JP4743903B2 - Noise removal / grouping circuit for start tracker - Google Patents
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Description
本発明は、スタートラッカ用ノイズ除去/グルーピング回路、特に人工衛星等に搭載され、その姿勢制御のためスタートラッカ(星追跡器)による画像データから恒星のグルーピングを行うスタートラッカ用ノイズ除去/グルーピング回路に関する。 The present invention relates to a noise removal / grouping circuit for a start tracker, and more particularly, a noise removal / grouping circuit for a start tracker that is mounted on an artificial satellite and performs star grouping from image data by a start tracker (star tracker) for attitude control. About.
この種の従来技術として、CCD画像信号の内の所定閾値を超えた部分のみのデータの他、CCD画像信号の内の予め設定されたウインドウエリア(計測区域)の部分のみの全てのデータを抽出する「恒星センサ用星抽出回路及びその星データ抽出方法」が知られている(例えば、特許文献1参照)。これは、扱うデータ量を大きく増やしたり、演算処理回路の負荷を増やしたりすることなく、高精度の星位置算出演算に必要な星データを抽出することを可能とすることを目的としている。 As this type of conventional technology, in addition to the data of only the portion of the CCD image signal that exceeds a predetermined threshold, all the data of only the portion of the preset window area (measurement area) of the CCD image signal is extracted. "Star detection circuit for star sensor and its star data extraction method" are known (for example, see Patent Document 1). The purpose of this is to make it possible to extract star data necessary for high-precision star position calculation without greatly increasing the amount of data to be handled or increasing the load on the arithmetic processing circuit.
また、異なる視野からデータを取り込むために複数系統のセンサを有し、撮像データを所定のディスクリートレベルで選択してラインバッファに格納し、撮像データの連続性をチェックし、ラインのバイアスレベルを算出して新ディスクリートレベルを決定するようにした「画像読取方法」も公知である(例えば、特許文献2参照)。この方法においては、ラインバッファに格納されたデータが連続して1ライン分のデータ数の所定数以上あるときは異常データと判断し、他の正常な系統のみの処理を行う。 In addition, it has multiple systems of sensors to capture data from different fields of view, picks up the image data at a predetermined discrete level, stores it in the line buffer, checks the continuity of the image data, and calculates the line bias level An “image reading method” is also known in which a new discrete level is determined (see, for example, Patent Document 2). In this method, when the data stored in the line buffer is continuously equal to or greater than the predetermined number of data for one line, it is determined as abnormal data and only other normal systems are processed.
また、星のグルーピングを行う技術ではないが、画像データに含まれる画素毎に注目して、周囲の画素のラベルに基づき注目画素が新たな図形を形成する新規画素であるか、または既存図形の一部となる追加画素であるかを判定し、追加画素である場合には、更に注目画素が複数の異なる図形を連結させる連結画素であるか否かを判定する「画像処理装置」も公知である(例えば、特許文献3参照)。連結画素である場合は、大きい方のラベル番号を小さい方のラベル番号に書き換え、大きい方のラベル番号の図形の面積を小さい方のラベル番号の図形の面積に加算する。 Although it is not a technique for grouping stars, pay attention to each pixel included in the image data, and the target pixel is a new pixel that forms a new figure based on the labels of surrounding pixels, or an existing figure Also known is an “image processing apparatus” that determines whether a pixel is an additional pixel, and if it is an additional pixel, whether or not the pixel of interest is a connected pixel that connects a plurality of different figures. Yes (for example, see Patent Document 3). If it is a connected pixel, the larger label number is rewritten to the smaller label number, and the area of the figure with the larger label number is added to the area of the figure with the smaller label number.
しかしながら、上述した特許文献1記載の技術では、予め設定されたウインドウエリアの部分のみの全てのデータをも抽出するようにしているが、上記ウインドウエリアの部分以外の部分については、1画素毎の信号レベルを閾値と比較して抽出しているため、大きくても明るさが少ない星データは捨てられ、その結果、星検出精度が低くなるという問題点がある。
However, in the technique described in
また、特許文献2記載の技術では、撮像データの連続性をチェックしてはいるが、それは撮像素子の任意の一列から読み出した画素列の連結性のみについてであり、複数列で構成される画像データ列間の連続性については全く処理の対象としていない。これは、ラインバッファでの太陽反射光、月干渉といった迷光処理、つまり撮像素子に発生したスミア現象に対処するだけの一般的機能と考えられる。そのため、2次元データとしての画像データを正しく処理できないという第1の問題点がある。
Further, in the technique described in
また、画像処理はソフトウェアを介した演算処理で行っているため、処理時間が長くなりハードウェア演算処理の場合に比べて性能が低下するので撮像周期を短くできず、高速に姿勢を変更させる必要性のある人工衛星の場合には高精度に姿勢を制御できないという第2の問題点もある。 In addition, since image processing is performed by calculation processing via software, the processing time is long and performance is degraded compared to hardware calculation processing, so the imaging cycle cannot be shortened and the posture must be changed at high speed. There is also a second problem that the attitude cannot be controlled with high accuracy in the case of an artificial satellite.
