(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工衛星等の姿勢制御のため星追跡器による画像データから恒星のグルーピングを行うスタートラッカ用ノイズ除去／グルーピング回路において、
前記画像データの現読込みラインの二値化データから１ＬｉｎｅＤｅｌａｙ〜ｎ（偶数）ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分の二値化データを保持するノイズ除去用ラインバッファ（ＦＩＦＯ）と、
前記画像データの現読込みラインの二値化データと、前記ノイズ除去用ラインバッファから入力する１ＬｉｎｅＤｅｌａｙ〜ｎＬｉｎｅＤｅｌａｙ分の二値化データをレジスタ上に（ｎ+１）×（ｎ+１）のマトリクス状に画素単位で展開し、（ｎ／２）ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分の二値化データについて、画素が縦／横２連結以下なら無効データと判断し、縦／横３連結以上なら有効データと判断するノイズ除去ロジックと、
前記ノイズ除去ロジックからの二値化データの内の前記有効データの画素毎に、周囲の画素との連結状態により、各星に割り当てたグルーピングラベル番号を振り付けるグルーピングロジックと、
前記ノイズ除去ロジックからの（ｎ／２）ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分の画素毎のグルーピングラベル番号を格納するグルーピングラベル管理テーブル（ＲＡＭ）と、
前記ノイズ除去ロジックからの（ｎ／２）ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分のグルーピングラベル情報（グルーピングラベル番号および二値化データ）を格納するグルーピングラベル情報用ラインバッファ（ＦＩＦＯ）とを含み、
前記グルーピングロジックは、前記グルーピングラベル番号振付けに際し、前記ノイズ除去ロジックからの（ｎ／２）ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分の二値化データについて、前記グルーピングラベル管理テーブルからのグルーピングラベル番号と、前記グルーピングラベル情報用ラインバッファからの（（ｎ+１）／２）ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分のグルーピングラベル情報を参照して、注目画素と隣接する複数の画素が、異なるグルーピングラベル番号を有する場合があり得るときは、隣接する画素のグルーピングラベル番号の内の最小のグルーピングラベル番号を注目画素のグルーピングラベル番号とすることを特徴とするスタートラッカ用ノイズ除去／グルーピング回路。
【請求項２】
前記異なるグルーピングラベル番号を有する場合とは、注目画素が、離散した２つの画素と隣接する場合、または斜め方向に隣接する２つの画素と隣接する場合、または３つ以上の画素と隣接する場合であることを特徴とする請求項１記載のスタートラッカ用ノイズ除去／グルーピング回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スタートラッカ用ノイズ除去／グルーピング回路、特に人工衛星等に搭載され、その姿勢制御のためスタートラッカ（星追跡器）による画像データから恒星のグルーピングを行うスタートラッカ用ノイズ除去／グルーピング回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来技術として、ＣＣＤ画像信号の内の所定閾値を超えた部分のみのデータの他、ＣＣＤ画像信号の内の予め設定されたウインドウエリア（計測区域）の部分のみの全てのデータを抽出する「恒星センサ用星抽出回路及びその星データ抽出方法」が知られている（例えば、特許文献１参照）。これは、扱うデータ量を大きく増やしたり、演算処理回路の負荷を増やしたりすることなく、高精度の星位置算出演算に必要な星データを抽出することを可能とすることを目的としている。
【０００３】
また、異なる視野からデータを取り込むために複数系統のセンサを有し、撮像データを所定のディスクリートレベルで選択してラインバッファに格納し、撮像データの連続性をチェックし、ラインのバイアスレベルを算出して新ディスクリートレベルを決定するようにした「画像読取方法」も公知である（例えば、特許文献２参照）。この方法においては、ラインバッファに格納されたデータが連続して１ライン分のデータ数の所定数以上あるときは異常データと判断し、他の正常な系統のみの処理を行う。
【０００４】
