(57)【要約】第１のアレイ20、60を第２のアレイ22、62にマップする方法は、（１）各アレイが連続した列および行中に画素を有し、第１のアレイが画素の各行を識別する連続した整数を有し、（２）連続した整数が画素の各列を識別し、１つの数値が各画素と関連しており、（３）第１および第２のアレイがその第１および第２のアレイの列の間で１対１の対を有し（あるいは、有するようにされることができ）、および（４）第１のアレイの同じ列中の４つの特有の画素のグループが第２のアレイの対にされた列中の１つの画素と１対１の対にされている場合に有用である。この方法は、第１のアレイ中の各列に対して４つの特有の画素の１つの奇数グループを形成するために連続した奇数番号を付けられた４個の行の中の画素と関連した値を選択し、奇数組合せ値を形成するためにこの奇数グループの奇数番号の最初の３行の中の画素と関連した値を組合せ、この奇数組合せ値をその奇数グループが対にされている第２のアレイの列および行の中の画素にマップし、その後、４つの特有の画素の１つの偶数グループを形成するために偶数番号を付けられた４個の行の中の画素と関連した値を選択し、偶数組合せ値を形成するためにこの偶数グループの最後の３個の行の中の画素と関連した値を組合せ、この偶数組合せ値をその偶数グループが対にされている第２のアレイの列および行の中の画素にマップするステップを含んでいる。
2006523841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のアレイと第２のアレイとの各アレイが連続した列および行中に画素を有し、第１のアレイが、
画素の各行を識別する連続した整数と
画素の各列を識別する連続した整数と、
各画素と関連した１つの数値とを有しており、
第１および第２のアレイがその第１および第２のアレイの列の間で１対１の対にされており、第１のアレイの同じ列中の特有の４つの画素のグループが第２のアレイの対にされた列中の１つの画素と１対１の対にされており、
第１のアレイを第２のアレイにマップする方法において、
第１のアレイ中の各列に対して、
４つの特有の画素の１つの奇数グループを形成するために連続した奇数番号を付けられた４個の行の中の画素と関連した値を選択し、
奇数組合せ値を形成するためにこの奇数グループの奇数番号を付けられた最初の３行の中の画素と関連した値を組合せ、
この奇数組合せ値をその奇数グループが対にされている第２のアレイの列および行の画素にマップし、
４つの特有の画素の１つの偶数グループを形成するために偶数番号を付けられた４個の行の中の画素と関連した値を選択し、
偶数組合せ値を形成するためにこの偶数グループの最後の３個の行の中の画素と関連した値を組合せ、
この偶数組合せ値をその偶数グループが対にされている第２のアレイの列および行の画素にマップするステップを含んでいる方法。
【請求項２】
第１のアレイ中の各奇数グループおよび第１のアレイ中の各偶数グループに対して請求項１の選択し、組合せるステップを繰返し、
各奇数グループの奇数組合せ値をその奇数グループが対にされている第２のアレイの列および行中の画素にマップし、
各偶数グループの偶数組合せ値をそのグループが対にされている第２のアレイの列および行中の画素にマップするステップを含んでいる請求項１記載の方法。
【請求項３】
奇数番号を付けられたグループおよび偶数番号を付けられたグループの一方に対して選択し、組合せ、マップするステップが行われ、その後、奇数番号を付けられたグループおよび偶数番号を付けられたグループの他方に対して選択し、組合せ、マップするステップが行われる請求項２記載の方法。
【請求項４】
第１のアレイの画素は、センサからの値により占められている請求項１記載の方法。
【請求項５】
第１のアレイの画素は、赤外線センサからの値により占められている請求項１記載の方法。
【請求項６】
第１のアレイの中の画素を有している赤外線センサとその入力を第２のアレイの形態で受取るように構成されている追跡装置とを備えており、
前記第１のアレイは方形であり、１つの情景の熱画像を表す値によって占められており、
前記第２のアレイは方形であり、第１のアレイより少ない画素を有し、
さらに、第１のアレイの画素を第２のアレイにマップする手段を備えているミサイル追跡システム。
【請求項７】
第１および第２のアレイは、連続した列および行中の画素を有し、第１のアレイが、
画素の各行を識別する連続した整数と
画素の各列を識別する連続した整数と、
各画素と関連した１つの数値とを有しており、
