改善された仮想ウィンドウ作成方法
【課題】改善された仮想ウィンドウ作成方法の提供。
【解決手段】本明細書に記載されるシステムおよび方法は、特に、複数の視野を有する遠隔センサーヘッドからリアルタイムで画像を送信する技術を含む。一局面では、本発明は、外側のハウジングと、内側のセンサーボディと、センサーボディの表面に配置された複数の画像センサーであって、各画像センサーは視野を有し、それぞれの視野の画像を記録し、１場面に１つ以上の画像が組み合わされており、場面は解像度を有しているセンサーと、場面の少なくとも一部分の解像度を選択的に調整するためのプロセッサとを備える携帯型の画像装置を提供する。
【解決手段】本明細書に記載されるシステムおよび方法は、特に、複数の視野を有する遠隔センサーヘッドからリアルタイムで画像を送信する技術を含む。一局面では、本発明は、外側のハウジングと、内側のセンサーボディと、センサーボディの表面に配置された複数の画像センサーであって、各画像センサーは視野を有し、それぞれの視野の画像を記録し、１場面に１つ以上の画像が組み合わされており、場面は解像度を有しているセンサーと、場面の少なくとも一部分の解像度を選択的に調整するためのプロセッサとを備える携帯型の画像装置を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の参照）
本出願は、米国仮特許出願第６０／６８０，１２１号（２００５年５月１２日出願）の利益を主張する。上記出願の教示は、その全体が本明細書において参照により援用される。
【背景技術】
【０００２】
（背景）
現在、画像データなどのデータを収集でき、そのデータをコンピュータが読み取り可能な形式で保管できる安価なセンサーが存在する。このようなセンサーの一例はＣＣＤ画像センサーである。そして、ソフトウェアプログラムが保管したデータにアクセスして、有用な情報を抽出するためにデータを操作し処理することができる。
【０００３】
これらのセンサーが安価であることと、これらのセンサーから生成されたデータを処理するコンピュータプログラムが容易に利用可能であることから、ビデオ電話に適したあまり高価ではないビデオカメラや画像キャプチャアプリケーションなど、多数の新しいアプリケーションや装置が生まれることになった。
【０００４】
これらの安価な装置の不利な点は、視野（ＦＯＶ）範囲が限定されていることであった。安価なことから、技術者は、視野を広げるために複数のセンサーを使用しようとした。それぞれのセンサーが別々の視野をキャプチャするので、複数のセンサーを採用するシステムは、１つの画像または１つのデータのセットを作成するために、異なる視野を統合するシステムも有する必要がある。データセットは、ユーザーが見ることができる単独の合成データセットに統合される。一部のアプリケーションでは、これらのセンサーシステムは、遠隔地に配置され、キャプチャされた画像データは、多くの場合ワイヤレス送信などにより、ユーザーに送信される。これらのシステムは画像データをキャプチャするためにかなり高性能で機能するが、データセットが大型であると、高解像度の画像には一般的な問題が存在する可能性がある。特に、送信速度は、リアルタイムでデータを送信するために不十分な場合がある。このように、ユーザーは、リアルタイムの観測に十分なデータ速度で場面を見ることができない場合がある。一部のアプリケーションでは、リアルタイムのデータ観測は非常に重要である。特許文献１に開示されているような一部の従来技術のシステムは、パノラマ式の視界を蓄積的に提供し、この場合、画像送信の帯域幅を減少させるように画像が大幅に削減される複数の画像センサーを含む。しかしながら、例えば、軍用または法執行の活動など、一部の偵察状況では、さらに、衝撃力に耐えうる強固な装置を必要とする場合がある。
【０００５】
さらに、その他の従来技術のシステムは、画像処理操作により修正される非常に広角のレンズを含む。このようにして、パノラマ式の視界を作成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／０１４１６０７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
技術的には、データをリアルタイムのデータ速度で遠隔地に提供するように改善された強固な画像センサーシステムに対する必要性が存在する。さらに、複数のセンサーが協力して拡大された視野を表現する合成画像を提供することができる効率的であまり高価ではないシステムへの必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、改善された画像センサーシステムを提供することにより、従来技術の欠陥に対応する。さらに特定すると、さまざまな局面で、本発明は、複数の視野を有する遠隔の携帯画像装置からリアルタイムで画像を送信するための技術を提供する。
【０００９】
一局面では、本発明は、外側のハウジング、内側のセンサーボディ、センサーボディの表面に配置された複数の画像センサーであって、各画像センサーは視野を有して、それぞれの視野の画像を記録し、１場面には１つ以上の画像が組み合わされており、場面は解像度を有しているセンサーと、場面の少なくとも一部分の解像度を選択的に調整するためのプロセッサを備える携帯型の画像装置を提供する。
【００１０】
一実装では、携帯型の画像装置は、画像データを遠隔地に転送するために、プロセッサに接続する受信機も備える。受信機は、プロセッサから、またはメモリから画像データを受信することができる。
【００１１】
一特徴では、複数の画像センサーは、視野が重なり合うように配置される。複数の画像センサーは、複数の画像センサーの視野内に少なくとも１つの半球状の領域をキャプチャするように配置され得る。その他の実施例では、複数の画像センサーは、複数の画像センサーの視野内で３６０度の視界をキャプチャするように配置することができる。
【００１２】
一構成では、装置は、画面からの複数画像ポイントのそれぞれを少なくとも１つの画像センサーのピクセルにマッピングするテーブルを含むメモリをさらに備えることができる。装置は、ディスプレイドライバも備えることができる。このディスプレイドライバは、画面の選択部分を表示するためにどの画像センサーからのどのピクセルを使用するかを決定するために、テーブルを参照する。
【００１３】
一実装では、複数の画像センサーは、高解像度で画像を記録する。プロセッサは、画像センサーによりキャプチャされた場面の解像度を選択的に減少させることができる。あるいは、プロセッサは、場面の一部分の解像度を選択的に減少させることができる。プロセッサは、条件に基づいて場面または場面の一部分の解像度を選択的に調整することができる。この条件には、場面の動きやユーザーの選択が含まれる。一実装では、プロセッサは、実質的に静的である場面の一部分の解像度を減少させて、場面の変化部分をもっと高解像度で送信する。別の実装では、ユーザーが場面の一領域を選択し、プロセッサが場面の選択されていない部分の解像度を減少させる。別の実施例では、複数の画像センサーは、低解像度で画像を記録する。
【００１４】
さまざまな構成に応じて、装置は、さらに、画像センサーにより記録された画像を受信するための画像マルチプレクサを含む。一特徴に応じて、画像マルチプレクサは、画像を合成して場面を作成する。装置は、さらに、画像マルチプレクサにより受信された画像を保管するためのメモリを含む。
【００１５】
一構成では、装置は、センサーにより記録された画像を保管するためのメモリを含む。
【００１６】
一特徴に応じて、外側のハウジングは、硬い表面との衝撃にも元のままであるように、強固である。
【００１７】
別の局面では、本発明は、外側のハウジングと、内側のセンサーボディと、内側のセンサーの表面上に配置される少なくとも１つの画像センサーであって、画像センサーは視野を有して、視野内の画像を記録し、画像は解像度を有する画像センサーと、画像の少なくとも一部分の解像度を選択的に調整するためのプロセッサとを備える画像化装置を提供する。
【００１８】
一実装に従い、画像センサーは、画像を高解像度で記録する。プロセッサは、画像の解像度を減少させ得る。または、プロセッサは、画像の一部分の解像度を減少させ得る。一構成に従い、プロセッサは、実質的に静的な画像の一部分の解像度を選択的に減少する。別の実装に従い、ユーザーが画像の一領域を選択し、プロセッサが画像の選択されていない部分の解像度を減少させる。プロセッサは、画像データがリアルタイムで送信できるように解像度を選択的に調整し得る。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
画像化装置であって、
外側のハウジングと、
内側のセンサーボディと、
該内側のセンサーボディの表面に配置される複数の画像センサーであって、各画像センサーは、視野を有し、それぞれの視野内の画像を記録し、該画像は場面を形成するように１つ以上のその他の画像と組み合わせ可能であり、該場面は解像度を有している、画像センサーと、
該場面の少なくとも一部分の該解像度を選択的に調整するためのプロセッサと
を備えている、画像化装置。
（項目２）
画像データを遠隔地に転送するために、前記プロセッサに接続する受信機をさらに備える、項目１に記載の装置。
（項目３）
前記複数の画像センサーは視野が重なるように配置されている、項目１に記載の装置。
（項目４）
前記場面からの複数の画像ポイントのそれぞれを少なくとも１つの画像センサーのピクセルにマッピングするテーブルを含むメモリをさらに備える、項目１に記載の装置。
（項目５）
ディスプレイドライバをさらに備え、該ディスプレイドライバは、前記場面の選択された区画を表示するためにどの画像センサーからのどのピクセルを使用するかを決定するために、前記テーブルを参照する、項目４に記載の装置。
（項目６）
前記複数の画像センサーは、前記複数の画像センサーの前記視野内の少なくとも１つの半球状の領域をキャプチャするような位置に置かれている、項目１に記載の装置。
（項目７）
前記複数の画像センサーが高解像度で画像を記録する、項目１に記載の装置。
（項目８）
前記プロセッサは前記場面の前記解像度を減少させる、項目１に記載の装置。
（項目９）
前記プロセッサは前記場面の一部分の前記解像度を減少させる、項目１に記載の装置。
（項目１０）
前記プロセッサは、実質的に静止している前記場面の一部分の前記解像度を選択的に減少させる、項目９に記載の装置。
（項目１１）
ユーザーが前記場面の一領域を選択して、前記プロセッサが該場面の選択されていない部分の前記解像度を減少させる、項目９に記載の装置。
（項目１２）
前記画像センサーにより記録された前記画像を受信するための画像マルチプレクサをさらに備えている、項目１に記載の装置。
（項目１３）
前記画像マルチプレクサは前記画像を合わせて場面を作成する、項目１２に記載の装置。
（項目１４）
前記画像マルチプレクサにより受信された前記画像を保管するためのメモリをさらに備えている、項目１２に記載の装置。
（項目１５）
前記センサーにより記録された前記画像を保管するためのメモリをさらに備えている、項目１に記載の装置。
（項目１６）
前記外側のハウジングは、硬い表面とぶつかっても元のままであるように、強固である、項目１に記載の装置。
（項目１７）
前記プロセッサは、画像データのリアルタイム送信を可能にするように前記解像度を選択的に調整する、項目１に記載の装置。
（項目１８）
前記外側のハウジングは、人の手にちょうど収まるような寸法に調整されているハウジングを備える、項目１に記載の装置。
（項目１９）
前記ハウジングを構造物に取り付けるための取り付け具をさらに備えている、項目１に記載の装置。
（項目２０）
前記プロセッサは、状況認識に応じた十分な解像度をユーザーに提供するように、前記画像の部分の解像度を減少するための手段を含む、項目８に記載の装置。
（項目２１）
少なくとも２つのセンサーの視野内に配置されている格子パターンをさらに備え、該少なくとも２つのセンサーは、それぞれの視野に現われている該格子パターンの画像をキャプチャできる、項目１に記載の装置。
（項目２２）
複数のセンサーの前記視野内の重複している領域を特定するために前記キャプチャした画像を処理し、該複数のセンサーのピクセルとパノラマ式画像のピクセルとを相互に関連付ける参照テーブルを生成するための較正メカニズムをさらに備えている、項目２１の装置。
（項目２３）
画像化装置であって、
外側のハウジングと、
内側のセンサーボディと、
該内側のセンサーボディの表面に配置された少なくとも１つの画像センサーであって、該画像センサーは、視野を有し、該視野内の画像を記録し、該画像は解像度を有している、画像センサーと、
該画像の少なくとも一部分の該解像度を選択的に調整するためのプロセッサと
を備えている、画像化装置。
（項目２４）
前記画像センサーが高解像度で画像を記録する、項目２３に記載の装置。
（項目２５）
前記プロセッサは前記画像の前記解像度を減少させる、項目２３に記載の装置。
（項目２６）
前記プロセッサは前記画像の一部分の前記解像度を減少させる、項目２３に記載の装置。
（項目２７）
前記プロセッサは、実質的に静止している前記画像の一部分の前記解像度を選択的に減少させる、項目２６に記載の装置。
（項目２８）
ユーザーが前記画像の一領域を選択して、前記プロセッサが該画像の選択されていない部分の前記解像度を減少させる、項目２６に記載の装置。
（項目２９）
前記プロセッサは、画像データのリアルタイム送信を可能にするように前記解像度を選択的に調整する、項目２３に記載の装置。
（項目３０）