また、星のグルーピングを行う技術ではないが、画像データに含まれる画素毎に注目して、周囲の画素のラベルに基づき注目画素が新たな図形を形成する新規画素であるか、または既存図形の一部となる追加画素であるかを判定し、追加画素である場合には、更に注目画素が複数の異なる図形を連結させる連結画素であるか否かを判定する「画像処理装置」も公知である（例えば、特許文献３参照）。連結画素である場合は、大きい方のラベル番号を小さい方のラベル番号に書き換え、大きい方のラベル番号の図形の面積を小さい方のラベル番号の図形の面積に加算する。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１８０２０１（第２頁−第３頁、図１）
【特許文献２】特開平８−６５４６８（第３頁−第４頁、図２）
【特許文献３】特開２００７−１２２５９４（第５頁、第１４頁−第１５頁、図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１記載の技術では、予め設定されたウインドウエリアの部分のみの全てのデータをも抽出するようにしているが、上記ウインドウエリアの部分以外の部分については、１画素毎の信号レベルを閾値と比較して抽出しているため、大きくても明るさが少ない星データは捨てられ、その結果、星検出精度が低くなるという問題点がある。
【０００７】
また、特許文献２記載の技術では、撮像データの連続性をチェックしてはいるが、それは撮像素子の任意の一列から読み出した画素列の連結性のみについてであり、複数列で構成される画像データ列間の連続性については全く処理の対象としていない。これは、ラインバッファでの太陽反射光、月干渉といった迷光処理、つまり撮像素子に発生したスミア現象に対処するだけの一般的機能と考えられる。そのため、２次元データとしての画像データを正しく処理できないという第１の問題点がある。
【０００８】
また、画像処理はソフトウェアを介した演算処理で行っているため、処理時間が長くなりハードウェア演算処理の場合に比べて性能が低下するので撮像周期を短くできず、高速に姿勢を変更させる必要性のある人工衛星の場合には高精度に姿勢を制御できないという第２の問題点もある。
【０００９】
また、特許文献３記載の技術は、カメラで撮像された画像データに含まれる連結された画素群からなる図形の特徴量（面積）を算出する画像処理技術であって、特に星のグルーピングを行うこと目的とはしていない。そのためか、異なるラベル番号の図形を連結する場合を想定したロジックは記載されていないので、画像データの連続性が著しく低下する点光源の群（宇宙空間に点在する星）の画像を放射線環境下で星のグルーピングを行う画像処理装置に対して適用するには相応しくない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、画像データの縦方向の連結も考慮したノイズ除去処理と星のグルーピングの処理時間を短縮化することにより撮像周期（フレーム周期）の高速化を図ると共に、宇宙空間の放射線環境下で星のグルーピングを行うのに相応しいスタートラッカー用ノイズ除去／グルーピング回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のノイズ除去／グルーピング回路は、人工衛星等の姿勢制御のため星追跡器による画像データから恒星のグルーピングを行うスタートラッカ用ノイズ除去／グルーピング回路において、画像データの現読込みラインの二値化データから１ＬｉｎｅＤｅｌａｙ〜ｎ（偶数）ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分の二値化データを保持するノイズ除去用ラインバッファ（ＦＩＦＯ）（図１の１）と、記画像データの現読込みラインの二値化データと、ノイズ除去用ラインバッファから入力する１ＬｉｎｅＤｅｌａｙ〜ｎＬｉｎｅＤｅｌａｙ分の二値化データをレジスタ上に（ｎ+１）×（ｎ+１）のマトリクス状に画素単位で展開し、（ｎ／２）ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分の二値化データについて、画素が縦／横２連結以下なら無効データと判断し、縦／横３連結以上なら有効データと判断するノイズ除去ロジック（図１の４）と、ノイズ除去ロジックからの二値化データの内の有効データの画素毎に、周囲の画素との連結状態により、各星に割り当てたグルーピングラベル番号を振り付けるグルーピングロジック（図１の５）と、ノイズ除去ロジックからの（ｎ／２）ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分の画素毎のグルーピングラベル番号を格納するグルーピングラベル管理テーブル（ＲＡＭ）（図１の６）と、ノイズ除去ロジックからの（ｎ／２）ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分のグルーピングラベル情報（グルーピングラベル番号および二値化データ）を格納するグルーピングラベル情報用ラインバッファ（ＦＩＦＯ）（図１の２）とを含む。
【００１４】
