(57)【要約】【課題】赤外線検知器により画像を取得する多画素赤外線検知器撮像装置に関し，その運用中に各画素の状態を監視し，必要に応じて欠陥画素の登録を変更し，常時，高品質な画像を取得できるようにする。【解決手段】多画素赤外線検知器撮像装置１００において，その運用中に，赤外線検知器欠陥画素判定部１２０は，画像を構成する画素ごとに，着目画素の出力レベルとその周辺画素の平均出力レベルとの差分が，周辺画素の出力レベルの標準偏差に設定された係数を掛けた値より，大きい状態が規定のフレーム数連続した場合にはその画素を欠陥画素であると判定し，小さい状態が規定のフレーム数連続した場合にはその画素を正常画素であると判定し，その判定結果を欠陥画素登録マップ１１６に反映する。【選択図】図１
2008306237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源の放射輝度を検知する複数の検知素子を有する赤外線検知器を備え，赤外線検知器により画像を取得する多画素赤外線検知器撮像装置であって，
前記取得された画像を構成する各画素の出力レベルに対して感度補正を施す手段と，
前記画像を構成する画素の中で欠陥画素とされた画素を特定する情報である欠陥画素登録情報を保持する手段と，
前記欠陥画素登録情報を参照し，前記画像を構成する画素の中で欠陥画素とされた画素の出力レベルを，前記画像を構成する画素の中で正常画素とされた画素の出力レベルで置き換える手段と，
前記感度補正が施された前記画像を構成する各画素の出力レベルをもとに，前記画像を構成する各画素について，欠陥画素であるか正常画素であるかの判定を常時実行し，その判定結果を前記欠陥画素登録情報に反映する欠陥画素判定手段とを備え，
前記欠陥画素判定手段では，着目画素の出力レベルと所定の着目画素近傍の画素の平均出力レベルとの差分が，所定の着目画素近傍の画素の出力レベルの標準偏差にあらかじめ設定された係数を掛けた値より大きいときには欠陥画素候補と判定し，あらかじめ規定された時間またはあらかじめ規定された数のフレームで連続して欠陥画素候補と判定された場合に，その着目画素が欠陥画素であると判定し，その着目画素が欠陥画素である旨を前記欠陥画素登録情報に反映する
ことを特徴とする多画素赤外線検知器撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載された多画素赤外線検知器撮像装置において，
前記欠陥画素判定手段では，着目画素の出力レベルと所定の着目画素近傍の画素の平均出力レベルとの差分が，所定の着目画素近傍の画素の出力レベルの標準偏差にあらかじめ設定された係数を掛けた値より小さいときには正常画素候補と判定し，あらかじめ規定された時間またはあらかじめ規定された数のフレームで連続して正常画素候補と判定された場合に，その着目画素が正常画素であると判定し，その着目画素が正常画素である旨を前記欠陥画素登録情報に反映する
ことを特徴とする多画素赤外線検知器撮像装置。
【請求項３】
熱源の放射輝度を検知する複数の検知素子を有する赤外線検知器と，画像を構成する画素の中で欠陥画素とされた画素を特定する情報である欠陥画素登録情報とを備え，赤外線検知器により画像を取得する多画素赤外線検知器撮像装置における赤外線検知器欠陥画素判定方法であって，
前記赤外線検知器により画像を取得する過程と，
前記取得された画像を構成する各画素の出力レベルに対して感度補正を施す過程と，
前記欠陥画素登録情報を参照し，前記画像を構成する画素の中で欠陥画素とされた画素の出力レベルを，前記画像を構成する画素の中で正常画素とされた画素の出力レベルで置き換える過程と，
前記画像を構成する画素ごとに，前記感度補正が施された出力レベルから，着目画素の出力レベルと所定の着目画素近傍の画素の平均出力レベルとの差分を算出する過程と，
前記画像を構成する画素ごとに，前記感度補正が施された出力レベルから，所定の着目画素近傍の画素の出力レベルの標準偏差を算出する過程と，
前記画像を構成する画素ごとに，前記着目画素の出力レベルと所定の着目画素近傍の画素の平均出力レベルとの差分と，前記所定の着目画素近傍の画素の出力レベルの標準偏差にあらかじめ設定された係数を掛けた値とを比較する過程と，
前記着目画素の出力レベルと所定の着目画素近傍の画素の平均出力レベルとの差分が，前記所定の着目画素近傍の画素の出力レベルの標準偏差にあらかじめ設定された係数を掛けた値より大きいときには欠陥画素候補と判定し，あらかじめ規定された時間またはあらかじめ規定された数のフレームで連続して欠陥画素候補と判定された場合に，その着目画素が欠陥画素であると判定し，その着目画素が欠陥画素である旨を前記欠陥画素登録情報に反映する過程とを有する
ことを特徴とする赤外線検知器欠陥画素判定方法。
【請求項４】
請求項３に記載された赤外線検知器欠陥画素判定方法において，