前記外側のハウジングは、硬い表面とぶつかっても元のままであるように、強固である、項目２９に記載の装置。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、パノラマ式の視界を提供するための従来技術のシステムを表す。
【図２】図２は、パノラマ式の視界を提供するための従来技術のシステムを表す。
【図３】図３は、本発明に従うシステムの第一の実施例を表す。
【図４】図４は、グラフィック場面を表す。
【図５】図５は、２つの別々の視野に分けられた図４のグラフィック場面を表す。
【図６】図６は、視野内に配置された格子を備える本発明に従うシステムを表す。
【図７】図７は、視野内に配置された格子を備える本発明に従うシステムを表す。
【図８】図８は、視野内に配置された格子を備える本発明に従うシステムを表す。
【図９】図９は、２つの別々の視野の交差部分にある画像内の場所を表す。
【図１０】図１０は、高度なセンサーヘッドのさまざまな要素を示す機能ブロック図を表す。
【図１１Ａ】図１１Ａ〜図１１Ｃは、本発明に従うシステムのさまざまな実施例を表す。
【図１１Ｂ】図１１Ａ〜図１１Ｃは、本発明に従うシステムのさまざまな実施例を表す。
【図１１Ｃ】図１１Ａ〜図１１Ｃは、本発明に従うシステムのさまざまな実施例を表す。
【図１２Ａ】図１２Ａ〜図１２Ｇは、さまざまな解像度のグラフィック場面を表す。
【図１２Ｂ】図１２Ａ〜図１２Ｇは、さまざまな解像度のグラフィック場面を表す。
【図１２Ｃ】図１２Ａ〜図１２Ｇは、さまざまな解像度のグラフィック場面を表す。
【図１２Ｄ】図１２Ａ〜図１２Ｇは、さまざまな解像度のグラフィック場面を表す。
【図１２Ｅ】図１２Ａ〜図１２Ｇは、さまざまな解像度のグラフィック場面を表す。
【図１２Ｆ】図１２Ａ〜図１２Ｇは、さまざまな解像度のグラフィック場面を表す。
【図１２Ｇ】図１２Ａ〜図１２Ｇは、さまざまな解像度のグラフィック場面を表す。
【図１３Ａ】図１３Ａと図１３Ｂは、本発明に従うシステムを表す。
【図１３Ｂ】図１３Ａと図１３Ｂは、本発明に従うシステムを表す。
【図１４】図１４は、図４に表された場面など、グラフィック場面を表すために、本発明に従い、システムを採用しているユーザーのディスプレイを表す。
【図１５】図１５は、廊下の壁に取り付けられて移動する物体を検出する、本発明に従うシステムを表す。
【図１６Ａ】図１６Ａは、本発明に従い、画像内に位置する移動している物体の画像に関する、システムの参照テーブル内のピクセルの範囲をグラフィカルに表す。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、本発明に従い、画像内の選択された視覚内に位置する移動している物体の画像に関する、システムの参照テーブル内のピクセルの範囲をグラフィカルに表す。
【図１６Ｃ】図１６Ｃは、本発明に従い、システムのディスプレイ上の画像を表す。
【図１７】図１７は、本発明に従い、兵士の集団がシステムを配備する都市部の戦闘地域をグラフィカルに表す。
【図１８】図１８は、固定地点の周囲で配備される、本発明に従う一連のシステムを表す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の上記の内容やその他の目的と利点は、添付の図面を参照して、以下の詳細からさらによく理解される。
【００２１】
パノラマのような表示は、極めて有用であり、このような表示を生成するための数々の既存のシステムが存在する。図１と２は、このようなパノラマのような景色を提供するための先行技術のシステムを表す。特に、図１は、画像を収集できるセンサー２が、図４に表された場面のようなパノラマのような視界を生成するために、機械的な旋回軸に取り付けられて、弧３，４を移動することができることを表す。図２は、魚眼レンズなど、非移動型センサーを表す。魚眼レンズは典型的にかなり高価である。
【００２２】
図３は、複数のセンサー２１がボディに静的に取り付けられて、それぞれのセンサー２１が図５や図１３Ｂに表されているように、パノラマのような場面の部分に向けられている場合の本明細書で説明されるシステムや方法の一実施例を表す。表された実施例において、複数のセンサー２１は、ブロック上に取り付けられているので、それぞれの視野２３、２４、２５は重なり合い、合同で、半球２６全体を対象とする。ブロックは、図６に表されているように半球状のドーム５１の内側に配置されて、一実施例では、レーザー光線が、格子のようなパターン５２をなぞるように、ドームの内側表面にあてられる。レーザーのドライバはコンピュータと調整されているので、例えば、レーザーの点がセンサーブロックの直ぐ上に向けられている場合、コンピュータは、そのポイントのレーザースポットをどのセンサーのどのピクセルが「見ている」かの情報を参照テーブルに入力する。
【００２３】
レーザー光線がドーム５１の内側周辺を移動すると、参照テーブルは構築され、ドームの各スポットに対して、テーブルはどのセンサーのどのピクセルがそれを「見ている」かがわかる。その後、この参照テーブルは、センサーブロックと共に存在するメモリ装置に書き入れられる。このように、センサーは、低精度／低コストのやり方で取り付けられて、高精度の較正が為され得る。ハードウェアではなくソフトウェアの較正方法は低コストである。
【００２４】
レーザー点は、ドーム内の各スポットを実質的にカバーするように作成することが可能であることに注意する（レーザー点の半径と十分な時間が与えられた場合）。つまり、参照テーブルは、１つ以上のセンサーの１つ以上のピクセルに対するドームの内側の各ピクセルの直接相関により入力することができる。あるいは、レーザーは、もっと間隔の広い格子またはその他のパターンをなぞるようにすることが可能で、これらの格子ポイント間の相関は、コンピュータにより補完され得る。
【００２５】
ユーザーが、（例えば）、一定の方位角および高さで、幅４０度、高さ２０度のセンサーの半球状視界の区画を見たい場合、このリクエストはコンピュータに入力される。コンピュータは、この視界の四角形の左上隅が参照テーブルのどこにあるかを計算する。そして、ディスプレイドライバは、左から右、および上から下にディスプレイ画面をペイントする場合にどのセンサーのどのピクセルを使用すべきかを参照する。
【００２６】
ユーザーが周辺に視野を移動すると、ディスプレイドライバは、ディルプレイをペイントするための情報を収集する参照テーブル内で、開始ポイントを移す。これは、図４に表されている場面３０のようなグラフィック場面を介するユーザーの移動を表している図１４に図説されている。一つの特徴に応じて、図１４のディスプレイ１１０の視界は、ユーザー制御装置１１１を使用して周辺を移動することができる。ユーザー制御装置１１１は、任意の選択した方向に、ディスプレイ１１０の視界を移すために使用することができる。
【００２７】
ある一つの較正ポイントに複数のピクセルがあれば（図９に示されているようにセンサーのフィールドが重なり合う場合に発生するように）、コンピュータは、ディスプレイを描く方法を選択するために、いくつかのさまざまな戦略を使用することが可能である。コンピュータは、
１つのピクセルを無作為に抽出する、
そのポイントにあるピクセルすべての値を平均化する、
最も暗いピクセルを排除して、明るいほうをディスプレイする（ピクセルのエラーモードがオフの場合）、
最近の変化を示すピクセルを使用する（破壊されたピクセル、またはレンズの汚れやその他の破損により視界が妨害されたピクセルを検出する別のやり方、つまり、自己修正メカニズムを備える）、または、
複数の選択肢を選択または組み合わせるためのその他任意の適切な技法を適用することができる。
【００２８】
ユーザーが画面を「拡大」したい場合、ドライバは参照テーブルの格子のうちのより狭く短いほうのセクションを選択してディスプレイすることができる。この参照テーブルセクションのピクセル数が画面の幅いっぱいにペイントするために必要なピクセル数よりも少ない場合は、既存のカメラの「デジタルズーム」やＰｈｏｔｏｓｈｏｐなどのプログラムに一般的に存在するように、その間のピクセルを計算することができる。
【００２９】
ユーザーが広い視野を得るために「縮小」し、参照テーブルのピクセルが画面の幅と高さ内のピクセルを超える場合は、コンピュータは、余分なピクセルを平均化し画面に表示される各ピクセルでペイントされるような平均値を得ることができる。
【００３０】
複数の周波数感度のセンサー（例えば、可視光センサーや温度センサー）は、層状の参照テーブルに組み合わせることができる。これにより、ユーザーは、さまざまな種類の視覚から選択すること、または、さまざまなピクセル値をあわせて、センサー融合効果を得ることができる（これは、ターゲットの認識や特定の目的で軍事環境では一定の利点を持つことができる）。センサーは、任意の適切なタイプにすることが可能で、ＣＣＤ画像センサーを含むことができる。センサーは、Ｘ１１ Ｗｉｎｄｏｗ Ｓｙｓｔｅｍを稼働しているワークステーションや端末上に生データ、ＧＩＦ、ＪＰＥＧ、ＴＩＦＦ、ＰＢＭ、ＰＧＭ、ＰＰＭ、ＥＰＳＦ、Ｘ１１ビットマップ、Ｕｔａｈ Ｒａｓｔｅｒ Ｔｏｏｌｋｉｔ ＲＬＥ、ＰＤＳ／ＶＩＣＡＲ、Ｓｕｎ Ｒａｓｔｅｒｆｉｌｅ、ＢＭＰ、ＰＣＸ、ＰＮＧ、ＩＲＩＳ ＲＧＢ、ＸＰＭ、Ｔａｒｇａ、ＸＷＤ、たぶんＰｏｓｔＳｃｒｉｐｔ、およびＰＭフォーマットなど、任意のフォーマットのファイル、またはデータ処理システムへのインポートに適した任意の画像ファイルを生成することができる。さらに、．ＡＶＩ、．ＭＰＧフォーマットのデジタルビデオ画像などのビデオ画像を生成するためのシステムを採用することができる。
【００３１】
オプションで、システムは、システムに組み込まれたマイクロコントローラを備えることができる。マイクロコントローラは、８０５１や６８１１クラスのコントローラなど市販されている任意のマイクロコントローラを備えることができる。マイクロコントローラは、画像処理機能や較正機能を実装するために、さらに、画像キャプチャ操作など個別のシステムを制御するためにプログラムを実行できる。オプションで、マイクロコントローラは、画像フィルタリング、画像向上の画像処理を実施するためと複数の視野を組み合わせるための信号処理機能を含むことができる。これらのシステムは、テキサス州オースチンのＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｃｏｍｐａｎｙにより製造販売されているＴＭＳ３２０コアに基づくＤＳＰなど、本明細書に説明される画像処理機能を実装することができるデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）をすべて含むことができる。
【００３２】
オプションで、システムのセンサーヘッドとディスプレイの間の帯域幅を削減することが必要な場合は、参照テーブルのデジタルストレージと関連するプロセッサをセンサーヘッド内に配置して、「高度なセンサーヘッド」を作成することができる。このように、ユーザーが参照テーブルのピクセル内の一定の視界のフレームを呼び出す場合には、センサーヘッドは、センサーヘッドの視野全体を構成する大きいデータセットではなく、その特定の情報だけを送信しなければならない。この構成は、例えば、センサーヘッドとディスプレイの間にワイヤレス接続を使用する場合、望ましい。ワイヤレス接続のほかに、センサーヘッドは、有線、光ファイバー接続または光の手段（例えば、赤外線発光装置／検出装置の組み合わせ）により、ディスプレイユニットと通信する場合がある。
【００３３】
また、システムは、センサーヘッドの視野の区画のピクセルに一定の変化がある場合に（つまり動きがあった場合にだけ）、「高度なセンサーヘッド」が画像をシステムのディスプレイに送信するように構成することもできる。ある方法では、参照テーブルを管理するプロセッサは、例えば、視野内のピクセルの一定の数が一定の設定量以上に変化するけれども、これらの変化しているピクセルの周囲のその他のピクセルは変化していないかどうかを注意するようにプログラムされることにより、動きを検出することができる。そして、「高度なセンサーヘッド」は、これらの変化しているピクセル（動いている物体）がフレームの中央になるように、視界のフレームを選択して、その画像をディスプレイに送信する可能性がある。あるいは、センサーヘッドは、規定のセットの視界フレームの中から最高に変化しているピクセルを含むフレームを選択して、そのフレームをディスプレイに送信する可能性がある（これにより、可能なフレームのセットに慣れたユーザーは、大きい視野内で、動きが発生している場所を識別することがより容易になる）。
【００３４】
図１０から１２Ｇは、高度なセンサーヘッドの特定の実施例を詳細に表す。特に、それぞれの区画がそれぞれの解像度を有する、複数の区画がある画像を提供するために十分な知能を持つセンサーヘッドを表す。後述するように、このような高度なセンサーヘッドは、このような画像アプリケーションにおいて典型である大量のデータが、キャプチャされて、リアルタイムで遠隔地に送信されることができるタイプのデータ圧縮フォーマットを実現する。
【００３５】
