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JP2931616B2 - Infrared imaging device - Google Patents
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JP2931616B2 - Infrared imaging device - Google Patents

Infrared imaging device

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JP2931616B2
JP2931616B2 JP2062910A JP6291090A JP2931616B2 JP 2931616 B2 JP2931616 B2 JP 2931616B2 JP 2062910 A JP2062910 A JP 2062910A JP 6291090 A JP6291090 A JP 6291090A JP 2931616 B2 JP2931616 B2 JP 2931616B2
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infrared imaging
unit
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gain coefficient
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、2次元IRCCD(赤外線電荷結合デバイ
ス)素子を利用した赤外線撮像装置に係り、特に飛翔体
に搭載されてシーカとしての機能を果たし、飛翔体前頭
部のドームを透過する赤外線像を捕らえれて、目標検知
あるいは追尾に供するものに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to an infrared imaging apparatus using a two-dimensional IRCCD (infrared charge-coupled device) element, and more particularly, to a seeker mounted on a flying object. The present invention relates to a device that captures an infrared image transmitted through a dome of a forehead of a flying object and uses it for target detection or tracking.

(従来の技術) ミサイル等の飛翔体にシーカとして搭載される従来の
赤外線撮像装置にあっては、InSb等の高感度な受光面を
有する2次元IRCCD素子がよく用いられる。ところがこ
のIRCCD素子は、現在の技術では品質の均一化が非常に
困難であり、各画素毎にオフセットを有するのみなら
ず、入射赤外線光の光強度に対する光電変換出力(感
度)にばらつきがある。したがって、そのままの状態で
一様な温度分布を施した熱板を熱画像として撮像して
も、スノー雑音画のようになって一様な明るさにはなら
ない。そこで、赤外線撮像装置には一般的に画素補正回
路が搭載されている。
(Prior Art) In a conventional infrared imaging apparatus mounted as a seeker on a flying object such as a missile, a two-dimensional IRCCD element having a highly sensitive light receiving surface such as InSb is often used. However, it is very difficult to uniformize the quality of the IRCCD element with the current technology, and not only has an offset for each pixel, but also varies in the photoelectric conversion output (sensitivity) with respect to the light intensity of incident infrared light. Therefore, even if a hot plate with a uniform temperature distribution is taken as a thermal image in the same state, the brightness does not become uniform like a snow noise image. Therefore, a pixel correction circuit is generally mounted on the infrared imaging device.

第2図はミサイルにシーカとして搭載される従来の赤
外線撮像装置の構成を示すものである。第2図におい
て、ミサイル前頭部のIRドーム11を透過した赤外線は光
学レンズ12により2次元IRCCD撮像部(画素数をiとす
る)13に入射される。この撮像部13で得られた各画素信
号は順次A/D(アナログ/デジタル)変換器14でデジタ
ル信号に変換された後、画素補正回路15に入力される。
FIG. 2 shows a configuration of a conventional infrared imaging device mounted as a seeker on a missile. In FIG. 2, the infrared light transmitted through the IR dome 11 in the forehead of the missile is incident on the two-dimensional IRCCD image pickup unit (the number of pixels is i) 13 by the optical lens 12. Each pixel signal obtained by the imaging unit 13 is sequentially converted into a digital signal by an A / D (analog / digital) converter 14 and then input to a pixel correction circuit 15.

この画素補正回路15はオフセット補正部及び利得補正
部で構成される。オフセット補正部は減算器151、オフ
セット補正値設定スイッチ152、オフセット補正値記憶
回路153で構成され、利得補正部は乗算器154、利得係数
記憶回路155、利得係数設定スイッチ156、利得係数演算
回路157で構成される。
The pixel correction circuit 15 includes an offset correction unit and a gain correction unit. Offset correction unit subtractor 15 1, the offset correction value setting switch 15 2 is composed of an offset correction value storing circuit 15 3, the gain correction unit multiplier 15 4, the gain coefficient memories 15 5, the gain coefficient setting switch 15 6 consists of the gain coefficient calculation circuit 15 7.

