JP3386012B2 - 像流れ補正装置および像流れ補正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線撮像装置
（赤外線センサ）において発生する像流れの補正技術に
係り、特に赤外線センサの応答速度に主因して発生する
像流れの成分をリアルタイムで簡単に補正する像流れ補
正装置および像流れ補正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、赤外線センサには種々の方式のも
のが存在するが、代表的なものに量子型センサと熱型セ
ンサがある。量子型センサは感度、応答性の両面に優れ
るものの、所望の性能を実現するためには、センサ自体
を極低温に冷却する必要があるため、運用上の制約事項
となっている。熱型センサは性能面では量子型に譲るも
のの冷却の必要がないため、運用性が良く、また低価格
でシステムが構成できることから、近年では熱型のセン
サを使用した赤外線撮像装置（赤外線センサ）が数多く
開発されつつある。しかしながら熱型センサには、素子
の熱時定数に主因する応答性の問題がある。すなわち、
熱型センサでは入射する赤外線エネルギーによって変化
する素子の温度自体を検出しているが、素子には熱時定
数が存在するため、これよりも早いエネルギーの変化に
は素子の温度変化が追従しないという欠点がある。この
ため、撮像シーンが激しく変化するような場合には像流
れが発生して正常な画像が得られなくなり、高速な応答
が要求される用途では大きな問題となっている。このよ
うな用途の典型的なものとしてミサイルの赤外線画像誘
導装置がある。特にミサイル誘導の初期段階に行われる
目標の捜索過程においては、ジンバル機構に組み込まれ
た赤外線撮像装置（赤外線センサ）を高速に動かす必要
があり、このときに大きな像流れが発生してしまう。ま
た、同様な用途として可動型の赤外線監視カメラが考え
られる。この種のカメラでは、例えば３６０度全方向の
監視を行うために赤外線カメラを高速に回転させる必要
があり、このときにも同様な像流れが発生してしまう。