そして、グルーピングロジックは、グルーピングラベル番号振付けに際し、ノイズ除去ロジックからの（ｎ／２）ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分の二値化データについて、グルーピングラベル管理テーブルからのグルーピングラベル番号と、グルーピングラベル情報用ラインバッファからの（（ｎ+１）／２）ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分のグルーピングラベル情報を参照して、注目画素と隣接する複数の画素が、異なるグルーピングラベル番号を有する場合があり得るときは、隣接する画素のグルーピングラベル番号の内の最小のグルーピングラベル番号を注目画素のグルーピングラベル番号とすることを特徴とする。
【００１５】
なお、異なるグルーピングラベル番号を有する場合とは、注目画素が、離散した２つの画素と隣接する場合、または斜め方向に隣接する２つの画素と隣接する場合、または３つ以上の画素と隣接する場合である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の第１の効果は、各画素について、ライン方向（水平方向）と縦方向（垂直方向）の前後の相関関係を認識したリアルタイム処理を行い、縦方向の連結も考慮したノイズ除去を行っているため、明るさが小さい星データを検出することができ、星の限界等級幅が広がり、星検出精度の向上が図れるということである。
【００１７】
本発明の第２の効果は、グルーピング判定ロジックにより、連続に入力される星データに対して、リアルタイムで星のグルーピング処理を行い、処理時間を短縮しているため、星のグルーピング処理の短縮化、ひいては撮像周期（フレーム周期）の高速化することができ、衛星の高速なマヌーバに対しても星データを捕捉することが可能であるということである。
【００１８】
そして、本発明の第３の効果は、グルーピングラベル番号振付けに際し、注目画素と隣接する複数の画素が、異なるグルーピングラベル番号を有する場合があり得るときは、隣接する画素のグルーピングラベル番号の内の最小のグルーピングラベル番号を注目画素のグルーピングラベル番号とするため、画像データの連続性が著しく低下する点光源の群（宇宙空間に点在する星）の画像データであっても、放射線環境下においても的確に星のグルーピングを行うことができるということである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明のノイズ除去／グルーピング回路９を有する星データ処理装置を示すブロック図である。この星データ処理装置は、ＣＣＤ１０，信号処理回路１１，ノイズ除去／グルーピング回路９および星位置算出ソフトウェア１２で構成されている。
【００２１】
ＣＣＤ１０は人工衛星等に搭載されて恒星を撮像する。信号処理回路１１は、ＣＣＤ１０で撮像されたアナログデータをアナログ処理して画像データ分のみを抽出する。また、抽出した画像データをアナログからデジタルに変換し、二値化データおよび有効画像データ（星データ）をノイズ除去／グルーピング回路９に出力する。ノイズ除去／グルーピング回路９は、信号処理回路１１から連続して転送されてくる二値化データおよび星データについて、リアルタイムでノイズ除去と星データのグルーピング処理を行う。星位置算出ソフトウェア１２は、ノイズ除去／グルーピング回路９における処理結果に基づいて恒星の位置（重心位置）を算出する。
【００２２】
ノイズ除去／グルーピング回路９は、それぞれがＦＩＦＯ構成のノイズ除去用ラインバッファ１，グルーピングラベル情報用ラインバッファ２および輝度情報用ラインバッファ３と、ノイズ除去ロジック４と、グルーピングロジック５と、ＲＡＭ構成のグルーピングラベル管理テーブル６，恒星データメモリ８と、恒星データ書込制御ロジック７とから構成されている。
【００２３】
信号処理回路１１からの二値化データは、ノイズ除去用ラインバッファ１とノイズ除去ロジック４へ入力する。二値化データの各ビットは「１」で有効画素、「０」で無効画素を示す。有効画素とは星データ、無効画素とは星データでないデータ、即ちノイズをいう。また、信号処理回路１１からの星データは、輝度情報用ラインバッファ３へ書き込まれる。この星データはアドレス情報と星の明るさを示す輝度情報とから成る。アドレス情報とは、恒星の位置に対応する本星データ処理装置上のアドレスである。
【００２４】
ノイズ除去用ラインバッファ１は、信号処理回路１１からの二値化データを格納する４ライン分のＦＩＦＯ（５Ｋビット以上）であって、現読込みＬｉｎｅから１ＬｉｎｅＤｅｌａｙ〜４ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分の二値化データそれぞれをノイズ除去ロジック４へ出力する。
【００２５】
