JPH09251066A

JPH09251066A - 画像目標検出装置

Info

Publication number: JPH09251066A
Application number: JP8057740A
Authority: JP
Inventors: Tomomi Morino; 知視森野; Tetsuji Naoi; 哲二直井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-03-14
Filing date: 1996-03-14
Publication date: 1997-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】高輝度クラッタのエッジ付近の低輝度平坦領
域に存在する目標を安定に検出できる画像目標検出装置
を得る。【解決手段】第１のウインドウ回路１１と第２のウイ
ンドウ回路１２と第３のウインドウ回路１３と、各々の
ウインドウ回路の出力値との中で最小値を出力している
ウインドウ回路を選択するウインドウ選択回路１７と、
ウインドウ選択回路１７で選択したウインドウ回路の出
力値から代表輝度値４ｂを出力する選択ウインドウ代表
値算出回路１８と、注目画素と代表輝度値４ｂの差分値
を表すコントラスト値６ｂを出力するコントラスト算出
回路５と、コントラスト値６ｂとしきい値８を比較して
二値画像９を出力する二値化回路７と、二値画像９の各
有意画素の連結状態を判別し連結領域毎の重心値を算出
する位置検出回路１０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば航空機に
搭載した撮像器または地上に設置した撮像器によって得
られた濃淡画像の中から、コントラストを有する目標の
位置を検出する画像目標検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１２は、従来の画素目標検出装置を示
す回路構成図である。図１２において、１は濃淡画像、
２は濃淡画像１の各注目画素毎に近接する画素の輝度値
を出力する固定ウインドウ回路、３は固定ウインドウ回
路２の出力値から代表値を算出する代表値算出回路、４
ａは代表輝度値、５は画素毎の輝度値と代表輝度値４ａ
との差分値を表すコントラスト値を出力するコントラス
ト算出回路、６ａはコントラスト値、７はコントラスト
値６ａとしきい値を比較して、二値画像を出力する二値
化回路、８はしきい値、９は二値画像、１０は二値画像
の各有意画素の連結状態を判別し目標領域毎の重心値を
算出する位置検出回路である。

【０００３】従来の画素目標検出装置は前記のように構
成され、固定ウインドウ回路２は、濃淡画像１中の画素
毎に近接する画素を切り出す。

【０００４】図１３は、固定ウインドウ回路２で切り出
した画素の配置例を示したものである。６３は注目画
素、６４は固定ウインドウ回路２で切り出した画素を表
す固定ウインドウである。代表値算出回路３は、固定ウ
インドウ６４の各々画素の輝度値から代表輝度値４ａを
出力する。

【０００５】

【数１】

【０００６】式（１）は、代表値算出回路３の一算出例
を示した式である。ｇｍａｘは、固定ウインドウ６４の
画素の輝度値の最大値で、代表輝度値４ａを表す。Ｂｉ
は固定ウインドウ６４の画素ｉの輝度値、ｎは固定ウイ
ンドウ６４の画素総数である。尚、演算子ＭＡＸ｛｝は
｛｝内の最大値を算出する。

【０００７】コントラスト算出回路４は、注目画素６３
の輝度値と代表輝度値４ａとの差分値を表すコントラス
ト値６ａを算出する。

【０００８】

【数２】

【０００９】式（２）は、コントラスト値６ａの一算出
例を示した式である。Ｃａはコントラスト値６ａ、ｇは
注目画素６４の輝度値である。また、代表輝度値４ａよ
り注目画素６４の輝度値が大きい場合は、代表輝度値４
ａと注目画素６４の輝度値との差分値をコントラスト値
６ａとして出力し、代表輝度値４ａより注目画素６４の
輝度値が小さい場合には０を出力する。

【００１０】二値化回路７はコントラスト値６ａをしき
い値８で二値化し、背景と有意画素を弁別する二値画像
９を出力する。例えば、コントラスト値６ａがしきい値
８より大きい注目画素６３を有意画素として、”１”を
出力し、逆に、小さい場合は有意でないとして”０”を
出力する。位置検出回路１０は、二値画像９を入力し
て、各有意画素の連結状態を判別し連結領域毎の重心位
置を算出する。

【００１１】図１４は、連結領域の重心位置の例を示し
たものである。図１４（ａ）は二値画像９の例を示した
ものである。６５は有意画素の連結領域を示す。図１４
（ｂ）は、図１４（ａ）中の点線領域内の拡大図で、連
結領域６５は４画素で構成されていることを表す。６６
は有意画素を表す。位置検出回路１０は、図１４（ｂ）
中の各有意画素６６が４画素で連結していることを検出
し、連結領域の重心位置を算出する。６７は、連結領域
の重心位置を示す。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の方法は、雲等の
高輝度クラッタと低輝度平坦領域とのエッジ付近におい
て、固定ウインドウ６４は高輝度クラッタを含んでしま
うため、代表輝度値４ａが大きくなる。このような高輝
度クラッタのエッジ付近の低輝度平坦領域に目標が存在
していると、目標上画素のコントラスト値６ａが低くな
り、しきい値８で二値化した時、有意画素として現れな
い場合がある。