また、特許文献3記載の技術は、カメラで撮像された画像データに含まれる連結された画素群からなる図形の特徴量(面積)を算出する画像処理技術であって、特に星のグルーピングを行うこと目的とはしていない。そのためか、異なるラベル番号の図形を連結する場合を想定したロジックは記載されていないので、画像データの連続性が著しく低下する点光源の群(宇宙空間に点在する星)の画像を放射線環境下で星のグルーピングを行う画像処理装置に対して適用するには相応しくない。
The technique described in
そこで、本発明の目的は、画像データの縦方向の連結も考慮したノイズ除去処理と星のグルーピングの処理時間を短縮化することにより撮像周期(フレーム周期)の高速化を図ると共に、宇宙空間の放射線環境下で星のグルーピングを行うのに相応しいスタートラッカー用ノイズ除去/グルーピング回路を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to speed up the imaging cycle (frame cycle) by reducing the processing time of noise removal processing and star grouping considering the vertical connection of image data, and in space. It is an object of the present invention to provide a noise removal / grouping circuit for a start tracker suitable for performing star grouping in a radiation environment.
本発明のノイズ除去/グルーピング回路は、人工衛星等の姿勢制御のため星追跡器による画像データから恒星のグルーピングを行うスタートラッカ用ノイズ除去/グルーピング回路において、画像データの現読込みラインの二値化データから1LineDelay〜n(偶数)LineDelay分の二値化データを保持するノイズ除去用ラインバッファ(FIFO)(図1の1)と、記画像データの現読込みラインの二値化データと、ノイズ除去用ラインバッファから入力する1LineDelay〜nLineDelay分の二値化データをレジスタ上に(n+1)×(n+1)のマトリクス状に画素単位で展開し、(n/2)LineDelay分の二値化データについて、画素が縦/横2連結以下なら無効データと判断し、縦/横3連結以上なら有効データと判断するノイズ除去ロジック(図1の4)と、ノイズ除去ロジックからの二値化データの内の有効データの画素毎に、周囲の画素との連結状態により、各星に割り当てたグルーピングラベル番号を振り付けるグルーピングロジック(図1の5)と、ノイズ除去ロジックからの(n/2)LineDelay分の画素毎のグルーピングラベル番号を格納するグルーピングラベル管理テーブル(RAM)(図1の6)と、ノイズ除去ロジックからの(n/2)LineDelay分のグルーピングラベル情報(グルーピングラベル番号および二値化データ)を格納するグルーピングラベル情報用ラインバッファ(FIFO)(図1の2)とを含む。
The noise removal / grouping circuit of the present invention is a binarization of a current read line of image data in a noise removal / grouping circuit for a star tracker that performs star grouping from image data by a star tracker for attitude control of an artificial satellite or the like. A line buffer (FIFO) for noise removal (1 in FIG. 1) that holds binarized data from 1 LineDelay to n (even) LineDelay from the data, binarized data of the current read line of the image data, and noise removal The binarized data for 1 LineDelay to nLineDelay input from the line buffer is expanded on a register in a pixel unit in the form of (n + 1) × (n + 1), and binary for (n / 2) LineDelay If the pixel is less than 2 vertical / horizontal connections, it is judged as invalid data, and 3 vertical / horizontal connections are made. If it is above, the noise removal logic (4 in FIG. 1) to determine that it is valid data, and each pixel of valid data in the binarized data from the noise removal logic are assigned to each star according to the connection state with surrounding pixels. Grouping logic (5 in FIG. 1) for assigning grouping label numbers, and a grouping label management table (RAM) (FIG. 1) for storing grouping label numbers for each pixel corresponding to (n / 2) LineDelay from the noise removal logic. 6) and a grouping label information line buffer (FIFO) for storing (n / 2) LineDelay grouping label information (grouping label number and binarized data) from the noise elimination logic (2 in FIG. 1). Including.
そして、グルーピングロジックは、グルーピングラベル番号振付けに際し、ノイズ除去ロジックからの(n/2)LineDelay分の二値化データについて、グルーピングラベル管理テーブルからのグルーピングラベル番号と、グルーピングラベル情報用ラインバッファからの((n+1)/2)LineDelay分のグルーピングラベル情報を参照して、注目画素と隣接する複数の画素が、異なるグルーピングラベル番号を有する場合があり得るときは、隣接する画素のグルーピングラベル番号の内の最小のグルーピングラベル番号を注目画素のグルーピングラベル番号とすることを特徴とする。 The grouping logic then assigns the grouping label number from the grouping label management table and the grouping label information line buffer for the binarized data for (n / 2) LineDelay from the noise removal logic when assigning the grouping label number. ((N + 1) / 2) With reference to the grouping label information for LineDelay, when a plurality of pixels adjacent to the target pixel may have different grouping label numbers, the grouping label numbers of the adjacent pixels The smallest grouping label number among these is the grouping label number of the target pixel.
