぶかを選択する。入力ルックアップテーブルＲＯＭ１９より出力されたディジタル映像信号は赤外線カメラ１自身が映像信号に与える影響（素子欠陥による出力レベルの変動、シェーディング等）を補正するための画像補正部１１を介して補正され、ディジタル／アナログ変換部１２にてアナログ映像信号に変換された後ディスプレイ１３に映し出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の赤外線撮像装置は以上のように構成されているので映像中のレベル変化が急しゅんな部分の映像を解析したい場合、そのレベル変化が収まるように一番近い入力ルックアップテーブルを選択するしかなく、精密な解析、またはこの急しゅんな変化の途中にある微小なレベル変化には対応出来ないという問題点があった。
【０００５】また、解析したいレベル変化の急しゅんな部分が画像の振幅平均から隔たっている場合はオートペデスタル部によって、振幅平均＝アナログ／ディジタル変換部の入力ダイナミックレンジの中心とされてしまうため入力ルックアップテーブルをどう選択しても解析したい部分が表示画像中でレベルが高すぎるか（白っぽくなってしまう）、低すぎる（黒っぽくなってしまう）して最適な画像が得られないという問題点があった。
【０００６】この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、レベル変化の急しゅんな部分の解析を効率良く行なう赤外線撮像装置を得ることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る赤外線撮像装置は上記従来装置の構成に対し、アナログ／ディジタル変換部より出力されるディジタル映像信号のレベル変化を微分する微分信号抽出部と、この微分信号抽出部より出力される微分信号よりディジタル映像信号のレベル変化の急しゅんになるタイミング及びその持続時間幅を検出しその始まりと終りのタイミング信号を出力するタイミング検出部と、このタイミング検出部より出力されるタイミング信号より信号サンプル部に与えるゲート信号を作成するタイミングゲート作成部と、このタイミングゲート作成部より出力されるゲート信号に従ってレベル変化の急しゅんな部分の始まりと終りのディジタル映像信号レベルを検出し保持する信号サンプル部と、前記アナログ／ディジタル変換部より出力されるディジタル映像信号の階調変換を行なう２組の入力ルックアップテーブルＲＡＭと、アナログ／ディジタル変換部より出力されるディジタル映像信号をプロセッサよりの指令により上記２組の入力ルックアップテーブルＲＡＭのどちらを経由させるかを選択する入力ルックアップテーブル切換部を付加したものである。
【０００８】また、この発明に係る赤外線撮像装置は前記構成に赤外線カメラよりのアナログ映像信号のどのレベルをアナログ／ディジタル変換部に与えるかを操作部よりプロセッサを介して設定出来るペデスタル設定部と、このペデスタル設定部とオートペデスタル部のどちらを使用するかを操作部よりプロセッサを介して設定出来るペデスタル切換部とを付加したものである。
【０００９】
【作用】上記のように構成された赤外線撮像装置においては赤外線カメラで撮像された１画面分の映像信号は微分信号抽出部にて微分され、その後プロセッサより設定される一定のしきい値ＴＨＨ及びＴＨＬによりタイミング検出部にて二値化される。この二値化後波形よりタイミングゲート作成部にてレベル変化の急しゅんな部分を含むゲート信号を作成し、これを信号サンプル部に送る。信号サンプル部ではこのタイミングゲート信号中の映像信号の最大値と最小値をサンプルし、プロセッサではこの最大値と最小値の間が最大階調となるように入力ルックアップテーブルＲＡＭのデータを作成する。これによりレベル変化の急しゅんな部分が細かい階調で表示できる。
【００１０】また、赤外線カメラで撮像された１画面分の映像信号中のレベル変化が急しゅんな部分がその１画面分の映像信号の平均値と隔たっている場合はペデスタル切換部にてオートペデスタル部よりペデスタル設定部にペデスタルの設定経路を切り換えてレベル変化の急しゅんな部分が映像信号の平均値近傍になるようペデスタルレベルを調整することで適正な画像を得ることができる。
【００１１】
【実施例】
