２波長赤外線画像処理装置
【課題】従来の２波長赤外線画像処理装置では、太陽が照りつける海面背景下においては、目標物の輝度値よりも海面背景の輝度値の方が高く目標候補が多数存在するため、真の目標候補を抽出するためには更なる処理が必要である。
【解決手段】そのために、本発明の２波長赤外線画像処理装置は、撮影対象域から２つの異なる赤外線の画像を撮影する２波長赤外線カメラ装置、２波長赤外線カメラ装置にて検出された２組の輝度値を記憶する２組の検出画像メモリ、２組の輝度値から各々オフセット相当値を減算して２組の補正輝度値を算出するオフセット処理部、算出された２組の補正輝度値を合成し２波長輝度合成値を算出する画像差分処理部、画像差分処理部にて合成された２波長輝度合成値を記憶する合成画像メモリを備えた。これにより、目標候補の数を低減することができる。
【解決手段】そのために、本発明の２波長赤外線画像処理装置は、撮影対象域から２つの異なる赤外線の画像を撮影する２波長赤外線カメラ装置、２波長赤外線カメラ装置にて検出された２組の輝度値を記憶する２組の検出画像メモリ、２組の輝度値から各々オフセット相当値を減算して２組の補正輝度値を算出するオフセット処理部、算出された２組の補正輝度値を合成し２波長輝度合成値を算出する画像差分処理部、画像差分処理部にて合成された２波長輝度合成値を記憶する合成画像メモリを備えた。これにより、目標候補の数を低減することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海面上に位置する目標物を特定する２波長赤外線画像処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、２波長帯域の赤外線画像を、２波長赤外線カメラにより同一画角、同一画素数で取得し、２波長赤外線カメラからの出力画像を取り込んで、２波長赤外線カメラのそれぞれの帯域における対応画素毎に（２波長出力画像のそれぞれの対応画素毎に）それぞれの出力値と２波長赤外線の大気減衰率の比から、目標物の温度分布（画素に対応した目標部分の温度）を求める２波長赤外線画像処理方法が提案されている（例えば、特許文献１。）。
【０００３】
また、赤外線を入射し、反射する主鏡及び主鏡から反射する赤外線を受け、光軸方向に反射する副鏡とよりなる集光光学系と；集光光学系の主鏡と副鏡との間に配置され、副鏡から反射し、入射する赤外線のうち第１の波長帯は反射し、第２の波長帯は透過するフィルタ及び第１の波長帯を受けて光路を変更する反射鏡からなる２波長分離光学系と；反射鏡からの赤外線を受けて赤外線センサに導き、電気信号に変換する第１の赤外線検知器と；フィルタからの透過光を受けて赤外線センサに導き、電気信号に変換する第２の赤外線検知器と；集光光学系、２波長分離光学系、第１及び第２の赤外線検知器を一体的に組合せると共に、これらを搭載するジンバルとを具備してなる２波長分離光学系による２波長赤外線画像ホーミング装置が提案されている（例えば、特許文献２。）。
【０００４】
また、赤外線を結像させる光学系と、赤外線を光電変換する１つの赤外線検知器と、赤外線検知器を駆動させる駆動タイミング発生回路と、駆動タイミング発生回路から出力するフレーム同期信号に同期して、赤外線を複数の異なる波長帯域に分割し、赤外線検知器へ入射させるためのフレーム同期波長分割器と、赤外線検知器からのアナログ画像信号の直流レベルを調整する画像信号調整回路と、画像信号の波長域に対応した感度補正を行う画像信号補正回路とを設け、２種類の波長域の画像信号を出力するた多波長域赤外線撮像装置が提案されている（例えば、特許文献３。）。
【０００５】
更には、目標から放出される赤外線を透過するＩＲドームと、ＩＲドームを透過した光を集光するレンズと、集光中の光を２方向に分けるハーフミラーと、２方向に分けられた光の一方が入射されて入射された光から所定の第１の波長帯成分を透過させる第１の赤外線フィルタと、２方向に分けられた光の他方が入射されて入射された光から第１の波長帯とは異なる所定の第２の波長帯成分を透過させる第２の赤外線フィルタと、第１の赤外線フィルタ経由で集光された光を光電変換する２次元アレイの第１波長帯検知器と、第２の赤外線フィルタ経由で集光された光を光電変換する２次元アレイの第２波長帯検知器と、第１及び第２の波長帯検知器で検知された信号からアレイ素子毎の照度を出力する第１及び第２の照度変換器と、第１及び第２の照度変換器から出力される照度の比をアレイ素子毎に求めて、アレイ素子ごとの温度を計算する温度計算器と、温度計算器で求められた温度が所定の温度範囲となっている領域を真の目標候補として抽出する目標候補算出器とを備えた赤外線画像識別装置が提案されている（例えば、特許文献４。）。
【０００６】
しかしながら、特許文献１〜４に記載のものでは、いずれも太陽が照りつける海面背景下においては、目標物の輝度値よりも海面背景の輝度値の方が高く目標候補が多数存在するため、真の目標候補を抽出するためには更なる処理が必要である。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１６２３６９号公報
【特許文献２】特開平９−１６６４００号公報
【特許文献３】特開平１０−２６２１７８号公報
【特許文献４】特開２００５−３３７８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、太陽が照りつける海面背景下において、海面背景の輝度値よりも相対的に低い目標物を、異なった２波長帯域の赤外線を用いて検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の問題点に対し本発明は、以下の各手段を以って課題の解決を図る。
【００１０】
第１の手段の２波長赤外線画像処理装置は、
撮影対象域から２つの異なる赤外線の画像を撮影する２波長赤外線カメラ装置と、
前記２波長赤外線カメラ装置にて検出された２組の輝度値を記憶する２組の検出画像メモリと、
前記２組の輝度値から各々オフセット相当値を減算して２組の補正輝度値を算出するオフセット処理部と、
算出された２組の補正輝度値を合成し２波長輝度合成値を算出する画像差分処理部と、
前記画像差分処理部にて合成された前記２波長輝度合成値を記憶する合成画像メモリとを備えたことを特徴とする。
【００１１】
第２の手段は、請求項１に記載の２波長赤外線画像処理装置において、
前記オフセット処理部は、
前記２組の輝度値の中から低い輝度値を各々オフセット相当値として選出するオフセット算出器と、
前記２組の輝度値から各々前記オフセット相当値を減算して前記２組の補正輝度値を算出するオフセット処理器とにより構成されていることを特徴とする。
【００１２】
第３の手段は、第１又は２に記載の２波長赤外線画像処理装置において、
前記オフセット処理部と前記画像差分処理部との間に、少なくとも一方の前記補正輝度値に補正輝度値を乗算する輝度値ゲイン乗算部を備えたことを特徴とする。
【００１３】
第４の手段は、第３に記載の２波長赤外線画像処理装置において、
前記輝度値ゲイン乗算部は、
少なくとも一方の前記補正輝度値の中から高い補正輝度値を選出して輝度値ゲインを算出する輝度値ゲイン算出器と、
算出された前記輝度値ゲインを少なくとも一方の前記補正輝度値に乗算する輝度値ゲイン乗算器とにより構成されていることを特徴とする。
【００１４】
第５の手段は、第１又は２に記載の２波長赤外線画像処理装置において、
前記オフセット処理部と前記画像差分処理部との間に、前記撮影対象域からの距離に基づく距離ゲインを前記２組の補正輝度値に乗算する距離ゲイン乗算部を備えたことを特徴とする。
【００１５】
第６の手段は、第３又は４に記載の２波長赤外線画像処理装置において、
前記輝度値ゲイン乗算部と前記画像差分処理部との間に、前記撮影対象域からの距離に基づく距離ゲインを前記２組の補正輝度値に乗算する距離ゲイン乗算部を備えたことを特徴とする。
【００１６】
第７の手段は、第５又は６に記載の２波長赤外線画像処理装置において、
前記距離ゲイン乗算部は、
前記撮影対象域との距離情報を取得する距離情報取得器と、
前記距離情報取得器からの前記距離情報に比例した距離ゲインを算出する距離ゲイン算出器と、
前記２組の前記補正輝度値に前記距離ゲインを乗算する距離ゲイン乗算器とにより構成されていることを特徴とする。
【００１７】
第８の手段は、第１乃至７のいずれかに記載の２波長赤外線画像処理装置において、
合成画像メモリからの前記２波長輝度合成値につき、所定の閾値以上のものを１の値とし、前記閾値以下のものを０の値とする２値化演算器と、
前記１の値とされたデータの内、隣接しているものを抽出してグループ化しラベリングするラベリング演算器と、
前記ラベリングされた複数の前記グループの各座標に対応する前記２組の輝度値を前記検出画像メモリから入手し、複数の前記グループ毎に２組の各輝度を演算するラベル毎目標候補輝度演算器と、
前記各グループ毎の２組の輝度に基づき輝度比を演算するラベル毎輝度比演算器と、
前記各グループ毎の輝度比に基づき各グループ毎の温度を演算するラベル毎温度演算器と、
前記各グループ毎の温度に基づき背景画像を除去する背景除去処理器とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
第９の手段は、第１乃至８のいずれかに記載の２波長赤外線画像処理装置において、
前記２波長赤外線カメラ装置は、
前面の透明基板の裏面に赤外線の入射方向に２組の受光素子層が形成された受光素子と、
前記２組の受光素子層により検出された各輝度を読み出す読み出し回路とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
第１０の手段は、第１乃至９のいずれかに記載の２波長赤外線画像処理装置において、前記２つの異なる赤外線の波長は、第１の赤外線の波長が第２の赤外線の波長の１．５倍以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
特許請求の範囲に記載の各請求項に係る発明は、上記の各手段を採用しており、
検出画像データからオフセット相当値を差し引くことで目標物、波（クラッタ）の各輝度値の評価が可能となり、更に、２波長の赤外線の画像差分処理を行なうことにより、かなりの数の波（クラッタ）の輝度値が低減され、波の輝度値が低くなることにより目標候補の数を低減することができ、その後の輝度比計算、温度推定により背景を除去することができる。また、ゲインを輝度値に乗算することにより、画像差分処理をより効果的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の各実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置につき説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置を示すブロック図である。
図２は、同２波長ＱＷＩＰを示す斜視図である。
図３は、同演算処理過程における各輝度値を示す図であり、図３（ａ）は２波長ＱＷＩＰで検出された各輝度値を示す図、図３（ｂ）はオフセット除去後の各輝度値を示す図、図３（ｃ）は合成された輝度値を示す図である。
図４は、同各画像メモリのデータを画像化した図であり、図４（ａ）は検出画像メモリに記憶されたデータを画像化した図、図４（ｂ）は合成画像メモリに記憶されたデータを画像化した図である。
【００２２】
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置を示すブロック図である。
図６は、同演算処理過程における各輝度値を示す図であり、図６（ａ）は２波長ＱＷＩＰで検出された各輝度値を示す図、図６（ｂ）はオフセット除去後の各輝度値を示す図、図６（ｃ）は、ゲインを乗算した後の各輝度値を示す図、図６（ｄ）は合成された輝度値を示す図である。
図７は、本発明の第３の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置を示すブロック図である。
図８は、本発明の第４の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置を示すブロック図である。
【００２３】
本発明の各実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置は、移動体（船舶、航空機、飛翔体、車両等）に搭載されており、目標物を識別するに際して、目標物から照射される赤外線の輝度が波長によって異なることを利用している。
海面背景下では、波が立つことによる海面での太陽光反射が画面中に多く撮影され、識別したい目標物からの赤外線の輝度値よりも、海面反射背景からの赤外線の輝度値の方が高い。
従って、海面背景下では、目標候補（輝度値の高いもの）が多数存在するため、検出した赤外線の輝度値をそのまま使用した場合、コンピュータ等による処理においては、適切な２値化閾値を設定することが難く、正しく目標候補の抽出、温度推定ができず、海面反射背景を除去することが困難である。
【００２４】
しかしながら、２つの異なる波長の赤外線の輝度値の比は、目標物からのものと海面反射背景からのものとで異なる。
例えば、目標物では長いＡ波長の赤外線（第１の赤外線）の方が短いＢ波長（第２の赤外線）の赤外線より輝度値が高いのに対して、海面反射背景ではＢ波長の赤外線の方がＡ波長の赤外線より輝度値が高いなどの関係がある。
そこで、以下に説明するように、本発明の各実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置では、目標物、海面反射背景等から照射される２つの異なる波長の赤外線の輝度値の比が異なることを利用し、適切に２値化閾値を設定、処理して目標物を識別するものである。
【００２５】
（本発明の第１の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置）
先ず、図１〜図４に基づき、本発明の第１の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置につき説明する。