オフセット補正は以下のようにして行われる。まず、
ミサイル発射前においてスイッチ152をオンに設定し、I
Rドーム11の前に一様な温度T1[K](一般には背景と
同一の温度とする)に保持された熱板(図示せず)を置
いて撮像部13で撮像する。このときのA/D変換器14から
出力される各画素のデジタル信号Viをオフセット補正値
VT1iとして記憶回路153の領域A1に記憶しておく。次
に、T1[K]とは異なる温度T2(k)に保持された熱板
を置いて撮像したときのA/D変換出力Viをオフセット補
正値VT2iとして領域A2に記憶しておく。同様にして、温
度T3[K]…Tn[K]の熱板を置いたときのオフセット
補正値VT3i…VTniを領域A3…Anに記憶しておく。
The offset correction is performed as follows. First,
The switch 15 2 is set to ON before the missile launch, I
A hot plate (not shown) held at a uniform temperature T 1 [K] (generally, the same temperature as the background) is placed in front of the R dome 11 and an image is taken by the imaging unit 13. At this time, the digital signal Vi of each pixel output from the A / D converter 14 is set to an offset correction value.
Stored as V T1 i to the area A 1 of the memory circuit 15 3. Next, the A / D conversion output Vi when an image is taken with a hot plate held at a temperature T 2 (k) different from T 1 [K] is stored in the area A 2 as an offset correction value V T2 i. Keep it. Similarly, stored in the temperature T 3 [K] ... T n offset correction value when placing the hot plate [K] V T3 i ... V Tn i region A 3 ... A n.

実際にミサイルが発射するときは、スイッチ152をオ
フに設定する。記憶回路153ではIRドーム11の先端に取
付けられた温度感知センサ(図示せず)からの検出温度
Td[K](d:1〜n)に応じて対応する領域Adが選択さ
れる。この選択された領域AdからA/D変換出力Viに対応
するオフセット補正値VTdiが読み出され、Viと共に減算
器151に送られる。減算器151で画素毎にViからVTdiが減
算され、これによってオフセット補正が施されたデジタ
ル画素信号Siが得られる。
When actually missile fire sets off the switch 15 2. Detected temperature from the memory circuit 15 the temperature sensitive sensor attached to the tip of the 3, IR dome 11 (not shown)
The corresponding area Ad is selected according to T d [K] (d: 1 to n). Offset correction value V Td i corresponding to A / D conversion output Vi from the selected region A d is read out and sent to a subtractor 15 1 with Vi. V Td i from Vi is subtracted for each pixel by the subtracter 15 1, whereby the digital pixel signal Si offset correction has been performed is obtained.

一方、利得補正は以下のようにして行われる。まず、
ミサイル発射前に、スイッチ156をオンに設定して、利
得係数演算回路157と利得係数記憶回路155とを接続す
る。利得係数演算回路157はオフセット補正値記憶回路1
53の領域A2,A1に記憶されたオフセット補正値VT2i,VT1i
を読出し、 VT2i−VT1i=ΔV1i を算出すると共に全画素の平均値V1を求め、 V1/ΔV1i=K1i を計算する。これによって各画素信号に対するT1[K]
〜T2[K]の利得係数K1iが求まる。この利得係数K1iを
記憶回路155の領域B1に記憶しておく。
On the other hand, gain correction is performed as follows. First,
Before missile launch, set the switch 15 6 ON, to connect the gain coefficient calculation circuit 15 7 and gain coefficient storage circuit 15 5. Gain coefficient calculation circuit 15 7 offset correction value storage circuit 1
5 Offset correction values V T2 i, V T1 i stored in areas A 2 and A 1 of 3
Reading, the average value V 1 of the all the pixels to calculate the V T2 i-V T1 i = ΔV 1 i, calculate the V 1 / ΔV 1 i = K 1 i. Thereby, T 1 [K] for each pixel signal
The gain coefficient K 1 i of 〜T 2 [K] is obtained. Storing the gain factor K 1 i in a region B 1 in the storage circuit 15 5.