【０００３】このような赤外線センサの応答速度に主因
して発生する像流れの補正に係る従来技術としては、例
えば、特開平６−１１７８３４号公報に記載のものがあ
る。すなわち、特開平６−１１７８３４号公報に記載の
従来技術は、赤外線固体撮像素子（ＩＲＣＣＤ）が回転
した角度をもとに目標の赤外線画像を補正することによ
り、常に像流れが発生しない適切な赤外線画像を表示で
きる赤外線画像処理装置を得ることを目的とするもので
あって、画像信号を積分することにより画像信号のレベ
ルをあげる赤外線画像処理装置において、赤外線固体撮
像素子と、赤外線固体撮像素子を駆動する素子駆動回路
と、赤外線固体撮像素子から得られたビデオ信号を増幅
するビデオ信号増幅回路と、赤外線固体撮像素子を任意
の方向に指向する駆動装置と、赤外線固体撮像素子の慣
性系のレートを検出するレート検出器と、Ａ／Ｄ変換器
と、感度補正回路と、レート検出器の出力から赤外線固
体撮像素子の回転角を算出するレート積分回路と、赤外
線画像を補正するタイミングと赤外線画像を積分および
出力するタイミングを出力するタイミング回路と、タイ
ミング回路の出力とビデオ信号およびレート積分回路の
出力に応じて赤外線画像を補正する画像補正回路と、タ
イミング回路の出力に応じて赤外線画像を積分および出
力する画像積分回路と、Ｄ／Ａ変換器と、モニタと、赤
外線画像から目標との角度誤差を算出し、赤外線固体撮
像素子を指向するためのレート指令を出力する画像処理
回路と、レート指令、あるいは外部から入力されたレー
ト指令とレート検出器の出力に応じて赤外線固体撮像素
子を指向するための指令を駆動装置に出力するサーボ駆
動制御回路とを具備した赤外線画像処理装置、または、
画像信号を積分することにより画像信号のレベルをあげ
る赤外線画像処理装置において、赤外線固体撮像素子
と、赤外線固体撮像素子を駆動する素子駆動回路と、赤
外線固体撮像素子から得られたビデオ信号を増幅するビ
デオ信号増幅回路と、赤外線固体撮像素子を任意の方向
に指向する駆動装置と、赤外線固体撮像素子の慣性系の
レートを検出するレート検出器と、アナログ／デジタル
（Ａ／Ｄ）変換器と、感度補正回路と、レート検出器の
出力から赤外線固体撮像素子の回転角を算出するレート
積分回路と、レート積分回路をリセットするタイミング
と赤外線画像を積分および出力するタイミングを出力す
るタイミング回路と、ビデオ信号とレート積分回路の出
力に応じて赤外線画像を補正する画像補正回路と、タイ
ミング回路の出力に応じて赤外線画像を積分および出力
する画像積分回路と、Ｄ／Ａ変換器と、モニタと、赤外
線画像から目標との角度誤差を算出し、赤外線固体撮像
素子を指向するためのレート指令を出力する画像処理回
路と、レート指令、あるいは外部から入力されたレート
指令とレート検出器の出力に応じて赤外線固体撮像素子
を指向するための指令を駆動装置に出力するサーボ駆動
制御回路とを具備した赤外線画像処理装置である。この
ような赤外線画像処理装置は、赤外線固体撮像素子が回
転した角度をもとに目標の赤外線画像を補正するため、
常に像流れが発生しない適切な赤外線画像を表示するこ
とができるといった効果が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術が扱う像流れは、画像のフレーム積分時に発生する像
流れであり、赤外線センサの応答速度に主因して発生す
る像流れ、特に撮像装置側が回転運動したときに赤外線
センサの応答速度に主因して発生する像流れの成分を補
正することが難しいという問題点があった。本発明は斯
かる問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とす
るところは、撮像装置側が回転運動したときまたは撮像
目標側が高速に動いたときに赤外線センサの応答速度に
主因して発生する像流れの成分をリアルタイムで簡単に
補正する像流れ補正装置および像流れ補正方法を提供す
る点にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明の
要旨は、赤外線撮像装置側が回転運動したときに赤外線
センサの応答速度に主因して発生する像流れの成分をリ
アルタイムで簡単に補正する像流れ補正装置であって、
隣接画素との差分情報に基づき補正データを演算すると
ともに、赤外線撮像装置の応答速度に主因する像流れを
当該補正データを基に補正するように構成されているこ
とを特徴とする像流れ補正装置に存する。また請求項２
に記載の発明の要旨は、像流れの発生する方向によって
減算すべき画素の方向を切り換えて前記差分情報を求め
るように構成されていることを特徴とする請求項１に記
載の像流れ補正装置に存する。また請求項３に記載の発
明の要旨は、赤外線撮像装置の応答特性をあらかじめ記
憶するとともに、当該あらかじめ記憶している赤外線撮
像装置の応答特性と赤外線撮像装置の回転角速度を用い
て一意に決まる定数で前記差分情報を除算することで前
記補正データを得るように構成されていることを特徴と
する請求項１または２に記載の像流れ補正装置に存す
る。また請求項４に記載の発明の要旨は、赤外線撮像装
置側が回転運動したときまたは撮像目標側が高速に動い
たときに赤外線センサの時定数に主因して発生する像流
れの成分をリアルタイムで簡単に補正する像流れ補正装
置であって、前フレームの画素との差分情報に基づき補
正データを演算するとともに、赤外線撮像装置の時定数
に主因する像流れを当該補正データを基に補正するよう
に構成されていることを特徴とする像流れ補正装置に存
する。また請求項５に記載の発明の要旨は、赤外線撮像
装置の応答特性を基に一意に決まる定数で前記差分情報
を除算することで前記補正データを得るように構成され
ていることを特徴とする請求項４に記載の像流れ補正装
置に存する。また請求項６に記載の発明の要旨は、赤外
線撮像装置側が回転運動したときに赤外線センサの応答
速度に主因して発生する像流れの成分をリアルタイムで
簡単に補正する像流れ補正方法であって、隣接画素との
差分情報に基づき補正データを演算する工程と、赤外線
撮像装置の応答速度に主因する像流れを当該補正データ
を基に補正する工程を有することを特徴とする像流れ補
正方法に存する。また請求項７に記載の発明の要旨は、
像流れの発生する方向によって減算すべき画素の方向を
切り換えて前記差分情報を求める工程を有することを特
徴とする請求項６に記載の像流れ補正方法に存する。ま
た請求項８に記載の発明の要旨は、赤外線撮像装置の応
答特性をあらかじめ記憶する工程と、当該あらかじめ記
憶している赤外線撮像装置の応答特性と赤外線撮像装置
の回転角速度を用いて一意に決まる定数で前記差分情報
を除算することで前記補正データを得る工程を有するこ
とを特徴とする請求項６または７に記載の像流れ補正方
法に存する。また請求項９に記載の発明の要旨は、赤外
線撮像装置側が回転運動したときまたは撮像目標側が高
速に動いたときに赤外線センサの時定数に主因して発生
する像流れの成分をリアルタイムで簡単に補正する像流
れ補正方法であって、前フレームの画素との差分情報に
基づき補正データを演算する工程と、赤外線撮像装置の
時定数に主因する像流れを当該補正データを基に補正す
る工程を有することを特徴とする像流れ補正方法に存す
る。また請求項１０に記載の発明の要旨は、赤外線撮像
装置の応答特性を基に一意に決まる定数で前記差分情報
を除算することで前記補正データを得る工程を有するこ
とを特徴とする請求項９に記載の像流れ補正方法に存す
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に示す各実施の形態は、赤外
線撮像装置（赤外線センサ）において発生する像流れの
補正方法に関し、その特徴は、赤外線撮像装置（赤外線
センサ）の応答速度に主因して発生した像流れの成分を
補正するために、隣接画素との差分輝度情報、または過
去のフレームとの差分輝度情報を利用できることにあ
る。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に
説明する。