【００１３】図８は、高輝度クラッタのエッジ付近に目
標が存在する濃淡画像１の例を示したものである。３８
は目標Ａ、３９は目標Ｂ、４０は高輝度クラッタを示
す。

【００１４】図１５（ａ）は、図８の目標Ａ３８、目標
Ｂ３９周辺の輝度分布を示したものである。６５は輝度
分布である。但し、縦軸は輝度値、横軸は図８の点線４
１上の垂直位置である。図１５（ｂ）は式（１）による
代表輝度値４ａの変化を示したものである。注目画素６
３が高輝度クラッタ４０のエッジ付近の低輝度平坦領域
にある場合、固定ウインドウ６４は高輝度クラッタ４０
を含むため、式（１）で算出する代表輝度値４ａが大き
くなり、目標Ａ３８のコントラスト値６ａが低くなる。
図１５（ｃ）は、コントラスト値６ａの変化としきい値
８の関係を示したものである。よって、二値画像９の有
意画素として目標Ａ３８は現れなくなる。このように、
高輝度クラッタのエッジ付近では代表輝度値４ａが大き
くなる結果、高輝度クラッタのエッジ付近の低輝度平坦
領域に存在する目標の輝度値が高輝度クラッタ４０の輝
度値より十分大きくなければ、目標が検出できない問題
点がある。

【００１５】この発明は、このような課題を解消するた
めになされたもので、高輝度クラッタのエッジ付近の低
輝度平坦領域に存在する目標を安定に検出する画素目標
検出装置を得ることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】第１の発明による画素目
標検出装置は、濃淡画像を入力し、画素毎に近接する画
素の輝度値を出力する第１のウインドウ回路と、第１の
ウインドウ回路で指定した画素に近接する画素の輝度値
を出力する第２のウインドウ回路と、第２のウインドウ
回路で指定した画素に近接する画素の輝度値を出力する
第３のウインドウ回路と、第１のウインドウ回路の出力
値の平均値を出力する第１の平均値算出回路と、第２の
ウインドウ回路の出力値の平均値を出力する第２の平均
値算出回路と、第３のウインドウ回路の出力値の平均値
を出力する第３の平均値算出回路と、第１の平均値算出
回路の出力値と第２の平均値算出回路の出力値と第３の
平均値算出回路の出力値との内の最小値を出力している
ウインドウ回路を選択するウインドウ選択回路と、ウイ
ンドウ選択回路で選択したウインドウ回路の出力値から
代表値を算出する選択ウインドウ代表値算出回路と、画
素毎の輝度値と代表値の差分を表すコントラスト値を出
力するコントラスト算出回路と、コントラスト値としき
い値を比較して二値画像を出力する二値化回路と、二値
画像の各有意画素の連結状態を判別し連結領域毎の重心
値を算出する位置検出回路とを備える。

【００１７】また、第２の発明においては、濃淡画像を
入力し、画素毎に近接する画素の輝度値を出力する第１
のウインドウ回路と、第１のウインドウ回路で指定した
画素に近接する画素の輝度値を出力する第２のウインド
ウ回路と、第２のウインドウ回路で指定した画素に近接
する画素の輝度値を出力する第３のウインドウ回路と、
第１のウインドウ回路の出力値の最大値を出力する第１
の最大値算出回路と、第２のウインドウ回路の出力値の
最大値を出力する第２の最大値算出回路と、第３のウイ
ンドウ回路の出力値の最大値を出力する第３の最大値算
出回路と、第１の最大値算出回路の出力値と第２の最大
値算出回路の出力値と第３の最大値算出回路の出力値と
の内の最小値を出力しているウインドウ回路を選択する
ウインドウ選択回路と、ウインドウ選択回路で選択した
ウインドウ回路の出力値から代表値を算出する選択ウイ
ンドウ代表値算出回路と、画素毎の輝度値と代表値の差
分を表すコントラスト値を出力するコントラスト算出回
路と、コントラスト値としきい値を比較して二値画像を
出力する二値化回路と、二値画像の各有意画素の連結状
態を判別し連結領域毎の重心値を算出する位置検出回路
とを備える。

【００１８】また、第３の発明においては、濃淡画像を
入力し、画素毎に近接する画素の輝度値を出力する第１
のウインドウ回路と、第１のウインドウ回路で指定した
画素に近接する画素の輝度値を出力する第２のウインド
ウ回路と、第２のウインドウ回路で指定した画素に近接
する画素の輝度値を出力する第３のウインドウ回路と、
第１のウインドウ回路の出力値のばらつきの度合いを出
力する第１のばらつき度算出回路と、第２のウインドウ
回路の出力値のばらつきの度合いを出力する第２のばら
つき度算出回路と、第３のウインドウ回路の出力値のば
らつきの度合いを出力する第３のばらつき度算出回路
と、第１のばらつき度算出回路の出力値と第２のばらつ
き度算出回路の出力値と第３のばらつき度算出回路の出
力値と内の最小値を出力しているウインドウ回路を選択
するウインドウ選択回路と、ウインドウ選択回路で選択
したウインドウ回路の出力値から代表値を算出する選択
ウインドウ代表値算出回路と、画素毎の輝度値と代表値
の差分を表すコントラスト値を出力するコントラスト算
出回路と、コントラスト値としきい値を比較して二値画
像を出力する二値化回路と、二値画像の各有意画素の連
結状態を判別し連結領域毎の重心値を算出する位置検出
回路とを備える。

【００１９】また、第４の発明においては、上記第１の
ばらつき度算出回路と上記第２のばらつき度算出回路と
上記第３のばらつき度算出回路の各々のばらつき度算出
回路として、各ウインドウ回路の出力値の最小値を出力
する最小値出力回路と、各ウインドウ回路の出力値の最
大値を出力する最大値回路と、最小値出力回路の出力値
と最大値出力回路の出力値の絶対値を上記ウインドウ選
択回路へ出力する絶対値回路とで構成する。