なお、異なるグルーピングラベル番号を有する場合とは、注目画素が、離散した2つの画素と隣接する場合、または斜め方向に隣接する2つの画素と隣接する場合、または3つ以上の画素と隣接する場合である。 Note that the case of having different grouping label numbers means that the pixel of interest is adjacent to two discrete pixels, two adjacent pixels adjacent in an oblique direction, or three or more pixels. It is.
本発明の第1の効果は、各画素について、ライン方向(水平方向)と縦方向(垂直方向)の前後の相関関係を認識したリアルタイム処理を行い、縦方向の連結も考慮したノイズ除去を行っているため、明るさが小さい星データを検出することができ、星の限界等級幅が広がり、星検出精度の向上が図れるということである。 The first effect of the present invention is that, for each pixel, real-time processing is performed in which the correlation between the front and rear in the line direction (horizontal direction) and the vertical direction (vertical direction) is recognized, and noise removal is performed in consideration of vertical connection. Therefore, it is possible to detect star data with low brightness, widen the limit grade width of stars, and improve star detection accuracy.
本発明の第2の効果は、グルーピング判定ロジックにより、連続に入力される星データに対して、リアルタイムで星のグルーピング処理を行い、処理時間を短縮しているため、星のグルーピング処理の短縮化、ひいては撮像周期(フレーム周期)の高速化することができ、衛星の高速なマヌーバに対しても星データを捕捉することが可能であるということである。 The second effect of the present invention is that the star grouping process is shortened by performing the star grouping process on the continuously input star data in real time by the grouping determination logic, thereby reducing the processing time. As a result, the imaging cycle (frame cycle) can be increased, and the star data can be captured even for a high-speed maneuver of the satellite.
そして、本発明の第3の効果は、グルーピングラベル番号振付けに際し、注目画素と隣接する複数の画素が、異なるグルーピングラベル番号を有する場合があり得るときは、隣接する画素のグルーピングラベル番号の内の最小のグルーピングラベル番号を注目画素のグルーピングラベル番号とするため、画像データの連続性が著しく低下する点光源の群(宇宙空間に点在する星)の画像データであっても、放射線環境下においても的確に星のグルーピングを行うことができるということである。 The third effect of the present invention is that when a plurality of pixels adjacent to the target pixel may have different grouping label numbers during grouping label number assignment, the grouping label numbers of the adjacent pixels may be different. Since the smallest grouping label number is the grouping label number of the pixel of interest, even image data of a group of point light sources (stars scattered in outer space) whose continuity of image data is significantly reduced This means that star groupings can be performed accurately.
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明のノイズ除去/グルーピング回路9を有する星データ処理装置を示すブロック図である。この星データ処理装置は、CCD10,信号処理回路11,ノイズ除去/グルーピング回路9および星位置算出ソフトウェア12で構成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing a star data processing apparatus having a noise removal /
CCD10は人工衛星等に搭載されて恒星を撮像する。信号処理回路11は、CCD10で撮像されたアナログデータをアナログ処理して画像データ分のみを抽出する。また、抽出した画像データをアナログからデジタルに変換し、二値化データおよび有効画像データ(星データ)をノイズ除去/グルーピング回路9に出力する。ノイズ除去/グルーピング回路9は、信号処理回路11から連続して転送されてくる二値化データおよび星データについて、リアルタイムでノイズ除去と星データのグルーピング処理を行う。星位置算出ソフトウェア12は、ノイズ除去/グルーピング回路9における処理結果に基づいて恒星の位置(重心位置)を算出する。
The
ノイズ除去/グルーピング回路9は、それぞれがFIFO構成のノイズ除去用ラインバッファ1,グルーピングラベル情報用ラインバッファ2および輝度情報用ラインバッファ3と、ノイズ除去ロジック4と、グルーピングロジック5と、RAM構成のグルーピングラベル管理テーブル6,恒星データメモリ8と、恒星データ書込制御ロジック7とから構成されている。
The noise removal /
信号処理回路11からの二値化データは、ノイズ除去用ラインバッファ1とノイズ除去ロジック4へ入力する。二値化データの各ビットは「1」で有効画素、「0」で無効画素を示す。有効画素とは星データ、無効画素とは星データでないデータ、即ちノイズをいう。また、信号処理回路11からの星データは、輝度情報用ラインバッファ3へ書き込まれる。この星データはアドレス情報と星の明るさを示す輝度情報とから成る。アドレス情報とは、恒星の位置に対応する本星データ処理装置上のアドレスである。
The binarized data from the
ノイズ除去用ラインバッファ1は、信号処理回路11からの二値化データを格納する4ライン分のFIFO(5Kビット以上)であって、現読込みLineから1LineDelay〜4LineDelay分の二値化データそれぞれをノイズ除去ロジック4へ出力する。
