JPH0359849A

JPH0359849A - 画像データ記録装置

Info

Publication number: JPH0359849A
Application number: JP19518889A
Authority: JP
Inventors: Koichi Shimazu; 島津　幸一
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1989-07-27
Filing date: 1989-07-27
Publication date: 1991-03-14

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】〔産業上の利用分野〕この発明は、例えばトンネル壁面等の画像データのよう
に雑音の多い画像データを磁気記録媒体に記録する画１
象データ記録装置に関する。

〔従来の技術〕

導水路、道路、鉄道等にｍいられるトンネルの壁面に発
生したクラック（ひび割れ）を検出する装置として、例
えば、特願昭６１−２７３３８０号、特願昭６２−２３
６６１８号が本出願人によって既に出願されている。

これらの技術では、レーザ光をトンネル壁面に照射し、
照射方向と異なる方向からこのレーザ散乱光を計測した
際、クラックがある場合にはシャドウィング現象により
レーザ散乱光が著しく小さくなるという現象を利用して
いる。

すなわち、これら従来技術では第７図および第８図に示
すように、スキャニング装置２とセンシング装置３とを
車両１に搭載し、これらによってトンネル壁面４の画像
データを得るようにするとともに、車輪と連動させるこ
とにより走行距離に比例した数のパルス信号を出力する
走行距離計測用パルス発生器５を付設するようにしてい
る。

スキャニング装置２は、レーザ発振器６、ミラーホルダ
７、モータ８等によって構成されている。

モータ８によって回動されるミラーホルダ７に固着され
たミラー９に、レーザ発振器６からレーザビームＬが入
射されると、該レーザビームＬはミラー９によって反射
され、その後、トンネル壁面４に入射され、この結果ト
ンネル壁面４が円周方向に沿って走査される。

このようにしてトンネル壁面４に対して略垂直に人身１
されたレーザビームＬは該トンネル壁面４で垂直に反対
されると共に散乱する。

センシング装置３は、集光レンズ１ｏおよび受光センサ
１１から戊っており、これら集光レンズ１０および受光
センサ１１は、前記散乱光を受光できるようミラー９か
ら所定距離、離間した位置に配設されており、受光セン
サ１１の出力を１ｉＴｉｊ像処理することでクラックの
発生位置を検出する。

なお、スキャニング装置２には、ハーフミラ−１２およ
び受光センサ１３が設けられており、該受光センサ１３
からはレーザビームが１回転するごとに受光信号が出力
される。すなわち、受光センサ１３の出力は回転同期信
号として使われる。

ところで、かかるＦＭ成によって得た、計Ｊｌｌ＋画像
データ（受光センサ１１の出力）、距離データ（距離計
測用パルス発生器５の出力）および回転周期信号（受光
センサ１３の出力）は、車両１に搭載されたＶＴＲ装置
（ビデオテープレコーダ）で磁気テープに一旦記録され
る。該データが記録された磁気テープは、車両による計
測終了後、再生され、さらに該再生信号はＲＡＭ等の２
次記録装置に記録されるとともに画像処理されることに
より、クラックが認識され、該認識画像がプリンタ・モ
ニタ等に出力される。

ところで、かかる装置においては上記計１ＩＩＪ中のデ
ータ記録には、前述したようにＶＴＲが使用されている
が、該ＶＴＲの記録方式としては従来−般に周波数変調
（ＦＭ）記録方式や交流バイアス記録等の直接記録方式
が用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記ＦＭ記録方式は、直流・低周波信号の記録
ができる、再生信号のノイズが少ない専の利点があるも
のの、ＶＴＲのもつ記録・：１（域幅を全周波数領域に
わたって使用てきないという不都合がある。すなわち、
ＦＭ記録では、計、１ｐ１データの完全な信号丙現を７
テなうためには、ＶＴＲの記録帯域幅が計１１１１１デ
ータの周波数４１シ域のＮ倍必要とする。逆に言えばＶ
ＴＲのもつ記録・：１シ域幅に対して１／Ｎの帯域しか
使用できないという問題がある。