第１および第２のアレイがその第１および第２のアレイの列の間で１対１の対にされており、第１のアレイの同じ列中の４つの特有の画素のグループが第２のアレイの対にされた列中の１つの画素と１対１の対にされており、
第１のアレイの画素を第２のアレイにマップする手段は、第１のアレイ中の各列に対して、
４つの特有の画素の１つの奇数グループを形成するために連続した奇数番号を付けられた４個の行の中の画素と関連した値を選択する手段と、
奇数組合せ値を形成するためにこの奇数グループの奇数番号を付けられた最初の３行中の画素と関連した値を組合せる手段と、
この奇数組合せ値をその奇数グループが対にされている第２のアレイの列および行中の画素にマップする手段と、
４つの特有の画素の１つの偶数グループを形成するために偶数番号を付けられた４個の行の中の画素と関連した値を選択する手段とを備えている請求項６記載のシステム。
【請求項８】
値で構成されている大きいアレイを小さいアレイにマップする方法において、
大きいアレイがｍ個の列とｎ個の行とを有しており、小さいアレイがｓ個の列とｔ個の行とを有しており、ｔが偶数であり、
第１のアレイからｓ個の列を選択し、その選択されたｓ個の列中の値以外の第１のアレイの列中の全ての値を廃棄し、
大きいアレイ中の行の最大数ｐを決定し、ここでｐ／ｔは整数であり、かつｐ＜ｎであり、
大きいアレイのｐ個の隣接した行を選択し、その選択されたｐ個の行中の値以外の大きいアレイの行中の全ての値を廃棄し、
ｐ個の行を奇数番号を付けられた行と偶数番号を付けられた行に分け、
小さいアレイのｔ個の行を奇数番号を付けられた行と偶数番号を付けられた行とに分け、
大きいアレイの各列に対して、連続的に奇数番号を付けられた行中の値をｔ／２個の奇数グループにグループ化し、また、連続的に偶数番号を付けられた行中の値をｔ／２個の偶数グループにグループ化し、各グループがｐ／ｔ個の値をその中に有しており、
各偶数グループおよび各奇数グループにおいてｑ個の連続的に番号を付けられた行中の値を選択し、ここでｑ＜ｐ／ｔであり、
各グループ中の選択された値を組合せ、各奇数グループおよび各偶数グループに対する組合せられた奇数値および組合せられた偶数値をそれぞれ形成し、
各列に対して、大きいアレイの行１を含むグループに対する組合せられた奇数値を小さいアレイの行１にマップし、また、連続した組合せられた奇数値のそれぞれを小さいアレイの連続した奇数番号を付けられた行に順次マップし、
各列に対して、大きいアレイの行２を含むグループに対する組合せられた偶数値を小さいアレイの行２にマップし、また、連続した組合せられた偶数値のそれぞれを小さいアレイの連続した偶数番号を付けられた行に順次マップするステップを含んでいる方法。
【請求項９】
番号ｑは、大きいアレイを小さいアレイにマップするときに所望の分解能を得るように選択される請求項８記載の方法。
【請求項１０】
マップするステップは、組合せられた奇数値の全ておよび組合せられた偶数値の全てを小さいアレイに交互にマップするステップを含んでいる請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、４８０×１２０画素のセンサアレイを有する赤外線センサを使用するように設計されたミサイル制御システムを、６４０×４８０画素のセンサアレイを備えた新型のセンサを使用するようにミサイルの性能を向上させる技術に関する。本発明はとくに、ＴＯＷミサイルの追跡および制御に適用される。
【背景技術】
【０００２】
ある誘導ミサイルの追跡システムは、４８０×１２０画素のセンサアレイを有する赤外線カメラを使用してミサイルを追跡する。このカメラからのビデオ情報は、種々の処理アルゴリズムを使用して情報をビデオ入力から抽出する画像処理ハードウェアおよびソフトウェアに供給される。とくに、ビデオ情報は、ミサイルの熱シグナチャを探索することによりミサイルの位置を決定するために処理される。この一般的なタイプのシステムは、ＴＯＷミサイルを追跡し、誘導するために使用される。これらのシステムは飛行中のミサイルの方向を制御するサーボ制御ループの一部であるため、システム中のあらゆるコンポーネントからの非常に早い応答が必要とされる。
【０００３】
