JPH07159521A - ソーナー映像表示処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ソーナー映像表示処理装置において、Ｓ／Ｒ
やＳ／Ｎが悪い場合にも、目標物のみを強調表示して背
景雑音等の表示は抑える。 【構成】 センサ２による受信信号のうち振幅データの
レベルが規定値より大であることをレベル検出部１１で
検出し、また方位データの方位相関を方位相関判定部５
で判定する。これ等レベル検出及び方位相関判定が共に
なされたとき相関ゲート６でゲートを開いて方位データ
を出力する。このゲートされた方位データにより方位方
向の３倍拡大を行うことでノイズは抑圧され、目標物の
み強調表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はソーナー映像表示処理装
置に関し、特に水中に音波を送出してその反射音から水
中目標物を検出して位置を測定しつつ画面表示するアク
ティブソーナーにおけるソーナー映像表示処理装置。

【０００２】

【従来の技術】従来、ソーナー映像表示処理装置では、
図１０に示す様に、センサ２で受信した水中目標物１か
らの反響音を音響処理部４で輝度データ及び方位データ
の抽出を行い、方位相関判定部５で次式（１）に示すと
おり、時間的に隣接した２点間の方位データの差が規定
の相関判定値内であるかどうかが判定される。

【０００３】相関判定値内であれば相関ありとし、それ
に応答して方位相関ゲート６を開き、出力された方位デ
ータをアドレスとして輝度データをビデオメモリ９に書
込むと共に、方位データを方位加算部７及び方位減算部
８にて表示画面の方位分解能だけ方位データを増加及び
減少させて得られた増加方位データ及び減少方位データ
をアドレスとして、輝度データを付加してビデオメモリ
９へ出力し、方位データ，増加方位データ，減少方位デ
ータの３個のアドレスに対して同一輝度データを書込
み、表示器１０に映像表示するようになっている。

【０００４】 ｜Ｘi −Ｘi-1 ｜≦Ａ ……（１） ここで、Ｘi は現時点での方位データ（ｉ＝０，１，
２，……）であり、Ｘi-1はＸi に対する１つの前の方
位データであり、Ａは規定相関判定値を示す。

【０００５】尚、図１０において、３は音波を水中へ送
出する送信回路である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のソーナ
ー映像表示処理装置では、方位方向の相関性を規定の相
関判定値（Ａ）のみで判定し、目標物を方位方向に拡張
し強調して映像表示している。しかしながら、目標物の
長さ方向の前後やＳ／Ｒ（信号対残響比）及びＳ／Ｎ
（信号対雑音比）が悪い場合には、方位方向の相関性が
弱いために強調されにくく、よって目標物長が忠実に強
調されず、残響及び雑音と信号との識別が困難になると
いう欠点がある。

【０００７】本発明の目的は、目標物の前後や、Ｓ／Ｒ
及びＳ／Ｎが悪い場合にも残響や雑音の表示を抑圧しつ
つ強調表示が可能なソーナー映像表示処理装置を提供す
ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によるソーナー映
像表示処理装置は、センサ受信信号の方位方向の相関判
定をなす方位相関判定手段と、前記受信信号の振幅デー
タから規定値以上のレベル検出をなすレベル検出手段
と、前記相関判定時及びレベル検出時における前記受信
信号の方位データに規定値を加減算する加減算手段と、
この加減算出力データと前記レベル検出時の方位データ
とをアドレスとしそのときの前記受信信号の輝度データ
を格納するビデオメモリ手段とを含むことを特徴とす
る。

【０００９】本発明による他のソーナー映像表示処理装
置は、センサ受信信号の振幅データから規定値以上のレ
ベル検出をなすレベル検出手段と、このレベル検出結果
に応じて方位相関判定のための相関判定値を算出する相
関判定値算出手段と、この計算値を用いて前記受信信号
の方位方向の相関判定をなす方位相関判定手段と、前記
相関判定時に前記受信信号の方位データに規定値を加減
算する加減算手段と、この加減算出力データと前記方位
データとをアドレスとしそのときの前記受信信号の輝度
データを格納するビデオメモリ手段とを含むことを特徴
とする。

【００１０】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例について
説明する。

【００１１】図１は本発明の一実施例のブロック図であ
り、図１０と同等部分は同一符号により示している。図
において、センサ２により受信した水中目標物１からの
反響音から、音響信号処理部４で輝度データ，振幅デー
タ，方位データが夫々抽出される。

