JPS6236544B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスキヤンニングソナーなどのようなス
パイラルスキヤンの形式で表現される影像情報を
モニタテレビなどのようなTVスキヤンの形式で
影像情報を表現する表示器に表示するために影像
信号を変換するスキヤンコンバータに関する。

スキヤンニングソナーなどで得られるスパイラ
ルスキヤンのスイープ本数は一般に通常のモニタ
テレビのスイープ本数に比べて数倍多い。両者を
整合させるためには複数本のスパイラルスキヤン
のスイープ毎に１本を抽出し、それをモニタテレ
ビ上に表示するなどの方法が有るが、この方法は
利用する情報がスイープを間引いた分だけ減少し
忠実度を損ねる。

また、後に詳述する如くスパイラルスキヤンの
一定回転角度毎にサンプリングした影像情報を単
純にその点に対応したTVスキヤン上の点に表示
したのでは忠実度は著しく失なわれ、表示された
影像の微妙な性質から魚群の有無、魚種などを判
別しようとするスキヤンニングソナーなどの用途
には利用困難であるなどの欠点が有る。

本発明はこれらの欠点を除去するためスパイラ
ルスキヤンの影像情報を失なわずにスイープ本数
の整合を行なわしめるスイープ整合器を、スパイ
ラルスキヤンの同心円的スイープの特長を失なわ
ずにTVスキヤンにより影像を表示するための輝
点補正表とを持つようにしたもので、以下図面に
より詳細に説明する。

第１図は本発明の実施例を示すブロツク図で、
１はスキヤンニングソナー、２はＡ―Ｄ変換器、
３はスイープ整合器、３―１は第１のスイープメ
モリ、３―２は演算器、３―３は第２のスイープ
メモリ、４は第１の制御器、５はビデオメモリ、
６は輝点補正メモリ、７は第２の制御器、８はモ
ニタテレビである。

次にその動作を説明する。

スキヤンニングソナー１の影像出力をＡ
（ｔ）、スイープ出力の角度信号、及び距離信号を
それぞれθ（ｔ）、Ｒ（ｔ）として図示すると一
般に第２図のイ，ロ，ハの如くである。ここで
（ｔ）は経過時間である。これらの信号をＡ―Ｄ
変換器２に導きスイープ出力θ（ｔ）の一定角
度、例えば１度毎にその時刻の影像出力Ａ（ｔ）
を3bitのデイジタル値に直す。スイープ出力の角
度信号θ（ｔ）が０度から360度迄１回変化する
期間をスパイラルスキヤンの１スイープ期間と呼
び、スイープ出力の距離信号Ｒ（ｔ）が零から最
大値迄を繰返す期間を１フレームと呼ぶと、本発
明は１フレームの中に存在するスイープ線数のう
ち１フレームの最初よりモニタテレビ８の走査線
数の1/2の整数倍迄の部分をモニタテレビの画面
に変換表示しようとするものである。

即ち、スパイラルスキヤンの１スイープは画面
中心に対して上下に２本の線を持つものと考えら
れ、これに対してモニタテレビの１走査線は画面
中心に対して上下のどちらかにしか線を持たない
ものと考えられ、スパイラルスキヤンの１フレー
ムの中のスイープ線数をＮとすると、これを単純
にモニタテレビの画面に表示しようとすると、モ
ニタテレビは2Nの走査線を必要とする。従つ
て、スパイラルスキヤンの１フレームの中にある
スイープ線数がモニタテレビの走査線の1/2に等
しい場合は、丁度都合良くスパイラルスキヤンの
影像情報をTVスキヤン方式のモニタテレビに表
示できるが、スパイラルスキヤンの１フレームの
中にあるスイープ線数がモニタテレビの走査線数
の1/2より多い場合は、スパイラルスキヤンの１
フレームの中にある全影像をモニタテレビに表示
するために、第１図のスイープ整合器３のような
適当な手段により、スパイラルスキヤンの１フレ
ームの中にあるスイープ線数が等価的にモニタテ
レビの走査線数の1/2となるように、スイープ整
合してやる必要がある。

そのために本発明では、例えばスパイラルスキ
ヤンの３スイープをスイープ整合器３により１ス
イープと等価になるようにすれば、スパイラルス
キヤンの１フレームの中にあるスイープ線数がモ
ニタテレビの走査線数の（1/2）×３倍となり、ス
キヤンニングソナーの影像をTVスキヤンのモニ
タテレビに都合良く表示できるようになる。

