JP2004170170A - Method and device of estimating ship shape and program for ship shape estimation - Google Patents

Method and device of estimating ship shape and program for ship shape estimation Download PDF

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Yasutaka Tokuhara
康隆 徳原
Masahiro Takahashi
雅宏 高橋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To automatically estimate the shape of a target ship based on a synthetic aperture radar image. <P>SOLUTION: A ship shape estimator 1 is a device for estimating a shape of a target ship on the earth's surface according to a synthetic aperture radar image of the earth's surface. The estimator 1 comprises a ship area determination section (determination means) 5, a brightness shape estimation section (calculation means) 6, a reference function storage section (storage section) 7, and a ship shape estimation section (cross section calculating means) 8. The ship area determination section (determination means) 5 determines a pixel area of the target ship depending on the brightness difference of each pixel of a cut pictorial image I of a synthetic aperture radar image. The brightness shape estimation section (calculation means) 6 calculates the grand total of brightness of the determined pixel area of the target ship. The reference function storage section (storage means) 7 stores as a reference function, function data representing a relational expression between the grand total brightness of a pixel area and the cross section of an ordinary ship, which are obtained from synthetic aperture radar images of a plurality of sample ships having a preliminarily known cross section. The ship shape estimation section (cross section estimating means) 8 calculates the cross section of the target ship as information expressing the shape of the target ship based on the brightness grand total of the pixel area of the target ship calculated by the brightness shape estimation section (calculation means) 6 with the reference function stored in the reference function storage section 7. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、人工衛星や航空機に搭載されたアンテナから地球表面に照射され、その地球表面から反射された電磁波（反射波）を衛星或いは航空機に搭載されたアンテナで受信し、受信した反射波に対して、画像再生処理という必要な信号処理を施して得られた画像（多数のアンテナの開口面が合成された広範囲画像に匹敵するものであり、以下、この画像を合成開口レーダ画像と定義する）を用いて、地球表面上における対象となる船舶の形状を推定する船舶形状推定方法及び装置、並びに船舶形状推定用プログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
合成開口レーダは全天候型・広範囲のレーダであり、この合成開口レーダに基づく合成開口レーダ画像は高い分解能を有している。また、合成開口レーダ画像は、ＣＤ−ＲＯＭや磁気テープ等の可搬型の記録媒体に格納された状態で、又は、通信ネットワークを介して利用者に供給されるようになっている。このため、合成開口レーダ画像は、様々な分野への応用が期待されている。
【０００３】
ここで、地球表面上の船舶の形状（面積、全長、全幅）を、その地球表面の合成開口レーダ画像から推定する際、従来では、作業者が、目視及び手作業により、船舶の全長・全幅方向の画素数（ピクセル数）を数え、画像解像度と積算することにより全長・全幅の長さを推定する。そして、作業者は、画素数及び画像解像度の積を、さらに船舶領域のピクセル数と積算することにより、船舶の面積を推定していた。
【０００４】
また、合成開口レーダ画像を用いて、地球表面上における対象となる船舶の形状を推定する船舶形状推定方法として、合成開口レーダ画像の各画素の輝度差により目標（船舶）候補存在領域を判定し目標候補存在領域中の目標候補構成画素とすることで、画像中の目標候補を限定でき、不要な目標候補に対するラベリング処理、重心算出処理、目標判定処理を行わなくて済むことになるため、全体の演算処理を短縮することができるものがあった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２３０５２０号公報（第２１図）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の人手による合成開口レーダ画像を用いた船舶の形状推定方法においては、作業者の目視や手作業により、合成開口レーダ画像から船舶の全長、全幅及び面積を推定しているため、作業者に多大な負担を強いる結果となっていた。
【０００７】
特に、合成開口レーダ画像は、非常に多くの情報量を有している反面、その合成開港レーダ画像に含まれる情報を解析するには多大な労力が必要であり、合成開口レーダ画像から具体的に船舶形状を推定する方法を見出すことが困難であった。
【０００８】
さらに、上述したように、合成開口レーダ画像から船舶の大きさ（面積：対象物を電磁波放射方向から見た際の平面面積に相当する）を推定する場合、レーダ画像の解像度を用いて船舶面積を推定する手法であるため、そのレーダ画像解像度以上の精度で船舶の面積、全長及び全幅を推定することが困難であった。
【０００９】
また、合成開口レーダ画像の各画素の輝度差により目標候補存在領域を判定し目標候補存在領域中の目標候補構成画素とする船舶形状推定方法にあっても、合成開口レーダ画像の解像度の影響を受けることなるため、合成開口レーダの解像度以上の精度で船舶の形状を自動的に推定することができなかった。
【００１０】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、人手を用いることなく、かつ合成開口レーダ画像の解像度以上の精度で、合成開口レーダ画像から船舶の形状を自動的に推定できる船舶形状推定方法及び装置、並びに船舶形状推定用プログラムを提供することをその課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
レーダ反射断面積とは、物体が電磁波を散乱させる度合いを示す量である。一般に、平面電磁波がある対象物に当たった際に、その対象物によって電磁エネルギーが散乱される大きさは、反射断面積として表現できる。
【００１２】
