JPH09211105A - 走査変換方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーダで取得する極座標データの直交座標デ
ータ変換時の変換誤差に起因するモアレ現象ノイズの抑
圧。 【解決手段】 レーダビデオ信号１１１は、Ａ／Ｄコン
バータ１１、バッファメモリ１２を介してフレームメモ
リ１５Ａに格納される。空中線１００からの回転角度信
号１３１は、ＯＲゲート２１を介してＳＩＮ／ＣＯＳ変
換回路１３Ａに供給された後、座標変換回路１４Ａで直
交座標上の位置を決定され、Ｘ／Ｙアドレス１４１が出
力されフレームメモリ１５Ａのデータを読み出して表示
器１７に表示する。補間設定回路２０は、スイープとス
イープ間に補間走査変換を行うための補間開始信号２０
１を出力してスイープ間の補間走査変換を行わせ、以て
実効的に変換誤差の抑圧を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は走査変換方式に関
し、特にレーダビデオ信号を、ＰＰＩ走査方式で運用す
るレーダで取得した極座標（Ｒ，θ）データからテレビ
走査方式の直交座標データに変換する走査変換方式に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ＰＰＩ走査方式で取得するレーダビデオ
信号による表示品質を向上するため、レーダの極座標デ
ータをテレビ走査形式の直交座標データに変換する走査
変換処理は、表示画像の高品質化を目的としてレーダ信
号処理の分野で多用されている。

【０００３】従来の走査変換方式は、図５に示すよう
に、レーダビデオ信号をディジタルビデオ信号に変換す
るＡ／Ｄコンバータ１１、レーダ観測レンジに対応する
１スイープごとのディジタルビデオ信号を一時的に格納
するバッファメモリ１２、空中線の回転角度信号（エン
コーダ信号）をＳＩＮ，ＣＯＳ信号に変換するＳＩＮ／
ＣＯＳ変換回路１３、ＳＩＮ／ＣＯＳ変換回路１３の出
力に対して距離情報に基づく座標変換を実施し、フレー
ムメモリ１５のＸ，Ｙアドレスを出力する座標変換回路
１４、バッファメモリ１２から読み出されるレーダビデ
オデータを、表示すべき１フレーム単位で更新しつつ格
納するフレームメモリ１５、フレームメモリ１５の読出
しアドレスを出力するＴＶ走査読出しアドレス発生回路
１６、表示器１７、バッファメモリ１２の書込み信号を
出力する書込み信号発生回路１８、バッファメモリ１２
の読出し信号と座標変換回路１４の座標変換に必要な距
離情報を出力する読出し信号発生回路１９とを備え、図
５にはなお、空中線１００を併記して示す。

【０００４】次に、図５に示す従来の走査変換方式の動
作について説明する。ＰＰＩ走査で得られるレーダビデ
オ信号１１１は、スイープを起動するトリガ信号１１２
のタイミングでディジタル化され、ディジタルビデオ信
号１１３として書込み信号１８１によりスイープごとに
更新しつつバッファメモリ１２に格納される。

【０００５】書込み信号発生回路１８は、トリガ信号１
１２を入力しつつ、距離情報でもあるトリガ信号１１２
を利用して、書込み信号１８１としての駆動クロックた
るレーダクロックを発生してディジタルビデオ信号１１
３のバッファメモリ１２に対する書込みを行う。

【０００６】バッファメモリ１２からのレーダビデオデ
ータ１２１の読出しは、読出し信号発生回路１９の出力
する読出し信号１９１によって行われる。読出し信号発
生回路１９は、バッファメモリ１２に対する読出し信号
１９１と、座標変換回路１４に提供する距離信号１９２
とをトリガ信号１１２を利用して発生する。これら２つ
の出力信号は、それぞれバッファメモリ１２の読出しア
ドレス指定および後述する座標変換回路１４での変換座
標決定に利用され、いずれも処理すべきデータの対応す
る距離情報付与に供する変換クロックの形式のデータが
トリガ信号１１２に基づいて生成される。