前記着目画素の出力レベルと所定の着目画素近傍の画素の平均出力レベルとの差分が，前記所定の着目画素近傍の画素の出力レベルの標準偏差にあらかじめ設定された係数を掛けた値より小さいときには正常画素候補と判定し，あらかじめ規定された時間またはあらかじめ規定された数のフレームで連続して正常画素候補と判定された場合に，その着目画素が正常画素であると判定し，その着目画素が正常画素である旨を前記欠陥画素登録情報に反映する過程とを有する
ことを特徴とする赤外線検知器欠陥画素判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，赤外線検知器を用いて画像を撮像する多画素赤外線検知器撮像装置において，赤外線検知器により取得される画像の各画素について欠陥画素であるか否かを判定する技術に関するものであり，特に，多画素赤外線検知器撮像装置の運用中に，赤外線検知器により取得された画像の各画素の欠陥／正常の判定を行い，必要であれば欠陥画素の登録追加，登録解除を行う多画素赤外線検知器撮像装置および赤外線検知器欠陥画素判定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多画素赤外線検知器撮像装置に備えられた赤外線検知器を構成する画素（検知素子）の中には，入出力応答のゲインが不充分であったり，ノイズが過大であるため，画像を構成するメンバーとして適していないものがある。このような画素は欠陥画素と呼ばれ，通常，隣接する正常画素でその信号が置き換えられる。例えば６４０×４８０画素で構成される多画素赤外線検知器撮像装置などでは，全画素のうち３％程度の画素が，特性が画像形成に適さない欠陥画素となることを避けられない。
【０００３】
多画素赤外線検知器撮像装置における赤外線検知器は，その運用前に，どの画素が欠陥画素であるかを調べておく必要がある。例えば，多画素赤外線検知器撮像装置の運用開始に先立って，２つの放射輝度（温度）に対して，２５６フレーム分の各画素の出力レベルを計測する。赤外線検知器の画像更新レートは，通常，毎秒３０，６０フレームである。計測により得られた出力レベルの平均値と標準偏差とを求め，２つの放射輝度に対する出力レベルの変化（ゲイン）の大小や，一方の放射輝度に対する出力レベルの標準偏差（ノイズ）の大小から，各画素について欠陥画素であるか否かの判定を行い，欠陥画素と判定された画素を登録しておく。多画素赤外線検知器撮像装置の運用時には，欠陥画素と判定され，登録された画素の信号が，その近傍の正常画素の信号で置き換えられる。
【０００４】
なお，欠陥画素の置き換えに関する技術が記載された文献としては，例えば特許文献１，特許文献２，特許文献３などがある。
【０００５】
特許文献１には，赤外線映像装置において，確実に欠陥画素を正常画素に置換する技術が記載されている。特許文献１では，欠陥画素のアドレスが専用のＲＯＭに格納され，固定的に使用される。
【０００６】
特許文献２には，モニタ画面上で欠陥素子を特定し，モニタ画面上からメニュー操作によって欠陥素子の置き換えを行う欠陥素子置換モードを備えた撮像装置に関する技術が記載されている。
【０００７】
特許文献３には，欠陥画素の周辺領域の画像形状を考慮し，高精度で欠陥画素を補償する撮像装置に関する技術が記載されている。特許文献３に記載された技術は，特に“欠陥画素をどの正常画素と置き換えるか”を決定する技術である。
【特許文献１】特開平１１−３３１７０４号公報
【特許文献２】特開２００４−３３６５７１号公報
【特許文献３】特開平１１−２２０６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
欠陥画素として画像構成メンバーから外すべき画素には，数十秒に及ぶような非常に長い周期でレベルが変動するものや，ある時点でレベルが急変して一定時間継続した後また元に戻るものなどがある。このような画素は，必ずしも多画素赤外線検知器撮像装置の運用開始前の準備期間中に欠陥画素として抽出できるとは限らず，運用開始後に見つかったり，運用開始後に新たに出現したりする。新たに発見された欠陥画素を登録するためには，多画素赤外線検知器撮像装置の運用を中断する必要がある。
【０００９】
また，長周期でレベルが変動する画素やレベルが急変する画素は，こうした不適格な挙動が赤外線検知器のオフ／オン時（赤外線検知器は，１００Ｋ以下の極低温に冷却して使用する必要があり，そのオフ／オン時に冷却サイクルという厳しい温度ストレスを受ける）や，経時変化などによって消失し，正常画素として使えるようになる場合がある。ところが，従来の多画素赤外線検知器撮像装置では，その運用中に欠陥画素判定を常時行うことができないため，一度欠陥画素として登録された画素の特性が改善されたとしても，正常画素に戻して活用することが困難である。
【００１０】
