JP2001281333A - ２次元の高解像度映像獲得方法及びこのための装置 - Google Patents
２次元の高解像度映像獲得方法及びこのための装置Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 測定対象物に対する２次元の高解像度映像を
獲得するために、測定対処物を非線形的に回転するよう
に制御し、各々の回転角度で測定対象物に対するデータ
を測定し、この測定データに映像復元アルゴリズムを適
用して２次元の高解像度、高画質焦点映像を獲得するた
めの方法及びこのための装置を提供する。 【解決手段】 映像獲得装置200は、送信アンテナ210、
受信アンテナ220、周波数変換部230、RF信号生成部24
0、システム制御及び信号処理部250、測定対象物回転部
260、表示部270を含み、前記測定対象物回転部は、シス
テム制御及び信号処理部の制御により測定対象物280を
回転させ、この測定対象物回転部は、測定対象物を搭載
することができるステージと回転軸を備え、また、シス
テム制御及び信号処理部は、周波数変換部から伝送され
るIF信号を処理し、2次元の高解像度焦点レーダ映像を
復元して、これを表示部を介して出力する。
獲得するために、測定対処物を非線形的に回転するよう
に制御し、各々の回転角度で測定対象物に対するデータ
を測定し、この測定データに映像復元アルゴリズムを適
用して２次元の高解像度、高画質焦点映像を獲得するた
めの方法及びこのための装置を提供する。 【解決手段】 映像獲得装置200は、送信アンテナ210、
受信アンテナ220、周波数変換部230、RF信号生成部24
0、システム制御及び信号処理部250、測定対象物回転部
260、表示部270を含み、前記測定対象物回転部は、シス
テム制御及び信号処理部の制御により測定対象物280を
回転させ、この測定対象物回転部は、測定対象物を搭載
することができるステージと回転軸を備え、また、シス
テム制御及び信号処理部は、周波数変換部から伝送され
るIF信号を処理し、2次元の高解像度焦点レーダ映像を
復元して、これを表示部を介して出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２次元の高解像度
映像を獲得するための方法及び装置に関し、特に、測定
データ処理時に補間(interpolation)アルゴリズムを採
用しない映像復元アルゴリズムを使用して制御型回転測
定対象物の高解像度映像を獲得することができる方法及
びこのための装置に関する。
映像を獲得するための方法及び装置に関し、特に、測定
データ処理時に補間(interpolation)アルゴリズムを採
用しない映像復元アルゴリズムを使用して制御型回転測
定対象物の高解像度映像を獲得することができる方法及
びこのための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ISAR(Inverse Synthetic Aperture Rada
r)、CT(Computerized Tomography)、MRI(Magnetic Reso
nance Imaging)などのような従来の制御型回転測定対象
物用映像技法は、レーダ測定対象物のモデリング及び分
析などのような多様な応用分野に利用されている。ま
た、この技法は医学及び物理学で疾病診断及び物質など
の識別方法として補助的に適用され、測定対象物の検
出、認識、分類技法を開発することに利用されている。
r)、CT(Computerized Tomography)、MRI(Magnetic Reso
nance Imaging)などのような従来の制御型回転測定対象
物用映像技法は、レーダ測定対象物のモデリング及び分
析などのような多様な応用分野に利用されている。ま
た、この技法は医学及び物理学で疾病診断及び物質など
の識別方法として補助的に適用され、測定対象物の検
出、認識、分類技法を開発することに利用されている。
【０００３】図1は、従来の技術による回転型測定対象
物の高解像度映像獲得のための装置を示し、この装置は
測定対象物を線形的に回転するように制御する方式を利
用している。図１に示すように、従来の技術による映像
獲得装置100は、一般に測定対象物108から反射される信
号を周波数と測定角度(observation angle)の極座標系
上にデータをサンプリングする。図１を参照すると、従
来の技術による回転型測定対象物の映像獲得装置100
は、回転ステージ110、回転駆動部120、送信アンテナ13
0、受信アンテナ140、基準信号発生部150、制御及び信
号処理部160、表示部170を含んでいる。
物の高解像度映像獲得のための装置を示し、この装置は
測定対象物を線形的に回転するように制御する方式を利
用している。図１に示すように、従来の技術による映像
獲得装置100は、一般に測定対象物108から反射される信
号を周波数と測定角度(observation angle)の極座標系
上にデータをサンプリングする。図１を参照すると、従
来の技術による回転型測定対象物の映像獲得装置100
は、回転ステージ110、回転駆動部120、送信アンテナ13
0、受信アンテナ140、基準信号発生部150、制御及び信
号処理部160、表示部170を含んでいる。
【０００４】回転ステージ110の上に測定対象物180が装
着されている。回転駆動部120は、回転ステージ110を回
転させる、例えば、モータを含み、回転ステージ110と
物理的に接続されている。また、回転駆動部120は、制
御及び信号処理部160に電気的に接続されている。送信
アンテナ130は、基準信号発生部150を介して制御及び信
号処理部160に電気的に接続されている。送信アンテナ1
30は、基準信号発生部150で発生した基準信号を測定対
象物180に伝送する一方、受信アンテナ140は測定対象物
180から反射信号を受信し、このような反射信号を制御
及び信号処理部160に伝送する。制御及び信号処理部160
は、受信アンテナ140から伝送された受信信号を処理
し、測定対象物180に対する２次元の映像を出力する。
このとき、制御及び信号処理部160は、測定対象物に対
する測定データを含む反射信号に対して上述したように
補間法を含む一般の２次元の映像復元アルゴリズムを適
用して２次元の映像を作り出す。
着されている。回転駆動部120は、回転ステージ110を回
転させる、例えば、モータを含み、回転ステージ110と
物理的に接続されている。また、回転駆動部120は、制
御及び信号処理部160に電気的に接続されている。送信