【００２０】また、第５の発明においては、上記第１の
ウインドウ回路の出力値と上記第２のウインドウ算出回
路の出力値と上記第３のウインドウ算出回路の出力値と
を受けて、上記ウインドウ選択回路で選択したウインド
ウ回路の出力値のばらつきの度合いを出力する背景ばら
つき度算出回路と、背景ばらつき度算出回路の出力値の
比例値を出力する比例回路と、比例回路の出力値と選択
ウインドウ代表値算出回路の出力値との第１の加算値を
上記コントラスト算出回路へ出力する加算回路とを備え
る。

【００２１】また、第６の発明においては、上記第１の
ウインドウ回路の出力値と上記第２のウインドウ算出回
路の出力値と上記第３のウインドウ算出回路の出力値と
を受けて、上記ウインドウ選択回路で選択したウインド
ウ回路の出力値のばらつきの度合いを出力する背景ばら
つき度算出回路と、背景ばらつき度算出回路の出力値の
比例値を出力する比例回路と、比例回路の出力値と選択
ウインドウ代表値算出回路の出力値とオフセット値の加
算値を上記コントラスト算出回路へ出力する第２の加算
回路とを備える。

【００２２】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明による装置の実施の形態
１を示す構成図である。１１は、画素毎に近接する画素
の輝度値を出力する第１のウインドウ回路、１２は第１
のウインドウ回路１１で指定した画素に近接する画素の
輝度値を出力する第２のウインドウ回路、１３は第２の
ウインドウ回路１２で指定した画素に近接する画素の輝
度値を出力する第３のウインドウ回路、１４は第１のウ
インドウ回路１１の出力値の平均値を出力する第１の平
均値算出回路、１５は第２のウインドウ回路１２の出力
値の平均値を出力する第２の平均値算出回路、１６は第
３のウインドウ回路１３の出力値の平均値を出力する第
３の平均値算出回路、１７は第１の平均値算出回路１４
の出力値と第２の平均値算出回路１５の出力値と第３の
平均値算出回路１６の出力値との中で最小値を出力して
いるウインドウ回路を選択するウインドウ選択回路、１
８はウインドウ選択回路１７で選択したウインドウ回路
の出力値から代表値を出力する選択ウインドウ代表値算
出回路である。

【００２３】図７は、第１のウインドウ回路１１と第２
のウインドウ回路１２と第３のウインドウ回路１３の各
ウインドウ回路で指定する画素の配置例を示した図であ
る。３４は注目画素、３５は第１のウインドウ回路１１
で指定した画素を表す第１のウインドウ、３６は第２の
ウインドウ回路１２で指定した画素を表す第２のウイン
ドウ、３７は第３のウインドウ回路１３で指定した画素
を表す第３のウインドウである。第１の平均値算出回路
１４は第１のウインドウ３５の画素の輝度値の平均値を
算出する。同様に、第２の平均値算出回路１５は第２の
ウインドウ３６の画素の輝度値の平均値、第３の平均値
算出回路１６は第３のウインドウ３７の画素の輝度値の
平均値を算出する。

【００２４】ウインドウ選択回路１７は、第１の平均値
算出回路１４の出力値と第２の平均値算出回路１５の出
力値と第３の平均値算出回路１６の出力値との内の最小
値を算出しているウインドウ回路を選択する。選択ウイ
ンドウ代表値算出回路１８はウインドウ選択回路１７が
選択したウインドウ回路の出力値から代表輝度値４ｂを
算出する。

【００２５】

【数３】

【００２６】式（３）は、代表輝度値４ｂの一算出例を
示したものである。（３）式のｇｗ−ｍａｘは代表輝度
値４ｂ、ｍ１は第１のウインドウ３５の画素総数、ｍ２
は第２のウインドウ３６の画素総数、ｍ３は第３のウイ
ンドウ３７の画素総数である。尚、演算子ＭＩＮ｛｝は
｛｝内の最小値を表す。（４）式のＢ１ｉは第１のウイ
ンドウ３５の画素ｉの輝度値、（５）式のＢ２ｉは第２
のウインドウ３６の画素ｉの輝度値、（６）式のＢ３ｉ
は第３のウインドウ３７の画素ｉの輝度値である。
（７）式は第１の平均値算出回路１４の出力値、（８）
式は第２の平均値算出回路１５の出力値、（９）式は第
３の平均値算出回路１５の出力値を表したものである。

【００２７】

【数４】

【００２８】式（１０）は、コントラスト値６ｂの一算
出例を示したものである。Ｃｂはコントラスト値６ｂで
ある。

【００２９】図９（ａ）は、図８の濃淡画像１の目標Ａ
３８、目標Ｂ３９付近の輝度分布を示した図である。縦
軸は輝度値、横軸は図８の点線４１の垂直位置を表す。
４２は輝度分布変化である。図９（ｂ）は、図９（ａ）
における式（７）による第１の平均値算出回路１４の出
力値の変化を示したものである。同様に図９（ｃ）は、
式（８）による第２の平均値算出回路１５の出力値変化
を示したものである。図９（ｄ）は、式（９）による第
３の平均値算出回路１６の出力値の変化を示したもので
ある。図９（ｅ）は、式（３）による代表輝度値４ｂの
変化を示したものである。図９（ｆ）は、式（１０）に
よるコントラスト値６ｂとしきい値８との関係を示した
ものである。

