JPH03500838A - 画像センサを試験する自動システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 画像センサを試験する自動システム 発明の分野 本発明は、自動試験システムに関する。特に、本発明は最小の分解可能な信号の エリアにおいてセンサ特性を適合させる画像センサを試験する自動システムに関 する。

本発明はここで示された適用に対する特定の実施例を参照して記載されているが 、本発明はそれに限定されないことを理解すべきである。当業者は本発明の技術 的範囲内において付加的な修正、適用および実施例を理解するであろう。

関連技術の説明 現在、一般的に画像センサが仕様を満足するかどうかを評価し、値をめるために 観察者を実際に使用する。画像センサを試験するために観察者を使用することは いくつかの欠点を有する。

はとんどの場合において、観察者は特別に訓練されなければならない。この訓練 は一般的に時間を費やし、費用がかかる。さらに、観察者はこのような特別訓練 の後でも試験下のセンサに対する許容可能な出力の決定において異なる。個々の 観察者および観察者のグループ間の両方に対するセンサ出力の人間の認知力の反 復性の欠如は画像センサの不適切な評価の発生を増加させる。また、画像センサ は主観的な可視ディスプレイを介して評価されるため、画像センサからの出力が 客観的な仕様を満足するかどうかを決定することは困難である。

画像センサに対する適用は、地上および機上下職員にょンて使用される赤外線シ ステム、航空機検出および航行用レーダシステム、並びに可視モニタ用テレビジ ョンシステムを含む。各適用は画像センサに異なるセットの要求を課す。これら の環境下で、観察者がセンサを試験するために使用されたとき、とのセンサ出力 を測定するかによって適切な基準を得ることは困難である。

いくつかの場合において、センサの測定される基準は所定のサンプルまたは時間 期間に対する観察者のある特定グループの認知に基づく。残念ながら、観察者は センサを適切に評価する能力において一日ごとに変化するので、いくつかのセン サ１よそれが故障したときこのような基準の下に許容され、またはその逆も考え られる。

センサ許容性の人為的決定は時間を費やすという事実に加えて、センサの不適切 な評価から多数の悪い結果が生じることが知られている。故障していると思われ た使用可能なセンサは置換または修理されるために費用がかかる。最終ユーザに よって不適切に通過されたセンサの識別および置換もまた高価である。付加的な 出費はこのようなセンサを積出し、受取り、評価し、送り返される際に生じる。

さらに、画像センサの人為的評価はセンサ装置が可視出力が得られるように完成 された場合にのみ典型的に実行される。

センサのこの遅い試験は、故障が初期にセンサの装置中で容易に検出されること ができないことに問題がある。完成したセンサ装置中に発見された問題は典型的 に組立前のサブ装置中で発見されたものよりも修理するのにかなり費用がかかる 。

すなわち故障した素子は置換されることができず、センサ装置の完成前に不適切 な装置が修理されることができない。

したがって、急速にかつ製造サイクルの初期にセンサ出力の許容性を正確に反復 可能に決定する試験システムまたは方法が技術的に必要とされている。理想的に 、試験システムまたは方法は、画像センサの許容性を任意に決定する観察者のグ ループをエミュレートする手段を提供する。

発明の要約 技術的な必要性は、本発明の画像センサを試験するための自動システムによって 実質的に満足される。本発明はまた画像センサを試験する正確で反復可能な方法 を提供する。本発明のシステムは、画像センサシステムから入力を受信し、それ に応答して信号を供給する入力回路と、信号で動作し、それからデータを発生す るプロセッサと、データに応答して出力を供給する検索テーブルとを含む。本発 明の特有の考えは検索用のデータを得て、データ用のアドレスを計算する方法を 提供し、アドレスは画像センサシステム出力の信号および雑音成分の関数であり 、一方データは観察者の実際の応答に関連している。

図面の簡単な説明 第１図は赤外線画像システムおよび典型的な試験機構を示す。

第２図は本発明にしたがって構成されたセンサシステムを試験する自動システム の簡単化されたブロック図である。

第３ａ図は、各空間周波数における温度差の統計的分布としての複数のオブザー バのＭＲＴ表示を示す。

第３ｂ図は各周波数における各オブザーバの各表示されたＭＲＴに対する関数Ｆ の対応した分布を示す。

第３Ｃ図は温度差（デルタＴ）に関連した関数Ｆに対する本発明は、種々の画像 センサを試験する正確で反復可能な方法を提供するシステムである。第１図は赤 外線画像センサシステム５のための典型的な試験機構１を示す。目標２はある温 度の黒体３および別の温度の複数のバー４を具備したフレームを含む。バー４の 幅はセンサシステム５に対する所望に限定されない。