アンテナ130は、基準信号発生部150を介して制御及び信
号処理部160に電気的に接続されている。送信アンテナ1
30は、基準信号発生部150で発生した基準信号を測定対
象物180に伝送する一方、受信アンテナ140は測定対象物
180から反射信号を受信し、このような反射信号を制御
及び信号処理部160に伝送する。制御及び信号処理部160
は、受信アンテナ140から伝送された受信信号を処理
し、測定対象物180に対する２次元の映像を出力する。
このとき、制御及び信号処理部160は、測定対象物に対
する測定データを含む反射信号に対して上述したように
補間法を含む一般の２次元の映像復元アルゴリズムを適
用して２次元の映像を作り出す。
【０００５】従来の回転測定対象物のための映像獲得装
置100が狭い測定角度で測定対象物を測定する場合、測
定されたデータが直角座標に対するフーリエ変換(Fouri
er transform)サンプルによりモデリングできるため、2
次元の非焦点復元アルゴリズムを使用すると、比較的に
短い時間で高解像度の２次元の非焦点映像を獲得するこ
とができる。しかしながら、測定対象物に対する測定角
度が大きくなると、広く知られているように、ブラ効果
(blur effect)により2次元の非焦点映像の品質が低下さ
れる。焦点映像内で２次元の補間アルゴリズムを使用し
て、矩形格子に対して受信データを再フォーマットする
ことにより、ブラ効果を除去することができる。しかし
ながら、追加の２次元の補間アルゴリズムは、非焦点ア
ルゴリズムよりデータ処理時間をさらに増加させるだけ
でなく、人為産物により２次元の焦点映像の品質も低下
される。
置100が狭い測定角度で測定対象物を測定する場合、測
定されたデータが直角座標に対するフーリエ変換(Fouri
er transform)サンプルによりモデリングできるため、2
次元の非焦点復元アルゴリズムを使用すると、比較的に
短い時間で高解像度の２次元の非焦点映像を獲得するこ
とができる。しかしながら、測定対象物に対する測定角
度が大きくなると、広く知られているように、ブラ効果
(blur effect)により2次元の非焦点映像の品質が低下さ
れる。焦点映像内で２次元の補間アルゴリズムを使用し
て、矩形格子に対して受信データを再フォーマットする
ことにより、ブラ効果を除去することができる。しかし
ながら、追加の２次元の補間アルゴリズムは、非焦点ア
ルゴリズムよりデータ処理時間をさらに増加させるだけ
でなく、人為産物により２次元の焦点映像の品質も低下
される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような課
題に着目してなされたものであり、その目的とすること
は、補間法を使用せずに映像復元アルゴリズムを使用す
ることにより制御型回転測定対象物の2次元の高解像度
映像を獲得するための方法及びこのための装置を提供す
ることにある。
題に着目してなされたものであり、その目的とすること
は、補間法を使用せずに映像復元アルゴリズムを使用す
ることにより制御型回転測定対象物の2次元の高解像度
映像を獲得するための方法及びこのための装置を提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によれば、制御手段、測定対象物から反射
される信号に対する信号処理手段、基準信号送受信手
段、前記測定対象物回転手段を含む映像獲得装置で使用
されるとともに、映像の品質を低下せずに映像復元のた
めの処理時間を短縮することができる制御型回転測定対
象物の２次元の高解像度映像獲得方法であって、前記測
定対象物と前記映像獲得装置に関る初期情報を獲得する
第１工程と、前記測定対象物を回転させるためのパラメ
ータである前記測定対象物回転手段の回転増加分及び全
回転角度を計算する第２工程と、開始周波数ｆｓｋ、ス
テップ周波数δｆｋを計算する第３工程と、前記第１工
程ないし前記第３工程で獲得した値に基づいて、測定対
象物に対するデータを測定し、これを格納する第４工程
と、前記データ測定及び格納が終了されたか否かを判断
する第５工程と、前記判断工程の結果が否定であれば、
前記第１工程ないし第５工程を繰返し、前記判断工程の
結果が肯定であれば、映像復元アルゴリズムを適用して
２次元の高解像度映像を獲得する第６工程と、前記２次
元の高解像度映像を出力する第７工程とを含み、前記映
像復元アルゴリズムはデータ補間アルゴリズム無しに２
次元のFFT(fast fourier transform)アルゴリズムを測
定データに適用して２次元の高解像度映像を復元する２
次元の高解像度映像獲得方法が提供される。
めに、本発明によれば、制御手段、測定対象物から反射
される信号に対する信号処理手段、基準信号送受信手
段、前記測定対象物回転手段を含む映像獲得装置で使用
されるとともに、映像の品質を低下せずに映像復元のた
めの処理時間を短縮することができる制御型回転測定対
象物の２次元の高解像度映像獲得方法であって、前記測
定対象物と前記映像獲得装置に関る初期情報を獲得する
第１工程と、前記測定対象物を回転させるためのパラメ
ータである前記測定対象物回転手段の回転増加分及び全
回転角度を計算する第２工程と、開始周波数ｆｓｋ、ス
テップ周波数δｆｋを計算する第３工程と、前記第１工
程ないし前記第３工程で獲得した値に基づいて、測定対
象物に対するデータを測定し、これを格納する第４工程
と、前記データ測定及び格納が終了されたか否かを判断
する第５工程と、前記判断工程の結果が否定であれば、
前記第１工程ないし第５工程を繰返し、前記判断工程の
結果が肯定であれば、映像復元アルゴリズムを適用して
２次元の高解像度映像を獲得する第６工程と、前記２次
元の高解像度映像を出力する第７工程とを含み、前記映
像復元アルゴリズムはデータ補間アルゴリズム無しに２
次元のFFT(fast fourier transform)アルゴリズムを測
定データに適用して２次元の高解像度映像を復元する２
次元の高解像度映像獲得方法が提供される。
【０００８】なお、本発明によれば、制御型測定対象物
を回転するように制御し、各々の回転角度で前記制御型
測定対象物に対するデータを測定して２次元の高解像度
映像を獲得することができる装置であって、前記測定対
象物を所定の角度だけ回転させ、所定角の間の間隔が互
いに同一ではない回転手段と、第１信号を発生するため
の手段と、前記第１信号を前記制御型測定対象物に伝送
するための伝送手段と、前記制御型測定対象物から反射
される第２信号を受信するための手段と、前記第１信号
及び前記第２信号の周波数を互いに異なる周波数を有す