図１に図示のように、本発明の第１の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置は、撮影対象域からの２つの異なるＡ波長及びＢ波長の赤外線の画像を撮影（輝度を検出）する２波長赤外線カメラ装置１と、２波長赤外線カメラ装置１にて撮影された各検出画像データ（検出された２組の輝度値）から各々オフセット相当値を減算して２組の補正輝度値を算出するオフセット処理部１０と、オフセット処理部１０からの２組の補正輝度値を合成（差分処理）し２波長輝度合成値（合成画像データ）を算出する画像差分処理部３０と、画像差分処理部３０にて合成された２波長輝度合成値（合成画像データ）を記憶する合成画像メモリ４０とから構成されている。
【００２６】
（２波長赤外線カメラ装置）
２波長赤外線カメラ装置１は、撮影対象域からのＡ波長の赤外線（第１の赤外線）及びＢ波長の赤外線（第２の赤外線）を受光し各輝度を検出する２波長赤外線カメラ２と、２組の検出画像メモリ３ａ、３ｂとにより構成されている。
この２波長赤外線カメラ２は、図２に図示のように、前面の基板４の裏面に赤外線の入射方向（ｚ方向）に重層された２組の受光素子層（以下、ＱＷＩＰ（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｐｈｏｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）層と称する）からなる２波長ＱＷＩＰ７を備えている。
また、各ＱＷＩＰ層は、例えば、ｘｙ方向に３００列×３００行（９万画素）に並べられた受光素子により形成されている。
この画素数は任意（例えば、数千画素〜数百万画素）のものとすることができるが、以下９万画素の場合を例として説明する。
【００２７】
２波長ＱＷＩＰ７は、前面の基板４と、基板４の裏面に蒸着された表面電極５ａと、表面電極５ａの裏面に蒸着されたＢ波長側ＱＷＩＰ層６ｂと、Ｂ波長側ＱＷＩＰ層６ｂの裏面に蒸着された中間電極５ｂと、中間電極５ｂの裏面に蒸着されたＡ波長側ＱＷＩＰ層６ａと、Ａ波長側ＱＷＩＰ層６ａの裏面に蒸着された裏面電極５ｃとにより形成されている。
なお、裏面電極５ｃは不透明なものを使用することができるが、表面電極５ａ及び中間電極５ｂは、赤外線を透過させる材質のものとする。
【００２８】
そして、Ｂ波長側ＱＷＩＰ層６ｂにより検出されたＢ波長赤外線の輝度値（９万個の第２の検出画像データ）は、表面電極５ａ及び中間電極５ｂを介して読み出し回路８ｂにより読み出され、Ｂ波長用の検出画像メモリ３ｂに記憶されるようになっている。
また、Ａ波長側ＱＷＩＰ層６ａにより検出されたＡ波長赤外線の輝度値（９万個の第１の検出画像データ）は、中間電極５ｂ、裏面電極５ｃを介して読み出し回路８ａにより読み出され、Ａ波長用の検出画像メモリ３ａに記憶されるようになっている。
２波長ＱＷＩＰ７は、上記のごとく、基板４の裏面にＢ波長側ＱＷＩＰ層６ｂ及びＡ波長側ＱＷＩＰ層６ａを重層させているので、撮影対象域の各撮影点に対応するＡ波長赤外線の受光座標とＢ波長の赤外線の受光座標を完全に一致させることができる。
【００２９】
周知のごとく赤外線は、波長が１〜２μｍの短波長赤外線、波長が３〜７μｍの中波長赤外線、及び波長が８〜１２μｍの長波長赤外線からなる。
そして、Ａ波長側ＱＷＩＰ層６ａにて受光するＡ波長赤外線の波長（最も高感度の中心波長）は、Ｂ波長側ＱＷＩＰ層６ｂにて受光するＢ波長赤外線の波長（最も高感度の中心波長）と異ならせる必要があり、Ａ波長赤外線の波長はＢ波長赤外線の波長の１．５倍以上とすることが好ましい。
なお、Ａ波長赤外線の波長とＢ波長赤外線の波長との倍率の比の上限は、赤外線の波長域を考慮すれば説明するまでもなく明らかである。
【００３０】
例えば、Ｂ波長赤外線の波長が１〜２μｍ（短波長赤外線）の場合、Ａ波長赤外線の波長は３〜５μｍ（中波長赤外線）または８〜１２μｍ（長波長赤外線）とする。
また、Ｂ波長赤外線の波長が３〜５μｍ（中波長赤外線）の場合、Ａ波長赤外線の波長は８〜１２μｍ（長波長赤外線）とする。
組合せとしては、Ｂ波長赤外線の波長を４〜５μｍ（中波長赤外線）、Ａ波長赤外線の波長を８〜１２μｍ（長波長赤外線）とし、Ａ波長赤外線の波長はＢ波長赤外線の波長の２倍〜３倍とすることが最も好ましい。
【００３１】
次に、図３（ａ）及び図４（ａ）に基づき、検出画像メモリ３ａ、３ｂに記憶された検出画像データ（Ａ、Ｂ波長赤外線の各９万個の輝度値）の内容、及び検出画像メモリ３ａ、３ｂに記憶された検出画像データをそのまま画像化したときのイメージにつき説明する。
なお、図４（ａ）において、斜線の無い部分は明るい箇所（高輝度）を、斜線の部分は比較的明るい箇所（中輝度）を、網掛けの部分は最も暗い箇所（低輝度）を示している。
通常、目標物Ｘの温度は１０〜５０℃であり、目標物Ｘから放射される赤外線の輝度は中程度であり、太陽光が波ＷＷ（クラッタ）に反射した海面反射背景は、目標物Ｘからの赤外線より輝度が高く、海面Ｗからの赤外線の輝度は低い。
【００３２】
そして、検出画像メモリ３ａには、図３（ａ）の上図に図示のような、Ａ波長の赤外線の検出値である目標物Ｘ（中輝度）のＡ波長の輝度値Ｓａｉｊ、波ＷＷ（高輝度）のＡ波長の輝度値Ｃａｉｊ、及び海面Ｗ（低輝度）のＡ波長の低輝度値（オフセット相当値Ｏａｘの候補）Ｏａｉｊ等、９万個の検出画像データが記憶される。
また、検出画像メモリ３ｂには、図３（ａ）の下図に図示のような、Ｂ波長の赤外線の検出値である目標物Ｘ（中輝度）のＢ波長の輝度値Ｓｂｉｊ、波ＷＷ（高輝度）のＢ波長の輝度値Ｃｂｉｊ、及び海面Ｗ（低輝度）のＢ波長の低輝度値（オフセット相当値Ｏｂｘの候補）Ｏｂｉｊ等、９万個の検出画像データが記憶される。
なお、各図面においては「ｉ（i＝０〜２９９）」、「ｊ（ｊ＝０〜２９９）」の添え符号は省略して図示している。
また、各符号Ｓａｉｊ、Ｃａｉｊ、Ｏａｉｊ間において、或いはＳｂｉｊ、Ｃｂｉｊ、Ｏｂｉｊ間において、添え符号「ｉｊ」の番号は重複しない。
【００３３】
そして、目標物ＸのＡ波長の輝度値Ｓａｉｊ、或いは目標物ＸのＢ波長の輝度値Ｓｂｉｊは、検出画像メモリ３ａ、３ｂに記憶されている検出画像データの中で中程度であり、図４（ａ）において斜線で示すようにイメージされる。
一方、波ＷＷのＡ波長の輝度値Ｃａｉｊ、Ｂ波長の輝度値Ｃｂｉｊは、目標物Ｘより高く、図４（ａ）において白抜きで示すようにイメージされる。
また、海面ＷのＡ波長の低輝度値Ｏａｉｊ、Ｂ波長の低輝度値Ｏｂｉｊは、目標物Ｘより低く、図４（ａ）において網掛けで示すようにイメージされる。
この段階では、目標物Ｘか、クラッタＷＷか、海面Ｗかの判定は困難である。
【００３４】
（オフセット処理部）
次に、図１に図示のように、各検出画像メモリ３ａ、３ｂに記憶されているＡ波長の輝度値Ｓａｉｊ、Ｃａｉｊ、Ｂ波長の輝度値Ｓｂｉｊ、Ｃｂｉｊ、Ａ波長の低輝度値Ｏａｉｊ、Ｂ波長の低輝度値Ｏｂｉｊ等、各９万個の検出画像データは、オフセット処理部１０による処理が行なわれる。
先ず、オフセット値算出器１１ａは、検出画像メモリ３ａに記憶されている検出画像データ（Ａ波長の輝度値Ｓａｉｊ、Ｃａｉｊ、Ａ波長の低輝度値Ｏａｉｊ）を読み出し（入力し）、９万個の検出画像データの中から、低い輝度値をオフセット相当値Ｏａｘとして選出する。
選出されたオフセット相当値Ｏａｘは、オフセット減算器１２ａに出力される。
【００３５】
同様に、オフセット値算出器１１ｂは、検出画像メモリ３ｂに記憶されている検出画像データ（Ｂ波長の輝度値Ｓｂｉｊ、Ｃｂｉｊ、Ｂ波長の低輝度値Ｏｂｉｊ）を読み出し（入力し）、９万個の検出画像データの中から、低い輝度値をオフセット相当値Ｏｂｘとして選出する。
選出されたオフセット相当値Ｏｂｘは、オフセット減算器１２ｂに出力される。
【００３６】
なお、オフセット相当値Ｏａｘ、Ｏｂｘは、通常、各９万個のデータの中から各々最低輝度値が選出されるが、これに限定されるものではなく、複数回の試験結果（検出された輝度値と最終目標の識別結果との比較等）から、ある程度の増加させた所定（一定）の値（例えば、複数回の試験により得られた値の最低輝度値×１．５倍迄のもの）を採用することも可能である。
或いは、各９万個のデータの内、例えば、最低輝度値から下位１割（９千番目）のもの、又は、例えば、最低輝度値から下位１割（９千番目）迄のものの平均としても良い。
更には、通常、移動体を斜め下向に向かって撮影するため、画面の海面反射背景の画面の上部と下部とでは距離が異なっており、オフセット相当値Ｏａｘ、Ｏｂｘを、画像内の距離差に応じて変化させることも可能である。
【００３７】
オフセット減算器１２ａは、検出画像メモリ３ａから入力されたＡ波長の輝度値Ｓａｉｊ、Ｃａｉｊ、オフセット値算出器１１ａから入力されたオフセット相当値Ｏａｘとに基づき、各画素毎に次式１、２によりＡ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊを算出する。
ΔＳａｉｊ＝Ｓａｉｊ−Ｏａｘ・・・（１）
ΔＣａｉｊ＝Ｃａｉｊ−Ｏａｘ・・・（２）
なお、海面Ｗからの赤外線の低輝度値Ｏａｉｊは、ほぼ０（或いは、Ａ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊより低い輝度値）となる。
その結果を図３（ｂ）の上図に示す。
演算されたＡ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、Ａ波長の補正輝度値ΔＣａｉｊ、及び海面Ｗのほぼ「０」の値等、９万個のデータは、画像差分処理部３０に出力される。
【００３８】
同様に、オフセット減算器１２ｂは、検出画像メモリ３ｂから入力されたＢ波長の輝度値Ｓｂｉｊ、Ｃｂｉｊ、オフセット値算出器１１ｂから入力されたオフセット相当値Ｏｂｘとに基づき、各画素毎に次式３、４によりＢ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊを算出する。
ΔＳｂｉｊ＝Ｓａｉｊ−Ｏｂｘ・・・（３）
ΔＣｂｉｊ＝Ｃａｉｊ−Ｏｂｘ・・・（４）
なお、海面Ｗからの赤外線の低輝度値Ｏｂｉｊは、ほぼ０（或いは、Ｂ波長の補正輝度値ΔＳｂより低い輝度値）となる。
その結果を図３（ｂ）の下図に示す。
演算されたＢ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、Ｂ波長の補正輝度値ΔＣｂｉｊ、及び海面Ｗのほぼ「０」の値等、９万個のデータは、画像差分処理部３０に出力される。
【００３９】
なお、演算されたＡ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、Ａ波長の補正輝度値ΔＣａｉｊ、海面Ｗのほぼ「０」の値、或いは、Ｂ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、Ｂ波長の補正輝度値ΔＣｂｉｊ、海面Ｗのほぼ「０」の値等、オフセット減算器１２ａ、１２ｂ以降の各９万個のデータは、検出画像メモリ３ａ、３ｂとは別の図示略の各補正後メモリに記憶される。
【００４０】
画像差分処理部３０は、オフセット減算器１２ａからのＡ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊと、オフセット減算器１２ｂからのＢ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊとに基づき、各画素毎に次式５、６により２波長輝度合成値Ｓａｂｉｊ、Ｃａｂｉｊを算出する。
Ｓａｂｉｊ＝ΔＳａｉｊ−ΔＳｂｉｊ・・・（５）
Ｃａｂｉｊ＝ΔＣａｉｊ−ΔＣｂｉｊ・・・（６）
なお、海面Ｗからの赤外線の輝度値は、ほぼ０となる。
算出された目標物Ｘの２波長輝度合成値Ｓａｂｉｊ、波ＷＷ（クラッタ）の２波長輝度合成値Ｃａｂｉｊ、及び海面Ｗの０の値等、９万個のデータは、合成画像メモリ４０に出力され、記憶される。
【００４１】
合成画像メモリ４０に記憶された目標物Ｘの２波長輝度合成値Ｓａｂｉｊ及び波ＷＷ（クラッタ）の２波長輝度合成値Ｃａｂｉｊ等を図３（ｃ）に、合成画像メモリ４０に記憶されたデータを画像化したものを図４（ｂ）に示す。
図３（ｃ）に図示のように、目標物Ｘの２波長輝度合成値Ｓａｂｉｊの方が、波ＷＷ（クラッタ）の２波長輝度合成値Ｃａｂｉｊよりも高い値となっている。
そして、図４（ｂ）に図示のように、目標物Ｘは高輝度（図中白抜きの部分）となり、大部分の波ＷＷ（クラッタ）は中輝度（図中斜線の部分）となり、海面Ｗは輝度値＝０、或いは低輝度（図中網掛けの部分）となる。
なお、図４（ｂ）に図示の例では、完全に波ＷＷを除去することができず、６個の波ＷＷ（クラッタ）も高輝度となっている。
【００４２】
このように、検出画像データからオフセット相当値Ｏａｘ、Ｏｂｘを差し引くことで目標物Ｘ、波ＷＷ（クラッタ）の各輝度値の評価が可能となり、更に、２波長の赤外線の画像差分処理を行なうことにより、かなりの数の波ＷＷ（クラッタ）の輝度値が低減され、波ＷＷ（クラッタ）の輝度値が低くなることにより目標候補の数を低減することができる。
【００４３】
（本発明の第２の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置）
次に、図５、図６に基づき、本発明の第２の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置につき説明する。
本発明の第２の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置は、第１の実施の形態のものに対し、２組の補正輝度値に基づく輝度値ゲイン乗算部２０が、オフセット処理部１０と画像差分処理部３０との間に設けられている。
即ち、第１の実施の形態のものと同様に、２波長赤外線カメラ装置１（２波長赤外線カメラ２、検出画像メモリ３ａ、３ｂ）、オフセット処理部１０（オフセット値算出器１１ａ、１１ｂ、オフセット減算器１２ａ、１２ｂ）、画像差分処理部３０、合成画像メモリ４０を備えている。
【００４４】
そこで、輝度値ゲイン乗算部２０につき、詳細に説明する。
輝度値ゲイン算出器２１には、オフセット処理部１０のオフセット減算器１２ａから、Ａ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊ等の９万個のデータが送信される。
輝度値ゲイン算出器２１は、Ａ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊ等の９万個のデータの中から値の高いＡ波長の補正輝度値ΔＣａを選出する。
更に、輝度値ゲイン算出器２１には、オフセット処理部１０のオフセット減算器１２ｂから、Ｂ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊ等の９万個のデータも送信される。