このような長周期でレベルが変動する画素やレベルが急変する画素を判定するためには，長期の監視が必要となる。長期監視を撮像中に実施できれば充分な時間をかけられるが，撮像中はシーン内の各画素の放射輝度が変化しているので，特性の変化をシーンの変化と区別することができなかった。
【００１１】
新たに出現した欠陥画素を正常画素に置き換えないと，輝度の明滅といった画質を損なう要因となる。また，正常画素に復帰した欠陥画素をそのままにしておくと，新たに出現した欠陥画素の累積で，画像の高精細性が低下してしまう。したがって，多画素赤外線検知器撮像装置で撮像された画像の画質を維持するためには，新たな欠陥画素の出現や登録欠陥画素の正常画素への復帰を的確に検出し，前者を周囲の正常画素で置き換え，後者を正常画素として表示対象に戻すことが重要となる。
【００１２】
なお，上記の特許文献１に記載された技術では，欠陥画素のアドレスが専用のＲＯＭに格納されている。また，上記の特許文献２に記載された技術では，登録欠陥画素を更新するために撮像装置の運用を中断する必要があり，欠陥画素か否かの判定は目視で行われる。また，上記の特許文献３に記載された技術は，あくまで“欠陥画素をどの正常画素と置き換えるか”を決定する技術である。すなわち，上記の特許文献１，特許文献２，特許文献３に記載された技術では，上記の問題点を解決することはできない。
【００１３】
本発明は，上記の問題点の解決を図り，多画素赤外線検知器撮像装置の運用中に赤外線検知器により取得された画像により各画素の欠陥／正常の判定を自動的に行い，必要であれば欠陥画素の登録を自動的に変更することが可能となる技術，すなわち，新たに欠陥画素が見つかればその登録を自動的に行い，欠陥画素として登録されている画素が正常に戻ればその画素を正常画素として自動的に復帰させることが可能となる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は，上記の課題を解決するために，多画素赤外線検知器撮像装置の運用中に，赤外線検知器により得られる画像の各画素の状態を常時監視し，新たに欠陥画素が発見されれば，その画素を欠陥画素として登録することを特徴とする。また，逆にそれまで欠陥画素とされていた画素が正常の状態に回復した場合には，その画素の欠陥画素としての登録を解除することを特徴とする。
【００１５】
多画素赤外線検知器撮像装置の運用中における画像の各画素の状態の監視は，以下の（１）〜（３）に示す手順で行う。
【００１６】
（１）赤外線検知器により取得され，感度補正が施された画像の各画素について，着目画素の出力レベルＬｉとあらかじめ定められた着目画素近傍の画素（例えば，着目画素の周囲８画素など）の平均出力レベルμＬとの差ΔＬｉを取る。また，あらかじめ定められた着目画素近傍の画素の出力レベルの標準偏差σＬも算出する。
【００１７】
（２）｜ΔＬｉ｜が，あらかじめ規定された条件（例えば，規定フレーム数や規定時間）で連続して，σＬにあらかじめ設定された係数ｋを掛けた値ｋ・σＬを超えた場合，その着目画素が欠陥画素として登録されていなければ新たに欠陥画素として登録し，その画素の出力レベルを周囲の正常画素の出力レベルで置き換える。
【００１８】
（３）一方，｜ΔＬｉ｜が，あらかじめ規定された条件（例えば，規定フレーム数や規定時間）で連続して，σＬにあらかじめ設定された係数ｋを掛けた値ｋ・σＬ以内となった場合，その着目画素が欠陥画素として登録されていればその登録を解除し，その画素を正常画素として復帰させる。
【００１９】
なお，新たな欠陥画素の登録のみを実施する場合には，欠陥画素が正常画素に置き換えられる前の感度補正が施された画像のデータを用いて上記（２）の手順を行ってもよいし，すでに欠陥画素が正常画素に置き換えられた後の画像のデータを用いて上記（２）の手順を行ってもよい。欠陥画素の正常画素への復帰を実行する場合には，欠陥画素が正常画素に置き換えられる前の感度補正が施された画像のデータを用いて上記（３）の手順を行う必要がある。
【００２０】
具体的には，本発明は，熱源の放射輝度を検知する複数の検知素子を有する赤外線検知器を備え，赤外線検知器により画像を取得する多画素赤外線検知器撮像装置であって，取得された画像を構成する各画素の出力レベルに対して感度補正を施す手段と，画像を構成する画素の中で欠陥画素とされた画素を特定する情報である欠陥画素登録情報を保持する手段と，欠陥画素登録情報を参照し，画像を構成する画素の中で欠陥画素とされた画素の出力レベルを，画像を構成する画素の中で正常画素とされた画素の出力レベルで置き換える手段と，感度補正が施された画像を構成する各画素の出力レベルをもとに，画像を構成する各画素について，欠陥画素であるか正常画素であるかの判定を常時実行し，その判定結果を欠陥画素登録情報に反映する欠陥画素判定手段とを備え，欠陥画素判定手段では，着目画素の出力レベルと所定の着目画素近傍の画素の平均出力レベルとの差分が，所定の着目画素近傍の画素の出力レベルの標準偏差にあらかじめ設定された係数を掛けた値より大きいときには欠陥画素候補と判定し，あらかじめ規定された時間またはあらかじめ規定された数のフレームで連続して欠陥画素候補と判定された場合に，その着目画素が欠陥画素であると判定し，その着目画素が欠陥画素である旨を欠陥画素登録情報に反映することを特徴とする。