センサシステム５は赤外線センサ６を含む。センサシステム５はまたディスプレ イ７（破線で示されいる）を含む。センサ６は目標２を監視し、本発明の自動シ ステム１０に直接的にまたはディスプレイ７の出力の走査を介して入力される出 力を供給する。、当業者は画像センサシステムの出力が本発明の技術的範囲を逸 脱しないアナログまたはデジタルのいずれかであることを理解するであろう。

第２図において、本発明の自動シスチムニ０の簡単化されたブロック図が示され ている。以下さらに詳細に説明するように、システム１０は入力回路２０、画像 プロセッサ３０およびコンピュータ４０を含む。入力回路２０はセンサシステム ５とプロセッサ３０との間にインターフェイスを提供する。当業者は所望の画像 センサシステムから入力を受信し、プロセッサ３０にアナログまたはデジタル出 力を供給することができる適切な入力回路を設計することができる。例えば、入 力信号がアナログならば、入力回路２０はプロセッサ３０にデジタル信号を供給 するようにアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器を含む。しかしながら、出力がデ ィスプレイ７を介してセンサ６から受信された場合、入力回路２０は光入力を受 光するテレビジョンカメラまたは別の装置を含む。

プロセッサ３０は、静止表示から出た入力信号から時間ラン！ 可能に蓄積し平均化するメモリおよび演算回路または入力信号から時間ランダム 雑音を除去する別の手段を含む。

第１の減算器は純粋雑音を残している入力信号から純粋表示を減算する。純粋雑 音は、ピークおよびバレイ検出器４４お１　よび検索テーブル４６と共に好まし い実施例においてコンビニし 【 別の目的の集積回路によって構成される。）ヒストグラム発生器４２は、純粋雑 音信号のどの部分が複数の信号レベルのそれぞれにあるかを示す雑音データＮ、 を供給する。

シーン平均装置３２の純粋の表示出力は、出力として純粋表査することによって 得られる入力信号の固定されたパターンフィルタ３６のタイプが本発明の技術的 範囲を逸脱することなツサまたは特別の目的の集積回路中に設けられることがで きシステム５に関して、数学的関数（Ｐ＋　＋ｖ、／Ｎ＋　）は周波数でなく温 度に直接関連しているため、バー４に対して単一の温度が使用される。その代り に、方形波変調伝達関数は温度でなく空間周波数応答に関連している。当業者は 、表示の数学的関数Ｆが本発明の技術的範囲を逸脱することなくＰ　ｒ　、　Ｖ ’＋およびＮｔに加えて別の変数および関係を含むことができることを理解する であろう。

れに対して行われる。検索テーブル４６の出力は、観察者の任意の所望のサブグ ループの判定を表わすことができる。例えば、データのために観察者の上位１０ ％が使用されるか、或はテーブルデータの獲得を示す。観察者はディスプレイ７ を見て、バー４がいつ各空間周波数に対して５０％の可能性で観察されるかを明 らかにする。黒体３とバー４との間の温度差（デルタＴ）は最小分解可能な温度 （ＭＲＴ）として記録さである。各複合関数値Ｆは対応した合計／雑音分布デー タおよび関連した許容規準に対するアドレスである。例えば、合計に対する差の 比率の値（デルタ／シグマ）は、雑音に対する合計の比率（シグマ／Ｎ）で許容 限度を出すオペレータ統計分布を妨げる。得られたスケール係数には、第３Ｃ図 に示された検索動作を完了するために対応したデルタＴ規準に合計／雑音限界を 関連させるデルタＴに対する対応したスケールを決定する。

データは別のタイプのセンサシステムに関しても同様にして収集される。例えば 、レーダシステムに対してデータは赤外線センサシステム５からの温度データで はなくレーダによって受信されたエネルギレベルである。同様に、カメラシステ ムに対してデータはカメラシステムによって受光された光線を表す。当業者は、 コンピュータ４０の検索テーブル用に収集されたデータの形式が本発明の技術的 範囲を逸脱せずに変化することを理解するであろう。

検索テーブル４Ｂの出力は、所望のグループの観察者が各空間周波数に対して得 たデータを示す。さらに、出力は統計的品質制御に利用できる関数Ｆを含むこと ができる。目標２の温度差が知られているため、この情報は検索テーブル４６が 画像センサの許容性を示す単一の数を出力するよ・）に検索テーブル４６に与え られる。代りに、検索テーブル４６は観察者による主観的診断に対してデータを 与える。当業者は、検索テーブル４６によって供給される出力の形式が本発明の 技術的範囲を逸脱することなく変化することができることを理解するであろう。