る第３及び第４信号に各々変換させるための手段と、前
記第３及び第４信号に基づいて、前記制御型測定対象物
を表示する映像を復元するとともに、前記測定対象物回
転手段を制御するための信号処理及び制御手段とを含
み、前記信号処理及び制御手段は、補間アルゴリズム処
理をせずにFFTアルゴリズムを測定データに適用する２
次元の高解像度映像獲得装置が提供される。
を回転するように制御し、各々の回転角度で前記制御型
測定対象物に対するデータを測定して２次元の高解像度
映像を獲得することができる装置であって、前記測定対
象物を所定の角度だけ回転させ、所定角の間の間隔が互
いに同一ではない回転手段と、第１信号を発生するため
の手段と、前記第１信号を前記制御型測定対象物に伝送
するための伝送手段と、前記制御型測定対象物から反射
される第２信号を受信するための手段と、前記第１信号
及び前記第２信号の周波数を互いに異なる周波数を有す
る第３及び第４信号に各々変換させるための手段と、前
記第３及び第４信号に基づいて、前記制御型測定対象物
を表示する映像を復元するとともに、前記測定対象物回
転手段を制御するための信号処理及び制御手段とを含
み、前記信号処理及び制御手段は、補間アルゴリズム処
理をせずにFFTアルゴリズムを測定データに適用する２
次元の高解像度映像獲得装置が提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】図２には、測定されたデータに２
次元の補間アルゴリズムを適用せずに広い範囲の測定角
度に対して２次元の高解像度焦点映像を獲得することが
できる本発明によるレーダ映像獲得装置200が示されて
いる。図２に示すように、本発明による映像獲得装置20
0は、送信アンテナ210、受信アンテナ220、周波数変換
部230、RF(Radio Frequency)信号生成部240、システム
制御及び信号処理部250、測定対象物回転部260、表示部
270を含む。RF信号生成部240は、RF信号を生成して送信
アンテナ210、及び周波数変換部230に伝送する。このRF
信号は、例えば、中心周波数が27.5GHzである信号であ
る。送信アンテナ210は、RF信号生成部240から入力され
たRF信号(RF信号の周波数は開始周波数とステップ周波
数を加算した値である)を測定対象物回転部260に搭載さ
れた測定対象物280に伝送する。図２に示す測定対象物2
80の代わりにいずれの対象物も使用され得る。
次元の補間アルゴリズムを適用せずに広い範囲の測定角
度に対して２次元の高解像度焦点映像を獲得することが
できる本発明によるレーダ映像獲得装置200が示されて
いる。図２に示すように、本発明による映像獲得装置20
0は、送信アンテナ210、受信アンテナ220、周波数変換
部230、RF(Radio Frequency)信号生成部240、システム
制御及び信号処理部250、測定対象物回転部260、表示部
270を含む。RF信号生成部240は、RF信号を生成して送信
アンテナ210、及び周波数変換部230に伝送する。このRF
信号は、例えば、中心周波数が27.5GHzである信号であ
る。送信アンテナ210は、RF信号生成部240から入力され
たRF信号(RF信号の周波数は開始周波数とステップ周波
数を加算した値である)を測定対象物回転部260に搭載さ
れた測定対象物280に伝送する。図２に示す測定対象物2
80の代わりにいずれの対象物も使用され得る。
【００１０】測定対象物回転部260は、システム制御及
び信号処理部250の制御により測定対象物280を回転さ
せ、この測定対象物回転部260は、測定対象物280を搭載
することができるステージと回転軸を備え、システム制
御及び信号処理部250に電気的に接続された回転モータ
を含む。回転軸は、ステージに機械的に結合されてい
る。回転モータは、例えば、0.0036度の角度分解能(ang
ular resolution)を有するDCサーボモータであり、シス
テム制御及び信号処理部250で計算された回転角度を用
いてステージ上に設けられた測定対象物270を非線形的
に回転させる。
び信号処理部250の制御により測定対象物280を回転さ
せ、この測定対象物回転部260は、測定対象物280を搭載
することができるステージと回転軸を備え、システム制
御及び信号処理部250に電気的に接続された回転モータ
を含む。回転軸は、ステージに機械的に結合されてい
る。回転モータは、例えば、0.0036度の角度分解能(ang
ular resolution)を有するDCサーボモータであり、シス
テム制御及び信号処理部250で計算された回転角度を用
いてステージ上に設けられた測定対象物270を非線形的
に回転させる。
【００１１】周波数変換部230は、RF信号生成部240で発
生したRF基準信号を用いて、受信アンテナ220で測定さ
れたRF信号を中間周波数(IF；intermediate frequency)
信号に変換して、システム制御及び信号処理部250に伝
送する。システム制御及び信号処理部250は、周波数変
換部230から伝送されるIF信号を処理することにより、2
次元の高解像度焦点レーダ映像を復元し、これを表示部
270を介して出力する。このとき、システム制御及び信
号処理部250は、２次元の補間アルゴリズムを含まない
２次元の映像復元アルゴリズムを測定データに適用して
２次元の高解像度焦点映像を獲得する。
生したRF基準信号を用いて、受信アンテナ220で測定さ
れたRF信号を中間周波数(IF；intermediate frequency)
信号に変換して、システム制御及び信号処理部250に伝
送する。システム制御及び信号処理部250は、周波数変
換部230から伝送されるIF信号を処理することにより、2
次元の高解像度焦点レーダ映像を復元し、これを表示部
270を介して出力する。このとき、システム制御及び信
号処理部250は、２次元の補間アルゴリズムを含まない
２次元の映像復元アルゴリズムを測定データに適用して
２次元の高解像度焦点映像を獲得する。
【００１２】図３は、本発明により測定対象物280から
反射されるレーダ信号をサンプリングすることにより、
測定データを獲得するための測定座標系を示す図面であ
る。本発明による測定方法は、制御周波数と回転角度を
使用して長方形ラスタ上で測定対象物280から反射され
るレーダ信号を直接測定する。なお、明細書の式を除く
説明において、頂部に付された記号“−”を有するＸ及
びＹをそれぞれ/Ｘ及び/Ｙで表し、これらは、光速度ｃ
で正規化された値を意味するものとしている。