The noise
輝度情報用ラインバッファ3は、現読み込みラインから2ライン分ディレーした星データを格納するFIFO(4Kバイト以上)であって、2LineDelay分の画像データを恒星データ書込制御ロジック7へ出力する。
The luminance
ノイズ除去ロジック4は、信号処理回路11からの現読込み二値化データと、ノイズ除去用ラインバッファ1からの1LineDelay〜4LineDelay分の二値化データとにより、2LineDelay分の二値化データについて、画素が縦/横2連結以下なら無効データと判断し、縦/横3連結以上なら有効データと判断する。そして、その結果を反映した2LineDelay分の二値化データをグルーピングロジック5と恒星データ書込制御ロジック7へ出力する。ノイズ除去ロジック4は通常のデジタルICで実現できる。
The
グルーピングロジック5は、ノイズ除去ロジック4からの2LineDelay分の二値化データの画素毎に、各星に割り当てたグルーピングラベル番号を振り付ける。このとき、グルーピングラベル情報用ラインバッファ2からの1ライン前(3LineDelay)のグルーピングラベル情報と、グルーピングラベル管理テーブル6からの2LineDelay分のグルーピングラベル番号を参照する。グルーピングラベル情報とはグルーピングラベル番号および二値化データをいう。振り分けられた2LineDelay分のグルーピングラベル番号は恒星データ書込制御ロジック7へ出力する。グルーピングロジック5は通常のデジタルICで実現できる。
The
また、グルーピングロジック5は、振り分けられた2LineDelay分のグルーピングラベル番号と、ノイズ除去ロジック4からの2LineDelay分の二値化データとから成る2LineDelay分のグルーピングラベル情報をグルーピングラベル情報用ラインバッファ2へ出力し、振り分けられた2LineDelay分のグルーピングラベル番号でグルーピングラベル管理テーブル6を更新する。
Further, the
グルーピングラベル情報用ラインバッファ2は、グルーピングロジック5で振付けられた2LineDelay分のグルーピングラベル情報を格納する1ライン分のFIFOであり、グルーピングロジック5から2LineDelay分のグルーピングラベル情報が入力すると、格納している2LineDelay分のグルーピングラベル情報が3LineDelay分のグルーピングラベル情報としてグルーピングロジック5へ出力される。
The grouping label
グルーピングラベル管理テーブル6は、グルーピングロジックからの2LineDelay分の画素毎のグルーピングラベル番号を格納するSRAM(512バイト以上)である。グルーピングラベル番号は、他の割り付けられたグルーピングラベル番号との異同により、それら同士が最終的に連結するか、しないかの情報となる。 The grouping label management table 6 is an SRAM (512 bytes or more) that stores grouping label numbers for each pixel of 2 LineDelay from the grouping logic. The grouping label number is information indicating whether or not they are finally connected to each other depending on the difference with other assigned grouping label numbers.
一方、輝度情報用ラインバッファ3は、信号処理回路11からの星データのアドレス情報および輝度情報を格納する1ライン分のFIFOであって、現読込みLineから2LineDelayの星データを恒星データ書込制御ロジック7へ出力する。
On the other hand, the luminance
恒星データ書込制御ロジック7は、ノイズ除去ロジック4からの2LineDelay分の二値化データと、グルーピングロジック5からの2LineDelay分のグルーピングラベル番号と、輝度情報用ラインバッファ3からの2LineDelay分のアドレス情報およびレベル情報とを入力して、書込み制御信号を恒星データメモリ8へ出力する。恒星データ書込制御ロジック7は通常のデジタルICで実現できる。
The stellar data write
恒星データメモリ8は、星データの画素毎に、グルーピングラベル番号、縦/横アドレス、レベル情報を格納するSRAM(64Kバイト以上)である。星位置算出ソフトウェア12は恒星データメモリ8内容から星の位置(重心)を算出する。
The star data memory 8 is an SRAM (64 Kbytes or more) that stores grouping label numbers, vertical / horizontal addresses, and level information for each pixel of star data. The star
図2はノイズ除去用ラインバッファ1のメモリマップの一例を示す。このメモリマップにおいては、それぞれが画素1〜画素1000現読込みラインと、現読み込みラインから4ライン分ディレーした二値化データが示されている。現読み込みLine〜3LineDelayの二値化データは、順次に1LineDelay〜4LineDelayの二値化データとしてノイズ除去ロジック4へ出力されていく。
FIG. 2 shows an example of a memory map of the noise
図3は輝度情報用ラインバッファ3のメモリマップの一例を示す。このメモリマップにおいては、ノイズ除去用ラインバッファ1のメモリマップにおける現読み込みLine〜2LineDelay各画素と1対1に対応して、星データ(アドレス情報と輝度情報)が示されている。現読み込みLine〜1LineDelayの星データは、順次に1LineDelay〜2LineDelayの星データとなり、2LineDelayの星データが恒星データ書込制御ロジック7へ出力されていく。
FIG. 3 shows an example of a memory map of the luminance
図4はグルーピングラベル管理テーブル6の内容例を示す。グルーピングラベル管理テーブル6は、2LineDelay分の画素と1対1対応のグルーピングラベル番号毎に、隣接するグルーピングラベル番号を登録したテーブルである。初期状態では、グルーピングラベル番号と「隣接するグルーピングラベル番号」はイコールであり、グルーピングラベルロジック7からグルーピングラベル番号が入力すると、「隣接するグルーピングラベル番号」が更新される。図4においては、グルーピングラベル番号2と4の「隣接するグルーピングラベル番号」が「1」に更新され、この結果、グルーピングラベル番号1,2,4の各画素は連結していることになる。グルーピングラベル番号の「隣接するグルーピングラベル番号」は初期状態の「3」を維持している。
FIG. 4 shows an example of the contents of the grouping label management table 6. The grouping label management table 6 is a table in which adjacent grouping label numbers are registered for each grouping label number having a one-to-one correspondence with 2 LineDelay pixels. In the initial state, the grouping label number and the “adjacent grouping label number” are equal, and when the grouping label number is input from the