【００２１】
このように，多画素赤外線検知器撮像装置による画像の撮像中を含めて，各画素の出力レベルの挙動を監視し，その特性を分析して出力レベルの長周期変動や急変を起こす画素か否かを判定し，そのような画素を欠陥画素として正常画素と置き換えることにより，画質劣化を防止することができる。
【００２２】
また，本発明は，上記の多画素赤外線検知器撮像装置において，欠陥画素判定手段では，着目画素の出力レベルと所定の着目画素近傍の画素の平均出力レベルとの差分が，所定の着目画素近傍の画素の出力レベルの標準偏差にあらかじめ設定された係数を掛けた値より小さいときには正常画素候補と判定し，あらかじめ規定された時間またはあらかじめ規定された数のフレームで連続して正常画素候補と判定された場合に，その着目画素が正常画素であると判定し，その着目画素が正常画素である旨を欠陥画素登録情報に反映することを特徴とする。
【００２３】
このように，いったん欠陥画素と判定された画素についても，挙動が改善すれば正常画素と判定し直し，欠陥画素としての置換処理を解除することにより，画像を極力高精細に維持することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によって，多画素赤外線検知器撮像装置の運用中に，赤外線検知器により取得された画像の各画素の出力レベルを常時自動監視し，各画素の欠陥／正常判定を行うことが可能となり，運用中に新たに欠陥画素特性を示すようになった画素を自動的に欠陥画素登録することが可能となり，逆に欠陥画素登録されている画素が正常画素特性を示すようになった場合に，その画素を自動的に正常画素として復帰させることが可能となる。これにより，多画素赤外線検知器撮像装置の運用を停止しなくても，撮像された画像の高精細性を極大に保つことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下，本発明の実施の形態について，図を用いて説明する。
【００２６】
図１は，本発明の実施の形態による多画素赤外線検知器撮像装置の構成例を示す図である。多画素赤外線検知器撮像装置１００は，赤外線により画像を撮像し，表示画像として外部に出力する。
【００２７】
多画素赤外線検知器撮像装置１００は，赤外線検知器１０１，Ａ／Ｄ変換部１０２，基準熱源低温側設定出力レベルメモリ１０３，出力レベル全画素平均値算出部１０４，出力レベル全画素平均値メモリ１０５，基準熱源高温側設定出力レベルメモリ１０６，減算器１０７，信号感度全画素平均値算出部１０８，信号感度全画素平均値メモリ１０９，ゲイン補正係数算出部１１０，ゲイン補正係数メモリ１１１，減算器１１２，乗算器１１３，加算器１１４，置換処理部１１５，欠陥画素登録マップ１１６，赤外線検知器欠陥画素判定部１２０を備える。
【００２８】
多画素赤外線検知器撮像装置１００において，赤外線検知器１０１は，目標熱源から放射された赤外線を検知するための多数の検知素子を備える。各検知素子によって得られる赤外線の輝度（温度）に対応するアナログ信号が，撮像された画像の各画素となる。
【００２９】
図２は，本実施の形態による赤外線検知器の検知素子アレイを示す図である。赤外線検知器１０１では，目標熱源の放射輝度（温度）を検知する検知素子が，ｍ行×ｎ列のアレイ状に並べられている。各検知素子（画素）の座標は，図２に示す通りであるものとする。なお，図２において，ハッチングされた画素は，後述の赤外線検知器欠陥画素判定処理の説明における着目画素を示し，塗りつぶされた画素は，その着目画素の周囲８画素を示す。図２に示すように，着目画素の座標は（ｘ，ｙ）である。
【００３０】
多画素赤外線検知器撮像装置１００は，その運用前に，感度補正に用いられるオフセット補正係数，ゲイン補正係数，グローバルオフセット等の設定準備が必要となる。最初に，多画素赤外線検知器撮像装置１００の運用前の準備段階について説明しておく。
【００３１】
まず，任意の温度（低温側）に設定された基準熱源を赤外線検知器１０１の前に設置する。Ａ／Ｄ変換部１０２は，赤外線検知器１０１により検知された赤外線の輝度に対応したアナログ信号を，ｔフレーム分（ｔは任意）だけデジタル信号に変換し，得られた各フレーム／各画素の低温側出力レベルＬLO（ｉ，ｊ，ｋ）を基準熱源低温側設定出力レベルメモリ１０３に出力する。なお，各フレーム／各画素の低温側出力レベルＬLO（ｉ，ｊ，ｋ）において，１≦ｉ≦ｔ，１≦ｊ≦ｍ，１≦ｋ≦ｎである。
【００３２】