反射されるレーダ信号をサンプリングすることにより、
測定データを獲得するための測定座標系を示す図面であ
る。本発明による測定方法は、制御周波数と回転角度を
使用して長方形ラスタ上で測定対象物280から反射され
るレーダ信号を直接測定する。なお、明細書の式を除く
説明において、頂部に付された記号“−”を有するＸ及
びＹをそれぞれ/Ｘ及び/Ｙで表し、これらは、光速度ｃ
で正規化された値を意味するものとしている。
【００１３】図３に示すように、測定対象物280の反射
信号は、測定座標系で/Ｙ軸に一定の間隔δ/Ｙごとに分
布されており、各々の/Ｙ軸座標/Ｙｋに対して/Ｘ軸に
一定の間隔δ/Ｘｋに分布された均一分布を使用してサ
ンプリングされる。サンプリングの位置は、（式１）で
示すように測定角度Φとレーダ信号の周波数ｆにより決
定される。
信号は、測定座標系で/Ｙ軸に一定の間隔δ/Ｙごとに分
布されており、各々の/Ｙ軸座標/Ｙｋに対して/Ｘ軸に
一定の間隔δ/Ｘｋに分布された均一分布を使用してサ
ンプリングされる。サンプリングの位置は、（式１）で
示すように測定角度Φとレーダ信号の周波数ｆにより決
定される。
【００１４】
【数７】 ここで、/Ｘ及と/Ｙは、各々測定座標平面における横軸
と縦軸を示す。/Ｘ（＝Ｘ／ｃ）、/Ｙ
ｋ（＝Ｙｋ／ｃ）、δ/Ｘｋ（＝δＸｋ／ｃ）、δ/Ｙ
（＝δＹ／ｃ）は各々Ｘ、Ｙ、δＸｋ、δＹを光速度ｃ
で正規化した値である。
と縦軸を示す。/Ｘ（＝Ｘ／ｃ）、/Ｙ
ｋ（＝Ｙｋ／ｃ）、δ/Ｘｋ（＝δＸｋ／ｃ）、δ/Ｙ
（＝δＹ／ｃ）は各々Ｘ、Ｙ、δＸｋ、δＹを光速度ｃ
で正規化した値である。
【００１５】測定対象物280から反射されるレーダ信号
を測定する間、開始周波数ｆｓｋ、ステップ周波数δｆ
ｋ、測定角度の間隔δΦｋを制御する必要がある。与え
られた測定角度で開始周波数とステップ周波数を決定す
るために、初期値/Ｙ０と測定間隔δ/Ｙが、各々（式
２）と（式３）のように選択される必要がある。
を測定する間、開始周波数ｆｓｋ、ステップ周波数δｆ
ｋ、測定角度の間隔δΦｋを制御する必要がある。与え
られた測定角度で開始周波数とステップ周波数を決定す
るために、初期値/Ｙ０と測定間隔δ/Ｙが、各々（式
２）と（式３）のように選択される必要がある。
【００１６】
【数８】 である場合
【数９】 である場合ここで、ｆｓｏは測定対象物の回転角度Φが
０であるときの開始周波数であり、δｆ０は測定対象物
の回転角度Φが０であるときのステップ周波数である。
測定間隔δ/Ｙは、ステップ周波数と測定対象物280の距
離範囲との間の関係により決定される必要がある。
０であるときの開始周波数であり、δｆ０は測定対象物
の回転角度Φが０であるときのステップ周波数である。
測定間隔δ/Ｙは、ステップ周波数と測定対象物280の距
離範囲との間の関係により決定される必要がある。
【００１７】各々の回転角度は、（式４）により初期測
定間隔δ/Ｘ０により決定され、初期測定間隔δ/Ｘ
０は、最大横断距離の範囲の設計パラメータにより決定
される。
定間隔δ/Ｘ０により決定され、初期測定間隔δ/Ｘ
０は、最大横断距離の範囲の設計パラメータにより決定
される。
【００１８】
【数１０】 各々の測定角度Φｋに対するｋ番目の開始周波数ｆｓｋ
は、（式５）により決定される。
は、（式５）により決定される。
【００１９】
【数１１】 ここで、ｃは光速度である。また、ｋ番目のステップ周
波数δｆｋは、各々の測定角度Φｋでδ/Ｙとδ/Ｘｋに
対して各々一定の値を維持するように選択される必要が
あり、（式６）のように計算されることができる。
波数δｆｋは、各々の測定角度Φｋでδ/Ｙとδ/Ｘｋに
対して各々一定の値を維持するように選択される必要が
あり、（式６）のように計算されることができる。
【００２０】
【数１２】 （式６）で、ステップ周波数δｆｋと回転角度増加分で
あるδΦｋ（＝Φ（ｋ ＋１）−Φｋ）は、各々最大検出
距離と最大横断距離を満たすように選択される必要があ
る。δ/Ｙとδ/Ｘｋは、決定されたパラメータを使用し
て（式７）と（式８）により計算されることができる。
あるδΦｋ（＝Φ（ｋ ＋１）−Φｋ）は、各々最大検出
距離と最大横断距離を満たすように選択される必要があ
る。δ/Ｙとδ/Ｘｋは、決定されたパラメータを使用し
て（式７）と（式８）により計算されることができる。
【００２１】
【数１３】
【数１４】 均一に分布されたデータ組は、選択された測定パラメー
タ/Ｙ０、 δ/Ｙ、δ/Ｘｋ、δｆ、ｆｓｋを使用して
得られ、補間アルゴリズムを使用せずに焦点映像復元の
ための効率的なFFTアルゴリズムを測定データ組に直接
適用することができる。
タ/Ｙ０、 δ/Ｙ、δ/Ｘｋ、δｆ、ｆｓｋを使用して
得られ、補間アルゴリズムを使用せずに焦点映像復元の
ための効率的なFFTアルゴリズムを測定データ組に直接
適用することができる。
【００２２】図４は、本発明による２次元の高解像度焦
点映像獲得方法を説明するためのフローチャートであ
る。ステップS402では、測定対象物280と本発明による
映像獲得装置との間の初期位置情報である/Ｙ０、δ/Ｘ
０、δＹを取得する。ステップS404では、ｋ値を０に初
期化して、ｋ＝０のときからデータを測定し始める。ス
テップS406では、ｋ≦ｋ−１であるか否かを判断する。
ステップS406における判断結果が肯定であれば、プロセ
スはステップS408に進行する。ステップS408で、測定対
象物208の非線形回転運動を制御するためのパラメー
タ、即ちDCモータの回転増加分と測定対象物回転部260
の全回転角度を計算した後、ステップS410に進行する。
点映像獲得方法を説明するためのフローチャートであ
る。ステップS402では、測定対象物280と本発明による
映像獲得装置との間の初期位置情報である/Ｙ０、δ/Ｘ
０、δＹを取得する。ステップS404では、ｋ値を０に初
期化して、ｋ＝０のときからデータを測定し始める。ス
テップS406では、ｋ≦ｋ−１であるか否かを判断する。
ステップS406における判断結果が肯定であれば、プロセ
スはステップS408に進行する。ステップS408で、測定対
象物208の非線形回転運動を制御するためのパラメー
タ、即ちDCモータの回転増加分と測定対象物回転部260
の全回転角度を計算した後、ステップS410に進行する。
【００２３】ステップS410では、ｆｓｋ及びδｆｋを計
算する。ステップS412では、映像獲得のために測定対象
物280の非線形回転運動及び測定パラメータ(即ち、ステ
ップ周波数及び帯域幅)を制御する。ステップS414で、
映像獲得のためのデータを測定した後、ステップS416に