【００３０】図９（ｄ）に示すように、高輝度クラッタ
４０のエッジ付近の第３の平均値算出回路１６の出力値
は、第３のウインドウ回路１３に高輝度クラッタの輝度
値を含むため、図９（ｂ）の第１の平均値算出回路１４
の出力値より大きくなる。ウインドウ選択回路１７は、
各平均値出力回路１４〜１６の出力値の内、最小値を出
力するウインドウ回路を選択するので、目標Ａ３８では
第１のウインドウ回路１１が選択される。さらに、選択
ウインドウ代表値算出回路１８は、第１のウインドウ回
路１１の出力値に高輝度クラッタの輝度値がないので、
高輝度クラッタの輝度値の影響を除去にした代表輝度値
４ｂを算出することができる。図９（ｅ）に示すように
高輝度クラッタ４０のエッジ付近の目標Ａ３８の代表輝
度値４ｂが大きくならない結果、図９（ｆ）のように目
標Ａ３８のコントラスト値６ｂを低くすることなく、安
定に検出することができる。

【００３１】このように、各ウインドウ回路毎の出力値
の平均値に応じて、ウインドウ選択回路１７と選択ウイ
ンドウ代表値算出回路１８とは、最適な代表輝度値４ｂ
を算出するので、高輝度クラッタのエッジ付近の目標を
安定に検出することができる。

【００３２】実施の形態２．図２は、この発明の実施の
形態２を示す構成図である。前記実施の形態１では、第
１のウインドウ回路１１、第２のウインドウ回路１２、
第３のウインドウ回路１３の各ウインドウ回路で指定し
た画素の平均値に応じて、代表輝度値４ｂを算出するウ
インドウ回路を決定したが、各ウインドウ回路で指定し
た画素の最大値に応じて、ウインドウ回路を選択しても
同様の効果がある。１９は、第１のウインドウ回路１１
の出力値の最大値を出力する第１の最大値算出回路、２
０は、第２のウインドウ回路１２の出力値の最大値を出
力する第２の最大値算出回路、２１は、第３のウインド
ウ回路１３の出力値の最大値を出力する第３の最大値算
出回路である。

【００３３】ウインドウ選択回路１７は、第１の最大値
算出回路１９と第２の最大値算出回路２０と第３の最大
値算出回路２１の出力値との中で最小値を算出している
ウインドウ回路を選択する。選択ウインドウ代表値算出
回路１８はウインドウ選択回路１７で選択したウインド
ウ回路の出力値から代表輝度値４ｂを出力する。

【００３４】

【数５】

【００３５】式（１１）は、代表輝度値４ｂの一算出例
を示したものである。

【００３６】

【数６】

【００３７】式（１２）は、式（１１）を変形したもの
である。

【００３８】高輝度クラッタのエッジ付近の低輝度平坦
領域を注目画素とした場合、第３のウインドウ回路１３
の出力値には高輝度クラッタの輝度値を含むので、第３
の最大値算出回路２１の出力値は高輝度クラッタの輝度
値と同値となる。一方、第１のウインドウ回路１１の出
力値には高輝度クラッタの輝度値を含まないので、低輝
度平坦領域の輝度値と同値となる。よって、高輝度クラ
ッタのエッジ付近でのウインドウ選択回路１７は、第１
のウインドウ回路１１を選択する。さらに、選択ウイン
ドウ代表値算出回路１８は、第１のウインドウ回路１１
の出力値に高輝度クラッタの輝度値がないので、高輝度
クラッタの輝度値の影響を除去にした代表輝度値４ｂを
算出することができる。よって、前記実施の形態１と同
様に、図８における高輝度クラッタのエッジ付近の目標
Ａ３８のコントラスト値６ｂを抑圧することなく、目標
を安定に検出することができる。

【００３９】このように、各ウインドウ回路毎の出力値
の最大値に応じて、ウインドウ選択回路１７と選択ウイ
ンドウ代表値算出回路１８とは、最適な代表輝度値４ｂ
を算出するので、高輝度クラッタのエッジ付近の目標を
安定に検出することができる。

【００４０】実施の形態３．図３は、この発明の実施の
形態３を示す構成図である。前記実施の形態１では、第
１のウインドウ回路１１、第２のウインドウ回路１２、
第３のウインドウ回路１３の各ウインドウ回路で指定し
た画素の平均値に応じて、代表輝度値４ｂを算出するウ
インドウ回路を選択したが、各ウインドウ回路の出力値
のばらつきの度合いに応じて、ウインドウ回路を選択し
ても同様の効果がある。２２は、第１のウインドウ回路
１１の出力値のばらつきの度合いを出力する第１のばら
つき度算出回路、２３は、第２のウインドウ回路１２の
出力値のばらつきの度合いを出力する第２のばらつき度
算出回路、２４は、第３のウインドウ回路１３の出力値
のばらつきの度合いを出力する第３のばらつき度算出回
路である。

【００４１】ウインドウ選択回路１７は、第１のばらつ
き度算出回路２２と第２のばらつき度算出回路２３と第
３のばらつき度算出回路２４の出力値との中で最小値を
出力しているウインドウ回路を選択する。選択ウインド
ウ代表値算出回路１８はウインドウ選択回路１７で選択
したウインドウ回路の出力値から代表輝度値４ｂを出力
する。

【００４２】

【数７】

【００４３】式（１３）は、代表輝度値４ｂの一算出例
を示したものである。式（１３）のσ１は第１のウイン
ドウ回路１１の出力値のばらつきの度合いで、本実施の
形態では式（１４）に示すように標準偏差とした。同様
にσ２は第２のウインドウ回路１２の出力値のばらつき
の度合いで、式（１５）に示すように標準偏差とし、σ
３は第３のウインドウ回路１３の出力値のばらつきの度
合いで、式（１６）に示すように標準偏差とする。