レーダ反射断面積の考え方を用いることで、放射された電磁波が対象物によって反射（散乱）された場合、その反射エネルギーから対象物の断面積（ここで、対象物の断面積とは、対象物を電磁波放射方向から見た際の外周縁に囲まれた領域における電磁波放射方向に直交する断面積と定義する）を逆算することができる。これは、レーダ反射エネルギーが対象物の断面積（大きさ）に比例するからである。
【００１３】
ここで、船舶を構成する画素領域（船舶領域）の輝度の和である輝度総和をレーダ反射エネルギーと考えれば、船舶の大きさ（断面積）と輝度総和との間には、比例関係が成り立つ。
【００１４】
そこで、この発明では、上記比例関係式を表す関数データを用いることにより、船舶の切り出し画像（地球表面の合成開口レーダ画像から船舶画素領域と判定された画像）から船舶の大きさ（断面積）を求めている。
【００１５】
すなわち、請求項１に記載の発明は、地球表面上における対象となる船舶の形状を前記地球表面の合成開口レーダ画像から推定する船舶形状推定装置であって、前記合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から前記対象船舶の画素領域を判定する判定手段と、前記判定された対象船舶の画素領域の輝度総和を算出する算出手段と、予め断面積が既知の複数のサンプルとなる船舶それぞれの合成開口レーダ画像から得られた、一般船舶の画素領域の輝度総和と当該一般船舶の断面積との関係式を表す関数データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された関数データ及び前記算出手段により算出された対象船舶の画素領域の輝度総和に基づいて当該対象船舶の断面積を前記対象船舶の形状を表す情報として算出する断面積算出手段とを備えている。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成に加えて、予め前記複数のサンプル船舶それぞれの合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から当該サンプル船舶それぞれの画素領域を判定する手段と、前記判定されたサンプル船舶それぞれの画素領域の輝度総和を算出する手段と、一般船舶の輝度総和と当該一般船舶の断面積との関係を係数を用いて表す関係式に対して、算出されたサンプル船舶それぞれの画素領域の輝度総和と当該複数のサンプル船舶それぞれの既知の断面積とをそれぞれ代入し、最小二乗法により前記係数を決定する手段と、決定された係数に基づく関係式を前記関数データとして前記記憶手段に格納する手段とをさらに備えている。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明は、地球表面上における対象となる船舶の形状を前記地球表面の合成開口レーダ画像から推定する船舶形状推定装置であって、前記合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から前記対象船舶の画素領域を判定する判定手段と、前記判定された対象船舶の画素領域の輝度総和を算出する算出手段と、予め断面積及び全長が既知の複数のサンプルとなる船舶それぞれの合成開口レーダ画像から得られた、一般船舶の画素領域の輝度総和と当該一般船舶の全長との関係式を表す関数データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された関数データ及び前記算出手段により算出された対象船舶の画素領域の輝度総和に基づいて当該対象船舶の全長を前記対象船舶の形状を表す情報として算出する全長算出手段とを備えている。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項３の構成に加えて、予め前記複数のサンプル船舶それぞれの合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から当該サンプル船舶それぞれの画素領域を判定する手段と、前記判定されたサンプル船舶それぞれの画素領域の輝度総和を算出する手段と、船舶の輝度総和と当該船舶の全長との関係を係数を用いて表す関係式に対して、算出されたサンプル船舶それぞれの画素領域の輝度総和と当該複数のサンプル船舶それぞれの既知の全長とをそれぞれ代入し、最小二乗法により前記係数を決定する手段と、決定された係数に基づく関係式を前記関数データとして前記記憶手段に格納する手段とをさらに備えている。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、地球表面上における対象となる船舶の形状を前記地球表面の合成開口レーダ画像から推定する船舶形状推定装置であって、前記合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から前記対象船舶の画素領域を判定する判定手段と、前記判定された対象船舶の画素領域の輝度総和を算出する算出手段と、予め断面積及び全幅が既知の複数のサンプルとなる船舶それぞれの合成開口レーダ画像から得られた、一般船舶の画素領域の輝度総和と当該一般船舶の全幅との関係式を表す関数データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された関数データ及び前記算出手段により算出された対象船舶の画素領域の輝度総和に基づいて当該対象船舶の全幅を前記対象船舶の形状を表す情報として算出する全幅算出手段とを備えている。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項５の構成に加えて、予め前記複数のサンプル船舶それぞれの合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から当該サンプル船舶それぞれの画素領域を判定する手段と、前記判定されたサンプル船舶それぞれの画素領域の輝度総和を算出する手段と、一般船舶の輝度総和と当該一般船舶の全幅との関係を係数を用いて表す関係式に対して、算出されたサンプル船舶それぞれの画素領域の輝度総和と当該複数のサンプル船舶それぞれの既知の全幅とをそれぞれ代入し、最小二乗法により前記係数を決定する手段と、決定された係数に基づく関係式を前記関数データとして前記記憶手段に格納する手段とをさらに備えている。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、地球表面上における対象となる船舶の形状を前記地球表面の合成開口レーダ画像から推定するためのコンピュータが実行可能な船舶形状推定用プログラムであって、前記コンピュータを、前記合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から前記対象船舶の画素領域を判定する判定手段と、前記判定された対象船舶の画素領域の輝度総和を算出する算出手段と、当該コンピュータがアクセス可能な記憶媒体に記憶された、予め断面積が既知の複数のサンプルとなる船舶それぞれの合成開口レーダ画像から得られた、一般船舶の画素領域の輝度総和と当該一般船舶の断面積との関係式を表す関数データを当該記憶媒体から読み出す手段と、読み出された関数データ及び前記算出手段により算出された対象船舶の画素領域の輝度総和に基づいて当該対象船舶の断面積を前記対象船舶の形状を表す情報として算出する断面積算出手段と、してそれぞれ機能させることとしている。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、地球表面上における対象となる船舶の形状を前記地球表面の合成開口レーダ画像から推定するためのコンピュータが実行可能な船舶形状推定用プログラムであって、前記コンピュータを、前記合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から前記対象船舶の画素領域を判定する判定手段と、前記判定された対象船舶の画素領域の輝度総和を算出する算出手段と、当該コンピュータがアクセス可能な記憶媒体に記憶された、予め全長が既知の複数のサンプルとなる船舶それぞれの合成開口レーダ画像から得られた、一般船舶の画素領域の輝度総和と当該一般船舶の全長との関係式を表す関数データを当該記憶媒体から読み出す手段と、読み出された関数データ及び前記算出手段により算出された対象船舶の画素領域の輝度総和に基づいて当該対象船舶の全長を前記対象船舶の形状を表す情報として算出する断面積算出手段と、してそれぞれ機能させることとしている。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、地球表面上における対象となる船舶の形状を前記地球表面の合成開口レーダ画像から推定するためのコンピュータが実行可能な船舶形状推定用プログラムであって、前記コンピュータを、前記合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から前記対象船舶の画素領域を判定する判定手段と、前記判定された対象船舶の画素領域の輝度総和を算出する算出手段と、当該コンピュータがアクセス可能な記憶媒体に記憶された、予め全幅が既知の複数のサンプルとなる船舶それぞれの合成開口レーダ画像から得られた、一般船舶の画素領域の輝度総和と当該一般船舶の全幅との関係式を表す関数データを当該記憶媒体から読み出す手段と、読み出された関数データ及び前記算出手段により算出された対象船舶の画素領域の輝度総和に基づいて当該対象船舶の全幅を前記対象船舶の形状を表す情報として算出する断面積算出手段と、してそれぞれ機能させることとしている。