輝度情報用ラインバッファ３は、現読み込みラインから２ライン分ディレーした星データを格納するＦＩＦＯ（４Ｋバイト以上）であって、２ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分の画像データを恒星データ書込制御ロジック７へ出力する。
【００２６】
ノイズ除去ロジック４は、信号処理回路１１からの現読込み二値化データと、ノイズ除去用ラインバッファ１からの１ＬｉｎｅＤｅｌａｙ〜４ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分の二値化データとにより、２ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分の二値化データについて、画素が縦／横２連結以下なら無効データと判断し、縦／横３連結以上なら有効データと判断する。そして、その結果を反映した２ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分の二値化データをグルーピングロジック５と恒星データ書込制御ロジック７へ出力する。ノイズ除去ロジック４は通常のデジタルＩＣで実現できる。
【００２７】
グルーピングロジック５は、ノイズ除去ロジック４からの２ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分の二値化データの画素毎に、各星に割り当てたグルーピングラベル番号を振り付ける。このとき、グルーピングラベル情報用ラインバッファ２からの１ライン前（３ＬｉｎｅＤｅｌａｙ）のグルーピングラベル情報と、グルーピングラベル管理テーブル６からの２ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分のグルーピングラベル番号を参照する。グルーピングラベル情報とはグルーピングラベル番号および二値化データをいう。振り分けられた２ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分のグルーピングラベル番号は恒星データ書込制御ロジック７へ出力する。グルーピングロジック５は通常のデジタルＩＣで実現できる。
【００２８】
また、グルーピングロジック５は、振り分けられた２ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分のグルーピングラベル番号と、ノイズ除去ロジック４からの２ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分の二値化データとから成る２ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分のグルーピングラベル情報をグルーピングラベル情報用ラインバッファ２へ出力し、振り分けられた２ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分のグルーピングラベル番号でグルーピングラベル管理テーブル６を更新する。
【００２９】
グルーピングラベル情報用ラインバッファ２は、グルーピングロジック５で振付けられた２ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分のグルーピングラベル情報を格納する１ライン分のＦＩＦＯであり、グルーピングロジック５から２ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分のグルーピングラベル情報が入力すると、格納している２ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分のグルーピングラベル情報が３ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分のグルーピングラベル情報としてグルーピングロジック５へ出力される。
【００３０】
グルーピングラベル管理テーブル６は、グルーピングロジックからの２ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分の画素毎のグルーピングラベル番号を格納するＳＲＡＭ（５１２バイト以上）である。グルーピングラベル番号は、他の割り付けられたグルーピングラベル番号との異同により、それら同士が最終的に連結するか、しないかの情報となる。
【００３１】
一方、輝度情報用ラインバッファ３は、信号処理回路１１からの星データのアドレス情報および輝度情報を格納する１ライン分のＦＩＦＯであって、現読込みＬｉｎｅから２ＬｉｎｅＤｅｌａｙの星データを恒星データ書込制御ロジック７へ出力する。
【００３２】
恒星データ書込制御ロジック７は、ノイズ除去ロジック４からの２ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分の二値化データと、グルーピングロジック５からの２ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分のグルーピングラベル番号と、輝度情報用ラインバッファ３からの２ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分のアドレス情報およびレベル情報とを入力して、書込み制御信号を恒星データメモリ８へ出力する。恒星データ書込制御ロジック７は通常のデジタルＩＣで実現できる。