【００４４】高輝度クラッタのエッジ付近の低輝度平坦
領域を注目画素とした場合、第３のウインドウ回路１３
の出力値には高輝度クラッタの輝度値と低輝度平坦領域
の輝度値とを含むので、第３のばらつき度算出回路２４
の出力値は大きくなる。一方、第１のウインドウ回路１
１の出力値には低輝度平坦領域の輝度値のみしか含まな
いので、第１のばらつき度算出回路２２の出力値は小さ
くなる。よって、高輝度クラッタのエッジ付近でのウイ
ンドウ選択回路１７は、第１のウインドウ回路１１を選
択する。さらに、選択ウインドウ代表値算出回路１８
は、第１のウインドウ回路１１の出力値に高輝度クラッ
タの輝度値がないので、高輝度クラッタの影響を除去し
た代表輝度値４ｂを算出することができる。よって、前
記実施の形態１と同様に、図８の高輝度クラッタ４０の
エッジ付近に存在する目標Ａ３８のコントラスト値６ｂ
を抑圧することなく、目標を安定に検出することができ
る。

【００４５】このように、各ウインドウ回路毎の出力値
のばらつきの度合に応じて、ウインドウ選択回路１７と
選択ウインドウ代表値算出回路１８とは、最適な代表輝
度値４ｂを算出するので、高輝度クラッタのエッジ付近
の目標を安定に検出することができる。

【００４６】実施の形態４．図４は、この発明の実施の
形態４を示す構成図である。本実施の形態では、第１の
ばらつき度算出回路２２、第２のばらつき度算出回路２
３、第３のばらつき度算出回路２４として、各ウインド
ウ回路毎の出力値の最大値を算出する最大値検出回路
と、各々の入力輝度値の最小値を算出する最小値検出回
路と、最大値検出回路の出力値と最小値検出回路との絶
対値をばらつきの度合としてウインドウ選択回路１７へ
出力する絶対値回路とで構成する。２５ａは第１のウイ
ンドウ回路１１の出力値の最大値を算出する最大値検出
回路，２６ａは第１のウインドウ回路１１の出力値の最
小値を算出する最小値検出回路、２７ａは最大値検出回
路２５ａの出力値と最小値検出回路２６ａの出力値との
差分値を出力する絶対値回路である。同様に、２５ｂは
第２のウインドウ回路１２の出力値の最大値を算出する
最大値検出回路、２６ｂは第２のウインドウ回路１２の
出力値の最小値を算出する最小値検出回路、２７ｂは最
大値検出回路２５ｂの出力値と最小値検出回路２６ｂの
出力値との差分値を出力する絶対値回路、２５ｃは第３
のウインドウ回路１３の出力値の最大値を算出する最大
値検出回路、２６ｃは第３のウインドウ回路１３の出力
値の最小値を算出する最小値検出回路、２７ｃは最大値
検出回路２５ｃの出力値と最小値検出回路２６ｃの出力
値の差分値を出力する絶対値回路である。

【００４７】

【数８】

【００４８】式（１７）は、代表輝度値４ｂの一算出例
を示したものである。式（１８）は絶対値回路２７ａの
出力値を示したものである。同様に式（１９）は絶対値
回路２７ｂの出力値、式（２０）は絶対値回路２７ｃの
出力値を表す。

【００４９】絶対値回路２７ａ，２７ｂ，２７ｃの出力
値は、各ウインドウ回路毎の出力値の最大振幅を表す。
高輝度クラッタのエッジ付近の低輝度平坦領域を注目画
素とした場合、第３のウインドウ回路１３の出力値には
高輝度クラッタの輝度値と低輝度平坦領域の輝度値が混
在するので、絶対値回路２７ｃの出力値は低輝度平坦領
域と高輝度クラッタとの輝度差となる。一方、第１のウ
インドウ回路１１の出力値には高輝度クラッタの輝度値
を含まないので、絶対値回路２７ａの出力値は、零に近
い値となる。故に、各絶対値回路２７ａ，２７ｂ，２７
ｃの出力値の内の最小値を出力しているウインドウ回路
の出力値は、高輝度クラッタの輝度値を含まないように
なる。さらに、選択ウインドウ代表値算出回路１８は、
高輝度クラッタのエッジの影響を除去した代表輝度値４
ｂを算出することができる。よって、前記実施の形態３
と同様に、図８において高輝度クラッタのエッジ付近の
目標Ａ３８のコントラスト値６ｂを抑圧することなく、
目標を安定に検出することができる。

【００５０】このように、各ウインドウ回路で指定した
画素の輝度変化の最大振幅に応じて、ウインドウ選択回
路１７と選択ウインドウ代表値算出回路１８とは、最適
な代表輝度値４ｂを算出するので、高輝度クラッタのエ
ッジ付近の目標を安定に検出することができる。

【００５１】実施の形態５．図５は、この発明の実施の
形態５を示す構成図である。前記実施の形態１〜４は、
高輝度クラッタ内の輝度分布がなだらかな場合について
述べたが、本実施の形態では、例えば高積雲等のような
複雑な輝度分布している高輝度クラッタの場合を考え
る。複雑な輝度分布をしている高輝度クラッタは、局所
的に輝度値が突出した画素を多数含み、前記実施の形態
１〜４の代表輝度値４ｂの算出方法では、局所的に輝度
値が突出した画素を誤検出する場合がある。本実施の形
態では、ウインドウ選択回路１７で選択したウインドウ
回路の出力値のばらつきの度合に応じた値を、代表輝度
値４ｂに加算することによって、高輝度クラッタ中の輝
度変化による誤検出を抑圧する。２８は、ウインドウ選
択回路１７によって選択したウインドウ回路の出力値の
ばらつきの度合を算出する背景ばらつき度算出回路、２
９は背景ばらつき度算出回路２８の出力値の比例値を算
出する比例回路、３０は比例回路の比例定数、３１は選
択ウインドウ代表値算出回路１８の出力値と比例回路２
９の出力値との加算値を代表輝度値４ｃとして出力する
第１の加算回路である。