本発明はここにおいて示された実施例および特定の適用を参照して記載されてい るが、本発明はそれに限定されるものではないことを理解すべきである。当業者 は、本発明の技術的範囲内の付加的な修正および適用を認識するであろう。例え ば、プロセッサ３０によって与えられた雑音データは、もつと少ないランダムお よび固定雑音を有する画像センサシステムの設計を容易にするために表示される ことができる。

したがって、添付された請求の範囲の各請求項はこのような任意および全ての修 正、適用および実施例をカバーするものである。

△Ｔ 仝 国際調査報告

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. （１）センサシステムから入力を受信し、それに応答して第１の信号を供給する 入力手段と、 前記第１の信号で動作し、そこから第１のデータを発生する処理手段と、 前記第１のデータに応答して出力を供給するテーブル手段とを含む既知の目標に 関するセンサシステムの出力を評価することによってセンサシステムを試験する 自動システム。
2. （２）前記入力手段は前記画像システムから光出力を受光し、それに応答して前 記第１の信号を供給するカメラ手段を含む請求項１記載の自動システム。
3. （３）前記処理手段は前記第１の信号から雑音を分離するフィルタ手段を含む請 求項１記載の自動システム。
4. （４）前記フィルタ手段は純粋表示を生成するために前記第１の信号からランダ ム雑音を分離するシーン平均手段を含む請求項３記載の自動システム。
5. （５）前記フィルタ手段は純粋雑音信号を生成するために前記純粋表示から前記 第１の信号を減算する第１の減算手段を含む請求項４記載の自動システム。
6. （６）前記処理手段は値の特定された範囲内にある前記純粋雑音信号の部分を決 定するヒストグラム手段を含む請求項５記載の自動システム。
7. （７）前記フィルタ手段は前記純粋表示からの固定されたパターン雑音信号を供 給するメモリ手段を含む請求項３記載の自動システム。
8. （８）前記フィルタ手段は純粋信号を生成するために前記純粋表示から前記固定 されたパターン雑音信号を減算する第２の減算手段を含む請求項７記載の自動シ ステム。
9. （９）前記処理手段は第１の値よりも大きい前記純粋信号の値を検出するピーク 手段および第２の値よりも小さい前記純粋信号の値を検出するバレイ手段を含む 請求項８記載の自動システム。
10. （１０）前記テーブル手段は蓄積されたデータを含む検索テーブルである請求項 １記載の自動システム。
11. （１１）前記第１のデータの関数は前記検索テーブルにアドレスとして与えられ 、前記出力はそれに応答して前記検索テーブルから与えられる請求項１０記載の 自動システム。
12. （１２）前記第１のデータの前記関数はピーク値Ｐ、バレイ値Ｖおよび雑音成分 Ｎを含む請求項１１記載の自動システム。
13. （１３）前記関数は（Ｐ−Ｖ）／（Ｐ＋Ｖ）である請求項１２記載の自動システ ム。
14. （１４）前記関数は（Ｐ＋Ｖ）／Ｎである請求項１２記載の自動システム。
15. （１５）前記テーブル手段は前記第１のデータより得られた関数から前記蓄積さ れたデータの値を評価する補間手段を含む請求項１０記載の自動システム。
16. （１６）画像システムから光出力を受信し、それに応答して第１の信号を供給す るカメラ手段と、 純粋信号および純粋雑音成分に前記第１の信号を分離し、それから第１のデータ を供給し、前記純粋信号のピークおよびバレイ値を検出するピークおよびバレイ 検出器を含み、値の特定された範囲内にある前記純粋雑音信号の部分を決定する ヒストグラム手段を含む処理手段と、蓄積されたデータを含み、前記第１のデー タが入力として供給され、出力がそれに応答して供給される検索テーブルとを含 む既知の目標に関してセンサシステムの出力を評価することによってセンサシス テムを自動試験するシステム。
17. （１７）（ａ）画像センサシステムから入力を受信し、（ｂ）第１のデータを得 るために前記入力を処理し、（ｃ）前記画像センサシステムの許容性を決定する ために蓄積されたデータと前記第１のデータを比較するステップを含む画像セン サシステムを試験する方法。
18. （１８）（ａ）画像センサシステムからの入力を信号および雑音成分に分離し、 （ｂ）選択されたグループの観察者によって決定されたときに１組の空間周波数 で前記入力の許容可能な値を表す第１の値を獲得し、 （ｃ）前記第１の値の各値に対応した前記空間周波数で前記信号および前記雑音 成分の関数としてデータを導出するステップを含む許容可能な画像センサシステ ム出力を表すデータを得る方法。