【０００７】空中線１００から出力される回転角度信号
１３１は、空中線の回転方向、即ち送信ビームの指向方
向を所定の基準方位からの方位角（θ）で示す。

【０００８】回転角度信号１３１は、ＳＩＮ／ＣＯＳ変
換回路１３で図６の（ｃ）に示す正規走査変換開始パル
スＳＣ１を入力のタイミングで発生させ、その角度情報
θに基づいてＳＩＮθおよびＣ０ＳθのＳＩＮデータ１
３２とＣＯＳデータ１３３が出力される。このＳＩＮθ
とＣＯＳθに距離情報Ｒを乗じたＲ・ＳＩＮθ、Ｒ・Ｃ
ＯＳθによって対象データの直交座標上の位置が決定さ
れる。

【０００９】座標変換回路１４は、ＳＩＮデータ１３２
とＣＯＳデータ１３３とを入力とし、変換クロックを利
用する距離信号１９２によって対象データの距離Ｒを知
り、これによってＲ・ＳＩＮθとＲ・ＣＯＳθとして設
定される対象データの直交座標上の位置を指定するデー
タを格納したフレームメモリ１５のアドレスを指定すべ
きＸ／Ｙアドレス１４１を出力し、フレームメモリ１５
からはテレビ走査形式のレーダビデオ信号が読出しアド
レス１６１によって読み出され、表示器１７に表示され
る。

【００１０】ＴＶ走査読出しアドレス発生回路１６は、
読出しアドレス１６１と共に動作同期のために表示器１
７に与えるべき同期信号１６２を出力する。こうして、
レーダ信号をテレビ画面形式で表示することができる。

【００１１】図６に、図５の走査変換方式における主要
波形を示す。図６の（ａ）はトリガ信号１１２を示し、
図６の（ｂ）にはトリガ信号１１２によって発生させら
れるスイープを正規スイープＳ１として表示している。
この鋸歯状波信号としての正規スイープＳ１により、ト
リガ信号１１２出力ごとにＣＲＴ上のＰＰＩラジアル掃
引が所定の方位範囲にわたって行われる。

【００１２】また、図６の（ｃ）には正規スイープＳ１
の掃引開始タイミングと同期して走査変換を実行させる
トリガとしての正規走査変換開始パルスＳＣ１を示す。
この正規走査変換開始パルスは、後述するように、方位
角情報入力の都度出力される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の走査変
換方式では、極座標データを直交座標データに変換する
場合、レーダデータの距離Ｒと方位角θとを利用して、
Ｘ＝Ｒ・ＳＩＮθ 並びに、Ｙ＝Ｒ・ＣＯＳθ を求め
る演算を行って直交座標上の座標位置Ｘ，Ｙを求めてい
る。

【００１４】こうして求められる座標位置Ｘ，Ｙはすべ
てディジタル処理を施されてフレームメモリの所定のア
ドレスに次々に格納され、読み出されてテレビ表示画面
として映出されるが、この場合Ｘ及びＹを求めるＳＩＮ
θ、ＣＯＳθの演算には、一部の数値を、例えばＳＩＮ
３０°、ＣＯＳ６０°などの極、限られた一部の三角関
数値を除けば、何桁以下は切捨といったような処理で必
ず変換誤差を生起する。

【００１５】このような変換誤差を含んで決定される座
標位置Ｘ，Ｙは、従って元来あるべき正しいアドレスか
らずれたアドレスを指定することとなり、また読出しも
元来あるべきアドレスからずれたアドレスの格納データ
を読み出すこととなり、このような書込み及び読出しに
基づいて表示されるテレビ走査映像には不要な一種の雑
音を発生させる。

【００１６】このようにして表示される雑音は、三角関
数値の方位依存性に基づく独特のパターンをもたらす、
いわゆるモアレ（Moire)現象を示し、フレームメモリの
解像度を高分解化する程、この現象の顕著化が増大し、
表示画面の品質を著しく低下させるという問題点があっ
た。

