JPH0843209A - Image processing device - Google Patents
Image processing deviceInfo
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- JPH0843209A JPH0843209A JP6179881A JP17988194A JPH0843209A JP H0843209 A JPH0843209 A JP H0843209A JP 6179881 A JP6179881 A JP 6179881A JP 17988194 A JP17988194 A JP 17988194A JP H0843209 A JPH0843209 A JP H0843209A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 固体撮像素子の出力信号を用いて、対象物の
温度と放射率を容易に得る画像処理装置を提供する。
【構成】 二つの互いに異なる分光感度特性を有する固
体撮像素子1と、固体撮像素子1からの出力の信号レベ
ルを調整する信号レベル調整回路4と、固体撮像素子1
の出力信号の大きさから感度補正データを求め蓄える画
像補正回路5,6と、固体撮像素子1が出力する分光感
度特性の異なる出力信号と、あらかじめ画像補正回路
5,6に蓄えてある感度補正データとから、対象物の温
度ならびに放射率を求める画像演算回路8とを備えてい
る。
(57) [Summary] [Object] To provide an image processing apparatus which can easily obtain the temperature and emissivity of an object by using an output signal of a solid-state image sensor. A solid-state image sensor 1 having two different spectral sensitivity characteristics, a signal level adjusting circuit 4 for adjusting a signal level of an output from the solid-state image sensor 1, and a solid-state image sensor 1
Image correction circuits 5 and 6 for obtaining and storing sensitivity correction data from the size of the output signal, output signals with different spectral sensitivity characteristics output from the solid-state imaging device 1, and sensitivity corrections previously stored in the image correction circuits 5 and 6. An image calculation circuit 8 for obtaining the temperature and the emissivity of the object from the data.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、画像処理装置に関し、
特にCCD等の固体撮像素子を用いて対象物に非接触で
対象物の温度と放射率を決定する画像処理装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image processing apparatus,
In particular, the present invention relates to an image processing apparatus that determines the temperature and emissivity of an object without contacting the object by using a solid-state image sensor such as a CCD.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、CCD等の固体撮像素子を用いて
対象物に非接触で測定する対象物の温度は、対象物の放
射率を1.0と仮定し黒体輻射の式から求められること
が多い。しかし、実際の対象物の放射率は0.0から
1.0までの値を取るため、算出された温度と実際の温
度とには大きな誤差が生じるという問題がある。2. Description of the Related Art Conventionally, the temperature of an object to be measured in a non-contact manner with a solid-state image sensor such as a CCD is calculated from a black body radiation equation assuming that the emissivity of the object is 1.0. Often. However, since the actual emissivity of the object takes a value from 0.0 to 1.0, there is a problem that a large error occurs between the calculated temperature and the actual temperature.
【0003】このような問題に関連した従来技術とし
て、次のようなものがある。The following is a conventional technique related to such a problem.
【0004】特開昭60−014578号公報に記載の
技術では、赤外線分光感度特性が互いに異なる複数個の
赤外線固体撮像素子を用いて被写物体の同一の熱線像を
撮像することによって、被写物体の温度分布を求め得る
とともに、被写物体の絶対温度値をも、基準温度黒体に
よることなく、複数個の赤外線固体撮像素子がそれぞれ
出力する被写物体の画像信号から求めている。According to the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-014578, a plurality of infrared solid-state image pickup elements having different infrared spectral sensitivity characteristics are used to pick up the same heat ray image of the object to be shot. The temperature distribution of the object can be obtained, and the absolute temperature value of the object to be photographed is also obtained from the image signals of the object to be photographed, which are output by the plurality of infrared solid-state image pickup devices, without depending on the reference temperature black body.
【0005】特開平02−153692号公報に記載の
技術では、周期的に発光する発光源による照明光を検出
する検出手段を設け、黒体輻射に近似した光源に対応し
た色温度変換テーブルを記憶値として持つ記憶手段から
検出色温度に応じて求められる出力データを検出手段か
らの検出出力に基づいて補正している。そして、CCD
等の固体撮像素子により撮像された被写体の撮像画像信
号は、撮像信号処理回路部に入力され、ホワイトバラン
ス調整を始めとする種々の信号処理が施される。照明光
検出手段で被写体撮像時の入射光の状態を検出し、入射
光を色成分分解し、赤色成分および青色成分に対する測
定値を、前置増幅器を介して所定の信号レベルに増幅し
た後、低域濾波器にて、リップル成分を除去した後、A
/D変換器を介してマイクロプロセッサに入力する。In the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 02-153692, detection means for detecting illumination light from a light emitting source which periodically emits light is provided and a color temperature conversion table corresponding to a light source similar to black body radiation is stored. The output data obtained from the storage unit having a value according to the detected color temperature is corrected based on the detection output from the detection unit. And CCD
A picked-up image signal of a subject picked up by a solid-state image pickup device such as the above is input to the picked-up image signal processing circuit unit and subjected to various kinds of signal processing such as white balance adjustment. The state of the incident light at the time of imaging the subject is detected by the illumination light detection means, the incident light is separated into color components, and the measured values for the red component and the blue component are amplified to a predetermined signal level via a preamplifier, After removing the ripple component with a low pass filter,
Input to the microprocessor via the / D converter.