４８０×１２０画素のアレイを備えた赤外線カメラの開発以来、もっと多くのさらに細かい画素を有する新しいカメラが開発されてきている。これらの新しい改良されたカメラの出現により、カメラから得られた情報の正確さを改善する機会が提供された。とくに、新しいカメラは大きいアレイを有しているだけでなく、それらはまた感度が高く、古い赤外線カメラより遠くの場所の画像を検出することが可能である。しかしながら、制御システムとバランスをとってビデオ情報を処理するハードウェアおよびソフトウェアにおける実質的投資のために、これらのコンポーネントを変更されないままに保つことが望ましい。したがって、新しいカメラの画素（この明細書では、“センサアレイ”と呼ばれる）をプロセッサの大きい画素のアレイ（この明細書では、“追跡装置アレイ”と呼ばれる）にマップする方法が求められていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
カメラまたは別のセンサの大きいアレイをプロセッサの小さいアレイに変換する通常の方法は、たとえば、１つのアレイの奇数走査を収集し、その後偶数走査を収集して、そのフレーム中のデータを処理して、１つのフレーム全体を累積し、各センサ画素を追跡装置アレイの粗グリッドの最も近い画素に割当てることである。いくつかのターゲット画素に割当てられた値は、最も近いセンサアレイ画素の加重平均であってもよい。このような方法はうまくゆくが、しかし任意の次の処理が行われることができる前に、データの全フレームを累積する時間を必要とする。飛行中のミサイルを導くためにデータが使用されるミサイル制御装置に関して、このような遅延は許容できない。したがって、センサの微細なアレイからのデータを追跡装置の粗アレイに変換する迅速な方法が必要とされている。本発明はこの要求を満足させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、精細なセンサアレイからの出力が処理のために粗フォーマットにマップされることが可能であることを教示し、とくに、本発明は、４８０×１２０の処理フォーマットに変換される６４０×４８０のセンサアレイに関して記載されている。これは、奇数および偶数センサ走査を分離して迅速に使用し、奇数センサ走査からの選択された画素を選択された追跡装置アレイ画素にマップし、偶数センサ走査からの選択された画素を選択された追跡装置アレイ画素にマップすることにより行われる。とくに、センサアレイの各列において、奇数センサ走査の最初の３行中の画素は、追跡装置アレイ画素の第１の奇数行中の画素にマップされる。第４の奇数センサ走査行の中の画素は無視される。第５乃至第７の奇数センサ走査行の中の画素は、奇数追跡装置アレイの第２の画素の行にマップされ、以降、センサ画素の奇数番号を付けられた行に関して同様にマップされる。センサ画素の奇数番号を付けられた行が説明されたように走査されてマップされた後、センサ画素の偶数番号を付けられた行が走査されてマップされる。偶数走査からのデータを変換するとき、センサ画素の第１の偶数番号を付けられた行は無視され、センサ画素の第２、第３および第４の偶数番号を付けられた行は、追跡装置アレイの第１の偶数番号を付けられた行にマップされる。センサ画素の第５の偶数番号を付けられた行は無視され、センサ画素の第６、第７および第８の偶数番号を付けられた行は、追跡装置アレイ画素の第２の偶数番号を付けられた行にマップされ、以降、画素の偶数番号を付けられた行に関して同様にマップされる。この方法は、迅速な処理を可能にし、その画像を処理する前に、そのフレーム中の全ての行（奇数および偶数）が走査されるまで待つ必要がない。その代りに、
その画像全体は、奇数または偶数行の全てが走査されるレートで処理される。この結果、発生するエラーが最少になる。その理由は、画素の２５％が廃棄されるが、２つ連続した画素が廃棄されないためである。センサアレイ画素の４行ごとに、追跡アレイ画素の単一の行が完全にマップされ、また、ミサイル制御システムに対する入力として制御装置に送られることができる。その結果、システムが依然として、第３世代赤外線センサにおいて使用されるようなさらに細かく、感度がもっと高い最新センサアレイを利用することが可能でありながら、待ち時間が最小化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、飛行中の誘導ミサイル10と、発射装置12と、ミサイルの実際の位置を検出するための赤外線センサ（またはカメラ）14と、および信号をミサイルに送信してその進行方向を制御する制御装置16とを示している。１対のワイヤ18はミサイル発射装置12とミサイル10を接続して、信号を制御装置16からミサイルに送信する。このシステムはサーボ制御システムである。ミサイル10は非常に高速で進行し、その飛行ラインに関して動的であるため、制御装置16が適切な制御信号をミサイルに送信してその位置をターゲットまでのその飛行ライン上に維持できるように、カメラ14からの情報を処理するときの遅延が可能な限り小さいことが重要である。