進行する。ステップS416では、ステップS414で測定され
たデータを図示しない所定の格納所に格納する。ステッ
プS418では、ｋ値を１だけ増加させ、ステップS406に進
行する。
算する。ステップS412では、映像獲得のために測定対象
物280の非線形回転運動及び測定パラメータ(即ち、ステ
ップ周波数及び帯域幅)を制御する。ステップS414で、
映像獲得のためのデータを測定した後、ステップS416に
進行する。ステップS416では、ステップS414で測定され
たデータを図示しない所定の格納所に格納する。ステッ
プS418では、ｋ値を１だけ増加させ、ステップS406に進
行する。
【００２４】ステップS406における判断結果が否定的で
あれば、即ち測定対象物280に対するデータの測定が終
了すると、プロセスはステップS420に進行する。ステッ
プS420では、2次元の補間アルゴリズムを含まない2次元
の映像復元アルゴリズムを測定データに対して適用する
ことにより、2次元の高解像度焦点映像を獲得する。ス
テップS422では、獲得した2次元の高解像度焦点映像を
表示部270にディスプレイした後、プロセスが終了され
る。
あれば、即ち測定対象物280に対するデータの測定が終
了すると、プロセスはステップS420に進行する。ステッ
プS420では、2次元の補間アルゴリズムを含まない2次元
の映像復元アルゴリズムを測定データに対して適用する
ことにより、2次元の高解像度焦点映像を獲得する。ス
テップS422では、獲得した2次元の高解像度焦点映像を
表示部270にディスプレイした後、プロセスが終了され
る。
【００２５】（シミュレーションの結果）表1に示され
た映像獲得のためのパラメータを使用したシミュレーシ
ョンを通じて、本発明による２次元の高解像度焦点映像
獲得方法の効果を分析する。
た映像獲得のためのパラメータを使用したシミュレーシ
ョンを通じて、本発明による２次元の高解像度焦点映像
獲得方法の効果を分析する。
【００２６】表１は映像獲得のためのパラメータを示
す。
す。
【００２７】
【表1】 映像獲得シミュレーションのための測定対象物の幾何学
的な配列は、表２のように与えられ、映像獲得シミュレ
ーションに使用される測定対象物はポイント測定対象物
として考察する。
的な配列は、表２のように与えられ、映像獲得シミュレ
ーションに使用される測定対象物はポイント測定対象物
として考察する。
【００２８】
【表２】 図５Ａ及び図５Ｂは、各々従来の技術による映像獲得方
法を使用したときに獲得できる非焦点映像及び焦点映像
のシミュレーションの結果を示す。図５Ａに示すよう
に、従来の技術による非焦点映像のシミュレーションの
結果ではブラ効果によりポイント測定対象物の正規化さ
れた振幅の減少と、ポイント測定対象物の応答特性の低
下を観測することができる。ポイント測定対象物が映像
平面の中心から遠く離れた場合、ブラ効果が増加され
る。非焦点映像で、かかるブラ効果は、測定データにお
ける位相訂正エラーが映像平面の中心付近で０であり、
かかる位相訂正エラーが放射状距離の増加に正比例して
増加される事実により説明できる。しかしながら、小さ
い測定対象物では、短い処理時間を有する非焦点復元ア
ルゴリズムが効果的に使用できる。
法を使用したときに獲得できる非焦点映像及び焦点映像
のシミュレーションの結果を示す。図５Ａに示すよう
に、従来の技術による非焦点映像のシミュレーションの
結果ではブラ効果によりポイント測定対象物の正規化さ
れた振幅の減少と、ポイント測定対象物の応答特性の低
下を観測することができる。ポイント測定対象物が映像
平面の中心から遠く離れた場合、ブラ効果が増加され
る。非焦点映像で、かかるブラ効果は、測定データにお
ける位相訂正エラーが映像平面の中心付近で０であり、
かかる位相訂正エラーが放射状距離の増加に正比例して
増加される事実により説明できる。しかしながら、小さ
い測定対象物では、短い処理時間を有する非焦点復元ア
ルゴリズムが効果的に使用できる。
【００２９】図５Ｂに示すように、従来の技術による焦
点映像のシミュレーションの結果でポイント測定対象物
に対する応答の拡張は減少されたが、２次元の補間アル
ゴリズムの不完全性により正規化された振幅が小さくな
っている。
点映像のシミュレーションの結果でポイント測定対象物
に対する応答の拡張は減少されたが、２次元の補間アル
ゴリズムの不完全性により正規化された振幅が小さくな
っている。
【００３０】図５Ｃは、本発明による２次元の高解像度
焦点映像獲得方法及びこのための装置を利用して獲得で
きる焦点映像のシミュレーションの結果を示している。
図５Ｃに示すように、本発明による２次元の高解像度焦
点映像獲得方法及びこのための装置を使用すると、ポイ
ント測定対象物に対する応答の拡張が減少するだけでな
く、ポイント測定対象物に対する応答の正規化された振
幅は殆ど小さくならない。
焦点映像獲得方法及びこのための装置を利用して獲得で
きる焦点映像のシミュレーションの結果を示している。
図５Ｃに示すように、本発明による２次元の高解像度焦
点映像獲得方法及びこのための装置を使用すると、ポイ
ント測定対象物に対する応答の拡張が減少するだけでな
く、ポイント測定対象物に対する応答の正規化された振
幅は殆ど小さくならない。
【００３１】表３は、映像の大きさによる焦点映像の映
像復元に対する処理時間を示している。映像の大きさ
が、各々128×128ピクセル及び1024×1024ピクセルであ
るとき、本発明による2次元の高解像度映像獲得方法及
びこのための装置を適用する場合、映像復元時間は、各
々94msと7062msである。映像の大きさが大きい場合は、
測定データに対するFFT処理時間が急激に増加するた
め、本発明による映像獲得方法による計算時間の改善の
程度は映像ピクセルの数が増加することにより減少され
得る。しかしながら、２次元の補間アルゴリズムを含ま
ない本発明による映像獲得方法は、従来の技術による映
像獲得方法の映像復元処理時間と比較するとき、データ
処理時間を少なくとも33%以上改善していることがシミ
ュレーションの結果から分かる。表３は映像の大きさに
よる処理時間の比較をしたものである。
像復元に対する処理時間を示している。映像の大きさ
が、各々128×128ピクセル及び1024×1024ピクセルであ
るとき、本発明による2次元の高解像度映像獲得方法及
びこのための装置を適用する場合、映像復元時間は、各
々94msと7062msである。映像の大きさが大きい場合は、
測定データに対するFFT処理時間が急激に増加するた
め、本発明による映像獲得方法による計算時間の改善の