輝度値ゲイン算出器２１は、Ｂ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊ等９万個のデータの中から値の高いＢ波長の補正輝度値ΔＣｂを選出する。
【００４５】
なお、値の高いＡ波長の補正輝度値ΔＣａ、高いＢ波長の補正輝度値ΔＣｂとは、通常各９万個のデータの中から各々最高のものが選出されるが、これに限定されるものではなく、試験結果（検出された輝度値と最終目標の識別結果との比較等）から、ある程度の減少させた値（例えば最高の補正輝度値×０．８倍のもの）を採用することも可能である。
【００４６】
そして、輝度値ゲイン算出器２１は、値が高いＡ波長の補正輝度値ΔＣａ、Ｂ波長の補正輝度値ΔＣｂとに基づき、次式７により各々輝度比に基づく輝度値ゲインＧａ、Ｇｂを算出する
ΔＣａ×Ｇａ＝ΔＣｂ×Ｇｂ・・・（７）
なお、次式８により一方の輝度値ゲインＧａ（或いはゲインＧｂ）のみを算出するようにしても良い。
ΔＣａ×Ｇａ＝ΔＣｂ・・・（８）
式８は、式７において、Ｇｂ＝１としたものに相当する。
【００４７】
輝度値ゲイン算出器２１にて算出された各輝度値ゲインＧａ、Ｇｂは、各々輝度値ゲイン乗算器２２ａ、２２ｂに出力される。
そして、輝度値ゲイン乗算器２２ａは、オフセット減算器１２ａからのＡ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊ等の９万個のデータと輝度値ゲインＧａとに基づき、各画素毎に次式９、１０により新たなＡ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊ等を算出する。
Ｇａ×ΔＳａｉｊ→ΔＳａｉｊ・・・（９）
Ｇａ×ΔＣａｉｊ→ΔＣａｉｊ・・・（１０）
【００４８】
また、輝度値ゲイン乗算器２２ｂは、オフセット減算器１２ｂからのＢ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊ等の９万個のデータと輝度値ゲインＧｂとに基づき、各画素毎に次式１１、１２により新たなＢ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣａｉｊ等を算出する。
Ｇｂ×ΔＳｂｉｊ→ΔＳｂｉｊ・・・（１１）
Ｇｂ×ΔＣｂｉｊ→ΔＣｂｉｊ・・・（１２）
輝度値ゲインＧａ、Ｇｂが乗算された新たなＡ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊ、新たなＢ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊ等は、画像差分処理部３０に送信される。
なお、海面Ｗのものについては、輝度値がほぼ「０」になっている（厳密には、多少の有限の値を有するものもあるが、Ａ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、Ｂ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊより低い）ので、以下説明を省略する。
【００４９】
式８より一方の輝度値ゲインＧａ（或いはゲインＧｂ）のみを算出した場合は、式９、式１０（或いは式１１、１２）により、新たなＡ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊ等（或いは新たなＢ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊ等）のみが算出される。
この場合、輝度値ゲインＧａが乗算された新たな各Ａ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊ等（或いは、新たなＢ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊ等）のみが、画像差分処理部３０に送信される。
【００５０】
このように各輝度値ゲインＧａ、Ｇｂが乗算されたときのゲイン乗算輝度値を図６（ｃ）に示す。
なお、図６（ａ）、（ｂ）は、図３（ａ）、（ｂ）と同じである。
図６（ｃ）に図示のように、波ＷＷ（クラッタ）におけるＡ波長、Ｂ波長のゲイン乗算輝度は、ほぼ等しくなる（Ｇａ×ΔＣａｉｊ≒Ｇｂ×ΔＣｂｉｊ）。
これに対し、目標物ＸにおけるＡ波長のゲイン乗算輝度（Ｇａ×ΔＳａｉｊ）とＢ波長のゲイン乗算輝度（Ｇｂ×ΔＳｂｉｊ）との差は、大きく顕著になっている。
【００５１】
輝度値ゲイン乗算器２２ａにて輝度値ゲインＧａが乗算された新たな各Ａ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊ等は、画像差分処理部３０に送信される。
また、輝度値ゲイン乗算器２２ｂにて輝度値ゲインＧｂが乗算された新たな各Ｂ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊ等も、画像差分処理部３０に送信される。
なお、一方の輝度値ゲインＧａ（或いは輝度値ゲインＧｂ）のみを算出した場合は、オフセット減算器１２ｂにて算出されたＢ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊが、そのまま画像差分処理部３０に送信される。
【００５２】
画像差分処理部３０及び合成画像メモリ４０では、本発明の第１の実施の形態のものと同様の処理が行なわれる。
即ち、画像差分処理部３０において、Ａ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、Ａ波長の補正輝度値ΔＣａｉｊと、Ｂ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、Ｂ波長の補正輝度値ΔＣｂｉｊとに基づき、上式５、６により２波長輝度合成値Ｓａｂｉｊ、Ｃａｂｉｊが算出され、算出された９万個のデータは、合成画像メモリ４０に出力され、記憶される。
【００５３】
合成画像メモリ４０に記憶された目標物Ｘの２波長輝度合成値Ｓａｂｉｊ及び波ＷＷ（クラッタ）の２波長輝度合成値Ｃａｂｉｊ等を図６（ｄ）に示す。
図６（ｄ）に示すように、波ＷＷ（クラッタ）の２波長輝度合成値Ｃａｂｉｊはほぼ「０」となっているのに対し、目標物Ｘの２波長輝度合成値Ｓａｂｉｊは大きい。
図６（ｄ）における波ＷＷ（クラッタ）の２波長輝度合成値Ｃａｂｉｊと目標物Ｘの２波長輝度合成値Ｓａｂｉｊの比は、図３（ｃ）のものに対し大きく顕著になっている。
従って、本発明の第１の実施の形態のものに対し、波ＷＷ（クラッタ）における２波長輝度差（２波長輝度合成値Ｃａｂｉｊ）が小さくなることにより、より一層、目標候補数を低減することができる。
【００５４】
（本発明の第３の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置）
次に、図７に基づき、本発明の第３の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置につき説明する。
本発明の第３の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置は、第１の実施の形態のものに対し、目標物Ｘと２波長赤外線カメラ装置１等が搭載された移動体（船舶、航空機、飛翔体、車両等）との距離情報に基づき距離ゲインを算出、処理する距離ゲイン乗算部５０が、オフセット処理部１０と画像差分処理部３０との間に設けられている。
即ち、第１の実施の形態のものと同様に、２波長赤外線カメラ装置１（２波長赤外線カメラ２、検出画像メモリ３ａ、３ｂ）、オフセット処理部１０（オフセット値算出器１１ａ、１１ｂ、オフセット減算器１２ａ、１２ｂ）、画像差分処理部３０、合成画像メモリ４０を備えている。
【００５５】
そこで、距離ゲイン乗算部５０につき、詳細に説明する。
距離ゲイン乗算部５０は、距離情報取得器５１、距離ゲイン算出器５２及び距離ゲイン乗算器５３ａ、５３ｂを備えている。
距離情報取得器５１は、例えばレーダー等の他の距離測定器から、目標物と２波長赤外線カメラ装置１等が搭載された自己の移動体との間の距離情報を取得する。
なお、レーダー等の他の距離測定器は、自己の移動体内に設ける場合、別の航空機に設ける場合、或いは地上観測所に設ける場合等がある。
距離測定器が自己の移動体外に設けられている場合は、距離情報取得器５１は、無線受信機及び入力用インターフェース等により構成される。
距離測定器が自己の移動体内に設けられている場合は、距離情報取得器５１は、入力用インターフェース等により構成される。
【００５６】
距離ゲイン算出器５２は、距離情報取得器５１にて取得した距離情報に基づき、距離に比例した一定の距離ゲインＧｄａ、Ｇｄｂを算出し、距離ゲイン乗算器５３ａ、５３ｂに送信する。
このＡ波長の赤外線用の距離ゲインＧｄａ、Ｂ波長の赤外線用の距離ゲインＧｄｂは、Ａ波長の赤外線用のＡ波長側ＱＷＩＰ層６ａの感度と、Ｂ波長の赤外線用のＢ波長側ＱＷＩＰ層６ｂの感度との感度差や、距離によるＡ波長とＢ波長の透過率の差等を補正（是正）するものである。
【００５７】
距離ゲイン乗算器５３ａには、オフセット処理部１０のオフセット減算器１２ａから、Ａ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、Ａ波長の補正輝度値ΔＣａｉｊ等の９万個のデータが送信される。
距離ゲイン乗算器５３ａでは、オフセット減算器１２ａからのＡ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊ等の９万個のデータと距離ゲインＧｄａとに基づき、各画素毎に次式１３、１４により新たなＡ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊ等を算出する。
Ｇｄａ×ΔＳａｉｊ→ΔＳａｉｊ・・・（１３）
Ｇｄａ×ΔＣａｉｊ→ΔＣａｉｊ・・・（１４）
距離ゲインＧｄが乗算された新たなＡ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊ等は、画像差分処理部３０に送信される。
【００５８】
同様に、距離ゲイン乗算器５３ｂには、オフセット処理部１０のオフセット減算器１２ｂから、Ｂ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊ等の９万個のデータが送信される。
距離ゲイン乗算器５３ｂでは、オフセット減算器１２ｂからのＢ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊ等の９万個のデータと距離ゲインＧｄｂとに基づき、各画素毎に次式１５、１６により新たなＢ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊ等を算出する。
Ｇｄｂ×ΔＳｂｉｊ→ΔＳｂｉｊ・・・（１５）
Ｇｄｂ×ΔＣｂｉｊ→ΔＣｂｉｊ・・・（１６）
距離ゲインＧｄｂが乗算された新たなＢ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊ等は、画像差分処理部３０に送信される。
【００５９】
画像差分処理部３０及び合成画像メモリ４０では、本発明の第１、２の実施の形態のものと同様の処理が行なわれる。
即ち、画像差分処理部３０において、Ａ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、Ａ波長の補正輝度値ΔＣａｉｊと、Ｂ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、Ｂ波長の補正輝度値ΔＣｂｉｊとに基づき、上式５、６により２波長輝度合成値Ｓａｂｉｊ、Ｃａｂｉｊが算出され、算出された９万個のデータは、合成画像メモリ４０に出力され、記憶される。
【００６０】
なお、上記のものは、距離ゲインＧｄａ、Ｇｄｂを一定の値としているが、距離ゲインＧｄａ、Ｇｄｂを、画像内の距離差に応じて変化させることも可能である。
この場合は、図７に点線で図示のように、２組の９万個の距離ゲインＧｄａｉｊ、Ｇｄｂｉｊを記憶する距離ゲインメモリ５４が必要となる。
例えば、図４（ａ）の画像を、移動体から斜め下向に向かって撮影する場合、画面の海面反射背景の画面の上部と下部とでは距離が異なっている。
また、画面上の各行毎（例えば３００行）の移動体から海面反射背景迄の距離、或いは距離の上限値及び下限値はレーダー等の他の距離測定器、移動体の状態、及び２波長赤外線カメラ２の向き等から容易に入手できる。
そこで、画面の画素について各行毎に、海面反射背景迄の距離に応じて各々距離ゲインＧｄａｉｊ、Ｇｄｂｉｊ（i＝０〜２９９、ｊ＝０〜２９９）を演算し、距離ゲインメモリ５４に記憶する。
【００６１】
そして、距離ゲイン乗算器５３ａにおいて、オフセット減算器１２ａからのＡ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊ等の９万個のデータと、この９万個のデータの座標に対応する９万個の距離ゲインＧｄａｉｊ（i＝０〜２９９、ｊ＝０〜２９９）とに基づき、各画素毎に上式１３、１４（ＧｄａをＧｄａｉｊに置き換え）により新たなＡ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊ等を算出するようにしても良い。
同様に、距離ゲイン乗算器５３ｂにおいて、オフセット減算器１２ｂからのＢ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊ等の９万個のデータと、この９万個のデータの座標に対応する９万個の距離ゲインＧｄｂｉｊ（i＝０〜２９９、ｊ＝０〜２９９）とに基づき、各画素毎に上式１５、１６（ＧｄｂをＧｄｂｉｊに置き換え）により新たなＢ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊ等も算出する。
【００６２】
また、レーダー等の他の距離測定器により目標物の存在可能な範囲をある程度絞り込める場合には、その絞り込んだ範囲（例えば、座標がi＝１３０〜１６０、ｊ＝１４０〜１７０の範囲）の距離ゲインＧｄａｉｊを、その他の範囲の距離ゲインＧｄａｉｊと異ならせるようにしても良い。
【００６３】
本発明の第３の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置は上記のごとく構成されており、距離情報に基づく距離ゲインＧｄａｉｊ（又は／及びＧｄｂｉｊ）によりＡ波長の補正輝度値（又は／及びＢ波長の補正輝度値）を補正しているので、２波長差分処理を、より効果的に行なうことができる。