【０００７】
図１に概略的に示されているようなシステムは、とくに、ＴＯＷミサイルシステムを表している。本発明の教示はＴＯＷシステムに対して適用されたものであるが、それらはまた、別のミサイルシステムと、および過度に長い待ち時間なしに微細なアレイからもっと粗いアレイにデータを変換する必要のある任意の状況に対して適応されることが可能である。さらに、ミサイル10はワイヤ18により送信された信号によって制御されるものとして示されているが、ミサイルを制御するために信号がどのような方法で送信されてもこの教示は適応されることが可能であり、また、本発明の教示は、１つのアレイから別のアレイへの変換がミサイル誘導に無関係である場合にも使用可能である。以下、本発明が広く一般的に適応可能であることを認識することにより、本発明の教示が適応する用途の技術的範囲が当業者により認識されることのできる１つの特定の適用を説明する。
【０００８】
制御装置16（図１）は、図３においてその側面図が概略的に示されている４８０×１２０の方形入力アレイ22に対して設計されたハードウェアおよびソフトウェアを備えている。この入力アレイ22は、４８０×１２０の画素の方形アレイを有する古いセンサに適合可能である。赤外線カメラ14おいて使用されるような新しいセンサは、６４０×４８０の画素の方形アレイ20を有している。この明細書においては、赤外線カメラ14の出力によって生成された画素のアレイは“センサアレイ”20と呼ばれ、制御装置に対する入力アレイは“追跡装置アレイ”22と呼ばれる。図２はこのセンサアレイ20を概略的に示し、図３はこのセンサアレイ20および追跡装置アレイ22の１つの列の概略的な垂直断面を示している。“画素”という用語は、１つのアレイ中の１つの特定の位置とその位置に記憶された値の両方を意味するために使用され、どちらの意味が意図されるかは文脈から容易に明らかになる。アレイ20の水平および垂直軸はそれぞれ、任意の他の方位が使用可能であるが、ここでは方位角および仰角を表すと考えられる。
【０００９】
本発明は、センサアレイ20を追跡装置アレイ22に接続して前者の画素を後者の適切な画素にマップするプロセッサ24を形成する方法を教示する。このプロセッサ24は、はじめに情景を左から右に、その後右から左に連続的に走査するセンサアレイ20により動作するように設計されている。左から右への走査はアレイ20の奇数番号を付けられた行をカバーし、一方逆方向の走査は偶数番号を付けられた行をカバーする。これは便宜的なものであり、追跡装置アレイ22は信号を同様に受取るように構成されている。本発明は、センサを走査した結果生じた６４０×４８０のセンサアレイ20におけるデータを、ミサイル制御システムの制御装置16の４８０×１２０のアレイ22にマップする方法を教示する。
【００１０】
方位角変換は、センサアレイ20中の６４０個の列を追跡装置アレイ22中の４８０個の列に変換することを伴う。これは、センサアレイの各縁部（margin）26、28上の８０個の列を無視し、センサアレイの６４０個の列からのデータの中央に配置された４８０個の列だけを使用するだけで行われることができる。この方法において、列はセンサアレイ20から追跡装置アレイ22に対して１対１で対応している。廃棄されるセンサアレイの各エッジにおける列の数は、カメラ14の視野に依存する。カメラの視野が狭くなるとそれだけ一層廃棄される必要のある列が少なくなり、あるいは列は廃棄されず、その逆もまた同じである。図４に関連して説明するように、方位角信号はアナログ信号であってよく、その場合にはビデオ帯域幅を減少させて、その視野を画素の４８０個の列に狭くするために簡単なフィルタが使用されることができる。
【００１１】
追跡装置アレイ画素の１２０個の行へのセンサアレイ画素の４８０個の垂直行の変換は、別の方法で行われる。このプロセスは図３に示されており、ここにおいて、画素の交互の行は、センサアレイ20を表す垂直線の反対側に太い線で示されている。同様に、追跡装置アレイ22中の画素の奇数および偶数行は、交互の二重線で表されている。このプロセスを行うとき、奇数センサ行（たとえば、センサ行１、３、５、７・・・）から選択された画素が組合せられ、追跡装置アレイ22中の選択された奇数行（たとえば、ターゲット行１または３または５等）にマップされる。このプロセスは、センサアレイ20の全ての奇数行が処理されるまで繰返される。次に、偶数センサ行（たとえば、センサ行２、４、６、８、１０・・・）中の選択された画素が組合せられ、追跡装置アレイ22の偶数行（たとえば、ターゲット行２または４または６等）にマップされる。これは、全ての偶数行が処理されるまで続けられ、その後そのサイクルは奇数行に関して続行される。奇数番号を付けられた行または偶数番号を付けられた行の全ての完全な走査により、“フィールド”と呼ばれるものが完成する。奇数および偶数の両方の行が走査されたとき、その結果は１つの完全な“フレーム”となる。ターゲットアレイ22の奇数または偶数画素の全てにおける値を更新するために必要とされる全ての情報は、通常の１フレーム遅延ではなく１フィールドだけの遅延が必要とされる状態で存在していることを認識すべきである。