【００５２】

【数９】

【００５３】式（２４）は、第１の加算回路３１による
代表輝度値４ｃの一算出例を示したものである。ｇσは
代表輝度値４ｃ、σは背景ばらつき度算出回路の出力
値、Ａは比例定数３０、ｇｗ−ｍａｘは、選択ウインド
ウ代表値算出回路１８の出力値を示す。

【００５４】

【数１０】

【００５５】式（２５）は、コントラスト値６ｃの一算
出例を示したものである。Ｃｃはコントラスト値６ｃを
表す。

【００５６】図１０（ａ）は、図８の高輝度クラッタが
複雑な輝度分布をしている場合の輝度分布例を示したも
のである。４９は複雑な輝度分布の高輝度クラッタを表
す。尚、横軸は図８の点線４１の垂直位置、縦軸は輝度
値を表し、図中のＡ，Ｂは、それぞれ目標Ａ３８と目標
Ｂ３９の位置に対応する。図１０（ｂ）は選択ウインド
ウ代表値算出回路１８の出力値（ｇｗ−ｍａｘ）の変化
を示したものである。この選択ウインドウ代表値算出回
路１８の出力値（ｇｗ−ｍａｘ）をコントラスト算出回
路５に入力すると、複雑な輝度分布をしている高輝度ク
ラッタ４７中の画素のコントラスト値６ｂが大きくなっ
てしまい、誤検出の原因となる。図１０（ｃ）は、比例
回路２９の出力値（Ａ×σ）を示したものである。複雑
な輝度分布をしている高輝度クラッタ４９の背景ばらつ
き度算出回路２８の出力値σは大きくなるので、（Ａ×
σ）値も必然的に大きな値となる。図１０（ｄ）は、代
表輝度値４ｃ（ｇσ）の変化をを示したものである。背
景ばらつき度算出回路２８の出力値σが大きい複雑な輝
度分布の高輝度クラッタ４９の代表輝度値４ｃ（ｇσ）
は大きくなり、複雑な輝度分布をしている高輝度クラッ
タ４９中のコントラスト値６ｃを低くすることができ
る。一方、低輝度平坦領域に存在する目標Ａ３８、目標
Ｂ３９の代表輝度値４ｃ（ｇσ）は大きくならないの
で、目標Ａ３８、目標Ｂ３９のコントラスト値６ｃは低
くならない。図１０（ｆ）は、（２５）式によるコント
ラスト値６ｃ（Ｃｃ）としきい値８との関係を示したも
のである。このように、選択ウインドウ代表値算出回路
１８の出力値と背景ばらつき度算出回路２８の出力値の
比例値との加算値を代表輝度値４ｃにすることにより、
複雑な輝度分布をしている高輝度クラッタ中のコントラ
スト値６ｃを低くすることができ、且つ低輝度平坦領域
に存在する目標のコントラスト値６ｃは低くならず、安
定に検出することが可能になる。

【００５７】実施の形態６．図６は、この発明の実施の
形態６を示す構成図である。前記実施の形態５では、濃
淡画像１の信号成分にノイズ成分がランダムに重複して
いる場合、ノイズ成分を誤検出してしまう場合がある。
そこで、濃淡画像１全体のノイズ成分値が既知である場
合、ノイズ成分による輝度変化分をコントラスト値６ｃ
から予め除去することによって、ノイズ成分の影響を受
けないようにすることができる。本実施の形態では、代
表輝度値４ｄを選択ウインドウ代表値算出回路１８の出
力値と比例回路２９の出力値とノイズ成分との加算値と
することにより、ノイズ成分による輝度変化分を抑圧す
る。３２は、選択ウインドウ代表値算出回路１８の出力
値と比例回路２９の出力値とノイズ成分との加算値を出
力する第２の加算回路、３３はノイズ成分を表すオフセ
ット値である。

【００５８】

【数１１】

【００５９】式（２６）は、第２の加算回路３２の出力
値の代表輝度値４ｄの一算出例を示したものである。但
し、３σｎは、オフセット値３３で、σｎは濃淡画像１
のノイズ成分の標準偏差を表す。また、ノイズ成分が統
計的に正規分布である時、３σｎ以上の輝度値であるノ
イズ成分値は０．３％となり、３σｎはノイズ成分の大
きさを考慮した値である。

【００６０】

【数１２】

【００６１】式（２７）は、コントラスト値６ｄの一算
出例を示したものである。

【００６２】図１１（ａ）は、図８の濃淡画像１にノイ
ズがランダムに重複している輝度分布例を示したもので
ある。５６はノイズがランダムに重複している輝度分布
を表す。縦軸は輝度値、横軸は図８の点線４１の垂直位
置を示す。尚、図中のＡ，Ｂは、それぞれ目標Ａ３８と
目標Ｂ３９に対応する。５７はノイズ成分重複した場合
の輝度変化領域である。ノイズ成分重複により、低輝度
平坦領域にも、局所的に輝度値が突出した画素を含むこ
とになる。図１１（ｂ）は前記実施の形態４で示した式
（２４）による代表輝度値４ｃの変化、図１１（ｃ）は
式（２６）による代表輝度値４ｄの変化を示したもので
ある。ノイズ成分のオフセット値３３の増加分によっ
て、ノイズ成分による輝度変化５９の抑圧が可能にな
る。図１１（ｅ）は、式（２７）によるコントラスト値
６ｄ（Ｃｄ）としきい値８との関係を示したものであ
る。このように予め既知値であるノイズ成分の影響をコ
ントラスト値６ｄから除去することにより、安定に目標
のみを検出することができる。