【００６４】
（本発明の第４の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置）
次に、図８に基づき、本発明の第４の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置につき説明する。
図８に図示のものは、２波長赤外線カメラ装置１、オフセット処理部１０、輝度値ゲイン乗算部２０、画像差分処理部３０及び合成画像メモリ４０を備えた本発明の第２の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置において、合成画像メモリ４０に記憶された２波長輝度合成値Ｓａｂ、Ｃａｂを読み出して目標識別部６０により背景除去するものである。
【００６５】
なお、２波長赤外線カメラ装置１から合成画像メモリ４０迄の処理はこれに限定されるものではない。
例えば、２波長赤外線カメラ装置１、オフセット処理部１０、画像差分処理部３０、合成画像メモリ４０（本発明の第１の実施の形態のもの）及び目標識別部６０という構成としても良い。
また、２波長赤外線カメラ装置１、オフセット処理部１０、距離ゲイン乗算部５０、画像差分処理部３０、合成画像メモリ４０（本発明の第３の実施の形態のもの）及び目標識別部６０という構成としても良い。
更には、図８中に点線で図示のように、本発明の第２、３の実施の形態のものを組合わせて、２波長赤外線カメラ装置１、オフセット処理部１０、輝度値ゲイン乗算部２０、距離ゲイン乗算部５０、画像差分処理部３０、合成画像メモリ４０及び目標識別部６０という構成としても良い。
【００６６】
以下、目標識別部６０につき詳細に説明する、
先ず、２値化演算器６１は、合成画像メモリ４０から、２波長輝度合成値Ｓａｂｉｊ、Ｃａｂｉｊ（“０”のものを含む合計９万個のデータ）を読み出す（入力する）。
２値化演算器６１においては、２波長輝度合成値Ｓａｂｉｊ、Ｃａｂｉｊ等につき、所定の閾値か否かを判定し、閾値以上であれば“１”とし、閾値以下であれば“０”とする。
この“１”又は“０”の２値化された９万個のデータは、ラベリング演算器６２に送信される。
なお、この際に使用する閾値は画面全体で共通とは限らず、画面で区切られた各部分により閾値を調整することも可能である。
【００６７】
ラベリング演算器６２では、２値化された９万個のデータにつき、“１”の値が隣接しているものを抽出、グルーピングし、そのグループ毎に認識番号を付与（ラベリング）する。
そして、ラベリングされた複数のグループを画面における座標と共にラベル毎目標候補輝度演算器６３ａ、６３ｂに送信する。
なお、図４（ｂ）の例では、目標物Ｘと６個の波ＷＷがラベリング（識別番号＝１〜７）される。
【００６８】
ラベル毎目標候補輝度演算器６３ａでは、各ラベル（識別番号＝１〜７）の座標に対応するＡ波長の輝度値Ｓａｉｊ（又はＣａｉｊ）を検出画像メモリ３ａから入手する。
ラベル毎目標候補輝度演算器６３ｂでは、各ラベル（識別番号＝１〜７）の座標に対応するＢ波長の輝度値Ｓｂｉｊ（又はＣｂｉｊ）を検出画像メモリ３ｂから入手する。
そして、各ラベル（グループ）毎に、Ａ波長及びＢ波長の平均輝度を演算する。
演算された各ラベル（グループ）毎のＡ波長及びＢ波長の平均輝度は、ラベル毎輝度比演算器６４に送信される。
【００６９】
ラベル毎輝度比演算器６４では、各ラベル毎のＡ波長及びＢ波長の平均輝度に基づき、各ラベル毎の輝度比を演算する。
なお、各ラベル毎の輝度値は平均輝度に限らず、例えば、最低輝度、最高輝度とすることも可能である。
ラベル毎温度演算器６５では、ラベル毎輝度比演算器６４で演算された各ラベル毎の輝度比を入手（入力）し、各ラベル毎の温度を演算し、その演算結果を背景除去処理器６６に送信する。
背景除去処理器６６では、各ラベル毎の温度に基づき、背景画像（波ＷＷ）を除去する。
その結果、目標物Ｘが識別される。
【００７０】
本発明の第４の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置は上記のごとく構成されており、目標候補の温度を推定することで、太陽光が反射するものを確実に除去できるので、目標物の識別が可能となる。
【００７１】
（各演算、処理部の形態）
検出画像メモリ３ａ、３ｂ、合成画像メモリ４０、距離ゲインメモリ５４、読み出し回路８ａ、８ｂ、オフセット処理部１０（オフセット値算出器１１ａ、１１ｂ、オフセット減算器１２ａ、１２ｂ）、輝度値ゲイン乗算部２０（輝度値ゲイン算出器２１、輝度値ゲイン乗算器２２ａ、２２ｂ）、画像差分処理部３０、距離ゲイン乗算部５０（距離情報取得器５１、距離ゲイン算出器５２、距離ゲイン乗算器５３ａ、５３ｂ）、目標識別部６０（２値化演算器６１、ラベリング演算器６２、ラベル毎目標候補輝度演算器６３ａ、６３ｂ、ラベル毎輝度比演算器６４、ラベル毎温度演算器６５、背景除去処理器６６）は、個々の電子回路ユニット（ＩＣユニットカード）の形態のものに限定されるものではなく、電子計算機における、メモリ、プログラム（或いはシーケンス）の形態のものも含むものとする。
【００７２】
この場合、各サブプログラムの形態をなすオフセット処理部１０、輝度値ゲイン乗算部２０、画像差分処理部３０、距離ゲイン乗算部５０、目標識別部６０を、ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリ、フロッピ等の記録媒体に記憶しておき、２波長赤外線カメラ及び電子計算機を備えた移動体（船舶、航空機、飛翔体、車両等）において、記録媒体に記憶された上記のプログラムを移動体の電子計算機にダウンロードして各演算、処理を行なうようにしても良い。
【００７３】
更には、上記の各サブプログラムを、着脱式の小型の大容量メモリに書き込んでおき、この大容量メモリを電子計算機の接続端子に差し込んだまま、電子計算機により、着脱式の小型の大容量メモリの一部の領域を各画像メモリ、各ゲインメモリとして使用して、各演算、処理を行なうようにしても良い。
【００７４】
（その他の実施の形態）
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明は上記の各実施の形態に限定されず、本発明の範囲内で種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
【００７５】
例えば、２波長ＱＷＩＰ７或いは２波長赤外線カメラ装置１は、図２に図示のように、基板４裏面にＢ波長側ＱＷＩＰ層６ｂとＡ波長側ＱＷＩＰ層６ａとを重層させたものが最も好ましいが、これに限定されるものではない。
２波長ＱＷＩＰ７に代えて、Ｂ波長側ＱＷＩＰ層６ｂ及びＡ波長側ＱＷＩＰ層６ａを個別の基板の裏面に形成し、これらを重ね合わせたものでも良い。
【００７６】
更には、特許文献２、４に記載のごとく、入射する赤外線のうち第１の波長帯は反射し、第２の波長帯は透過するフィルタ（ハーフミラー）及び２個の赤外線センサ（照度変換器）等により構成したもの、或いは、特許文献３に記載のごとく、２波長赤外線カメラ装置１に代えて、赤外線検知器と、フレーム同期波長分割器等を設け、２種類の波長域の画像信号を出力するようにしても良い。
但し、これらの場合には、画像の各撮影点に対応する赤外線のＡ波長の各受光座標と赤外線のＢ波長の各受光座標を一致させる手段が必要であり、本発明の第１〜４の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置よりも、演算、処理が複雑となる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置を示すブロック図である。
【図２】同２波長ＱＷＩＰを示す斜視図である。
【図３】同演算処理過程における各輝度値を示す図であり、図３（ａ）は２波長ＱＷＩＰで検出された各輝度値を示す図、図３（ｂ）はオフセット除去後の各輝度値を示す図、図３（ｃ）は合成された輝度値を示す図である。
【図４】同各画像メモリのデータを画像化した図であり、図４（ａ）は検出画像メモリに記憶されたデータを画像化した図、図４（ｂ）は合成画像メモリに記憶されたデータを画像化した図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置を示すブロック図である。
【図６】同演算処理過程における各輝度値を示す図であり、図６（ａ）は２波長ＱＷＩＰで検出された各輝度値を示す図、図６（ｂ）はオフセット除去後の各輝度値を示す図、図６（ｃ）は、ゲインを乗算した後の各輝度値を示す図、図６（ｄ）は合成された輝度値を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置を示すブロック図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７８】
１ ２波長赤外線カメラ装置
２ ２波長赤外線カメラ
３ａ、３ｂ 検出画像メモリ
４ 基板
５ａ 表面電極
５ｂ 中間電極
５ｃ 裏面電極
６ａ Ａ波長側ＱＷＩＰ層
６ｂ Ｂ波長側ＱＷＩＰ層
７ ２波長ＱＷＩＰ
８ａ、８ｂ 読み出し回路
１０ オフセット処理部
１１ａ、１１ｂ オフセット値算出器
１２ａ、１２ｂ オフセット減算器
２０ 輝度値ゲイン乗算部
２１ 輝度値ゲイン算出器
２２ａ、２２ｂ 輝度値ゲイン乗算器
３０ 画像差分処理部
４０ 合成画像メモリ
５０ 距離ゲイン乗算部
５１ 距離情報取得器
５２ 距離ゲイン算出器
５３ａ、５３ｂ 距離ゲイン乗算器
６０ 目標識別部
６１ ２値化演算器
６２ ラベリング演算器
６３ａ、６３ｂ ラベル毎目標候補輝度演算器
６４ ラベル毎輝度比演算器
６５ ラベル毎温度演算器
６６ 背景除去処理器
Ｓａｉｊ、Ｃａｉｊ Ａ波長の輝度値
Ｓｂｉｊ、Ｃｂｉｊ Ｂ波長の輝度値
Ｏａｉｊ Ａ波長の低輝度値
Ｏａｘ オフセット相当値
Ｏｂｉｊ Ｂ波長の低輝度値
Ｏｂｘ オフセット相当値
ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊ Ａ波長の補正輝度値
ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊ Ｂ波長の補正輝度値
Ｓａｂｉｊ、Ｃａｂｉｊ ２波長輝度合成値
Ｇａ、Ｇｂ 輝度値ゲイン
Ｇｄａ、Ｇｄｂ、Ｇｄａｉｊ、Ｇｄｂｉｊ 距離ゲイン
ＷＷ 波
Ｗ 海面
Ｘ 目標物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海面上に位置する目標物を特定する２波長赤外線画像処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、２波長帯域の赤外線画像を、２波長赤外線カメラにより同一画角、同一画素数で取得し、２波長赤外線カメラからの出力画像を取り込んで、２波長赤外線カメラのそれぞれの帯域における対応画素毎に（２波長出力画像のそれぞれの対応画素毎に）それぞれの出力値と２波長赤外線の大気減衰率の比から、目標物の温度分布（画素に対応した目標部分の温度）を求める２波長赤外線画像処理方法が提案されている（例えば、特許文献１。）。
【０００３】
また、赤外線を入射し、反射する主鏡及び主鏡から反射する赤外線を受け、光軸方向に反射する副鏡とよりなる集光光学系と；集光光学系の主鏡と副鏡との間に配置され、副鏡から反射し、入射する赤外線のうち第１の波長帯は反射し、第２の波長帯は透過するフィルタ及び第１の波長帯を受けて光路を変更する反射鏡からなる２波長分離光学系と；反射鏡からの赤外線を受けて赤外線センサに導き、電気信号に変換する第１の赤外線検知器と；フィルタからの透過光を受けて赤外線センサに導き、電気信号に変換する第２の赤外線検知器と；集光光学系、２波長分離光学系、第１及び第２の赤外線検知器を一体的に組合せると共に、これらを搭載するジンバルとを具備してなる２波長分離光学系による２波長赤外線画像ホーミング装置が提案されている（例えば、特許文献２。）。
【０００４】
また、赤外線を結像させる光学系と、赤外線を光電変換する１つの赤外線検知器と、赤外線検知器を駆動させる駆動タイミング発生回路と、駆動タイミング発生回路から出力するフレーム同期信号に同期して、赤外線を複数の異なる波長帯域に分割し、赤外線検知器へ入射させるためのフレーム同期波長分割器と、赤外線検知器からのアナログ画像信号の直流レベルを調整する画像信号調整回路と、画像信号の波長域に対応した感度補正を行う画像信号補正回路とを設け、２種類の波長域の画像信号を出力するた多波長域赤外線撮像装置が提案されている（例えば、特許文献３。）。
【０００５】
更には、目標から放出される赤外線を透過するＩＲドームと、ＩＲドームを透過した光を集光するレンズと、集光中の光を２方向に分けるハーフミラーと、２方向に分けられた光の一方が入射されて入射された光から所定の第１の波長帯成分を透過させる第１の赤外線フィルタと、２方向に分けられた光の他方が入射されて入射された光から第１の波長帯とは異なる所定の第２の波長帯成分を透過させる第２の赤外線フィルタと、第１の赤外線フィルタ経由で集光された光を光電変換する２次元アレイの第１波長帯検知器と、第２の赤外線フィルタ経由で集光された光を光電変換する２次元アレイの第２波長帯検知器と、第１及び第２の波長帯検知器で検知された信号からアレイ素子毎の照度を出力する第１及び第２の照度変換器と、第１及び第２の照度変換器から出力される照度の比をアレイ素子毎に求めて、アレイ素子ごとの温度を計算する温度計算器と、温度計算器で求められた温度が所定の温度範囲となっている領域を真の目標候補として抽出する目標候補算出器とを備えた赤外線画像識別装置が提案されている（例えば、特許文献４。）。
【０００６】
しかしながら、特許文献１〜４に記載のものでは、いずれも太陽が照りつける海面背景下においては、目標物の輝度値よりも海面背景の輝度値の方が高く目標候補が多数存在するため、真の目標候補を抽出するためには更なる処理が必要である。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１６２３６９号公報
【特許文献２】特開平９−１６６４００号公報
【特許文献３】特開平１０−２６２１７８号公報
