(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機に搭載される赤外線撮像装置であって、
前記航空機に固定され、被写体から放射される赤外線を検知する検知部と、前記検知部から順次出力される信号に基づいて前記被写体の二次元の温度情報を生成する処理部と、
前記二次元の温度情報に基づく赤外線画像を表示する表示部とを少なくとも備え、
前記処理部は、前記二次元の温度情報に基づいて前記被写体から予め設定した前記航空機の離着陸地点近傍の建物又は他の航空機又は人物、もしくは飛行時の進行方向の建物である特定対象を抽出し、前記特定対象の全部又は一部の温度情報を予め定めた高い値に設定して、前記特定対象を識別可能にすると共に、
前記処理部は、前記特定対象に対して該特定対象の大きさを特定する幾何学的な処理を行い、大きい前記特定対象から順に所定数の前記特定対象の温度情報を予め定めた高い値に設定する、ことを特徴とする赤外線撮像装置。
【請求項２】
前記処理部は、前記特定対象が、前記航空機の離着陸時に障害となる離着陸地点近傍の建物、若しくは、前記航空機の飛行時に障害となる進行方向の建物の場合には、前記二次元の温度情報から略一定の温度で連続する所定の長さの線を特定し、複数の前記線で構成される形状に基づいて、前記建物を抽出する、ことを特徴とする請求項１に記載の赤外線撮像装置。
【請求項３】
前記処理部は、前記特定対象が、前記航空機の離着陸時に障害となる離着陸地点近傍の他の航空機若しくは人物の場合は、前記二次元の温度情報から予め記憶した形状に相似する形状を特定し、前記形状に基づいて、前記他の航空機又は人物を抽出する、ことを特徴とする請求項１に記載の赤外線撮像装置。
【請求項４】
前記処理部は、前記二次元の温度情報から前記特定対象を抽出した場合は、前記特定対象を抽出したことを前記航空機の操縦士に知らせる警告を行う、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の赤外線撮像装置。
【請求項５】
前記処理部は、前記特定対象の全部又は一部を塗りつぶして、離着陸時に障害となる特定対象の見落しを防止する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の赤外線撮像装置。
【請求項６】
前記処理部は、大きい前記特定対象ほど温度情報を高い値に設定する、ことを特徴とする請求項１に記載の赤外線撮像装置。
【請求項７】
前記処理部は、前記特定対象対して該特定対象の距離を特定する幾何学的な処理を行い、近い前記特定対象から順に所定数の前記特定対象の温度情報を予め定めた高い値に設定する、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の赤外線撮像装置。
【請求項８】
前記処理部は、近い前記特定対象ほど温度情報を高い値に設定する、ことを特徴とする請求項７に記載の赤外線撮像装置。
【請求項９】
航空機に搭載される赤外線撮像装置を用いた赤外線画像の表示方法であって、
前記航空機に固定される検知部を用いて、被写体から放射される赤外線を検知する第１ステップと、
前記検知部から順次出力される信号に基づいて前記被写体の二次元の温度情報を生成する第２ステップと、
前記二次元の温度情報に基づいて前記被写体から予め設定した前記航空機の離着陸地点近傍の建物又は他の航空機又は人物、もしくは飛行時の進行方向の建物である特定対象を抽出する第３ステップと、
前記特定対象の全部又は一部の温度情報を予め定めた高い値に設定して、前記特定対象を識別可能にする第４ステップと、
前記二次元の温度情報に基づく赤外線画像を表示する第５ステップと、を有して、
前記処理部は、前記特定対象対して該特定対象の大きさを特定する幾何学的な処理を行い、大きい前記特定対象から順に所定数の前記特定対象の温度情報を予め定めた高い値に設定する、ことを特徴とする赤外線画像の表示方法。
【請求項１０】
前記第３ステップでは、前記特定対象が、前記航空機の離着陸時に障害となる離着陸地点近傍の建物、若しくは、前記航空機の飛行時に障害となる進行方向の建物の場合には、