【００３３】
恒星データメモリ８は、星データの画素毎に、グルーピングラベル番号、縦／横アドレス、レベル情報を格納するＳＲＡＭ（６４Ｋバイト以上）である。星位置算出ソフトウェア１２は恒星データメモリ８内容から星の位置（重心）を算出する。
【００３４】
図２はノイズ除去用ラインバッファ１のメモリマップの一例を示す。このメモリマップにおいては、それぞれが画素１〜画素１０００現読込みラインと、現読み込みラインから４ライン分ディレーした二値化データが示されている。現読み込みＬｉｎｅ〜３ＬｉｎｅＤｅｌａｙの二値化データは、順次に１ＬｉｎｅＤｅｌａｙ〜４ＬｉｎｅＤｅｌａｙの二値化データとしてノイズ除去ロジック４へ出力されていく。
【００３５】
図３は輝度情報用ラインバッファ３のメモリマップの一例を示す。このメモリマップにおいては、ノイズ除去用ラインバッファ１のメモリマップにおける現読み込みＬｉｎｅ〜２ＬｉｎｅＤｅｌａｙ各画素と１対１に対応して、星データ（アドレス情報と輝度情報）が示されている。現読み込みＬｉｎｅ〜１ＬｉｎｅＤｅｌａｙの星データは、順次に１ＬｉｎｅＤｅｌａｙ〜２ＬｉｎｅＤｅｌａｙの星データとなり、２ＬｉｎｅＤｅｌａｙの星データが恒星データ書込制御ロジック７へ出力されていく。
【００３６】
図４はグルーピングラベル管理テーブル６の内容例を示す。グルーピングラベル管理テーブル６は、２ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分の画素と１対１対応のグルーピングラベル番号毎に、隣接するグルーピングラベル番号を登録したテーブルである。初期状態では、グルーピングラベル番号と「隣接するグルーピングラベル番号」はイコールであり、グルーピングラベルロジック７からグルーピングラベル番号が入力すると、「隣接するグルーピングラベル番号」が更新される。図４においては、グルーピングラベル番号２と４の「隣接するグルーピングラベル番号」が「１」に更新され、この結果、グルーピングラベル番号１，２，４の各画素は連結していることになる。グルーピングラベル番号の「隣接するグルーピングラベル番号」は初期状態の「３」を維持している。
【００３７】
図５は、ノイズ除去ロジック４における有効データと無効データの判断の具体例を示す。各ブロックは画素を示し、塗り潰したブロックは有効画素であり、白地ブロックは無効画素であることを示す。信号処理回路１１から入力する現読込みラインの二値化データと、ノイズ除去用ラインバッファ１から入力する１ＬｉｎｅＤｅｌａｙ〜４ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分の二値化データは、ノイズ除去ロジック４内のレジスタ上に５×５のマトリクス状に画素単位で展開される。なお、マトリックスのサイズは５×５に限定されず、３連結画素の検出ができる３×３以上であればよい。
【００３８】
そして、中央の画素の二値化データ（２ＬｉｎｅＤｅｌａｙの中央のデータ）と他の二値化データとの相関から、中央の画素の二値化データが有効なデータか無効なデータであるかを横方向，縦方向および斜め方向の連結状態をみて判断される。ここでは、有効画素の連結数が３以上なら、それらの画素で構成されるデータは有効データ、２以下なら無効データとする。
【００３９】
このように、本発明では、ライン方向（水平方向）と縦方向（垂直方向）の前後の相関関係を認識し、縦方向の連結も考慮したノイズ除去を行っているため、明るさが小さい星データを検出することができ、星の限界等級幅が広がり、星検出精度の向上を図ることができる。
【００４０】
図５（Ａ）は、注目する中央（i,i-2）の有効画素（網掛けブロック）に対して、（i-1,i-3）の有効画素（点塗潰しブロック）および（i-1,i-4）の有効画素（点塗潰しブロック）が連結しているため、有効画素が３連結していることになるので、注目画素は有効データに属すると判断される場合である。ここに到る過程を図６に時系列的に示す。
【００４１】
図６（Ａ）では、t=0で注目画素を含む二値化データが入力し、t=-1で注目画素に連結する画素を含む１ＬｉｎｅＤｅｌａｙの二値化データが入力し、t=-2で注目画素に連結する画素を含む２ＬｉｎｅＤｅｌａｙの二値化データが入力している。図６（Ｂ）は図６（Ａ）の１ＬｉｎｅＤｅｌａｙ後、図６（Ｃ）は図６（Ａ）の２ＬｉｎｅＤｅｌａｙ後を示す。このようなノイズ除去ラインバッファ１からの二値化データの繰下りはＦＩＦＯ作用による。
【００４２】