第３図において９はスパイラルスキヤンの１フ
レームの影像を示す。

このうち９―１の部分はスイープ本数がモニタ
テレビ８のスイープ本数の1/2と同一本数の部
分、以下９―２は２倍、９―３は３倍である。最
大倍数はスキヤンニングソナーの設計値よりあら
かじめ決められている。即ち、スイープ整合器３
はスパイラルスキヤンの３スイープに限らず任意
の本数を１スイープと等価にするよう設計するこ
とができ、何スイープ分を１スイープと等価にな
るようにするかは、スキヤンニングソナーが１フ
レーム中に何スイープ収容するように設計されて
いるかと云う設計条件により決められている。第
３図の画面９のうち９―１＋９―２＋９―３をモ
ニタテレビ８に変換表示する場合、９―１＋９―
２を表示する場合、９―１を表示する場合など切
替える事によりモニタテレビ８にはスキヤンニン
グソナーの影像をズームして表示出来る。

いま一例として、９―１＋９―２＋９―３を変
換表示する場合を説明する。

スパイラルスキヤンの１スイープを１度毎に分
割すると１スイープは360個に分割される。スパ
イラルスキヤンの最初の１スイープ期間に関し第
２図イに示す影像出力Ａ（ｔ）を該360個の分割
点毎にＡ―Ｄ変換して得た3bitのデイジタル値
360個を第１のスイープメモリ３―１に記憶す
る。該スイープメモリはスパイラルスキヤンの引
続く第２、第３のスイープ期間の影像出力のＡ―
Ｄ変換値を記憶する。その結果第１のスイープメ
モリ３―１にはスパイラルスキヤンのスイープの
相隣る３本分の影像出力が貯えられた事になる。
演算器３―２は第１のスイープメモリ３―１に記
憶された３本の影像情報をスイープ出力θ（ｔ）
の同一角度毎に加算する。加算結果は８（３ビツ
ト）×３＝24段階の影像情報となる。更に、演算
器３―２は24段階の影像情報を３段階毎グループ
分けし３ビツトの影像情報として再構成して第２
のスイープメモリ３―３に記憶する。ここで第１
のスイープメモリ３―１は３ビツト×360個×３
本＝3240ビツトの記憶容量を持ち、第２のスイー
プメモリ３―３は３ビツト×360個×１本＝1080
ビツトの記憶容量を持つ。第２のスイープメモリ
３―３に記憶された影像情報はテレビスキヤン形
式に直されてビデオメモリ５に記憶される。従つ
てスイープ整合器３は順次スパイラルスキヤンの
第４番目のスイープから第６番目のスイープ迄を
処理しビデオメモリ５に出力を送るという如くし
て第３図９―１＋９―２＋９―３で示す領域の影
像情報を全て処理する。

さらに第４図を用いてスイープ整合器３の働き
を説明する。第４図ニにおいて９はスパイラルス
キヤンの１フレームの画面、１０は相隣る３本の
輝線、１１は画面上の１部分領域である。部分領
域１１を拡大したものが第４図ホであり、ニでは
スイープの間隔が充分密であるので３本の輝線１
０が１本の如く見えるが、これを拡大してみれば
第４図ホの如く輝線１０は３本の輝線より成立つ
ている。この３本の輝線１０の影像情報はＡ―Ｄ
変換器２でデイジタル化され第１のスイープメモ
リ３―１に貯えられる。この３本の輝線１０の影
像情報は更に演算器３―２により処理されて第４
図ヘに示す１本の輝線情報１０′に相当する影像
情報として第２のスイープメモリ３―３に貯えら
れる。

ここで第２のスイープメモリ３―３に貯えられ
た影像情報、即ち第４図ヘの輝線１０′は第４図
ホの３本の輝線１０の合成により造り出されたも
のであり、３本の輝線１０の平面的広がりを１本
の輝線１０′の深さの広がり（輝度の強さ）に変
換したもので、３本の輝線１０のうち１本を抽出
したものに比べ原影像情報の保存性が著しく改善
されている。なお、影像情報Ａ（ｔ）を８段階
（３ビツト）に量子化する点に関しては、従来、
魚群探知機、レーダ等の影像情報の強さが８段階
の量子化で実用上充分であるので本発明において
も充分な量子化の程度である。

また第１の制御器４は例えばマイクロプロセツ
サ等で構成し、スキヤンニングソナーのスイープ
出力を受けてスイープ整合器３の各部で必要なタ
イミングを発生し供給する。更に第１の制御器４
は第２のスイープメモリ３―３の出力を座標変換
してビデオメモリ５に記憶する。ビデオメモリ５
は３層のメモリを持ち、各層はモニタテレビ８の
カラーの３原色に対応している。