図１０を参照すると、機能概略図２００は、高解像度画像として送信する画像の部分を選択的に選択して、残りの部分を低解像度画像として送信することにより、データ圧縮ができる高度なセンサーヘッドのさまざまな要素を示す。特に、図１０は、センサー２０４ａ−２０４ｎなど、センサー配列上で画像に焦点を合わせる複数のレンズ２０２ａ−２０２ｎを示す。表されているレンズ２０２ａ−２０２ｎは、図３に示されているレンズと同様に、センサーヘッドの外側表面上に配置することができる。センサー配列は、画像のデジタル信号表現を生成するために、業界で普通に使用されているタイプのＣＣＤ配列であり得る。ＣＣＤは、描かれているマルチプレクサ２１０にフィードできるデジタル出力を持つことができる。描かれたマルチプレクサ２１０は、ＣＣＤ配列の複数のセンサー２０４ａ〜２０４ｎからデータ信号を受信するが、この場合、マルチプレクサ２１０により受信されるそれぞれの信号は、装置によりキャプチャされている画像全体の一区画を構成する高解像度画像を備えることができる。代わりの実施例では、マルチプレクサ２１０に送信される信号は、装置によりキャプチャされている画像全体の一区画を構成する低解像度画像を備えることができる。この画像データは、マルチプレクサ２１０により、システムバス２１４を通って、システムバス２１４上にあるビデオメモリ２１８に送信することができる。また、一実施例では、このビデオメモリは、センサー２０４ａ〜２０４ｎからキャプチャされたデータの高解像度画像を保管することができる。
【００３６】
一実施例では、マイクロプロセッサ２２０またはデジタル信号プロセッサは、ビデオメモリ２１８のデータにアクセスして、遠隔地に送信されるデータを受信装置／送信装置２２２にフィードすることができる。受信装置／送信装置２２２は、データを送信するためのトランシーバーを含み得る。この実施例では、それぞれ特定のセンサー２０４ａ−２０４ｎは、それぞれのセンサーに関連付けられたメモリアドレスの範囲内でビデオメモリ２１８にその視野（ＦＯＶ）データを保管する。このように、ビデオメモリに保管されたデータは、少なくとも論理的に、特定のセンサーと関連のＦＯＶに関連付けられることができ、従って高度なセンサーヘッドによりキャプチャされている画像の特定の区画に関連付けられることができる。ある操作では、マイクロプロセッサ２２０は、メモリ２１８に保管された画像データにアクセスして、そのデータを送信装置２２２から遠隔地に送信する。マイクロプロセッサ２２０は、画像メモリ２１８から読み出す場合にデータの解像度を調整することが可能なので、高解像度で送信するように選択されたセクション以外は、送信される画像の各セクションの解像度を減少させることができる。
【００３７】
一実施例では、画像データに保管されたデータは、１０２４ｘ１０２４ピクセルのＣＣＤ配列センサーに関連付けられた１６ビットデータである。操作では、マイクロプロセッサ２２０は、１０２４ｘ１０２４のピクセル範囲のデータの一部だけを転送するように選択できるので、４ビットのような小さいビットで転送するように選択することもできる。送信するように選択される一部は、関連付けられたＦＯＶに解像度を減少させた画像を与えるデータの低減されたサブセットを選択することにより、選択することができる。一部は、例えば、ビデオメモリ２１８に保管されたデータを４番目ごとにピクセル値を取ることにより選択することができる。このように、送信される大部分の画像を低解像度で持つことにより、大量のデータ圧縮が、実現される。
【００３８】
代わりの実施例では、マイクロプロセッサ２２０は、センサー２０４ａ〜２０４ｎに接続する制御線を持つことができる。制御線により、マイクロプロセッサ２２０は、個別のセンサー２０４ａ〜２０４ｎの解像度、または、センサー２０４ａ〜２０４ｎにより生成された画像データの解像度を制御できるようになる。この代わりの実施例では、マイクロプロセッサ２２０は、遠隔地のユーザーから送信された制御信号に応答することができる。図１０に描かれた受信装置／送信装置２２２は、制御信号を受信できて、システムバス２１４からマイクロプロセッサ２２０に送ることができる。制御信号は、マイクロプロセッサ２２０に、さまざまなセンサー２０４ａ〜２０４ｎの解像度を選択するように命令するので、１つ以上のセンサー２０４ａ〜２０４ｎは、ある解像度でデータを生成し、その他は別の解像度でデータを生成する。
【００３９】
別の実施例に従い、高度なセンサーヘッドはセンサー２０４ａ１つだけを備えることもできる。マイクロプロセッサ２２０は、センサー２０４ａに接続する制御線を有することがあり、制御線は、マイクロプロセッサ２２０がセンサー２０４ａの解像度またはセンサー２０４ａにより生成される画像データの解像度を制御できるようにすることができる。この代わりの実施例では、マイクロプロセッサ２２０は、遠隔地のユーザーから送信された制御信号に応答することができる。一つの特徴によれば、マイクロプロセッサ２２０は、センサー２０４ａにより生成される画像データの一部分の解像度を調整することができる。例えば、センサー２０４ａは、高解像度の画像を記録することができ、マイクロプロセッサ２２０は、記録された画像の選択部分以外のすべての解像度を減少させることができる。図１０に描かれた受信装置／送信装置２２２は、制御信号を受信できて、システムバス２１４からマイクロプロセッサ２２０に送ることができる。制御信号は、マイクロプロセッサ２２０に、センサー２０４ａにより記録される画像のさまざまな部分の解像度を選択するように命令するので、センサー２０４ａは、ある解像度で画像の１つ以上の部分を、別の解像度でその他の部分を生成する。
【００４０】
上記の実施例では、センサーヘッドは、高または低解像度でデータを送信できるとして検討した。しかしながら、当業者には、解像度は、本発明の範囲を逸脱することなく、必要に応じて、または手持ちのアプリケーションにより許可されているように変えることができること、さらに、複数の解像度が採用できることが明らかである。さらに、高解像度で送信されるＦＯＶの数も変えることができる。これらおよびその他の変形は、すべて、図１０に描かれた実施例内に包含されると理解される。
【００４１】
一実施例に従い、高解像度の画像データは、インチあたり約１５０ピクセルを超える解像度を有する。この解像度は、インチあたり約１５０、約３００、約５００、約７５０、約１０００、約１２５０、約１５００、約１７５０、約２０００、または約２５００にできる。一部の実施例では、低解像度の画像データは、インチあたり約１５０ピクセル未満の解像度を有する。この解像度は、インチあたり約５、約１０、約２０、約３０、約４０、約５０、約７５、約１００、約１２５、または約１５０にできる。
【００４２】
一部の実施例に従い、画像データは、状況認識に十分な解像度を有する。一つの特徴では、状況認識とは、画像の物体を概略的に認識することである。観察者は、これらの物体の詳細を識別し得ることなく、画像内の物体の状況認識ができる。例えば、観察者は、画像の中の物体が建物であると判断できるが、建物の窓を特定することはできない場合がある。または、観察者は、物体が車であると判断できるが、車の種類を判断することはできない場合がある。別の例では、観察者は物体が人であると判断できるが、人の性別や顔の特徴など人の特徴を特定することはできない場合がある。このように、観察者が画像に表された場面の状況認識をすると、観察者は、場面の詳細を区別することはできなくても画面が描くものを概略的に理解する。さらに、場面の状況認識のある観察者は、場面の物体の動きを検出できる。
【００４３】
その他の実施例では、状況認識は、環境または場面の重要な要素に気づくことを含む。状況認識は、場面で何が発生しているかについての情報の重要な要素を特定し、処理して理解する能力、さらに、場面が変わるにつれて、あるいは場面の物体が動くに連れて何が発生しているかを理解することを含むことができる。
【００４４】
データ圧縮は、任意の適切な技法を使用して実現することができる。例えば、センサーにより生成されるデータは、画像のピクセル数を減少させるために、対数マッピングテーブルから再サンプリングすることができる。画像の中央から遠ざかるにつれ連続的にサイズが大きくなり、つまり解像度が減少するセルを有する点対称なパターンである再サンプリング形態を使用することができる。また、らせんサンプリング技法も使用することができる。サンプリングパターンは、高解像度データを提供するセンサー以外の、３つのセンサーすべての視野に渡ってパノラマ式に広がることができる。最高の解像度を有する位置は、後述するように、操作者が選択することができる。カラーデータ圧縮も適用できる。
【００４５】
図１１Ａ−１１Ｃは、強固な外側のハウジング２３１、２３４、２３７をそれぞれ有する携帯装置２３０、２３３、２３６の一部として形成された高度なセンサーヘッドのさまざまな実施例を表す。強固な外側のハウジング２３１、２３４、２３７により、装置２３０、２３３、２３６は、ユーザーにより放り投げられて、地面または遠くに落ちることが可能である。ハウジング２３１、２３４、２３７は、携帯できるように小型で、ポリプロピレンまたはＰＭＭＡなどのプラスチックから作成することができ、軽量である。装置２３０、２３３および２３６は、複数のレンズ２３２、２３５および２３８を含む。レンズ２３４、２３５、２３８は、プラスチックのフレネルレンズであり、ハウジング２３１、２３４および２３７に形成される開口部に配置される。代わりの実施例では、レンズ２３４、２３５、２３８は、例えば標準レンズ、広角レンズ、および魚眼レンズなど、任意の適したタイプのレンズにできる。ハウジング２３１、２３４および２３７は、約１０，０００ニュートンの衝撃力に耐えることができるように強固であり得る。さまざまな実施例では、ハウジング２３１、２３４および２３７は、約２５０Ｎ、約５００Ｎ、約１０００Ｎ、約２５００Ｎ、約５０００Ｎ、約７５００Ｎ、約１５０００Ｎ、約２５０００Ｎ、５００００Ｎ、または１０００００Ｎの衝撃力に耐えられるように設計され得る。落下して安定するとすぐに写真を撮り始めるように、装置２３０、２３３、２３６に命令する起動スイッチを押すことができる。実際には、法執行官または兵士は、センサー装置２３０、２３３または２３６を遠くへまたは壁の向こうに放り投げる可能性がある。それで、センサーヘッドは、部屋内部または壁の向こう側の場面の画像を生成でき、これらの画像を、執行官または兵士により持ち運びされる携帯型受信機／ディスプレイユニットに送り返すことができる。
【００４６】
さらに特定すると、図１１Ａは、円状または多角形のヘッド部分と、ヘッド部分の平面に実質的に垂直な平面内に広がっているタブ部分２３９を含む装置２３０を示す。ヘッド部分はレンズ２３２を含む。一つの特徴に従い、タブ部分２３９は、装置２３０が落下後に装置を安定化させる。
【００４７】
図１１Ｂは、装置２３３を示す。装置２３３は、実質的に楕円−球状でエッジにテーパーがつけられている。一つの特徴に従い、レンズ２３５は、外側のハウジング２３４の表面の実質的にすべての部分をカバーする。装置２３３は、さらに、装置２３３の上面に実質的に垂直になるように配置されるワイパー２２９を含む。一つの特徴に従い、ワイパー２２９は、装置２３３のまわりを回転することができ、レンズ２３５の水または汚れを清掃する。
【００４８】
図１１Ｃは、装置２３６を示す。装置２３６は、多角形のプリズムで、その断面には１０辺を有する。一つの特徴に従い、装置の幅は、装置の高さよりも大きい。その他の実施例では、装置２３６は、任意の適した数の側面を有することができる。あるいは、実質的に円筒状にできる。装置２３６は、装置２３６の側面に配置することができるレンズ２３８を含む。
【００４９】
図１２Ａは、図１１Ａ−１１Ｃに描かれたシステムのいずれかが撮影できる高解像度画像２４０の一例を表す。次の図１２Ｂは、同じ場面の低解像度画像２４２を表す。この画像２４２は、ユーザーに送信され低減された一連の画像データを表しているので、濃淡のむらがある。図１２Ｃの画像２４４は、図１２Ｂと同じ画面を表すが、画像データを平滑化する平滑化処理を実行することにより、図１２Ｂに示された最初の濃淡のむらがある画像２４２から派生した画面である。一実施例に従い、図１２Ｂの濃淡のむらのある低解像度の画像２４２は、高度なセンサーヘッドから遠隔地に送信され、遠隔地で、この画像は図１２Ｃに示されるような平滑化された画像２４４として表示される。２４２と２４４の両方の画像は、同じ情報を含むが、平滑化された画像２４４は、人のユーザーにもっとわかりやすい。さらに、平滑化された画像２４４の解像度は、一般的に、人のユーザーが、場面の一定の形状や物体を理解して特定できるためには十分である。画像の解像度は低く、画像２４４は詳細を欠いているが、頭脳は必要な詳細をうめようとする。
【００５０】
人の視覚システムでは、視野の中央にある小さい区画（約５度、眼窩）だけが高解像度の能力を持つ。観察者の視野のこの部分以外はすべて、低解像度で認識される。観察者の注意が、高解像度視野の外側にある物体に向かうと、観察者の眼は、関心の新しい物体上に焦点をあわせるように素早く動き、新しい物体は眼窩に置かれ、高解像度で認識されてはっきりと見える。
【００５１】
さらに、観察者が物体を「見る」と、眼は、多くの場合、観察者が物体を認識できるために十分な情報だけを送信し、脳がメモリから適切な詳細を追加する。例えば、観察者が顔を見るとき、脳はまつげを「追加」し得る。このように、平滑化された低解像度画像は、実際に持っているよりも多くの詳細を持っているように見えるので、平滑化された低解像度画像内の物体は容易に特定されることができる。
【００５２】
平滑化処理は有用な利点を示すが、オプションの補足的な処理であり、説明したシステムや方法の操作には必ずしも必要ではない。
【００５３】
次の図、図１２Ｄは、画像２５０を示す。ユーザーの入力に対する応答の一時的なシーケンスの一部として、または、無作為のいずれかで、システムは、高解像フォーマットで送信する画像２５０のさまざまな区画の選択を開始し得る。これは、場面の右側に示される画像２５０の高解像度区画２５２により、図１２Ｄに表される。次の図、図１２Ｅは、画像２６０を示すが、車とその隣の木の上に中央寄せされている解像度区画２５８を例示する。送信される画像２６０は、ユーザーが興味を持たない画像の部分では比較的低解像度である。しかしながら、車とその隣の木の画像をキャプチャしているセンサー配列は、特定され得るので、そのセンサーにより生成される画像データも、特定されて、高解像フォーマットで遠隔地に送信されることが可能になる。これにより、図に描かれた合成画像２６０が提供される。