【００２４】
請求項１０に記載の発明は、地球表面上における対象となる船舶の形状を前記地球表面の合成開口レーダ画像から推定する船舶形状推定方法であって、前記合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から前記対象船舶の画素領域を判定するステップと、前記判定された対象船舶の画素領域の輝度総和を算出するステップと、予め断面積が既知の複数のサンプルとなる船舶それぞれの合成開口レーダ画像から得られた、一般船舶の画素領域の輝度総和と当該一般船舶の断面積との関係式を表す関数データを記憶するステップと、前記記憶ステップに記憶された関数データ及び前記算出ステップにより算出された対象船舶の画素領域の輝度総和に基づいて当該対象船舶の断面積を前記対象船舶の形状を表す情報として算出するステップとを備えている。
【００２５】
請求項１１に記載の発明は、地球表面上における対象となる船舶の形状を前記地球表面の合成開口レーダ画像から推定する船舶形状推定方法であって、前記合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から前記対象船舶の画素領域を判定するステップと、前記判定された対象船舶の画素領域の輝度総和を算出するステップと、予め全長が既知の複数のサンプルとなる船舶それぞれの合成開口レーダ画像から得られた、一般船舶の画素領域の輝度総和と当該一般船舶の全長との関係式を表す関数データを記憶するステップと、前記記憶ステップに記憶された関数データ及び前記算出ステップにより算出された対象船舶の画素領域の輝度総和に基づいて当該対象船舶の全長を前記対象船舶の形状を表す情報として算出するステップとを備えている。
【００２６】
請求項１２に記載の発明は、地球表面上における対象となる船舶の形状を前記地球表面の合成開口レーダ画像から推定する船舶形状推定方法であって、前記合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から前記対象船舶の画素領域を判定するステップと、前記判定された対象船舶の画素領域の輝度総和を算出するステップと、予め全幅が既知の複数のサンプルとなる船舶それぞれの合成開口レーダ画像から得られた、一般船舶の画素領域の輝度総和と当該一般船舶の全幅との関係式を表す関数データを記憶するステップと、前記記憶ステップに記憶された関数データ及び前記算出ステップにより算出された対象船舶の画素領域の輝度総和に基づいて当該対象船舶の全幅を前記対象船舶の形状を表す情報として算出するステップとを備えている。
【００２７】
【発明の実施の形態】
この発明に係る船舶形状推定方法及び装置、並びに船舶形状推定用プログラムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２８】
図１は、この発明の実施の形態に係る船舶形状推定装置１の全体構成を示す概略ブロック図である。
【００２９】
図１に示すように、船舶形状推定装置１は、ディスプレイ等の表示装置２と、合成開口レーダ画像から抽出された（切り出された）、形状推定対象となる船舶（対象船舶）部分を含む対象船舶切出し画像が可搬型記録媒体や通信ネットワーク等を介して提供された際に、その対象船舶切出し画像（２次元の平面画像）Ｉを船舶形状装置１内に入力する機能、及び後述する推定処理により推定された対象船舶の断面積、全長及び全幅を表示装置２に表示させる機能をそれぞれ有する入出力装置３とを備えている。
【００３０】
また、船舶形状推定装置１は、入出力装置３により入力された船舶切出し画像Ｉから対象船舶の領域（画素領域）を判定する判定手段としての船舶領域判定部５と、この船舶領域判定部５により判定された対象船舶の画素領域の各画素の輝度の総和を算出する算出手段としての輝度総和算出部６とを備えている。
【００３１】
さらに、船舶形状推定装置１は、後述する複数のサンプル船舶それぞれの合成開口レーダ画像から得られた、一般船舶（対象船舶や複数のサンプル船舶を含む全ての船舶を総称する意味として用いている）の画素領域の輝度総和と、その一般船舶の断面積との関係式を表す関数データを参照関数として記憶する記憶手段としての参照関数記憶部（データベース）７と、輝度総和算出部６により算出された対象船舶の画素領域の輝度総和、及び参照関数記憶部７に記憶された関数データ（参照関数）に基づいて、対象船舶の断面積、全長及び全幅を船舶形状を表す情報として推定する断面積算出手段としての船舶形状推定部８とを備えている。
【００３２】
この船舶形状推定装置１における船舶領域判定部５、輝度総和算出部６及び船舶形状推定部８は、メモリを含む少なくとも１台のコンピュータ１０の機能として具体的に構成される。
【００３３】
例えば、船舶形状推定装置１の各機能（判定手段５、算出手段６及び断面積算出手段８）は、コンピュータ１０のメモリ（記録媒体、磁気記録媒体、半導体記録媒体等を含む）に記録されたプログラムに基づくコンピュータ１０の処理により実現される。なお、船舶領域判定部５、輝度総和算出部６及び船舶形状推定部８を、それぞれハードワイヤードロジック回路で構成することも可能である。
【００３４】
次に、この発明の実施の形態に係る船舶形状推定装置１の全体動作について説明する。
【００３５】
図２は、ある船舶Ａ、船舶Ｂの断面積、全長、全幅と船舶領域の輝度総和との関係を示す具体例（船舶Ａ、船舶Ｂ）の図表である。図３は、図１に示す船舶形状推定装置の参照関数における未知係数の導出処理の一例を示す概略フローチャートであり、図４は、図１に示す船舶形状推定装置の船舶領域判定部の処理の一例を示す概略フローチャートである。
【００３６】
上述したように、船舶を構成する画素領域の輝度の和である輝度総和をレーダ反射エネルギーと考えれば、船舶の断面積と輝度総和とは比例する。
【００３７】
このため、一般船舶の輝度総和と断面積との比例関係式を表す関数データを用いることにより、対象船舶の画素領域の輝度総和から、その対象船舶の断面積を推定することが可能である。
【００３８】
また、一般船舶の断面積とその全長・全幅とは相関関係があるため、一般船舶の輝度総和とその全長・全幅との関係式を表す関数データを用いることにより、対象船舶の全長・全幅を推定することも可能である。
【００３９】
すなわち、一般船舶の輝度総和と断面積との間には、下の数式（１）
断面積＝Ａ×輝度総和・・・・・・・・・・・・・・（１）
に示す関係が成り立つ。ここで、Ａは係数である。船舶の断面積が０、すなわち、対象船舶がなければ輝度総和も０となる。よって、一般船舶の輝度総和と断面積との関係式は、数式（１）に示すように、原点を通る一次関数となる。
【００４０】
したがって、数式（１）に示す係数Ａを決定することにより、一般船舶の輝度総和と断面積との関係を表す数式（１）を求めることができる。したがって、対象船舶の輝度総和と数式（１）とから、対象船舶の断面積を推定することが可能になる。
【００４１】
以下、係数Ａの導出処理について詳細に説明する。
【００４２】
すなわち、船舶形状推定装置１の船舶領域判定部５は、入出力装置３により入力された、面積が既知の複数のサンプル船舶Ｖｋ（ｋ＝１、２、・・・）の船舶切出し画像Ｉｋ（ｋ＝１、２、・・・）から、サンプル船舶Ｖｋそれぞれの船舶領域（画素領域）を判定する（図３のステップＳ１）。
【００４３】
このステップＳ１の画素領域判定処理を図４を用いて説明する。
【００４４】
すなわち、船舶領域判定部５は、始めに、切出された船舶切出し画像Ｉｋ中の最大輝度値を示す画素を探索する処理に対応するサブルーチン（最大輝度位置探索部）を実行する（図４のステップＳ１０）。
【００４５】
図５は、最大輝度位置探索部（ステップＳ１０）のサブルーチン処理を示す図である。
【００４６】
すなわち、図５に示すように、船舶領域判定部５は、船舶切出し画像Ｉｋにおける走査開始位置として、例えば切出し画像Ｉｋ中の左上の画素（１行１列目の画素）を走査開始位置に決定し、その走査開始位置の座標を（ｘ＝０，ｙ＝０）に設定する（ステップＳ１０Ａ）。なお、ｘは各行の座標、ｙは各列の座標を夫々示しており、例えば、２行３列目の画素の座標は、（ｘ＝１，ｙ＝２となる）。
【００４７】
次いで、船舶領域判定部５は、現在の座標の画素（ｘ＝０，ｙ＝０）の画素値Ａ（ｘ，ｙ）を最大輝度値ｍａｘｋに設定し（ステップＳ１０Ｂ）、この画素値Ａ（ｘ，ｙ）が最大輝度値ｍａｘｋ以上であるか否か判断する（ステップＳ１０Ｃ）。
【００４８】