【００１２】レベル検出部１１にて規定レベル以上の信
号検出を行い、規定以上のレベル検出があるとその検出
時間の間ゲート信号として相関ゲート６とレベルゲート
１２へ出力すると共に、方位相関判定部５では、上記
（１）式を用いて従来と同様に方位データの相関判定を
行う。

【００１３】ここでは、時間的に隣接した２点間の方位
データの相関性，つまり時間的に隣接した映像データ中
の方位データの差が規定値Ａ内であるかどうか判定し、
相関があった場合ゲート信号を相関ゲート６に出力す
る。

【００１４】相関ゲート６では、レベル検出によるゲー
ト信号と方位相関判定によるゲート信号の論理積により
相関ゲートを開き、出力された方位データをアドレスと
して輝度データをビデオメモリ９に書込むと共に、方位
データを方位加算７及び方位減算８で表示画面の方位分
解能力だけ方位データを増加及び減少した増加方位デー
タ及び減少方位データをアドレスとして輝度データを付
加してビデオメモリ９へ出力し、方位データ，増加方位
データ，減少方位データの３個のアドレスに対して同一
輝度データを書込み、表示器１０に映像表示する。

【００１５】図２は図１のブロックの各動作波形例を示
しており、（Ａ）は輝度データ（振幅データ），（Ｂ）
は方位データ，（Ｃ）はレベル検出部１１の検出出力，
（Ｄ）は方位相関判定部５による判定出力であり、相関
ゲート６は図２（Ｃ），（Ｄ）の論理積（アンド）で開
くため、（Ｄ）の期間Ｔ（ノイズ部分を除く）によりゲ
ート６は開となる。

【００１６】このとき、方位データをＸi とすると、方
位加算部７ではＸi ＋１，方位減算部８ではＸi −１の
各方位（アドレス）が夫々出力され、方位データＸi に
対応する輝度データがビデオメモリ９へ書込まれること
になる。よって、期間Ｔでは、方位方向に３倍（画面の
ドット幅）のデータが得られる。

【００１７】図３にこの場合の映像表示の一例を示して
おり、水中目標物１の反響音はレベルゲート１２と相関
ゲート６とを通った信号でかつ距離方向に連続しかつ方
位方向に３倍拡大された形状で映像表示される（図３の
１８）。背景雑音は１個の方位値でかつレベルゲート１
２を通ったもののみ表示される（図３の１９）ので、等
化的に雑音等の不要成分は抑圧されることになる。

【００１８】図４は本発明の他の実施例のブロック図で
あり、図１，１０と同等部分は同一符号にて示す。図に
おいて、センサ２により受信した水中目標物１からの反
響音から、音響信号処理部４で輝度データ，振幅データ
及び方位データを抽出する。

【００１９】次に、レベル検出１１で規定レベル以上の
信号の検出を行い、検出時のＳ／Ｎを相関判定値計算部
１３へ出力する。相関判定値計算部１３では、得られた
Ｓ／Ｎが規定Ｓ／Ｎ以下だったら次の（２）式の様に相
関判定値を計算し、方位相関判定部５では前述の（１）
式を用いて規定相関判定値ＡをＡ′としてバッファ１４
から方位データを読出しながら相関判定を行う。Ｓ／Ｎ
が規定Ｓ／Ｎ以上の場合には、規定相関判定値Ａで相関
判定を行う。以下、図１の実施例と同様の処理を実施す
る。

【００２０】 Ａ′＝Ａ×１０^{{(S/N)1-(S/N)2}/20} ……（２） ここに、（Ｓ／Ｎ）1 は規定Ｓ／Ｎ，（Ｓ／Ｎ）2 は実
測Ｓ／Ｎであり、Ａは規定相関値である。

【００２１】相関判定はある時間の方位データと時間的
に隣接した方位データとの差を検出するものであり、Ｓ
／Ｎが下がった場合、信号であっても方位データのバラ
ツキが大となるため、判定値が固定の場合、信号を取り
こぼす可能性があるために、Ｓ／Ｎ低下分に比例するよ
うに判定値を大きくする必要があり、従って上記（２）
式の如く規定判定値を更新するようにしているのであ
る。