次に、演算回路157はオフセット補正値記憶回路153
らオフセット補正値VT3i,VT2iを読出し、 VT3i−VT2i=ΔV2i を算出すると共に全画素の平均値V2を求め、 V2/ΔV2i=K2i を計算する。これによって各画素信号に対するT3[K]
〜T2[K]の利得係数K2iが求まる。この利得係数K2iを
記憶回路155の領域B2に記憶しておく。同様にしてT
4[K]〜T3[K],…Tn[K]〜Tn-1[K]の利得係
数K3i,…,Kn-1iが求まる。この利得係数K3i,…,Kn-1iを
記憶回路155の領域B3,…Bn-1に記憶しておく。
Next, the arithmetic circuit 15 7 offset correction value from the offset correction value storing circuit 15 3 V T3 i, V T2 i reads, V T3 i-V T2 i = average value of all pixels to calculate the [Delta] V 2 i V 2 and calculate V 2 / ΔV 2 i = K 2 i. Thereby, T 3 [K] for each pixel signal
The gain coefficient K 2 i of TT 2 [K] is obtained. Storing the gain factor K 2 i in the area B 2 of the memory circuit 15 5. Similarly, T
4 [K] ~T 3 [K ], ... T n [K] ~T n-1 [K] of the gain coefficient K 3 i, ..., K n -1 it is obtained. The gain factor K 3 i, ..., K n -1 i the memory circuit 15 fifth region B 3, and stored in the ... B n-1.

実際にミサイルが発射するときは、スイッチ156をオ
フに設定する。記憶回路155では前記温度感知センサか
らの検出温度Td[K]に応じて対応する領域Bdが選択さ
れる。この選択された領域BdからA/D変換出力Viに対応
する利得係数Kdiが読み出され、減算器151の出力Siと共
に乗算器154に送られ、ここで画素毎にSiに利得係数Kdi
が掛けられて、これによって利得補正が施されたデジタ
ル画素信号(熱画素)SOUTを得ることができる。
When the actual missile is fired, it is set to turn off the switch 15 6. Detected temperature T d [K] corresponding region B d according to from the storage circuit 15 5 wherein the temperature detection sensor is selected. Gain factor K d i corresponding from the selected region B d to the A / D conversion output Vi is read out, sent to the multiplier 15 4 together with the output Si of the subtractor 15 1, wherein the Si for each pixel Gain coefficient K d i
And it is multiplied, whereby it is possible to gain correction to obtain a digital pixel signal (thermal pixels) S OUT which has been subjected.

しかしながら、上記構成の従来の赤外線撮像装置で
は、シーカとして用いた場合、以下のような問題を生じ
る。
However, the conventional infrared imaging device having the above configuration has the following problems when used as a seeker.

すなわち、飛翔体を飛翔させた場合、前頭部のIRドー
ム周辺では、空気(大気)の断熱圧縮により空気のよど
み層ができ、この層が飛翔速度の上昇に伴って高温とな
る。したがって、撮像装置は高温大気を介して目標を見
るのと同等となる。このことは背景温度が高くなったと
誤認することになり、特によどみ層の温度変化は、飛翔
高度、気圧等の空気の密度によって異なるので、よどみ
層内に設けられた温度感知センサの検出温度でオフセッ
ト補正値、しいては利得係数を選択すると、誤った補正
がなされることになる。このような場合には、目標との
フォトコントラストが悪化して目標検出が困難となる。
That is, when the flying object is made to fly, an air stagnation layer is formed around the IR dome in the forehead due to adiabatic compression of air (atmosphere), and this layer becomes high in temperature as the flying speed increases. Therefore, the imaging device is equivalent to viewing the target through the hot atmosphere. This leads to the misconception that the background temperature has increased.In particular, the temperature change of the stagnation layer depends on the air altitude such as flight altitude and atmospheric pressure. If an offset correction value, and thus a gain coefficient, is selected, an erroneous correction will be made. In such a case, the photocontrast with the target deteriorates, and it becomes difficult to detect the target.

一般に、よどみ点温度Tは T=TQ(1+0.2γM2)[K] TQ:周囲温度[K] γ:表面リカバリファクタ0.85 M :飛翔速度[マッハ] で与えられる。例えば、TQ=300[K]、M=2[マッ
ハ]の場合、よどみ点温度Tは約500[K]にもなる。3
00[K]と500[K]とでは、波長3〜5μmの範囲で
は黒体放射フォトン発散度で 1.3×1016[phots-1/cm2] 1.11×1018[phots-1/cm2] と、約100倍の差がある。
Generally, the stagnation point temperature T is given by T = T Q (1 + 0.2γM 2 ) [K] T Q : Ambient temperature [K] γ: Surface recovery factor 0.85 M: Flight speed [Mach] For example, when T Q = 300 [K] and M = 2 [Mach], the stagnation point temperature T becomes about 500 [K]. Three
At 00 [K] and 500 [K], in the wavelength range of 3 to 5 μm, the blackbody radiation photon emittance is 1.3 × 10 16 [phots −1 / cm 2 ] 1.11 × 10 18 [phots −1 / cm 2 ] And there is a difference of about 100 times.