走査開始位置座標（ｘ＝０，ｙ＝０）の画素においては、ステップＳ１０Ｃの判断は「はい」となり、船舶領域判定部５は、画素（ｘ＝０，ｙ＝０）の画素値Ａ（ｘ，ｙ）を最大輝度値ｍａｘｋに設定し、ｘを最大輝度値ｘ座標、ｙを最大輝度値ｙ座標にそれぞれ設定し（ステップＳ１０Ｄ）、ｘを１インクリメントして（ステップＳ１０Ｅ）、ステップＳ１０Ｃに戻る。
【００４９】
以下、１行目の全てのｘ座標において、ステップＳ１０Ｃ〜１０Ｅの処理を繰り返し実行する。
【００５０】
このとき、１行目の画素において、設定された最大輝度値ｍａｘｋを超える画素値Ａ（ｘ，ｙ）が存在した場合には（ステップＳ１０Ｃ→「はい」）、その画素値Ａ（ｘ，ｙ）を最大輝度値として更新し、その（ｘ，ｙ）座標を最大輝度値ｘ座標及びｙ座標（ｍａｘｋｘ，ｍａｘｋｙ）を更新する（ステップＳ１０Ｄ）。
【００５１】
一方、１行目の画素において、設定された最大輝度値ｍａｘｋを超える画素値Ａ（ｘ，ｙ）が存在しない場合には（ステップＳ１０Ｃ→「いいえ」）、１行目のｘ方向の座標値が最大（ｍａｘｘ）を超えるまで（ステップＳ１０Ｆ→「いいえ」）、ｘ座標のインクリメント処理が実行される（ステップＳ１０Ｅ）。
【００５２】
そして、１行目のｘ方向の座標値が最大（ｍａｘｘ）を超えた場合には（ステップＳ１０Ｆ→「はい」）、ｙ方向の座標値が最大（ｍａｘｙ）を超えるまで（ステップＳ１０Ｇ→「いいえ」）、ｙ座標のインクリメント処理が行われ（ステップＳ１０Ｈ）、以下、最終行の最終列の画素（右下の画素）まで、上記処理が繰り返し実行される。
【００５３】
そして、全ての画素に対する上記処理が終了した際に、最大輝度値ｍａｘｋに対応する画素（ｍａｘｋｘ，ｍａｘｋｙ）が最大輝度値の画素座標となる。
【００５４】
このようにして、最大輝度位置（最大輝度値の画素座標）が探索されると、船舶領域判定部５は、最大輝度位置｛画素（ｍａｘｋｘ，ｍａｘｋｙ）｝をペイント処理部始点（ｘ＝ｍａｘｋｘ，ｙ＝ｍａｘｋｙ）とし（ステップＳ１１）、予め設定された、船舶領域（画素領域）と海面領域（画素領域）とを区別できる閾値（画素値）に基づいて、船舶領域判定用ペイント処理に対応するサブルーチン（ペイント処理部）を実行する（ステップＳ１２）。
【００５５】
図６は、ペイント処理部（ステップＳ１２）のサブルーチン処理を示す図である。
【００５６】
このペイント処理部のサブルーチン処理（ペイント処理）は、再帰的処理であり、この図６に示すフローチャートを処理の雛型として、次々に同様の処理を呼び出すことにより、実行される。
【００５７】
すなわち、図６に示すように、船舶領域判定部５は、まず、最大輝度を有する始点｛画素（ｍａｘｋｘ，ｍａｘｋｙ）｝は明らかに船舶領域であるため、この始点（ｘ，ｙ）を、船舶領域判定済みを表すＭ（ｘ，ｙ）＝１に設定し（ステップＳ１２Ａ）、その右（＋ｘ方向）に隣接する画素（右画素）について、その輝度Ａ（ｘ＋１，ｙ）が上記閾値ＳＴＤ以上であり（ステップＳ１２Ｂ→「はい」）、船舶領域と判定されていなければ（Ｍ（ｘ＋１，ｙ）＝０、ステップＳ１２Ｃ→「いいえ」）、その右画素（ｘ＋１，ｙ）を始点として、ペイント処理（ラベリング）、すなわち、右画素（ｘ＋１，ｙ）をＭ（ｘ，ｙ）＝１に設定し（ステップＳ１２Ｄ）、ステップＳ１２Ｂに戻る。
【００５８】
一方、右画素の輝度Ａ（ｘ＋１，ｙ）が上記閾値ＳＴＤよりも小さいか（ステップＳ１２Ｂ→「いいえ」）、或いは既に船舶領域と判定されていれば（Ｍ（ｘ＋１、ｙ）＝１、ステップＳ１２Ｃ→「はい」）、船舶領域判定部５は、始点画素の上方向（＋ｙ方向）に隣接する画素（上画素）について、その輝度Ａ（ｘ，ｙ＋１）が上記閾値ＳＴＤ以上であり（ステップＳ１２Ｅ→「はい」）、船舶領域と判定されていなければ（Ｍ（ｘ，ｙ＋１）＝０、ステップＳ１２Ｆ→「いいえ」）、その上画素（ｘ，ｙ＋１）を始点として、ペイント処理（ラベリング）、すなわち、上画素（ｘ，ｙ＋１）をＭ（ｘ，ｙ）＝１に設定し、ステップＳ１２Ｅに戻る。
【００５９】
そして、上画素の輝度Ａ（ｘ，ｙ＋１）が上記閾値ＳＴＤよりも小さいか（ステップＳ１２Ｅ→「いいえ」）、或いは既に船舶領域と判定されていれば（Ｍ（ｘ，ｙ＋１）＝１、ステップＳ１２Ｆ→「はい」）、船舶領域判定部５は、始点画素の左方向（−ｘ方向）に隣接する画素（左画素）について、その輝度Ａ（ｘ−１，ｙ）が上記閾値ＳＴＤ以上であり（ステップＳ１２Ｈ→「はい」）、船舶領域と判定されていなければ（Ｍ（ｘ−１，ｙ）＝０、ステップＳ１２Ｉ→「いいえ」）、その左画素（ｘ−１，ｙ）を始点として、ペイント処理（ラベリング）、すなわち、左画素（ｘ−１，ｙ）をＭ（ｘ，ｙ）＝１に設定し、ステップＳ１２Ｈに戻る。
【００６０】
さらに、左画素の輝度Ａ（ｘ−１，ｙ）が上記閾値ＳＴＤよりも小さいか（ステップＳ１２Ｈ→「いいえ」）、或いは既に船舶領域と判定されていれば（Ｍ（ｘ−１，ｙ）＝１、ステップＳ１２Ｉ→「はい」）、船舶領域判定部５は、始点画素の下方向（−ｙ方向）に隣接する画素（下画素）について、その輝度Ａ（ｘ，ｙ−１）が上記閾値ＳＴＤ以上であり（ステップＳ１２Ｋ→「はい」）、船舶領域と判定されていなければ（Ｍ（ｘ，ｙ−１）＝０、ステップＳ１２Ｌ→「いいえ」）、その下画素（ｘ，ｙ−１）を始点として、ペイント処理（ラベリング）、すなわち、下画素（ｘ，ｙ−１）をＭ（ｘ，ｙ）＝１に設定し、ステップＳ１２Ｋに戻る。
【００６１】
上述した処理を繰り返し行った結果、最大輝度を有する始点（ｘ，ｙ）から始めたペイント処理において、周囲の全ての画素の輝度が閾値ＳＴＤより小さくなったとき、船舶領域判定部５は、その時点でＭ（ｘ，ｙ）＝１に設定された画素領域を船舶領域と判定する（ステップＳ１の終了）。
【００６２】
このようにして、サンプル船舶Ｖｋそれぞれの領域（画素領域）が判定されると、船舶形状推定装置１の輝度総和算出部６は、サンプル船舶Ｖｋそれぞれの船舶領域の輝度総和をサンプル船舶毎に算出する（ステップＳ２）。
【００６３】
このステップＳ２の輝度総和算出処理を図７を用いて説明する。
【００６４】
図７は、図３に示すステップＳ２の輝度総和算出処理の一例を示す概略フローチャートである。
【００６５】
すなわち、輝度総和算出部６は、始めに、輝度総和を表す変数ｓｋを初期化し（ステップＳ２Ａ）、船舶切出し画像Ｉｋにおける走査開始位置として、例えば切出し画像Ｉｋ中の左上の画素を走査開始位置に決定し、その走査開始位置の座標を（ｘ＝０，ｙ＝０）に設定する（ステップＳ２Ｂ）。
【００６６】
次いで、輝度総和算出部６は、現在の座標の画素（ｘ＝０，ｙ＝０）が船舶領域Ｍ（ｘ，ｙ）＝１として設定されているか否か判断する（ステップＳ２Ｃ）。
【００６７】
このステップＳ２Ｃの判断の結果「はい」（船舶領域）の場合には、輝度総和算出部６は、輝度総和変数ｓｋに対して、このｓｋに上記画素（ｘ＝０，ｙ＝０）の画素値Ａ（ｘ，ｙ）を加えた値（ｓｋ＋Ａ（ｘ，ｙ））を代入し（ステップＳ２Ｄ）、ステップＳ２Ｅの処理へ移行する。
【００６８】
一方、ステップＳ２Ｃの判断の結果「いいえ」（船舶領域でない）の場合、或いはステップＳ２Ｅの処理の終了後、輝度総和算出部６は、１行目のｘ方向の座標値が最大（ｍａｘｘ）を超えるまで（ステップＳ２Ｅ→「いいえ」）、ｘ座標のインクリメント処理（ステップＳ２Ｆ）、及びステップＳ２Ｃ〜２Ｅの処理を繰り返し実行する。
【００６９】
そして、１行目のｘ方向の座標値が最大（ｍａｘｘ）を超えた場合には（ステップＳ２Ｅ→「いいえ」）、算出手段６は、ｙ方向の座標値が最大（ｍａｘｙ）を超えるまで（ステップＳ２Ｇ→「いいえ」）、ｙ座標のインクリメント処理（ステップＳ２Ｈ）、及びステップＳ２Ｃ〜２Ｇの処理を繰り返し実行する。
【００７０】
以下、最終行の最終列の画素（右下の画素）まで、上記処理が繰り返し実行される。
【００７１】
そして、全ての画素に対する上記処理が終了したときの輝度総和ｓｋの値が、サンプル船舶Ｖｋそれぞれの船舶領域における輝度総和の値となる。
【００７２】
このようにして、サンプル船舶Ｖｋそれぞれの船舶領域における輝度総和が求まると、船舶形状推定装置１の船舶形状算出部８は、そのサンプル船舶Ｖｋそれぞれの輝度総和及びサンプル船舶Ｖｋそれぞれの既知の断面積を、それぞれ上記数式（１）に代入し、すべてのサンプルの誤差の二乗和が最も小さくなるように最小二乗法を用いて、一般船舶の輝度総和と断面積との関係式データにおける未知の係数Ａを求める（ステップＳ３）。
【００７３】
次いで、船舶形状推定装置１の船舶形状算出部８は、求められた係数Ａを含む輝度総和と断面積との関数データを参照関数として参照関数記憶部７に記憶する（ステップＳ４）。
【００７４】
このようにして、一般船舶の輝度総和と断面積との間の関係を表す数式（１）で示される関数データを、予め参照関数記憶部７に用意しておくことができる。
【００７５】
同様に、一般船舶の断面積は近似的に全長と全幅との積に比例すると仮定すると、断面積と全長、全幅との間には、下の数式（２）
面積≒Ｂ全長×全幅・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
に示す関係が成り立つ。ここで、ＢＫは係数である。また、船体工学により、全長、全幅の間には、下の数式（３）及び数式（４）に示す関係式が知られている。
【００７６】