【００１７】図７にモアレ現象の表示例を示す。この表
示例は、方位走査の開始角度３０°、終了角度６０°の
覆域を対象とした処理で生起したモアレ現象を示し、Ｐ
１を（０，０）、Ｐ２を（４００，４００）（単位ピク
セル）とするオフセンタ表示の表示画面であり、且つ方
位角は１２ビット、４０９６ステップの分解能で処理さ
れている。

【００１８】本発明の目的は、上述した問題を解決し、
モアレ現象を抑圧して表示画面の品質を著しく向上し得
る走査変換方式を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は上述した目的を
達成するため、次の手段構成を有する。即ち、走査変換
方式に関する本発明の構成は、ＰＰＩ走査方式で運用す
るレーダで取得したスイープごとの極座標表示形式のレ
ーダビデオ信号をテレビ走査方式の直交座標表示形式の
レーダビデオ信号に走査方式を変換する走査変換方式で
あって、スイープごとの走査変換処理において生起する
変換誤差を抑圧する補間処理としての補間走査変換処理
をスイープ休止期間に所定の回数行って、前記変換誤差
のもたらすテレビ走査方式での表示画面に表現される不
要ノイズパターンであるモアレ現象の発生を抑圧する手
段を備える。

【００２０】

【発明の実施の形態】ＰＰＩ走査で取得する極座標形式
のレーダビデオ信号を直交座標形式に座標変換してテレ
ビ表示形式で表示し、表示画像品質を改善する走査変換
表示は、レーダビデオ信号の表示に多用されている。

【００２１】しかしながら、この目的に利用される走査
変換方式には、極座標データを直交座標データに変換す
る場合に避けられない、三角関数値の丸め処理に基づく
変換誤差が生じ、この変換誤差を含むデータの書込み及
び読出しにおけるアドレス指定ずれに対応して、表示画
面には方位依存性を反映した、従って方位角の三角関数
値の特徴を反映した独特のノイズパターンをもたらすモ
アレ現象が出現し、しかもフレームメモリの解像度を高
分解化する程この現象が強調される。

【００２２】本発明にあっては、レーダのＰＰＩ走査に
おけるスイープとスイープ間の時間帯に、スイープごと
の正規の走査変換処理を補間する走査変換処理を実行さ
せて変換誤差を実効的に抑圧することにより、モアレ現
象を排除し表示画像の品質を向上させることを実施の形
態としている。

【００２３】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は、本発明の一実施例の構成を示すブロック図
である。図１に示す実施例は、レーダビデオ信号をディ
ジタルビデオ信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１１、レ
ーダ観測レンジに対応する１スイープごとのディジタル
ビデオ信号を一時的に格納するバッファメモリ１２、空
中線１００の出力する回転角度信号（方位角データθ）
のＳＩＮ，ＣＯＳ値を求めるＳＩＮ／ＣＯＳ変換回路１
３Ａ、ＳＩＮ／ＣＯＳ変換回路１３Ａの出力と距離情報
とに基づいて極座標から変換する直交座標の座標位置の
アドレス並びに正規の走査変換終了タイミングを出力す
る座標変換回路１４Ａ、フレームメモリ１５Ａ、フレー
ムメモリ１５Ａの読出しアドレス及び表示器１７の動作
同期信号を出力するＴＶ走査読出しアドレス発生回路１
６Ａ、表示器１７、バッファメモリ１２の書込み信号を
送出する書込み信号発生回路１８、バッファメモリ１２
の読出し信号と座標変換回路１４Ａに対する距離情報を
送出する読出し信号発生回路１９、正規の走査変換処理
を補間する補間走査変換処理を駆動せしめる補間設定回
路２０及びＯＲゲート２１を備える。