【０００７】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態に係る像流れ補正装置２０を説明するた
めの機能ブロック図であって、隣接画素との差分輝度情
報を利用した実施の形態を示している。図１において、
１は入力画像データ、２は２画素遅延器、３は１画素遅
延器、７は信号切換器、８は切換信号、９は角速度検出
器、１０は減算器、１１は角速度信号、１２は加算器、
１３は補正データ、１４は除算器、１６は変換器、１７
は出力画像データ、２０は像流れ補正装置、α１は定数
（変換器１６の出力データ），ｂ（ｎ）は補正対象画素
データ，ｂ（ｎ＋１）は隣接画素データ（入力画像デー
タ１）を示している。なお、本実施の形態では説明の便
宜を図って１方向の像流れ、例えば左右方向の像流れの
みを補正する場合を例にとって説明しているが、２方向
の場合においても同様な手法により補正できることをこ
とあらかじめ付け加えておく。図１を参照すると、本実
施の形態の像流れ補正装置２０は、２画素遅延器２、１
画素遅延器３、信号切換器７、切換信号８、角速度検出
器９、減算器１０、角速度信号１１、加算器１２、除算
器１４、変換器１６を中心にして構成されている。入力
画像データ１は３つに分配されており、１つは信号切換
器７を介して減算器１０へ、１つは２画素遅延器２、信
号切換器７を介して減算器１０へ、残る１つは１画素遅
延器３を介して減算器１０へそれぞれ入力される。ここ
で、１画素遅延器３の出力は補正対象画素データｂ
（ｎ）として減算器１０へ入力され、２画素遅延器２の
出力は隣接画素データｂ（ｎ−１）として信号切換器７
へ入力され、入力画像データ１は隣接画素のデータｂ
（ｎ＋１）として信号切換器７へ入力される。信号切換
器７は切換信号８によって制御されており、赤外線撮像
装置（赤外線センサ）の回転方向に応じて隣接画素デー
タｂ（ｎ−１）または隣接画素データｂ（ｎ＋１）のど
ちらか一方を選択して出力する。補正対象画素と隣接画
素との差分データは減算器１０によって演算され、この
差分データを定数α１（変換器１６の出力データ）によ
って除算したものを補正データ１３として使用する。こ
こで、定数α１（変換器１６の出力データ）は赤外線撮
像装置（赤外線センサ）の回転速度と赤外線撮像装置
（赤外線センサ）の応答特性によって一意に決まる定数
であり、変換器１６によって演算されている。次に補正
データ１３を信号切換器７から出力される隣接画素のデ
ータに加算器１２において重畳することによって補正後
の出力画像データ１７を得る。以上の構成により、赤外
線撮像装置（赤外線センサ）の応答速度に主因して発生
する像流れを精度良く補正することができる。