基準熱源低温側設定出力レベルメモリ１０３は，入力された各フレーム／各画素の低温側出力レベルＬLO（ｉ，ｊ，ｋ）から，次の式（１）によって，各画素の低温側出力レベルのフレーム平均ＭLO（ｊ，ｋ）を算出し，得られた各画素の低温側出力レベルのフレーム平均ＭLO（ｊ，ｋ）を保存する。この基準熱源低温側設定出力レベルメモリ１０３に保存された各画素の低温側出力レベルのフレーム平均ＭLO（ｊ，ｋ）が，オフセット補正係数となる。
【００３３】
【数１】
2008306237.tif 000003
【００３４】
出力レベル全画素平均値算出部１０４は，基準熱源低温側設定出力レベルメモリ１０３に保存された各画素の低温側出力レベルのフレーム平均ＭLO（ｊ，ｋ）から，次の式（２）によって，低温側出力レベル全画素平均値ＭLOを算出し，得られた低温側出力レベル全画素平均値ＭLOを，出力レベル全画素平均値メモリ１０５に送る。出力レベル全画素平均値メモリ１０５は，低温側出力レベル全画素平均値ＭLOを保存する。この出力レベル全画素平均値メモリ１０５に保存された低温側出力レベル全画素平均値ＭLOが，グローバルオフセットとなる。
【００３５】
【数２】
2008306237.tif 000004
【００３６】
次に，基準熱源の設定温度を任意の温度（高温側）に変更し，赤外線検知器１０１の前に設置する。Ａ／Ｄ変換部１０２は，赤外線検知器１０１により検知された赤外線の輝度に対応したアナログ信号を，ｔフレーム分（ｔは任意）だけデジタル信号に変換し，得られた各フレーム／各画素の高温側出力レベルＬHI（ｉ，ｊ，ｋ）を基準熱源高温側設定出力レベルメモリ１０６に出力する。なお，各フレーム／各画素の高温側出力レベルＬHI（ｉ，ｊ，ｋ）において，１≦ｉ≦ｔ，１≦ｊ≦ｍ，１≦ｋ≦ｎである。
【００３７】
基準熱源高温側設定出力レベルメモリ１０６は，入力された各フレーム／各画素の低温側出力レベルＬHI（ｉ，ｊ，ｋ）から，次の式（３）によって，各画素の高温側出力レベルのフレーム平均ＭHI（ｊ，ｋ）を算出し，得られた各画素の高温側出力レベルのフレーム平均ＭHI（ｊ，ｋ）を保存する。
【００３８】
【数３】
2008306237.tif 000005
【００３９】
減算器１０７は，次の式（４）に示すように，基準熱源高温側設定出力レベルメモリ１０６に保存された各画素の高温側出力レベルのフレーム平均ＭHI（ｊ，ｋ）から，基準熱源低温側設定出力レベルメモリ１０３に保存された各画素の低温側出力レベルのフレーム平均ＭLO（ｊ，ｋ）を差し引き，各画素の信号感度Ｓ（ｊ，ｋ）を算出する。
【００４０】
Ｓ（ｊ，ｋ）＝ＭHI（ｊ，ｋ）−ＭLO（ｊ，ｋ）        （４）
信号感度全画素平均値算出部１０８は，減算器１０７で算出された各画素の信号感度Ｓ（ｊ，ｋ）から，次の式（５）によって，信号感度の全画素平均Ｓを算出し，得られた信号感度の全画素平均Ｓを，信号感度全画素平均値メモリ１０９に送る。信号感度全画素平均値メモリ１０９は，信号感度の全画素平均Ｓを保存する。
【００４１】
【数４】
2008306237.tif 000006
【００４２】
ゲイン補正係数算出部１１０は，次の式（６）に示すように，信号感度全画素平均値メモリ１０９に保存された信号感度の全画素平均Ｓを，減算器１０７で算出された各画素の信号感度Ｓ（ｊ，ｋ）でそれぞれ割ることにより，各画素のゲイン補正係数Ｇ（ｊ，ｋ）を算出し，ゲイン補正係数メモリ１１１に送る。ゲイン補正係数メモリ１１１は，各画素のゲイン補正係数Ｇ（ｊ，ｋ）を保存する。このゲイン補正係数メモリ１１１に保存された各画素のゲイン補正係数Ｇ（ｊ，ｋ）が，ゲイン補正係数となる。
【００４３】
Ｇ（ｊ，ｋ）＝Ｓ／Ｓ（ｊ，ｋ）        （６）
以上で，多画素赤外線検知器撮像装置１００の準備段階は，終了となる。以後，多画素赤外線検知器撮像装置１００は，その運用において，基準熱源低温側設定出力レベルメモリ１０３に保存されたオフセット補正係数（各画素の低温側出力レベルのフレーム平均ＭLO（ｊ，ｋ）），ゲイン補正係数メモリ１１１に保存されたゲイン補正係数（各画素のゲイン補正係数Ｇ（ｊ，ｋ）），出力レベル全画素平均値メモリ１０５に保存されたグローバルオフセット（低温側出力レベル全画素平均値ＭLO）を用いて，オフセット補正（減算器１１２），ゲイン補正（乗算器１１３），ＤＣ再生（加算器１１４）等の感度補正を行う。
【００４４】
なお，ここでは，多画素赤外線検知器撮像装置１００に，オフセット補正係数，ゲイン補正係数，グローバルオフセット等を算出する手段が搭載されているが，それらの値を多画素赤外線検知器撮像装置１００以外の別の装置で算出し，別に算出された値を多画素赤外線検知器撮像装置１００のメモリに書き込むことにより，オフセット補正係数，ゲイン補正係数，グローバルオフセット等の値を設定する場合もある。オフセット補正係数，ゲイン補正係数，グローバルオフセット等の算出は，多画素赤外線検知器撮像装置１００の運用のための準備段階でのみ必要となるものであり，多画素赤外線検知器撮像装置１００の運用中には，オフセット補正係数，ゲイン補正係数，グローバルオフセット等の値のみがあればよい。