程度は映像ピクセルの数が増加することにより減少され
得る。しかしながら、２次元の補間アルゴリズムを含ま
ない本発明による映像獲得方法は、従来の技術による映
像獲得方法の映像復元処理時間と比較するとき、データ
処理時間を少なくとも33%以上改善していることがシミ
ュレーションの結果から分かる。表３は映像の大きさに
よる処理時間の比較をしたものである。
【００３２】
【表３】 （実験結果）表１で与えられたパラメータを使用して回
転する測定対象物280に対するレーダ映像を生成する。
直径が5cmであり、長さが20cmである3つのシリンダ状の
金属を測定対象物280として使用した。3つのシリンダ状
の金属は、相互に30cmおきに離れている。上述のよう
に、3つのシリンダ状の金属が測定対象物として使用さ
れたが、他の任意の測定対象物が使用できることも注目
する必要がある。
転する測定対象物280に対するレーダ映像を生成する。
直径が5cmであり、長さが20cmである3つのシリンダ状の
金属を測定対象物280として使用した。3つのシリンダ状
の金属は、相互に30cmおきに離れている。上述のよう
に、3つのシリンダ状の金属が測定対象物として使用さ
れたが、他の任意の測定対象物が使用できることも注目
する必要がある。
【００３３】図６Ａ及び図６Ｂは、各々従来の技術によ
る映像獲得方法を使用したときに獲得した測定対象物に
対する非焦点映像及び焦点映像を示している。図６Ａに
示すように、従来の技術により獲得した非焦点映像では
ブラ効果により測定対象物280の正規化された振幅が減
少され、測定対象物280の応答特性が広くなる。図６Ｂ
に示すように、従来の技術により獲得した焦点映像では
ブラ効果により映像の品質の低下が減少される。
る映像獲得方法を使用したときに獲得した測定対象物に
対する非焦点映像及び焦点映像を示している。図６Ａに
示すように、従来の技術により獲得した非焦点映像では
ブラ効果により測定対象物280の正規化された振幅が減
少され、測定対象物280の応答特性が広くなる。図６Ｂ
に示すように、従来の技術により獲得した焦点映像では
ブラ効果により映像の品質の低下が減少される。
【００３４】図６Ｃは、本発明による２次元の高解像度
焦点映像獲得方法及びこのための装置を使用して獲得し
た測定対象物に対する焦点映像を示している。図６Ａ及
び図６Ｂと比較すると、測定角度の制御誤差にもかかわ
らず、やはり振幅の小さくなる程度が減少することが分
かる。角度誤差は、復元された映像には直接影響しない
が、フーリエ変換を通じて角度誤差により生じる位相誤
差により映像品質が低下される。位相誤差の大きさは、
最大角度誤差により異なることなく、平均値により異な
る。映像復元工程を行い間に軸の中心付近で位相訂正誤
差が小さくなるため、図５Ａないし図５Ｃに示すよう
に、測定対象物(T2及びT3)の振幅が減少するが、映像平
面の中心から遠く離れるほど振幅が非常に大きくなる。
3つの映像で、実際測定対象物(T1、T2及びT3)の間でゴ
ースト測定対象物が現れる。これらのゴースト測定対象
物は、近接して配置される測定対象物の間の相互散乱効
果により生じる。相互散乱により映像品質が相当低下さ
れ得る。
焦点映像獲得方法及びこのための装置を使用して獲得し
た測定対象物に対する焦点映像を示している。図６Ａ及
び図６Ｂと比較すると、測定角度の制御誤差にもかかわ
らず、やはり振幅の小さくなる程度が減少することが分
かる。角度誤差は、復元された映像には直接影響しない
が、フーリエ変換を通じて角度誤差により生じる位相誤
差により映像品質が低下される。位相誤差の大きさは、
最大角度誤差により異なることなく、平均値により異な
る。映像復元工程を行い間に軸の中心付近で位相訂正誤
差が小さくなるため、図５Ａないし図５Ｃに示すよう
に、測定対象物(T2及びT3)の振幅が減少するが、映像平
面の中心から遠く離れるほど振幅が非常に大きくなる。
3つの映像で、実際測定対象物(T1、T2及びT3)の間でゴ
ースト測定対象物が現れる。これらのゴースト測定対象
物は、近接して配置される測定対象物の間の相互散乱効
果により生じる。相互散乱により映像品質が相当低下さ
れ得る。
【００３５】図７では、計算された回転角度と、DCサー
ブモータによる制御された回転角度との間の計算誤差を
示している。最大誤差は22.2％であり、本発明で使用さ
れる全測定角度、例えば、37.432度に対する平均誤差は
8.4％である。本発明による２次元の高解像度映像獲得
方法及びこのための装置に使用されるモータの位置誤差
は±0.0036度であり、この値は平均誤差値に比較して非
常に小さい値であるため、図７では考慮しなかった。測
定対象物回転部260、即ちモータを制御するために、例
えば、フィードバック制御方法を使用すると、エンコー
ダによる測定角度の制御誤差を減らすことができる。
ブモータによる制御された回転角度との間の計算誤差を
示している。最大誤差は22.2％であり、本発明で使用さ
れる全測定角度、例えば、37.432度に対する平均誤差は
8.4％である。本発明による２次元の高解像度映像獲得
方法及びこのための装置に使用されるモータの位置誤差
は±0.0036度であり、この値は平均誤差値に比較して非
常に小さい値であるため、図７では考慮しなかった。測
定対象物回転部260、即ちモータを制御するために、例
えば、フィードバック制御方法を使用すると、エンコー
ダによる測定角度の制御誤差を減らすことができる。
【００３６】上記において、本発明の好適な実施の形態
について説明したが、本発明の請求範囲を逸脱すること
なく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。
について説明したが、本発明の請求範囲を逸脱すること
なく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。
【００３７】
【発明の効果】従って、上述のように、映像品質と処理
時間の点で、本発明による２次元の高解像度映像獲得方
法及びこのための装置を使用して得る焦点映像アルゴリ
ズムの方が補間法を使用する非焦点及び焦点アルゴリズ
ムより優れている。本発明によると、フィードバック制
御方法を使用するモータの精巧な角度位置制御を使用す
ることにより、シミュレーションにより得られる高品質
の映像を短い処理時間内に得ることができるという効果
を奏する。
時間の点で、本発明による２次元の高解像度映像獲得方
法及びこのための装置を使用して得る焦点映像アルゴリ
ズムの方が補間法を使用する非焦点及び焦点アルゴリズ
