JPS6182583A

JPS6182583A - 画像多重分析ハイブリツド装置

Info

Publication number: JPS6182583A
Application number: JP60157127A
Authority: JP
Inventors: アンドレ　ジーン　ギラード
Original assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Current assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Priority date: 1984-07-18
Filing date: 1985-07-18
Publication date: 1986-04-26
Also published as: FR2568076B1; US4703361A; FR2568076A1

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】（発明の技術分野）この発明は、物体の表面の輝度分布の判断に用いる装置
の改良に関し、特に分析がハイブリッド装置のもの、換
言すると空間的及び時間的に同時に多重化して実行され
光多重符号化に基づいた画像分析装置に関する。

全ての画像分析多重化装置に共通している基本的な概念
は、可能な限り相互の相関を小さくした一組のＮ関数に
より、即ち一組の直交関数を用いることによりＮ画素を
符号化するものである。従来の分析装置において、これ
らの関数は、時間が相互にオフセットされた狭いスロッ
トになぞらえ得る。その結果、与えられた画素からのエ
ネルギは総合分析時間のうちのごく一部の期間でのみ検
出器に人力される。多重分析の場合、使用される組の直
交関数は、画素からのエネルギを総合分析時間の半期間
検出器に人力するようにしたものである。

（従来技術の説明）画像多重分析装置は、組の直交関数がＮ＝２に一１装置
の疑似ランダムで周期的な二進関数からなる（１９７１
年６月１１日付のフランス特許ＦＡ−Δ−２１４０９１
４号の）ものにより公知である。

この装置の関数は、Ｋビットにより可能とする全シーフ
ェンスの組を決定することによって形成される。値１及
びＯを有するにビットのあらゆる分布（全て１のにビッ
トを除く　）が開始点である。

最終ビットを除去し、かつ他のビットを右へ一単位だけ
移動させることにより、下記の分布が得られる。新しい
ラインの第１ビツトは、排他的論理和関数の真理値表に
おける前のラインの最後の２ビット間の積の値を仔する
。

最初のシーフェンスが再び得られるまて、　　　　′こ
の処理は反復される。可能とするものの全て（（２’−
１）辿り）がなくなる前に、このような状態が発生する
と、処理が再開が可能となり、１１ηのシーフェンスに
おける最終ビットＸ終りから２番目の反転ビットの値を
新しいシーフェンスの第１ビツトに設定する。

ｋ＝３の場合、この処理により得たワードは次のように
なる。

上記表の疑似ランダム・シーフェンス、例えばブロック
内のシーフェンスを選択する。他のワードは、最終点（
即ちＮ列の点）を最初の位置に置き、かつ他の全ての点
を一単位だけシフトする（最初のものを第２のものに、
第２のものを第３のもの・・・とする）循環する置換に
よって得られる。

従って、このような方法の作成においては、全体で一組
の符号マトリックスｌを構成しているＮ通りのワードを
得ることができる。

符号マトリックスＪは対象である。符号マトリックスの
基本的な特性を次のように表わす。

Ｌ７はＬの置換マトリックスであり、１１１はＮ列の単
位マトリックスである。

符笹マトリックスにおける一般項をｕ、、により表わす
と、式（１）は次のように表わすことかでさθ。

従って、符号マトリックスｔの各ラインは厳密には直交
していない。式（１）は変換直交状態と呼ぶ。

符号化処理は画素の分布上に符号化マトリックスのライ
ンを連続的に重畳することからなる。符号が本質的に周
期的であるので、これは、符号化処４ｂ、ｔに画素の分
布に対して並列に符号化関数を単位ステップだけシフト
する単純な問題となる。

符号化された画像は、種々の位置の符号パターンにおけ
る分布から放射する光束を測定することにより得た一組
からなる。従って、独立した測定数は符号化関数におけ
るビット数に′等しい。

この符号化関数は透明領域及び不透領域（伝達量ａ１及
び０）により表わされ、その分布が符号マトリックスｌ
を表わしている。

従って、従来技術においては、輝度の分布は、物体の画
像の多重分析に基づき、画像検出器と、Ｖ似うン々゛ム
ニ進周期関数における各項の値により、画像における各
画素が放射する輝度光束を変調するように設定されてい
る移動グリッドとを用いて決定される。次に、このよう
にして得た変調（符号化）画像は、画像受信機が移動グ
リッドにより生成した変調関数の写しからなる信号を相
関させることにより復調（復号化）される。このような
画像分析処理は、実行した輝度測定において画像レシー
バに特有な固有雑音に基づく影響を減少させる。