図5は、ノイズ除去ロジック4における有効データと無効データの判断の具体例を示す。各ブロックは画素を示し、塗り潰したブロックは有効画素であり、白地ブロックは無効画素であることを示す。信号処理回路11から入力する現読込みラインの二値化データと、ノイズ除去用ラインバッファ1から入力する1LineDelay〜4LineDelay分の二値化データは、ノイズ除去ロジック4内のレジスタ上に5×5のマトリクス状に画素単位で展開される。なお、マトリックスのサイズは5×5に限定されず、3連結画素の検出ができる3×3以上であればよい。
FIG. 5 shows a specific example of determination of valid data and invalid data in the
そして、中央の画素の二値化データ(2LineDelayの中央のデータ)と他の二値化データとの相関から、中央の画素の二値化データが有効なデータか無効なデータであるかを横方向,縦方向および斜め方向の連結状態をみて判断される。ここでは、有効画素の連結数が3以上なら、それらの画素で構成されるデータは有効データ、2以下なら無効データとする。 Then, based on the correlation between the binarized data of the center pixel (center data of 2LineDelay) and other binarized data, it is determined whether the binarized data of the center pixel is valid data or invalid data. Judgment is made by looking at the connected state in the direction, vertical direction and diagonal direction. Here, if the number of connected effective pixels is 3 or more, the data composed of these pixels is valid data, and if it is 2 or less, it is invalid data.
このように、本発明では、ライン方向(水平方向)と縦方向(垂直方向)の前後の相関関係を認識し、縦方向の連結も考慮したノイズ除去を行っているため、明るさが小さい星データを検出することができ、星の限界等級幅が広がり、星検出精度の向上を図ることができる。 As described above, in the present invention, since the correlation between the line direction (horizontal direction) and the longitudinal direction (vertical direction) is recognized and noise removal is performed in consideration of the connection in the vertical direction, a star with low brightness is used. Data can be detected, the limit grade range of stars is expanded, and the accuracy of star detection can be improved.
図5(A)は、注目する中央(i,i-2)の有効画素(網掛けブロック)に対して、(i-1,i-3)の有効画素(点塗潰しブロック)および(i-1,i-4)の有効画素(点塗潰しブロック)が連結しているため、有効画素が3連結していることになるので、注目画素は有効データに属すると判断される場合である。ここに到る過程を図6に時系列的に示す。 FIG. 5A shows the effective pixel (dot-filled block) and (i) of (i-1, i-3) with respect to the effective pixel (shaded block) at the center (i, i-2) of interest. −1, i−4) effective pixels (dot-filled blocks) are connected, so three effective pixels are connected, and thus the pixel of interest is determined to belong to effective data. . The process to reach here is shown in time series in FIG.
図6(A)では、t=0で注目画素を含む二値化データが入力し、t=-1で注目画素に連結する画素を含む1LineDelayの二値化データが入力し、t=-2で注目画素に連結する画素を含む2LineDelayの二値化データが入力している。図6(B)は図6(A)の1LineDelay後、図6(C)は図6(A)の2LineDelay後を示す。このようなノイズ除去ラインバッファ1からの二値化データの繰下りはFIFO作用による。
In FIG. 6A, binarized data including a pixel of interest is input at t = 0, binarized data of 1 LineDelay including a pixel connected to the pixel of interest is input at t = −1, and t = −2. 2LineDelay binarization data including a pixel connected to the target pixel is input. 6B shows the state after 1 Line Delay in FIG. 6A, and FIG. 6C shows the state after 2 Line Delay in FIG. The carry-down of the binarized data from the noise
一方、図5(B)は中央の画素に連結した有効画素がないため、中央の画素は無効データに属すると判断される場合を示している。ここに到る過程を図7に時系列的に示す。図7は図6と同様に解されたい。 On the other hand, FIG. 5B shows a case where it is determined that the central pixel belongs to invalid data because there is no effective pixel connected to the central pixel. The process to reach here is shown in time series in FIG. FIG. 7 should be understood in the same manner as FIG.