一方、図５（Ｂ）は中央の画素に連結した有効画素がないため、中央の画素は無効データに属すると判断される場合を示している。ここに到る過程を図７に時系列的に示す。図７は図６と同様に解されたい。
【００４３】
ノイズ除去ロジック４にて有効データと判定された場合、グルーピングロジック５は、その有効データについてグルーピングラベル判定を行い、グルーピングラベル番号を付与する。図８はその様子を示す。グルーピングロジック５には、ノイズ除去ロジック４からの２ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分の二値化データと、グルーピングラベル管理テーブル６からの２ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分のグルーピングラベル番号と、グルーピングラベル情報用ラインバッファ２からの３ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分のグルーピングラベル情報（二値化データおよびグルーピングラベル番号）が入力する。
【００４４】
図８において、２ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分の二値化データの内の画素Ｘが、注目画素としてグルーピングラベル判定およびグルーピングラベル番号の付与がされようとしている。画素Ｄは画素Ｘの１つ前の画素、画素Ａ，Ｂ，Ｃは３ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分の二値化データの内の画素Ｘに隣接する画素を示す。グルーピングラベル番号ＡＤＴ，ＢＤＴ，ＣＤＴ，ＤＤＴは、それぞれ画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対応するグルーピングラベル番号を示す。
【００４５】
図９はグルーピングラベル番号の決定表であり、画素Ｘ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの二値化データを入力条件として、画素Ｘに対するグルーピングラベル番号ＸＤＴと、更新するグルーピングラベル番号の出力を示している。グルーピングラベル番号は１オリジンの一連番号とする。更新するグルーピングラベル番号、グルーピングラベル番号ＸＤＴは、グルーピングラベル管理テーブル６のそれぞれグルーピングラベル番号、「隣接するグルーピングラベル番号」に対応する。
【００４６】
図９において、画素Ｘが無効（「０」）なら、画素Ｘは「０」であり、更新するグルーピングラベル番号は無い。画素Ｘが有効（「１」）であって隣接する画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが無効なら、画素Ｘは新しい有効データの画素であるから、ＸＤＴとして新しいグルーピングラベル番号が付与され、その番号がグルーピングラベル管理テーブル６の「隣接するグルーピングラベル番号」欄に書き込まれる。このとき付与されるグルーピングラベル番号は、グルーピングラベル管理テーブル６に登録済みのグルーピングラベル番号の一番大きい番号に１を加算したものとなる。
【００４７】
隣接する画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの内の少なくとも１つが有効である場合（11000、10100、10010、10001）には、画素Ｘはその画素と連結するからその画素のグルーピングラベル番号がＸＤＴとなり、更新するグルーピングラベル番号は無い。
【００４８】
隣接する画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの内の横または縦方向に隣接する２つの画素と隣接する場合（11100、11001、10110）は「最新」画素のグルーピングラベル番号がＸＤＴとなる。横または縦方向に隣接する２つの画素は、必ず同じグルーピングラベル番号であるからである。例えば、11100の場合は、横方向に隣接するＡ，Ｂと画素Ｘが隣接し、Ａ，Ｂ，Ｘは同じグルーピングラベル番号となる。
【００４９】
隣接する画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの内の、離散した２つの画素と隣接する場合（11010,10011）、または斜め方向に隣接する２つの画素と隣接する場合（10101）、または３つ以上の画素と隣接する場合（11110、10101、1101、10111、11111）には、隣接する画素のグルーピングラベル番号の内の最小のグルーピングラベル番号がＸＤＴとなる。これらの場合には、隣接する画素が異なるグルーピングラベル番号を有する場合があり得るからである。  図１０は、そのような場合を例示する図であり、注目画素Ｘが、斜め方向に隣接する２つの画素Ｂ，Ｄと隣接する場合（10101）である。画素Ｂはグルーピングラベル番号「４」、画素Ｄはグルーピングラベル番号「５」を有する。画素Ｂは注目画素であったときに、10010の場合に該当するのでグルーピングラベル番号「５」が付与され、画素Ｄは注目画素であったときに、11011の場合に該当するのでグルーピングラベル番号「４」が付与されている。この場合、注目画素Ｘは10101の場合に該当し、ＸＤＴは最小のグルーピングラベル番号「４」、更新するグルーピングラベル番号は「５」となる。