(発明が解決しようとする課題) 以上述べたように飛翔体に搭載されてシーカとして機
能する従来の赤外線撮像装置では、飛翔体が高速飛翔す
る場合に前頭部に生じるよどみ層の温度が空力加熱によ
って変化し、その温度変化が飛翔高度、気圧等の空気の
密度によって異なるので、飛翔前によどみ層の温度変化
をも考慮してオフセット補正値、利得係数を求めて記憶
させておかなければならない。このような作業は非常に
困難かつ煩雑であり、また、記憶容量が膨大となって実
現不可能に近い。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional infrared imaging device mounted on a flying object and functioning as a seeker, when the flying object flies at a high speed, the temperature of the stagnation layer generated in the forehead is aerodynamic. It changes due to heating, and the temperature change depends on the air density such as flight altitude and atmospheric pressure.Therefore, it is necessary to calculate and store the offset correction value and gain coefficient in consideration of the temperature change of the stagnation layer before flight. No. Such an operation is very difficult and complicated, and the storage capacity is enormous, which is almost impossible.

この発明は上記の問題を解決するためになされたもの
で、飛翔体が高速飛翔してよどみ層の温度変化が生じて
も、自動的にかつ適正なオフセット補正、利得補正を行
うことができ、飛翔中の背景と目標とのコントラストを
改善することのできる赤外線撮像装置を提供することを
目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above problem, even if the flying object flies at a high speed and the temperature of the stagnation layer changes, it is possible to automatically and properly perform offset correction and gain correction, It is an object of the present invention to provide an infrared imaging device capable of improving the contrast between a flying background and a target.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するためにこの発明装置は、飛翔体の
前頭部ドームを透過する赤外線像を2次元画素配列の赤
外線撮像部で捕らえて目標検知及び追尾に供する赤外線
撮像装置において、 前記飛翔体の飛翔前に予め求められた前記赤外線撮像
部の各画素に対応する感度補正用のオフセット補正値を
記憶する第1の記憶部と、 この第1の記憶部に記憶されたオフセット補正値に基
づいて前記感度補正用の利得係数を演算する利得係数演
算部と、 この演算部で求められた利得係数を記憶する第2の記
憶部と、 前記赤外線撮像部の各画素出力について、前記第1の
記憶部から対応するオフセット補正値を読出して該オフ
セット補正値を減算し、前記第2の記憶部から利得係数
を読出して該利得係数を乗算して、全画素について感度
補正を行う感度補正手段と、 前記赤外線撮像部の全画素のうちの平均感度を有する
複数の素子の出力信号を取り出して平均化し、その平均
値を前記感度補正手段で読み出された各画素の利得係数
で順次割算することにより再設定オフセット補正値を求
める再設定オフセット補正値演算部と、 前記飛翔体の飛翔後にこの演算部で求められたオフセ
ット補正値に前記第1の記憶部の記憶内容を書き変える
切換手段と、 を具備して構成される。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the apparatus of the present invention captures an infrared image transmitted through a forehead dome of a flying object by an infrared imaging unit having a two-dimensional pixel array. An infrared imaging device for target detection and tracking; a first storage unit for storing an offset correction value for sensitivity correction corresponding to each pixel of the infrared imaging unit, which is obtained in advance before the flying object flies; A gain coefficient calculator for calculating the gain coefficient for sensitivity correction based on the offset correction value stored in the first memory; a second memory for storing the gain coefficient obtained by the calculator; For each pixel output of the infrared imaging unit, a corresponding offset correction value is read from the first storage unit, the offset correction value is subtracted, a gain coefficient is read from the second storage unit, and the gain coefficient is calculated. And a sensitivity correction unit that performs sensitivity correction for all pixels, and extracts and averages output signals of a plurality of elements having an average sensitivity among all the pixels of the infrared imaging unit, and averages the average value. A reset offset correction value calculation unit for sequentially obtaining a reset offset correction value by dividing by the gain coefficient of each pixel read out in the above-mentioned manner. Switching means for rewriting the storage contents of the first storage unit.