ノイズ除去ロジック4にて有効データと判定された場合、グルーピングロジック5は、その有効データについてグルーピングラベル判定を行い、グルーピングラベル番号を付与する。図8はその様子を示す。グルーピングロジック5には、ノイズ除去ロジック4からの2LineDelay分の二値化データと、グルーピングラベル管理テーブル6からの2LineDelay分のグルーピングラベル番号と、グルーピングラベル情報用ラインバッファ2からの3LineDelay分のグルーピングラベル情報(二値化データおよびグルーピングラベル番号)が入力する。
When the
図8において、2LineDelay分の二値化データの内の画素Xが、注目画素としてグルーピングラベル判定およびグルーピングラベル番号の付与がされようとしている。画素Dは画素Xの1つ前の画素、画素A,B,Cは3LineDelay分の二値化データの内の画素Xに隣接する画素を示す。グルーピングラベル番号ADT,BDT,CDT,DDTは、それぞれ画素A,B,C,Dに対応するグルーピングラベル番号を示す。 In FIG. 8, the pixel X in the binarized data for 2 LineDelay is about to be subjected to grouping label determination and grouping label number as a target pixel. The pixel D is a pixel immediately before the pixel X, and the pixels A, B, and C are pixels adjacent to the pixel X in the binarized data for 3 LineDelay. Grouping label numbers ADT, BDT, CDT, and DDT indicate grouping label numbers corresponding to the pixels A, B, C, and D, respectively.
図9はグルーピングラベル番号の決定表であり、画素X,A,B,C,Dの二値化データを入力条件として、画素Xに対するグルーピングラベル番号XDTと、更新するグルーピングラベル番号の出力を示している。グルーピングラベル番号は1オリジンの一連番号とする。更新するグルーピングラベル番号、グルーピングラベル番号XDTは、グルーピングラベル管理テーブル6のそれぞれグルーピングラベル番号、「隣接するグルーピングラベル番号」に対応する。 FIG. 9 is a table for determining grouping label numbers, and shows the output of the grouping label number XDT for the pixel X and the grouping label number to be updated using the binarized data of the pixels X, A, B, C, and D as input conditions. ing. The grouping label number is a series number of 1 origin. The grouping label number and grouping label number XDT to be updated correspond to the grouping label number and “adjacent grouping label number”, respectively, in the grouping label management table 6.
図9において、画素Xが無効(「0」)なら、画素Xは「0」であり、更新するグルーピングラベル番号は無い。画素Xが有効(「1」)であって隣接する画素A,B,C,Dが無効なら、画素Xは新しい有効データの画素であるから、XDTとして新しいグルーピングラベル番号が付与され、その番号がグルーピングラベル管理テーブル6の「隣接するグルーピングラベル番号」欄に書き込まれる。このとき付与されるグルーピングラベル番号は、グルーピングラベル管理テーブル6に登録済みのグルーピングラベル番号の一番大きい番号に1を加算したものとなる。 In FIG. 9, if the pixel X is invalid (“0”), the pixel X is “0” and there is no grouping label number to be updated. If the pixel X is valid (“1”) and the adjacent pixels A, B, C, and D are invalid, the pixel X is a pixel of new valid data, and therefore a new grouping label number is assigned as XDT. Is written in the “adjacent grouping label number” field of the grouping label management table 6. The grouping label number assigned at this time is obtained by adding 1 to the largest grouping label number registered in the grouping label management table 6.
隣接する画素A,B,C,Dの内の少なくとも1つが有効である場合(11000、10100、10010、10001)には、画素Xはその画素と連結するからその画素のグルーピングラベル番号がXDTとなり、更新するグルーピングラベル番号は無い。 When at least one of the adjacent pixels A, B, C, and D is valid (11000, 10100, 10010, 10001), the pixel X is connected to the pixel, so the grouping label number of the pixel is XDT. There is no grouping label number to be updated.
隣接する画素A,B,C,Dの内の横または縦方向に隣接する2つの画素と隣接する場合(11100、11001、10110)は「最新」画素のグルーピングラベル番号がXDTとなる。横または縦方向に隣接する2つの画素は、必ず同じグルーピングラベル番号であるからである。例えば、11100の場合は、横方向に隣接するA,Bと画素Xが隣接し、A,B,Xは同じグルーピングラベル番号となる。 When adjacent to two adjacent pixels A, B, C, and D in the horizontal or vertical direction (11100, 11001, 10110), the grouping label number of the “latest” pixel is XDT. This is because two pixels adjacent in the horizontal or vertical direction always have the same grouping label number. For example, in the case of 11100, A and B adjacent to the horizontal direction and the pixel X are adjacent, and A, B, and X have the same grouping label number.