【００２４】これらの構成内容中、破線で示すＳＩＮ／
ＣＯＳ変換回路１３Ａ、座標変換回路１４Ａ、フレーム
メモリ１５Ａ、ＴＶ走査読出しアドレス発生回路１６
Ａ、補間設定回路２０及びＯＲゲート２１が本発明に直
接かかわる構成であり、他の構成は図５に示す従来の走
査変換方式における同一符号の構成の内容と同一のもの
であるので、これら同一内容のものに関する個々の詳細
な説明は省略する。

【００２５】次に、本実施例の動作について説明する。
バッファメモリ１２には、Ａ／Ｄコンバータ１１の出力
するディジタルビデオ信号１１３が書込み信号発生回路
１８によりスイープごとに更新しつつ格納され、さらに
読出し信号発生回路１９により読み出され、レーダビデ
オデータ１２１として１フレームごとに更新しつつフレ
ームメモリ１５Ａに座標変換回路１４Ａの出力するＸ／
Ｙアドレス１４１を書込み信号として格納される。

【００２６】ＯＲゲート２１は、空中線１００の出力す
る回転角度信号１３１と、後述する補間設定回路２０の
出力する補間開始信号２０１とを入力とする論理和回路
として動作する。

【００２７】ＯＲゲート２１に回転角度信号１３１が入
力すると、ＳＩＮ／ＣＯＳ変換回路１３Ａでは図２の
（ｃ）に示す正規走査変換開始パルスＳＣ１が生成され
て、回転角度信号１３１によって示される方位角θを対
象とし、ＳＩＮθとＣＯＳθを求める演算がＳＩＮ／Ｃ
ＯＳ変換回路１３Ａで行われる。

【００２８】このあと、ＳＩＮθとＣＯＳθとは座標変
換回路１４Ａに供給されて対象入力の直交座標位置Ｘ，
Ｙを指定するＸＹアドレス１４１が、読出し信号発生回
路１９から提供される距離信号１９２を利用して求めら
れ、これがフレームメモリ１５に対するレーダビデオデ
ータ１２１の書込み信号として出力される。

【００２９】座標変換回路１４Ａからはまた、スイープ
ごとの走査変換処理の終了を表現する変換終了信号１４
２がスイープごとの走査変換終了のタイミングで補間設
定回路２０に供給される。

【００３０】補間設定回路２０は、スイープごとに行わ
れる正規の走査変換処理を補間する目的で、スイープと
スイープ間の時間帯を利用して、補間的な走査変換処理
をあらかじめ設定する所定の回数実行せしめるための駆
動信号としての補間開始信号２０１を出力し、ＯＲゲー
ト２１を介してＳＩＮ／ＣＯＳ変換回路１３Ａに供給す
る。

【００３１】補間開始信号２０１としては、スイープと
スイープとの間をｎ＋１分割するｎ個の方位角に対応す
るタイミングで送出される起動パルスとしての図２の
（ｃ）に示す補間走査変換開始パルスＳＣ２が相続いて
送出される。この場合、ｎは、レーダの送信ビームの指
向幅、走査ステップ、所望の補間効果等を勘案してあら
かじめ設定される。

【００３２】ＳＩＮ／ＣＯＳ変換回路１３Ａは、ＳＩＮ
及びＣＯＳ値データを提供するＳＩＮ／ＣＯＳテーブル
を補間方位角分も含めて用意し、方位角情報を含む補間
走査変換開始パルスＳＣ２の発生タイミングに対応する
方位角のＳＩＮデータ１３２及びＣＯＳデータ１３３を
出力する。

【００３３】座標変換回路１４Ａは、ＳＩＮデータ１３
２とＣＯＳデータ１３３のそれぞれと、前述した変換ク
ロックを利用した距離情報としての距離信号１９２とを
利用してｎ個の補正方位に対応するタイミングで設定さ
れた補間走査変換開始パルスＳＣ２のタイミングで次々
に正規スイープと同様な処理内容の補間走査変換処理を
実行し、正規の走査変換処理に基づく処理結果とともに
Ｘ／Ｙアドレス１４１として送出する。このあと、次の
スイープに対応して再び正規の走査変換が行われ、以後
走査覆域にわたってこの処理を繰り返す。