(作用) 上記構成による赤外線撮像装置では、飛翔体の飛翔直
後は第1及び第2の記憶部に初期設定されたオフセット
補正値及び利得係数で感度補正を行い、飛翔後は赤外線
撮像部の全画素のうちの平均感度を有する複数の素子の
出力信号を取り出して平均化し、その平均値を各画素の
利得係数で順次割算することにより再設定オフセット補
正値を求め、さらにこの再設定オフセット補正値から再
設定利得係数を求め、これらの再設定オフセット補正値
及び利得係数で感度補正を行うようにして、飛翔中にお
ける空力加熱オフセット分、飛翔体の速度、大気の密
度、IRドームの加熱による多少の熱放射も含めた全体的
放射に対するダイナミックな感度補正を可能としてい
る。
(Operation) In the infrared imaging device having the above configuration, sensitivity correction is performed with the offset correction value and the gain coefficient which are initially set in the first and second storage units immediately after the flying object flies, and after the flight, all the infrared imaging units perform the correction. The output signals of a plurality of elements having the average sensitivity among the pixels are taken out and averaged, and the average value is sequentially divided by the gain coefficient of each pixel to obtain a reset offset correction value. Determine the reset gain coefficient from the values, and perform sensitivity correction with these reset offset correction values and gain coefficients, so that the aerodynamic heating offset during flight, the speed of the flying object, the density of the atmosphere, the heating of the IR dome It allows for dynamic sensitivity correction to the overall radiation, including some thermal radiation.

(実施例) 以下、第1図を参照してこの発明の一実施例を説明す
る。但し、第1図において第2図と同一部分には同一符
号を付して示し、ここでは異なる部分を中心に説明す
る。
(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. However, in FIG. 1, the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and different parts will be mainly described here.

第1図はその構成を示すもので、ここで用いるオフセ
ット補正値記憶回路153の記憶容量は撮像部13の出力の
2フレーム分、利得係数記憶回路155の記憶容量は1フ
レーム分でよい。オフセット補正値記憶回路153のオフ
セット補正値書込み入力はモード切換スイッチ158を通
じて行われる。
Figure 1 is shows the configuration, the storage capacity of the offset correction value storage circuit 15 3 used here two frames of the output of the imaging unit 13, the storage capacity of the gain coefficient memories 15 5 may be one frame . Offset correction value write input of the offset correction value storing circuit 15 3 is carried out through the mode switch 15 8.

このスイッチ158は飛翔前書込みモードa、書込み停
止モードb、飛翔後書込みモードcに切換設定可能とな
っている。飛翔前書込みモードaではA/D変換器14の出
力Viが記憶回路153に導出される。飛翔後書込みモード
cでは後述の再設定オフセット補正値演算回路159から
の出力が記憶回路153に導出される。書込み停止モード
bではいずれの出力も導出されない。このスイッチ158
は手動で飛翔前書込みモードaに設定でき、切換制御信
号CSによって自動的に書込み停止モードb、飛翔後書込
みモードcに切換設定できるようになっている。
The switch 15 8 flight before writing mode a, write stop mode b, and has a switchable set of flight after writing mode c. The output Vi of flying before writing mode a the A / D converter 14 is led to the storage circuit 15 3. In flight after write mode c output from the reset offset correction value calculating circuit 15 9 described below is derived in the memory circuit 15 3. In the write stop mode b, no output is derived. This switch 15 8
Can be manually set to the pre-flight write mode a, and can be automatically switched to the write stop mode b and the post-flight write mode c by the switching control signal CS.

上記再設定オフセット補正値演算回路159は、A/D変換
器14の出力を取り込み、全画素の内の4隅に近い画素の
出力を抽出してその平均値を求め、この平均値を利得係
数記憶回路155から読み出される各画素の利得係数で順
次割り戻すことにより、再設定オフセット補正値を算出
するものである。
The reset offset correction value calculating circuit 15 9 takes in the output of the A / D converter 14, the average value calculated by extracting the output of the pixel near the four corners of the all the pixels, a gain and the average value by sequentially rebate that a gain coefficient for each pixel read from the coefficient memory circuit 15 5, and calculates the reconfiguration offset correction value.