【００５４】
図１２Ｆは、場面のある区画に配置されたユーザーの制御ボックス２６４と画像２６２を示す。この場合、この区画は低解像区画である。ユーザーは、高解像度で見たいセクションを選択することができる。そして、ユーザーは、高解像度で表されている画像の区画を、区画２６８から、ユーザーにより選択されているユーザー制御ボックス２６４の下の区画に変更するように、高度なセンサーに命令する制御信号を生成することができる。一実施例に従い、図１４のユーザー制御装置１１１と同様なユーザー制御装置は、ユーザー制御ボックス２６４をシフトするために使用することができる。
【００５５】
代わりの実施例では、システムは場面の動きを検出して、高解像度ウィンドウを検出した動きを含む視野に向け直す。
【００５６】
図１２Ｇは、高解像セクション２７８で見ることができる家２７２を示す新しい画像２７０を表す。さらに、この画像２７０は、先に表した車２７４も示す。この車２７４は、今は低解像フォーマットで示されているが、先に高解像フォーマットを使用したことにより、ユーザーは、この物体を車として識別でき、いったん識別すると、この画像を高解像フォーマットで実際に表す必要性は少ない。観察者の脳は、以前に車を認識しているので、車の外観の過去の記憶に基づいて、適切な詳細をうめる。したがって、図１０から１２Ｇを参照して説明したシステムおよび方法は、遠隔ユーザーに高速の画像送信を提供する目的において、データを圧縮する機能を有する高度なセンサーヘッドを提供する。
【００５７】
図１１Ａ−１１Ｃに示された装置２３０、２３３および２３６のような高度なセンサーヘッド装置は、手榴弾のように投げることができるが、別の実施例では、装置は、取付金具またはその他の取り付けメカニズムを有することができ、敵対する都市環境で戦う兵士のグループは、通過したばかりの交差点にある建物の角にセンサーヘッドを取り付けることが可能である。高度なセンサーヘッドが視野に動きを検出すると、その視野のフレームから兵士に、動いている物体を中心とする画像を送信することが可能である。例えば、敵の戦車が兵士の後ろ側の道路から現れようとすれば、装置は、戦車を含む場面の画像を送信して、兵士に敵が近づいていることを警告する。このようなセンサーがあれば、交差点を監視するために兵士を残すことが不必要になり、センサーのほうが、兵士よりも敵に気づかれることは少ない。
【００５８】
本発明に従う別の例では、一時的に固定された場所にいる兵士のグループは、周辺を防御できるように、場所の周囲に高度なセンサーヘッドをいくつか設定する可能性がある。センサーヘッドの１つが視野に動きを検出すると、その視野のフレームから兵士に、動いている物体を中心とする画像を送信するようになる。一実施例に従い、ディスプレイは、兵士に新しく受信する画像を警告する。複数の場所で動いている物体があれば、センサーヘッドは、ディスプレイに連続して画像を表示し、画像をタイル状に表示するか、または、複数の画像を表示するための別の適切な方法を採用することが可能である。オプションで、ユーザーは、ワイヤレスコントローラにより、装置を制御するための携帯型リモートを持つことができる。リモートのディスプレイは、装置によりキャプチャされ送信されたデータを表示することができる。携帯型リモートは、ディスプレイ上に画像を適応させるなど、画像処理機能を実行するためのデジタル信号プロセッサを含む。例えば、場面データが、上下逆のような角度でキャプチャされると、デジタル信号プロセッサは画像を回転することができる。また、デジタルズーム効果も提供することができる。装置は低コストで、比較的低解像度のセンサーを採用することができるが、装置のピクセル数全体は、複数のセンサーがあることから、かなり高くすることができることを当業者は認識するであろう。このように、システムは場面内の１つのＦＯＶ専用のセンサーによりキャプチャされたデータをデジタル的にズームできるので、ズーム効果は、かなりの拡大観察を可能にし得る。
【００５９】
本発明に従う別の例では、センサーヘッドは、建物の壁に貼り付けることができるように構成することができる。あるいは、センサーヘッドは、ユーザーが送信元にしたい場所に投げることができるように構成することができる。であるから、画像の正しい上下方向は、ユーザーがセンサーヘッドを正確に取り付けまたは配置することを必要としないやり方で、ディスプレイユニットで実現される。センサーヘッドは、プロセッサがディスプレイに送信する正しい画像の方向を判断する場合に使用できる、重力方向センサーを含むことができる。
【００６０】
説明されたシステムと方法は、本発明の例として示すだけであって、数々の変更や追加が可能である。例えば、センサーは１つのブロック上にあることは必要ではなく、車の表面周囲、またはトンネルやパイプの側面に配置される場合がある。センサーの視野が重なり合えば合うほど、システムに構築される冗長が増える。また、較正格子は、図７や図８に表されているように、電灯、ＬＣＤまたはＣＲＴ画面の固定パターンでもあり得る。センサーブロックは、ほぼ環境の半球状を範囲とすることができる。
【００６１】
この方法により、正確ではない、つまり安価なセンサーヘッドの製造や、各センサーの正確な機械的較正に代わり、センサーヘッド全体の製造後のソフトウェア較正が可能になる。各センサーヘッドの取り付けが比較的正確でなければならない場合は、汎用の較正をユニットの参照テーブルに焼きいれることが可能である。これは、各車両を較正施設に輸送する必要がないように車の周囲にセンサーを取り付けるなどの状況において適用がある。広角レンズに比較すると、狭い視野を有する複数の３０センサーにより使用される光線は、広角レンズの視野の端の光よりも、光学軸にもっと並行であることがわかる。垂直な光線は、収束させることがより容易であるので、安価でより高い解像度を得ることができる。
【００６２】
説明した技法は、パイプ（金属性または消化管）の検査に使用することが可能である。プローブ全体が「見る」場合、視野の移動／角度調節メカニズムを構築する必要がない。その他の実施例では、装置は、大型の電球表面周囲に取り付けられたセンサーを有する可能性がある。装置の方向を決める重力（上下）センサーにより、風の中で地形をころげまわって、３６０度の視野のビデオを送り返すことができる移動装置を作成することができる。説明されたシステム製造の一実践では、センサーは、鋳造Ｌｅｘａｎ（耐圧）に設けて、深海探査機に配置される。この装置では、カメラのために、重い、高価で大型の防水ドームを必要としない。これらの安価な装置は、機密や軍事用途など、多数の用途で使用することができる。一実施例では、ユニットは、潜水艦の司令塔の上に配置することができる。これにより、潜水艦が衝突した浮上テスト中に日本の船が沈んだような真珠湾沖での最近の衝突を防ぐことができたはずである。
【００６３】
説明したシステムは、複数のセンサーがその上に取り付けられる装置に合わせた大きさの半球状のドームを備える製造システムを含む。図１３Ａに示されているように、ドームの内側の光点を追跡するレーザーまたはその他の光源を含むことができる。あるいは、電灯やＬＣＤまたはＣＲＴ画面の固定のパターンを採用するなど、較正格子を提供するためのその他の方法を提供することができる。どの場合にも、複数のセンサーと、レーザードライバーに連結されたコンピュータが、光点の場所を判断して、その場所に関連付けられるセンサーに対するピクセルまたはピクセルのグループを選択する。
【００６４】
図１５に示されているように、上から見ると、センサーヘッド１００は、その視野１２２全体がほとんどの廊下をカバーするように、廊下１２０の壁に取り付けられる。また、廊下１２０を歩いてくる人１２６が視野１２２内にいる。
【００６５】
図１６Ａに図式的に示されるように、参照テーブル１３０は、本発明に従い、装置の視野を備えるピクセル１３２から構成される。ある時刻におけるこれらのピクセル内で、ピクセル１３４の小さいサブセットは、センサーヘッドの視野内で動いている物体を表す。図１６Ｂに示されるように、センサーヘッドのプロセッサは、動いている物体を表すピクセル１３４を中心にした、センサーヘッドの視野全体１３０内の視界フレーム１３６を選択するようにプログラムすることができる。図１６Ｃに示されるように、この視界フレームに含まれたこのピクセルが装置のディスプレイに送信されると、検出された動いている物体１２６の画像が中央となる画像１３８になる。
【００６６】
図１７に示されるように、都市環境１４２で戦っている兵士のグループ１４０が、高度なセンサーヘッド１００を、通りがヘッドの視野１２２に入るように取り付けて、後ろの建物の壁１４４に残すと、センサーヘッドは、兵士が持っているディスプレイへのワイヤレス接続を経由して、戦車１４６のような敵が後ろから来ていて、引き続き脅威の可能性があることを示すことができる。
【００６７】
図１８に示されるように、位置１５０を占領している兵士のグループは、視野１５４が重なるように、その位置の周囲に複数の高度なセンサーヘッド１５２を配備することができる。このように、兵士は、脅威や可能な攻撃を検出するために、その位置周辺の偵察を容易に維持することができる。
【００６８】
システムは、さらに、ボディ表面に配置された複数のセンサーを含むセンサー装置や、特定の場所からのデータ、あるいは特定の場所を通過しているデータに関する情報をどのセンサーが提供すべきかを判断するためにセンサーを選択するためのメカニズムを含む。ボディは、任意の形状または大きさにすることができて、選択される形状や大きさは、用途に応じる。さらに、ボディは、車、戦車、飛行機、潜水艦やその他の車両を含む車両のような装置のボディを含むことができる。さらに、表面は、折り畳み可能なボディの表面を含むことができるので、画像をキャプチャするための固体センサーを採用する潜望鏡を提供することができる。これらの実施例では、システムは、センサーに複数の較正設定を提供する較正システムを含むことができる。それぞれの較正設定は、表面が有し得る別の形状に対応することができる。このように、折り畳み位置にある潜望鏡の較正設定は、潜望鏡が伸びた位置にある場合や、表面が細長くなり、潜望鏡の表面に配置されたセンサーの間隔がさらに広がる場合に採用される較正設定とは別にすることができる。
【００６９】
システムは、画像センサー、ＣＣＤセンサー、赤外線センサー、温度撮像センサー、音センサーや磁気センサーのグループから選択されるセンサーを含むことができる。
【００７０】
上記のように、これらのセンサーにより、組み込まれたプロセッサ上またはＵｎｉｘ（登録商標）ワークステーションのような従来のデータ処理システム上で稼働するソフトウェアコンポーネントを含むハードウェア装置やシステムを実現できる。この実施例では、ソフトウエアメカニズムは、Ｃ言語のコンピュータプログラム、または、Ｃ＋＋、Ｆｏｒｔｒａｎ、Ｊａｖａ（登録商標）またはＢａｓｉｃなど、任意の高レベルの言語で作成されたコンピュータプログラムとして実装できる。さらに、マイクロコントローラまたはＤＳＰが採用されている実施例では、ソフトウェアシステムは、採用されたプラットフォーム上で実行可能であるマイクロコードに作成された、あるいは高レベル言語で作成されて、マイクロコードにコンパイルされたコンピュータプログラムとして実現することができる。このような画像処理システムの開発は、当業者には知られており、このような技法は、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ＴＭＳ３２０ Ｆａｍｉｌｙ、第Ｉ巻、第ＩＩ巻および第ＩＩＩ巻、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（１９９０）に記載されている。さらに、高レベルのプログラムの一般的な技法は知られており、例えば、Ｓｔｅｐｈｅｎ Ｇ． Ｋｏｃｈａｎ，Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｉｎ Ｃ，Ｈａｙｄｅｎ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ（１９８３）に記載されている。ＤＳＰは、特に、コントラスト、エッジ識別や明度の調整による画像向上などのプリプロセス機能など、信号処理機能の実装に適している。ＤＳＰやマイクロコントローラシステムのコード開発は、技術分野ではよく知られた原則に従う。
【００７１】
当業者は、本明細書において説明された実施例や実践例に相当する多くの均等物を決まりきった実験を何ら用いることなく、理解し、または確信することができる。従って、本発明は開示された実施例に限定されないことが理解されるだけではなく、以下の請求項から法により許される限り広範囲に解釈されるべきことが理解される。
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の参照）
本出願は、米国仮特許出願第６０／６８０，１２１号（２００５年５月１２日出願）の利益を主張する。上記出願の教示は、その全体が本明細書において参照により援用される。
【背景技術】
【０００２】
（背景）
現在、画像データなどのデータを収集でき、そのデータをコンピュータが読み取り可能な形式で保管できる安価なセンサーが存在する。このようなセンサーの一例はＣＣＤ画像センサーである。そして、ソフトウェアプログラムが保管したデータにアクセスして、有用な情報を抽出するためにデータを操作し処理することができる。
【０００３】