前記二次元の温度情報から略一定の温度で連続する所定の長さの線を特定し、複数の前記線で構成される形状に基づいて、前記建物を抽出する、ことを特徴とする請求項９に記載の赤外線画像の表示方法。
【請求項１１】
前記第３ステップでは、前記特定対象が、前記航空機の離着陸時に障害となる離着陸地点近傍の他の航空機若しくは人物の場合には、前記二次元の温度情報から予め記憶した形状に相似する形状を特定し、前記形状に基づいて、前記他の航空機又は人物を抽出する、
ことを特徴とする請求項９に記載の赤外線画像の表示方法。
【請求項１２】
前記第３ステップにおいて、前記赤外線画像から前記特定対象を抽出した場合は、前記特定対象を抽出したことを前記航空機の操縦士に知らせる警告を行う、ことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか一に記載の赤外線画像の表示方法。
【請求項１３】
前記第３ステップにおいて、前記特定対象の全部又は一部を塗りつぶして、離着陸時に障害となる特定対象の見落を防止する、ことを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか一に記載の赤外線画像の表示方法。
【請求項１４】
前記処理部は、大きい前記特定対象ほど温度情報を高い値に設定する、ことを特徴とする請求項９に記載の赤外線画像の表示方法。
【請求項１５】
前記処理部は、前記特定対象対して該特定対象の距離を特定する幾何学的な処理を行い、近い前記特定対象から順に所定数の前記特定対象の温度情報を予め定めた高い値に設定する、ことを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか一に記載の赤外線画像の表示方法。
【請求項１６】
前記処理部は、近い前記特定対象ほど温度情報を高い値に設定する、ことを特徴とする請求項１５に記載の赤外線画像の表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線撮像装置及び赤外線画像の表示方法に関し、特に、ヘリコプタや小型飛行機などの航空機に搭載される赤外線撮像装置及び航空機の運航を支援する赤外線画像の表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
赤外線撮像装置は、物体から放射される赤外線を検知するものであり、夜間や視界が悪い悪天候時においても画像を取得できるという特徴がある。そこで、赤外線撮像装置を医療用や消防防災用、警備用のヘリコプタや小型飛行機などの航空機に搭載し、赤外線撮像装置で撮像した赤外線画像を表示して運航の支援に利用している。
【０００３】
このような赤外線撮像装置は、航空機の進行方向を撮像して被写体から放射される赤外線を検知する検知部と、検知部から出力される信号を処理する処理部と、赤外線画像を表示する表示部などで構成される。また、検知部は、集光光学系及び検知器などからなり、マウントにより航空機に固定される。
【０００４】
上記赤外線撮像装置では、目標物から放射された赤外線は集光光学系によって検知器に集光され、集光された赤外線は検知器で電気信号に変換されて処理部に送られ、処理部では電気信号を温度情報に変換して二次元の温度情報を生成し、表示部で二次元の温度情報に基づく赤外線画像を表示する。そして、操縦士は赤外線画像から運航上の指標となる対象や障害物となる対象などを識別し、それらを利用して航空機を制御する。
【０００５】
このようなヘリコプタに搭載される赤外線撮像装置として、例えば、下記特許文献１には、空中を移動可能な機体と、機体の位置を特定する機体位置特定手段と、機体に搭載され、地表面上の目標物を撮影する撮影手段と、機体に対して、撮影手段の向いている方向を検出する方向検出手段と、地表面の三次元的な位置を表すデータを記録しておく地表面記録手段と、機体位置特定手段、撮影手段、方向検出手段および地表面記録手段からの出力に応答し、機体の位置から撮影手段の向いている方向に延ばした直線と地表面との交点を算出し、目標物の位置として特定する演算処理手段とを含む位置特定装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２８５５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、赤外線画像は物体の温度に応じて階調を変化させた画像（例えば、白黒表示の場合は高温部を白、低温部を黒、疑似カラーの場合は高温部を赤、低温部を青などで表示した画像）であるため、目視では見えない、若しくは見にくい対象であっても検知することができる。そこで、航空機の離着陸時や飛行時、特に夜間や視界が悪い時の離着陸時や飛行時に赤外線画像を利用することにより、航空機を安全に操縦することができる。