ムより優れている。本発明によると、フィードバック制
御方法を使用するモータの精巧な角度位置制御を使用す
ることにより、シミュレーションにより得られる高品質
の映像を短い処理時間内に得ることができるという効果
を奏する。
【図１】従来の技術による映像獲得装置である。
【図２】２次元の高解像度焦点映像を獲得できる本発明
による映像獲得装置の概略的なブロック図である。
による映像獲得装置の概略的なブロック図である。
【図３】本発明による反射信号をサンプリングすること
により、測定データを獲得するための測定座標図であ
る。
により、測定データを獲得するための測定座標図であ
る。
【図４】本発明による２次元の高解像度焦点映像獲得方
法を説明するためのフローチャートである。
法を説明するためのフローチャートである。
【図５Ａ】図５Ａは、各々従来の技術の映像獲得方法及
びこのための装置を利用したときに獲得できる非焦点及
び焦点映像のシミュレーションの結果を示す図である。
びこのための装置を利用したときに獲得できる非焦点及
び焦点映像のシミュレーションの結果を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、各々従来の技術の映像獲得方法及
びこのための装置を利用したときに獲得できる非焦点及
び焦点映像のシミュレーションの結果を示す図である。
びこのための装置を利用したときに獲得できる非焦点及
び焦点映像のシミュレーションの結果を示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは本発明による２次元の高解像度映像
獲得方法及びこのための装置を利用したときに獲得でき
る焦点映像のシミュレーションの結果を示す図である。
獲得方法及びこのための装置を利用したときに獲得でき
る焦点映像のシミュレーションの結果を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、各々従来の技術の映像獲得方法及
びこのための装置を使用して獲得した測定対象物に対す
る非焦点及び焦点映像を示す図である。
びこのための装置を使用して獲得した測定対象物に対す
る非焦点及び焦点映像を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、各々従来の技術の映像獲得方法及
びこのための装置を使用して獲得した測定対象物に対す
る非焦点及び焦点映像を示す図である。
びこのための装置を使用して獲得した測定対象物に対す
る非焦点及び焦点映像を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは本発明による２次元の高解像度映像
獲得方法及びこのための装置を使用して獲得した測定対
象物に対する焦点映像を示す図である。
獲得方法及びこのための装置を使用して獲得した測定対
象物に対する焦点映像を示す図である。
【図７】設計された回転角度と、本発明による測定対象
物回転部により制御された制御角との間の誤差を示す図
である。
物回転部により制御された制御角との間の誤差を示す図
である。
【符号の説明】 210 送信アンテナ 220 受信アンテナ 230 周波数変換部 240 RF信号生成部 250 システム制御及び信号処理部 260 測定対象物回転部 270 表示部 280 測定対象物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B057 AA09 BA01 BA07 BA19 BA21 BA28 CB12 CE20 CG05 CH08 5J070 AD02 AH35 AK22
Claims (4)
- 【請求項１】 制御手段と、測定対象物から反射される
信号に対する信号処理手段と、基準信号送受信手段と、
測定対象物回転手段とを含む映像獲得装置で使用される
とともに、映像の品質を低下せずに映像復元のための処
理時間を短縮することができる制御型回転測定対象物の
２次元の高解像度映像獲得方法であって、 前記測定対象物と前記映像獲得装置に関る初期情報を獲
得する第１工程と、 前記測定対象物を回転させるためのパラメータである前
記測定対象物回転手段の回転増加分及び全回転角度を計
算する第２工程と、 開始周波数ｆｓｋ、ステップ周波数δｆｋを計算する第
３工程と、 前記第1工程ないし前記第3工程で獲得した値に基づい
て、前記測定対象物に対するデータを測定し、これを格
納する第４工程と、 前記データ測定及び格納が終了されたか否かを判断する
第５工程と、 前記判断工程の結果が否定であれば、前記第1工程ない
し第５工程を繰返し、前記判断工程の結果が肯定であれ
ば、映像復元アルゴリズムを適用して２次元の高解像度
映像を獲得する第６工程と、 前記2次元の高解像度映像を出力する第７工程とを含
み、前記映像復元アルゴリズムはデータ補間アルゴリズ
ム無しに２次元のFFT(fast fourier transform)アルゴ
リズムを測定データに適用して２次元の高解像度映像を
復元する２次元の高解像度映像獲得方法。 - 【請求項２】 前記初期情報は、データサンプリングの
ための /Ｙ軸の初期値/Ｙ０、Ｘ軸上の初期測定間隔δ
/Ｘ０、/Ｙ軸上の測定間隔δ/Ｙを含み、 前記各々の初期情報は、 【数１】 である場合、 【数２】 である場合、 【数３】 より各々計算される請求項１に記載の２次元の高解像度
映像獲得方法。 - 【請求項３】 前記第３工程でΦｋは、 【数４】 により計算され、 前記ｆｓｋは、 【数５】 により計算され、 前記δｆｋは 【数６】 により計算され、ここで、cは光速度である請求項２に
記載の２次元の高解像度映像獲得方法。 - 【請求項４】 制御型測定対象物を回転するように制御
し、各々の回転角度で前記制御型測定対象物に対するデ
ータを測定して2次元の高解像度映像を獲得することが
できる装置であって、 前記測定対象物を所定の角度だけ回転させ、所定角の間
の間隔が互いに同一ではない回転手段と、 第１信号を発生するための手段と、 前記第１信号を前記制御型測定対象物に伝送するための
伝送手段と、 前記制御型測定対象物から反射される第２信号を受信す
るための手段と、 前記第１信号及び前記第２信号の周波数を互いに異なる
周波数を有する第３及び第４信号に各々変換させるため
の手段と、 前記第３及び第４信号に基づいて、前記制御型測定対象
物を表示する映像を復元するとともに、前記測定対象物
回転手段を制御するための信号処理及び制御手段とを含
み、前記信号処理及び制御手段は、補間アルゴリズム処
理をせずにFFTアルゴリズムを測定データに適用する２