【００３４】図２の（ａ）にはトリガ信号１１２、また
図２の（ｃ）には、正規のスイープに対応してトリガ信
号１１２に同期して設定される正規の走査変換を実行さ
せる正規走査変換開始パルスＳＣ１、正規スイープ間の
時間帯で補間走査変換の処理を実行させる３個の補間走
査変換開始パルスＳＣ２を示す。

【００３５】さらに、図２の（ｂ）には正規スイープＳ
１のほか、補間走査変換開始パルスＳＣ２によって実行
される補間走査に対応する仮想のスイープを等価補間ス
イープＳ２として示す。つまり、この補間走査は、恰
も、相続く正規スイープＳ１の間の時間帯で等価補間ス
イープＳ２を発生することと等価な効果を有するもので
あることを示している。

【００３６】図３は、補間走査変換の説明図である。相
続く正規スイープＳ１間に３個の等価補間スイープＳ２
が、補間走査変換で等価的に存在すると見做せるのに等
しい効果のあることを示している。こうした補間走査で
求められるＸ／Ｙアドレス１４１の指定の下にフレーム
メモリ１５Ａに補間データを含むレーダビデオデータ１
２１が格納される。

【００３７】ＴＶ走査読出しアドレス発生回路１６Ａ
は、補間走査変換によるデータも含む読出しアドレス１
６１を発生し、フレームメモリ１５Ａから読み出したレ
ーダビデオ信号１５１を表示器１７に表示せしめる。

【００３８】このような補間走査変換の導入によって、
ＳＩＮ，ＣＯＳ変換時の変換誤差は著しく圧縮され、実
用上モアレ現象を排除した表示画面が得られる。図４
は、本実施例における表示例であり、モアレ現象を排除
した表示画面を示すものである。こうして、表示画面の
品質を著しく改善することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｐ
ＰＩ走査方式で運用するレーダで取得した極座標データ
を、テレビ走査方式の直交座標データに変換する走査変
換方式において、スイープとスイープ間の時間帯で、ス
イープごとの正規の走査変換処理を実効的に高密度処理
化するように補正する補間走査変換処理を所定の回数実
施することにより、走査変換における変換誤差に起因す
るモアレ現象を排除し、表示画面の品質を著しく向上す
ることができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の走査変換方式の構成を示す
ブロック図である。

【図２】図１における主要信号の波形図である。

【図３】本発明の補間走査変換の説明図である。

【図４】図１における画面表示例を示す図である。

【図５】従来の走査変換方式の構成を示すブロック図で
ある。

【図６】図５における主要信号の波形図である。

【図７】図５における画面表示例を示す図である。

【符号の説明】

１１ Ａ／Ｄコンバータ １２ バッファメモリ １３，１３Ａ ＳＩＮ／ＣＯＳ変換回路 １４，１４Ａ 座標変換回路 １５，１５Ａ フレームメモリ １６，１６Ａ ＴＶ走査読出しアドレス発生回路 １７ 表示器 １８ 書込み信号発生回路 １９ 読出し信号発生回路 ２０ 補間設定回路 ２１ ＯＲゲート １００ 空中線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＰＰＩ走査方式で運用するレーダで取得
   したスイープごとの極座標表示形式のレーダビデオ信号
   をテレビ走査方式の直交座標表示形式のレーダビデオ信
   号に走査方式を変換する走査変換方式であって、スイー
   プごとの走査変換処理において生起する変換誤差を抑圧
   する補間処理としての補間走査変換処理をスイープ休止
   期間に所定の回数行って、前記変換誤差のもたらすテレ
   ビ走査方式での表示画面に表現される不要ノイズパター
   ンであるモアレ現象の発生を抑圧する手段を備えること
   を特徴とする走査変換方式。