【０００８】
例えば、離着陸地点（例えば、滑走路やヘリポート）近傍の建物や他の航空機、人物などは、空や地表、遠方の物体などの背景と温度差があり、赤外線画像で識別することができるため、航空機の操縦士はこれらを指標にして航空機を離着陸させることができる。
【０００９】
また、航空機の進行方向の比較的大きい建物も、空や地表、遠方の物体などの背景と温度差があり、赤外線画像で識別することができるため、航空機の操縦士はこれらを指標にして航空機を安全に飛行させることができる。
【００１０】
一方、赤外線画像では、温度の高い対象は白黒表示では白く、疑似カラーでは赤く表示されるが、離着陸地点近傍の建物や他の航空機、人物、航空機の進行方向の比較的大きい建物の温度が十分に高くないと、これらは目立つように表示されない。そのため、航空機の操縦士は、離着陸時や飛行時に障害となる対象（これらを総称して特定対象と呼ぶ。）を容易に識別することができず、航空機を安全に操縦することができないという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、航空機の離着陸時や飛行時に障害となる特定対象を操縦士が容易に認識できるように赤外線画像を表示することができる赤外線撮像装置及び赤外線画像の表示方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明は、航空機に搭載される赤外線撮像装置であって、前記航空機に固定され、被写体から放射される赤外線を検知する検知部と、前記検知部から順次出力される信号に基づいて前記被写体の二次元の温度情報を生成する処理部と、前記二次元の温度情報に基づく赤外線画像を表示する表示部とを少なくとも備え、前記処理部は、前記二次元の温度情報に基づいて前記被写体から予め設定した前記航空機の離着陸地点近傍の建物又は他の航空機又は人物、もしくは飛行時の進行方向の建物である特定対象を抽出し、前記特定対象の全部又は一部の温度情報を予め定めた高い値に設定して、前記特定対象を識別可能にするものである。
【００１３】
また、本発明は、航空機に搭載される赤外線撮像装置を用いた赤外線画像の表示方法であって、前記航空機に固定される検知部を用いて、被写体から放射される赤外線を検知する第１ステップと、前記検知部から順次出力される信号に基づいて前記被写体の二次元の温度情報を生成する第２ステップと、
前記二次元の温度情報に基づいて前記被写体から予め設定した前記航空機の離着陸地点近傍の建物又は他の航空機又は人物、もしくは飛行時の進行方向の建物である特定対象を抽出する第３ステップと、前記特定対象の全部又は一部の温度情報を予め定めた高い値に設定して、前記特定対象を識別可能にする第４ステップと、前記二次元の温度情報に基づく赤外線画像を表示する第５ステップと、を有するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の赤外線撮像装置及び赤外線画像の表示方法によれば、航空機の離着陸時や飛行時に障害となる特定対象を操縦士が容易に認識できるように赤外線画像を表示することができる。
【００１５】
その理由は、赤外線撮像装置は、検知部から出力される信号に基づいて生成した被写体の二次元の温度情報から、予め定められたルールに従って、離着陸地点近傍の建物や他の航空機、人物、航空機の進行方向の比較的高い建物などの離着陸時や飛行時に障害となる特定対象を抽出し、特定対象の温度情報を予め定めた高い値に設定して、特定対象を識別可能に表示するからである。
【００１６】
