JPS625556B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、TVカメラなどの撮像センサから
得られる画像信号をアナログ―デイジタル変換
し、デイジタル画像信号を相関演算処理すること
によつて、撮像センサの視野内の定められた目標
を追尾する相関追尾装置に関するものである。

従来のこの種装置では第１図に示すように十字
型の相関演算窓を用い、走査線に対して水平及び
垂直な方向毎に独立に相関演算を実行して相関係
数を求め、その最大値を与える座標位置に相関窓
を移動し、図示してない撮像センサの視野内にあ
る所要の目標又は情景を追尾していた。

即ち、同図において、画面１の中の目標（又は
情景）２を囲んで参照窓３相関窓４ａ，４ｂが設
定されている。特定時点に参照窓３に囲まれた画
素の信号を参照信号とし、この信号と、以後の相
関窓４ａ及び４ｂの各々に囲まれた画素の信号と
の間の相互相関関数を求める。そして、これら相
互相関関数の極大点を検出し、最大相関位置を求
めることにより、目標２の位置が求められ、この
位置に参照窓３を新しく設定することによつて、
参照窓３による目標２の追尾が行われる。

第２図は従来の相関追尾装置の構成を示すもの
であり、サフイツクスａ，ｂは各々水平、垂直に
対応するものとする。TVカメラ等の撮像センサ
５から得られるアナログ映像信号は、同期分離回
路６で同期信号がとり出されると共にアナログ―
デイジタル変換器７によりデイジタル映像信号に
変換され、参照窓設定回路８に供給される。又、
同期分離回路６は各回路の時間基準として用いら
れている。参照窓設定回路８の出力である。参照
窓内画像信号９は各々選択回路１０ａ，１０ｂを
介して、参照画像メモリ１２ａ，１２ｂに入力さ
れる。この選択回路１０ａ，１０ｂは特定時点に
閉じられると共に、参照窓内画像信号９が参照画
像メモリ１２ａ，１２ｂにストアされる。なおコ
ーナターンメモリ１１は垂直方向の相関を求める
際に、元の画像信号のラスタが水平方向に走査し
ているので、走査方向を90゜変換させるためのバ
ツフアである。相関演算回路１４ａ，１４ｂに
は、特定時点に参照窓に囲まれる画からサンプル
された信号が特定時点の参照画像信号１３ａ，１
３ｂとして入力されており、この参照信号と、水
平、垂直各々の相関窓に囲まれる画からサンプル
された画像信号との間の相互相関関数が求められ
る。相関演算結果は、相関関数値評価回路１５
ａ，１５ｂに供給され、相関関数の極大点を検出
することにより、初期に設定された参照窓に囲ま
れる画像と最も整合する画像の位置座標が求めら
れ、目標の新しい位置が検出される。この位置座
標は参照窓設定回路８に帰還されて目標の新しい
位置に参照窓が設定される。ところで、従来の装
置では、水平、垂直方向各々の演算に対して相関
演算回路等を別々に設けていたために、ハードウ
エアの量が著しく増し、積載重量、容積制限の厳
しい移動車輌、航空機等には乗せることが困難で
あつた。

この発明はこのような欠点に鑑みてなされたも
のであり相関演算に係わるハードウエアを兼用す
ることにより、水平、垂直方向に交互に相関演算
を行ない、小型、軽量な相関追尾装置を提供しよ
うとするものである。

以下順を追つて、この発明による装置を詳細に
わたつて説明する。

第３図において撮像センサ５、同期分離６、ア
ナログ―デイジタル変換器７、参照窓設定回路
８、参照窓内画像信号９、選択回路１０、コーナ
ターンメモリ１１は第２図に述べたものと同じで
あり、参照画像メモリ１２、特定時点の参照画像
信号１３の信号線、相関演算回路１４、相関関数
値評価回路１５等は、全て一組になつている点が
２図と異なる。水平垂直入力切換回路１６、水平
垂直出力切換回路１７は従来の装置にはない回路
であり、フイールド又はフレームごとに相関演算
回路１４の入力を切換えて相関演算回路１４、相
関関数値評価回路１５が一組で行なえるように構
成されている。

いま、第４図に示すように画像のフレーム（又
はフイールド）区切りを示すブロツク１８が時間
と共に移行しているものとして、その時の水平垂
直切換のタイミング信号１９は同期分離回路６よ
り得られる。