【０００８】さらに詳しく、発明の実施の形態の構成を
説明する。図１において入力画像データ１は、赤外線撮
像装置（赤外線センサ）によって電気信号に変換された
２次元画像における各画素の輝度データであり、各ライ
ン毎に左側の画素データから順次送出されてくるデジタ
ル信号である。入力画像データ１は３つに分配されてお
り、１つは直接信号切換器７へ、１つは２画素遅延器２
を介して信号切換器７へ、残る１つは１画素遅延器３を
介して減算器１０へそれぞれ入力される。信号切換器７
へ入力された２つの信号は、切換信号８に従ってどちら
か一方が選択され出力される。ここで、切換信号８は赤
外線撮像装置（赤外線センサ）の回転方向により決定さ
れ、赤外線撮像装置（赤外線センサ）に搭載された角速
度検出器９から出力されている。角速度検出器９からは
赤外線撮像装置（赤外線センサ）の回転速度を示す角速
度信号１１も出力されており、変換器１６へ入力されて
いる。一方、１画素遅延器３の出力は減算器１０によっ
て信号切換器７の出力分が差し引かれて除算器１４へ入
力される。除算器１４では減算器１０からの出力データ
を変換器１６から出力されるデータ定数α１（変換器１
６の出力データ）で除算し、この結果を補正データ１３
として加算器１２へ出力する。上記信号切換器７の出力
は、加算器１２にも出力されており、この加算器１２に
て補正データ１３が加えられ、補正後の出力画像データ
１７として外部へ出力される。

【０００９】次に、変換器１６の構成について説明す
る。変換器１６は、入力される角速度信号１１に応じ
て、以下に示す式（１）に従った演算を実行する機能を
有している。その構成手段は、あらかじめ測定または算
出した赤外線撮像装置（赤外線センサ）の応答特性に基
づき、コンピュータによって演算する方法や入出力テー
ブルを直接記録したメモリを使用するといった方法が挙
げられる。

【００１０】定数α１＝ｆ（Δｔ１）・・・式（１） ここで、定数α１は変換器１６の出力データ、ｆ（ｔ）
は赤外線撮像装置（赤外線センサ）のステップ応答関数
であり、Δｔ１は撮像シーンが１画素分流れるのに要す
る時間［ｓｅｃ（秒）］であってＩＦＯＶ／｜ω｜で表
現できる。ここで、ＩＦＯＶは１画素が見込む視野角
［ｒａｄ（ラジアン）］であり、｜ω｜は赤外線撮像装
置（赤外線センサ）の回転角速度の絶対値［ｒａｄ／ｓ
ｅｃ］である。

【００１１】図２は式（１）に示した特性の一例をグラ
フで表したものであり、代表的な応答特性として以下に
示す式（２）が挙げられる。

【００１２】 ｆ（ｔ）＝１−ｅｘｐ（−ｔ／τ）・・・式（２） ここで、τは赤外線撮像装置（赤外線センサ）の時定数
［ｓｅｃ］である。なお、上記機能ブロック図におい
て、入力画像データ１は赤外線撮像装置（赤外線セン
サ）、増幅器、変換器１６などを介して入力され、出力
画像データ１７は種々画像処理回路、表示装置などへ出
力されるが、これらの構成は同業者に良く知られてお
り、また本発明とは直接関係しないので詳細な説明は省
略する。

【００１３】次に本実施の形態の像流れ補正方法につい
て説明する。本実施の形態では、赤外線撮像装置（赤外
線センサ）における熱時定数に代表されるように、赤外
線撮像装置（赤外線センサ）の応答特性に時定数が存在
する場合、センサの出力は以下に示す式（３）で表され
る。

