JP2001289942A - 自動目標探知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の構成では、大きさの固定された矩形型
の背景領域と、目標領域を有する目標抽出フィルタによ
る、背景領域と目標領域の抽出出力を比較して目標の探
知を判定していたので、目標の形状、大きさによって目
標の探知が出来ない場合があるという問題があった。 【解決手段】 探知目標に係る信号を抽出する目標領域
と、この目標領域の周囲に設けられたガード領域と、前
記ガード領域の外側に設けられた背景領域とから構成さ
れる目標抽出フィルタに係る各領域の信号抽出して利用
する。また、目標領域の形状は予め用意されたものの中
から探知目標の形状に応じて選別し利用できるように構
成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、レーダ画像等の
画像解析装置において艦船等の目標を探知する自動目標
探知装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４に示す従来例にかかる目標探知装置
について説明する。図４において、１５はレーダ画像入
力部、１６は目標信号抽出部、１７は目標探知結果出力
部である。レーダ受信機からレーダ画像入力部１５に取
り込まれたレーダ画像信号は、目標信号抽出部１６にお
いて図５に示す目標抽出フィルタで設定された目標領域
１８と背景領域２０の信号を区別して抽出すると共に、
目標領域１８の輝度レベルの合計値と背景領域２０の輝
度値と輝度分布とを求める。そして両者を比較し、その
比較値が予め設定したしきい値以上か否かにより、当該
目標領域１８が探知目標の画像領域に該当するかの判定
を行う。なお、従来装置では、目標領域１８と背景領域
２０は予め固定された大きさに設定されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来装置は以上のよう
に構成されていたので、目標抽出フィルタの目標領域１
８より大きな対象に対しては、対象部分が目標抽出フィ
ルタの背景領域２０にかぶさるため、対象に対する探知
判定処理ができない。又目標領域１８を矩形に固定して
いるので、矩形以外の対象に対し探知判定処理ができな
い、という問題があった。

【０００４】この発明は上記の問題を解決するためにな
されたものであり、目標の大きさ、形状の如何にかかわ
らず対応できるようにした自動目標探知装置を得ること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、この発明に係る自動目標探知装置は、探知目標に係
る信号を抽出する目標領域と、この目標領域の周囲に設
けられたガード領域と、前記特定された領域の、前記ガ
ード領域の外側に設けられた背景領域とから構成される
目標抽出フィルタに係る各領域の信号を生成する抽出フ
ィルタ信号生成部、前記抽出フィルタ信号生成部からの
信号によって制御され、レーダ画像信号入力部に取り込
まれたレーダ画像信号の前記目標領域とガード領域と背
景領域の画像信号を区別して抽出する目標信号抽出部、
前記目標抽出フィルタの各領域における抽出条件を決定
するパラメータ情報を複数種蓄積すると共に、探知目標
の状況に対応して、この複数種のパラメータ情報の中か
ら指定されたパラメータ情報を前記抽出フィルタ信号生
成部に設定する目標抽出パラメータ部、前記目標信号抽
出部から抽出されたレーダ画像信号に係る抽出信号を、
探知目標の状況に対応して設定された探知目標決定パラ
メータにより評価し、探知目標に係る画像信号を決定す
る探知目標決定部を備え、探知目標の状況に対応して設
定された目標抽出フィルタによってレーダ画像信号を走
査し、得られた目標抽出信号を探知目標決定パラメータ
によって評価して、探知目標に係る画像信号を抽出する
ようにしたものである。

【０００６】また、レーダ画像信号の目標抽出フィルタ
に係る各領域の輝度信号を求め、背景領域に含まれガー
ド領域に含まれない領域の輝度信号の標準偏差をＢσ、
目標領域の輝度信号の値から背景領域の輝度信号の値の
平均値を引き去った値をＴＡ、当該目標領域が探知目標
の一部に該当するかの判定のしきい値計数をＴｈとする
と、ＴＡ−Ｂσ×Ｔｈ＞０である時に、当該目標領域を
探知目標の一部を構成する画像信号部分に該当すると判
定する共に、隣り合う探知目標の一部を構成する画像信
号部分と判定された領域が連続し、その集合面積が探知
目標決定パラメータで設定された面積以上の場合に、こ
の画像の集合を探知目標とするようにしたものである。

【０００７】また、背景領域の輝度の値の平均値をＢＡ
のとき、ＢＡ＋３Ｂσ＜特定の背景位置における輝度の
値、である場合は当該背景位置の輝度の値は背景信号と
して使用しないようにしたものである。