また、交流バイアス記録方式では、 ■磁気ヘッドの微分特性を受けるため、データ信号の直
流成分が再生できず、バックグラウンドの明暗を丙現で
きない。

■データ記録周波数帯域に下限が設けられる。

■Ｓ／Ｎ比がＦＭ記録に比べて低い。

等の問題点がある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明では、画像データを磁気記録媒体に記録する画
像データ記録装置において、画像デー夕を高周波成分と
低周波成分に分離する周波数分離手段と、該周波数分離
された高周波成分信号に交流バイアス信号を重畳する交
流バイアス手段と、前記周波数分離された低周波成分信
号を周波数変調する周波数変調手段と、前記交流バイア
ス手段および周波数変調手段の各出力を前記磁気記録媒
体上にそれぞれ記録する第１、第２の磁気ヘッドとを具
えるようにする。

〔作用〕

すなわち、この発明では、画像データを高周波成分と低
周波成分に分離し、高周波成分は交流バイアス方式によ
って記録し、低周波成分は周波数変調（ＦＭ）方式を用
いて記録しようとするものである。

〔実施例〕

以下、この発明を添付図面に示す実施例にしたがって詳
述する。

第１図は、この発明の一実施例を示すものであり、（ａ
）は記録側の構成を、（ｂ）は再生側の構成を示すもの
である。

第１図（ａ）において、先の第７図の距離計δＰＪ用パ
ルス発生器５から出力された距離データは混合器２１に
入力され、該混合器２１で交流バイアス発生器２０の出
力と重畳される。所定の交流バイアスが重畳された距離
データは、その後増幅器２２で増幅された後、記録ヘッ
ド２３によって磁気テープ４０の第１トラツクに書込ま
れる。

第８図の受光センサ１３から出力される回転周期信号も
、上記距離データ同様、交流バイアス発生器２４、混合
器２５、増幅器２６および記録ヘッド２７の構成によっ
て磁気テープ４０の第２トラツクに交流バイアス記録方
式で書込まれる。

一方、第８図の受光センサ１１から出力される計測画像
データは、信号分配器３０に入力され、該分配器３０に
よって２つの出力線に分配出力される。分配された一方
の出力は、バンドパスフィルタ３１に入力され、該フィ
ルタ３１によって帯域分離され、高周波成分のみが出力
される。分配された他方の出力は、ローパスフィルタ３
２に入力され、該フィルタ３２によって帯域分離され、
低周波成分のみが出力される。バンドパスフィルタ３１
から出力された高周波成分の信号は混合器３４に入力さ
れ、該混合器３４で交流バイアス発生器３３の出力が重
畳される。該交流バイアスが重畳された高周波成分の信
号は、増幅器３６で増幅された後、記録ヘッド３６によ
って、磁気テープ４０の第３トラツクに書込まれる。他
方、ローパスフィルタ３２から出力された低周波成分の
信号は、ＦＭ変調器３５に入力され、該変調器３５で周
波数変調が施された後、増幅器３７を介して記録ヘッド
３９に入力され、該記録ヘッド３９によって磁気テープ
４０の第４トラツクに書込まれる。　このように、この
実施例では計測車両によって採取されたデータは、その
なかの計測画像データの低周波成分のみがＦＭ変調記録
され、それ以外の距離データ、回転同期信号および計測
画像データの高周波成分は交流バイアス記録される。

他方、第１図（ｂ）において、磁気テープ４０の第１ト
ラツクに記録された距離データは、再生ヘッド４１で再
生される。この再生データは増幅器４２で増幅された後
、信号平坦器（例えばイコライザ）４３に入力され、該
信号平担器４３で平担な周波数特性となるよう信号処理
される。信号平坦器４３の出力は、さらに同期回路４４
を介して波形整形器４５に入力され、これらによって混
合器２１への入力信号と同タイミングで波形整形され、
さらに増幅器４６によって前記入力信号と同レベルまで
増幅される。