【0006】マイクロプロセッサは、黒体輻射に近似し
た光源に対応する測色データとホワイトバランス制御値
との対応関係を示す色温度変換テーブルと、A/D変換
器を介して入力された信号から照明光が周期的に発光す
る発光源によるものか否かを検出する蛍光灯検出器と、
色温度変換テーブルから出力されるデータを蛍光灯検出
器の出力に応じて補正する補正回路とを備えて構成され
る。The microprocessor uses the color temperature conversion table showing the correspondence between the colorimetric data corresponding to the light source approximate to the black body radiation and the white balance control value, and the signal inputted via the A / D converter. A fluorescent lamp detector that detects whether or not the illumination light is due to a light emitting source that periodically emits light,
And a correction circuit that corrects the data output from the color temperature conversion table according to the output of the fluorescent lamp detector.
【0007】マイクロプロセッサは、測色データに応じ
たホワイトバランス制御値を色温度変換テーブルの検索
により求める。この際、マイクロプロセッサは蛍光灯検
出器により照明光が周期的に発光する蛍光灯からのもの
であると検出されているとき、補正回路を駆動して色温
度変換テーブルから求められたデータに所定のオフセッ
トを加算または減算して、そのホワイトバランス制御値
を補正している。このようにしてマイクロプロセッサに
て求められたホワイトバランス制御値がD/A変換器を
介して撮像信号処理回路部に与えられ、固体撮像素子か
ら撮像入力された撮像画に対するホワイトバランス調整
に供される。The microprocessor obtains a white balance control value according to the colorimetric data by searching the color temperature conversion table. At this time, when the fluorescent light detector detects that the illumination light is from the fluorescent light that periodically emits light, the microprocessor drives the correction circuit to set the data obtained from the color temperature conversion table to the predetermined value. Is added or subtracted to correct the white balance control value. The white balance control value thus obtained by the microprocessor is given to the image pickup signal processing circuit section via the D / A converter, and is used for white balance adjustment for the image pickup input from the solid-state image pickup device. It
【0008】特開平02−153693号公報に記載の
技術では、周期的に発光する発光源による照明光を検出
する検出手段を設け、黒体輻射に近似した光源に対応し
た色温度変換テーブルを記憶値として持つ第1の記憶手
段、または周期的に発光する発光源の分光特性に対応し
た色温度変換テーブルを記憶値として持つ第2の記憶手
段から、検出色温度に応じたデータを選択的に求めるよ
うにしている。In the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 02-153693, detection means for detecting illumination light from a light emitting source that periodically emits light is provided, and a color temperature conversion table corresponding to a light source similar to black body radiation is stored. Data corresponding to the detected color temperature is selectively supplied from the first storage means having a value or the second storage means having a color temperature conversion table corresponding to the spectral characteristic of the light emitting source that periodically emits light as a storage value. I try to ask.
【0009】この技術は、前記特開平02−15369
3号公報に記載の技術とは、マイクロプロセッサの構成
が異なっており、黒体輻射に近似した光源に対応する測
色データとホワイトバランス制御値との対応関係を示す
第1の色温度変換テーブルと、蛍光灯等の特定の波長帯
域に強いパワーを持つ分光特性に対応する測色データと
ホワイトバランス制御値との対応関係を示す第2の色温
度変換テーブルとを備え、A/D変換器からの信号を入
力する蛍光灯検出器にて検出される発光源の識別情報に
従い、セレクタを駆動して第1または第2の色温度変換
テーブルから選択的にデータを取り出すように構成され
ている。このマイクロプロセッサは、測色データに応じ
たホワイトバランス制御値を第1または第2の色温度変
換テーブルから選択的に求める。このようにしてマイク
ロプロセッサにて求められたホワイトバランス制御値が
D/A変換器を介して撮像信号処理回路部に与えられ、
固体撮像素子から撮像入力された撮像画に対するホワイ
トバランス調整に供される。This technique is disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 02-15369.