画像レシーバに特有な雑音がかなり減少され、また時間
軸上の多重化分析処理により得た測定制度か画像レシー
バの検知面により受信された入射光束の変化に基づく雑
音により限定されるという技術的な進歩が達成された。

（発明の要約）この発明は、光子雑音の影響をなくすため、単一の検出
器を介するのでなく、一つのモザイクをなす複数の光電
検出器を介する符号グリッドにより変調された輝度光束
を分配するように、画像を複数領域に分割する構成を有
する。このため、検出器の検出面を介して各試料を透過
する光学部材により符号化された画像をサンプリングし
、各試料について同時に復号化処理を実行する。

前記符号グリッドは、シリンダに巷回されている充電検
出器と同一数の符号化領域を構成する一本のストリップ
からなる。また、符号化した画像は凸面を検出器に向け
たモザイクをなす複数の球面レンズによりサンプリング
される。　この発明の他の実施態様は、１９８２年１２
月２日に出願−されたフランス特許ＰＲ−へ−２５３７
２７７号に説明されているものと同様の一つのモザイク
をなす複数の光電検出器に接続された一組の集束及び拡
散光ガイドによｎ　復号化された画像をサンプリングす
る構成を有する。

侃−又は復号処理は各光電検出器から出力される電気信
号に関連し、既知のディジタル方法（Ｎｏｕ−ｖｅｌｌ
ｅ　Ｒｅｖｕｅ　ｄ’０Ｐｔｉｑｕｃ（新光学レビュー
）−ｔ９７６年６月／り月と比較のこと）により、又は
光源からなるアナログ装置と、符号グリッドと同一の復
号グリッドに対して大針された輝度光束を透過し、かつ
同一速度で走行する光学部材とにより達成される。

分析中の画像はｍラインかつｎ列のＮ画素、即ちＮ＝ｍ
（ライン）ｘｎ（列）からなる。この画像は９ライン（
ｍ／ｑ整数）かつｒ列（ｒ／ｎ整数）からなるＰセクタ
に分割される。従って、各セフりは　５＝−＝ｑｒ点を
有する。これらのセフタは第１図のｌＯにより示されて
いる。

各セクターＯにおける３点は、疑似ランダムの二進符号
（５＝ｑｒ＝２−１．αは整数）の手段により同時に分
析され、同一・の支柱上でＰ回反復される。この分析は
、使用している符号に基づき一次元又は２次元符号の支
柱を変換することにより実行される。即ち、この支柱の
大きさは小さく（＜１ｍｎ＋）、かつ「微小走査」とみ
なすことができる。各セクタにおける空間的な点を分析
するときは、変換中に測定が必要となる。

各セクターＯから放射される光束は、当該装置に対する
人万障孔と一致した見地面を有する光検出器上の要素レ
ンズにより収束される。

光検出器の数は、要素レンズと同一数のＰである。これ
らのレンズは結合され、共通の平らな支柱上に接着され
る。光検出器の軸間隔はレンズにより形成された「はえ
の目」の要素の中心を分離する間隔に等しい（第２図）
。

数値例ｑ＝３　　ｒ＝５　５＝Ｉ５ｑ＝７　　ｒ＝９　５＝６３（好ましい実施態様の説明）この発明による画像分析装置の種々の実施態様を以下説
明する。

第２図及び第３図を説明すると、物体１の画像２が望遠
鏡又は対物レンズである光゛学的な画像形成装置３の焦
点面に形成される。第２図及び第３図に示す画像形成装
置３が１枚のレンズであフても、これがλ＝１０μｍの
回折により制限される直径Ｄ　＝　０．６０ｍ及び焦点
距離Ｆ　＝　１００ｍの望遠鏡であると仮定される。

Ｑンプリング・ピッチの値はにより与えられる。

これらのパラメータには次の値が設定される。

ｍ＝６０ラインｎ＝６０列Ｎ＝６０ｘ６０画素ｑ＝５ラインｒ＝３列ｍ／ｑ＝１２ｎ／ｒ　＝２０Ｐ　＝　（ｍ／ｑ）　ｘ　（ｎ／ｒ）　＝　２４０ｓ＝
ｑｒ＝１５また、ライン間隔及び列間隔が０．８３＋ｎ＋ｎに設定
される。従って゛、セクタの寸法は、（０，８３ｘ５）ｘ　（０，８３ｘ３）＝４．１５ｘ２
．５＋ｎｍであり、また画像の寸法は、（０，８３Ｘ６０）　Ｘ　（０，８３ｘ６０）　＝５０
ｘ５０ｍｍである。