回転同期信号の再生もこれと同様であり、再生ヘッド４
７によって磁気テープ４０の第２トラツクから再生され
た後、増幅器４８、信号平ｔＩＩ器４つ、同期回路５０
、波形整形器５１および増幅器５２による構成によって
前記同様の信号処理が施された後出力される。

すなわち、混合器２１および２５に入力される距離デー
タおよび回転同期信号は、第２図（ａ）に示すように、
定期的に所定レベル変化する信号であり、交流バイアス
方式で記録されたこれら信号は、再生されかつ平坦化さ
れた後は、第２図（ｂ）に示すように、直流成分を持た
ない微分波形となる。したがって、この実施例では、該
微分波を入力信号と同タイミングで波形整形しく第２図
（ｃ））　、さらに増幅器４６．５２によって入力信号
と同レベルまで増幅するようにしている。

次に、磁気テープ４０の第３トラツクに記録された計測
画像データの高周波成分は、再生ヘッド５３で再生され
、さらに増幅器５４、信号平坦器５５を経ることにより
前記同様、増幅・平坦化された後位）目補正器５６に入
力される。位相補正器５６では、磁気テープ４０に記録
された高周波成分信号と低周波成分信号と・の周波数特
性の相違により発生する位相差を補正すべく、高周波成
分信号に対して低周波成分信号と同位相になるよう位相
補正を加えるようにしている。

位相補正が加えられた高周波成分信号は、その後バンド
パスフィルタ５７に入力され、該バンドパスフィルタ５
７で外乱等により混入された低周波信号を除去するよう
にしている。そして、該バンドパスフィルタ５７の出力
が信号合成器６３に入力される。

他方、磁気テープ４０の第４トラツクに記録された石川
画像データの低周波信号は、再生ヘッド５８で再生され
、さらに増幅器５つ、信号平坦器６０を経ることにより
、前記同様、増幅・平坦化された後、復調器６１に入力
される。復調器６１では、入力信号をＦＭ変調前の元の
信号に復調し、該復調信号をローパスフィルタ６２に入
力する。

ローパスフィルタ６２では外乱等により混入された高周
波信号を除去し、その出力を信号合成器６３に入力する
。

信号合成器６３では、バンドパスフィルタ５７から出力
される高周波成分信号とローパスフィルタ６２から出力
される低周波成分信号とを合成し、元の＝１訓画像デー
タに復元する。

すなわち、信号分配器３０に入力される計７１Ｐ１画像
データは、例えば第３図（ａ）に示すように、バックグ
ラウンドの明暗に応じた直流成分が重畳されたものであ
り、該計測画像データの高周波成分は交流バイアス記録
方式によって、記録・再生することよりバンドパスフィ
ルタ５７から第３図（ｂ）に示すような直流成分が除去
された信号を出力し、また計測画像データの低周波成分
はＦＭ記録方式によって記録・再生することによりロー
パスフィルタ６２から第３図（Ｃ）に示すようなバック
グラウンドに対応する直流成分信号を出力し、これら信
号を信号合成器６３て合成することにより、第３図（ｄ
）に示すように、入力信号と全く同形態の信号を復元さ
せるようにしている。

このように、この実施例では、距離データおよび回転同
期信号に対しては、交流バイアス方式で記録再生を行な
った後、同期回路４４，５０、波形整形器４５．５１に
よって入力信号と同タイミングで波形整形処理を加える
ようにした。このため、第４図（ａ）に示す入力回転同
期信号は、同図（ｂ）に示すように完全に同形、１２！
？に再生される。

因みに、従来技術では、再生後、同期および波形整形を
行っていなかったので、再生信号は、第４図（ｃ）に示
すように微分波形および直流成分を再生することができ
なかった。