The configuration of the microprocessor is different from that of the technique described in Japanese Patent No. 3 publication, and a first color temperature conversion table showing a correspondence relationship between color measurement data and a white balance control value corresponding to a light source similar to black body radiation. And a second color temperature conversion table showing a correspondence relationship between the color measurement data corresponding to the spectral characteristic having a strong power in a specific wavelength band of a fluorescent lamp and the white balance control value, and the A / D converter. The selector is driven to selectively take out data from the first or second color temperature conversion table according to the identification information of the light emitting source detected by the fluorescent lamp detector which inputs the signal from . This microprocessor selectively obtains a white balance control value according to the color measurement data from the first or second color temperature conversion table. The white balance control value thus obtained by the microprocessor is given to the imaging signal processing circuit section via the D / A converter,
It is used for white balance adjustment for an image picked up from the solid-state image sensor.
【0010】特開平04−150567号公報に記載の
技術では、入力カラー画像を色分解し、第1の色分解信
号を生成する手段と、第1の色分解信号から補正演算に
より第2の色分解信号を得る補正演算手段と、第2の色
分解信号に基づき、出力媒体にカラー画像を出力するカ
ラー画像出力手段とを有し、補正演算手段の補正演算条
件を変更することで、入力カラー画像の特定の色相にお
ける色調を補正している。In the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 04-150567, a color separation of an input color image is performed to generate a first color separation signal, and a second color is calculated from the first color separation signal by a correction operation. A correction calculation unit that obtains a separation signal and a color image output unit that outputs a color image to an output medium based on the second color separation signal are provided. By changing the correction calculation condition of the correction calculation unit, the input color can be obtained. The tone of a specific hue of an image is corrected.
【0011】図4に、前記特開昭60−014578号
公報に記載の従来の赤外線撮像装置の構成を示す。図4
において、被写物体50から赤外線レンズ2を通った熱
線が、赤外線ビームスプリッタ8,9によって三方向に
分けられて、赤外線固体撮像素子10には、赤外線バン
ドパスフィルタ13によって、被写物体50のλ1 ±Δ
λ1 /2の波長の赤外線像が結ばれ、赤外線固体撮像素
子11には、赤外線バンドパスフィルタ14によって、
λ2 ±Δλ2 /2の波長の赤外線像が結ばれ、赤外線固
体撮像素子12には、赤外線バンドパスフィルタ15に
よって、λ3 ±Δλ3 /2の波長の赤外線像が結ばれ
る。要するにこれらの赤外線固体撮像素子10,11,
12は、赤外線バンドパスフィルタ13,14,15に
よって、互いに異なる赤外線分光感度特性を持ったこと
になる。そして、赤外線固体撮像素子10からλ1 ±Δ
λ1 /2の波長の赤外線像の画像信号I1 が信号処理回
路16へ出力され、赤外線固体撮像素子11からλ2 ±
Δλ2 /2の波長の赤外線像の画像信号I2 が信号処理
回路16へ出力され、赤外線固体撮像素子12からλ3
±Δλ3 /2の波長の赤外線像の画像信号I3 が信号処
理回路16へ出力される。信号処理回路16では、赤外
線固体撮像素子10,11,12から出力された画像信
号I1 ,I2 ,I3 を被写物体50の温度分布を示す画
像信号Iと、被写物体50の絶対温度Tを示す信号と、
被写物体50の放射率εを示す信号とに変換して出力す
る。FIG. 4 shows the configuration of a conventional infrared image pickup device described in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 60-014578. FIG.
In, the heat rays that have passed through the infrared lens 2 from the object 50 are divided into three directions by the infrared beam splitters 8 and 9, and the infrared solid-state imaging device 10 uses the infrared bandpass filter 13 to detect the object 50 of the object 50. λ 1 ± Δ
An infrared image having a wavelength of λ 1/2 is formed, and the infrared solid-state image pickup device 11 has an infrared bandpass filter 14
λ 2 ± Δλ 2/2 infrared image wavelength is tied, in the infrared solid-state imaging device 12, by an infrared band-pass filter 15, an infrared image of the wavelength of λ 3 ± Δλ 3/2 is tied. In short, these infrared solid-state imaging devices 10, 11,
The infrared bandpass filters 13, 14 and 15 have different infrared spectral sensitivity characteristics from each other. Then, from the infrared solid-state image sensor 10, λ 1 ± Δ
An image signal I 1 of an infrared image having a wavelength of λ 1/2 is output to the signal processing circuit 16, and the infrared solid-state image pickup device 11 outputs λ 2 ±.