全長＝Ｃ×全幅＋Ｄ・・・・・・・・・・・・・・・・（３）
全幅＝Ｅ×全長＋Ｆ・・・・・・・・・・・・・・・・（４）
ここで、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆは定数である。
【００７７】
数式（２）及び数式（４）により、
断面積＝Ｂ×Ｅ×全長２＋Ｂ×Ｆ×全長・・・・・・・・（５）
が成り立つ。
【００７８】
数式（１）及び数式（５）により、
Ｂ×Ｅ×全長２＋Ｂ×Ｆ×全長＝Ａ×輝度総和・・・・・（６）
となり、この数式（６）を全長について解くと、
【００７９】
【数７】

Figure 2004170170
となる。
【００８０】
この全長に対しても、上述したステップＳ１〜Ｓ４と同様の処理を行うことにより、未知の係数Ｂ×Ｅ及びＢ×Ｆを求めることができ、求められた係数Ｂ×Ｅ及びＢ×Ｆを含む輝度総和と全長との関数データを参照関数として参照関数記憶部７に用意しておくことができる。
【００８１】
輝度総和と一般船舶の全幅に対しても、数式（１）〜（３）により、
【００８２】
【数８】
Figure 2004170170
となる。
【００８３】
そして、この全幅に対しても、上述したステップＳ１〜Ｓ４と同様の処理を行うことにより、未知の係数Ｂ×Ｃ及びＢ×Ｄを求めることができ、求められた係数Ｂ×Ｃ及びＢ×Ｄを含む輝度総和と全幅との関数データを参照関数として参照関数記憶部７に用意しておくことができる。
【００８４】
続いて、参照関数記憶部７に用意された参照関数（関数データ：数式（１）、数式（７）及び数式（８））に基づく対象船舶の形状（断面積、全長、全幅）推定処理について説明する。
【００８５】
船舶形状推定装置１の船舶領域判定部５は、ステップＳ１｛Ｓ１０（Ｓ１０Ａ〜Ｓ１０Ｈ）、ステップＳ１１、ステップＳ１２（Ｓ１２Ａ〜Ｓ１２Ｌ）｝と同様の処理を実行して、入出力装置３により入力された対象船舶の船舶切出し画像Ｉから、その船舶領域（画素領域）を判定する（図８のステップＳ２０）。
【００８６】
次いで、船舶形状推定装置１の輝度総和算出部６は、ステップＳ２（Ｓ２Ａ〜Ｓ２Ｇ）と同様の処理を実行して、対象船舶の船舶領域（画素領域）の輝度総和ｓｋを算出する（ステップＳ２１）。
【００８７】
そして、船舶形状推定装置１の船舶形状推定部８は、算出された対象船舶の船舶領域（画素領域）の輝度総和ｓｋ及び参照関数記憶部７に記憶された参照関数（関数データ：数式（１）、数式（７）及び数式（８））に基づいて、対象船舶の断面積、全長及び全幅をそれぞれ推定する（ステップＳ２２）。
【００８８】
すなわち、ステップＳ２２の処理として、船舶形状推定装置１の船舶形状推定部８は、参照関数記憶部７を参照して関数データの数式（１）を読出し、読み出した数式（１）に、算出された輝度総和ｓｋを代入して、対象船舶の断面積ｓを求める（ステップＳ２２Ａ）。
【００８９】
続いて、船舶形状推定装置１の船舶形状推定部８は、参照関数記憶部７を参照して関数データの数式（７）を読出し、読み出した数式（７）に、算出された輝度総和ｓｋを代入して、対象船舶の全長ｌを求める（ステップＳ２２Ｂ）。
【００９０】
そして、船舶形状推定装置１の船舶形状推定部８は、参照関数記憶部７を参照して関数データの数式（８）を読出し、読み出した数式（８）に、算出された輝度総和ｓｋを代入して、対象船舶の全幅ｗを求める（ステップＳ２２Ｃ）。
【００９１】
この結果、対象船舶の形状を表す、断面積ｓ、全長ｌ及び全幅ｗを自動的に推定することができる。
【００９２】
以上述べたように、この発明の実施の形態によれば、予め実際のサンプル船舶に基づいて高精度で得られた、一般船舶の輝度総和と断面積・全長・全幅との関係を表す関数データ（参照関数）を用意しているため、その関数データを用いて、対象船舶の断面積、全長及び全幅を、それぞれ自動的かつ高精度で求めることができる。
【００９３】
この結果、人手を用いることなく、合成開口レーダ画像の解像度に影響を受けることなく、その合成開口レーダ画像から対象船舶の断面積、全長及び全幅を求めることが可能になる。
【００９４】
なお、この発明の実施の形態では、対象船舶の断面積、全長及び全幅を全て求めたが、何れか１つの情報であってもよい。
【００９５】
また、この発明の実施の形態では、対象船舶の形状を表す情報を、上記対象船舶の断面積、全長及び全幅としたが、この発明はこれに限定されるものではなく、断面積、全長及び全幅と線形関係にある船舶パラメータ（トン数、深さ等）であれば、上記断面積、全長及び全幅に基づいて推定することができるため、その船舶パラメータ（トン数、深さ等）を対象船舶の形状を表す情報として推定することも可能である。
【００９６】
【発明の効果】
以上に述べたように、請求項１に記載の発明によれば、合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から対象船舶の画素領域を判定する判定手段と、判定された対象船舶の画素領域の輝度総和を算出する算出手段と、予め断面積が既知の複数のサンプルとなる船舶それぞれの合成開口レーダ画像から得られた、一般船舶の画素領域の輝度総和と当該一般船舶の断面積との関係式を表す関数データを記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された関数データ及び算出手段により算出された対象船舶の画素領域の輝度総和に基づいて当該対象船舶の断面積を対象船舶の形状を表す情報として算出する断面積算出手段とを備えているので、予め複数のサンプルとなる船舶それぞれの合成開口レーダ画像から得られた、一般船舶の画素領域の輝度総和と当該一般船舶の断面積（全長、全幅）との関係式を表す関数データを記憶しているため、その関数データ及び対象船舶の画素領域の輝度総和に基づいて当該対象船舶の断面積（全長、全幅）を算出することができる。
【００９７】
この結果、人手を用いることなく、かつ合成開口レーダ画像の解像度に影響を受けることなく、その合成開口レーダ画像から、対象船舶の断面積（全長、全幅）を、その対象船舶の形状を表す情報として推定することが可能になる。
【００９８】
請求項２に記載の発明によれば、予め複数のサンプル船舶それぞれの合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から当該サンプル船舶それぞれの画素領域を判定する手段と、判定されたサンプル船舶それぞれの画素領域の輝度総和を算出する手段と、一般船舶の輝度総和と当該一般船舶の断面積との関係を係数を用いて表す関係式に対して、算出されたサンプル船舶それぞれの画素領域の輝度総和と当該複数のサンプル船舶それぞれの既知の断面積とをそれぞれ代入し、最小二乗法により前記係数を決定する手段と、決定された係数に基づく関係式を関数データとして記憶手段に格納する手段とを備えているので、請求項１の効果に加えて、対象船舶の断面積の推定精度を向上させることが可能になる。
【００９９】
請求項３に記載の発明によれば、合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から対象船舶の画素領域を判定する判定手段と、判定された対象船舶の画素領域の輝度総和を算出する算出手段と、予め断面積及び全長が既知の複数のサンプルとなる船舶それぞれの合成開口レーダ画像から得られた、一般船舶の画素領域の輝度総和と当該一般船舶の全長との関係式を表す関数データを記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された関数データ及び算出手段により算出された対象船舶の画素領域の輝度総和に基づいて当該対象船舶の全長を対象船舶の形状を表す情報として算出する全長算出手段とを備えているので、合成開口レーダ画像中の未知の船舶に対しても、全長の推定が可能となる。
【０１００】
請求項４に記載の発明によれば、予め複数のサンプル船舶それぞれの合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から当該サンプル船舶それぞれの画素領域を判定する手段と、判定されたサンプル船舶それぞれの画素領域の輝度総和を算出する手段と、船舶の輝度総和と当該船舶の全長との関係を係数を用いて表す関係式に対して、算出されたサンプル船舶それぞれの画素領域の輝度総和と当該複数のサンプル船舶それぞれの既知の全長とをそれぞれ代入し、最小二乗法により前記係数を決定する手段と、決定された係数に基づく関係式を関数データとして記憶手段に格納する手段とを備えているので、請求項３の効果に加えて、全長の推定精度を向上させることが可能となる。
【０１０１】
請求項５に記載の発明によれば、合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から対象船舶の画素領域を判定する判定手段と、判定された対象船舶の画素領域の輝度総和を算出する算出手段と、予め断面積及び全幅が既知の複数のサンプルとなる船舶それぞれの合成開口レーダ画像から得られた、一般船舶の画素領域の輝度総和と当該一般船舶の全幅との関係式を表す関数データを記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された関数データ及び算出手段により算出された対象船舶の画素領域の輝度総和に基づいて当該対象船舶の全幅を対象船舶の形状を表す情報として算出する全長算出手段とを備えているので、合成開口レーダ画像中の未知の船舶に対しても、全長の推定が可能となる。