【特許文献４】特開２００５−３３７８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、太陽が照りつける海面背景下において、海面背景の輝度値よりも相対的に低い目標物を、異なった２波長帯域の赤外線を用いて検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の問題点に対し本発明は、以下の各手段を以って課題の解決を図る。
【００１０】
第１の手段の２波長赤外線画像処理装置は、
撮影対象域から２つの異なる赤外線の画像を撮影する２波長赤外線カメラ装置と、
前記２波長赤外線カメラ装置にて検出された２組の輝度値を記憶する２組の検出画像メモリと、
前記２組の輝度値から各々オフセット相当値を減算して２組の補正輝度値を算出するオフセット処理部と、
算出された２組の補正輝度値を合成し２波長輝度合成値を算出する画像差分処理部と、
前記画像差分処理部にて合成された前記２波長輝度合成値を記憶する合成画像メモリとを備えたことを特徴とする。
【００１１】
第２の手段は、請求項１に記載の２波長赤外線画像処理装置において、
前記オフセット処理部は、
前記２組の輝度値の中から低い輝度値を各々オフセット相当値として選出するオフセット算出器と、
前記２組の輝度値から各々前記オフセット相当値を減算して前記２組の補正輝度値を算出するオフセット処理器とにより構成されていることを特徴とする。
【００１２】
第３の手段は、第１又は２に記載の２波長赤外線画像処理装置において、
前記オフセット処理部と前記画像差分処理部との間に、少なくとも一方の前記補正輝度値に補正輝度値を乗算する輝度値ゲイン乗算部を備えたことを特徴とする。
【００１３】
第４の手段は、第３に記載の２波長赤外線画像処理装置において、
前記輝度値ゲイン乗算部は、
少なくとも一方の前記補正輝度値の中から高い補正輝度値を選出して輝度値ゲインを算出する輝度値ゲイン算出器と、
算出された前記輝度値ゲインを少なくとも一方の前記補正輝度値に乗算する輝度値ゲイン乗算器とにより構成されていることを特徴とする。
【００１４】
第５の手段は、第１又は２に記載の２波長赤外線画像処理装置において、
前記オフセット処理部と前記画像差分処理部との間に、前記撮影対象域からの距離に基づく距離ゲインを前記２組の補正輝度値に乗算する距離ゲイン乗算部を備えたことを特徴とする。
【００１５】
第６の手段は、第３又は４に記載の２波長赤外線画像処理装置において、
前記輝度値ゲイン乗算部と前記画像差分処理部との間に、前記撮影対象域からの距離に基づく距離ゲインを前記２組の補正輝度値に乗算する距離ゲイン乗算部を備えたことを特徴とする。
【００１６】
第７の手段は、第５又は６に記載の２波長赤外線画像処理装置において、
前記距離ゲイン乗算部は、
前記撮影対象域との距離情報を取得する距離情報取得器と、
前記距離情報取得器からの前記距離情報に比例した距離ゲインを算出する距離ゲイン算出器と、
前記２組の前記補正輝度値に前記距離ゲインを乗算する距離ゲイン乗算器とにより構成されていることを特徴とする。
【００１７】
第８の手段は、第１乃至７のいずれかに記載の２波長赤外線画像処理装置において、
合成画像メモリからの前記２波長輝度合成値につき、所定の閾値以上のものを１の値とし、前記閾値以下のものを０の値とする２値化演算器と、
前記１の値とされたデータの内、隣接しているものを抽出してグループ化しラベリングするラベリング演算器と、
前記ラベリングされた複数の前記グループの各座標に対応する前記２組の輝度値を前記検出画像メモリから入手し、複数の前記グループ毎に２組の各輝度を演算するラベル毎目標候補輝度演算器と、
前記各グループ毎の２組の輝度に基づき輝度比を演算するラベル毎輝度比演算器と、
前記各グループ毎の輝度比に基づき各グループ毎の温度を演算するラベル毎温度演算器と、
前記各グループ毎の温度に基づき背景画像を除去する背景除去処理器とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
第９の手段は、第１乃至８のいずれかに記載の２波長赤外線画像処理装置において、
前記２波長赤外線カメラ装置は、
前面の透明基板の裏面に赤外線の入射方向に２組の受光素子層が形成された受光素子と、
前記２組の受光素子層により検出された各輝度を読み出す読み出し回路とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
第１０の手段は、第１乃至９のいずれかに記載の２波長赤外線画像処理装置において、前記２つの異なる赤外線の波長は、第１の赤外線の波長が第２の赤外線の波長の１．５倍以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
特許請求の範囲に記載の各請求項に係る発明は、上記の各手段を採用しており、
検出画像データからオフセット相当値を差し引くことで目標物、波（クラッタ）の各輝度値の評価が可能となり、更に、２波長の赤外線の画像差分処理を行なうことにより、かなりの数の波（クラッタ）の輝度値が低減され、波の輝度値が低くなることにより目標候補の数を低減することができ、その後の輝度比計算、温度推定により背景を除去することができる。また、ゲインを輝度値に乗算することにより、画像差分処理をより効果的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の各実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置につき説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置を示すブロック図である。
図２は、同２波長ＱＷＩＰを示す斜視図である。
図３は、同演算処理過程における各輝度値を示す図であり、図３（ａ）は２波長ＱＷＩＰで検出された各輝度値を示す図、図３（ｂ）はオフセット除去後の各輝度値を示す図、図３（ｃ）は合成された輝度値を示す図である。
図４は、同各画像メモリのデータを画像化した図であり、図４（ａ）は検出画像メモリに記憶されたデータを画像化した図、図４（ｂ）は合成画像メモリに記憶されたデータを画像化した図である。
【００２２】
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置を示すブロック図である。
図６は、同演算処理過程における各輝度値を示す図であり、図６（ａ）は２波長ＱＷＩＰで検出された各輝度値を示す図、図６（ｂ）はオフセット除去後の各輝度値を示す図、図６（ｃ）は、ゲインを乗算した後の各輝度値を示す図、図６（ｄ）は合成された輝度値を示す図である。
図７は、本発明の第３の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置を示すブロック図である。
図８は、本発明の第４の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置を示すブロック図である。
【００２３】
本発明の各実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置は、移動体（船舶、航空機、飛翔体、車両等）に搭載されており、目標物を識別するに際して、目標物から照射される赤外線の輝度が波長によって異なることを利用している。
海面背景下では、波が立つことによる海面での太陽光反射が画面中に多く撮影され、識別したい目標物からの赤外線の輝度値よりも、海面反射背景からの赤外線の輝度値の方が高い。
従って、海面背景下では、目標候補（輝度値の高いもの）が多数存在するため、検出した赤外線の輝度値をそのまま使用した場合、コンピュータ等による処理においては、適切な２値化閾値を設定することが難く、正しく目標候補の抽出、温度推定ができず、海面反射背景を除去することが困難である。
【００２４】
しかしながら、２つの異なる波長の赤外線の輝度値の比は、目標物からのものと海面反射背景からのものとで異なる。
例えば、目標物では長いＡ波長の赤外線（第１の赤外線）の方が短いＢ波長（第２の赤外線）の赤外線より輝度値が高いのに対して、海面反射背景ではＢ波長の赤外線の方がＡ波長の赤外線より輝度値が高いなどの関係がある。
そこで、以下に説明するように、本発明の各実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置では、目標物、海面反射背景等から照射される２つの異なる波長の赤外線の輝度値の比が異なることを利用し、適切に２値化閾値を設定、処理して目標物を識別するものである。
【００２５】
（本発明の第１の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置）
先ず、図１〜図４に基づき、本発明の第１の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置につき説明する。
図１に図示のように、本発明の第１の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置は、撮影対象域からの２つの異なるＡ波長及びＢ波長の赤外線の画像を撮影（輝度を検出）する２波長赤外線カメラ装置１と、２波長赤外線カメラ装置１にて撮影された各検出画像データ（検出された２組の輝度値）から各々オフセット相当値を減算して２組の補正輝度値を算出するオフセット処理部１０と、オフセット処理部１０からの２組の補正輝度値を合成（差分処理）し２波長輝度合成値（合成画像データ）を算出する画像差分処理部３０と、画像差分処理部３０にて合成された２波長輝度合成値（合成画像データ）を記憶する合成画像メモリ４０とから構成されている。
【００２６】
（２波長赤外線カメラ装置）
２波長赤外線カメラ装置１は、撮影対象域からのＡ波長の赤外線（第１の赤外線）及びＢ波長の赤外線（第２の赤外線）を受光し各輝度を検出する２波長赤外線カメラ２と、２組の検出画像メモリ３ａ、３ｂとにより構成されている。
この２波長赤外線カメラ２は、図２に図示のように、前面の基板４の裏面に赤外線の入射方向（ｚ方向）に重層された２組の受光素子層（以下、ＱＷＩＰ（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｐｈｏｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）層と称する）からなる２波長ＱＷＩＰ７を備えている。
また、各ＱＷＩＰ層は、例えば、ｘｙ方向に３００列×３００行（９万画素）に並べられた受光素子により形成されている。
この画素数は任意（例えば、数千画素〜数百万画素）のものとすることができるが、以下９万画素の場合を例として説明する。
【００２７】
２波長ＱＷＩＰ７は、前面の基板４と、基板４の裏面に蒸着された表面電極５ａと、表面電極５ａの裏面に蒸着されたＢ波長側ＱＷＩＰ層６ｂと、Ｂ波長側ＱＷＩＰ層６ｂの裏面に蒸着された中間電極５ｂと、中間電極５ｂの裏面に蒸着されたＡ波長側ＱＷＩＰ層６ａと、Ａ波長側ＱＷＩＰ層６ａの裏面に蒸着された裏面電極５ｃとにより形成されている。
なお、裏面電極５ｃは不透明なものを使用することができるが、表面電極５ａ及び中間電極５ｂは、赤外線を透過させる材質のものとする。
【００２８】
そして、Ｂ波長側ＱＷＩＰ層６ｂにより検出されたＢ波長赤外線の輝度値（９万個の第２の検出画像データ）は、表面電極５ａ及び中間電極５ｂを介して読み出し回路８ｂにより読み出され、Ｂ波長用の検出画像メモリ３ｂに記憶されるようになっている。
また、Ａ波長側ＱＷＩＰ層６ａにより検出されたＡ波長赤外線の輝度値（９万個の第１の検出画像データ）は、中間電極５ｂ、裏面電極５ｃを介して読み出し回路８ａにより読み出され、Ａ波長用の検出画像メモリ３ａに記憶されるようになっている。
２波長ＱＷＩＰ７は、上記のごとく、基板４の裏面にＢ波長側ＱＷＩＰ層６ｂ及びＡ波長側ＱＷＩＰ層６ａを重層させているので、撮影対象域の各撮影点に対応するＡ波長赤外線の受光座標とＢ波長の赤外線の受光座標を完全に一致させることができる。
【００２９】
周知のごとく赤外線は、波長が１〜２μｍの短波長赤外線、波長が３〜７μｍの中波長赤外線、及び波長が８〜１２μｍの長波長赤外線からなる。
そして、Ａ波長側ＱＷＩＰ層６ａにて受光するＡ波長赤外線の波長（最も高感度の中心波長）は、Ｂ波長側ＱＷＩＰ層６ｂにて受光するＢ波長赤外線の波長（最も高感度の中心波長）と異ならせる必要があり、Ａ波長赤外線の波長はＢ波長赤外線の波長の１．５倍以上とすることが好ましい。
なお、Ａ波長赤外線の波長とＢ波長赤外線の波長との倍率の比の上限は、赤外線の波長域を考慮すれば説明するまでもなく明らかである。
【００３０】
例えば、Ｂ波長赤外線の波長が１〜２μｍ（短波長赤外線）の場合、Ａ波長赤外線の波長は３〜５μｍ（中波長赤外線）または８〜１２μｍ（長波長赤外線）とする。
また、Ｂ波長赤外線の波長が３〜５μｍ（中波長赤外線）の場合、Ａ波長赤外線の波長は８〜１２μｍ（長波長赤外線）とする。
組合せとしては、Ｂ波長赤外線の波長を４〜５μｍ（中波長赤外線）、Ａ波長赤外線の波長を８〜１２μｍ（長波長赤外線）とし、Ａ波長赤外線の波長はＢ波長赤外線の波長の２倍〜３倍とすることが最も好ましい。
【００３１】
次に、図３（ａ）及び図４（ａ）に基づき、検出画像メモリ３ａ、３ｂに記憶された検出画像データ（Ａ、Ｂ波長赤外線の各９万個の輝度値）の内容、及び検出画像メモリ３ａ、３ｂに記憶された検出画像データをそのまま画像化したときのイメージにつき説明する。
なお、図４（ａ）において、斜線の無い部分は明るい箇所（高輝度）を、斜線の部分は比較的明るい箇所（中輝度）を、網掛けの部分は最も暗い箇所（低輝度）を示している。
通常、目標物Ｘの温度は１０〜５０℃であり、目標物Ｘから放射される赤外線の輝度は中程度であり、太陽光が波ＷＷ（クラッタ）に反射した海面反射背景は、目標物Ｘからの赤外線より輝度が高く、海面Ｗからの赤外線の輝度は低い。
【００３２】
そして、検出画像メモリ３ａには、図３（ａ）の上図に図示のような、Ａ波長の赤外線の検出値である目標物Ｘ（中輝度）のＡ波長の輝度値Ｓａｉｊ、波ＷＷ（高輝度）のＡ波長の輝度値Ｃａｉｊ、及び海面Ｗ（低輝度）のＡ波長の低輝度値（オフセット相当値Ｏａｘの候補）Ｏａｉｊ等、９万個の検出画像データが記憶される。
また、検出画像メモリ３ｂには、図３（ａ）の下図に図示のような、Ｂ波長の赤外線の検出値である目標物Ｘ（中輝度）のＢ波長の輝度値Ｓｂｉｊ、波ＷＷ（高輝度）のＢ波長の輝度値Ｃｂｉｊ、及び海面Ｗ（低輝度）のＢ波長の低輝度値（オフセット相当値Ｏｂｘの候補）Ｏｂｉｊ等、９万個の検出画像データが記憶される。