【００１２】
図３中の矢印は、センサアレイ20中の画素を追跡装置アレイ22中の画素に接続し、最初の３つの奇数行（センサ行１、３および５）の中の画素は合計され、追跡装置アレイの行１にマップされる。第４の奇数センサ行（センサ行７）は廃棄される。とくに、プロセッサ24は、走査が進行するにしたがって各列における各画素中に記憶された値を収集する。プロセッサが処理されることとなるセンサアレイ20の第１の列（この明細書に記載された特定の例では、センサアレイ列８１）における奇数番号を付けられた最初の３つの行の中の画素に対する値を累算したときに、各列中のそれらの値は合計され、追跡装置アレイ22のその対応した列（追跡装置アレイ列１）の第１の奇数番号を付けられた行中の画素にマップされる。このプロセスは、センサアレイ20の中央の４８０個の列のそれぞれに対して連続的に行われ、センサアレイの奇数番号を付けられた最初の３つの行中の３個のセンサ画素をその対応した列の追跡装置アレイ22の行１中の画素にマップする。センサアレイの第４の奇数番号を付けられた行（センサ行７）の画素の値は無視される。第２の組の４個のセンサアレイ行（センサ行９、１１、１３および１５）が走査されると、このプロセスは繰返されるが、これは、全ての奇数行が同様に処理されるまで続けられる。
【００１３】
図３に示されているように、行１および３中のセンサ画素は追跡装置アレイの行１と整列し、センサ行５は追跡装置アレイの行１と２の境界のすぐ隣に位置している。センサの行５中の画素における値をセンサ行１および３中のものと組合せることにより、小さいが許容可能な整列エラーがターゲットの行１中の画素の値に導入される。第４の奇数センサ行７は、いずれの奇数追跡装置アレイ行から離れているので、それを奇数追跡装置アレイ画素の１つにマップすると、許容できない量の整列エラーが導入される。この理由のために、それは廃棄される。
【００１４】
次に、偶数センサ行（センサ行２、４、６・・・）が処理される。偶数行を処理するとき、第１の偶数行（センサ行２）は廃棄され、連続した３個の偶数行（センサ行４、６および８）が合計され、ターゲット画素の第１の偶数行（ターゲット行２）にマップされる。センサ画素の第５の偶数行（センサ行１０）は廃棄され、次の連続した３個の偶数センサ行（センサ行１２、１４および１６）が合計され、次の偶数ターゲット行（ターゲット行４）にマップされる。このプロセスは、４個で１組の偶数センサ行が全て、第１のものを廃棄し、その次の３個を隣接したターゲット行にマップするために合計して処理することにより処理され、全ての偶数センサ行が処理されるまで続けられる。その後、サイクルは奇数センサ行の処理に戻る。
【００１５】
このプロセスは、１つのフレーム全体、すなわち、奇数または偶数走査からの画素の１セット全体が追跡装置アレイへのデータのマップの前に累積されるのを待たないことを認識すべきである。その代りに、１個の列中の連続した３つの奇数または偶数画素が走査されるやいなや、それらは合計されて追跡装置アレイにマップされ、そのようにターゲットアレイ画素全体がセンサ入力データの各フィールドの完全な走査によって更新される。
【００１６】
本発明により教示された方法はその視野の画素の２５％（および６４０個の列から４８０個の列への変換が行われた場合は全体の４３％を超える）を廃棄するが、それは迅速に動作する。したがって、それは最新の赤外線カメラに固有の利点を使用することが可能であり、このとき、画像データを処理し、ミサイル10の飛行を制御するサーボ制御ループを動作させるために使用される制御装置16中のハードウェアおよびソフトウェアは変更されなくてもよい。６４０×４８０のセンサアレイを備えた最新の赤外線カメラ14の主要な利点は、長いレンジである。これまでのＴＯＷミサイルのレンジに対する限界は、赤外線カメラがターゲットを弁別し、ミサイルを追跡することのできる距離である。６２０×４８０センサアレイの画素の全てを使用するデータ変換方式が可能であるが、このような方式では、処理が始まることが可能である前にデータの１つのフレーム全体が累積される必要がある。このような方式における待ち時間のために、１０００ｆｔ／秒で飛行しているミサイルのサーボ制御ループにおける使用は許容できないものになる。