【００１４】 ｂ（ｉ）≒｛ｐ（ｉ）−ｂ（ｉ−１）｝×α＋ｂ（ｉ−１）・・・式（３ ） ここで、ｐ（ｉ）は時刻ｔ（ｉ）における赤外線撮像装
置（赤外線センサ）への入力レベルであり、ｂ（ｉ−
１）は時刻ｔ（ｉ−１）における赤外線撮像装置（赤外
線センサ）の出力レベルである。

【００１５】また、定数αは以下に示す式で表される。 α＝ｆ（Δｔ） ここで、ｆ（ｔ）は赤外線撮像装置（赤外線センサ）の
ステップ応答関数であり、Δｔは微小時間（＝ｔ（ｉ）
−ｔ（ｉ−１））である。

【００１６】従って、赤外線撮像装置（赤外線センサ）
がω［ｒａｄ／ｓｅｃ］の角速度で回転した状況を考え
ると、このときの赤外線撮像装置（赤外線センサ）の出
力（補正対象画素データｂ（ｎ））は以下に示す式
（４）で表すことができる。

【００１７】 ｂ（ｎ）≒｛ｐ（ｎ）−ｂ（ｎ−１）｝×α１＋ｂ（ｎ−１）・・・式（ ４） ここで、ｐ（ｎ）はｎ番目の画素への入力レベルであ
り、隣接画素データｂ（ｎ−１）はｎ−１番目（隣の画
素）の出力レベルである。

【００１８】また、定数αは以下に示す式で表される。 α１＝ｆ（Δｔ１） ここで、ｆ（ｔ）は赤外線撮像装置（赤外線センサ）の
ステップ応答関数であり、Δｔ１は撮像シーンが１画素
分流れるのに要する時間［ｓｅｃ］であってＩＦＯＶ／
｜ω｜で表現できる。ここで、ＩＦＯＶは１画素が見込
む視野角［ｒａｄ］であり、｜ω｜は赤外線撮像装置
（赤外線センサ）の回転角速度の絶対値［ｒａｄ／ｓｅ
ｃ］である。

【００１９】ただし、式（４）は撮像シーンがｎ番目の
画素からｎ−１番目の画素の方向へ流れる場合であり、
反対方向に流れる場合には隣接画素データｂ（ｎ−１）
の代わりに隣接画素データｂ（ｎ＋１）を用いればよ
い。式（４）においてｐ（ｎ）がｎ番目の画素に入力さ
れた本来の入力レベルであり、この値は式（５）の演算
を行うことによって得ることができる。

【００２０】 ｐ（ｎ）≒｛ｂ（ｎ）−ｂ（ｎ−１）｝／α１＋ｂ（ｎ−１）・・・式（ ５）

【００２１】次に、本実施の形態の像流れ補正装置２０
の動作を図１の機能ブロック図を用いて説明する。図１
に示す機能ブロック図は、式（５）の演算をそのままハ
ードウェアによって実現することを想定したブロック図
である。ｎ＋１番目の画素の輝度データ隣接画素データ
ｂ（ｎ＋１）が、入力画像データ１として入力されてい
るときを考えると、１画素遅延器３から出力されるデー
タはｎ番目の画素の輝度データ補正対象画素データｂ
（ｎ）、２画素遅延器２から出力されるデータはｎ−１
番目の画素の輝度データ隣接画素データｂ（ｎ−１）と
なる。ここで、補正対象画素データｂ（ｎ）が補正対象
画素のデータであり、隣接画素データｂ（ｎ−１）また
は隣接画素データｂ（ｎ＋１）が隣接画素のデータであ
る。信号切換器７は角速度検出器９から出力される切換
信号８によって制御されており、赤外線撮像装置（赤外
線センサ）の回転方向、すなわち撮像シーンが流れる方
向に応じて、隣接画素データｂ（ｎ−１）または隣接画
素データｂ（ｎ＋１）が選択されて出力される。一方、
変換器１６では角速度信号１１を入力することにより上
記式（１）に従った定数α１（変換器１６の出力デー
タ）が演算される。除算器１４からは減算器１０から出
力される補正対象画素データｂ（ｎ）−隣接画素データ
ｂ（ｎ−１）または隣接画素データｂ（ｎ−１）−補正
対象画素データｂ（ｎ）を、変換器１６から出力される
定数α１（変換器１６の出力データ）で除算したデータ
を補正データ１３として加算器１２へ出力している。従
って、加算器１２から出力される出力画像データ１７
は、上記式５におけるｐ（ｎ）となる。なお、上記実施
の形態では隣の画素との差分データから補正データ１３
を得ているが、２つ以上離れた画素の情報から補正デー
タ１３を演算してもよい。