なお、各図面においては「ｉ（i＝０〜２９９）」、「ｊ（ｊ＝０〜２９９）」の添え符号は省略して図示している。
また、各符号Ｓａｉｊ、Ｃａｉｊ、Ｏａｉｊ間において、或いはＳｂｉｊ、Ｃｂｉｊ、Ｏｂｉｊ間において、添え符号「ｉｊ」の番号は重複しない。
【００３３】
そして、目標物ＸのＡ波長の輝度値Ｓａｉｊ、或いは目標物ＸのＢ波長の輝度値Ｓｂｉｊは、検出画像メモリ３ａ、３ｂに記憶されている検出画像データの中で中程度であり、図４（ａ）において斜線で示すようにイメージされる。
一方、波ＷＷのＡ波長の輝度値Ｃａｉｊ、Ｂ波長の輝度値Ｃｂｉｊは、目標物Ｘより高く、図４（ａ）において白抜きで示すようにイメージされる。
また、海面ＷのＡ波長の低輝度値Ｏａｉｊ、Ｂ波長の低輝度値Ｏｂｉｊは、目標物Ｘより低く、図４（ａ）において網掛けで示すようにイメージされる。
この段階では、目標物Ｘか、クラッタＷＷか、海面Ｗかの判定は困難である。
【００３４】
（オフセット処理部）
次に、図１に図示のように、各検出画像メモリ３ａ、３ｂに記憶されているＡ波長の輝度値Ｓａｉｊ、Ｃａｉｊ、Ｂ波長の輝度値Ｓｂｉｊ、Ｃｂｉｊ、Ａ波長の低輝度値Ｏａｉｊ、Ｂ波長の低輝度値Ｏｂｉｊ等、各９万個の検出画像データは、オフセット処理部１０による処理が行なわれる。
先ず、オフセット値算出器１１ａは、検出画像メモリ３ａに記憶されている検出画像データ（Ａ波長の輝度値Ｓａｉｊ、Ｃａｉｊ、Ａ波長の低輝度値Ｏａｉｊ）を読み出し（入力し）、９万個の検出画像データの中から、低い輝度値をオフセット相当値Ｏａｘとして選出する。
選出されたオフセット相当値Ｏａｘは、オフセット減算器１２ａに出力される。
【００３５】
同様に、オフセット値算出器１１ｂは、検出画像メモリ３ｂに記憶されている検出画像データ（Ｂ波長の輝度値Ｓｂｉｊ、Ｃｂｉｊ、Ｂ波長の低輝度値Ｏｂｉｊ）を読み出し（入力し）、９万個の検出画像データの中から、低い輝度値をオフセット相当値Ｏｂｘとして選出する。
選出されたオフセット相当値Ｏｂｘは、オフセット減算器１２ｂに出力される。
【００３６】
なお、オフセット相当値Ｏａｘ、Ｏｂｘは、通常、各９万個のデータの中から各々最低輝度値が選出されるが、これに限定されるものではなく、複数回の試験結果（検出された輝度値と最終目標の識別結果との比較等）から、ある程度の増加させた所定（一定）の値（例えば、複数回の試験により得られた値の最低輝度値×１．５倍迄のもの）を採用することも可能である。
或いは、各９万個のデータの内、例えば、最低輝度値から下位１割（９千番目）のもの、又は、例えば、最低輝度値から下位１割（９千番目）迄のものの平均としても良い。
更には、通常、移動体を斜め下向に向かって撮影するため、画面の海面反射背景の画面の上部と下部とでは距離が異なっており、オフセット相当値Ｏａｘ、Ｏｂｘを、画像内の距離差に応じて変化させることも可能である。
【００３７】
オフセット減算器１２ａは、検出画像メモリ３ａから入力されたＡ波長の輝度値Ｓａｉｊ、Ｃａｉｊ、オフセット値算出器１１ａから入力されたオフセット相当値Ｏａｘとに基づき、各画素毎に次式１、２によりＡ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊを算出する。
ΔＳａｉｊ＝Ｓａｉｊ−Ｏａｘ・・・（１）
ΔＣａｉｊ＝Ｃａｉｊ−Ｏａｘ・・・（２）
なお、海面Ｗからの赤外線の低輝度値Ｏａｉｊは、ほぼ０（或いは、Ａ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊより低い輝度値）となる。
その結果を図３（ｂ）の上図に示す。
演算されたＡ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、Ａ波長の補正輝度値ΔＣａｉｊ、及び海面Ｗのほぼ「０」の値等、９万個のデータは、画像差分処理部３０に出力される。
【００３８】
同様に、オフセット減算器１２ｂは、検出画像メモリ３ｂから入力されたＢ波長の輝度値Ｓｂｉｊ、Ｃｂｉｊ、オフセット値算出器１１ｂから入力されたオフセット相当値Ｏｂｘとに基づき、各画素毎に次式３、４によりＢ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊを算出する。
ΔＳｂｉｊ＝Ｓａｉｊ−Ｏｂｘ・・・（３）
ΔＣｂｉｊ＝Ｃａｉｊ−Ｏｂｘ・・・（４）
なお、海面Ｗからの赤外線の低輝度値Ｏｂｉｊは、ほぼ０（或いは、Ｂ波長の補正輝度値ΔＳｂより低い輝度値）となる。
その結果を図３（ｂ）の下図に示す。
演算されたＢ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、Ｂ波長の補正輝度値ΔＣｂｉｊ、及び海面Ｗのほぼ「０」の値等、９万個のデータは、画像差分処理部３０に出力される。
【００３９】
なお、演算されたＡ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、Ａ波長の補正輝度値ΔＣａｉｊ、海面Ｗのほぼ「０」の値、或いは、Ｂ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、Ｂ波長の補正輝度値ΔＣｂｉｊ、海面Ｗのほぼ「０」の値等、オフセット減算器１２ａ、１２ｂ以降の各９万個のデータは、検出画像メモリ３ａ、３ｂとは別の図示略の各補正後メモリに記憶される。
【００４０】
画像差分処理部３０は、オフセット減算器１２ａからのＡ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊと、オフセット減算器１２ｂからのＢ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊとに基づき、各画素毎に次式５、６により２波長輝度合成値Ｓａｂｉｊ、Ｃａｂｉｊを算出する。
Ｓａｂｉｊ＝ΔＳａｉｊ−ΔＳｂｉｊ・・・（５）
Ｃａｂｉｊ＝ΔＣａｉｊ−ΔＣｂｉｊ・・・（６）
なお、海面Ｗからの赤外線の輝度値は、ほぼ０となる。
算出された目標物Ｘの２波長輝度合成値Ｓａｂｉｊ、波ＷＷ（クラッタ）の２波長輝度合成値Ｃａｂｉｊ、及び海面Ｗの０の値等、９万個のデータは、合成画像メモリ４０に出力され、記憶される。
【００４１】
合成画像メモリ４０に記憶された目標物Ｘの２波長輝度合成値Ｓａｂｉｊ及び波ＷＷ（クラッタ）の２波長輝度合成値Ｃａｂｉｊ等を図３（ｃ）に、合成画像メモリ４０に記憶されたデータを画像化したものを図４（ｂ）に示す。
図３（ｃ）に図示のように、目標物Ｘの２波長輝度合成値Ｓａｂｉｊの方が、波ＷＷ（クラッタ）の２波長輝度合成値Ｃａｂｉｊよりも高い値となっている。
そして、図４（ｂ）に図示のように、目標物Ｘは高輝度（図中白抜きの部分）となり、大部分の波ＷＷ（クラッタ）は中輝度（図中斜線の部分）となり、海面Ｗは輝度値＝０、或いは低輝度（図中網掛けの部分）となる。
なお、図４（ｂ）に図示の例では、完全に波ＷＷを除去することができず、６個の波ＷＷ（クラッタ）も高輝度となっている。
【００４２】
このように、検出画像データからオフセット相当値Ｏａｘ、Ｏｂｘを差し引くことで目標物Ｘ、波ＷＷ（クラッタ）の各輝度値の評価が可能となり、更に、２波長の赤外線の画像差分処理を行なうことにより、かなりの数の波ＷＷ（クラッタ）の輝度値が低減され、波ＷＷ（クラッタ）の輝度値が低くなることにより目標候補の数を低減することができる。
【００４３】
（本発明の第２の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置）
次に、図５、図６に基づき、本発明の第２の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置につき説明する。
本発明の第２の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置は、第１の実施の形態のものに対し、２組の補正輝度値に基づく輝度値ゲイン乗算部２０が、オフセット処理部１０と画像差分処理部３０との間に設けられている。
即ち、第１の実施の形態のものと同様に、２波長赤外線カメラ装置１（２波長赤外線カメラ２、検出画像メモリ３ａ、３ｂ）、オフセット処理部１０（オフセット値算出器１１ａ、１１ｂ、オフセット減算器１２ａ、１２ｂ）、画像差分処理部３０、合成画像メモリ４０を備えている。
【００４４】
そこで、輝度値ゲイン乗算部２０につき、詳細に説明する。
輝度値ゲイン算出器２１には、オフセット処理部１０のオフセット減算器１２ａから、Ａ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊ等の９万個のデータが送信される。
輝度値ゲイン算出器２１は、Ａ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊ等の９万個のデータの中から値の高いＡ波長の補正輝度値ΔＣａを選出する。
更に、輝度値ゲイン算出器２１には、オフセット処理部１０のオフセット減算器１２ｂから、Ｂ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊ等の９万個のデータも送信される。
輝度値ゲイン算出器２１は、Ｂ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊ等９万個のデータの中から値の高いＢ波長の補正輝度値ΔＣｂを選出する。
【００４５】
なお、値の高いＡ波長の補正輝度値ΔＣａ、高いＢ波長の補正輝度値ΔＣｂとは、通常各９万個のデータの中から各々最高のものが選出されるが、これに限定されるものではなく、試験結果（検出された輝度値と最終目標の識別結果との比較等）から、ある程度の減少させた値（例えば最高の補正輝度値×０．８倍のもの）を採用することも可能である。
【００４６】
そして、輝度値ゲイン算出器２１は、値が高いＡ波長の補正輝度値ΔＣａ、Ｂ波長の補正輝度値ΔＣｂとに基づき、次式７により各々輝度比に基づく輝度値ゲインＧａ、Ｇｂを算出する
ΔＣａ×Ｇａ＝ΔＣｂ×Ｇｂ・・・（７）
なお、次式８により一方の輝度値ゲインＧａ（或いはゲインＧｂ）のみを算出するようにしても良い。
ΔＣａ×Ｇａ＝ΔＣｂ・・・（８）
式８は、式７において、Ｇｂ＝１としたものに相当する。
【００４７】
輝度値ゲイン算出器２１にて算出された各輝度値ゲインＧａ、Ｇｂは、各々輝度値ゲイン乗算器２２ａ、２２ｂに出力される。
そして、輝度値ゲイン乗算器２２ａは、オフセット減算器１２ａからのＡ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊ等の９万個のデータと輝度値ゲインＧａとに基づき、各画素毎に次式９、１０により新たなＡ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊ等を算出する。
Ｇａ×ΔＳａｉｊ→ΔＳａｉｊ・・・（９）
Ｇａ×ΔＣａｉｊ→ΔＣａｉｊ・・・（１０）
【００４８】
また、輝度値ゲイン乗算器２２ｂは、オフセット減算器１２ｂからのＢ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊ等の９万個のデータと輝度値ゲインＧｂとに基づき、各画素毎に次式１１、１２により新たなＢ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣａｉｊ等を算出する。
Ｇｂ×ΔＳｂｉｊ→ΔＳｂｉｊ・・・（１１）
Ｇｂ×ΔＣｂｉｊ→ΔＣｂｉｊ・・・（１２）
輝度値ゲインＧａ、Ｇｂが乗算された新たなＡ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊ、新たなＢ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊ等は、画像差分処理部３０に送信される。
なお、海面Ｗのものについては、輝度値がほぼ「０」になっている（厳密には、多少の有限の値を有するものもあるが、Ａ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、Ｂ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊより低い）ので、以下説明を省略する。
【００４９】
式８より一方の輝度値ゲインＧａ（或いはゲインＧｂ）のみを算出した場合は、式９、式１０（或いは式１１、１２）により、新たなＡ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊ等（或いは新たなＢ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊ等）のみが算出される。
この場合、輝度値ゲインＧａが乗算された新たな各Ａ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊ等（或いは、新たなＢ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊ等）のみが、画像差分処理部３０に送信される。
【００５０】
このように各輝度値ゲインＧａ、Ｇｂが乗算されたときのゲイン乗算輝度値を図６（ｃ）に示す。
なお、図６（ａ）、（ｂ）は、図３（ａ）、（ｂ）と同じである。
図６（ｃ）に図示のように、波ＷＷ（クラッタ）におけるＡ波長、Ｂ波長のゲイン乗算輝度は、ほぼ等しくなる（Ｇａ×ΔＣａｉｊ≒Ｇｂ×ΔＣｂｉｊ）。
これに対し、目標物ＸにおけるＡ波長のゲイン乗算輝度（Ｇａ×ΔＳａｉｊ）とＢ波長のゲイン乗算輝度（Ｇｂ×ΔＳｂｉｊ）との差は、大きく顕著になっている。
【００５１】
輝度値ゲイン乗算器２２ａにて輝度値ゲインＧａが乗算された新たな各Ａ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊ等は、画像差分処理部３０に送信される。
また、輝度値ゲイン乗算器２２ｂにて輝度値ゲインＧｂが乗算された新たな各Ｂ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊ等も、画像差分処理部３０に送信される。
なお、一方の輝度値ゲインＧａ（或いは輝度値ゲインＧｂ）のみを算出した場合は、オフセット減算器１２ｂにて算出されたＢ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊが、そのまま画像差分処理部３０に送信される。
【００５２】
画像差分処理部３０及び合成画像メモリ４０では、本発明の第１の実施の形態のものと同様の処理が行なわれる。