隣接する画素A,B,C,Dの内の、離散した2つの画素と隣接する場合(11010,10011)、または斜め方向に隣接する2つの画素と隣接する場合(10101)、または3つ以上の画素と隣接する場合(11110、10101、1101、10111、11111)には、隣接する画素のグルーピングラベル番号の内の最小のグルーピングラベル番号がXDTとなる。これらの場合には、隣接する画素が異なるグルーピングラベル番号を有する場合があり得るからである。 図10は、そのような場合を例示する図であり、注目画素Xが、斜め方向に隣接する2つの画素B,Dと隣接する場合(10101)である。画素Bはグルーピングラベル番号「4」、画素Dはグルーピングラベル番号「5」を有する。画素Bは注目画素であったときに、10010の場合に該当するのでグルーピングラベル番号「5」が付与され、画素Dは注目画素であったときに、11011の場合に該当するのでグルーピングラベル番号「4」が付与されている。この場合、注目画素Xは10101の場合に該当し、XDTは最小のグルーピングラベル番号「4」、更新するグルーピングラベル番号は「5」となる。 When adjacent to two discrete pixels among the adjacent pixels A, B, C, and D (11010, 10011), or adjacent to two pixels adjacent in an oblique direction (10101), or three or more When adjacent to the pixel (11110, 10101, 1101, 10111, 11111), the smallest grouping label number among the grouping label numbers of the adjacent pixels is XDT. This is because in these cases, adjacent pixels may have different grouping label numbers. FIG. 10 is a diagram illustrating such a case, in which the pixel of interest X is adjacent to two pixels B and D that are adjacent in the oblique direction (10101). Pixel B has a grouping label number “4”, and pixel D has a grouping label number “5”. When the pixel B is the target pixel, the grouping label number “5” is assigned because it corresponds to the case of 10010, and when the pixel D is the target pixel, the grouping label number “ 4 "is given. In this case, the target pixel X corresponds to the case of 10101, XDT is the minimum grouping label number “4”, and the grouping label number to be updated is “5”.
このように、本発明では、異なるラベル番号の図形を連結する場合を想定したロジックを設けているため、画像データの連続性が著しく低下する点光源の群(宇宙空間に点在する星)の画像を放射線環境下においても的確に星のグルーピングを行うことができる。 In this way, in the present invention, since logic is provided assuming that figures with different label numbers are connected, a group of point light sources (stars scattered in outer space) that significantly reduce the continuity of image data. It is possible to accurately group stars even in a radiation environment.
以上のようにして求めたXDTは、隣接する画素のグルーピングラベル番号の内の最大のグルーピングラベル番号を更新するグルーピングラベル番号として、グルーピングラベル管理テーブル6の「隣接するグルーピングラベル番号」欄に書き込まれる。 The XDT obtained as described above is written in the “adjacent grouping label number” column of the grouping label management table 6 as a grouping label number for updating the largest grouping label number among the grouping label numbers of adjacent pixels. .
図11〜図13は、グルーピングラベル番号の決定表(図9)に基づいてXDTを求める3つの典型的な例を示す。図11は11000の場合であり、ADT=3なのでXDT=ADT=3となる。グルーピングラベル管理テーブル6への書込みはない。 FIGS. 11 to 13 show three typical examples for obtaining the XDT based on the grouping label number determination table (FIG. 9). FIG. 11 shows the case of 11000. Since ADT = 3, XDT = ADT = 3. There is no writing to the grouping label management table 6.
図12は10000の場合であり、グルーピングラベル管理テーブル6にはグルーピングラベル番号「4」までが登録されているため、XDT=5がグルーピングラベル管理テーブル6に登録される。 FIG. 12 shows the case of 10000. Since grouping label number “4” is registered in the grouping label management table 6, XDT = 5 is registered in the grouping label management table 6.
図13は11010の場合であり、ADT=1、CDT=2のため、XDT=min(ADT,CDT)=1、「隣接するグルーピングラベル番号」=max(ADT,CDT)=2となる。従って、グルーピングラベル管理テーブル6のグルーピングラベル番号「2」の「隣接するグルーピングラベル番号」欄の「2」は「1」に更新される。従って、グルーピングラベル番号「1」の画素とグルーピングラベル番号「2」の画素は同一のグルーピングデータであることがわかる。 FIG. 13 shows the case of 11010. Since ADT = 1 and CDT = 2, XDT = min (ADT, CDT) = 1 and “adjacent grouping label number” = max (ADT, CDT) = 2. Accordingly, “2” in the “adjacent grouping label number” column of the grouping label number “2” in the grouping label management table 6 is updated to “1”. Therefore, it can be seen that the pixel with the grouping label number “1” and the pixel with the grouping label number “2” are the same grouping data.