【００２２】以上説明したように第１の実施の形態によ
れば、以下に掲げる効果を奏する。まず第１の効果は、
上記式（５）に従った演算を行うことにより、撮像シー
ンが高速に流れた場合でも、赤外線撮像装置（赤外線セ
ンサ）の応答特性と赤外線撮像装置（赤外線センサ）の
回転角速度が既知であれば、当該画素と隣接画素の出力
レベルの差から当該画素へ入力された本来の入力レベル
を復元することができ、赤外線撮像装置（赤外線セン
サ）の応答速度に主因する像流れを精度良く補正するこ
とができることである。そして第２の効果は、図１の機
能ブロック図から明らかな通り、非常に簡単なハードウ
ェアによって実現することができ、リアルタイム処理も
容易に行うことができることである。

【００２３】（第２の実施の形態）第２の実施の形態で
は、隣接画素との差分情報に代えて、１フレーム前の画
像データとの差分情報を利用することによって、像流れ
を補正する点に特徴を有している。第１の実施の形態お
ける式（３）より、ｐ（ｋ）は以下に示す式（６）で表
される。

【００２４】 ｐ（ｋ）≒｛ｂ（ｋ）−ｂ（ｋ−１）｝／α２＋ｂ（ｋ−１）・・・式（ ６） ここで、ｐ（ｋ）はｋフレーム目における赤外線撮像装
置（赤外線センサ）への入力レベルであり、ｂ（ｋ−
１）はｋ−１フレーム目における赤外線撮像装置（赤外
線センサ）の出力レベルである。

【００２５】また、定数α２は以下の式で表現できる。 α２＝ｆ（Δｔ２） ここで、ｆ（ｔ）は赤外線撮像装置（赤外線センサ）の
ステップ応答関数である。

【００２６】ｆ（ｔ）は、 Δｔ２＝１／ｆｒ＝ｔ（ｋ）−ｔ（ｋ−１） で表される。ここで、ｆｒは赤外線撮像装置（赤外線セ
ンサ）のフレームレート［Ｈｚ］である。

【００２７】図３は、本発明の第２の実施の形態に係る
像流れ補正装置２０において上記式（６）の演算を実現
するための機能ブロック図である。なお、第１の実施の
形態において既に記述したものと同一の部分について
は、同一符号を付し、重複した説明は省略する。図３に
おいて、１は入力画像データ、３は１画素遅延器、１０
は減算器、１２は加算器、１３は補正データ、１４は除
算器、１７は出力画像データ、２０は像流れ補正装置、
α２は定数、ｂ（ｋ−１）は補正対象画素データ、ｂ
（ｋ）は隣接画素データ（入力画像データ１）を示して
いる。式（６）および図３を上記実施の形態における式
（５）および第１の実施の形態と比較すると、第２の実
施の形態は、信号切換器７や角速度検出器９などがない
点を除いては第１の実施の形態によく似ており、動作に
ついても容易に想像することができるため、詳細な説明
は省略するが、両者の差異は次の２つに集約することが
できる。まず１つ目は構成上の差異であり、本実施の形
態では角速度情報を必要としないため、赤外線撮像装置
側が回転運動した場合に限らず撮像目標側が動いた場合
においても、簡単に補正データ１３を得ることができる
点である。従って上記実施の形態と比較して、より簡単
に補正装置を構成することができる。そして２つ目の差
異は効果面である。一般に赤外線撮像装置（赤外線セン
サ）のフレームレートは、赤外線撮像装置（赤外線セン
サ）の時定数と比較して長いため、定数α２の値が１に
近くなり、補正の効果が小さくなってしまう。このた
め、本実施の形態においても十分な効果を得るために
は、赤外線撮像装置（赤外線センサ）のフレームレート
を高くしなければならない。