【０１０２】
請求項６に記載の発明によれば、予め複数のサンプル船舶それぞれの合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から当該サンプル船舶それぞれの画素領域を判定する手段と、判定されたサンプル船舶それぞれの画素領域の輝度総和を算出する手段と、一般船舶の輝度総和と当該一般船舶の全幅との関係を係数を用いて表す関係式に対して、算出されたサンプル船舶それぞれの画素領域の輝度総和と当該複数のサンプル船舶それぞれの既知の全幅とをそれぞれ代入し、最小二乗法により前記係数を決定する手段と、決定された係数に基づく関係式を関数データとして記憶手段に格納する手段とを備えているので、全幅の推定精度を向上させることが可能となる。
【０１０３】
請求項７乃至９に記載の発明によれば、地球表面の合成開口レーダ画像から推定するためのコンピュータを、合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から対象船舶の画素領域を判定する判定手段と、判定された対象船舶の画素領域の輝度総和を算出する算出手段と、当該コンピュータがアクセス可能な記憶媒体に記憶された、予め断面積（全長、全幅）が既知の複数のサンプルとなる船舶それぞれの合成開口レーダ画像から得られた、一般船舶の画素領域の輝度総和と当該一般船舶の断面積（全長、全幅）との関係式を表す関数データを当該記憶媒体から読み出す手段と、読み出された関数データ及び算出手段により算出された対象船舶の画素領域の輝度総和に基づいて当該対象船舶の断面積（全長、全幅）を対象船舶の形状を表す情報として算出する断面積算出手段としてそれぞれ機能させるプログラムであるので、予め複数のサンプルとなる船舶それぞれの合成開口レーダ画像から得られた、一般船舶の画素領域の輝度総和と当該一般船舶の断面積（全長、全幅）との関係式を表す関数データを記憶しているため、その関数データ及び対象船舶の画素領域の輝度総和に基づいて当該対象船舶の断面積（全長、全幅）を算出し、船舶形状を推定することができる。
【０１０４】
請求項１０乃至１２に記載の発明によれば、合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から対象船舶の画素領域を判定するステップと、判定された対象船舶の画素領域の輝度総和を算出するステップと、予め断面積（全長、全幅）が既知の複数のサンプルとなる船舶それぞれの合成開口レーダ画像から得られた、一般船舶の画素領域の輝度総和と当該一般船舶の断面積（全長、全幅）との関係式を表す関数データを記憶するステップと、記憶ステップに記憶された関数データ及び算出ステップにより算出された対象船舶の画素領域の輝度総和に基づいて当該対象船舶の断面積（全長、全幅）を対象船舶の形状を表す情報として算出するステップとを備えているので、予め複数のサンプルとなる船舶それぞれの合成開口レーダ画像から得られた、一般船舶の画素領域の輝度総和と当該一般船舶の断面積（全長、全幅）との関係式を表す関数データを記憶しているため、その関数データ及び対象船舶の画素領域の輝度総和に基づいて当該対象船舶の断面積（全長、全幅）を算出し、船舶形状を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係わる船舶形状推定装置の全体構成を示す概略ブロック図である。
【図２】ある船舶の断面積、全長、全幅と船舶領域の輝度総和との関係を示す具体例（船舶Ａ、船舶Ｂ）の図表である。
【図３】図１に示す船舶形状推定装置の参照関数における未知係数の導出処理の一例を示す概略フローチャートである。
【図４】図１に示す船舶形状推定装置の船舶領域判定部の処理の一例を示す概略フローチャートである。
【図５】図４に示す最大輝度位置探索部のサブルーチン処理を示す図である。
【図６】図４に示すペイント処理部のサブルーチン処理を示す図である。
【図７】図３に示すステップＳ２の輝度総和算出処理の一例を示す概略フローチャートである。
【図８】図１に示す船舶形状推定装置の対象船舶の形状推定処理の一例を示す概略フローチャートである。
【図９】図８に示すステップＳ２２の船舶形状推定処理の一例を示す概略フローチャートである。
【符号の説明】
１ 船舶形状推定装置
２ 表示装置
３ 入出力装置
５ 船舶領域推定部（判定手段）
６ 輝度総和算出部（算出手段）
７ 参照関数記憶部（記憶手段）
８ 船舶形状推定部（断面積算出手段）
１０ コンピュータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention irradiates an earth surface from an antenna mounted on a satellite or an aircraft, receives an electromagnetic wave (reflected wave) reflected from the earth surface by an antenna mounted on a satellite or an aircraft, and converts the received reflected wave into an reflected wave. On the other hand, an image obtained by performing necessary signal processing called image reproduction processing (which is comparable to a wide-area image in which the aperture surfaces of a large number of antennas are synthesized, and hereinafter, this image is defined as a synthetic aperture radar image) The present invention relates to a ship shape estimating method and apparatus for estimating the shape of a target ship on the surface of the earth using the above-mentioned method, and a ship shape estimating program.
[0002]
[Prior art]
The synthetic aperture radar is an all-weather type and wide-range radar, and a synthetic aperture radar image based on this synthetic aperture radar has a high resolution. The synthetic aperture radar image is supplied to a user in a state stored in a portable recording medium such as a CD-ROM or a magnetic tape, or via a communication network. Therefore, synthetic aperture radar images are expected to be applied to various fields.
[0003]
Here, when estimating the shape (area, full length, and full width) of a ship on the earth's surface from a synthetic aperture radar image of the earth's surface, conventionally, an operator visually and manually performs the full length and full width of the ship. The number of pixels in the direction (the number of pixels) is counted and integrated with the image resolution to estimate the total length and the total width. Then, the worker estimates the area of the ship by integrating the product of the number of pixels and the image resolution with the number of pixels in the ship region.