【００４５】
次に，多画素赤外線検知器撮像装置１００の運用段階について説明する。
【００４６】
赤外線検知器１０１は，目標熱源から放射された赤外線の輝度に対応するアナログ信号をＡ／Ｄ変換部１０２に送る。Ａ／Ｄ変換部１０２は，赤外線検知器１０１により検知された赤外線の輝度に対応したアナログ信号を，デジタル信号Ｄ（ｊ，ｋ）に変換し，出力する。なお，デジタル信号Ｄ（ｊ，ｋ）において，１≦ｊ≦ｍ，１≦ｋ≦ｎである。
【００４７】
デジタル化された赤外線検知器１０１の検知信号（デジタル信号Ｄ（ｊ，ｋ））には，感度補正が施される。以下で説明する減算器１１２（オフセット補正），乗算器１１３（ゲイン補正），加算器１１４（ＤＣ再生）は，赤外線検知器１０１により取得された画像の感度補正を行う手段である。
【００４８】
減算器１１２は，オフセット補正を行う。具体的には，次の式（７）に示すように，Ａ／Ｄ変換部１０２から出力されたデジタル信号Ｄ（ｊ，ｋ）から，基準熱源低温側設定出力レベルメモリ１０３に保存されたオフセット補正係数（各画素の低温側出力レベルのフレーム平均ＭLO（ｊ，ｋ））を差し引き，オフセット補正後のデータＯ（ｊ，ｋ）を算出する。
【００４９】
Ｏ（ｊ，ｋ）＝Ｄ（ｊ，ｋ）−ＭLO（ｊ，ｋ）        （７）
乗算器１１３は，ゲイン補正を行う。また，加算器１１４は，ＤＣ再生を行う。具体的には，次の式（８）に示すように，減算器１１２で算出されたオフセット補正後のデータＯ（ｊ，ｋ）に，ゲイン補正係数メモリ１１１に保存されたゲイン補正係数（各画素のゲイン補正係数Ｇ（ｊ，ｋ））を乗じ，さらに出力レベル全画素平均値メモリ１０５に保存されたグローバルオフセット（低温側出力レベル全画素平均値ＭLO）を加え，画像を構成する各画素の感度補正後の出力レベルのデータである感度補正後データＨ（ｊ，ｋ）を算出する。
【００５０】
Ｈ（ｊ，ｋ）＝Ｏ（ｊ，ｋ）×Ｇ（ｊ，ｋ）＋ＭLO        （８）
置換処理部１１５は，感度補正後データＨ（ｊ，ｋ）を受けると，欠陥画素登録マップ１１６を参照し，欠陥画素登録マップ１１６で欠陥画素として登録されている画素については，その出力レベルを近傍の正常画素の出力レベルで置き換える。欠陥画素登録マップ１１６には，欠陥画素の座標情報などが登録されている。欠陥画素の置き換え処理が施された感度補正後データＨ（ｊ，ｋ）は，表示画像として外部に出力される。
【００５１】
なお，置換処理部１１５において欠陥画素の値を正常画素の値に置き換える処理については，上記の特許文献１に記載された技術や特許文献３に記載された技術など，様々な技術を用いることができる。それらの技術についての説明は，ここでは省略する。
【００５２】
次に，赤外線検知器欠陥画素判定部１２０による常時監視欠陥画素判定について説明する。従来，感度補正後データＨ（ｊ，ｋ）は置換処理部１１５に送られて，表示画像として外部に出力されるだけであるが，本発明の実施の形態では，感度補正後データＨ（ｊ，ｋ）は赤外線検知器欠陥画素判定部１２０にも送られ，赤外線検知器欠陥画素判定処理が行われる。
【００５３】
図３は，本実施の形態による赤外線検知器欠陥画素判定部の構成例を示す図である。赤外線検知器欠陥画素判定部１２０は，感度補正後データＨ（ｊ，ｋ）を入力し，赤外線検知器１０１により取得された画像を構成する各画素が，その時点で欠陥画素であるか否かを判定する。なお，以下の赤外線検知器欠陥画素判定部１２０の説明では，座標（ｘ，ｙ）の画素を着目画素として説明する。また，着目画素の周囲８画素とは，図２においてハッチングで示された着目画素の周囲で，塗りつぶしで示された画素であるものとする。
【００５４】
赤外線検知器欠陥画素判定部１２０は，３×３積算部１２１，遅延調整部１２２，減算器１２３，３ビットシフト部１２４，減算器１２５，遅延調整部１２６，２乗８画素積算部１２７，３ビットシフト部１２８，平方根算出部１２９，係数乗算部１３０，欠陥／正常判定部１３１を備える。赤外線検知器欠陥画素判定部１２０において，感度補正後データＨ（ｊ，ｋ）は，３×３積算部１２１，遅延調整部１２２，２乗８画素積算部１２７に入力される。
【００５５】
３×３積算部１２１は，感度補正後データＨ（ｊ，ｋ）を入力すると，次の式（９）に示すように，着目画素を中心とした３×３領域の出力レベルの積算値Ｈ3*3(x,y)を算出する。なお，添え字の“３＊３”は，“３×３”を表している（以下，同様）。
【００５６】
【数５】
2008306237.tif 000007
【００５７】