【００６３】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００６４】第１の発明によれば、各ウインドウ回路毎
の出力値の平均値に応じて、ウインドウ選択回路と選択
ウインドウ代表値算出回路は最適な代表輝度値を算出す
るので、輝度クラッタのエッジ付近の低輝度平坦領域に
存在する目標のコントラスト値を抑圧することなく安定
に検出する効果がある。

【００６５】第２の発明によれば、各ウインドウ回路毎
の出力値の最大値に応じて、ウインドウ選択回路と選択
ウインドウ代表値算出回路は最適な代表輝度値を算出す
るので、高輝度クラッタのエッジ付近の低輝度平坦領域
に存在する目標のコントラスト値を抑圧することなく安
定に検出する効果がある。

【００６６】第３の発明によれば、各ウインドウ回路毎
の出力値のばらつきの度合に応じて、ウインドウ選択回
路と選択ウインドウ代表値算出回路は最適な代表輝度値
を算出するので、高輝度クラッタのエッジ付近の低輝度
平坦領域に存在する目標のコントラスト値を抑圧するこ
となく安定に検出する効果がある。

【００６７】第４の発明によれば、ばらつきの度合とし
て各ウインドウ回路毎の出力値の最大値と最小値との絶
対値とすることにより、高輝度クラッタを含まないウイ
ンドウ回路を選択することが可能になるので、ウインド
ウ選択回路と選択ウインドウ代表値算出回路は最適な代
表輝度値を算出するので、高輝度クラッタのエッジ付近
の目標のコントラスト値を抑圧することなく安定に検出
する効果がある。

【００６８】第５の発明によれば、背景輝度ばらつき度
算出回路の出力値の比例値と選択ウインドウ代表値算出
回路の出力値との加算値を代表輝度値とするので、代表
輝度値はウインドウ選択回路の出力値のばらつきの度合
に応じて変化する。よって、平坦な輝度分布領域内の目
標のコントラスト値は抑圧されず安定して検出でき、複
雑な輝度分布領域での誤検出を低減する効果がある。

【００６９】第６の発明によれば、濃淡画像本来の信号
成分にノイズがランダムに重複している場合、ノイズ成
分による変化量を代表輝度値に予め加えることによっ
て、ノイズの影響を受けないようにする。故に、既知の
ノイズ成分値をオフセット値に反映し、代表輝度値をオ
フセット値分だけ増加させる。コントラスト算出回路は
ノイズ成分値以下の画素に対して０を出力するので、ノ
イズ成分を含んだ濃淡画像でも安定して目標のみを検出
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による装置の実施の形態１を示す構
成図である。