[0004]
In addition, as a ship shape estimation method for estimating the shape of a target ship on the earth surface using a synthetic aperture radar image, a target (ship) candidate existence area is determined based on a luminance difference between pixels of the synthetic aperture radar image. By setting the target candidate constituent pixels in the target candidate existence region, the target candidates in the image can be limited, and the labeling process, the center of gravity calculation process, and the target determination process for unnecessary target candidates do not need to be performed. (See, for example, Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-230520 (FIG. 21).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method of estimating the shape of a ship using a synthetic aperture radar image manually, since the total length, full width and area of the ship are estimated from the synthetic aperture radar image by visual observation or manual work by an operator, the work is Results in a heavy burden on the elderly.
[0007]
In particular, although the synthetic aperture radar image has a very large amount of information, it requires a great deal of effort to analyze the information contained in the synthetic port radar image. It was difficult to find a method for estimating the ship's shape.
[0008]
Further, as described above, when estimating the size of a ship (area: equivalent to a plane area when an object is viewed from an electromagnetic wave radiation direction) from a synthetic aperture radar image, the ship area is determined using the resolution of the radar image. Therefore, it is difficult to estimate the area, full length, and full width of a ship with an accuracy higher than the resolution of the radar image.
[0009]
Further, even in the ship shape estimation method in which the target candidate existence area is determined based on the luminance difference between the pixels of the synthetic aperture radar image and the target candidate constituent pixels in the target candidate existence area are used, the influence of the resolution of the synthetic aperture radar image is not affected. Therefore, the shape of the ship could not be automatically estimated with an accuracy higher than the resolution of the synthetic aperture radar.
[0010]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a ship shape estimating method capable of automatically estimating a ship shape from a synthetic aperture radar image without using humans and with an accuracy higher than the resolution of the synthetic aperture radar image. Another object of the present invention is to provide an apparatus and a program for estimating the shape of a ship.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The radar reflection cross-section is a quantity indicating the degree to which an object scatters electromagnetic waves. In general, when a plane electromagnetic wave hits an object, the size of the electromagnetic energy scattered by the object can be expressed as a reflection cross section.
[0012]
By using the concept of radar reflection cross section, when the emitted electromagnetic wave is reflected (scattered) by the object, the cross section of the object (here, the cross section of the object Is defined as a cross-sectional area orthogonal to the electromagnetic wave radiation direction in a region surrounded by the outer peripheral edge when viewed from the electromagnetic wave radiation direction). This is because the radar reflected energy is proportional to the cross-sectional area (size) of the object.
[0013]
Here, assuming that the sum of the luminances of the pixel regions (vessel region) constituting the ship is the radar reflected energy, a proportional relationship is established between the size (cross-sectional area) of the ship and the sum of the luminances. .