減算器１２３は，着目画素を中心とした３×３領域の出力レベルの積算値Ｈ3*3(x,y)から，遅延調整部１２２によって遅延調整された感度補正後データＨ（ｊ，ｋ）における着目画素の出力レベルＨ（ｘ，ｙ）を差し引く。これにより，着目画素の周囲８画素の積算値が得られる。また，３ビットシフト部１２４は，減算器１２３で得られた着目画素の周囲８画素の積算値を３ビットシフト（÷８）し，着目画素の周囲８画素の平均出力レベルＨmean:3*3(x,y)-(x,y) を算出する。着目画素の周囲８画素の平均出力レベルＨmean:3*3(x,y)-(x,y) は，次の式（１０）に示す通りとなる。
【００５８】
【数６】
2008306237.tif 000008
【００５９】
減算器１２５は，次の式（１１）に示すように，遅延調整部１２２によって遅延調整された感度補正後データＨ（ｊ，ｋ）における着目画素の出力レベルＨ（ｘ，ｙ）から，着目画素の周囲８画素の平均出力レベルＨmean:3*3(x,y)-(x,y) を差し引き，着目画素の出力レベルと着目画素の周囲８画素の平均出力レベルとの差分値Ｃ（ｘ，ｙ）を算出する。着目画素の出力レベルと着目画素の周囲８画素の平均出力レベルとの差分値Ｃ（ｘ，ｙ）は，遅延調整部１２６によって遅延調整され，欠陥／正常判定部１３１に送られる。
【００６０】
Ｃ（ｘ，ｙ）＝Ｈ（ｘ，ｙ）−Ｈmean:3*3(x,y)-(x,y)         （１１）
一方，２乗８画素積算部１２７は，感度補正後データＨ（ｊ，ｋ）を入力すると，着目画素の周囲８画素のいずれかの出力レベルと着目画素の周囲８画素の平均出力レベルＨmean:3*3(x,y)-(x,y) との差分を二乗したものを，着目画素の周囲８画素のすべてについて算出し，得られた値を積算する。また，３ビットシフト部１２８は，２乗８画素積算部１２７で得られた値を３ビットシフト（÷８）する。また，平方根算出部１２９は，３ビットシフト部１２８で得られた値の平方根を算出する。すなわち，２乗８画素積算部１２７，３ビットシフト部１２８，平方根算出部１２９によって，次の式（１２）に示すように，着目画素の周囲８画素の標準偏差Ｈrms:3*3(x,y)-(x,y)を算出する。
【００６１】
【数７】
2008306237.tif 000009
【００６２】
なお，式（１２）において，Ｈmean＝Ｈmean:3*3(x,y)-(x,y) であり，Ｈrms ＝Ｈrms:3*3(x,y)-(x,y)である。
【００６３】
係数乗算部１３０は，着目画素の周囲８画素の標準偏差Ｈrms:3*3(x,y)-(x,y)に，あらかじめ設定された係数ｋを掛け，得られた値ｋ×Ｈrms:3*3(x,y)-(x,y)を欠陥／正常判定部１３１に送る。
【００６４】
ここで，係数ｋは，多画素赤外線検知器撮像装置１００の管理者が任意に設定することができる。係数ｋの値を小さく設定すれば，正常画素と判定された画素の信頼度が高くなるが，欠陥画素と判定される画素が多くなる可能性がある。逆に，係数ｋの値を大きく設定すれば，正常画素と判定された画素の信頼度が低くなるが，欠陥画素と判定される画素が少なくなる可能性がある。管理者は，多画素赤外線検知器撮像装置１００の運用前や運用開始後のメンテナンス時などに，係数ｋの値を調整することができる。
【００６５】
欠陥／正常判定部１３１は，赤外線検知器１０１の画素ごとに，着目画素の出力レベルと着目画素の周囲８画素の平均出力レベルとの差分値Ｃ（ｘ，ｙ）と，着目画素の周囲８画素の標準偏差Ｈrms:3*3(x,y)-(x,y)に係数ｋを掛けた値ｋ×Ｈrms:3*3(x,y)-(x,y)とを比較監視し，｜Ｃ（ｘ，ｙ）｜＞ｋ×Ｈrms:3*3(x,y)-(x,y)であれば欠陥画素候補と判定し，｜Ｃ（ｘ，ｙ）｜＜ｋ×Ｈrms:3*3(x,y)-(x,y)であれば正常画素候補と判定する。なお，｜Ｃ（ｘ，ｙ）｜＝ｋ×Ｈrms:3*3(x,y)-(x,y)である場合に欠陥画素候補と判定するか正常画素候補と判定するかの取り決めは，任意である。
【００６６】
欠陥／正常判定部１３１は，例えば，欠陥画素候補との判定が規定のｎフレーム（ｎは２以上の任意の整数）連続したときに，その画素を欠陥画素として欠陥画素登録マップ１１６に反映する。すなわち，欠陥画素登録マップ１１６において欠陥画素として登録されていない画素が，ｎフレーム連続して欠陥画素候補と判定されれば，その画素は，欠陥画素登録マップ１１６において新たに欠陥画素として登録される。
【００６７】
また，欠陥／正常判定部１３１は，例えば，正常画素候補との判定が規定のｎフレーム（ｎは２以上の任意の整数）連続したときに，その画素を正常画素として欠陥画素登録マップ１１６に反映する。すなわち，欠陥画素登録マップ１１６において欠陥画素として登録されている画素が，ｎフレーム連続して正常画素候補と判定されれば，その画素は，欠陥画素登録マップ１１６における欠陥画素の登録が解除される。
【００６８】
なお，欠陥画素／正常画素の判断の条件は，必ずしも規定のｎフレーム連続の欠陥／正常判定という条件である必要はない。例えば，規定時間連続の欠陥／正常判定という条件で，欠陥画素／正常画素を判断するようにしてもよい。