これらのセンサーが安価であることと、これらのセンサーから生成されたデータを処理するコンピュータプログラムが容易に利用可能であることから、ビデオ電話に適したあまり高価ではないビデオカメラや画像キャプチャアプリケーションなど、多数の新しいアプリケーションや装置が生まれることになった。
【０００４】
これらの安価な装置の不利な点は、視野（ＦＯＶ）範囲が限定されていることであった。安価なことから、技術者は、視野を広げるために複数のセンサーを使用しようとした。それぞれのセンサーが別々の視野をキャプチャするので、複数のセンサーを採用するシステムは、１つの画像または１つのデータのセットを作成するために、異なる視野を統合するシステムも有する必要がある。データセットは、ユーザーが見ることができる単独の合成データセットに統合される。一部のアプリケーションでは、これらのセンサーシステムは、遠隔地に配置され、キャプチャされた画像データは、多くの場合ワイヤレス送信などにより、ユーザーに送信される。これらのシステムは画像データをキャプチャするためにかなり高性能で機能するが、データセットが大型であると、高解像度の画像には一般的な問題が存在する可能性がある。特に、送信速度は、リアルタイムでデータを送信するために不十分な場合がある。このように、ユーザーは、リアルタイムの観測に十分なデータ速度で場面を見ることができない場合がある。一部のアプリケーションでは、リアルタイムのデータ観測は非常に重要である。特許文献１に開示されているような一部の従来技術のシステムは、パノラマ式の視界を蓄積的に提供し、この場合、画像送信の帯域幅を減少させるように画像が大幅に削減される複数の画像センサーを含む。しかしながら、例えば、軍用または法執行の活動など、一部の偵察状況では、さらに、衝撃力に耐えうる強固な装置を必要とする場合がある。
【０００５】
さらに、その他の従来技術のシステムは、画像処理操作により修正される非常に広角のレンズを含む。このようにして、パノラマ式の視界を作成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／０１４１６０７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
技術的には、データをリアルタイムのデータ速度で遠隔地に提供するように改善された強固な画像センサーシステムに対する必要性が存在する。さらに、複数のセンサーが協力して拡大された視野を表現する合成画像を提供することができる効率的であまり高価ではないシステムへの必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、改善された画像センサーシステムを提供することにより、従来技術の欠陥に対応する。さらに特定すると、さまざまな局面で、本発明は、複数の視野を有する遠隔の携帯画像装置からリアルタイムで画像を送信するための技術を提供する。
【０００９】
一局面では、本発明は、外側のハウジング、内側のセンサーボディ、センサーボディの表面に配置された複数の画像センサーであって、各画像センサーは視野を有して、それぞれの視野の画像を記録し、１場面には１つ以上の画像が組み合わされており、場面は解像度を有しているセンサーと、場面の少なくとも一部分の解像度を選択的に調整するためのプロセッサを備える携帯型の画像装置を提供する。
【００１０】
一実装では、携帯型の画像装置は、画像データを遠隔地に転送するために、プロセッサに接続する受信機も備える。受信機は、プロセッサから、またはメモリから画像データを受信することができる。
【００１１】
一特徴では、複数の画像センサーは、視野が重なり合うように配置される。複数の画像センサーは、複数の画像センサーの視野内に少なくとも１つの半球状の領域をキャプチャするように配置され得る。その他の実施例では、複数の画像センサーは、複数の画像センサーの視野内で３６０度の視界をキャプチャするように配置することができる。
【００１２】
一構成では、装置は、画面からの複数画像ポイントのそれぞれを少なくとも１つの画像センサーのピクセルにマッピングするテーブルを含むメモリをさらに備えることができる。装置は、ディスプレイドライバも備えることができる。このディスプレイドライバは、画面の選択部分を表示するためにどの画像センサーからのどのピクセルを使用するかを決定するために、テーブルを参照する。
【００１３】
一実装では、複数の画像センサーは、高解像度で画像を記録する。プロセッサは、画像センサーによりキャプチャされた場面の解像度を選択的に減少させることができる。あるいは、プロセッサは、場面の一部分の解像度を選択的に減少させることができる。プロセッサは、条件に基づいて場面または場面の一部分の解像度を選択的に調整することができる。この条件には、場面の動きやユーザーの選択が含まれる。一実装では、プロセッサは、実質的に静的である場面の一部分の解像度を減少させて、場面の変化部分をもっと高解像度で送信する。別の実装では、ユーザーが場面の一領域を選択し、プロセッサが場面の選択されていない部分の解像度を減少させる。別の実施例では、複数の画像センサーは、低解像度で画像を記録する。
【００１４】
さまざまな構成に応じて、装置は、さらに、画像センサーにより記録された画像を受信するための画像マルチプレクサを含む。一特徴に応じて、画像マルチプレクサは、画像を合成して場面を作成する。装置は、さらに、画像マルチプレクサにより受信された画像を保管するためのメモリを含む。
【００１５】
一構成では、装置は、センサーにより記録された画像を保管するためのメモリを含む。
【００１６】
一特徴に応じて、外側のハウジングは、硬い表面との衝撃にも元のままであるように、強固である。
【００１７】
別の局面では、本発明は、外側のハウジングと、内側のセンサーボディと、内側のセンサーの表面上に配置される少なくとも１つの画像センサーであって、画像センサーは視野を有して、視野内の画像を記録し、画像は解像度を有する画像センサーと、画像の少なくとも一部分の解像度を選択的に調整するためのプロセッサとを備える画像化装置を提供する。
【００１８】
一実装に従い、画像センサーは、画像を高解像度で記録する。プロセッサは、画像の解像度を減少させ得る。または、プロセッサは、画像の一部分の解像度を減少させ得る。一構成に従い、プロセッサは、実質的に静的な画像の一部分の解像度を選択的に減少する。別の実装に従い、ユーザーが画像の一領域を選択し、プロセッサが画像の選択されていない部分の解像度を減少させる。プロセッサは、画像データがリアルタイムで送信できるように解像度を選択的に調整し得る。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
画像化装置であって、
外側のハウジングと、
内側のセンサーボディと、
該内側のセンサーボディの表面に配置される複数の画像センサーであって、各画像センサーは、視野を有し、それぞれの視野内の画像を記録し、該画像は場面を形成するように１つ以上のその他の画像と組み合わせ可能であり、該場面は解像度を有している、画像センサーと、
該場面の少なくとも一部分の該解像度を選択的に調整するためのプロセッサと
を備えている、画像化装置。
（項目２）
画像データを遠隔地に転送するために、前記プロセッサに接続する受信機をさらに備える、項目１に記載の装置。
（項目３）
前記複数の画像センサーは視野が重なるように配置されている、項目１に記載の装置。
（項目４）
前記場面からの複数の画像ポイントのそれぞれを少なくとも１つの画像センサーのピクセルにマッピングするテーブルを含むメモリをさらに備える、項目１に記載の装置。
（項目５）
ディスプレイドライバをさらに備え、該ディスプレイドライバは、前記場面の選択された区画を表示するためにどの画像センサーからのどのピクセルを使用するかを決定するために、前記テーブルを参照する、項目４に記載の装置。
（項目６）
前記複数の画像センサーは、前記複数の画像センサーの前記視野内の少なくとも１つの半球状の領域をキャプチャするような位置に置かれている、項目１に記載の装置。
（項目７）
前記複数の画像センサーが高解像度で画像を記録する、項目１に記載の装置。
（項目８）
前記プロセッサは前記場面の前記解像度を減少させる、項目１に記載の装置。
（項目９）
前記プロセッサは前記場面の一部分の前記解像度を減少させる、項目１に記載の装置。
（項目１０）
前記プロセッサは、実質的に静止している前記場面の一部分の前記解像度を選択的に減少させる、項目９に記載の装置。
（項目１１）
ユーザーが前記場面の一領域を選択して、前記プロセッサが該場面の選択されていない部分の前記解像度を減少させる、項目９に記載の装置。
（項目１２）
前記画像センサーにより記録された前記画像を受信するための画像マルチプレクサをさらに備えている、項目１に記載の装置。
（項目１３）
前記画像マルチプレクサは前記画像を合わせて場面を作成する、項目１２に記載の装置。
（項目１４）
前記画像マルチプレクサにより受信された前記画像を保管するためのメモリをさらに備えている、項目１２に記載の装置。
（項目１５）
前記センサーにより記録された前記画像を保管するためのメモリをさらに備えている、項目１に記載の装置。
（項目１６）
前記外側のハウジングは、硬い表面とぶつかっても元のままであるように、強固である、項目１に記載の装置。
（項目１７）
前記プロセッサは、画像データのリアルタイム送信を可能にするように前記解像度を選択的に調整する、項目１に記載の装置。
（項目１８）
前記外側のハウジングは、人の手にちょうど収まるような寸法に調整されているハウジングを備える、項目１に記載の装置。
（項目１９）
前記ハウジングを構造物に取り付けるための取り付け具をさらに備えている、項目１に記載の装置。
（項目２０）
前記プロセッサは、状況認識に応じた十分な解像度をユーザーに提供するように、前記画像の部分の解像度を減少するための手段を含む、項目８に記載の装置。
（項目２１）
少なくとも２つのセンサーの視野内に配置されている格子パターンをさらに備え、該少なくとも２つのセンサーは、それぞれの視野に現われている該格子パターンの画像をキャプチャできる、項目１に記載の装置。
（項目２２）
複数のセンサーの前記視野内の重複している領域を特定するために前記キャプチャした画像を処理し、該複数のセンサーのピクセルとパノラマ式画像のピクセルとを相互に関連付ける参照テーブルを生成するための較正メカニズムをさらに備えている、項目２１の装置。
（項目２３）
画像化装置であって、
外側のハウジングと、
内側のセンサーボディと、
該内側のセンサーボディの表面に配置された少なくとも１つの画像センサーであって、該画像センサーは、視野を有し、該視野内の画像を記録し、該画像は解像度を有している、画像センサーと、
該画像の少なくとも一部分の該解像度を選択的に調整するためのプロセッサと
を備えている、画像化装置。
（項目２４）
前記画像センサーが高解像度で画像を記録する、項目２３に記載の装置。
（項目２５）
前記プロセッサは前記画像の前記解像度を減少させる、項目２３に記載の装置。
（項目２６）
前記プロセッサは前記画像の一部分の前記解像度を減少させる、項目２３に記載の装置。
（項目２７）
前記プロセッサは、実質的に静止している前記画像の一部分の前記解像度を選択的に減少させる、項目２６に記載の装置。
（項目２８）
ユーザーが前記画像の一領域を選択して、前記プロセッサが該画像の選択されていない部分の前記解像度を減少させる、項目２６に記載の装置。
（項目２９）
前記プロセッサは、画像データのリアルタイム送信を可能にするように前記解像度を選択的に調整する、項目２３に記載の装置。
（項目３０）
前記外側のハウジングは、硬い表面とぶつかっても元のままであるように、強固である、項目２９に記載の装置。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、パノラマ式の視界を提供するための従来技術のシステムを表す。
【図２】図２は、パノラマ式の視界を提供するための従来技術のシステムを表す。
【図３】図３は、本発明に従うシステムの第一の実施例を表す。
【図４】図４は、グラフィック場面を表す。
【図５】図５は、２つの別々の視野に分けられた図４のグラフィック場面を表す。
【図６】図６は、視野内に配置された格子を備える本発明に従うシステムを表す。
【図７】図７は、視野内に配置された格子を備える本発明に従うシステムを表す。
【図８】図８は、視野内に配置された格子を備える本発明に従うシステムを表す。
【図９】図９は、２つの別々の視野の交差部分にある画像内の場所を表す。
【図１０】図１０は、高度なセンサーヘッドのさまざまな要素を示す機能ブロック図を表す。
【図１１Ａ】図１１Ａ〜図１１Ｃは、本発明に従うシステムのさまざまな実施例を表す。
【図１１Ｂ】図１１Ａ〜図１１Ｃは、本発明に従うシステムのさまざまな実施例を表す。
【図１１Ｃ】図１１Ａ〜図１１Ｃは、本発明に従うシステムのさまざまな実施例を表す。
【図１２Ａ】図１２Ａ〜図１２Ｇは、さまざまな解像度のグラフィック場面を表す。
【図１２Ｂ】図１２Ａ〜図１２Ｇは、さまざまな解像度のグラフィック場面を表す。
【図１２Ｃ】図１２Ａ〜図１２Ｇは、さまざまな解像度のグラフィック場面を表す。
【図１２Ｄ】図１２Ａ〜図１２Ｇは、さまざまな解像度のグラフィック場面を表す。
【図１２Ｅ】図１２Ａ〜図１２Ｇは、さまざまな解像度のグラフィック場面を表す。
【図１２Ｆ】図１２Ａ〜図１２Ｇは、さまざまな解像度のグラフィック場面を表す。
【図１２Ｇ】図１２Ａ〜図１２Ｇは、さまざまな解像度のグラフィック場面を表す。
【図１３Ａ】図１３Ａと図１３Ｂは、本発明に従うシステムを表す。
【図１３Ｂ】図１３Ａと図１３Ｂは、本発明に従うシステムを表す。