[Delta] [lambda] 2 / image signals I 2 infrared image of the wavelength of 2 is output to the signal processing circuit 16, lambda 3 from the infrared solid-state imaging device 12
± Δλ 3/2 of the image signals I 3 of the infrared image of the wavelength is outputted to the signal processing circuit 16. In the signal processing circuit 16, the image signals I 1 , I 2 , and I 3 output from the infrared solid-state image pickup devices 10, 11, and 12 are image signals I indicating the temperature distribution of the object 50, and absolute values of the object 50. A signal indicating the temperature T,
It is converted into a signal indicating the emissivity ε of the object 50 and output.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】特開昭60−0145
78号公報に記載の技術では、互いに異なる赤外線分光
感度特性を有する三つの赤外線固体撮像素子を用いてか
つ被写物体の背景温度を外部から設定してやらなけれ
ば、被写物体の絶対温度を放射率を求められないという
問題と、二つの互いに異なる赤外線分光感度特性を有す
る赤外線固体撮像素子を用いた場合には、被写物体の背
景温度と放射率を外部から設定してやらなければ、被写
物体の絶対温度を求められないという問題がある。ま
た、信号処理回路に関して具体的な構成についてなんら
示していない。Problems to be Solved by the Invention JP-A-60-0145
In the technique described in Japanese Patent Publication No. 78, the absolute temperature of the object to be photographed is emissivity unless the background temperature of the object to be photographed is set externally by using three infrared solid-state image pickup devices having different infrared spectral sensitivity characteristics. In the case of using an infrared solid-state image sensor having two different infrared spectral sensitivity characteristics, the background temperature and the emissivity of the object to be photographed must be set externally. There is a problem that the absolute temperature cannot be obtained. Moreover, no specific configuration is shown for the signal processing circuit.
【0013】特開平02−153692号公報ならびに
特開平02−153693号公報に記載の技術では、周
期的に発光する発光源による照明光用いない場合には、
従来の装置となんら変わらず、信号処理回路につてい
も、被写体の温度および放射率を求めるものではない。In the techniques described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 02-153692 and 02-1533693, when illumination light from a light emitting source that periodically emits light is not used,
The signal processing circuit is no different from the conventional device and does not calculate the temperature and the emissivity of the subject.
【0014】特開平04−150567号公報に記載の
技術では、画像入力デバイスの分光感度特性と、出力に
用いる現像手段の分光感度特性の補正演算手段を提供す
るだけで、画像データから対象物の温度と放射率などの
対象物自体が持つ物理量への変換方法については、何も
述べられてないという問題がある。According to the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 04-150567, it is only necessary to provide a correction calculation unit for the spectral sensitivity characteristic of the image input device and the spectral sensitivity characteristic of the developing unit used for output, and the object of the image data There is a problem that nothing is mentioned about the conversion method to the physical quantity that the object itself has such as temperature and emissivity.
【0015】本発明の目的は、二つの互いに異なる赤外
線分光感度特性を有する赤外線固体撮像素子を用いて、
あらかじめ画像補正回路に蓄えてある感度補正データと
の処理を行なった後に画像演算回路で設定された演算処
理を施すことによって、対象物の温度と放射率を決定す
ることができる画像処理回路を提供することにある。An object of the present invention is to use an infrared solid-state image sensor having two different infrared spectral sensitivity characteristics,
Provided is an image processing circuit capable of determining the temperature and emissivity of an object by performing processing with sensitivity correction data stored in the image correction circuit in advance and then performing calculation processing set by the image calculation circuit. To do.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明の画像処理装置
は、二つの異なる分光感度特性を有する画素から構成さ
れる固体撮像素子と、前記固体撮像素子の光電変換信号
を順次読み出せるように前記固体撮像素子を駆動するド
ライバ回路と、前記固体撮像素子の出力信号の大きさか
ら感度補正データを求めて蓄える画像補正回路と、対象
物の温度ならびに放射率を前記固体撮像素子が出力する
分光感度特性の異なる出力信号とあらかじめ前記画像補
正回路に蓄えてある前記感度補正データとから求める画
像演算回路とを備えることを特徴とする。An image processing apparatus according to the present invention comprises a solid-state image pickup device composed of pixels having two different spectral sensitivity characteristics, and a photoelectric conversion signal of the solid-state image pickup device so that the photoelectric conversion signals can be sequentially read. A driver circuit for driving the solid-state image pickup device, an image correction circuit for obtaining and storing sensitivity correction data from the magnitude of the output signal of the solid-state image pickup device, and a spectral sensitivity for outputting the temperature and emissivity of an object by the solid-state image pickup device. It is characterized by comprising an image calculation circuit which is obtained from output signals having different characteristics and the sensitivity correction data stored in advance in the image correction circuit.