【００６９】
置換処理部１１５は，常に最新の欠陥画素登録マップ１１６を参照して欠陥画素の出力レベルの値を正常画素の出力レベルの値に置き換えるため，運用中の欠陥画素の登録変更がそのまますぐに反映される。すなわち，赤外線検知器欠陥画素判定部１２０によって，多画素赤外線検知器撮像装置１００の画像精度を，その運用中でも高く維持することができる。
【００７０】
図４は，本実施の形態の赤外線検知器欠陥画素判定部による常時監視欠陥画素判定処理フローチャートである。ここでは，座標（ｘ，ｙ）の画素に着目し，本実施の形態の常時監視欠陥画素判定処理の流れを説明する。
【００７１】
赤外線検知器欠陥画素判定部１２０は，多画素赤外線検知器撮像装置１００の運用中に，新たなフレームの感度補正後データＨ（ｊ，ｋ）の入力を受けると（ステップＳ１０），上記の式（９），式（１０）により，着目画素の周囲８画素の平均出力レベルＨmean:3*3(x,y)-(x,y) を算出し（ステップＳ１１），着目画素の出力レベルと着目画素の周囲８画素の平均出力レベルとの差分値Ｃ（ｘ，ｙ）を算出する（ステップＳ１２）。また，上記の式（１２）により，着目画素の周囲８画素の標準偏差Ｈrms:3*3(x,y)-(x,y)を算出する（ステップＳ１３）。
【００７２】
着目画素の出力レベルと着目画素の周囲８画素の平均出力レベルとの差分値Ｃ（ｘ，ｙ）と，着目画素の周囲８画素の標準偏差Ｈrms:3*3(x,y)-(x,y)にあらかじめ設定された係数ｋを乗じたものとを比較する（ステップＳ１４）。
【００７３】
｜Ｃ（ｘ，ｙ）｜≦ｋ×Ｈrms:3*3(x,y)-(x,y)であれば（ステップＳ１５），判定を正常画素候補判定とし（ステップＳ１６），正常画素候補判定があらかじめ規定されたｎフレーム連続した場合には（ステップＳ１７），着目画素を“正常画素”として欠陥画素登録マップ１１６に反映する（ステップＳ１８）。
【００７４】
｜Ｃ（ｘ，ｙ）｜≦ｋ×Ｈrms:3*3(x,y)-(x,y)でなければ（ステップＳ１５），すなわち｜Ｃ（ｘ，ｙ）｜＞ｋ×Ｈrms:3*3(x,y)-(x,y)であれば，判定を欠陥画素候補判定とし（ステップＳ１９），欠陥画素候補判定があらかじめ規定されたｎフレーム連続した場合には（ステップＳ２０），着目画素を“欠陥画素”として欠陥画素登録マップ１１６に反映する（ステップＳ２１）。
【００７５】
以上のような常時監視欠陥画素判定処理を，ｍ行×ｎ列のすべての画素について，また，新たなフレームの感度補正後データＨ（ｊ，ｋ）の入力を受けるたびに実行する。
【００７６】
以上，本発明の実施の形態について説明したが，本発明はこれに限るものではない。例えば，本実施の形態では，着目画素の近傍画素として周囲の８画素を用いたが，着目画素の上下左右４画素や，着目画素の周囲の２４画素（着目画素を中心とする５×５領域の画素）など，様々な近傍画素の取り決めを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施の形態による多画素赤外線検知器撮像装置の構成例を示す図である。
【図２】本実施の形態による赤外線検知器の検知素子アレイを示す図である。
【図３】本実施の形態による赤外線検知器欠陥画素判定部の構成例を示す図である。
【図４】本実施の形態の赤外線検知器欠陥画素判定部による常時監視欠陥画素判定処理フローチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１００  多画素赤外線検知器撮像装置
１０１  赤外線検知器
１０２  Ａ／Ｄ変換部
１０３  基準熱源低温側設定出力レベルメモリ
１０４  出力レベル全画素平均値算出部
１０５  出力レベル全画素平均値メモリ
１０６  基準熱源高温側設定出力レベルメモリ
１０７  減算器
１０８  信号感度全画素平均値算出部
１０９  信号感度全画素平均値メモリ
１１０  ゲイン補正係数算出部
１１１  ゲイン補正係数メモリ
１１２  減算器
１１３  乗算器
１１４  加算器
１１５  置換処理部
１１６  欠陥画素登録マップ
１２０  赤外線検知器欠陥画素判定部
１２１  ３×３積算部
１２２  遅延調整部
１２３  減算器
１２４  ３ビットシフト部
１２５  減算器
１２６  遅延調整部
１２７  ２乗８画素積算部
１２８  ３ビットシフト部
１２９  平方根算出部
１３０  係数乗算部
１３１  欠陥／正常判定部
【図１】
2008306237.tif 000010
【図２】
2008306237.tif 000011
【図３】
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【図４】
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