はえの目（レンズ・マトリックス）４は、焦点距離が１
０ｍｍであり、透明板５上に一体となって固定された、
小さな球面レンズ１１から作られている。

これらの球面レンズ１１は、画像セクタと同一寸法　　
　　′の断面を有し、また数（即ち２４０）か等しく、
５０ｍｍ　ｘ５０ｍｍの正方形を形成している。これら
の球面レンズ１１は、フッ化バリウム又はセレン化亜鉛
から作られている。

ハエの目を形成する球面レンズＩＩを第４図の平面図及
び第５図の断面図に示す。球面レンズ１１は画像セクタ
と同一の形状及び寸法を有し、球面の半径がＲ＝５ｍｍ
、また屈折率が１．５である。球面レンズ１１は透明板
５に接着されており、また、検出器１２に相対して移動
する符号グリッド１４により変調された光を透過する。

第３図において、球面レンズ１１を透過した光線は空気
中を伝播して光検出器モザイク６に到達する。第６図に
おいては、レンズ・マトリックスか二重円錐マトリック
ス７により置換されている。

この二重内１１［マトリックス７は収束部１５．ｌび発
散部１６を仔する複数の二重円錐からなる。発散部１６
は、画像２を形成する面に開口１７を備え、検出器１２
に結像する。二重円錐マトリックス７は冷却液により冷
却される。二重円錐マトリックスは１１１述のフランス
特許ＦＲ−へ−２５：Ｊ７２７７号に説明されている。

種々の物体の画素から放射される光線は移動する符号グ
リッド１４により変調される。この符号クリブト［４は
１５次の符号マトリックスを用いる従来技術により説明
されるものである。このようなマトリックスを形成する
ための処理は航に説明したものである。Ｋ＝４に対応す
る疑似ランダムのシーフェンスが最初に形成される。即
ち、次に、１５ビツトのシーフェンスを形成し、シーフ
ェンス中の谷ビットを循環装置にて置換する。

ｔ　１ｏｏｔｏｔｏｏｏｏｔ　ｔ　ｔ。

ｏｉｏｉｏｏｏｏｔ　　１　１０１　１０ＣＩｌｏｏＯ
ＯＩＩＩＯＩｌｏｏｌｌｏｏｏｏｌｌｌｏｌｌｏｏｌｏｔｏｉ　　ｔｏｏｉｏｉｏｏｏｏｔ　　ｔ１５画素のラ
インにおいて単方向に符号化を行なうと、配列された１
５画素の光束は１５ビット符号ワードの符号マトリック
スによりそれぞれ変調することが必要となる。

符号化処理が二次元のとぎは１５ビット符号のワード冒
・よ符号グリッド１４上に５ビツト×３ワードにて配列
されるため、例えば１５ビツトのワードに対して次の５
ビツト×３ワードが与えられる。

０１１００１０１００００１１１　：１５ビット符号のワードを循環して置換する代りに、Ｓ
Ｘ３ビツトのパターンを第７ａ図及び第７ｂ図において
述べたように置換する。

１５ビット符号のワードに相対する循環置換は１５ヒツ
ト符号のワードの循環置換と複数グループの３ワードを
循環させて置換される。そのいずれの場合も１５通りの
状態が存在する。

符号グリッド１４は、各セクタが時間的に多重化するの
ではなく、空間的に多重化するので、各セクタに対して
同一である。

第８図は画像復号及び再生装置を示す。

第３図の光検出器モザイク６又は第６図の二重円錐マト
リックス７は、発光ダイオード２１が検出器１２と同一
のピッチ間隔を有する発光ダイオード２１のマトリック
ス２０に接続されている。マトリックス２０は、レンズ
・マトリックス４ＥＬび復号グリッド１４ａ　（符号グ
リッド１４と同一）を介して受像　　　　。

管ｔ２の方向に光線を放射する。符号化の場合と同様に
この復号グリッド１４ａに対して同一の移動（速度及び
移動幅）を与えている。

これまで、復号グリッド１４ａが並進して移動するもの
と仮定していた。第９図及び第１０図はハイブリッド多
重化をする画像分析装置を示すもので、そのグリッド３
１は回転ドラム２６の目打ち領域又は全領域に作成され
ている。

第９図において、物体ｌは対物レンズ３、グリッド３１
、レンズ２７及びミラー２８を介して光検出器モザイク
６に投影される。光検出器モザイク６は復号処理を実行
するディジタル・コンピュータ２９に接続されている。