第２のスイープメモリ３―３に記憶されている
スイープ１度毎の影像情報の３ビツト情報の各ビ
ツトは座標変換された後はビデオメモリー５の各
層に対応して記憶される。

例えば３ビツト情報のLSB、第２ビツト、
MSBの論理１はそれぞれビデオメモリ５の対す
る番地の第１層、第２層、第３層の論理１として
記憶する。次に第２のスイープメモリー３―３に
記憶された影像情報をビデオメモリ５に記憶する
際に行う座標変換について説明する。

第５図トの９はスパイラルスキヤンの画面を示
し、第５図チの１２はテレビスキヤンの画面を示
している。ここで第５図トの９の画面は座標変換
されて第５図チの１３の領域に表示されるものと
する。尚領域１３が画面１２より大きい場合にも
本発明の手法が容易に適用出来ることは言う迄も
ない。まずスパイラルスキヤンの画面９上の１点
Ｔは極座標上の１点（γ、θ）として表わせる。
一方この点に対応するテレビスキヤンの画面１２
上の１点Ｔは直角座標上の１点（ｘ、ｙ）として
表わせる。

ここで明らかにｘ＝γcosθ、ｙ＝γsinθの関
係が成立するので、第５図チに示すテレビスキヤ
ンの画面１２上の１点Ｔを画面１２の左上隅を原
点として表示すればその座標は｛x₀＋γcooθ、−
（y₀―γsinθ）｝となる。x₀、y₀はそれぞれ画面
１２の左上隅から領域１３の中心０迄の距離であ
る。従つて−（y₀―γsinθ）は１点Ｔが存在する
テレビスキヤンの画面１２上の掃引線の位置に対
応し、x₀＋γcosθは１点Ｔが存在する１本の掃
引線上の画素の位置を示す。ビデオメモリ５に記
憶する影像情報は例えばモニタテレビ８の画面
512本の掃引線×512画素、即ち262144個の画素に
分解して記憶するので、１点Ｔの画像情報はビデ
オメモリ５の記憶位置の中で座標｛x₀＋γcoo
θ、−（y₀−γsinθ）｝に最も近いものに記憶す
る。

このようにしてビデオメモリ５の中に得られた
画像情報の特長を第６図を用いて説明する。第６
図リの９はスパイラルスキヤンの画面を示し影像
１２が映つているとする。影像１２を拡大してみ
ると第６図ヌに示す如く円弧の集合である。この
情報はスパイラルスキヤンのスイープ１度毎にサ
ンプルされて第１のスイープメモリ３―１に順次
記憶される。

従つて第１のスイープメモリ３―１に記憶され
る影像は第６図ルの黒点の如くである。いま話を
簡単にするために第１のスイープメモリ３―１で
はスパイラルスキヤンのスイープ３本分の記憶を
行なわず１本分のみの記憶を行ない、同時に演算
器３―２は加算動作やグループ分け動作を行なわ
ず、単に第１のスイープメモリ３―１の記憶内容
を第２のスイープメモリ３―２に転送したとす
る。そうすると、明らかに第２のスイープメモリ
３―２に記憶される影像もまた第６図ルの黒点に
なる。第６図ルの黒点を座標変換しビデオメモリ
５に得られた影像即ちテレビスキヤンの影像は第
６図オの黒点に示す如く第６図ルの黒点に起因す
る放射状の特徴が現われ、スパイラルスキヤンの
同心円状の特長が失なわれ第６図ヌに示す原影像
とは著しく感じの異つたものとなつてしまう。こ
の傾向は画面の周辺部になればなる程顕著にな
る。

本発明はこれを克服するためスパイラルスキヤ
ンからテレビスキヤンに変換した変換点即ち第６
図オの黒点の各個に対応してその周辺に同心円上
にスパイラルスキヤンのスイープ0.5度の範囲に
ある全画素の座標（ビデオメモリの番地）を記憶
したメモリ、即ち第１図の輝点補正メモリ６を用
い、例えばスイープメモリ３―３上にあるスパイ
ラルスキヤン上の点すなわち第６図ルの１３をビ
デオメモリ５上にあるテレビスキヤン点として記
憶させる際に、第１の制御器４は単に座標変換演
算によつて求めた点第６図オの１４に記憶するば
かりでなく、この点に対応する輝点補正メモリ上
に記憶されている座標第６図ワ１４′を参照して
ビデオメモリ５の当該番地にも記憶させるように
する。その結果スパイラルスキヤン上の１点１３
はテレビスキヤン上の点１４と１４′となりスキ
ヤン方式を変換後も第６図ヌに示すようなスパイ
ラルスキヤンによる影像の特徴を失なう事がな
い。

以下に座標第６図ワ１４′の影像の発生の仕方
の具体例について説明する。

スパイラルスキヤンの画面９の１点Ｔは極座標
上の１点（γ、θ）として表せ、この点に対応す
るテレビスキヤンの画面１２上の１点Ｔは直角座
標上の１点（Ｘ、Ｙ）として表せる。こで明らか
にＸ＝γcosθ、Ｙ＝γsinθの関係が成立する。