上記構成において、以下にその運用方法について説明
する。
The operation method of the above configuration will be described below.

まず、飛翔体発射前に、スイッチ158を飛翔前書込み
モードaに設定し、前述した手法により、発射直後の予
想温度T1[K]、T2[K]のときの1フレームの各画素
に対するオフセット補正値VT1i,VT2iを記憶回路153に記
憶させる。また、前記スイッチ156をオンに設定して、
利得係数演算回路157で VT2i−VT1i=ΔV1i を計算し、さらに全画素の平均値V1から V1/ΔV1i=K1i を計算し、各画素信号に対するT1[K]〜T2[K]の利
得係数K1iを求め、これを記憶回路155に記憶しておく。
記憶させた後はスイッチ158を書込み停止モードbに設
定し、スイッチ156をオフに設定して待機状態とする。
First, before the projectile fired, set the switch 15 8 to flight before writing mode a, by the method described above, the expected temperature T 1 [K] immediately after firing, each pixel of one frame when the T 2 [K] offset correction value V T1 i, and stores the V T2 i in the memory circuit 15 3 for the. Further, by setting the switch 15 6 ON,
In a gain factor calculating circuit 15 7 calculates a V T2 i-V T1 i = ΔV 1 i, calculate the V 1 / ΔV 1 i = K 1 i further from the mean V 1 of the all pixels, T for each pixel signal 1 obtains the gain factor K 1 i of [K] ~T 2 [K] , and stores it in the storage circuit 15 5.
After stored sets the switch 15 8 to write stop mode b, a standby state is set to turn off the switch 15 6.

飛翔体発射後、地上からの指令または飛翔体内部での
指令により、例えば飛翔体が所定の速度に達したとき、
所定の高度に達したとき、目標検知可能な範囲に入った
とき等で切換制御信号CSをオン制御信号とし、これをス
イッチ158に送って飛翔後書込みモードcに設定すると
同時に、スイッチ156に送ってオン状態に設定する。こ
のとき、再設定オフセット補正値演算回路159は、A/D変
換器14の1フレーム出力Viを取り込み、全画素の内の4
隅に近い画素の出力V1〜V4を抽出してその平均値VA1
求め、この平均値VA1を利得係数記憶回路155から読み出
される各画素の利得係数K1iで順次割り戻すことによ
り、再設定オフセット補正値 Vt1i(=VA1/K1i) を算出する。
After launching a flying object, by a command from the ground or a command inside the flying object, for example, when the flying object reaches a predetermined speed,
Upon reaching a predetermined altitude, at the same time the switching control signal CS in such as when entering the target detectable range and ON control signal, which is set to fly after write mode c is sent to switch 15 8, the switch 15 6 And set it to the ON state. At this time, resetting the offset correction value calculation circuit 15 9 takes one frame output Vi of the A / D converter 14, the fourth of all the pixels
Extracting pixel output V 1 ~V 4 near the corners and the average value V A1 determined sequentially rebate with a gain factor K 1 i of each pixel to be read and the average value V A1 of the gain coefficient memories 15 5 it allows to calculate the re-setting the offset correction value V t1 i (= V A1 / K 1 i).

ここで、4隅に近い画素の出力V1〜V4は、飛翔体飛翔
中の実背景の雲、景色、目標等の像が撮像部13の視野全
体に広がらない限り、全画素の出力の平均利得にほぼ等
しい。したがって、この4つの画素出力V1〜V4の平均を
求めることは、画素全体の平均を求めるのにほぼ等し
い。このようにして求められた再設定オフセット補正値
Vt1iはスイッチ158を介して記憶回路153に送られ、VT1i
と書き換えられる。
Here, the output V 1 ~V 4 pixels close to the four corners, the actual background clouds in projectile flight, scenery, unless the image of the target or the like is not spread to the entire field of view of the imaging unit 13, the outputs of all the pixels It is almost equal to the average gain. Therefore, it is approximately equal to determine the average of all the pixels for obtaining the average of the four pixel output V 1 ~V 4. Reset offset correction value obtained in this way
V t1 i is sent to the memory circuit 15 3 via a switch 15 8, V T1 i
Is rewritten as