即ち、画像差分処理部３０において、Ａ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、Ａ波長の補正輝度値ΔＣａｉｊと、Ｂ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、Ｂ波長の補正輝度値ΔＣｂｉｊとに基づき、上式５、６により２波長輝度合成値Ｓａｂｉｊ、Ｃａｂｉｊが算出され、算出された９万個のデータは、合成画像メモリ４０に出力され、記憶される。
【００５３】
合成画像メモリ４０に記憶された目標物Ｘの２波長輝度合成値Ｓａｂｉｊ及び波ＷＷ（クラッタ）の２波長輝度合成値Ｃａｂｉｊ等を図６（ｄ）に示す。
図６（ｄ）に示すように、波ＷＷ（クラッタ）の２波長輝度合成値Ｃａｂｉｊはほぼ「０」となっているのに対し、目標物Ｘの２波長輝度合成値Ｓａｂｉｊは大きい。
図６（ｄ）における波ＷＷ（クラッタ）の２波長輝度合成値Ｃａｂｉｊと目標物Ｘの２波長輝度合成値Ｓａｂｉｊの比は、図３（ｃ）のものに対し大きく顕著になっている。
従って、本発明の第１の実施の形態のものに対し、波ＷＷ（クラッタ）における２波長輝度差（２波長輝度合成値Ｃａｂｉｊ）が小さくなることにより、より一層、目標候補数を低減することができる。
【００５４】
（本発明の第３の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置）
次に、図７に基づき、本発明の第３の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置につき説明する。
本発明の第３の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置は、第１の実施の形態のものに対し、目標物Ｘと２波長赤外線カメラ装置１等が搭載された移動体（船舶、航空機、飛翔体、車両等）との距離情報に基づき距離ゲインを算出、処理する距離ゲイン乗算部５０が、オフセット処理部１０と画像差分処理部３０との間に設けられている。
即ち、第１の実施の形態のものと同様に、２波長赤外線カメラ装置１（２波長赤外線カメラ２、検出画像メモリ３ａ、３ｂ）、オフセット処理部１０（オフセット値算出器１１ａ、１１ｂ、オフセット減算器１２ａ、１２ｂ）、画像差分処理部３０、合成画像メモリ４０を備えている。
【００５５】
そこで、距離ゲイン乗算部５０につき、詳細に説明する。
距離ゲイン乗算部５０は、距離情報取得器５１、距離ゲイン算出器５２及び距離ゲイン乗算器５３ａ、５３ｂを備えている。
距離情報取得器５１は、例えばレーダー等の他の距離測定器から、目標物と２波長赤外線カメラ装置１等が搭載された自己の移動体との間の距離情報を取得する。
なお、レーダー等の他の距離測定器は、自己の移動体内に設ける場合、別の航空機に設ける場合、或いは地上観測所に設ける場合等がある。
距離測定器が自己の移動体外に設けられている場合は、距離情報取得器５１は、無線受信機及び入力用インターフェース等により構成される。
距離測定器が自己の移動体内に設けられている場合は、距離情報取得器５１は、入力用インターフェース等により構成される。
【００５６】
距離ゲイン算出器５２は、距離情報取得器５１にて取得した距離情報に基づき、距離に比例した一定の距離ゲインＧｄａ、Ｇｄｂを算出し、距離ゲイン乗算器５３ａ、５３ｂに送信する。
このＡ波長の赤外線用の距離ゲインＧｄａ、Ｂ波長の赤外線用の距離ゲインＧｄｂは、Ａ波長の赤外線用のＡ波長側ＱＷＩＰ層６ａの感度と、Ｂ波長の赤外線用のＢ波長側ＱＷＩＰ層６ｂの感度との感度差や、距離によるＡ波長とＢ波長の透過率の差等を補正（是正）するものである。
【００５７】
距離ゲイン乗算器５３ａには、オフセット処理部１０のオフセット減算器１２ａから、Ａ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、Ａ波長の補正輝度値ΔＣａｉｊ等の９万個のデータが送信される。
距離ゲイン乗算器５３ａでは、オフセット減算器１２ａからのＡ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊ等の９万個のデータと距離ゲインＧｄａとに基づき、各画素毎に次式１３、１４により新たなＡ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊ等を算出する。
Ｇｄａ×ΔＳａｉｊ→ΔＳａｉｊ・・・（１３）
Ｇｄａ×ΔＣａｉｊ→ΔＣａｉｊ・・・（１４）
距離ゲインＧｄが乗算された新たなＡ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊ等は、画像差分処理部３０に送信される。
【００５８】
同様に、距離ゲイン乗算器５３ｂには、オフセット処理部１０のオフセット減算器１２ｂから、Ｂ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊ等の９万個のデータが送信される。
距離ゲイン乗算器５３ｂでは、オフセット減算器１２ｂからのＢ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊ等の９万個のデータと距離ゲインＧｄｂとに基づき、各画素毎に次式１５、１６により新たなＢ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊ等を算出する。
Ｇｄｂ×ΔＳｂｉｊ→ΔＳｂｉｊ・・・（１５）
Ｇｄｂ×ΔＣｂｉｊ→ΔＣｂｉｊ・・・（１６）
距離ゲインＧｄｂが乗算された新たなＢ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊ等は、画像差分処理部３０に送信される。
【００５９】
画像差分処理部３０及び合成画像メモリ４０では、本発明の第１、２の実施の形態のものと同様の処理が行なわれる。
即ち、画像差分処理部３０において、Ａ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、Ａ波長の補正輝度値ΔＣａｉｊと、Ｂ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、Ｂ波長の補正輝度値ΔＣｂｉｊとに基づき、上式５、６により２波長輝度合成値Ｓａｂｉｊ、Ｃａｂｉｊが算出され、算出された９万個のデータは、合成画像メモリ４０に出力され、記憶される。
【００６０】
なお、上記のものは、距離ゲインＧｄａ、Ｇｄｂを一定の値としているが、距離ゲインＧｄａ、Ｇｄｂを、画像内の距離差に応じて変化させることも可能である。
この場合は、図７に点線で図示のように、２組の９万個の距離ゲインＧｄａｉｊ、Ｇｄｂｉｊを記憶する距離ゲインメモリ５４が必要となる。
例えば、図４（ａ）の画像を、移動体から斜め下向に向かって撮影する場合、画面の海面反射背景の画面の上部と下部とでは距離が異なっている。
また、画面上の各行毎（例えば３００行）の移動体から海面反射背景迄の距離、或いは距離の上限値及び下限値はレーダー等の他の距離測定器、移動体の状態、及び２波長赤外線カメラ２の向き等から容易に入手できる。
そこで、画面の画素について各行毎に、海面反射背景迄の距離に応じて各々距離ゲインＧｄａｉｊ、Ｇｄｂｉｊ（i＝０〜２９９、ｊ＝０〜２９９）を演算し、距離ゲインメモリ５４に記憶する。
【００６１】
そして、距離ゲイン乗算器５３ａにおいて、オフセット減算器１２ａからのＡ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊ等の９万個のデータと、この９万個のデータの座標に対応する９万個の距離ゲインＧｄａｉｊ（i＝０〜２９９、ｊ＝０〜２９９）とに基づき、各画素毎に上式１３、１４（ＧｄａをＧｄａｉｊに置き換え）により新たなＡ波長の補正輝度値ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊ等を算出するようにしても良い。
同様に、距離ゲイン乗算器５３ｂにおいて、オフセット減算器１２ｂからのＢ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊ等の９万個のデータと、この９万個のデータの座標に対応する９万個の距離ゲインＧｄｂｉｊ（i＝０〜２９９、ｊ＝０〜２９９）とに基づき、各画素毎に上式１５、１６（ＧｄｂをＧｄｂｉｊに置き換え）により新たなＢ波長の補正輝度値ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊ等も算出する。
【００６２】
また、レーダー等の他の距離測定器により目標物の存在可能な範囲をある程度絞り込める場合には、その絞り込んだ範囲（例えば、座標がi＝１３０〜１６０、ｊ＝１４０〜１７０の範囲）の距離ゲインＧｄａｉｊを、その他の範囲の距離ゲインＧｄａｉｊと異ならせるようにしても良い。
【００６３】
本発明の第３の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置は上記のごとく構成されており、距離情報に基づく距離ゲインＧｄａｉｊ（又は／及びＧｄｂｉｊ）によりＡ波長の補正輝度値（又は／及びＢ波長の補正輝度値）を補正しているので、２波長差分処理を、より効果的に行なうことができる。
【００６４】
（本発明の第４の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置）
次に、図８に基づき、本発明の第４の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置につき説明する。
図８に図示のものは、２波長赤外線カメラ装置１、オフセット処理部１０、輝度値ゲイン乗算部２０、画像差分処理部３０及び合成画像メモリ４０を備えた本発明の第２の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置において、合成画像メモリ４０に記憶された２波長輝度合成値Ｓａｂ、Ｃａｂを読み出して目標識別部６０により背景除去するものである。
【００６５】
なお、２波長赤外線カメラ装置１から合成画像メモリ４０迄の処理はこれに限定されるものではない。
例えば、２波長赤外線カメラ装置１、オフセット処理部１０、画像差分処理部３０、合成画像メモリ４０（本発明の第１の実施の形態のもの）及び目標識別部６０という構成としても良い。
また、２波長赤外線カメラ装置１、オフセット処理部１０、距離ゲイン乗算部５０、画像差分処理部３０、合成画像メモリ４０（本発明の第３の実施の形態のもの）及び目標識別部６０という構成としても良い。
更には、図８中に点線で図示のように、本発明の第２、３の実施の形態のものを組合わせて、２波長赤外線カメラ装置１、オフセット処理部１０、輝度値ゲイン乗算部２０、距離ゲイン乗算部５０、画像差分処理部３０、合成画像メモリ４０及び目標識別部６０という構成としても良い。
【００６６】
以下、目標識別部６０につき詳細に説明する、
先ず、２値化演算器６１は、合成画像メモリ４０から、２波長輝度合成値Ｓａｂｉｊ、Ｃａｂｉｊ（“０”のものを含む合計９万個のデータ）を読み出す（入力する）。
２値化演算器６１においては、２波長輝度合成値Ｓａｂｉｊ、Ｃａｂｉｊ等につき、所定の閾値か否かを判定し、閾値以上であれば“１”とし、閾値以下であれば“０”とする。
この“１”又は“０”の２値化された９万個のデータは、ラベリング演算器６２に送信される。
なお、この際に使用する閾値は画面全体で共通とは限らず、画面で区切られた各部分により閾値を調整することも可能である。
【００６７】
ラベリング演算器６２では、２値化された９万個のデータにつき、“１”の値が隣接しているものを抽出、グルーピングし、そのグループ毎に認識番号を付与（ラベリング）する。
そして、ラベリングされた複数のグループを画面における座標と共にラベル毎目標候補輝度演算器６３ａ、６３ｂに送信する。
なお、図４（ｂ）の例では、目標物Ｘと６個の波ＷＷがラベリング（識別番号＝１〜７）される。
【００６８】
ラベル毎目標候補輝度演算器６３ａでは、各ラベル（識別番号＝１〜７）の座標に対応するＡ波長の輝度値Ｓａｉｊ（又はＣａｉｊ）を検出画像メモリ３ａから入手する。
ラベル毎目標候補輝度演算器６３ｂでは、各ラベル（識別番号＝１〜７）の座標に対応するＢ波長の輝度値Ｓｂｉｊ（又はＣｂｉｊ）を検出画像メモリ３ｂから入手する。
そして、各ラベル（グループ）毎に、Ａ波長及びＢ波長の平均輝度を演算する。
演算された各ラベル（グループ）毎のＡ波長及びＢ波長の平均輝度は、ラベル毎輝度比演算器６４に送信される。
【００６９】
ラベル毎輝度比演算器６４では、各ラベル毎のＡ波長及びＢ波長の平均輝度に基づき、各ラベル毎の輝度比を演算する。
なお、各ラベル毎の輝度値は平均輝度に限らず、例えば、最低輝度、最高輝度とすることも可能である。
ラベル毎温度演算器６５では、ラベル毎輝度比演算器６４で演算された各ラベル毎の輝度比を入手（入力）し、各ラベル毎の温度を演算し、その演算結果を背景除去処理器６６に送信する。
背景除去処理器６６では、各ラベル毎の温度に基づき、背景画像（波ＷＷ）を除去する。
その結果、目標物Ｘが識別される。
【００７０】
本発明の第４の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置は上記のごとく構成されており、目標候補の温度を推定することで、太陽光が反射するものを確実に除去できるので、目標物の識別が可能となる。
【００７１】
（各演算、処理部の形態）
検出画像メモリ３ａ、３ｂ、合成画像メモリ４０、距離ゲインメモリ５４、読み出し回路８ａ、８ｂ、オフセット処理部１０（オフセット値算出器１１ａ、１１ｂ、オフセット減算器１２ａ、１２ｂ）、輝度値ゲイン乗算部２０（輝度値ゲイン算出器２１、輝度値ゲイン乗算器２２ａ、２２ｂ）、画像差分処理部３０、距離ゲイン乗算部５０（距離情報取得器５１、距離ゲイン算出器５２、距離ゲイン乗算器５３ａ、５３ｂ）、目標識別部６０（２値化演算器６１、ラベリング演算器６２、ラベル毎目標候補輝度演算器６３ａ、６３ｂ、ラベル毎輝度比演算器６４、ラベル毎温度演算器６５、背景除去処理器６６）は、個々の電子回路ユニット（ＩＣユニットカード）の形態のものに限定されるものではなく、電子計算機における、メモリ、プログラム（或いはシーケンス）の形態のものも含むものとする。
【００７２】