【0017】[0017]
【作用】二つの互いに異なる赤外線分光感度特性を有す
る赤外線固体撮像素子を用いて、あらかじめ画像補正回
路に蓄えてある感度補正データとの処理を行なった後に
画像演算回路で設定された演算処理を施すことによっ
て、対象物の温度と放射率を決定することができる。By using two infrared solid-state image pickup devices having infrared spectral sensitivity characteristics different from each other, processing with sensitivity correction data stored in advance in the image correction circuit is performed, and then calculation processing set in the image calculation circuit is performed. This allows the temperature and emissivity of the object to be determined.
【0018】[0018]
【実施例】本発明の実施例について図面を参照して説明
する。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0019】図1は、本発明の一実施例を示す構成図で
ある。この画像処理装置は、赤外線固体撮像素子1と、
ドライバ回路2と、基準信号発生回路3と、信号レベル
調整回路4と、画像補正回路5,6と、データセレクタ
回路7と、画像演算回路8と、信号出力回路9と、コン
ピュータ10と、コントロールバス11と、カメラバス
12とから構成されている。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. This image processing apparatus includes an infrared solid-state image sensor 1 and
The driver circuit 2, the reference signal generation circuit 3, the signal level adjustment circuit 4, the image correction circuits 5 and 6, the data selector circuit 7, the image calculation circuit 8, the signal output circuit 9, the computer 10, and the control. It is composed of a bus 11 and a camera bus 12.
【0020】赤外線固体撮像素子1は、二つの異なる赤
外線分光感度特性を有する画素から構成されている。こ
のような固体撮像素子として、互いに異なるバリアハイ
トを有するショットキ接合型固体撮像素子を用いる。The infrared solid-state image pickup device 1 is composed of pixels having two different infrared spectral sensitivity characteristics. As such a solid-state image sensor, a Schottky junction type solid-state image sensor having different barrier heights is used.
【0021】ドライバ回路2は、固体撮像素子1の光電
変換信号を順次読み出せるように固体撮像素子を駆動す
る信号読み出し機構を構成している。The driver circuit 2 constitutes a signal reading mechanism for driving the solid-state image pickup device so that the photoelectric conversion signals of the solid-state image pickup device 1 can be sequentially read out.
【0022】信号レベル調整回路4は、固体撮像素子1
からの出力の信号レベルを調整し、画像補正回路5,6
に送る。The signal level adjusting circuit 4 includes the solid-state image pickup device 1.
The image correction circuits 5 and 6 are adjusted by adjusting the signal level of the output from
Send to
【0023】画像補正回路5,6は、固体撮像素子1の
出力信号の大きさから感度補正データを求める処理機構
を備え、求めた感度補正データを蓄えると共に、感度補
正データおよび固体撮像素子の出力信号をデータセレク
タ回路7に送る。The image correction circuits 5 and 6 are provided with a processing mechanism for obtaining sensitivity correction data from the magnitude of the output signal of the solid-state image pickup device 1, store the obtained sensitivity correction data, and output the sensitivity correction data and the solid-state image pickup device. The signal is sent to the data selector circuit 7.
【0024】データセレクタ回路7は、画像補正回路
5,6に蓄えられている感度補正データを画像演算回路
8に転送すると共に、固体撮像素子1からの出力信号を
用いて、画像演算回路8の演算手順の切り替えを行な
う。The data selector circuit 7 transfers the sensitivity correction data stored in the image correction circuits 5 and 6 to the image calculation circuit 8 and uses the output signal from the solid-state image pickup device 1 to detect the image calculation circuit 8. The calculation procedure is switched.
【0025】画像演算回路8は、複数の演算手順を有
し、固体撮像素子1が出力する分光感度特性の異なる出
力信号と、あらかじめ画像補正回路5,6に蓄えてある
感度補正データとから、対象物の温度ならびに放射率を
求める。The image calculation circuit 8 has a plurality of calculation procedures, and from the output signals output from the solid-state image pickup device 1 having different spectral sensitivity characteristics and the sensitivity correction data stored in advance in the image correction circuits 5 and 6, Find the temperature and emissivity of the object.
【0026】信号出力回路9は、画像演算回路8の出力
レベルを調整するとともに映像信号を付加する。The signal output circuit 9 adjusts the output level of the image calculation circuit 8 and adds a video signal.