このオフセット補正値の書換えが行われると、利得係
数演算回路157で Vt1i−VT2i=ΔV2i を計算し、さらに全画素の平均値V2から V2/ΔV2i=K2i を計算し、各画素信号に対するT2[K]〜Tt1[K]の
利得係数K2iを求め、これを記憶回路155に記憶し直す。
これによって、各記憶回路153,155には、飛翔中の前頭
部に生じるよどみ層の温度に対応したオフセット補正値
Vt1i及び利得係数K2iが記憶される。そこで、記憶回路1
53から再設定されたオフセット補正値Vt1iを読出して、
減算器151でA/D変換出力から減算することにより、高精
度なオフセット補正を実行することができ、記憶回路15
5から再設定された利得係数K2iを読出して、乗算器154
で減算器151の出力Siに掛けることにより、高精度な利
得補正を実行することができる。飛翔体の速度、高度等
がさらに変化する場合には適当な間隔をおいて再設定し
直せばよい。
When the rewriting of the offset correction value is performed, the gain coefficient calculation circuit 15 7 V t1 i-V T2 i = a [Delta] V 2 i calculates, V 2 / [Delta] V 2 further from the average value V 2 of all pixels i = K the 2 i is calculated, it obtains a gain factor K 2 i of T 2 [K] ~T t1 [ K] for each pixel signal, again stores it in the storage circuit 15 5.
Thus, each memory circuit 15 3, 15 5, the offset correction value corresponding to the temperature of the stagnant layer that occurs forehead in flight
V t1 i and gain coefficient K 2 i are stored. Therefore, storage circuit 1
5 Read the reset offset correction value Vt1i from 3 and
By subtracting the A / D conversion output in the subtractor 15 1, it is possible to perform a highly accurate offset correction, the memory circuit 15
The gain factor K 2 i which is re-set from 5 reads, multiplier 15 4
In by multiplying the output Si of the subtractor 15 1, it is possible to perform a highly precise gain correction. If the speed, altitude, etc. of the flying object further change, they may be reset at appropriate intervals.

したがって、上記構成による赤外線撮像装置は、飛翔
中において空力加熱オフセット分、飛翔体の速度、大気
の密度、IRドームの加熱による多少の熱放射も含めた全
体的放射に対するダイナミックな感度補正が可能とな
り、飛翔中の背景と目標とのコントラストを改善するこ
とができる。
Therefore, the infrared imaging device according to the above configuration enables dynamic sensitivity correction for the overall radiation including the aerodynamic heating offset, the speed of the flying object, the density of the atmosphere, and the thermal radiation due to the heating of the IR dome during the flight. The contrast between the flying background and the target can be improved.

尚、上記実施例では、切換制御信号CSによって、飛翔
中に適当に再設定するものとして説明したが、飛翔後は
常にスイッチ158を飛翔後書換えモードcとし、スイッ
チ156をオンに設定しておき、例えば10フレーム周期で
オフセット補正値、利取係数を再設定するようにすれ
ば、リアルタイムで高精度な感度補正が可能となる。そ
の他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して
も、同様に実施可能であることはいうまでもない。
In the above embodiment, the switching control signal CS, has been described as being suitably reconfigured in flight, always switch 15 8 and flying after rewriting mode c after flying, set the switch 15 6 ON If, for example, the offset correction value and the profit-taking coefficient are reset every ten frames, a highly accurate sensitivity correction can be performed in real time. In addition, it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、飛翔体が高速飛翔し
てよどみ層の温度変化が生じても、自動的にかつ適正な
オフセット補正、利得補正を行うことができ、飛翔中の
背景と目標とのコントラストを改善することのできる赤
外線撮像装置を提供することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, even if the flying object flies at a high speed and the temperature of the stagnation layer changes, it is possible to automatically and properly perform offset correction and gain correction, and It is possible to provide an infrared imaging device capable of improving the contrast between an inside background and a target.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はこの発明に係る赤外線撮像装置の一実施例を示
すブロック構成図、第2図は従来の赤外線撮像装置の構
成を示すブロック図である。 11……IRドーム、12……光学レンズ、13……2次元IRCC
D撮像部、14……A/D変換器、15……画素補正回路、151
……減算器、152……オフセット補正値設定スイッチ、1
53……オフセット補正値記憶回路、154……乗算器、155
……利得係数記憶回路、156……利得係数設定スイッ
チ、157……利得係数演算回路、158……モード切換スイ
ッチ、159……再設定オフセット補正値演算回路。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an infrared imaging apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a conventional infrared imaging apparatus. 11… IR dome, 12… Optical lens, 13… 2D IRCC
D imaging unit, 14 A / D converter, 15 pixel correction circuit, 15 1
...... Subtractor, 15 2 ...... Offset correction value setting switch, 1
5 3 …… Offset correction value storage circuit, 15 4 …… Multiplier, 15 5
...... gain factor storage circuit, 15 6 ...... gain factor setting switch, 15 7 ...... gain coefficient calculation circuit, 15 8 ...... mode switch, 15 9 ...... resetting the offset correction value calculation circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01S 3/78 - 3/789 H04N 7/18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01S 3/78-3/789 H04N 7/18