【図１４】図１４は、図４に表された場面など、グラフィック場面を表すために、本発明に従い、システムを採用しているユーザーのディスプレイを表す。
【図１５】図１５は、廊下の壁に取り付けられて移動する物体を検出する、本発明に従うシステムを表す。
【図１６Ａ】図１６Ａは、本発明に従い、画像内に位置する移動している物体の画像に関する、システムの参照テーブル内のピクセルの範囲をグラフィカルに表す。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、本発明に従い、画像内の選択された視覚内に位置する移動している物体の画像に関する、システムの参照テーブル内のピクセルの範囲をグラフィカルに表す。
【図１６Ｃ】図１６Ｃは、本発明に従い、システムのディスプレイ上の画像を表す。
【図１７】図１７は、本発明に従い、兵士の集団がシステムを配備する都市部の戦闘地域をグラフィカルに表す。
【図１８】図１８は、固定地点の周囲で配備される、本発明に従う一連のシステムを表す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の上記の内容やその他の目的と利点は、添付の図面を参照して、以下の詳細からさらによく理解される。
【００２１】
パノラマのような表示は、極めて有用であり、このような表示を生成するための数々の既存のシステムが存在する。図１と２は、このようなパノラマのような景色を提供するための先行技術のシステムを表す。特に、図１は、画像を収集できるセンサー２が、図４に表された場面のようなパノラマのような視界を生成するために、機械的な旋回軸に取り付けられて、弧３，４を移動することができることを表す。図２は、魚眼レンズなど、非移動型センサーを表す。魚眼レンズは典型的にかなり高価である。
【００２２】
図３は、複数のセンサー２１がボディに静的に取り付けられて、それぞれのセンサー２１が図５や図１３Ｂに表されているように、パノラマのような場面の部分に向けられている場合の本明細書で説明されるシステムや方法の一実施例を表す。表された実施例において、複数のセンサー２１は、ブロック上に取り付けられているので、それぞれの視野２３、２４、２５は重なり合い、合同で、半球２６全体を対象とする。ブロックは、図６に表されているように半球状のドーム５１の内側に配置されて、一実施例では、レーザー光線が、格子のようなパターン５２をなぞるように、ドームの内側表面にあてられる。レーザーのドライバはコンピュータと調整されているので、例えば、レーザーの点がセンサーブロックの直ぐ上に向けられている場合、コンピュータは、そのポイントのレーザースポットをどのセンサーのどのピクセルが「見ている」かの情報を参照テーブルに入力する。
【００２３】
レーザー光線がドーム５１の内側周辺を移動すると、参照テーブルは構築され、ドームの各スポットに対して、テーブルはどのセンサーのどのピクセルがそれを「見ている」かがわかる。その後、この参照テーブルは、センサーブロックと共に存在するメモリ装置に書き入れられる。このように、センサーは、低精度／低コストのやり方で取り付けられて、高精度の較正が為され得る。ハードウェアではなくソフトウェアの較正方法は低コストである。
【００２４】
レーザー点は、ドーム内の各スポットを実質的にカバーするように作成することが可能であることに注意する（レーザー点の半径と十分な時間が与えられた場合）。つまり、参照テーブルは、１つ以上のセンサーの１つ以上のピクセルに対するドームの内側の各ピクセルの直接相関により入力することができる。あるいは、レーザーは、もっと間隔の広い格子またはその他のパターンをなぞるようにすることが可能で、これらの格子ポイント間の相関は、コンピュータにより補完され得る。
【００２５】
ユーザーが、（例えば）、一定の方位角および高さで、幅４０度、高さ２０度のセンサーの半球状視界の区画を見たい場合、このリクエストはコンピュータに入力される。コンピュータは、この視界の四角形の左上隅が参照テーブルのどこにあるかを計算する。そして、ディスプレイドライバは、左から右、および上から下にディスプレイ画面をペイントする場合にどのセンサーのどのピクセルを使用すべきかを参照する。
【００２６】
ユーザーが周辺に視野を移動すると、ディスプレイドライバは、ディルプレイをペイントするための情報を収集する参照テーブル内で、開始ポイントを移す。これは、図４に表されている場面３０のようなグラフィック場面を介するユーザーの移動を表している図１４に図説されている。一つの特徴に応じて、図１４のディスプレイ１１０の視界は、ユーザー制御装置１１１を使用して周辺を移動することができる。ユーザー制御装置１１１は、任意の選択した方向に、ディスプレイ１１０の視界を移すために使用することができる。
【００２７】
ある一つの較正ポイントに複数のピクセルがあれば（図９に示されているようにセンサーのフィールドが重なり合う場合に発生するように）、コンピュータは、ディスプレイを描く方法を選択するために、いくつかのさまざまな戦略を使用することが可能である。コンピュータは、
１つのピクセルを無作為に抽出する、
そのポイントにあるピクセルすべての値を平均化する、
最も暗いピクセルを排除して、明るいほうをディスプレイする（ピクセルのエラーモードがオフの場合）、
最近の変化を示すピクセルを使用する（破壊されたピクセル、またはレンズの汚れやその他の破損により視界が妨害されたピクセルを検出する別のやり方、つまり、自己修正メカニズムを備える）、または、
複数の選択肢を選択または組み合わせるためのその他任意の適切な技法を適用することができる。
【００２８】
ユーザーが画面を「拡大」したい場合、ドライバは参照テーブルの格子のうちのより狭く短いほうのセクションを選択してディスプレイすることができる。この参照テーブルセクションのピクセル数が画面の幅いっぱいにペイントするために必要なピクセル数よりも少ない場合は、既存のカメラの「デジタルズーム」やＰｈｏｔｏｓｈｏｐなどのプログラムに一般的に存在するように、その間のピクセルを計算することができる。
【００２９】
ユーザーが広い視野を得るために「縮小」し、参照テーブルのピクセルが画面の幅と高さ内のピクセルを超える場合は、コンピュータは、余分なピクセルを平均化し画面に表示される各ピクセルでペイントされるような平均値を得ることができる。
【００３０】
複数の周波数感度のセンサー（例えば、可視光センサーや温度センサー）は、層状の参照テーブルに組み合わせることができる。これにより、ユーザーは、さまざまな種類の視覚から選択すること、または、さまざまなピクセル値をあわせて、センサー融合効果を得ることができる（これは、ターゲットの認識や特定の目的で軍事環境では一定の利点を持つことができる）。センサーは、任意の適切なタイプにすることが可能で、ＣＣＤ画像センサーを含むことができる。センサーは、Ｘ１１ Ｗｉｎｄｏｗ Ｓｙｓｔｅｍを稼働しているワークステーションや端末上に生データ、ＧＩＦ、ＪＰＥＧ、ＴＩＦＦ、ＰＢＭ、ＰＧＭ、ＰＰＭ、ＥＰＳＦ、Ｘ１１ビットマップ、Ｕｔａｈ Ｒａｓｔｅｒ Ｔｏｏｌｋｉｔ ＲＬＥ、ＰＤＳ／ＶＩＣＡＲ、Ｓｕｎ Ｒａｓｔｅｒｆｉｌｅ、ＢＭＰ、ＰＣＸ、ＰＮＧ、ＩＲＩＳ ＲＧＢ、ＸＰＭ、Ｔａｒｇａ、ＸＷＤ、たぶんＰｏｓｔＳｃｒｉｐｔ、およびＰＭフォーマットなど、任意のフォーマットのファイル、またはデータ処理システムへのインポートに適した任意の画像ファイルを生成することができる。さらに、．ＡＶＩ、．ＭＰＧフォーマットのデジタルビデオ画像などのビデオ画像を生成するためのシステムを採用することができる。
【００３１】
オプションで、システムは、システムに組み込まれたマイクロコントローラを備えることができる。マイクロコントローラは、８０５１や６８１１クラスのコントローラなど市販されている任意のマイクロコントローラを備えることができる。マイクロコントローラは、画像処理機能や較正機能を実装するために、さらに、画像キャプチャ操作など個別のシステムを制御するためにプログラムを実行できる。オプションで、マイクロコントローラは、画像フィルタリング、画像向上の画像処理を実施するためと複数の視野を組み合わせるための信号処理機能を含むことができる。これらのシステムは、テキサス州オースチンのＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｃｏｍｐａｎｙにより製造販売されているＴＭＳ３２０コアに基づくＤＳＰなど、本明細書に説明される画像処理機能を実装することができるデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）をすべて含むことができる。
【００３２】
オプションで、システムのセンサーヘッドとディスプレイの間の帯域幅を削減することが必要な場合は、参照テーブルのデジタルストレージと関連するプロセッサをセンサーヘッド内に配置して、「高度なセンサーヘッド」を作成することができる。このように、ユーザーが参照テーブルのピクセル内の一定の視界のフレームを呼び出す場合には、センサーヘッドは、センサーヘッドの視野全体を構成する大きいデータセットではなく、その特定の情報だけを送信しなければならない。この構成は、例えば、センサーヘッドとディスプレイの間にワイヤレス接続を使用する場合、望ましい。ワイヤレス接続のほかに、センサーヘッドは、有線、光ファイバー接続または光の手段（例えば、赤外線発光装置／検出装置の組み合わせ）により、ディスプレイユニットと通信する場合がある。
【００３３】
また、システムは、センサーヘッドの視野の区画のピクセルに一定の変化がある場合に（つまり動きがあった場合にだけ）、「高度なセンサーヘッド」が画像をシステムのディスプレイに送信するように構成することもできる。ある方法では、参照テーブルを管理するプロセッサは、例えば、視野内のピクセルの一定の数が一定の設定量以上に変化するけれども、これらの変化しているピクセルの周囲のその他のピクセルは変化していないかどうかを注意するようにプログラムされることにより、動きを検出することができる。そして、「高度なセンサーヘッド」は、これらの変化しているピクセル（動いている物体）がフレームの中央になるように、視界のフレームを選択して、その画像をディスプレイに送信する可能性がある。あるいは、センサーヘッドは、規定のセットの視界フレームの中から最高に変化しているピクセルを含むフレームを選択して、そのフレームをディスプレイに送信する可能性がある（これにより、可能なフレームのセットに慣れたユーザーは、大きい視野内で、動きが発生している場所を識別することがより容易になる）。
【００３４】
図１０から１２Ｇは、高度なセンサーヘッドの特定の実施例を詳細に表す。特に、それぞれの区画がそれぞれの解像度を有する、複数の区画がある画像を提供するために十分な知能を持つセンサーヘッドを表す。後述するように、このような高度なセンサーヘッドは、このような画像アプリケーションにおいて典型である大量のデータが、キャプチャされて、リアルタイムで遠隔地に送信されることができるタイプのデータ圧縮フォーマットを実現する。
【００３５】
図１０を参照すると、機能概略図２００は、高解像度画像として送信する画像の部分を選択的に選択して、残りの部分を低解像度画像として送信することにより、データ圧縮ができる高度なセンサーヘッドのさまざまな要素を示す。特に、図１０は、センサー２０４ａ−２０４ｎなど、センサー配列上で画像に焦点を合わせる複数のレンズ２０２ａ−２０２ｎを示す。表されているレンズ２０２ａ−２０２ｎは、図３に示されているレンズと同様に、センサーヘッドの外側表面上に配置することができる。センサー配列は、画像のデジタル信号表現を生成するために、業界で普通に使用されているタイプのＣＣＤ配列であり得る。ＣＣＤは、描かれているマルチプレクサ２１０にフィードできるデジタル出力を持つことができる。描かれたマルチプレクサ２１０は、ＣＣＤ配列の複数のセンサー２０４ａ〜２０４ｎからデータ信号を受信するが、この場合、マルチプレクサ２１０により受信されるそれぞれの信号は、装置によりキャプチャされている画像全体の一区画を構成する高解像度画像を備えることができる。代わりの実施例では、マルチプレクサ２１０に送信される信号は、装置によりキャプチャされている画像全体の一区画を構成する低解像度画像を備えることができる。この画像データは、マルチプレクサ２１０により、システムバス２１４を通って、システムバス２１４上にあるビデオメモリ２１８に送信することができる。また、一実施例では、このビデオメモリは、センサー２０４ａ〜２０４ｎからキャプチャされたデータの高解像度画像を保管することができる。
【００３６】
一実施例では、マイクロプロセッサ２２０またはデジタル信号プロセッサは、ビデオメモリ２１８のデータにアクセスして、遠隔地に送信されるデータを受信装置／送信装置２２２にフィードすることができる。受信装置／送信装置２２２は、データを送信するためのトランシーバーを含み得る。この実施例では、それぞれ特定のセンサー２０４ａ−２０４ｎは、それぞれのセンサーに関連付けられたメモリアドレスの範囲内でビデオメモリ２１８にその視野（ＦＯＶ）データを保管する。このように、ビデオメモリに保管されたデータは、少なくとも論理的に、特定のセンサーと関連のＦＯＶに関連付けられることができ、従って高度なセンサーヘッドによりキャプチャされている画像の特定の区画に関連付けられることができる。ある操作では、マイクロプロセッサ２２０は、メモリ２１８に保管された画像データにアクセスして、そのデータを送信装置２２２から遠隔地に送信する。マイクロプロセッサ２２０は、画像メモリ２１８から読み出す場合にデータの解像度を調整することが可能なので、高解像度で送信するように選択されたセクション以外は、送信される画像の各セクションの解像度を減少させることができる。