【0027】次に、本実施例の動作を説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.
【0028】固体撮像素子1は、ドライバ回路2、基準
信号発生回路3によって駆動され、固体撮像素子1の出
力は信号レベル調整回路4によって信号レベルの調整が
施される。画像補正回路5と画像処理回路6とで、分光
感度特性の異なる撮像信号をそれぞれ処理する。データ
セレクタ回路7は画像補正回路5,6からの撮像信号を
用いて、対象物の温度と放射率を求める画像演算回路8
の演算手順の切り替えを行なう。画像演算回路8は、演
算手順を複数持つことで、対象物の温度と放射率を求め
る以外に、従来の放射率を仮定した上で求めた対象物温
度画像との比較を瞬時に行える。信号出力回路9は、画
像演算回路8の出力レベルを調整するとともに映像信号
を付加する。コンピュータ10は、コントロールバス1
1を介して演算結果の受け渡しならびに装置の条件設定
を行う。カメラバス12は、基準信号発生装置3からの
制御信号を転送する。The solid-state image pickup device 1 is driven by the driver circuit 2 and the reference signal generation circuit 3, and the output of the solid-state image pickup device 1 is adjusted in signal level by the signal level adjustment circuit 4. The image correction circuit 5 and the image processing circuit 6 respectively process image pickup signals having different spectral sensitivity characteristics. The data selector circuit 7 uses the image pickup signals from the image correction circuits 5 and 6 to obtain an image calculation circuit 8 for obtaining the temperature and emissivity of the object.
The calculation procedure of is switched. By having a plurality of calculation procedures, the image calculation circuit 8 can instantaneously compare the temperature and emissivity of the object with the object temperature image obtained by assuming the conventional emissivity. The signal output circuit 9 adjusts the output level of the image calculation circuit 8 and adds a video signal. The computer 10 has a control bus 1
The calculation result is passed and the condition of the device is set via 1. The camera bus 12 transfers the control signal from the reference signal generator 3.
【0029】次に、図1に示した本発明の一実施例の原
理について説明する。図2ならびに図3は、本発明にお
ける対象物の温度と放射率を求める原理作用の一例の説
明図である。固体撮像素子1の画素当たりの出力電子数
Nは、測定対象物が熱平衡状態で、かつ光路方向の厚さ
が充分あり不透明物質(τobj =0)と仮定できる場合
には、式(1)ならびに(2)で表すことができる。Next, the principle of the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be described. 2 and 3 are explanatory views of an example of the principle operation for obtaining the temperature and the emissivity of the object in the present invention. The number N of output electrons per pixel of the solid-state imaging device 1 is expressed by the formula (1) when the object to be measured is in a thermal equilibrium state and the thickness in the optical path direction is sufficient and it can be assumed that it is an opaque material (τ obj = 0). And (2).
【0030】[0030]
【数1】 [Equation 1]
【0031】式(1)のAsen はセンサ面積を、ff
sen はフィルファクターを、tsen は積分時間を表して
いる。式(2)のTobj 、εobj は対象物の温度と放射
率を、Tsun 、srsun は太陽の黒体温度と平均立体角
を、Tair 、sair は大気の温度と散乱の寄与率をそれ
ぞれ表す。また、温度Tの単位立体角当たりの黒体輻射
は式(3)、センサ応答は式(4)(C1 :量子効率、
φSB:バリアハイト)、太陽平均立体角は式(5)(R
O :太陽半径、rau:太陽地球間の平均距離)、フィル
ターとレンズの透過率τfil (λ)、τlen (λ)は実
測値をそれぞれ用い、波長域λ1 からλ2 (3〜5[μ
m])の積分を行なう。In the equation (1), A sen is the sensor area, ff
sen represents the fill factor, and t sen represents the integration time. In equation (2), T obj and ε obj are the temperature and emissivity of the object, T sun and sr sun are the blackbody temperature and the average solid angle of the sun , and T air and s air are the atmospheric temperature and the contribution of scattering. Represent each rate. Further, the black body radiation per unit solid angle of the temperature T is expressed by the formula (3), and the sensor response is expressed by the formula (4) (C 1 : quantum efficiency,
φ SB : Barrier height), the average solid angle of the sun is calculated by the formula (5) (R
O : radius of the sun, r au : average distance between the sun and the earth), transmittances of filters and lenses τ fil (λ), τ len (λ) are measured values, and wavelength ranges λ 1 to λ 2 (3 ~ 5 [μ
m]) is integrated.