疑似ランダム二進機能によるアナログ・マトリックスの
掛算により符号化された画像をディジタル的に復号する
ことは、１１「記文銀“Ｎｏｕｖｃｌｌｃ　ｌ１ｃｖ−
ｕｃ　ｄ’ｏｐＬｉｑｕｅ″１９７６年第７巻、第４月
、ページ２２■〜２３４．アベル、及びＡ、ジラールに
よる「光多重符号化処理」において説明されている。

第１Ｏ図は回転ドラム２６上のグリッド３１を備えたア
ナログ復号装置を示す。また第１０図は物体ｌ、画像形
成装置（対物レンズ）３１回転トラム２６並びにレンズ
・マトリックス４及び光検出器モザイク６を含むブロッ
ク３２を示す。このブロック３２は発光ダイオ−ドのマ
トリックス２０及びレンズ・マトリックス４を含む他の
ブロック３３に接続されている。ブロック３２を透過し
た光線はグリッド３１を通過し、受像管３４上に到達す
る。第１Ｏ図はグリッドが回転することを除くと、第８
図と良く似ていることが解るであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は分析対象の画像を分割し、セクタ内の各点を時
分割多重により処理し、各点及びセクタ自体を空間多重
により処理するセクタの図、第２図はレンズ・マトリッ
クス、光検出器モザイク及び符号化グリッドの構成図、
第３図は符号グリッド、レンズ・マトリックス及び検出
器モザイクを示す符号化装置の詳細な斜視図、第４図は
レンズ・マトリックス即ち、はえの目の平面図、第５図
は、はえの目の断面図、第６図は、はえの目が二重円錐
モザイクを形成しているこの発明の他の実施例による分
析装置の斜視図、第７ａ図及び第７ｂ図は符号グリッド
を表わす図、第８図は復号装置の斜視図、第９図及び第
１０図は回転グリッドを有する画像符号化及び復号装置
の概要構成図である。３・・・画像形成装置、４・・・レンズ・マトリックス
５　””　＞３明板、　　　　６−・光検出器モザイク
、７・−二重円錐マトリックス、１１・・・球面レンズ
、１２−・・検出器、　　　１４−・・符号グリッド、
１４ａ　・・・復号グリッド、　　　　１５＝収束部、
１６−・・発散部、　　　ｌ　７−・・開口、２６−回
転ドラム、　３１−・・グリッド。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）与えられた面内の物体の画像を形成する手段と、
モザイクを形成する複数の光検出器と各光検出器に対し
て前記面内の画像のセクタからの光を送出すると共にそ
の数が前記光検出器の数に等しい複数の光学装置とを備
えた画像多重分析ハイブリッド装置において、二進数０
に対応する不透明部分及び二進数１に対応する透明部分
からなる移動符号グリッドにより画像セクタを形成する
要素領域にて受光する光線を変調すると共に、前記グリ
ッドは前記要素領域から放射される各ビームを周期的か
つ二進の疑似ランダム機能によって変調し、前記要素領
域から放射する前記光線は前記グリッドの同一部分より
変調されていることを特徴とする画像多重分析ハイブリ
ッド装置。
（２）特許請求の範囲第１項記載の画像分析ハイブリッ
ド装置において、光学装置の面内の画像セクタから各光
検出器に対して光を送出する前記各光学装置は前記画像
セクタの空間を満たす複数の要素レンズであることを特
徴とする画像ハイブリッド装置。
（３）特許請求の範囲第１項記載の画像分析ハイブリッ
ド装置において、光学装置の面内の画像セクタから各光
検出器に対して光を送出する前記光学装置は光学的な開
口が画像セクタにおける空間を満たす光学的な要素管で
あることを特徴とする画像多重分析ハイブリッド装置。
（４）特許請求の範囲第３項記載の画像多重分析ハイブ
リッド装置において、光学的な各要素管は一つの画像セ
クタの光を受光する収束部と、一つの光検出器に方向付
けられた開口を有する拡散部とから作成されていること
を特徴とする画像多重分析ハイブリッド装置。
（５）特許請求の範囲第１項記載の画像多重分析ハイブ
リッド装置において、変換移動は画像画面内を移動する
符号グリッドに伝達されることを特徴をする画像多重分
析ハイブリッド装置。
（６）特許請求の範囲第１項記載の画像分析ハイブリッ
ド装置において、回転移動は画像面に対して正接方向に
移動する符号ブリッドに伝達されることを特徴とする画
像分析ハイブリッド装置。