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】飛翔体の前頭部ドームを透過する赤外線像
を2次元画素配列の赤外線撮像部で捕らえて目標検知及
び追尾に供する赤外線撮像装置において、 前記飛翔体の飛翔前に予め求められた前記赤外線撮像部
の各画素に対応する感度補正用のオフセット補正値を記
憶する第1の記憶部と、 この第1の記憶部に記憶されたオフセット補正値に基づ
いて前記感度補正用の利得係数を演算する利得係数演算
部と、 この演算部で求められた利得係数を記憶する第2の記憶
部と、 前記赤外線撮像部の各画素出力について、前記第1の記
憶部から対応するオフセット補正値を読出して該オフセ
ット補正値を減算し、前記第2の記憶部から利得係数を
読出して該利得係数を乗算して、全画素について感度補
正を行う感度補正手段と、 前記赤外線撮像部の全画素のうちの平均感度を有する複
数の素子の出力信号を取り出して平均化し、その平均値
を前記感度補正手段で読み出された各画素の利得係数で
順次割算することにより再設定オフセット補正値を求め
る再設定オフセット補正値演算部と、 前記飛翔体の飛翔後にこの演算部で求められたオフセッ
ト補正値に前記第1の記憶部の記憶内容を書き変える切
換手段と、 を具備する赤外線撮像装置。
1. An infrared imaging apparatus for capturing an infrared image transmitted through a frontal dome of a flying object by an infrared imaging unit having a two-dimensional pixel array and for performing target detection and tracking, wherein the infrared image is obtained in advance before the flying object flies. A first storage unit storing an offset correction value for sensitivity correction corresponding to each pixel of the infrared imaging unit; and a gain for the sensitivity correction based on the offset correction value stored in the first storage unit. A gain coefficient calculating unit for calculating a coefficient; a second storing unit for storing the gain coefficient obtained by the calculating unit; and a corresponding offset correction from the first storing unit for each pixel output of the infrared imaging unit. A sensitivity correction unit that reads a value, subtracts the offset correction value, reads a gain coefficient from the second storage unit, multiplies the gain coefficient, and performs sensitivity correction for all pixels; The output signals of a plurality of elements having an average sensitivity among all the pixels are taken out and averaged, and the average value is sequentially divided by the gain coefficient of each pixel read out by the sensitivity correction means to reset offset correction. A reset offset correction value calculating unit for determining a value, and switching means for rewriting the storage content of the first storage unit to the offset correction value calculated by the calculating unit after the flying object has been flying. apparatus.
【請求項2】前記感度補正手段は、前記赤外線撮像部の
全画素のうちの4隅近傍の素子の出力信号を取り出して
平均化することを特徴とする請求項(1)記載の赤外線
撮像装置。
2. The infrared imaging apparatus according to claim 1, wherein said sensitivity correction means extracts and averages output signals of elements near four corners of all pixels of said infrared imaging section. .
【請求項3】前記切換手段は、前記赤外線撮像部の出力
のフレーム単位で実行することを特徴とする請求項
(1)記載の赤外線撮像装置。
3. An infrared imaging apparatus according to claim 1, wherein said switching means is executed in frame units of the output of said infrared imaging section.
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