【００２８】以上説明したように第２の実施の形態によ
れば、以下に掲げる効果を奏する。まず第１の効果は、
上記式（６）に従った演算を行うことにより、撮像シー
ンが高速に流れた場合でも、赤外線撮像装置（赤外線セ
ンサ）のフレームレートが十分に高く、かつ赤外線撮像
装置（赤外線センサ）の応答特性が既知であれば、当該
フレームと１フレーム前の出力レベルの差から当該フレ
ームで入力された本来の入力レベルを復元することがで
き、赤外線撮像装置（赤外線センサ）の応答速度に主因
する像流れを精度良く補正することができることであ
る。そして第２の効果は、図３の機能ブロック図から明
らかな通り、非常に簡単なハードウェアによって実現す
ることができ、リアルタイム処理も容易に行うことがで
きることである。

【００２９】最後に、本発明と先行技術とを対比してそ
の技術的差異について説明する。まず第１の先行技術と
しては、例えば、特開平１−５４３８２号公報に記載の
ものがある。しかしながら、第１の先行技術は像流れの
補正方法という点において、本発明と同様な目的と効果
を期待したものであるが、その手段、構成がまったく異
なっている。第１の先行技術では、像流れを補正するた
めにＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理や逆ＦＦＴ処理、
畳み込み積分処理といった各種の処理を行っているが、
これらの処理は数学的、解析的には用意に実現できるも
のの、動画をリアルタイムで処理するためには、複雑か
つ大規模なハードウェアを必要とする。一方、本発明で
必要とする処理は簡単な四則演算程度であり、小規模な
ハードウェアで容易に実現でき、その有効性は非常に高
いと思考される。

【００３０】また第２の先行技術としては、例えば、特
開平４−８４５７３号公報に記載のものがある。本発明
が赤外線撮像装置（赤外線センサ）への適用を前提とし
ているのに対し、第２の先行技術は移動物体観察装置
（ストロボスコープ）への適用を前提としている点で請
求範囲が異なっているが、像流れの補正方法という点に
おいては本発明と同様な目的と効果を期待したものであ
る。しかしながら、第２の先行技術は像流れの補正が数
学的に可能であることと、その数式に基づいて画像を補
正する補正装置を備えているものの、補正装置の具体的
な実現方法については言及されていない。一方、本発明
では、リアルタイム処理を行うために、いかに小規模か
つ簡単な構成で補正を実現するかを念頭に、補正装置の
具体的な実現方法を開示している点で新規性および進歩
性を有すると思考される。

【００３１】そして、第３の先行技術としては、例え
ば、特開平６−１１７８３４号公報に記載のものがあ
る。第３の先行技術は、広義の意味で「像流れ」を補正
するという点では本発明と目的は同じであるものの、第
３の先行技術が扱う像流れは画像のフレーム積分時に発
生する像流れであり、本発明が扱うセンサの応答速度に
主因して発生する像流れとはまったく異質なものであ
り、また、構成・効果についても類似点はなく別発明で
あると思考される。

【００３２】なお、本発明が上記各実施の形態に限定さ
れず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形
態は適宜変更され得ることは明らかである。また上記構
成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定され
ず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にす
ることができる。また、各図において、同一構成要素に
は同一符号を付している。

【００３３】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、赤外線撮像装置（赤外線センサ）において発生する
像流れについて、特に赤外線センサの応答速度に主因し
て発生する像流れの成分をリアルタイムかつ簡単に補正
できるようになるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る像流れ補正装
置を説明するための機能ブロック図である。

【図２】式（１）に示した特性の一例を示すグラフであ
る。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係る像流れ補正装
置を説明するための機能ブロック図である。