【０００８】また、目標抽出フィルタの目標領域の形状
は探知目標に応じ、その大きさと形状を適応的に変える
ようにしたものである。

【０００９】また、目標抽出フィルタの目標領域の形状
は星字型としたものである。

【００１０】また、目標抽出フィルタの目標領域は多角
形としたものである。

【００１１】また、目標抽出フィルタの目標領域は2 種
以上の形状を組み合わせて構成したものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下この発明の実
施の形態１について、図１、図２に基づき説明する。図
１は自動目標探知装置の構成図、図２はレーダ画像にお
ける目標抽出フィルタの説明図である。図において、１
はレーダ受信機からのレーダ画像信号を取り込むレーダ
画像入力部、２はレーダ画像信号から探知目標に係る信
号を抽出する目標領域１１と、この目標領域１１の周囲
に設けられたガード領域１２と、ガード領域１２の外側
に設けられた背景領域１３とから構成される目標抽出フ
ィルタに係る信号を生成する抽出フィルタ信号生成部、
３は前記目標抽出フィルタの各領域に係る目標抽出のパ
ラメータ情報を複数種予め蓄積すると共に、目標の状況
に対応して、この複数種のパラメータ情報の中から指定
されたパラメータ情報を前記抽出フィルタ信号生成部２
に設定する目標抽出パラメータ部、４は前記抽出フィル
タ信号生成部２からの信号によって制御され、レーダ画
像信号入力部１より取り込まれたレーダ画像信号の前記
目標領域１１とガード領域１２と背景領域１３の画像信
号を区別して抽出する目標信号抽出部、５は探知目標に
対応して設定され探知目標かどうかの決定を行う時に利
用される探知目標決定パラメータを記憶する探知目標決
定パラメータ部、６は目標信号抽出部から抽出されたレ
ーダ画像信号に係る抽出信号を、探知目標に対応して設
定された前記探知目標決定パラメータにより評価し、探
知目標に係る画像信号を決定する探知目標決定部、７は
目標探知結果を画像信号を利用する出力形式に合わせて
出力する目標探知結果出力部である。１０はレーダ画像
信号を表示したレーダ画面である。

【００１３】次に動作について説明する。図１において
レーダ画像入力部１に取り込まれたレーダ画像信号は、
目標信号抽出部４に導かれ抽出フィルタ信号生成部２か
らの信号で、図２に示す目標領域１１、ガード領域１
２、背景領域１３に該当する部分の信号が区分けされて
抽出される。目標信号抽出部４による「区分けして抽出
する方法」としては、パラメータ情報が設定された抽出
フィルタ信号生成部２からの信号で、レーダ画像信号に
よるレーダ画面上の該当する位置の画素信号をゲート出
力することで達せられる。目標抽出フィルタの目標領域
１１の形状は通常正方形に設定されるが、レーダ画像信
号のレーダ画面１０における目標物の画像信号の形状に
応じ円形、楕円形、長方形、星型などに設定することが
できるようになっている。又その大きさは、目標のレー
ダ画面１０での大きさ( 画素数) に応じて設定される。
このため、レーダ画面１０の目標の大きさと形状がわか
っていると、それにあわせた処理速度の早いパラメータ
情報の選定ができる。又密集した船などの中に対象とし
ている目標（船）がある時は背景領域１３にこの密集し
た他の船の画像信号が含まれてしまい背景領域１３の把
握ができなくなるので、この場合はガード領域１２を大
きく設定して解決している。この目標抽出フィルタの目
標領域の１１の形状、大きさ、背景領域１３、ガード領
域１２の各諸元はパラメータ情報として目標抽出パラメ
ータ部３に蓄積されており、手動による設定、または自
動による設定により簡単に所要のパラメータ情報を抽出
信号生成部に設定出来るようになっている。このように
して、抽出フィルタ信号生成部２に目標抽出のパラメー
タ情報を設定して、レーダ画像信号の、レーダ画面１０
上を左上から右下に向けて走査し、ちょうどはめ込みモ
ザイクのようにして、レーダ画面１０の上の各画素毎に
目標信号の有無を目標信号抽出部４で確認し抽出してい
く。