また、赤外線撮像装置は、二次元の温度情報から特定対象を抽出した場合には、特定対象を抽出したことを操縦士に知らせる警告を行うからである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例に係るヘリコプタの構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施例に係る赤外線撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施例に係る検知器の構成を示す回路図である。
【図４】本発明の一実施例に係る処理部の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施例に係る処理部に含まれる演算部の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の一実施例に係る赤外線撮像装置を用いた赤外線画像の表示手順を示すフローチャート図である。
【図７】本発明の一実施例に係る赤外線撮像装置で撮像した赤外線画像（離着陸地点近傍の画像）の一例を示す図である。
【図８】図７の赤外線画像の特定対象（建物、照明灯）を識別できるように処理した画像の一例を示す図である。
【図９】本発明の一実施例に係る赤外線撮像装置で撮像した赤外線画像（航空機の進行方向の画像）の他の例を示す図である。
【図１０】図９の赤外線画像の特定対象（高い建物）を識別できるように処理した画像の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
背景技術で示したように、ヘリコプタや小型飛行機などの航空機に赤外線撮像装置を搭載し、進行方向を撮像して取得した赤外線画像を運航の支援に利用している。しかしながら、赤外線画像は、高温の対象が目立つように表示されるため、様々な温度の様々な物体が存在する状況では、離着陸地点近傍の建物や他の航空機、人物、航空機の進行方向の比較的高い建物などの航空機の離着陸時や飛行時に障害となる特定対象が識別しにくいという問題があった。
【００１９】
ここで、離着陸時に地表の近くにいる航空機から見ると、離着陸地点近傍の建物は空や地表面が背景になるが、空の温度は非常に低く、また、滑走路などの地表面の温度はほぼ均一であることから、その境界を特定することができる。
【００２０】
また、離着陸時に地表の近くにいる航空機から見ると、離着陸地点近傍の他の航空機や人物は空や地表面、建物などが背景になるが、空の温度は非常に低く、滑走路などの地表面の温度はほぼ均一であり、また、材料が異なると放射率や暖まり方／冷え方が変化し、温度差が生じることから、その境界を特定することができる。
【００２１】
また、低空を飛行している航空機から見ると、進行方向の比較的高い建物は空や遠方の物体が背景になるが、空の温度は非常に低く、また、遠方の物体から放射される赤外線は距離に応じて吸収されて温度が低く表示されることから、その境界を特定することができる。
【００２２】
更に、一般的に建物は比較的長い直線や曲線で構成されており、また、飛行機やヘリコプタなどの航空機、人物は特徴的な形状であることから、公知のパターン認識技術により特定可能である。
【００２３】
そこで、本発明の一実施の形態では、検知部から出力される信号に基づいて生成した被写体の二次元の温度情報から、離着陸地点近傍の建物や他の航空機、人物、航空機の進行方向の比較的高い建物などの航空機の離着陸時や飛行時に障害となる特定対象を抽出し、特定対象の輪郭や内部の画素の温度情報を予め定めた高い値に設定して、特定対象を強調して赤外線画像を表示する。また、特定対象を抽出した場合には、特定対象を抽出したことを操縦士に知らせる警告を行い、特定対象が見過ごされないようにする。
【００２４】
これにより、操縦士は様々な対象が表示される赤外線画像から、航空機の離着陸時や飛行時に障害となる特定対象を簡単に識別することができ、安全に航空機を操縦することができる。
【実施例】
【００２５】