実施例１．図１はこの発明の一実施例を示す図である。図において、１は被写体の放射する赤外線をとらえ、アナログ映像信号に変換する赤外線カメラ、２はこの赤外線カメラ１より出力されるアナログ映像信号の振幅の平均値をアナログ／ディジタル変換部３の入力ダイナミックレンジの中心に合致させるオートペデスタル部、３はこのオートペデスタル部２から出力されるアナログ映像信号をディジタル映像信号に変換するアナログ／ディジタル変換部、４はこのアナログ／ディジタル変換部３より出力されるディジタル映像信号のレベル変化を微分する微分信号抽出部、５はこの微分信号抽出部４より出力される微分信号よりディジタル映像信号のレベル変化の急しゅんになるタイミング及びその持続時間幅を検出しその始まりと終りのタイミング信号を出力するタイミング検出部、６はこのタイミング検出部５より出力されるタイミング信号より信号サンプル部７に与えるゲート信号を作成するタイミングゲート作成部、７はこのタイミングゲート作成部６より出力されるゲート信号に従ってレベル変化の急しゅんな部分の始まりと終りのディジタル映像信号レベルを検出し保持する信号サンプル部、８及び９は前記アナログ／ディジタル変換部３より出力されるディジタル映像信号の階調変換を行なう２組の入力ルックアップテーブルＲＡＭ、１０はアナログ／ディジタル変換部３より出力されるディジタル映像信号をプロセッサ１４よりの指令により上記２組の入力ルックアップテーブルＲＡＭ８及び９のどちらを経由させるかを選択する入力ルックアップテーブル切換部、１１はこの入力ルックアップテーブルＲＡＭより出力されるディジタル映像信号に対し赤外線カメラ自身が与える影響（素子欠陥、シェーディング等）を補正するための画像補正部、１２はこの画像補正部１１より出力される補正後ディジタル映像信号をアナログ映像信号に変換するディジタル／アナログ変換部、１３はこのディジタル／アナログ変換部１２より出力されるアナログ映像信号を表示するディスプレイ、１４は上記各機器を制御するプロセッサ、１５は人がプロセッサ１４に対し指示を与えるための操作部、１６は操作部１５よりの指示をディジタル信号に変換する操作部インタフェース、１７は赤外線カメラ１よりのアナログ映像信号のどこのレベルをアナログ／ディジタル変換部３に与えるかを操作部１５よりプロセッサ１４を介して設定出来るペデスタル設定部、１８はこのペデスタル設定部１７とオートペデスタル部２のどちらを使用するかを操作部１５よりプロセッサ１４を介して設定出来るペデスタル切換部である。
【００１２】上記のように構成された赤外線撮像装置において、赤外線カメラ１より出力されるアナログ映像信号（図２）をオートペデスタル部２においてアナログ映像信号の振幅の平均値をアナログ／ディジタル変換部３の入力ダイナミックレンジの中心に合致させ、次にアナログ／ディジタル変換部３においてディジタル信号に変換される。このディジタル化された１画面分の映像信号は微分信号抽出部４にて図３に示すように微分され、その後プロセッサ１４より設定される一定のしきい値ＴＨＨ，ＴＨＬによりタイミング検出部５にて図４に示すように二値化される。この二値化後波形よりタイミングゲート作成部６にてレベル変化の急しゅんな部分を含むゲート信号を図５に示すように作成し、これを信号サンプル部７に送る。信号サンプル部７では図６に示すようにこのタイミングゲート信号中の映像信号の最大値と最小値をサンプルし、プロセッサ１４ではこの最大値と最小値の間が最大階調となるように入力ルックアップテーブルＲＡＭ８及び９のデータを作成し、入力ルックアップテーブル切換部１０で選択されていない入力ルックアップテーブル８もしくは９にそのデータを書き込んだ後入力ルックアップテーブル切換部１０を書き込み終った入力ルックアップテーブル８もしくは９に切り換える。一方、上記アナログ／ディジタル変換部３にてディジタル変換された映像信号は前記入力ルックアップテーブル８及び９のどちらかを入力ルックアップテーブル切換部１０を介して通ることにより入力レベルが急しゅんに変化している部分が最大階調となるように階調変換される。この階調変換されたディジタル映像信号は赤外線カメラ１自身が映像信号に与える影響（素子欠陥による出力レベルの変動、シェーディング等）を補正するための画像補正部５を介して補正され、ディジタル／アナログ変換部６にてアナログ映像信号に変換された後ディスプレイ７に映し出される。
【００１３】また、上記構成に赤外線カメラ１よりのアナログ映像信号のどこのレベルをアナログ／ディジタル変換部３に与えるかを操作部１５よりプロセッサ１４を介して設定出来るペデスタル設定部１７、オートペデスタル部２よりペデスタル設定部１７にペデスタルの設定経路を切り換えるペデスタル切換部１８を備えた構成においては、図７に示すように赤外線カメラ１で撮像された１画面分の映像信号中のレベル変化が急しゅんな部分がその１画面分の映像信号の平均値ＰＬと隔たっている場合はペデスタル切換部１８にてオートペデスタル部２よりペデスタル設定部１７にペデスタルの設定経路を切り換えてレベル変化の急しゅんな部分が映像信号の平均値近傍になるようペデスタルレベルを調整することで図８に示すように適正な画像を得ることができる。