【００１４】次に、目標信号抽出部４の出力信号は探知
目標決定部６に導かれ、以下に説明するようにして当該
抽出信号が探知目標に係る画像信号かの評価と探知目標
の決定を行う。レーダ画像信号の目標抽出フィルタに係
る目標領域１１、ガード領域１２、背景領域１３に該当
する各領域の輝度信号を求め、背景領域１３に含まれガ
ード領域１２に含まれない領域の輝度信号の標準偏差を
Ｂσ、目標領域１１の輝度信号の値から背景領域１３の
輝度信号の値の平均値を引き去った値をＴＡ、当該目標
領域１１が探知目標の一部に該当するかどうかの判定の
しきい値をＴｈとすると、ＴＡ−Ｂσ×Ｔｈ＞０である
時に、当該目標領域を探知目標の一部を構成する画像信
号部分に該当すると判定すると共に、隣り合う探知目標
の一部を構成する画像信号部分と判定された領域が連続
し、その集合面積が探知目標決定パラメータで設定され
た面積以上の場合に、この画像の集合を探知目標とす
る。

【００１５】また、当該目標領域を探知目標の一部を構
成する画像信号部分に該当するかの判定において、背景
領域の輝度の値の平均値をＢＡとしたとき、ＢＡ＋３Ｂ
σ＜特定の背景位置における輝度の値である場合は、当
該背景位置の輝度の値は背景信号として使用しないこと
とする。このようにすると、接近する目標が背景領域に
含まれたいた場合にそれを背景情報から除去でき目標探
知の確度が向上する。

【００１６】なお、強い反射点で発生するサイドローブ
による受信画像信号のある場合の判定には目標抽出フィ
ルタの構成としては、図３に示すように、目標領域１１
の部分を星型にしたものを用いると目標探知の確度が向
上する。また、目標領域１１の形状としては探知目標の
形状に対応し、星型の他に長方形、楕円形、多角形ある
いは、これらの組み合わせを利用できるようにしてい
る。これらの目標抽出フィルタの構成に関するパラメー
タ情報は、目標抽出パラメータ部３に蓄積しておき、目
標の状況に対応して設定替えを行いながら運用する。こ
の設定替えによる探知目標に係る信号の抽出作業は、パ
ラメータ情報の入替えが簡単に行えるので、予め設定さ
れた手順にしたがって設定替えを自動的に逐次行い、そ
れぞれの目標探知結果を得て評価する方法がとれる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る自
動目標探知装置は、目標抽出フィルタの各領域に係るパ
ラメータ情報を複数用意して、探知目標の状況に対応し
てこのパラメータ情報を抽出フィルタ生成部に設定し、
レーダ画像信号からの信号を抽出し、さらに探知目標の
状況に対応して設定された探知目標決定パラメータによ
りこの抽出された信号を評価して探知目標に係る信号を
決定するようにしたので、目標の大きさ、形状等の如何
に係わらず対応して自動的に目標探知を行うことができ
る効果がある。

【００１８】また、レーダ画像信号の目標抽出フィルタ
に係る各領域の輝度信号を求め、背景領域に含まれガー
ド領域に含まれない領域の輝度信号の値の標準偏差をＢ
σ、目標領域の輝度信号の値から背景領域の輝度信号の
値の平均値を引き去った値をＴＡ、当該目標領域が探知
目標の一部に該当するかの判定のしきい値計数をＴｈと
すると、ＴＡ−Ｂσ×Ｔｈ＞０である時に、当該目標領
域を探知目標の一部を構成する画像信号部分に該当する
と判定する共に、隣り合う探知目標の一部を構成する画
像信号部分と判定された領域が連続し、その集合面積が
探知目標決定パラメータで設定された面積以上の場合
に、この画像の集合を探知目標とすることにしたので、
目標の大きさ、形状の如何にかかわらず背景領域の画像
信号の峻別を行って自動的に目標探知ができる効果があ
る。

【００１９】また、背景領域の輝度の値の平均値をＢＡ
とした時とき、ＢＡ＋３Ｂσ＜特定の背景位置における
輝度の値、である時に、当該背景位置の輝度の値は背景
信号として使用しないようにしたので、接近する目標が
背景領域に含まれたいた場合にそれを背景情報から除外
でき、目標探知の確度向上が図れる効果がある。

【００２０】また、目標抽出フィルタの目標領域の形状
は探知目標に応じ、その大きさと形状を適応的に変える
ようにしたので、目標の大きさ、形状の如何にかかわら
ず対応して自動的に目標探知ができる効果がある。

【００２１】また、目標抽出フィルタの目標領域の形状
は星字型としたので、強い反射点で発生するサイドロー
ブによる受信画像信号のある場合に目標探知の確度が向
上する効果がある。