上記した本発明の一実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の一実施例に係る赤外線撮像装置及び赤外線画像の表示方法について、図１乃至図１０を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例に係るヘリコプタの構成を模式的に示す斜視図であり、図２は、赤外線撮像装置の構成を模式的に示すブロック図である。また、図３は、検知器の構成を示す回路図であり、図４は、処理部の構成を示すブロック図、図５は、処理部の中の演算部の構成を示すブロック図である。また、図６は、本実施例の赤外線撮像装置を用いて赤外線画像を表示する手順を示すフローチャート図であり、図７乃至図１０は、本実施例の赤外線撮像装置を用いて撮像した赤外線画像（図７及び図９は処理前の画像、図８及び図１０は処理後の画像）の一例を示す図である。
【００２６】
図１に示すように、本実施例の赤外線撮像装置２０は、夜間や視界が悪い環境でも使用される医療用や消防防災用、警備用などのヘリコプタや小型飛行機などの航空機（本実施例ではヘリコプタ１０とする。）に設置されるものである。
【００２７】
この赤外線撮像装置２０は、図２に示すように、マウント２４によりヘリコプタ１０の所定の位置（例えば、ヘリコプタ１０の底部）に固定され、ヘリコプタ１０の進行方向を撮像して被写体から放射される赤外線を検知する検知部２１と、検知部２１から出力される信号を処理して被写体の二次元の温度情報を生成すると共に、離着陸地点近傍の建物や他の航空機、人物、進行方向の比較的高い建物などの航空機の離着陸時や飛行時に障害となる対象（特定対象）を識別しやすくする処理を行う処理部２５と、二次元の温度情報に基づく赤外線画像を表示する表示部２６と、必要に応じて、特定対象の選択などの操作を行う操作部２７などで構成される。また、上記検知部２１は、レンズやミラーなどの集光光学系２２と、入射した赤外線を電気信号に変換する検知器２３などで構成される。
【００２８】
なお、ヘリコプタ１０の進行方向とは、ヘリコプタ１０の正面のみならず、正面の上方、下方、側方を含む。また、図２では、検知部２１と処理部２５を別々に構成しているが、検知部２１と処理部２５を一体的に構成してもよい。また、本実施例では、検知部２１でヘリコプタ１０の進行方向を撮像する構成とするが、撮像方向は進行方向に限定されず、例えば、ヘリコプタ１０の下方などを撮像する構成としてもよい。
【００２９】
以下、検知器２３と処理部２５の詳細について説明する。
【００３０】
［検知器］
図３に示すように、検知器２３は、複数の画素が二次元のマトリクス状に配列された赤外線検出素子と、赤外線検出素子からの信号を処理する信号処理部などで構成され、信号処理部は、基板内に作り込まれる内部回路と、基板外に設けられる外部回路などで構成される。
【００３１】
赤外線検出素子の各々の画素は、例えば、ボロメータ２３ａなどの温度抵抗素子とＭＯＳトランジスタ２３ｂなどの選択素子とで構成され、ＭＯＳトランジスタ２３ｂのソースはＧＮＤに接続され、ＭＯＳトランジスタ２３ｂのドレインはボロメータ２３ａを介して垂直信号線２３ｄに接続され、ＭＯＳトランジスタ２３ｂのゲートは水平信号線２３ｃに接続されている。また、垂直信号線２３ｄと出力端子ＯＵＴの間には、ＰチャネルＭＯＳトランジスタとＮチャネルＭＯＳトランジスタなどからなるトランスファゲート２３ｇが接続されている。
【００３２】
そして、水平信号線２３ｃは垂直シフトレジスタ２３ｅ及びアンド回路２３ｈによって順次選択され、垂直信号線２３ｄは水平シフトレジスタ２３ｆ及びアンド回路２３ｉによって順次選択され、選択された水平信号線２３ｃ及び垂直信号線２３ｄが交差する画素のボロメータ２３ａの赤外線映像信号が出力端子ＯＵＴから出力される。
【００３３】
なお、本実施例では、複数の画素が二次元に配列された赤外線検出素子を用いて二次元の温度情報を生成する構成としているが、赤外線検出素子の画素構成は任意であり、例えば、画素が一次元に配列された赤外線検出素子や１つの画素からなる赤外線検出素子を用い、ポリゴンミラー等の光学系で走査して二次元の温度情報を生成する構成としてもよい。また、赤外線検出素子は温度抵抗素子に限らず、入射赤外線を電気信号に変換可能な素子であればよい。
【００３４】
［処理部］