【００３７】
一実施例では、画像データに保管されたデータは、１０２４ｘ１０２４ピクセルのＣＣＤ配列センサーに関連付けられた１６ビットデータである。操作では、マイクロプロセッサ２２０は、１０２４ｘ１０２４のピクセル範囲のデータの一部だけを転送するように選択できるので、４ビットのような小さいビットで転送するように選択することもできる。送信するように選択される一部は、関連付けられたＦＯＶに解像度を減少させた画像を与えるデータの低減されたサブセットを選択することにより、選択することができる。一部は、例えば、ビデオメモリ２１８に保管されたデータを４番目ごとにピクセル値を取ることにより選択することができる。このように、送信される大部分の画像を低解像度で持つことにより、大量のデータ圧縮が、実現される。
【００３８】
代わりの実施例では、マイクロプロセッサ２２０は、センサー２０４ａ〜２０４ｎに接続する制御線を持つことができる。制御線により、マイクロプロセッサ２２０は、個別のセンサー２０４ａ〜２０４ｎの解像度、または、センサー２０４ａ〜２０４ｎにより生成された画像データの解像度を制御できるようになる。この代わりの実施例では、マイクロプロセッサ２２０は、遠隔地のユーザーから送信された制御信号に応答することができる。図１０に描かれた受信装置／送信装置２２２は、制御信号を受信できて、システムバス２１４からマイクロプロセッサ２２０に送ることができる。制御信号は、マイクロプロセッサ２２０に、さまざまなセンサー２０４ａ〜２０４ｎの解像度を選択するように命令するので、１つ以上のセンサー２０４ａ〜２０４ｎは、ある解像度でデータを生成し、その他は別の解像度でデータを生成する。
【００３９】
別の実施例に従い、高度なセンサーヘッドはセンサー２０４ａ１つだけを備えることもできる。マイクロプロセッサ２２０は、センサー２０４ａに接続する制御線を有することがあり、制御線は、マイクロプロセッサ２２０がセンサー２０４ａの解像度またはセンサー２０４ａにより生成される画像データの解像度を制御できるようにすることができる。この代わりの実施例では、マイクロプロセッサ２２０は、遠隔地のユーザーから送信された制御信号に応答することができる。一つの特徴によれば、マイクロプロセッサ２２０は、センサー２０４ａにより生成される画像データの一部分の解像度を調整することができる。例えば、センサー２０４ａは、高解像度の画像を記録することができ、マイクロプロセッサ２２０は、記録された画像の選択部分以外のすべての解像度を減少させることができる。図１０に描かれた受信装置／送信装置２２２は、制御信号を受信できて、システムバス２１４からマイクロプロセッサ２２０に送ることができる。制御信号は、マイクロプロセッサ２２０に、センサー２０４ａにより記録される画像のさまざまな部分の解像度を選択するように命令するので、センサー２０４ａは、ある解像度で画像の１つ以上の部分を、別の解像度でその他の部分を生成する。
【００４０】
上記の実施例では、センサーヘッドは、高または低解像度でデータを送信できるとして検討した。しかしながら、当業者には、解像度は、本発明の範囲を逸脱することなく、必要に応じて、または手持ちのアプリケーションにより許可されているように変えることができること、さらに、複数の解像度が採用できることが明らかである。さらに、高解像度で送信されるＦＯＶの数も変えることができる。これらおよびその他の変形は、すべて、図１０に描かれた実施例内に包含されると理解される。
【００４１】
一実施例に従い、高解像度の画像データは、インチあたり約１５０ピクセルを超える解像度を有する。この解像度は、インチあたり約１５０、約３００、約５００、約７５０、約１０００、約１２５０、約１５００、約１７５０、約２０００、または約２５００にできる。一部の実施例では、低解像度の画像データは、インチあたり約１５０ピクセル未満の解像度を有する。この解像度は、インチあたり約５、約１０、約２０、約３０、約４０、約５０、約７５、約１００、約１２５、または約１５０にできる。
【００４２】
一部の実施例に従い、画像データは、状況認識に十分な解像度を有する。一つの特徴では、状況認識とは、画像の物体を概略的に認識することである。観察者は、これらの物体の詳細を識別し得ることなく、画像内の物体の状況認識ができる。例えば、観察者は、画像の中の物体が建物であると判断できるが、建物の窓を特定することはできない場合がある。または、観察者は、物体が車であると判断できるが、車の種類を判断することはできない場合がある。別の例では、観察者は物体が人であると判断できるが、人の性別や顔の特徴など人の特徴を特定することはできない場合がある。このように、観察者が画像に表された場面の状況認識をすると、観察者は、場面の詳細を区別することはできなくても画面が描くものを概略的に理解する。さらに、場面の状況認識のある観察者は、場面の物体の動きを検出できる。
【００４３】
その他の実施例では、状況認識は、環境または場面の重要な要素に気づくことを含む。状況認識は、場面で何が発生しているかについての情報の重要な要素を特定し、処理して理解する能力、さらに、場面が変わるにつれて、あるいは場面の物体が動くに連れて何が発生しているかを理解することを含むことができる。
【００４４】
データ圧縮は、任意の適切な技法を使用して実現することができる。例えば、センサーにより生成されるデータは、画像のピクセル数を減少させるために、対数マッピングテーブルから再サンプリングすることができる。画像の中央から遠ざかるにつれ連続的にサイズが大きくなり、つまり解像度が減少するセルを有する点対称なパターンである再サンプリング形態を使用することができる。また、らせんサンプリング技法も使用することができる。サンプリングパターンは、高解像度データを提供するセンサー以外の、３つのセンサーすべての視野に渡ってパノラマ式に広がることができる。最高の解像度を有する位置は、後述するように、操作者が選択することができる。カラーデータ圧縮も適用できる。
【００４５】
図１１Ａ−１１Ｃは、強固な外側のハウジング２３１、２３４、２３７をそれぞれ有する携帯装置２３０、２３３、２３６の一部として形成された高度なセンサーヘッドのさまざまな実施例を表す。強固な外側のハウジング２３１、２３４、２３７により、装置２３０、２３３、２３６は、ユーザーにより放り投げられて、地面または遠くに落ちることが可能である。ハウジング２３１、２３４、２３７は、携帯できるように小型で、ポリプロピレンまたはＰＭＭＡなどのプラスチックから作成することができ、軽量である。装置２３０、２３３および２３６は、複数のレンズ２３２、２３５および２３８を含む。レンズ２３４、２３５、２３８は、プラスチックのフレネルレンズであり、ハウジング２３１、２３４および２３７に形成される開口部に配置される。代わりの実施例では、レンズ２３４、２３５、２３８は、例えば標準レンズ、広角レンズ、および魚眼レンズなど、任意の適したタイプのレンズにできる。ハウジング２３１、２３４および２３７は、約１０，０００ニュートンの衝撃力に耐えることができるように強固であり得る。さまざまな実施例では、ハウジング２３１、２３４および２３７は、約２５０Ｎ、約５００Ｎ、約１０００Ｎ、約２５００Ｎ、約５０００Ｎ、約７５００Ｎ、約１５０００Ｎ、約２５０００Ｎ、５００００Ｎ、または１０００００Ｎの衝撃力に耐えられるように設計され得る。落下して安定するとすぐに写真を撮り始めるように、装置２３０、２３３、２３６に命令する起動スイッチを押すことができる。実際には、法執行官または兵士は、センサー装置２３０、２３３または２３６を遠くへまたは壁の向こうに放り投げる可能性がある。それで、センサーヘッドは、部屋内部または壁の向こう側の場面の画像を生成でき、これらの画像を、執行官または兵士により持ち運びされる携帯型受信機／ディスプレイユニットに送り返すことができる。
【００４６】
さらに特定すると、図１１Ａは、円状または多角形のヘッド部分と、ヘッド部分の平面に実質的に垂直な平面内に広がっているタブ部分２３９を含む装置２３０を示す。ヘッド部分はレンズ２３２を含む。一つの特徴に従い、タブ部分２３９は、装置２３０が落下後に装置を安定化させる。
【００４７】
図１１Ｂは、装置２３３を示す。装置２３３は、実質的に楕円−球状でエッジにテーパーがつけられている。一つの特徴に従い、レンズ２３５は、外側のハウジング２３４の表面の実質的にすべての部分をカバーする。装置２３３は、さらに、装置２３３の上面に実質的に垂直になるように配置されるワイパー２２９を含む。一つの特徴に従い、ワイパー２２９は、装置２３３のまわりを回転することができ、レンズ２３５の水または汚れを清掃する。
【００４８】
図１１Ｃは、装置２３６を示す。装置２３６は、多角形のプリズムで、その断面には１０辺を有する。一つの特徴に従い、装置の幅は、装置の高さよりも大きい。その他の実施例では、装置２３６は、任意の適した数の側面を有することができる。あるいは、実質的に円筒状にできる。装置２３６は、装置２３６の側面に配置することができるレンズ２３８を含む。
【００４９】
図１２Ａは、図１１Ａ−１１Ｃに描かれたシステムのいずれかが撮影できる高解像度画像２４０の一例を表す。次の図１２Ｂは、同じ場面の低解像度画像２４２を表す。この画像２４２は、ユーザーに送信され低減された一連の画像データを表しているので、濃淡のむらがある。図１２Ｃの画像２４４は、図１２Ｂと同じ画面を表すが、画像データを平滑化する平滑化処理を実行することにより、図１２Ｂに示された最初の濃淡のむらがある画像２４２から派生した画面である。一実施例に従い、図１２Ｂの濃淡のむらのある低解像度の画像２４２は、高度なセンサーヘッドから遠隔地に送信され、遠隔地で、この画像は図１２Ｃに示されるような平滑化された画像２４４として表示される。２４２と２４４の両方の画像は、同じ情報を含むが、平滑化された画像２４４は、人のユーザーにもっとわかりやすい。さらに、平滑化された画像２４４の解像度は、一般的に、人のユーザーが、場面の一定の形状や物体を理解して特定できるためには十分である。画像の解像度は低く、画像２４４は詳細を欠いているが、頭脳は必要な詳細をうめようとする。
【００５０】
人の視覚システムでは、視野の中央にある小さい区画（約５度、眼窩）だけが高解像度の能力を持つ。観察者の視野のこの部分以外はすべて、低解像度で認識される。観察者の注意が、高解像度視野の外側にある物体に向かうと、観察者の眼は、関心の新しい物体上に焦点をあわせるように素早く動き、新しい物体は眼窩に置かれ、高解像度で認識されてはっきりと見える。
【００５１】
さらに、観察者が物体を「見る」と、眼は、多くの場合、観察者が物体を認識できるために十分な情報だけを送信し、脳がメモリから適切な詳細を追加する。例えば、観察者が顔を見るとき、脳はまつげを「追加」し得る。このように、平滑化された低解像度画像は、実際に持っているよりも多くの詳細を持っているように見えるので、平滑化された低解像度画像内の物体は容易に特定されることができる。
【００５２】
平滑化処理は有用な利点を示すが、オプションの補足的な処理であり、説明したシステムや方法の操作には必ずしも必要ではない。
【００５３】
次の図、図１２Ｄは、画像２５０を示す。ユーザーの入力に対する応答の一時的なシーケンスの一部として、または、無作為のいずれかで、システムは、高解像フォーマットで送信する画像２５０のさまざまな区画の選択を開始し得る。これは、場面の右側に示される画像２５０の高解像度区画２５２により、図１２Ｄに表される。次の図、図１２Ｅは、画像２６０を示すが、車とその隣の木の上に中央寄せされている解像度区画２５８を例示する。送信される画像２６０は、ユーザーが興味を持たない画像の部分では比較的低解像度である。しかしながら、車とその隣の木の画像をキャプチャしているセンサー配列は、特定され得るので、そのセンサーにより生成される画像データも、特定されて、高解像フォーマットで遠隔地に送信されることが可能になる。これにより、図に描かれた合成画像２６０が提供される。
【００５４】
図１２Ｆは、場面のある区画に配置されたユーザーの制御ボックス２６４と画像２６２を示す。この場合、この区画は低解像区画である。ユーザーは、高解像度で見たいセクションを選択することができる。そして、ユーザーは、高解像度で表されている画像の区画を、区画２６８から、ユーザーにより選択されているユーザー制御ボックス２６４の下の区画に変更するように、高度なセンサーに命令する制御信号を生成することができる。一実施例に従い、図１４のユーザー制御装置１１１と同様なユーザー制御装置は、ユーザー制御ボックス２６４をシフトするために使用することができる。
【００５５】
代わりの実施例では、システムは場面の動きを検出して、高解像度ウィンドウを検出した動きを含む視野に向け直す。
【００５６】
図１２Ｇは、高解像セクション２７８で見ることができる家２７２を示す新しい画像２７０を表す。さらに、この画像２７０は、先に表した車２７４も示す。この車２７４は、今は低解像フォーマットで示されているが、先に高解像フォーマットを使用したことにより、ユーザーは、この物体を車として識別でき、いったん識別すると、この画像を高解像フォーマットで実際に表す必要性は少ない。観察者の脳は、以前に車を認識しているので、車の外観の過去の記憶に基づいて、適切な詳細をうめる。したがって、図１０から１２Ｇを参照して説明したシステムおよび方法は、遠隔ユーザーに高速の画像送信を提供する目的において、データを圧縮する機能を有する高度なセンサーヘッドを提供する。
【００５７】