以下に第３図の動作を第４図のタイミングと関
連付けて説明する。

ブロツクが（2n−２）の時には、水平、垂直
の切換のタイミング信号１９は、１となつてお
り、この時点では水平垂直入力切換回路１６は上
側すなわち参照窓内画像信号側に倒れており、相
関演算回路１４及び相関関数値評価回路１５は水
平方向の相関処理を行なつて（2n−１）のブロ
ツクの時点までに、同じく上側に倒れた水平垂直
出力切換回路１７を通じて参照窓設定回路８に次
の水平方向の参照窓の位置信号を出力する。同じ
（2n−２）のブロツクの時点で、コーナターンメ
モリ１１にはそのブロツク期間の参照窓内画像信
号９がストアされる。

次に（2n−１）のブロツクの時点になると、
水平垂直入力切換回路１６、水平垂直出力回路１
７は下側に倒れ相関処理はコーナターンメモリ１
１の出力にもとづいて垂直方向の処理が行なわれ
る。

次に（2n）のブロツクの時点になると再び水
平方向の処理が（2n−２）のブロツクの時点と
同様に行なわれ、次に垂直方向の処理というよう
に以後、順次、水平、垂直処理が交互に繰り返さ
れる。

なお、特定時点の参照画像が参照画像メモリを
用いて相関演算の入力とできる点等は従来の装置
の機能と同じである。

以上のようにこの発明では、水平、垂直方向の
処理をシーケンシヤルに行なうことにより、必要
なハードウエアを相関処理を行なう部分で約半分
となり、従来はとう載不可能であつた移動車輌、
航空機等にとう載可能な非常に小型軽量の相関追
尾装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は画面、参照窓および追尾しようとする
目標との関係を示す配置図、第２図は従来の相関
追尾装置の構成を示す構成図、第３図はこの発明
の特徴をなす相関演算を行う演算回路構成の実施
例を示す図、第４図はこの発明による相関演算の
切換タイミングを示す図である。 １は画面、２は目標、３は参照窓、４ａ，４ｂ
は相関窓、５は撮像センサ、６は同期分離回路、
７はアナログ―デイジタル変換器、８は参照窓設
定回路、９は参照窓内画像信号、１０ａ，１０ｂ
は選択回路、１１はコーナターンメモリ、１２
ａ，１２ｂは参照画像メモリ、１３ａ，１３ｂは
特定時点の参照画像信号、１４ａ，１４ｂは相関
演算回路、１５ａ，１５ｂは相関関数値評価回
路、１６は水平垂直入力切換回路、１７は水平垂
直出力切換回路、１８はフレーム（又はフイール
ド）の区切りを示すブロツク、１９は水平、垂直
切換のタイミング信号である。なお、図中同一あ
るいは相当部分には同一符号を付して示してあ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 画像センサと、この画像センサで得られる画
   像信号をアナログ―デイジタル変換するアナログ
   ―デイジタル変換器と、特定時点に、参照窓設定
   手段で設定された参照窓内に存在する上記アナロ
   グ―デイジタル変換器のデイジタル信号を参照窓
   内画像信号としてストアする参照画像メモリと、
   上記特定時点で得たデイジタル信号以後のデイジ
   タル信号より得た被相関信号と上記参照画像メモ
   リの参照窓内画像信号との水平方向の相関演算処
   理が行なわれるフイールド又はフレームの時点で
   そのフイールド又はフレームにおける参照窓内画
   像信号をストアするとともにその参照窓内画像信
   号のラスタ走査方向を90゜に変換し、垂直方向の
   相関処理が行なわれるフイールド又はフレームの
   時点で垂直方向に変換された参照窓内画像信号を
   出力するコーナターンメモリと、水平，垂直の切
   換タイミングにより上記被相関信号と上記コーナ
   ターンメモリの出力とを交互に切換える水平、垂
   直入力切換手段と、上記被相関信号と上記参照画
   像メモリの出力、上記コーナターンメモリの出力
   と上記参照画像メモリの出力を交互に入力し、各
   フイールド又は各フレームごとに水平、垂直方向
   を交互に相関演算処理する相関演算処理手段とを
   具備したことを特徴とする相関追尾装置。