図４に示すように、検知器２３から出力される赤外線映像信号を処理する処理部２５は、増幅器２５ａと、Ａ／Ｄ変換器２５ｂと、フレームメモリ２５ｃと、演算部２５ｄと、Ｄ／Ａ変換器２５ｅなどで構成される。
【００３５】
増幅器２５ａは、検知器２３からの赤外線映像信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換器２５ｂに渡す。Ａ／Ｄ変換器２５ｂは、赤外線映像信号をディジタル信号に変換して、フレームメモリ２５ｃに記憶する。演算部２５ｄは、フレームメモリ２５ｃから順次データを読み出し、予め記憶したテーブルを参照して各画素のディジタル信号を温度情報に変換して二次元の温度情報を生成し、特定対象を識別しやすくする処理を行ってＤ／Ａ変換器２５ｅに出力する。Ｄ／Ａ変換器２５ｅは、ディジタル信号をアナログの表示映像信号に変換し、表示部２６に出力する。
【００３６】
すなわち、本実施例の赤外線撮像装置の特徴部分である演算部２５ｄは、図５に示すように、特定対象抽出部と、特定対象強調処理部としても機能する。
【００３７】
特定対象抽出部は、予め定めたルール（具体的内容は後述する。）に従って、二次元の温度情報から、航空機の離着陸時に障害となる特定対象（例えば、離着陸地点近傍の建物、比較的大きい機材、他の飛行機やヘリコプタ、人物など）、航空機の飛行時に障害となる特定対象（例えば、進行方向の比較的高い建物、灯台、鉄塔、電線、他の飛行機やヘリコプタなど）を抽出する。
【００３８】
特定対象強調処理部は、特定対象抽出部で抽出した特定対象の輪郭や内部の全部又は一部を強調（すなわち、画素の温度情報を予め定めた高い値に設定）して、特定対象を識別しやすくする。
【００３９】
なお、処理部２５や演算部２５ｄは図４及び図５の構成に限定されず、検知器２３から出力される信号に基づいて二次元の温度情報を生成する共に、特定対象を識別しやすくする処理が実行できる構成であればよい。
【００４０】
次に、本実施例の赤外線撮像装置を用いて赤外線画像を表示する手順について、図６のフローチャート図及び図７乃至図１０の赤外線画像例を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明において、特定対象（１つでも複数でもよい。）は、予め操作部２７によって設定されており、飛行機やヘリコプタなどの航空機、人物などの特定対象の代表的な形状は予め登録されているものとする。
【００４１】
ヘリコプタ１０の操縦士等がヘリコプタ１０の離陸時、飛行時、着陸時に赤外線撮像装置を起動、若しくは、ヘリコプタ１０の起動に連動して赤外線撮像装置が自動的に起動すると、ステップＳ１０１で、検知部２１はヘリコプタ１０の進行方向を撮像して被写体から放射される赤外線を検知して、赤外線映像信号を処理部２５に送信する。
【００４２】
次に、ステップＳ１０２で、処理部２５は、検知部２１から受信した赤外線映像信号を増幅、Ａ／Ｄ変換してフレームメモリに格納した後、検知器２３の各画素のデータを温度情報に変換して二次元の温度情報を生成する。そして、処理部２５（特定対象抽出部）は、二次元の温度情報から予め定めた特定対象を抽出する。
【００４３】
例えば、図７に示すように、離着陸時に地表の近くのヘリコプタ１０から前方を撮像した場合、離着陸地点近傍に建てられた建物や照明灯は空や地表（滑走路など）が背景となるが、空は物体から放射される赤外線がほとんどないために十分に温度が低く、また、滑走路はほぼ均一な温度であることから、これらと温度差がある所定の長さの直線や曲線を抽出し、それらから構成される形状をパターン認識して建物や照明灯として特定する。
【００４４】
また、離着陸地点近傍の他の航空機は空や地表（滑走路など）、建物などが背景となるが、上述したように、空は物体から放射される赤外線がほとんどないために十分に温度が低く、滑走路はほぼ均一な温度であり、また、航空機と建物は材料が異なるために放射率や大気による暖まり方／冷え方の違いによって温度差が生じ、更に、航空機は特徴的な形状であることから、これらと温度差がある特定の形状（予め記憶した航空機の代表的な形状）の物体をパターン認識して他の航空機として特定する。
【００４５】