【0032】これらの式から求めた単位面積、単位立体
角当たりの入射分光照度の放射率依存性を図2に示す。
この図から放射率が高くなるに従って3〜5[μm]帯
の分光照度が低くなっており、対象物の放射率の値が入
射照度の値に大きく影響する。このことから、実際の熱
撮像から正確な対象物の温度を得るには、対象物の放射
率をも同時に求める必要がある。FIG. 2 shows the emissivity dependence of the incident spectral illuminance per unit area and unit solid angle obtained from these equations.
From this figure, the spectral illuminance in the 3 to 5 [μm] band decreases as the emissivity increases, and the value of the emissivity of the object greatly affects the value of the incident illuminance. Therefore, in order to obtain an accurate temperature of the object from the actual thermal imaging, it is necessary to simultaneously obtain the emissivity of the object.
【0033】そこで、センサ特性が出力電子数Nに与え
る影響を検討するために、式(1)を式(6)のように
変形する。Therefore, in order to study the influence of the sensor characteristics on the number N of output electrons, the equation (1) is transformed into the equation (6).
【0034】[0034]
【数2】 [Equation 2]
【0035】出力電子数Nは、式(7)で表される対象
物の放射率に掛かる係数a0 と、放射率に関して定数と
扱えるb1 ,b2 から成ることがわかる。定数b1 ,b
2 は式(8)、(9)から、それぞれ太陽光成分と散乱
成分が寄与しており、対象物の温度に対しても定数とし
て取り扱える。標準的な光学系とセンサ特性を用いて計
算した係数a0 の対象物の温度と放射率依存性を図3に
示す。It can be seen that the number of output electrons N is composed of the coefficient a 0 multiplied by the emissivity of the object expressed by the equation (7) and b 1 and b 2 which can be treated as constants with respect to the emissivity. Constants b 1 and b
From equations (8) and (9), 2 contributes the sunlight component and the scattering component, respectively, and can be treated as a constant for the temperature of the object. FIG. 3 shows the temperature and emissivity dependence of the coefficient a 0 calculated using a standard optical system and sensor characteristics.
【0036】様々な特性を持つ光学系とセンサ特性につ
いて本発明で示した関係式を解析した結果、係数a0 は
対象物温度に対して2次関数で表わすことができ、放射
率に対しては1次関数で表わせることが判明した。As a result of analyzing the relational expressions shown in the present invention for the optical system having various characteristics and the sensor characteristics, the coefficient a 0 can be expressed by a quadratic function with respect to the object temperature, and with respect to the emissivity. It was found that can be expressed by a linear function.
【0037】このことから、二つの互いに異なる赤外線
分光感度特性を有する赤外線固体撮像素子1による測定
値から、大気温度のみを設定することで、対象物の温度
と放射率を求めることができる。From this, the temperature and the emissivity of the object can be obtained by setting only the atmospheric temperature from the measured values by the infrared solid-state image pickup device 1 having two different infrared spectral sensitivity characteristics.
【0038】また、互いに異なる赤外線分光感度特性を
有するためには、互いに異なるバリアハイトを有するシ
ョットキ接合型赤外線固体撮像素子であっても、その他
の赤外線固体撮像素子であっても、また、それらを組み
合わせて用いてもよい。In order to have different infrared spectral sensitivity characteristics, a Schottky junction type infrared solid-state image pickup device having different barrier heights or other infrared solid-state image pickup devices, or a combination thereof. You may use it.
【0039】また、互いに異なる赤外線分光感度特性を
有するためには、赤外線透過特性を有するバンドパスフ
ィルタや、長波長カットフィルタや、短波長カットフィ
ルタなどのその他の透過特性を有するフィルタを用いて
もよく、それらを組み合わせて用いてもよい。In order to have infrared spectral sensitivity characteristics different from each other, a bandpass filter having infrared transmission characteristics, a long wavelength cut filter, a filter having other transmission characteristics such as a short wavelength cut filter may be used. Well, they may be used in combination.
【0040】また、本実施例では、感度補正データを画
像補正回路で求めたが、データ転送機構を介して外部の
処理装置で行なうこともできる。Further, in this embodiment, the sensitivity correction data is obtained by the image correction circuit, but it may be obtained by an external processing device via the data transfer mechanism.
【0041】また、本実施例において不図示の光学系に
は、レンズでも反射鏡でもその他の光学系でもよくまた
それらを組み合わせて用いてもよい。In the present embodiment, the optical system (not shown) may be a lens, a reflecting mirror, another optical system, or a combination thereof.