【００２２】また、目標抽出フィルタの目標領域を多角
形にしたので、目標が多角形から構成される場合に目標
探知の確度が向上する効果がある。

【００２３】 目標抽出フィルタの目標領域は２種以上
の形状の組み合わせ形状としたので、多くの楕円形と多
角形その他の形状から構成される目標に対し、目標探知
の確度が向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係る自動目標探知装置の構成図で
ある。

【図２】 レーダ画像における目標抽出フィルタの説明
図である。

【図３】 目標抽出フィルタの説明図である。

【図４】 従来の目標探知装置の構成図である。

【図５】 従来方式の目標探知装置に適用されていた目
標抽出フィルタの説明図である。

【符号の説明】

１ レーダ画像入力部 ２ 抽出フィルタ信号中生成部、 ３ 目標抽出パラメ
ータ部、４ 目標信号抽出部、 ５ 探知目標決定パラ
メータ部、７ 目標探知結果出力部。 １０ レーダ画面、 １１ 目標領域、 １２ ガード
領域、１３ 背景領域。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 探知目標に係る信号を抽出する目標領域
   と、この目標領域の周囲に設けられたガード領域と、前
   記ガード領域の外側に設けられた背景領域とから構成さ
   れる目標抽出フィルタに係る各領域の信号を生成する抽
   出フィルタ信号生成部、前記抽出フィルタ信号生成部か
   らの信号によって制御され、レーダ画像信号入力部に取
   り込まれたレーダ画像信号の前記目標領域とガード領域
   と背景領域の画像信号を区別して抽出する目標信号抽出
   部、前記目標抽出フィルタの各領域における抽出条件を
   決定するパラメータ情報を複数種蓄積すると共に、探知
   目標の状況に対応して、この複数種のパラメータ情報の
   中から指定されたパラメータ情報を前記抽出フィルタ信
   号生成部に設定する目標抽出パラメータ部、前記目標信
   号抽出部から抽出されたレーダ画像信号に係る抽出信号
   を、探知目標の状況に対応して設定された探知目標決定
   パラメータにより評価し、探知目標に係る画像信号を決
   定する探知目標決定部を備え、探知目標の状況に対応し
   て設定された目標抽出フィルタによってレーダ画像信号
   を走査し、得られた目標抽出信号を探知目標決定パラメ
   ータによって評価して、探知目標に係る画像信号を抽出
   するようにしたことを特徴とする自動目標探知装置。
2. 【請求項２】 レーダ画像信号の目標抽出フィルタに係
   る各領域の輝度信号を求め、背景領域に含まれガード領
   域に含まれない領域の輝度信号の標準偏差をＢσ、目標
   領域の輝度信号の値から背景領域の輝度信号の値の平均
   値を引き去った値をＴＡ、当該目標領域が探知目標の一
   部に該当するかの判定のしきい値計数をＴｈとすると、
   ＴＡ−Ｂσ×Ｔｈ＞０である時に、当該目標領域を探知
   目標の一部を構成する画像信号部分に該当すると判定す
   る共に、隣り合う探知目標の一部を構成する画像信号部
   分と判定された領域が連続し、その集合面積が探知目標
   決定パラメータで設定された面積以上の場合に、この画
   像の集合を探知目標とすることを特徴とする請求項１に
   記載の自動目標探知装置。
3. 【請求項３】 背景領域の輝度の値の平均値をＢＡと
   し、ＢＡ＋３Ｂσ＜特定の背景位置における輝度の値、
   である時は当該背景位置の輝度の値は背景信号として使
   用しないようにしたことを特徴とする請求項１又は請求
   項２に記載の自動目標探知装置。
4. 【請求項４】 目標抽出フィルタの目標領域の形状は探
   知目標に応じ、その大きさと形状を適応的に変えること
   を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載
   の自動目標探知装置。
5. 【請求項５】 目標抽出フィルタの目標領域の形状は星
   字型であることを特徴とする特徴とする請求項１〜請求
   項３のいずれか一項に記載の自動目標探知装置。
6. 【請求項６】 目標抽出フィルタの目標領域は多角形で
   あることを特徴とする特徴とする請求項１〜請求項３の
   いずれか一項に記載の自動目標探知装置。
7. 【請求項７】 目標抽出フィルタの目標領域は２種以上
   の形状の組み合わ形状であることを特徴とする請求項１
   〜請求項３のいずれか一項に記載の自動目標探知装置。