以上のようにしてグルーピングロジック5で求めたグルーピングラベル番号は、恒星データ書込制御ロジック7へも入力する。また、2LineDelay分の二値化データと共に、グルーピングラベル情報としてグルーピングラベル情報用ラインバッファ2へ書き込む。
The grouping label number obtained by the
恒星データ書込制御ロジック7は、ノイズ除去ロジック4からの二値化データに対応した、輝度情報用ラインバッファ3からの2LineDelayさせた星データ(アドレス情報とレベル情報)を、グルーピングロジック5にて判定したグルーピングラベル番号と共に恒星データメモリ8へ書き込む。ソフトウェア9は、恒星データメモリ8に書き込まれたアドレス情報,レベル情報およびグルーピングラベル番号から星の位置(重心位置)を算出する。
The star data writing
このように、本発明では、連続して入力する星データに対して、ハードウェアによりリアルタイムで星のグルーピング処理を行うため、星のグルーピング処理の短縮化ができ、撮像周期(フレーム周期)を短縮化することができるので、衛星の高速なマヌーバに対しても星データを捕捉することが可能である。 As described above, in the present invention, star grouping processing is performed in real time by hardware on star data that is continuously input, so that the star grouping processing can be shortened and the imaging cycle (frame cycle) is shortened. Therefore, it is possible to capture star data even for high-speed maneuvers of satellites.
1 ノイズ除去用ラインバッファ
2 グルーピングラベル情報用ラインバッファ
3 輝度情報用ラインバッファ
4 ノイズ除去ロジック
5 グルーピングロジック
6 グルーピングラベル管理テーブル
7 恒星データ書込制御ロジック
8 恒星データメモリ
9 ノイズ除去/グルーピング回路
10 CCD
11 信号処理回路
12 星位置算出ソフトウェア
DESCRIPTION OF
11
Claims (2)
前記画像データの現読込みラインの二値化データから1LineDelay〜n(偶数)LineDelay分の二値化データを保持するノイズ除去用ラインバッファ(FIFO)と、
前記画像データの現読込みラインの二値化データと、前記ノイズ除去用ラインバッファから入力する1LineDelay〜nLineDelay分の二値化データをレジスタ上に(n+1)×(n+1)のマトリクス状に画素単位で展開し、(n/2)LineDelay分の二値化データについて、画素が縦/横2連結以下なら無効データと判断し、縦/横3連結以上なら有効データと判断するノイズ除去ロジックと、
前記ノイズ除去ロジックからの二値化データの内の前記有効データの画素毎に、周囲の画素との連結状態により、各星に割り当てたグルーピングラベル番号を振り付けるグルーピングロジックと、
前記ノイズ除去ロジックからの(n/2)LineDelay分の画素毎のグルーピングラベル番号を格納するグルーピングラベル管理テーブル(RAM)と、
前記ノイズ除去ロジックからの(n/2)LineDelay分のグルーピングラベル情報(グルーピングラベル番号および二値化データ)を格納するグルーピングラベル情報用ラインバッファ(FIFO)とを含み、
前記グルーピングロジックは、前記グルーピングラベル番号振付けに際し、前記ノイズ除去ロジックからの(n/2)LineDelay分の二値化データについて、前記グルーピングラベル管理テーブルからのグルーピングラベル番号と、前記グルーピングラベル情報用ラインバッファからの((n+1)/2)LineDelay分のグルーピングラベル情報を参照して、注目画素と隣接する複数の画素が、異なるグルーピングラベル番号を有する場合があり得るときは、隣接する画素のグルーピングラベル番号の内の最小のグルーピングラベル番号を注目画素のグルーピングラベル番号とすることを特徴とするスタートラッカ用ノイズ除去/グルーピング回路。 In the noise removal / grouping circuit for the star tracker that performs stellar grouping from image data by a star tracker for attitude control of artificial satellites, etc.
A noise removal line buffer (FIFO) that holds binarized data of 1 LineDelay to n (even) LineDelay from the binarized data of the current read line of the image data;
The binarized data of the current read line of the image data and the binarized data for 1 LineDelay to nLineDelay input from the noise removal line buffer are arranged in a matrix of (n + 1) × (n + 1) on the register. In (n / 2) LineDelay binarized data, it is determined that the data is invalid if the pixel is less than 2 vertical / horizontal connections, and valid data if the pixel is more than 3 vertical / horizontal connections. Logic and
A grouping logic for assigning a grouping label number assigned to each star according to a connection state with surrounding pixels for each pixel of the effective data in the binarized data from the noise removal logic;
A grouping label management table (RAM) for storing grouping label numbers for each pixel of (n / 2) LineDelay from the noise removal logic;
A grouping label information line buffer (FIFO) for storing (n / 2) LineDelay grouping label information (grouping label number and binarized data) from the noise removal logic,
The grouping logic is configured to assign a grouping label number from the grouping label management table and the grouping label information line for binarized data for (n / 2) LineDelay from the noise removal logic when assigning the grouping label number. With reference to the grouping label information for ((n + 1) / 2) LineDelay from the buffer, when a plurality of pixels adjacent to the target pixel may have different grouping label numbers, A noise removal / grouping circuit for a start tracker, wherein the smallest grouping label number among the grouping label numbers is used as the grouping label number of the target pixel.
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Citations (3)
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62145380A (en) * | 1985-12-17 | 1987-06-29 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | Removal of noise in black/white picture element image |
JPH0566128A (en) * | 1991-02-15 | 1993-03-19 | Philips Gloeilampenfab:Nv | Method of measuring central position of energy of brightness body |
JPH05189563A (en) * | 1992-01-10 | 1993-07-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Image processor |
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