【００２２】相関判定計算部武１３では、常にレベル計
算をしておりレベル検出があった時のレベルを信号レベ
ル（Ｓ），それ以外を雑音レベル（Ｎ）としてＳ／Ｎの
計算をし、その結果、規定Ｓ／Ｎ以下の場合、（２）式
の計算を実施し方位相関判定部５へ判定値を出力するこ
とにより信号の未検出（取りこぼし）を防いでいる。そ
の後は、先の（１）式を用いて相関判定を行う。

【００２３】従来はＳ／Ｎ比が低下した場合、相関判定
しきれずに信号も雑音も同じ幅（方位方向）で表示され
るが、図３に示した構成によりＳ／Ｎの低下に比例して
相関判定値Ａを大きくし、相関判定により信号の表示幅
を広げて認識の向上が可能となる。

【００２４】図５は本発明の別の実施例のブロック図で
あり、図４と同等部分は同一符号にて示す。センサ２で
受信した水中目標物１からの反響音から、音響信号処理
部４で輝度データ，振幅データ及び方位データが抽出さ
れる。

【００２５】次に、レベル検出部１１で規定レベル以上
の信号の検出を行い、検出時のＳ／Ｎを相関判定値計算
部１２へ出力する。相関判定値計算部１２では得られた
Ｓ／Ｎが規定Ｓ／Ｎ以下だったら（２）式の様に相関判
定値を計算し送出する。

【００２６】判定幅計算部１５では、送信パルス幅から
次の（３）式の様に得られた相関判定値で方向相関を行
う時間、すなわち相関判定幅を計算する。このとき、バ
ッファ１４は、パルス幅の３倍の時間分だけ方位データ
とを蓄えながら順次方位データを方位相関判定部５へ送
出する。

【００２７】方位相関判定部５では、レベル検出時のピ
ークレベル時の方位データと相関判定幅の中心のタイミ
ングを合わせながら、得られた相関判定値で相関判定幅
の時間だけ方位相関判定を行う。以下、図１の実施例と
同様の処理を実施する。

【００２８】 相関判定幅＝送信パルス幅×Ｂ ……（３） ここに、Ｂは定数であり、一般には０．５〜３の値が選
定される。

【００２９】先の図４の構成では、レベル検出後の全方
位データに判定値を大きくして相関判定を行うことにな
り、雑音を信号と判断してしまう可能性があるために、
図５では、判定値を大きくして相関判定を行う時間を限
定するようにしたものである。

【００３０】時間を限定するために、送信パルス幅を基
準に（３）式より相関判定幅を求め、その幅だけ方位相
関判定部５において（２）式で得られた判定値で方位判
定を行う。

【００３１】また、水中物体１からの反響音は、水中物
体の向きにより送信パルス幅の３倍程度まで伸長するこ
とがあるため、（３）式におけるＢは任意に設定できる
様にする。

【００３２】図６は本発明の別の実施例を示すブロック
図であり、図５と同等部分は同一符号にて示している。
図５の実施例の判定幅計算部１５において、判定幅算出
の条件にレベル検出部１１の検出開始点，ピークレベル
点及び検出終了点の割合を付加させ、判定幅を計算させ
る様にしたものである。

【００３３】すなわち、検出開始点とピークレベル点、
ピークレベル点と検出終了点の時間差の割合で、ピーク
レベル点の前後での判定幅を変えた値を方位相関部５に
送出する。方位相関部５は得られた判定値と判定幅を用
い方位相関判定を行う。以下図１の実施例と同様の処理
を実施する。

【００３４】先の図５の実施例では、相関判定幅は判定
幅の中心と振幅のピークとを合わせる様にして相関判定
を行っているが、本実施例では、図７（Ａ）に示す如く
振幅のピークが中心からずれている場合は（ａとｂとの
期間が等しくない場合は）、ａとｂとの幅の比を算出
し、相関判定幅を（Ｂ）から（Ｃ）の如く△Ｔだけずら
して相関判定を行うものである。

【００３５】図８は本発明の更に別の実施例を示すブロ
ック図であり、図６と同等部分は同一符号にて示してい
る。本例では、図６の実施例における検出開始及び終了
の各点を判定幅計算部１５において相関判定幅の両端の
相関判定値を一定割合で加算または減少する様にテーパ
を付加する。テーパの割合はテーパ用メモリ１５に記憶
させておく。

【００３６】すなわち、相関判定幅の開始時には、規定
判定値から得られた判定値までテーパ用メモリ１５に記
憶されている一定割合で判定値を増加させ、判定幅終了
時にはその逆に一定の割合で判定値を減少させるのであ
る。図７（Ｄ）にその判定幅の波形例を示す。