【0042】[0042]
【発明の効果】以上説明したように、本発明による画像
処理装置は、二つの互いに異なる赤外線分光感度特性を
有する赤外線固体撮像素子を用いて、あらかじめ画像補
正回路に蓄えてある感度補正データとの処理を行なった
後に、画像演算回路で設定された演算処理を施すことに
よって、対象物の温度と放射率を決定することができる
という効果を有する。As described above, the image processing apparatus according to the present invention uses two infrared solid-state image pickup devices having infrared spectral sensitivity characteristics different from each other and the sensitivity correction data stored in advance in the image correction circuit. After performing the processing, by performing the arithmetic processing set by the image arithmetic circuit, it is possible to determine the temperature and the emissivity of the object.
【図1】本発明の一実施例の画像処理装置の構成図であ
る。FIG. 1 is a configuration diagram of an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明における対象物温度と放射率を求める原
理作用の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a principle operation for obtaining an object temperature and an emissivity in the present invention.
【図3】本発明における対象物温度と放射率を求める原
理作用の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a principle operation for obtaining an object temperature and an emissivity in the present invention.
【図4】従来の画像処理装置の一例の構成図である。FIG. 4 is a block diagram of an example of a conventional image processing apparatus.
1 固体撮像素子 2 ドライバ回路 3 基準信号発生回路 4 信号レベル調整回路 5,6 画像補正回路 7 データセレクタ回路 8 画像演算回路 9 信号出力回路 10 コンピュータ 11 コントロールバス 12 カメラバス 1 solid-state image sensor 2 driver circuit 3 reference signal generation circuit 4 signal level adjustment circuit 5, 6 image correction circuit 7 data selector circuit 8 image operation circuit 9 signal output circuit 10 computer 11 control bus 12 camera bus
Claims (3)
ら構成される固体撮像素子と、 前記固体撮像素子の光電変換信号を順次読み出せるよう
に前記固体撮像素子を駆動するドライバ回路と、 前記固体撮像素子の出力信号の大きさから感度補正デー
タを求めて蓄える画像補正回路と、 対象物の温度ならびに放射率を、前記固体撮像素子が出
力する分光感度特性の異なる出力信号とあらかじめ前記
画像補正回路に蓄えてある前記感度補正データとから求
める画像演算回路とを備えることを特徴とする画像処理
装置。1. A solid-state image sensor including pixels having two different spectral sensitivity characteristics, a driver circuit for driving the solid-state image sensor so that photoelectric conversion signals of the solid-state image sensor can be sequentially read, and the solid-state image sensor. An image correction circuit that obtains and stores sensitivity correction data from the magnitude of the output signal of the image pickup device, and an image correction circuit that outputs the temperature and emissivity of the target object in advance with the output signal of different spectral sensitivity characteristics output from the solid-state image pickup device. An image processing device which is obtained from the sensitivity correction data stored in the image processing circuit.
像素子によって分光感度特性を異なるようにしたことを
特徴とする請求項1記載の画像処理装置。2. The image processing apparatus according to claim 1, wherein two solid-state image pickup devices having different spectral sensitivity characteristics have different spectral sensitivity characteristics.
ィルタによって分光感度特性を異なるようにしたことを
特徴とする請求項1記載の画像処理装置。3. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the spectral sensitivity characteristics are made different by spectral filters having different spectral sensitivity characteristics.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6179881A JPH0843209A (en) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | Image processing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6179881A JPH0843209A (en) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | Image processing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0843209A true JPH0843209A (en) | 1996-02-16 |
Family
ID=16073538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6179881A Pending JPH0843209A (en) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | Image processing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0843209A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104089704A (en) * | 2014-07-09 | 2014-10-08 | 北京智朗芯光科技有限公司 | Auxiliary temperature correction method of semiconductor thin-film reaction chamber |
| JP7599572B1 (en) * | 2023-01-24 | 2024-12-13 | 三菱電機株式会社 | Non-contact temperature measuring device and non-contact temperature measuring method |
-
1994
- 1994-08-01 JP JP6179881A patent/JPH0843209A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104089704A (en) * | 2014-07-09 | 2014-10-08 | 北京智朗芯光科技有限公司 | Auxiliary temperature correction method of semiconductor thin-film reaction chamber |
| CN104089704B (en) * | 2014-07-09 | 2016-09-21 | 北京智朗芯光科技有限公司 | Semiconductive thin film reaction chamber auxiliary temperature calibration steps |
| JP7599572B1 (en) * | 2023-01-24 | 2024-12-13 | 三菱電機株式会社 | Non-contact temperature measuring device and non-contact temperature measuring method |
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