また、離着陸地点近傍にいる人物は地表（滑走路など）や建物、他の航空機などが背景となるが、人物は滑走路や建物、他の航空機などと温度差があり、更に、人物は特徴的な形状であることから、これらと温度差がある特定の形状（予め記憶した人物の代表的な形状）の物体をパターン認識して人物として特定する。
【００４６】
また、図９に示すように、ヘリコプタ１０が低空を飛行している時に進行方向を撮像した場合、比較的大きい建物は空や遠方の物体が背景となるが、上述したように、空は物体から放射される赤外線がほとんどないために十分に温度が低く、遠方の物体はその物体を構成する直線や曲線が短く、遠方の物体から放射される赤外線は距離に応じて吸収されて温度が低く認識されることから、これらと温度差がある所定の長さの直線や曲線を抽出し、それらから構成される形状をパターン認識して建物として特定する。
【００４７】
そして、ステップＳ１０２で特定対象を抽出しなかった場合（ステップＳ１０３のＮｏの場合）は、ステップＳ１０６に遷移して、処理部２５は、特定対象に対する処理を行っていない二次元の温度情報をモニタなどの表示部２６に出力し、表示部２６は、その二次元の温度情報に基づいて赤外線画像を表示し、撮像終了が指示されていなければ（ステップＳ１０７のＮｏ）、ステップＳ１０１に戻って同様の処理を繰り返す。
【００４８】
一方、ステップＳ１０２で特定対象を抽出した場合（ステップＳ１０３のＹｅｓの場合）は、ステップＳ１０４で、処理部２５（特定対象強調処理部）は、抽出した特定対象の輪郭又は内部の全部又は一部の画素の温度情報を、予め定めた高い値（例えば、最高の階調の温度）に設定して、特定対象を識別しやすくする処理を行う。
【００４９】
次に、必要に応じて、ステップＳ１０５で、特定対象を抽出したことを操縦士に知らせる警告を行う。この警告の方法は任意であり、例えば、ステップＳ１０６で赤外線画像を表示するモニタなどの表示部２６に警告メッセージを表示してもよいし、ヘリコプタ１０に備えるスピーカなどから警告メッセージを出力してもよいし、ヘリコプタ１０に備える警告ランプ等を点灯／点滅させてもよい。
【００５０】
その後、ステップＳ１０６で、処理部２５は、特定対象に対する処理を行った二次元の温度情報をモニタなどの表示部２６に出力し、表示部２６は、その二次元の温度情報に基づいて赤外線画像を表示し、撮像終了が指示されていなければ（ステップＳ１０７のＮｏ）、ステップＳ１０１に戻って同様の処理を繰り返す。
【００５１】
例えば、図７の画像において、特定対象として建物と照明灯を抽出した場合は、図８（ａ）に示すように、特定対象の輪郭を強調して表示（例えば、白黒表示において白、疑似カラーにおいて赤で表示）する。これにより、離着陸時に障害となる特定対象を容易に識別することが可能となり、ヘリコプタ１０を安全に離着陸させることができる。
【００５２】
また、図８（ｂ）に示すように、特定対象の全部又は一部を白黒表示において白、疑似カラーにおいて赤で塗りつぶしてもよく、小さいサイズの特定対象（例えば、照明灯）を塗りつぶすことにより、離着陸時に障害となる特定対象を見落とすことがなくなり、ヘリコプタ１０を安全に離着陸させることができる。
【００５３】
また、図９の画像において、特定対象として比較的高い建物を抽出した場合は、図１０（ａ）に示すように、特定対象の輪郭を強調して表示（例えば、白黒表示において白、疑似カラーにおいて赤で表示）する。また、図８（ｂ）と同様に、特定対象の内部を白黒表示において白、疑似カラーにおいて赤で塗りつぶす。これにより、飛行時に障害となる特定対象を容易に識別することが可能となり、ヘリコプタ１０を安全に飛行させることができる。
【００５４】
また、比較的高い建物が多数存在する場合に、それらの全てを強調表示すると、特定対象の識別性が悪化することも考えられる。そのような場合は、図１０（ｂ）に示すように、ヘリコプタ１０が飛行する方向（画像の中央近傍）の特定対象のみを強調表示してもよいし、特定対象を幾何学的に処理してその大きさやヘリコプタ１０からの距離を特定し、予め定めた数の建物を高い順や近い順に強調表示してもよい。これにより、障害となりやすい建物を避けてヘリコプタ１０を安全に飛行させることができる。