【００３７】信号の立上りまたは立下り点は方位データ
のバラツキが大きいため、いきなり相関判定値を大きく
すると、画像データ信号の両端（距離方向）がぼけてし
まう。そこで、相関判定幅の前後の相関判定値にテーパ
を付けて次第に変化させるようにしているのである。

【００３８】図９は本発明の他の実施例を示すブロック
図であり、図８と同等部分は同一符号により示す。本例
では、テーパ部の増減の割合をメモリに記憶しておく代
りに、レベル検出時のレベル変化率等によりテーパ部の
変化の割合をテーパ計算部１７で算出するようにしたも
のである。

【００３９】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば、目標
物の前後や、Ｓ／Ｒ，Ｓ／Ｎが悪い場合において方位方
向の雑音等の広がりは抑えて必要となる目標物のみの強
調表示が可能となり、目標物の映像の認識性を向上でき
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック図である。

【図２】図１のブロックの動作波形例を示す図である。

【図３】図１のブロックの映像表示例を示す図である。

【図４】本発明の他の実施例のブロック図である。

【図５】本発明の更に他の実施例のブロック図である。

【図６】本発明の別の実施例のブロック図である。

【図７】図６のブロックの動作例を示す波形図である。

【図８】本発明の更に別の実施例のブロック図である。

【図９】本発明の他の実施例のブロック図である。

【図１０】従来のソーナー映像表示処理装置のブロック
図である。

【符号の説明】

１ 水中目標物 ２ センサ ３ 送信回路 ４ 音響信号処理部 ５ 方位相関判定部 ６ 相関ゲート ７ 方位加算部 ８ 方位減算部 ９ ビデオメモリ １０ 表示器 １１ レベル検出部 １２ レベルゲート １３ 相関判定値計算部 １４ バッファ １５ 判定幅計算部 １６ テーパ用メモリ １７ テーパ計算部 １８ 目標物 １９ 背景雑音

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩崎 拓也 東京都港区西新橋三丁目20番４号 日本電 気エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 富田 庸満 東京都港区西新橋三丁目20番４号 日本電 気エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 佐野 敏也 東京都港区西新橋三丁目20番４号 日本電 気エンジニアリング株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 センサ受信信号の方位方向の相関判定を
   なす方位相関判定手段と、前記受信信号の振幅データか
   ら規定値以上のレベル検出をなすレベル検出手段と、前
   記相関判定時及びレベル検出時における前記受信信号の
   方位データに規定値を加減算する加減算手段と、この加
   減算出力データと前記レベル検出時の方位データとをア
   ドレスとしそのときの前記受信信号の輝度データを格納
   するビデオメモリ手段とを含むことを特徴とするソーナ
   ー映像表示処理装置。
2. 【請求項２】 センサ受信信号の振幅データから規定値
   以上のレベル検出をなすレベル検出手段と、このレベル
   検出結果に応じて方位相関判定のための相関判定値を算
   出する相関判定値算出手段と、この計算値を用いて前記
   受信信号の方位方向の相関判定をなす方位相関判定手段
   と、前記相関判定時に前記受信信号の方位データに規定
   値を加減算する加減算手段と、この加減算出力データと
   前記方位データとをアドレスとしそのときの前記受信信
   号の輝度データを格納するビデオメモリ手段とを含むこ
   とを特徴とするソーナー映像表示処理装置。
3. 【請求項３】 送信パルス幅と前記相関判定値とから相
   関判定を行う時間を算出する判定幅算出手段を更に含
   み、前記方位相関判定手段はこの算出時間に従って方位
   相関判定をなすようにしたことを特徴とする請求項２記
   載のソーナー映像表示処理装置。
4. 【請求項４】 前記判定幅算出手段は、更に前記レベル
   検出手段の検出結果をも用いて前記相関判定を行う時間
   を算出するよう構成されていることを特徴とする請求項
   ３記載のソーナー映像表示処理装置。
5. 【請求項５】 前記相関判定を行う時間幅の両端にテー
   パを付加するテーパ付加手段を、更に含むことを特徴と
   する請求項４記載のソーナー映像表示処理装置。
6. 【請求項６】 前記テーパ付加手段は予め前記テーパと
   なるデータを格納したモリを有することを特徴とする請
   求項５記載のソーナー映像表示処理装置。