【００１７】
本発明により教示されている方法は、プロセッサ24内の汎用ハードウェアにより実行されるソフトウェアまたはコードによって行われてもよい。その代り、本発明により教示されている方法はまた、専用ハードウェアまたはソフトウェア／汎用ハードウェアおよび専用ハードウェアの組合せにおいて行われてもよい。専用ハードウェアにおいて行われる場合、このプロセスは、多くの技術の任意の１つまたはその組合せを使用する回路または状態マシンにおけるように実施されることができる。これらの技術には、１以上のデータ信号が与えられたときに種々の論理機能を実行する論理ゲートを有するディスクリート論理回路、適切な論理ゲートを有する特定用途向き集積回路、プログラム可能なゲートアレイ（ＰＧＡ）、フィールドプログラム可能なゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、またはその他のコンポーネント等が含まれるが、それに限定されない。このような技術は一般に当業者によく知られているため、ここでは詳細には説明されない。
【００１８】
本発明により教示されているプロセスがソフトウェアまたはコードによって行われている場合には、それは、たとえば、コンピュータシステムまたはその他のシステム中のプロセッサ等の命令実行システムにより使用されるか、あるいはそれと関連して使用される任意のコンピュータ読取り可能な媒体において実施されることが可能である。この意味で、プロセスは、たとえば、コンピュータ読取り可能な媒体からフェッチされて命令実行システムによって実行されることのできる命令および宣言を含むステートメントを含んでいる。本発明に関して、“コンピュータ読取り可能な媒体”は、命令実行システムによって、あるいはそれと関連して使用されるプロセスを含み、記憶し、あるいは維持することのできる任意の媒体であることが可能である。コンピュータ読取り可能な媒体は、たとえば、電子的、磁気的、光学的、電磁的、赤外線、または半導体媒体等の多数の物理的媒体の任意の１つを含むことができる。とくに、適切なコンピュータ読取り可能な媒体の例には、磁気テープ、磁気フロッピー（登録商標）ディスケット、磁気ハードドライブ、またはコンパクトディスクが含まれるがそれに限定されない。コンピュータ読取り可能な媒体はまた、たとえば、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）および動的ランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）等を含むランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）であるか、あるいは磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）であってもよい。さらに、コンピュータ読取り可能な媒体は、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラム可能な読出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、電気的に消去可能なプログラム可能な読出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、または他のタイプのメモリ装置であってもよい。
【００１９】
図４は本発明の教示のハードウェア実施形態の概略図を示している。図４において、赤外線センサ14は第３世代赤外線センサである。このセンサ14からの出力データは通常の直列フォーマットのものであり、直列入力30として示されている。このデータは最初に一時に１つのフィールドに対する値で到達する。すなわち、最初に奇数行の全てに対するデータが到達し、その後、全ての偶数行に対するデータが到達する。このデータはデマルチプレクサ32に導かれ、このデマルチプレクサ32は、直列ビデオ入力30を並列フォーマットに変換し、各入力値を分けて、それを矢印34で概略的に示されている対応した入力チャンネルに導く。デマルチプレクサ32からの値は加算器36に送られる。追跡装置アレイ22には画素の各対に対して１個の加算器36が存在している。データは一時に１つのフィールドが処理されるため、加算器36は、奇数フィールドが処理されるとすぐに偶数行（偶数フィールド）からのデータを処理するために利用可能である。