【００５５】
なお、図８及び図１０は、本実施例の赤外線画像の一例であり、特定対象が画面上で識別しやすくなる表示形態であればよい。
【００５６】
例えば、図８及び図１０では、特定対象の全体を強調表示したが、ヘリコプタ１０の離着陸時や飛行時に障害となるのは主に特定対象の上部であることから、特定対象の上部のみを強調表示してもよい。
【００５７】
また、特定対象は必ずしも同じ温度（階調）で表示する必要はなく、例えば、特定対象の種類やサイズ、ヘリコプタ１０からの距離などに応じて温度（階調）を変化させて（例えば、サイズの大きい特定対象や距離が近い特定対象ほど高い温度にして）表示してもよい。このような処理を行うことにより、より障害となりやすい特定対象を容易に識別することが可能となる。
【００５８】
また、上記フローでは、特定対象を抽出した場合、警告を行った後に特定画像を強調した画像を表示したが、この警告は特定画像を強調した画像を表示する際に行ってもよいし、特定対象の強調表示を断続的に行う（例えば、特定対象の全部又は一部を一定の時間間隔で白黒表示において白、疑似カラーにおいて赤で表示する）ことによって、特定対象を抽出したことを操縦士に警告するようにしてもよい。
【００５９】
なお、夜間に離着陸したり飛行する場合、上記特定対象を目視で判別することは難しいが、赤外線撮像装置は太陽光の反射を利用するのではなく、特定対象自体が放射する赤外線を利用するため、夜間においても確実に特定対象を識別することができる。また、霧や雲が発生して視界が悪い場合も上記特定対象を目視で判別することは難しいが、赤外光は可視光に比べて霧や雲を透過しやすいため、視界不良時においても確実に特定対象を識別することができる。
【００６０】
このように、本実施例の赤外線撮像装置２０によれば、検知部２１から出力される信号に基づいて生成した二次元の温度情報から予め設定した特定対象を抽出し、被写体の特定対象の画素の温度情報を予め定めた高い値に設定して、特定対象を強調した赤外線画像を表示するため、特定対象を容易に識別することができる。また、特定対象を抽出した場合は、特定対象を抽出したことを知らせる警告を行うため、特定対象の見落としを未然に防止することができる。そして、これらにより、ヘリコプタ１０を安全に運航することができる。
【００６１】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、その構成や制御方法は適宜変更可能である。
【００６２】
例えば、上記実施例では、特定対象として、離着陸地点近傍の建物、他の航空機、人物、進行方向の比較的高い建物を例示したが、離着陸時や飛行時に注意すべき任意の対象を特定対象とすることができる。
【００６３】
また、赤外線撮像装置で検出する赤外線の波長も特に限定されず、３〜５μｍ帯を検出しても良いし、８〜１２μｍ帯を検出しても良いし、これらを組み合わせても良い。また、赤外線画像と可視画像を組み合わせた画像を処理／表示してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、医療用や消防防災用、警備用のヘリコプタや小型飛行機などの航空機に搭載される赤外線撮像装置及び当該赤外線撮像装置における赤外線画像の表示方法に利用可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１０  ヘリコプタ
２０  赤外線撮像装置
２１  検知部
２２  集光光学系
２３  検知器
２３ａ  ボロメータ
２３ｂ  ＭＯＳトランジスタ
２３ｃ  水平信号線
２３ｄ  垂直信号線
２３ｅ  垂直シフトレジスタ
２３ｆ  水平シフトレジスタ
２３ｇ  トランスファゲート
２３ｈ、２３ｉ  アンド回路
２４  マウント
２５  処理部
２５ａ  増幅器
２５ｂ  Ａ／Ｄ変換器
２５ｃ  フレームメモリ
２５ｄ  演算部
２５ｅ  Ｄ／Ａ変換器
２６  表示部
２７  操作部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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