次元の高解像度映像獲得装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2000-0014724A KR100502409B1 (ko) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 2차원의 고해상도 영상 획득 방법 및 장치 |
| KR2000-14724 | 2000-03-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001281333A true JP2001281333A (ja) | 2001-10-10 |
| JP3413170B2 JP3413170B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=19657760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000338107A Expired - Fee Related JP3413170B2 (ja) | 2000-03-23 | 2000-11-06 | ２次元の高解像度映像獲得方法及びこのための装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3413170B2 (ja) |
| KR (1) | KR100502409B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113640801A (zh) * | 2021-09-17 | 2021-11-12 | 内蒙古工业大学 | 用于地基sar低旁瓣成像模式的方法、装置及存储介质 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101672699B1 (ko) | 2014-08-28 | 2016-11-04 | 연세대학교 산학협력단 | 토모그래피 장치 및 그의 기하 보정 방법 |
| KR101645346B1 (ko) | 2014-09-03 | 2016-08-03 | 연세대학교 산학협력단 | 토모그래피 장치 및 그의 기하 보정 방법 |
| CN115002304B (zh) * | 2022-04-12 | 2024-03-22 | 华东师范大学 | 一种视频图像分辨率自适应转换装置 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5274714A (en) * | 1990-06-04 | 1993-12-28 | Neuristics, Inc. | Method and apparatus for determining and organizing feature vectors for neural network recognition |
| US5412592A (en) * | 1991-10-31 | 1995-05-02 | The Regents Of The University Of California | Optoelectronic associative memory using parallel-readout optical disk storage |
| US5375156A (en) * | 1992-03-31 | 1994-12-20 | Siemens Medical Systems, Inc. | Method and apparatus for 3-D computer tomography |
| JP3672976B2 (ja) * | 1995-09-05 | 2005-07-20 | 株式会社東芝 | 磁気共鳴映像装置 |
| GB9614407D0 (en) * | 1996-07-09 | 1996-09-04 | Secr Defence | Method for imaging artefact reduction |
| US5937102A (en) * | 1996-10-09 | 1999-08-10 | California Institute Of Technology | Image reconstruction |
| US6111992A (en) * | 1997-07-28 | 2000-08-29 | Likhterov; Boris | Real-time two-dimensional filtering of video signals |
| US6373970B1 (en) * | 1998-12-29 | 2002-04-16 | General Electric Company | Image registration using fourier phase matching |
| US6148056A (en) * | 1999-02-22 | 2000-11-14 | General Electric Company | Efficient cone-beam reconstruction system using circle-and-line orbit data |
-
2000
- 2000-03-23 KR KR10-2000-0014724A patent/KR100502409B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2000-10-20 US US09/693,217 patent/US6674913B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-11-06 JP JP2000338107A patent/JP3413170B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113640801A (zh) * | 2021-09-17 | 2021-11-12 | 内蒙古工业大学 | 用于地基sar低旁瓣成像模式的方法、装置及存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100502409B1 (ko) | 2005-07-19 |
| US6674913B1 (en) | 2004-01-06 |
| KR20010090113A (ko) | 2001-10-18 |
| JP3413170B2 (ja) | 2003-06-03 |
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