また、この実施例では計測画像データに対しては、Ｋ周
波成分は交流バイアス記録方式で記録・両生を行ない、
低周波成分はＦＭ記録方式で記録・再生を行なうように
したので、第５図（ｂ）に示すように、直流成分まで好
適に再生され、トンネル壁面の明暗状態をも再生できる
ようになった。

因みに、従来技術では、第５図（ｃ）に示すように直流
成分が再生されなかったのて、トンネル壁面の明暗は再
生されず、全て暗い映像として再生されていた。

第６図は、信号の直流成分のみに注口した場合の入力１
３号レベルと再生信号レベルとの関係を示す実験結果で
あり、本実施例によれば、入力信号が忠実に再生できる
ことが確認された。

なお、本実施例では、計測画像の高周波成分は、微分処
理が施されるため、微分によるエツジ強調効果が得られ
、クラック部を画像に比べて強調できるようになり、そ
の後の認識処理を容易にすることができる。

ところで、この実施例は、本発明をクラックが含まれる
トンネル壁面の画像データに適用するようにしたが、高
密度記録が要求される超音波信号等、他の画像信号に本
発明を適用するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、入力画像データ
の直流成分を再生できるようになり、これにより画像デ
ータのバックグラウンド部の明暗まで忠実に再生できる
ようになる。また、ＶＴＲのもつ記録帯域を有効に利用
することができるようになり、Ｓ／Ｎ比の低い高密度再
生が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）はこの発明の一実施例を示すブロ
ック図、第２図乃至第５図は実施例の作用を説明するた
めのタイムチャート、第６図は実施例の実験データを示
すグラフ、第７図はトンネルクラック計測装置を搭載し
た車両の一例を示す外観図、第８図は上記トンネルクラ
ック計１１ｐＪ装置の一構成例を示す概念図である。１・・・計測車両、２・・・スキャニング装置、３・・
・センシング装置、４・・・トンネル壁面、５・・・走
行距離用パルス発生器、６・・・レーザ発振器、８・・
・モータ、９・・・ミラ１１．１３・・・受光センサ、１２・・・ハーフミラ−
２０，２４，３３・・・交流バイアス発生器、２１．２
５．３４・・・混合器、２３．２７，３８．３９・・・記録ヘッド、３０・・・
信号分配器、３１．５７・・・バンドパスフィルタ、３２．６２・・
・ローパスフィルタ、３５・・・ＦＭ変調器、４１．４７．５３．５８・・・再生ヘッド、４４．５０
・・・同期回路、４５．５１・・・波形整形器、５６・
・・位相補正器、６１・・・復調器、６３・・・信号合
成器。第２図第３図ス刀ｆ１号しベ’ＩＬ（Ｖ）第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）画像データを磁気記録媒体に記録する画像データ
記録装置において、画像データを高周波成分と低周波成分に分離する周波数
分離手段と、該周波数分離された高周波成分信号に交流バイアス信号
を重畳する交流バイアス手段と、前記周波数分離された低周波成分信号を周波数変調する
周波数変調手段と、前記交流バイアス手段および周波数変調手段の各出力を
前記磁気記録媒体上にそれぞれ記録する第１、第２の磁
気ヘッドとを具える画像データ記録装置。
（２）前記第１、第２の磁気ヘッドによって記録された
前記記録媒体上の記録データをそれぞれ再生する第１、
第２の再生ヘッドと、前記第２の再生ヘッドの再生データを復調する復調手段
と、前記第１の再生ヘッドによる再生データの高周波成分を
分離する高周波分離手段と、前記復調手段の復調データから所定の低周波成分を分離
する低周波分離手段と、これら高周波分離手段および低周波分離手段の各出力を
合成する信号合成手段とを更に具える請求項（１）記載の画像データ記録装置。
（３）前記第１の再生ヘッドの再生データの位相を前記
第２の再生ヘッドの再生データの位相に同期させる位相
補正手段を更に具え、この位相補正手段の出力を前記高周波分離手段に入力す
るようにした請求項（２）記載の画像データ記録装置。