図１１Ａ−１１Ｃに示された装置２３０、２３３および２３６のような高度なセンサーヘッド装置は、手榴弾のように投げることができるが、別の実施例では、装置は、取付金具またはその他の取り付けメカニズムを有することができ、敵対する都市環境で戦う兵士のグループは、通過したばかりの交差点にある建物の角にセンサーヘッドを取り付けることが可能である。高度なセンサーヘッドが視野に動きを検出すると、その視野のフレームから兵士に、動いている物体を中心とする画像を送信することが可能である。例えば、敵の戦車が兵士の後ろ側の道路から現れようとすれば、装置は、戦車を含む場面の画像を送信して、兵士に敵が近づいていることを警告する。このようなセンサーがあれば、交差点を監視するために兵士を残すことが不必要になり、センサーのほうが、兵士よりも敵に気づかれることは少ない。
【００５８】
本発明に従う別の例では、一時的に固定された場所にいる兵士のグループは、周辺を防御できるように、場所の周囲に高度なセンサーヘッドをいくつか設定する可能性がある。センサーヘッドの１つが視野に動きを検出すると、その視野のフレームから兵士に、動いている物体を中心とする画像を送信するようになる。一実施例に従い、ディスプレイは、兵士に新しく受信する画像を警告する。複数の場所で動いている物体があれば、センサーヘッドは、ディスプレイに連続して画像を表示し、画像をタイル状に表示するか、または、複数の画像を表示するための別の適切な方法を採用することが可能である。オプションで、ユーザーは、ワイヤレスコントローラにより、装置を制御するための携帯型リモートを持つことができる。リモートのディスプレイは、装置によりキャプチャされ送信されたデータを表示することができる。携帯型リモートは、ディスプレイ上に画像を適応させるなど、画像処理機能を実行するためのデジタル信号プロセッサを含む。例えば、場面データが、上下逆のような角度でキャプチャされると、デジタル信号プロセッサは画像を回転することができる。また、デジタルズーム効果も提供することができる。装置は低コストで、比較的低解像度のセンサーを採用することができるが、装置のピクセル数全体は、複数のセンサーがあることから、かなり高くすることができることを当業者は認識するであろう。このように、システムは場面内の１つのＦＯＶ専用のセンサーによりキャプチャされたデータをデジタル的にズームできるので、ズーム効果は、かなりの拡大観察を可能にし得る。
【００５９】
本発明に従う別の例では、センサーヘッドは、建物の壁に貼り付けることができるように構成することができる。あるいは、センサーヘッドは、ユーザーが送信元にしたい場所に投げることができるように構成することができる。であるから、画像の正しい上下方向は、ユーザーがセンサーヘッドを正確に取り付けまたは配置することを必要としないやり方で、ディスプレイユニットで実現される。センサーヘッドは、プロセッサがディスプレイに送信する正しい画像の方向を判断する場合に使用できる、重力方向センサーを含むことができる。
【００６０】
説明されたシステムと方法は、本発明の例として示すだけであって、数々の変更や追加が可能である。例えば、センサーは１つのブロック上にあることは必要ではなく、車の表面周囲、またはトンネルやパイプの側面に配置される場合がある。センサーの視野が重なり合えば合うほど、システムに構築される冗長が増える。また、較正格子は、図７や図８に表されているように、電灯、ＬＣＤまたはＣＲＴ画面の固定パターンでもあり得る。センサーブロックは、ほぼ環境の半球状を範囲とすることができる。
【００６１】
この方法により、正確ではない、つまり安価なセンサーヘッドの製造や、各センサーの正確な機械的較正に代わり、センサーヘッド全体の製造後のソフトウェア較正が可能になる。各センサーヘッドの取り付けが比較的正確でなければならない場合は、汎用の較正をユニットの参照テーブルに焼きいれることが可能である。これは、各車両を較正施設に輸送する必要がないように車の周囲にセンサーを取り付けるなどの状況において適用がある。広角レンズに比較すると、狭い視野を有する複数の３０センサーにより使用される光線は、広角レンズの視野の端の光よりも、光学軸にもっと並行であることがわかる。垂直な光線は、収束させることがより容易であるので、安価でより高い解像度を得ることができる。
【００６２】
説明した技法は、パイプ（金属性または消化管）の検査に使用することが可能である。プローブ全体が「見る」場合、視野の移動／角度調節メカニズムを構築する必要がない。その他の実施例では、装置は、大型の電球表面周囲に取り付けられたセンサーを有する可能性がある。装置の方向を決める重力（上下）センサーにより、風の中で地形をころげまわって、３６０度の視野のビデオを送り返すことができる移動装置を作成することができる。説明されたシステム製造の一実践では、センサーは、鋳造Ｌｅｘａｎ（耐圧）に設けて、深海探査機に配置される。この装置では、カメラのために、重い、高価で大型の防水ドームを必要としない。これらの安価な装置は、機密や軍事用途など、多数の用途で使用することができる。一実施例では、ユニットは、潜水艦の司令塔の上に配置することができる。これにより、潜水艦が衝突した浮上テスト中に日本の船が沈んだような真珠湾沖での最近の衝突を防ぐことができたはずである。
【００６３】
説明したシステムは、複数のセンサーがその上に取り付けられる装置に合わせた大きさの半球状のドームを備える製造システムを含む。図１３Ａに示されているように、ドームの内側の光点を追跡するレーザーまたはその他の光源を含むことができる。あるいは、電灯やＬＣＤまたはＣＲＴ画面の固定のパターンを採用するなど、較正格子を提供するためのその他の方法を提供することができる。どの場合にも、複数のセンサーと、レーザードライバーに連結されたコンピュータが、光点の場所を判断して、その場所に関連付けられるセンサーに対するピクセルまたはピクセルのグループを選択する。
【００６４】
図１５に示されているように、上から見ると、センサーヘッド１００は、その視野１２２全体がほとんどの廊下をカバーするように、廊下１２０の壁に取り付けられる。また、廊下１２０を歩いてくる人１２６が視野１２２内にいる。
【００６５】
図１６Ａに図式的に示されるように、参照テーブル１３０は、本発明に従い、装置の視野を備えるピクセル１３２から構成される。ある時刻におけるこれらのピクセル内で、ピクセル１３４の小さいサブセットは、センサーヘッドの視野内で動いている物体を表す。図１６Ｂに示されるように、センサーヘッドのプロセッサは、動いている物体を表すピクセル１３４を中心にした、センサーヘッドの視野全体１３０内の視界フレーム１３６を選択するようにプログラムすることができる。図１６Ｃに示されるように、この視界フレームに含まれたこのピクセルが装置のディスプレイに送信されると、検出された動いている物体１２６の画像が中央となる画像１３８になる。
【００６６】
図１７に示されるように、都市環境１４２で戦っている兵士のグループ１４０が、高度なセンサーヘッド１００を、通りがヘッドの視野１２２に入るように取り付けて、後ろの建物の壁１４４に残すと、センサーヘッドは、兵士が持っているディスプレイへのワイヤレス接続を経由して、戦車１４６のような敵が後ろから来ていて、引き続き脅威の可能性があることを示すことができる。
【００６７】
図１８に示されるように、位置１５０を占領している兵士のグループは、視野１５４が重なるように、その位置の周囲に複数の高度なセンサーヘッド１５２を配備することができる。このように、兵士は、脅威や可能な攻撃を検出するために、その位置周辺の偵察を容易に維持することができる。
【００６８】
システムは、さらに、ボディ表面に配置された複数のセンサーを含むセンサー装置や、特定の場所からのデータ、あるいは特定の場所を通過しているデータに関する情報をどのセンサーが提供すべきかを判断するためにセンサーを選択するためのメカニズムを含む。ボディは、任意の形状または大きさにすることができて、選択される形状や大きさは、用途に応じる。さらに、ボディは、車、戦車、飛行機、潜水艦やその他の車両を含む車両のような装置のボディを含むことができる。さらに、表面は、折り畳み可能なボディの表面を含むことができるので、画像をキャプチャするための固体センサーを採用する潜望鏡を提供することができる。これらの実施例では、システムは、センサーに複数の較正設定を提供する較正システムを含むことができる。それぞれの較正設定は、表面が有し得る別の形状に対応することができる。このように、折り畳み位置にある潜望鏡の較正設定は、潜望鏡が伸びた位置にある場合や、表面が細長くなり、潜望鏡の表面に配置されたセンサーの間隔がさらに広がる場合に採用される較正設定とは別にすることができる。
【００６９】
システムは、画像センサー、ＣＣＤセンサー、赤外線センサー、温度撮像センサー、音センサーや磁気センサーのグループから選択されるセンサーを含むことができる。
【００７０】
上記のように、これらのセンサーにより、組み込まれたプロセッサ上またはＵｎｉｘ（登録商標）ワークステーションのような従来のデータ処理システム上で稼働するソフトウェアコンポーネントを含むハードウェア装置やシステムを実現できる。この実施例では、ソフトウエアメカニズムは、Ｃ言語のコンピュータプログラム、または、Ｃ＋＋、Ｆｏｒｔｒａｎ、Ｊａｖａ（登録商標）またはＢａｓｉｃなど、任意の高レベルの言語で作成されたコンピュータプログラムとして実装できる。さらに、マイクロコントローラまたはＤＳＰが採用されている実施例では、ソフトウェアシステムは、採用されたプラットフォーム上で実行可能であるマイクロコードに作成された、あるいは高レベル言語で作成されて、マイクロコードにコンパイルされたコンピュータプログラムとして実現することができる。このような画像処理システムの開発は、当業者には知られており、このような技法は、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ＴＭＳ３２０ Ｆａｍｉｌｙ、第Ｉ巻、第ＩＩ巻および第ＩＩＩ巻、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（１９９０）に記載されている。さらに、高レベルのプログラムの一般的な技法は知られており、例えば、Ｓｔｅｐｈｅｎ Ｇ． Ｋｏｃｈａｎ，Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｉｎ Ｃ，Ｈａｙｄｅｎ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ（１９８３）に記載されている。ＤＳＰは、特に、コントラスト、エッジ識別や明度の調整による画像向上などのプリプロセス機能など、信号処理機能の実装に適している。ＤＳＰやマイクロコントローラシステムのコード開発は、技術分野ではよく知られた原則に従う。
【００７１】
当業者は、本明細書において説明された実施例や実践例に相当する多くの均等物を決まりきった実験を何ら用いることなく、理解し、または確信することができる。従って、本発明は開示された実施例に限定されないことが理解されるだけではなく、以下の請求項から法により許される限り広範囲に解釈されるべきことが理解される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本願明細書に記載された発明。
【請求項１】
本願明細書に記載された発明。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１２Ｄ】
【図１２Ｅ】
【図１２Ｆ】
【図１２Ｇ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４】
【図１５】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１６Ｃ】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１２Ｄ】
【図１２Ｅ】
【図１２Ｆ】
【図１２Ｇ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４】
【図１５】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１６Ｃ】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１３−３０１７７（Ｐ２０１３−３０１７７Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−２０３１５０（Ｐ２０１２−２０３１５０）
【出願日】平成２４年９月１４日（２０１２．９．１４）
【分割の表示】特願２００８−５１１４５５（Ｐ２００８−５１１４５５）の分割
【原出願日】平成１８年５月１２日（２００６．５．１２）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＰＨＯＴＯＳＨＯＰ
２．ＰｏｓｔＳｃｒｉｐｔ
３．Ｌｅｘａｎ
【出願人】（５０７３７３５３１）テネブラックス コーポレイション (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２０３１５０（Ｐ２０１２−２０３１５０）
【出願日】平成２４年９月１４日（２０１２．９．１４）
【分割の表示】特願２００８−５１１４５５（Ｐ２００８−５１１４５５）の分割
【原出願日】平成１８年５月１２日（２００６．５．１２）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＰＨＯＴＯＳＨＯＰ
２．ＰｏｓｔＳｃｒｉｐｔ
３．Ｌｅｘａｎ
【出願人】（５０７３７３５３１）テネブラックス コーポレイション (4)
【Ｆターム（参考）】
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