但し、テレビスキヤンの走査線は走査線相互間
の距離又は画素の１辺をPCとすると、画面の中
心となる走査線からPCの整数倍の位置に他の走
査線が位置するので、テレビスキヤン上の１点Ｔ
は実際の画面上では、画面の中心を基準にして T₀＝（、） として表わされる。ここで は四捨五入演算子
で、γcosθ／PC、γsinθ／PCを四捨五入して
整数として表し、画面の中心からＸ方向及びＹ方
向の画素の数を示している。即ち、T₀は実際の
画面の中心を基準として画素数で表した影像情報
の位置であり、第６図ワの点１４に相当する。

いま、実際の画面上のT₀＝（、
sinθ／PC）に影像情報が存在したとき、T₀′＝
｛（±２360゜）、（

±２πα／360°）／PC）とおき、θを１゜づつ
変化させる場合はαとして0.5゜以内の微少量の
変化例えばα＝0.1゜、0.2゜、………、0.5゜を与
えてT₀′を計算し、T₀≠T₀′となつたときには輝
点補正メモリ６にはT₀に対応してT₀′を記憶し
て、そのT₀′の位置に対応したビデオメモリ５の
位置にもT₀と同じ影像情報を記憶するように、
輝点補正メモリ６から第１の制御器４に座標情報
T₀′を送給する。このようにして第６図ワ１４′の
影像情報を生成する。

こうすることにより本発明によれば、第６図ル
又はオの処理方法だけではスパイラルスキヤンか
らテレビスキヤンへの座標変換によつて放射状の
影像の特徴が目立つ不具合が発生していたもの
を、改善してスパイラルスキヤンの影像表示に近
付けることができるようになる。

こうして得られたビデオメモリ５の３層の記憶
器に記憶された影像情報はモニタテレビ８の画面
上に表示されるが、ビデオメモリ５の３層の記憶
器はそれぞれの層がモニタテレビ８のカラー
CRTの３本の電子銃のそれぞれに対応して伝達
されるのでモニタテレビ８の画面にはスキヤンニ
ングソナーの影像出力がの強弱に応じて８色に色
分けされて表示される。

第２の制御器７はビデオメモリ５に記憶された
影像情報をモニタテレビ８と同期して読出してモ
ニタテレビ８に伝えるためのものである。なおス
イープ整合器３は第１の制御器４として高速のも
のを使用すれば制御器４の演算動作の１部として
制御器４の中で実現出来る事は当該技術者ならば
容易に考えられる事である。

以上説明したように本発明によればスパイラル
スキヤンのスイープ本数とテレビスキヤンのスイ
ープ本数が異る場合にも影像情報を失う事なくス
キヤン変換出来る事と合せてズーム変換出来る事
及びスキヤン変換後もスパイラルスキヤンの同心
円状の影像の特徴が損なわれない事などの特長が
有るから、スキヤンニングソナー等の影像をテレ
ビ画面上に再現しようとするときに原影像に忠実
に再現出来、テレビ画面による再現影像が漁労等
に利用出来るようになつた等の利点が有る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第２図はスキヤンニングソナーの影像出力波形を
示す波形図、第３図、第４図はスパイラルスキヤ
ンを示す図、第５図は直交座標を示す図、第６図
はスパイラルスキヤンから直交座標に変換する場
合の説明図である。 ２……Ａ―Ｄ変換器、３―１……第１のスイー
プメモリ、３―２……演算器、３―３……第２ス
イープメモリ、４……第１の制御器、５……ビデ
オメモリ、６……輝点補正メモリ、７……第２の
制御器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スパイラルスキヤンによる影像信号をスイー
   プの一定角度毎デイジタル値に変換したのちこれ
   を少なくとも２スイープ以上それぞれ第１のスイ
   ープメモリに記憶し、次に該記憶された各スイー
   プの影像信号をスイープの同一角度毎加算してこ
   れを第２のスイープメモリに記憶し、さらに該第
   ２のスイープメモリの影像情報を直交座標に変換
   してビデオメモリに記憶するとともに、該直角座
   標情報に対応した輝点補正メモリからのスパイラ
   ルスキヤン補正情報も同時にビデオメモリに記憶
   し、スパイラルスキヤンによる補正をしたことを
   特徴とするスキヤンコンバータ。 ２ 輝点補正メモリが、スパイラルスキヤンの一
   定の微小範囲のスイープ角の画素をあらかじめ直
   交座標に対応させて記憶したメモリであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスキヤン
   コンバータ。