この場合、各サブプログラムの形態をなすオフセット処理部１０、輝度値ゲイン乗算部２０、画像差分処理部３０、距離ゲイン乗算部５０、目標識別部６０を、ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリ、フロッピ等の記録媒体に記憶しておき、２波長赤外線カメラ及び電子計算機を備えた移動体（船舶、航空機、飛翔体、車両等）において、記録媒体に記憶された上記のプログラムを移動体の電子計算機にダウンロードして各演算、処理を行なうようにしても良い。
【００７３】
更には、上記の各サブプログラムを、着脱式の小型の大容量メモリに書き込んでおき、この大容量メモリを電子計算機の接続端子に差し込んだまま、電子計算機により、着脱式の小型の大容量メモリの一部の領域を各画像メモリ、各ゲインメモリとして使用して、各演算、処理を行なうようにしても良い。
【００７４】
（その他の実施の形態）
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明は上記の各実施の形態に限定されず、本発明の範囲内で種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
【００７５】
例えば、２波長ＱＷＩＰ７或いは２波長赤外線カメラ装置１は、図２に図示のように、基板４裏面にＢ波長側ＱＷＩＰ層６ｂとＡ波長側ＱＷＩＰ層６ａとを重層させたものが最も好ましいが、これに限定されるものではない。
２波長ＱＷＩＰ７に代えて、Ｂ波長側ＱＷＩＰ層６ｂ及びＡ波長側ＱＷＩＰ層６ａを個別の基板の裏面に形成し、これらを重ね合わせたものでも良い。
【００７６】
更には、特許文献２、４に記載のごとく、入射する赤外線のうち第１の波長帯は反射し、第２の波長帯は透過するフィルタ（ハーフミラー）及び２個の赤外線センサ（照度変換器）等により構成したもの、或いは、特許文献３に記載のごとく、２波長赤外線カメラ装置１に代えて、赤外線検知器と、フレーム同期波長分割器等を設け、２種類の波長域の画像信号を出力するようにしても良い。
但し、これらの場合には、画像の各撮影点に対応する赤外線のＡ波長の各受光座標と赤外線のＢ波長の各受光座標を一致させる手段が必要であり、本発明の第１〜４の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置よりも、演算、処理が複雑となる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置を示すブロック図である。
【図２】同２波長ＱＷＩＰを示す斜視図である。
【図３】同演算処理過程における各輝度値を示す図であり、図３（ａ）は２波長ＱＷＩＰで検出された各輝度値を示す図、図３（ｂ）はオフセット除去後の各輝度値を示す図、図３（ｃ）は合成された輝度値を示す図である。
【図４】同各画像メモリのデータを画像化した図であり、図４（ａ）は検出画像メモリに記憶されたデータを画像化した図、図４（ｂ）は合成画像メモリに記憶されたデータを画像化した図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置を示すブロック図である。
【図６】同演算処理過程における各輝度値を示す図であり、図６（ａ）は２波長ＱＷＩＰで検出された各輝度値を示す図、図６（ｂ）はオフセット除去後の各輝度値を示す図、図６（ｃ）は、ゲインを乗算した後の各輝度値を示す図、図６（ｄ）は合成された輝度値を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置を示すブロック図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る２波長赤外線画像処理装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７８】
１ ２波長赤外線カメラ装置
２ ２波長赤外線カメラ
３ａ、３ｂ 検出画像メモリ
４ 基板
５ａ 表面電極
５ｂ 中間電極
５ｃ 裏面電極
６ａ Ａ波長側ＱＷＩＰ層
６ｂ Ｂ波長側ＱＷＩＰ層
７ ２波長ＱＷＩＰ
８ａ、８ｂ 読み出し回路
１０ オフセット処理部
１１ａ、１１ｂ オフセット値算出器
１２ａ、１２ｂ オフセット減算器
２０ 輝度値ゲイン乗算部
２１ 輝度値ゲイン算出器
２２ａ、２２ｂ 輝度値ゲイン乗算器
３０ 画像差分処理部
４０ 合成画像メモリ
５０ 距離ゲイン乗算部
５１ 距離情報取得器
５２ 距離ゲイン算出器
５３ａ、５３ｂ 距離ゲイン乗算器
６０ 目標識別部
６１ ２値化演算器
６２ ラベリング演算器
６３ａ、６３ｂ ラベル毎目標候補輝度演算器
６４ ラベル毎輝度比演算器
６５ ラベル毎温度演算器
６６ 背景除去処理器
Ｓａｉｊ、Ｃａｉｊ Ａ波長の輝度値
Ｓｂｉｊ、Ｃｂｉｊ Ｂ波長の輝度値
Ｏａｉｊ Ａ波長の低輝度値
Ｏａｘ オフセット相当値
Ｏｂｉｊ Ｂ波長の低輝度値
Ｏｂｘ オフセット相当値
ΔＳａｉｊ、ΔＣａｉｊ Ａ波長の補正輝度値
ΔＳｂｉｊ、ΔＣｂｉｊ Ｂ波長の補正輝度値
Ｓａｂｉｊ、Ｃａｂｉｊ ２波長輝度合成値
Ｇａ、Ｇｂ 輝度値ゲイン
Ｇｄａ、Ｇｄｂ、Ｇｄａｉｊ、Ｇｄｂｉｊ 距離ゲイン
ＷＷ 波
Ｗ 海面
Ｘ 目標物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影対象域から２つの異なる赤外線の画像を撮影する２波長赤外線カメラ装置と、
前記２波長赤外線カメラ装置にて検出された２組の輝度値を記憶する２組の検出画像メモリと、
前記２組の輝度値から各々オフセット相当値を減算して２組の補正輝度値を算出するオフセット処理部と、
算出された２組の補正輝度値を合成し２波長輝度合成値を算出する画像差分処理部と、
前記画像差分処理部にて合成された前記２波長輝度合成値を記憶する合成画像メモリとを備えたことを特徴とする２波長赤外線画像処理装置。
【請求項２】
前記オフセット処理部は、
前記２組の輝度値の中から低い輝度値を各々オフセット相当値として選出するオフセット算出器と、
前記２組の輝度値から各々前記オフセット相当値を減算して前記２組の補正輝度値を算出するオフセット処理器とにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の２波長赤外線画像処理装置。
【請求項３】
前記オフセット処理部と前記画像差分処理部との間に、少なくとも一方の前記補正輝度値に補正輝度値を乗算する輝度値ゲイン乗算部を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の２波長赤外線画像処理装置。
【請求項４】
前記輝度値ゲイン乗算部は、
少なくとも一方の前記補正輝度値の中から高い補正輝度値を選出して輝度値ゲインを算出する輝度値ゲイン算出器と、
算出された前記輝度値ゲインを少なくとも一方の前記補正輝度値に乗算する輝度値ゲイン乗算器とにより構成されていることを特徴とする請求項３に記載の２波長赤外線画像処理装置。
【請求項５】
前記オフセット処理部と前記画像差分処理部との間に、前記撮影対象域からの距離に基づく距離ゲインを前記２組の補正輝度値に乗算する距離ゲイン乗算部を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の２波長赤外線画像処理装置。
【請求項６】
前記輝度値ゲイン乗算部と前記画像差分処理部との間に、前記撮影対象域からの距離に基づく距離ゲインを前記２組の補正輝度値に乗算する距離ゲイン乗算部を備えたことを特徴とする請求項３又は４に記載の２波長赤外線画像処理装置。
【請求項７】
前記距離ゲイン乗算部は、
前記撮影対象域との距離情報を取得する距離情報取得器と、
前記距離情報取得器からの前記距離情報に比例した距離ゲインを算出する距離ゲイン算出器と、
前記２組の前記補正輝度値に前記距離ゲインを乗算する距離ゲイン乗算器とにより構成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の２波長赤外線画像処理装置。
【請求項８】
合成画像メモリからの前記２波長輝度合成値につき、所定の閾値以上のものを１の値とし、前記閾値以下のものを０の値とする２値化演算器と、
前記１の値とされたデータの内、隣接しているものを抽出してグループ化しラベリングするラベリング演算器と、
前記ラベリングされた複数の前記グループの各座標に対応する前記２組の輝度値を前記検出画像メモリから入手し、複数の前記グループ毎に２組の各輝度を演算するラベル毎目標候補輝度演算器と、
前記各グループ毎の２組の輝度に基づき輝度比を演算するラベル毎輝度比演算器と、
前記各グループ毎の輝度比に基づき各グループ毎の温度を演算するラベル毎温度演算器と、
前記各グループ毎の温度に基づき背景画像を除去する背景除去処理器とを備えたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の２波長赤外線画像処理装置。
【請求項９】
前記２波長赤外線カメラ装置は、
前面の透明基板の裏面に赤外線の入射方向に２組の受光素子層が形成された受光素子と、
前記２組の受光素子層により検出された各輝度を読み出す読み出し回路とを備えたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の２波長赤外線画像処理装置。
【請求項１０】
前記２つの異なる赤外線の波長は、第１の赤外線の波長が第２の赤外線の波長の１．５倍以上であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の２波長赤外線画像処理装置。
【請求項１】
撮影対象域から２つの異なる赤外線の画像を撮影する２波長赤外線カメラ装置と、
前記２波長赤外線カメラ装置にて検出された２組の輝度値を記憶する２組の検出画像メモリと、
前記２組の輝度値から各々オフセット相当値を減算して２組の補正輝度値を算出するオフセット処理部と、
算出された２組の補正輝度値を合成し２波長輝度合成値を算出する画像差分処理部と、
前記画像差分処理部にて合成された前記２波長輝度合成値を記憶する合成画像メモリとを備えたことを特徴とする２波長赤外線画像処理装置。
【請求項２】
前記オフセット処理部は、
前記２組の輝度値の中から低い輝度値を各々オフセット相当値として選出するオフセット算出器と、
前記２組の輝度値から各々前記オフセット相当値を減算して前記２組の補正輝度値を算出するオフセット処理器とにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の２波長赤外線画像処理装置。
【請求項３】
前記オフセット処理部と前記画像差分処理部との間に、少なくとも一方の前記補正輝度値に補正輝度値を乗算する輝度値ゲイン乗算部を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の２波長赤外線画像処理装置。
【請求項４】
前記輝度値ゲイン乗算部は、
少なくとも一方の前記補正輝度値の中から高い補正輝度値を選出して輝度値ゲインを算出する輝度値ゲイン算出器と、
算出された前記輝度値ゲインを少なくとも一方の前記補正輝度値に乗算する輝度値ゲイン乗算器とにより構成されていることを特徴とする請求項３に記載の２波長赤外線画像処理装置。
【請求項５】
前記オフセット処理部と前記画像差分処理部との間に、前記撮影対象域からの距離に基づく距離ゲインを前記２組の補正輝度値に乗算する距離ゲイン乗算部を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の２波長赤外線画像処理装置。
【請求項６】
前記輝度値ゲイン乗算部と前記画像差分処理部との間に、前記撮影対象域からの距離に基づく距離ゲインを前記２組の補正輝度値に乗算する距離ゲイン乗算部を備えたことを特徴とする請求項３又は４に記載の２波長赤外線画像処理装置。
【請求項７】
前記距離ゲイン乗算部は、
前記撮影対象域との距離情報を取得する距離情報取得器と、
前記距離情報取得器からの前記距離情報に比例した距離ゲインを算出する距離ゲイン算出器と、
前記２組の前記補正輝度値に前記距離ゲインを乗算する距離ゲイン乗算器とにより構成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の２波長赤外線画像処理装置。
【請求項８】
合成画像メモリからの前記２波長輝度合成値につき、所定の閾値以上のものを１の値とし、前記閾値以下のものを０の値とする２値化演算器と、
前記１の値とされたデータの内、隣接しているものを抽出してグループ化しラベリングするラベリング演算器と、
前記ラベリングされた複数の前記グループの各座標に対応する前記２組の輝度値を前記検出画像メモリから入手し、複数の前記グループ毎に２組の各輝度を演算するラベル毎目標候補輝度演算器と、
前記各グループ毎の２組の輝度に基づき輝度比を演算するラベル毎輝度比演算器と、
前記各グループ毎の輝度比に基づき各グループ毎の温度を演算するラベル毎温度演算器と、
前記各グループ毎の温度に基づき背景画像を除去する背景除去処理器とを備えたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の２波長赤外線画像処理装置。
【請求項９】
前記２波長赤外線カメラ装置は、
前面の透明基板の裏面に赤外線の入射方向に２組の受光素子層が形成された受光素子と、
前記２組の受光素子層により検出された各輝度を読み出す読み出し回路とを備えたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の２波長赤外線画像処理装置。
【請求項１０】
前記２つの異なる赤外線の波長は、第１の赤外線の波長が第２の赤外線の波長の１．５倍以上であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の２波長赤外線画像処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２４１５６３（Ｐ２００８−２４１５６３Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８４５２１（Ｐ２００７−８４５２１）
【出願日】平成１９年３月２８日（２００７．３．２８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２８日（２００７．３．２８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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