【００１４】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、入力信号に対し微分信号抽出部、タイミング検出部、タイミングゲート作成部、信号サンプル部、入力ルックアップテーブル切換部、２組の入力ルックアップテーブルにより構成したので、レベル変化の急しゅんな部分を階調細かく見ることが出来るという効果がある。
【００１５】また、ペデスタル切換部、ペデスタル設定部とを設ける事により、レベル変化の急しゅんな部分がその１画面分の映像信号の平均値と隔たっている場合でも前記ペデスタル設定部にてレベル変化の急しゅんな部分が映像信号の平均値近傍になるように操作部にて調整することにより適正な画像が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例による赤外線撮像装置を示す図である。
【図２】赤外線カメラで撮像された１画面分の映像信号の例をしめす図である。
【図３】微分信号抽出部より出力される信号の例を示す図である。
【図４】タイミング検出部より出力される信号の例を示す図である。
【図５】タイミングゲート作成部より出力される信号の例を示す図である。
【図６】信号サンプル部にてサンプルされる最大値と最小値の例を示す図である。
【図７】レベル変化の急しゅんな部分がその１画面分の映像信号の平均値と隔たっている入力信号の例を示す図である。
【図８】ペデスタル設定部により適度に調整された入力信号の例を示す図である。
【図９】従来の赤外線撮像装置を示す図である。
【符号の説明】
１赤外線カメラ
２オートペデスタル部
３アナログ／ディジタル変換部
４微分信号抽出部
５タイミング検出部
６タイミングゲート作成部
７信号サンプル部
８入力ルックアップテーブル１
９入力ルックアップテーブル１
１０入力ルックアップテーブル切換部
１１画像補正部
１２ディジタル／アナログ変換部
１３ディスプレイ
１４プロセッサ
１５操作部
１６操作部インタフェース
１７ペデスタル設定部
１８ペデスタル切換部

【特許請求の範囲】
【請求項１】被写体の放射する赤外線をとらえ、アナログ映像信号に変換する赤外線カメラと、この赤外線カメラより出力されるアナログ映像信号の振幅の平均値をアナログ／ディジタル変換部の入力ダイナミックレンジの中心に合致させるオートペデスタル部と、このオートペデスタル部から出力されるアナログ映像信号をディジタル映像信号に変換するアナログ／ディジタル変換部と、このアナログ／ディジタル変換部より出力されるディジタル映像信号のレベル変化を微分する微分信号抽出部と、この微分信号抽出部より出力される微分信号よりディジタル映像信号のレベル変化の急しゅんになるタイミング及びその持続時間幅を検出しその始まりと終りのタイミング信号を出力するタイミング検出部と、このタイミング検出部より出力されるタイミング信号より信号サンプル部に与えるゲート信号を作成するタイミングゲート作成部と、このタイミングゲート作成部より出力されるゲート信号に従ってレベル変化の急しゅんな部分の始まりと終りのディジタル映像信号レベルを検出し保持する信号サンプル部と、前記アナログ／ディジタル変換部より出力されるディジタル映像信号の階調変換を行なう２組の入力ルックアップテーブルＲＡＭと、アナログ／ディジタル変換部より出力されるディジタル映像信号をプロセッサよりの指令により上記２組の入力ルックアップテーブルＲＡＭのどちらを経由させるかを選択する入力ルックアップテーブル切換部と、この入力ルックアップテーブルＲＡＭより出力されるディジタル映像信号に対し赤外線カメラ自身が与える影響（素子欠陥、シェーディング等）を補正するための画像補正部と、この画像補正部より出力される補正後ディジタル映像信号をアナログ映像信号に変換するディジタル／アナログ変換部と、このディジタル／アナログ変換部より出力されるアナログ映像信号を表示するディスプレイと、上記各機器を制御するプロセッサと、このプロセッサに対し指示を与えるための操作部と、この操作部よりの指示をディジタル信号に変換する操作部インタフェースとを備えたことを特徴とする赤外線撮像装置。
【請求項２】赤外線カメラよりのアナログ映像信号のどこのレベルをアナログ／ディジタル変換部に与えるかを操作部よりプロセッサを介して設定出来るペデスタル設定部と、このペデスタル設定部とオートペデスタル部のどちらを使用するかを操作部よりプロセッサを介して設定出来るペデスタル切換部とを設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の赤外線撮像装置。

【図１】