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赤外線画像からの目標抽出のための画像処理方法、目標抽出方法、抽出目標を追尾する地上観測方法、飛しょう体の誘導方法及びそれらの装置

国内特許コード P05A007971
整理番号 1987
掲載日 2005年12月2日
出願番号 特願2002-010228
公開番号 特開2003-215226
登録番号 特許第3502933号
出願日 平成14年1月18日(2002.1.18)
公開日 平成15年7月30日(2003.7.30)
登録日 平成15年12月19日(2003.12.19)
発明者
  • 秋山 晃
  • 中野 清志
  • 渡邊 孝廣
  • 岡崎 正
出願人
  • 防衛装備庁長官
  • 川崎重工業株式会社
発明の名称 赤外線画像からの目標抽出のための画像処理方法、目標抽出方法、抽出目標を追尾する地上観測方法、飛しょう体の誘導方法及びそれらの装置
発明の概要 【課題】 高温な部分背景の誤抽出を無くすと共に目標全体の抽出を正確に行うことにより目標識別精度を向上させる。
【解決手段】 赤外線画像の各画素を画素毎の温度差に注目して温度差がある一定値以下の隣接する画素同士を合わせて幾つかの部品に統合し、抽出すべき目標を想定した大きさ・形状の枠よりも大きな部品を排除することにより、不要な部分を削除することを特徴とする赤外線画像からの目標抽出のための画像処理方法。目標の形状を乱す部品を排除して目標に最も近い大きさ・形の目標候補を抽出することを特徴とする目標抽出方法。目標抽出方法により抽出する目標候補の大きさ・形状を決定し、この目標候補の赤外線画像の中でのアドレスを追尾することを特徴とする地上観測方法。目標抽出方法により抽出する目標候補の大きさ・形状を決定し、この目標候補の赤外線画像の中でのアドレスを追尾し、飛しょう体を目標に誘導することを特徴とする誘導方法。
従来技術、競合技術の概要


従来、地表面を背景としてその上にある目標(例えば車両)を赤外線カメラで撮像すると、目標は背景よりも温度が高いことが多いため、ある温度(輝度)以上の部分を目標として抽出する画像処理が一般的に行われていた。これを2値化処理という。図8のaはこの目標抽出のための画像処理方法における原画像、図8のbは2値化処理により抽出した目標(車両)を示す処理画像である。
然し乍ら、太陽光等により部分的に暖められた背景が目標(車両)よりも高温になることもしばしばあり、このような状況では目標(車両)以外の背景部分が目標(車両)として誤抽出されるという問題があった。図9のaは太陽光により背景が部分的に加熱された状況における原画像、図9のbは2値化処理により抽出した目標(車両)及び誤抽出された背景を示す処理画像である。
また、一部分が背景よりも高温で、別の部分が背景よりも低温である目標(車両)は、2値化処理では目標(車両)全体を抽出することはできず、形状等により抽出した部分が目標(車両)であるか正しく判断できないという問題があった。図10のaは目標(車両)の一部分が背景より高温で、別の部分が背景より低温の場合の原画像、図10のbは2値化処理により抽出した目標(車両)を示す処理画像である。

産業上の利用分野


本発明は、赤外線画像からの目標抽出のための画像処理方法、その画像処理方法により処理した画像から抽出すべき目標を正確に抽出する目標抽出方法、その目標抽出方法により抽出した目標を追尾する地上観測方法、目標を追尾し飛しょう体を目標に誘導する誘導方法、及びそれらの装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
赤外線画像の各画素を画素毎の温度差に注目して温度差がある一定値以下の隣接する画素同士を合わせて幾つかの部品に統合し、統合した部品のうち、抽出すべき目標を想定した大きさ・形状の枠よりも大きな部品を排除することにより、不要な部分を削除することを特徴とする赤外線画像からの目標抽出のための画像処理方法。

【請求項2】
請求項1記載の画像処理方法による画像処理で残った部品から抽出すべき目標を想定した大きさ・形状の枠内に部品が存在する密度が高いところから部品同士を順次結合し、目標の形状を乱す部品を排除して目標に最も近い大きさ・形の目標候補を抽出することを特徴とする目標抽出方法。

【請求項3】
地上観測位置と目標との相対距離を計測し、この相対距離と想定目標サイズ、赤外線画像の1画素当りの角度から目標枠の大きさを演算し、この目標枠により請求項2記載の目標抽出方法により抽出する目標候補の大きさ・形状を決定し、この目標候補の赤外線画像の中でのアドレスを追尾することを特徴とする抽出目標を追尾する地上観測方法。

【請求項4】
地上観測位置から計測した目標の3次元位置と慣性位置演算方法により取得した飛しょう体の3次元位置とにより目標と飛しょう体の相対距離を演算し、この相対距離と想定目標サイズ、赤外線画像の1画素当りの角度から目標枠の大きさを演算し、この目標枠により請求項2記載の目標抽出方法により抽出する目標候補の大きさ・形状を決定し、この目標候補の赤外線画像の中でのアドレスを追尾し、飛しょう体を目標に誘導することを特徴とする飛しょう体の誘導方法。

【請求項5】
目標を撮像する赤外線画像撮像装置と、撮像した赤外線画像のノイズを除去する前処理回路と、温度差がある一定値以下の隣接する画素同士を合わせて幾つかの部品に統合する統合処理回路と、抽出すべき目標を想定した大きさ・形状の枠よりも大きな部品を排除する背景除去回路とより成る画像処理装置。

【請求項6】
請求項5記載の画像処理装置と、この画像処理装置による画像処理で残った部品から抽出すべき目標の大きさと形状を想定した枠内に部品が存在する密度が高いところから部品同士を順次結合し、目標の形状を乱す部品を排除して目標に最も近い大きさ・形の目標候補を抽出する部品統合回路とより成る目標抽出装置。

【請求項7】
請求項6記載の目標抽出装置と、地上観測位置と目標との相対距離を計測する相対距離計測装置と、この相対距離計測装置により計測した相対距離と想定目標サイズ、赤外線画像の1画素当りの角度から目標枠の大きさを演算する目標サイズ演算器とより成り、前記目標サイズ演算器で演算して得た目標枠を前記目標抽出装置の背景除去回路と部品統合回路における想定目標枠として入力するように構成したことを特徴とする地上観測装置。

【請求項8】
請求項6記載の目標抽出装置と、目標の3次元位置を計測する目標計測装置と、飛しょう体の3次元位置を演算する慣性位置演算装置と、目標計測装置により計測した目標の3次元位置と慣性位置演算装置により演算した飛しょう体の3次元位置とにより目標と飛しょう体の相対距離を演算する相対距離演算器と、この相対距離演算器により演算した相対距離と想定目標サイズ、赤外線画像の1画素当りの角度から目標枠の大きさを演算する目標サイズ演算器とより成り、前記目標サイズ演算器で演算して得た目標枠を前記目標抽出装置の背景除去回路と部品統合回路における想定目標枠として入力するように構成されて飛しょう体に搭載されている誘導装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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