JPH0843209A - 画像処理装置 - Google Patents
画像処理装置Info
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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。
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。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
て、次のようなものがある。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
レベルを調整するとともに映像信号を付加する。
【００２７】次に、本実施例の動作を説明する。
【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。
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。
【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。
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。
【００３０】
【数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。
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。
【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。
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。
【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。
る影響を検討するために、式（１）を式（６）のように
変形する。
【００３４】
【数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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【図１】本発明の一実施例の画像処理装置の構成図であ
る。
る。
【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。
理作用の説明図である。
【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。
理作用の説明図である。
【図４】従来の画像処理装置の一例の構成図である。
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
Claims (3)
- 【請求項１】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画像処理
装置。 - 【請求項２】異なる分光感度特性を有する二つの固体撮
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。 - 【請求項３】互いに異なる分光感度特性を有する分光フ
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6179881A JPH0843209A (ja) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | 画像処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6179881A JPH0843209A (ja) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | 画像処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0843209A true JPH0843209A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=16073538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6179881A Pending JPH0843209A (ja) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | 画像処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0843209A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104089704A (zh) * | 2014-07-09 | 2014-10-08 | 北京智朗芯光科技有限公司 | 半导体薄膜反应腔辅助温度校准方法 |
| JP7599572B1 (ja) * | 2023-01-24 | 2024-12-13 | 三菱電機株式会社 | 非接触温度計測装置および非接触温度計測方法 |
-
1994
- 1994-08-01 JP JP6179881A patent/JPH0843209A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104089704A (zh) * | 2014-07-09 | 2014-10-08 | 北京智朗芯光科技有限公司 | 半导体薄膜反应腔辅助温度校准方法 |
| CN104089704B (zh) * | 2014-07-09 | 2016-09-21 | 北京智朗芯光科技有限公司 | 半导体薄膜反应腔辅助温度校准方法 |
| JP7599572B1 (ja) * | 2023-01-24 | 2024-12-13 | 三菱電機株式会社 | 非接触温度計測装置および非接触温度計測方法 |
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