【００２０】
矢印36で表されている各加算器36からの出力は、ローパスフィルタ40を通って供給される。このローパスフィルタ40は方位角方向の雑音を除去することにより、追跡装置アレイ22に送られた高分解能のビデオ信号の帯域幅を、追跡装置が取り扱うことのできるものに減少させる。
【００２１】
本発明の教示は、処理時間がクリティカルであるとき、大きいアレイを小さいアレイにマップするプロセスに一般化されることができることが明らかでなければならない。図５は一般的なプロセスを示している。一方のアレイ60が大きく、他方のアレイ62が小さく、それぞれが行および列によって規定された位置に記憶された画素値を有している２個のアレイが与えられたとき、本発明は、結果的に得られた視野が許容可能である場合、大きいアレイを小さいアレイにマップする方法を教示する。この例において、アレイ60はｍ×ｎ画素であり、アレイ62はｓ×ｔ画素である。第１のステップはアレイの幅を整合させることである。これは、小さいアレイ62の列の数を超えた大きいアレイ60中の値を無視するだけで行われる。この例において、各列の幅ｗは公式ｗ＝１／２（ｎ−ｓ）で与えられる。これを行うために、大きいアレイ60の垂直な中心線の両側の幅ｗの２つの帯域は無視される。しかしながら、別の廃棄パターンが可能である。たとえば、ブラッドリー戦闘車両の場合のように、アレイ60が視線の一方の側から発射されたミサイルを追跡する熱センサである場合には、廃棄された列のいくつかまたは全ては、大きいアレイの中心線の一方の側のものであってもよい。
【００２２】
次のステップは、大きいアレイから小さいアレイにマップされる各列のグループのサイズを決定することである。これは、大きいアレイにおける行の数（ｎ）を小さいアレイ中の行の数（ｔ）で除算し、次の整数（ｐ）に丸めることによって行われる。この結果ｐが各グループ中の値の数となる。
【００２３】
その後、両アレイの行は、奇数番号を付けられた行と偶数番号を付けられた行とに分けられる。奇数番号を付けられた行の中の値は、ｐ個の値を含むグループにグループ化され、同様に、大きいアレイの偶数番号を付けられた行の中の値はｐ個の値を含むグループである。
【００２４】
次に、各グループ内において、値の数ｑが選択され、各グループに対してそのグループが奇数番号を付けられた行の中の値から形成されているか、あるいは偶数番号を付けられた行の中の値から形成されているかに応じて奇数または偶数の組合せられた値を形成するように組合されて選択される。数ｑは、値が小さいアレイにマップされたときに許容しようとしている角度分解能に依存している。許容可能な角度分解能は小さいアレイ62のプロセス下流に依存する。ｑがｐに等しい場合、換言すると、各グループ中の全ての値が組合せられた場合、これらの値のいくつかは、それらがマップされている行から比較的遠いため、分解能は低下する。他方において、それらがマップされる行に直接オーバーラップした行からの値だけが大きいアレイから小さいアレイにマップされた場合には、それらがマップされる行にかなり近接しているたいくつかの値が廃棄され、とくに、奇数および偶数行の中の隣接した値、たとえば、２個の行からの４つのすぐ隣りの値等が無視された場合、価値のある情報が失われる。これは、このマッピングの中に“穴”を残し、この結果、小さいアレイのいくつかの部分において低い分解能を発生する。“穴”の数を減少させるために、各グループ内の値が組合せのために選択された行は、変更されることができる。たとえば、奇数行からの値の各グループの中の最後の１以上の行の中の最後の値は無視されてもよく、一方偶数行の開始行からスタートした同じ数の値は、廃棄されてもよい。
【００２５】
分解能のこの低下が許容可能であるか否かは、下流のプロセスにより必要とされる分解能に部分的に依存する。赤外線ミサイル追跡システムの場合において、改良されたセンサを使用する利点は非常に大きい。４行ごとに１行を廃棄してもシステム性能は損なわれない。これは、廃棄された画素が追跡されているミサイルの熱画像より小さく、たとえその画像中に穴が存在していても、追跡アルゴリズムはミサイルに追従することができるためである。その結果、システム性能において全利得が存在している。
【００２６】