【符号の説明】

１…入力画像データ ２…２画素遅延器 ３…１画素遅延器 ７…信号切換器 ８…切換信号 ９…角速度検出器 １０…減算器 １１…角速度信号 １２…加算器 １３…補正データ １４…除算器 １６…変換器 １７…出力画像データ ２０…像流れ補正装置 α１…定数（変換器の出力データ） α２…定数 ｂ（ｎ），ｂ（ｋ−１）…補正対象画素データ ｂ（ｎ＋１），ｂ（ｋ）…隣接画素データ（入力画像デ
ータ）

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 赤外線撮像装置側が回転運動したときに
   赤外線センサの応答速度に主因して発生する像流れの成
   分をリアルタイムで簡単に補正する像流れ補正装置であ
   って、 隣接画素との差分情報に基づき補正データを演算すると
   ともに、赤外線撮像装置の応答速度に主因する像流れを
   当該補正データを基に補正するように構成されているこ
   とを特徴とする像流れ補正装置。
2. 【請求項２】 像流れの発生する方向によって減算すべ
   き画素の方向を切り換えて前記差分情報を求めるように
   構成されていることを特徴とする請求項１に記載の像流
   れ補正装置。
3. 【請求項３】 赤外線撮像装置の応答特性をあらかじめ
   記憶するとともに、当該あらかじめ記憶している赤外線
   撮像装置の応答特性と赤外線撮像装置の回転角速度を用
   いて一意に決まる定数で前記差分情報を除算することで
   前記補正データを得るように構成されていることを特徴
   とする請求項１または２に記載の像流れ補正装置。
4. 【請求項４】 赤外線撮像装置側が回転運動したときま
   たは撮像目標側が高速に動いたときに赤外線センサの時
   定数に主因して発生する像流れの成分をリアルタイムで
   簡単に補正する像流れ補正装置であって、 前フレームの画素との差分情報に基づき補正データを演
   算するとともに、赤外線撮像装置の時定数に主因する像
   流れを当該補正データを基に補正するように構成されて
   いることを特徴とする像流れ補正装置。
5. 【請求項５】 赤外線撮像装置の応答特性を基に一意に
   決まる定数で前記差分情報を除算することで前記補正デ
   ータを得るように構成されていることを特徴とする請求
   項４に記載の像流れ補正装置。
6. 【請求項６】 赤外線撮像装置側が回転運動したときに
   赤外線センサの応答速度に主因して発生する像流れの成
   分をリアルタイムで簡単に補正する像流れ補正方法であ
   って、 隣接画素との差分情報に基づき補正データを演算する工
   程と、赤外線撮像装置の応答速度に主因する像流れを当
   該補正データを基に補正する工程を有することを特徴と
   する像流れ補正方法。
7. 【請求項７】 像流れの発生する方向によって減算すべ
   き画素の方向を切り換えて前記差分情報を求める工程を
   有することを特徴とする請求項６に記載の像流れ補正方
   法。
8. 【請求項８】 赤外線撮像装置の応答特性をあらかじめ
   記憶する工程と、当該あらかじめ記憶している赤外線撮
   像装置の応答特性と赤外線撮像装置の回転角速度を用い
   て一意に決まる定数で前記差分情報を除算することで前
   記補正データを得る工程を有することを特徴とする請求
   項６または７に記載の像流れ補正方法。
9. 【請求項９】 赤外線撮像装置側が回転運動したときま
   たは撮像目標側が高速に動いたときに赤外線センサの時
   定数に主因して発生する像流れの成分をリアルタイムで
   簡単に補正する像流れ補正方法であって、 前フレームの画素との差分情報に基づき補正データを演
   算する工程と、赤外線撮像装置の時定数に主因する像流
   れを当該補正データを基に補正する工程を有することを
   特徴とする像流れ補正方法。
10. 【請求項１０】 赤外線撮像装置の応答特性を基に一意
    に決まる定数で前記差分情報を除算することで前記補正
    データを得る工程を有することを特徴とする請求項９に
    記載の像流れ補正方法。