【００５０】
このように、本発明では、異なるラベル番号の図形を連結する場合を想定したロジックを設けているため、画像データの連続性が著しく低下する点光源の群（宇宙空間に点在する星）の画像を放射線環境下においても的確に星のグルーピングを行うことができる。
【００５１】
以上のようにして求めたＸＤＴは、隣接する画素のグルーピングラベル番号の内の最大のグルーピングラベル番号を更新するグルーピングラベル番号として、グルーピングラベル管理テーブル６の「隣接するグルーピングラベル番号」欄に書き込まれる。
【００５２】
図１１〜図１３は、グルーピングラベル番号の決定表（図９）に基づいてＸＤＴを求める３つの典型的な例を示す。図１１は11000の場合であり、ＡＤＴ＝３なのでＸＤＴ＝ＡＤＴ＝３となる。グルーピングラベル管理テーブル６への書込みはない。
【００５３】
図１２は10000の場合であり、グルーピングラベル管理テーブル６にはグルーピングラベル番号「４」までが登録されているため、ＸＤＴ＝５がグルーピングラベル管理テーブル６に登録される。
【００５４】
図１３は11010の場合であり、ＡＤＴ＝１、ＣＤＴ＝２のため、ＸＤＴ＝min(ADT,CDT)＝１、「隣接するグルーピングラベル番号」＝max(ADT,CDT)＝２となる。従って、グルーピングラベル管理テーブル６のグルーピングラベル番号「２」の「隣接するグルーピングラベル番号」欄の「２」は「１」に更新される。従って、グルーピングラベル番号「１」の画素とグルーピングラベル番号「２」の画素は同一のグルーピングデータであることがわかる。
【００５５】
以上のようにしてグルーピングロジック５で求めたグルーピングラベル番号は、恒星データ書込制御ロジック７へも入力する。また、２ＬｉｎｅＤｅｌａｙ分の二値化データと共に、グルーピングラベル情報としてグルーピングラベル情報用ラインバッファ２へ書き込む。
【００５６】
恒星データ書込制御ロジック７は、ノイズ除去ロジック４からの二値化データに対応した、輝度情報用ラインバッファ３からの２ＬｉｎｅＤｅｌａｙさせた星データ（アドレス情報とレベル情報）を、グルーピングロジック５にて判定したグルーピングラベル番号と共に恒星データメモリ８へ書き込む。ソフトウェア９は、恒星データメモリ８に書き込まれたアドレス情報，レベル情報およびグルーピングラベル番号から星の位置（重心位置）を算出する。
【００５７】
このように、本発明では、連続して入力する星データに対して、ハードウェアによりリアルタイムで星のグルーピング処理を行うため、星のグルーピング処理の短縮化ができ、撮像周期（フレーム周期）を短縮化することができるので、衛星の高速なマヌーバに対しても星データを捕捉することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明のノイズ除去／グルーピング回路を有する星データ処理装置を示すブロック図
【図２】ノイズ除去用ラインバッファ１のメモリマップの一例を示す図
【図３】輝度情報用ラインバッファ３のメモリマップの一例を示す図
【図４】グルーピングラベル管理テーブル６の内容例を示す図
【図５】ノイズ除去ロジック４における有効データと無効データの具体例を示す図
【図６】図５における有効データの過程を時系列的に示す図
【図７】図５における無効データの過程を時系列的に示す図
【図８】グルーピングラベル番号付与のための構成を示す図
【図９】グルーピングラベル番号の決定表を示す図
【図１０】隣接する画素が異なるグルーピングラベル番号を有する場合を例示する図
【図１１】グルーピングラベル番号ＸＤＴを求める第１の例を示す図
【図１２】グルーピングラベル番号ＸＤＴを求める第２の例を示す図
【図１３】グルーピングラベル番号ＸＤＴを求める第３の例を示す図
【符号の説明】
【００５９】
１    ノイズ除去用ラインバッファ
２    グルーピングラベル情報用ラインバッファ
３    輝度情報用ラインバッファ
４    ノイズ除去ロジック
５    グルーピングロジック
６    グルーピングラベル管理テーブル
７    恒星データ書込制御ロジック
８    恒星データメモリ
９    ノイズ除去／グルーピング回路
１０  ＣＣＤ
１１  信号処理回路
１２  星位置算出ソフトウェア
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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