【図２】この発明による装置の実施の形態２を示す構
成図である。

【図３】この発明による装置の実施の形態３を示す構
成図である。

【図４】この発明による装置の実施の形態４を示す構
成図である。

【図５】この発明による装置の実施の形態５を示す構
成図である。

【図６】この発明による装置の実施の形態６を示す構
成図である。

【図７】この発明の実施の形態１の説明図である。

【図８】この発明の実施の形態１の説明図である。

【図９】この発明の実施の形態１の説明図である。

【図１０】この発明の実施の形態５の説明図である。

【図１１】この発明の実施の形態６の説明図である。

【図１２】従来例を示す構成図である。

【図１３】従来例の説明図である。

【図１４】従来例の説明図である。

【図１５】従来例の説明図である。

【符号の説明】

１濃淡画像、２固定ウインドウ回路、３代表値算
出回路、４代表輝度値、５コントラスト算出回路、
６コントラスト値、７二値化回路、８しきい値、
９二値画像、１０位置検出回路、１１第１のウイ
ンドウ回路、１２第２のウインドウ回路、１３第３
のウインドウ回路、１４第１の平均値算出回路、１５
第２の平均値算出回路、１６第３の平均値算出回
路、１７ウインドウ選択回路、１８選択ウインドウ代
表値算出回路、１９第１の最大値算出回路、２０第
２の最大値算出回路、２１第３の最大値算出回路、２
２第１のばらつき度算出回路、２３第２のばらつき度
算出回路、２４第３のばらつき度算出回路、２５最
大値検出回路、２６最小値検出回路、２７絶対値回
路、２８背景ばらつき度算出回路、２９比例回路、
３０比例定数、３１第１の加算回路、３２第２の
加算回路、３３オフセット値、３４注目画素、３５
第１のウインドウ、３６第２のウインドウ、３７
第３のウインドウ、３８目標Ａ、３９目標Ｂ、４０
高輝度クラッタ、４１点線、４２輝度分布、４３
第１の平均値算出回路の出力値、４４第２の平均値
算出回路の出力値、４５第３の平均値算出回路の出力
値、４６代表輝度値４ｂ、４７コントラスト値６
ｂ、４８しきい値、４９複雑輝度分布の高輝度クラ
ッタ、５０輝度分布、５１選択ウインドウ代表値算
出回路の出力値、５２比例回路の出力値、５３代表輝
度値４ｃ、５４コントラスト値６ｃ、５５しきい値、
５６輝度分布、５７ノイズ成分による輝度変化領
域、５８第１の加算回路の出力値、５９ノイズ成分
による輝度変化、６０代表輝度値４ｄ、６１コント
ラスト値６ｄ、６２しきい値、６３注目画素、６４
固定ウインドウ、６５連結領域、６６有意画素、
６７重心位置、６８輝度分布、６９代表輝度値４
ａ、７０コントラスト値６ａ、７１しきい値。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】濃淡画像を入力し、画素毎に近接する画
素の輝度値を出力する第１のウインドウ回路と、この第
１のウインドウ回路で指定した画素に近接する画素の輝
度値を出力する第２のウインドウ回路と、この第２のウ
インドウ回路で指定した画素に近接する画素の輝度値を
出力する第３のウインドウ回路と、上記第１のウインド
ウ回路の出力値の平均値を出力する第１の平均値算出回
路と、上記第２のウインドウ回路の出力値の平均値を出
力する第２の平均値算出回路と、上記第３のウインドウ
回路の出力値の平均値を出力する第３の平均値算出回路
と、上記第１の平均値算出回路の出力値と第２の平均値
算出回路の出力値と第３の平均値算出回路の出力値の
内、最小値を出力しているウインドウ回路を選択するウ
インドウ選択回路と、上記ウインドウ選択回路で選択し
たウインドウ回路の出力値から代表値を算出する選択ウ
インドウ代表値算出回路と、上記画素毎の輝度値と代表
値の差分を表すコントラスト値を出力するコントラスト
算出回路と、上記コントラスト値としきい値を比較して
二値画像を出力する二値化回路と、上記二値画像から目
標の位置を算出する位置検出回路とを備えたことを特徴
とする画像目標検出装置。
【請求項２】濃淡画像を入力し、画素毎に近接する画
素の輝度値を出力する第１のウインドウ回路と、この第
１のウインドウ回路で指定した画素に近接する画素の輝
度値を出力する第２のウインドウ回路と、この第２のウ
インドウ回路で指定した画素に近接する画素の輝度値を
出力する第３のウインドウ回路と、上記第１のウインド
ウ回路の出力値の最大値を出力する第１の最大値算出回
路と、上記第２のウインドウ回路の出力値の最大値を出
力する第２の最大値算出回路と、上記第３のウインドウ
回路の出力値の最大値を出力する第３の最大値算出回路
と、上記第１の最大値算出回路の出力値と第２の最大値
算出回路の出力値と第３の最大値算出回路の出力値の
内、最小値を出力しているウインドウ回路を選択するウ
インドウ選択回路と、このウインドウ選択回路で選択し
たウインドウ回路の出力値から代表値を算出する選択ウ
インドウ代表値算出回路と、上記画素毎の輝度値と代表
値の差分を表すコントラスト値を出力するコントラスト
算出回路と、上記コントラスト値としきい値を比較して
二値画像を出力する二値化回路と、上記二値画像から目
標の位置を算出する位置検出回路とを備えたことを特徴
とする画像目標検出装置。
【請求項３】濃淡画像を入力し、画素毎に近接する画
素の輝度値を出力する第１のウインドウ回路と、この第
１のウインドウ回路で指定した画素に近接する画素の輝
度値を出力する第２のウインドウ回路と、この第２のウ
インドウ回路で指定した画素に近接する画素の輝度値を
出力する第３のウインドウ回路と、上記第１のウインド
ウ回路の出力値のばらつきの度合いを出力する第１のば
らつき度算出回路と、上記第２のウインドウ回路の出力
値のばらつきの度合いを出力する第２のばらつき度算出
回路と、上記第３のウインドウ回路の出力値のばらつき
の度合いを出力する第３のばらつき度算出回路と、上記
第１のばらつき度算出回路の出力値と第２のばらつき度
算出回路の出力値と第３のばらつき度算出回路の出力値
の内、最小値を出力しているウインドウ回路を選択する
ウインドウ選択回路と、このウインドウ選択回路で選択
したウインドウ回路の出力値から代表値を算出する選択
ウインドウ代表値算出回路と、上記画素毎の輝度値と代
表値の差分を表すコントラスト値を出力するコントラス
ト算出回路と、上記コントラスト値としきい値を比較し
て二値画像を出力する二値化回路と、上記二値画像から
目標の位置を算出する位置検出回路とを備えたことを特
徴とする画像目標検出装置。
【請求項４】上記第１のばらつき度算出回路、上記第
２のばらつき度算出回路および上記第３のばらつき度算
出回路の各ばらつき度算出回路として、各ウインドウ回
路の出力値の最小値を出力する最小値検出回路と、各ウ
インドウ回路の出力値の最大値を出力する最大値検出回
路と、前記最小値検出回路の出力値と最大値検出回路の
出力値の絶対値を上記ウインドウ選択回路へ出力する絶
対値回路とで構成したことを特徴とする請求項３記載の
画像目標検出装置。
【請求項５】上記第１のウインドウ回路の出力値と上
記第２のウインドウ算出回路の出力値および第３のウイ
ンドウ算出回路の出力値とを受けて、上記ウインドウ選
択回路で選択したウインドウ回路の出力値のばらつきの
度合いを出力する背景ばらつき度算出回路と、この背景
ばらつき度算出回路の出力値の比例値を出力する比例回
路と、この比例回路の出力値と選択ウインドウ代表値算
出回路の出力値との加算値を上記コントラスト算出回路
へ出力する加算回路とを備えたことを特徴とする請求項
１，２，３あるいは請求項４記載の画像目標検出装置。
【請求項６】上記第１のウインドウ回路の出力値と上
記第２のウインドウ算出回路の出力値および第３のウイ
ンドウ算出回路の出力値とを受けて、上記ウインドウ選
択回路で選択したウインドウ回路の出力値のばらつきの
度合いを出力する背景ばらつき度算出回路と、この背景
ばらつき度算出回路の出力値の比例値を出力する比例回
路と、この比例回路の出力値と選択ウインドウ代表値算
出回路の出力値とオフセット値の加算値を上記コントラ
スト算出回路へ出力する加算回路とを備えたことを特徴
とする請求項１，２，３あるいは請求項４記載の画像目
標検出装置。