各グループの中の値の数ｑは、それが奇数番号を付けられた行の中の値から形成されるのか、あるいは偶数番号を付けられた行の中の値から形成されるのかに応じて、１つの組合せられた奇数グループ値または１つの組合せられた偶数グループ値を形成するために組合せられる。この組合せは、値を互いに加算するか、あるいはそれらを平均するだけで行われることができる。この組合せはまた、値を、そのグループの値がマップされる行からのそれらの距離にしたがって加重するか、あるいはある別の変数を使用することによるさらに複雑な関数であってもよい。別の関数はまた、各グループから選択された値を組合せるために使用されることができる。
【００２７】
各列において、ひとたび決定された組合せられた奇数値および組合せられた偶数値は、それぞれ小さいアレイ中の１個の画素にマップされる。この方法のステップは、すぐ前で説明した順序とは異なった順序で行われることができる。奇数番号を付けられた行の全ておよび偶数番号を付けられた行の全てに対して組合せられたグループ値を交互に形成することは、しばしば有効であることが判明している。このようにして、大きいアレイ全体の行の半分（“フィールド”と呼ばれる）は、別の行の半分がマップされる前にマップされる。これは、データの１つのフレームの半分だけがマップされているときに、どのようなプロセスでも小さいアレイからの情報を使用してデータの処理を開始することを可能にする。これによって、処理時間が節約されると共に待ち時間を減少させることができる。
【００２８】
したがって、本発明は、大きいアレイ、たとえば、６４０×４８０のセンサアレイであるアレイ20からの出力が、奇数および偶数センサ走査を別々にかつ迅速に使用し、奇数センサ走査から選択された画素を選択された追跡装置アレイ画素にマップし、偶数センサ走査から選択された画素を選択された追跡装置アレイ画素にマップすることにより、たとえば、４８０×１２０であるアレイ22等の小さいアレイに変換されることが可能であることを教示していることが明らかである。与えられた例においては、センサアレイの各列において、奇数センサの最初の３個の行の中の画素は、追跡装置アレイの第１の奇数行中の画素にマップされる。第４の奇数センサ中の画素は無視される。第５乃至第７の奇数センサの走査行中の画素は、追跡装置アレイの第２の奇数の画素の行にマップされ、以降、センサ画素の奇数番号を付けられた行の全てがマップされるか、あるいは無視されるまで、同様にマップされる。センサ画素の奇数番号を付けられた行が処理された後、センサ画素の偶数番号を付けられた行が同様に処理される。偶数走査からのデータの変換において与えられる例では、センサ画素の第１の偶数番号を付けられた行は無視され、センサ画素の第２、第３および第４の偶数番号を付けられた行は、追跡装置アレイの第１の偶数番号を付けられた行にマップされる。センサ画素の第５の偶数番号を付けられた行は無視され、センサ画素の第６、第７および第８の偶数番号を付けられた行は、追跡装置アレイ画素の第２の偶数番号を付けられた行にマップされ、以降、偶数番号を付けられた行の全てが処理されるまで、同様にマップされる。この方法は、迅速な処理を可能にし、結果的に発生するエラーが最少になる。その理由は、画素の２５％が廃棄されるが、２つ連続した画素が廃棄されないためである。センサアレイ画素の行の４ごとの走査により、追跡アレイ画素の単一の行が完全にマップされ、また、ミサイル制御システムに対する入力として制御装置に送られることができる。その結果、システムが依然として、第３世代赤外線センサにおいて使用されるようなさらに精細で、感度がもっと高い最新のセンサアレイを利用することが可能でありながら、待ち時間が最小化される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】その位置を検出し、その出力を制御装置に導く赤外線センサを備えた飛行中のワイヤ誘導ミサイルの概略図。
【図２】６４０個の列が４８０個の行に配置され、各縁部上の８０個の列が無視されるセンサアレイの概略図。
【図３】対応した追跡装置アレイと、センサアレイの４８０個の行からの画素が追跡装置アレイの１２０個の画素に対してにどのようにしてマップされるかを示している図２のセンサアレイの一部分の概略側面図。
【図４】本発明の教示を実施するハードウェアを示す概略図。
【図５】大きいアレイを小さいアレイにマップする一般的なプロセスを示す概略図。
【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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【国際調査報告】
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