[0014]
Therefore, in the present invention, the size (cross-sectional area) of the ship is calculated from the cut-out image of the ship (the image determined as the ship pixel area from the synthetic aperture radar image on the earth surface) by using the function data representing the proportional relation expression. Seeking.
[0015]
That is, the invention according to claim 1 is a ship shape estimating apparatus for estimating the shape of a target ship on the earth surface from the synthetic aperture radar image on the earth surface, wherein each pixel of the synthetic aperture radar image is Determining means for determining the pixel area of the target vessel from the luminance difference; calculating means for calculating the sum of luminance of the determined pixel areas of the target vessel; and synthesis of each of the vessels which is a plurality of samples whose cross-sectional areas are known in advance. Storage means for storing function data obtained from the aperture radar image, which represents a relational expression between the luminance sum of the pixel area of the general ship and the cross-sectional area of the general ship, the function data stored in the storage means and the calculation Cross-sectional area calculating means for calculating a cross-sectional area of the target vessel as information representing the shape of the target vessel based on the luminance sum of the pixel areas of the target vessel calculated by the means. There.
[0016]
The invention according to claim 2, in addition to the configuration of claim 1, means for previously determining a pixel area of each of the plurality of sample vessels from a luminance difference of each pixel of the synthetic aperture radar image of each of the plurality of sample vessels, Means for calculating the luminance sum of the pixel region of each of the determined sample vessels, and a relational expression representing the relationship between the luminance sum of the general vessel and the cross-sectional area of the general vessel using a coefficient, the calculated sample. Means for substituting the sum of the brightness of the pixel area of each ship and the known cross-sectional area of each of the plurality of sample ships, and determining the coefficient by the least square method, and a relational expression based on the determined coefficient, Means for storing in the storage means.
[0017]
Further, the invention according to claim 3 is a ship shape estimating apparatus for estimating a shape of a target ship on the earth surface from the synthetic aperture radar image on the earth surface, wherein each pixel of the synthetic aperture radar image is Determining means for determining the pixel area of the target vessel from the luminance difference, calculating means for calculating the sum of the brightness of the determined pixel area of the target vessel, each of the plurality of sample vessels having a known cross-sectional area and total length are each known Storage means for storing function data representing a relational expression between the total luminance of the pixel area of a general ship and the total length of the general ship obtained from the synthetic aperture radar image of the general ship, and the function data and the function data stored in the storage means A total length calculating means for calculating the total length of the target ship as information representing the shape of the target ship based on the total luminance of the pixel areas of the target ship calculated by the calculating means. That.
[0018]
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the third aspect, means for previously determining a pixel area of each of the plurality of sample vessels from a luminance difference of each pixel of the synthetic aperture radar image of each of the plurality of sample vessels, Means for calculating the luminance sum of the pixel regions of each of the determined sample vessels, and a relational expression expressing the relationship between the luminance sum of the vessel and the total length of the vessel using a coefficient, Means for substituting the sum of the luminance of the pixel area and the known total length of each of the plurality of sample vessels, and determining the coefficient by the least squares method; and the storage means using a relational expression based on the determined coefficient as the function data as the function data. And means for storing the information in the storage device.
[0019]
The invention according to claim 5 is a ship shape estimating apparatus for estimating the shape of a target ship on the earth surface from the synthetic aperture radar image on the earth surface, wherein the brightness difference of each pixel of the synthetic aperture radar image is different. Determining means for determining the pixel area of the target vessel from the above, calculating means for calculating the sum of luminance of the determined pixel area of the target vessel, and synthesis of each of a plurality of samples of vessels having a known cross-sectional area and full width in advance Storage means for storing function data obtained from the aperture radar image and representing a relational expression between the total luminance of the pixel area of the general ship and the overall width of the general ship; the function data stored in the storage means and the calculation means And a full width calculating means for calculating the full width of the target ship as information representing the shape of the target ship based on the luminance sum of the pixel region of the target ship calculated by the above.
[0020]
According to a sixth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the fifth aspect, means for previously determining a pixel area of each of the sample vessels from a luminance difference of each pixel of the synthetic aperture radar image of each of the plurality of sample vessels, Means for calculating the sum of the brightness of the pixel areas of each of the determined sample ships, and a sample ship calculated based on a relational expression expressing the relationship between the sum of the brightness of the general ship and the full width of the general ship using a coefficient. Means for substituting the sum of the luminance of each pixel region and the known total width of each of the plurality of sample vessels, and determining the coefficient by the least square method, and a relational expression based on the determined coefficient as the function data. Means for storing in a storage means.
[0021]
The invention according to claim 7 is a ship shape estimation program executable by a computer for estimating the shape of a target ship on the earth's surface from the synthetic aperture radar image of the earth's surface. Determining means for determining the pixel area of the target ship from the brightness difference between the pixels of the synthetic aperture radar image, calculating means for calculating the total brightness of the determined pixel area of the target vessel, and the computer is accessible Expression obtained from synthetic aperture radar images of each of a plurality of ships whose cross-sectional areas are known in advance and stored in a storage medium, and a relational expression between the sum of brightness of the pixel area of the general ship and the cross-sectional area of the general ship Means for reading out function data representing the following from the storage medium: the read function data and the brightness of the pixel area of the target ship calculated by the calculation means. Is the cross-sectional area calculation means for calculating the cross-sectional area of the target ship as information representing the shape of the target ship based on the sum, be made to function respectively as a.
[0022]
The invention according to claim 8 is a ship shape estimation program that can be executed by a computer for estimating the shape of a target ship on the earth surface from the synthetic aperture radar image of the earth surface. Determining means for determining the pixel area of the target ship from the brightness difference between the pixels of the synthetic aperture radar image, calculating means for calculating the total brightness of the determined pixel area of the target vessel, and the computer is accessible Represents the relational expression between the total luminance of the pixel area of a general ship and the total length of the general ship obtained from the synthetic aperture radar images of the ships each of which is a plurality of samples whose total length is known in advance, stored in a storage medium. Means for reading out the function data from the storage medium; and the read-out function data and the total luminance of the pixel area of the target ship calculated by the calculation means. Is the cross-sectional area calculation means for calculating the total length of the target ship as information representing the shape of the target ship, be made to function respectively as a based on.
[0023]
The invention according to claim 9 is a ship shape estimation program executable by a computer for estimating the shape of a target ship on the earth's surface from the synthetic aperture radar image of the earth's surface. Determining means for determining the pixel area of the target ship from the brightness difference between the pixels of the synthetic aperture radar image, calculating means for calculating the total brightness of the determined pixel area of the target vessel, and the computer is accessible Represents the relational expression between the total brightness of the pixel area of a general ship and the total width of the general ship obtained from the synthetic aperture radar images of the ships each of which is a plurality of samples whose total width is known in advance, stored in a storage medium. Means for reading out the function data from the storage medium; and the read-out function data and the total luminance of the pixel area of the target ship calculated by the calculation means. Is the cross-sectional area calculation means for calculating the total width of the target ship as information representing the shape of the target ship, it is made to function respectively as a based on.
[0024]
The invention according to claim 10 is a ship shape estimation method for estimating the shape of a target ship on the earth's surface from the synthetic aperture radar image on the earth's surface, wherein the brightness difference of each pixel of the synthetic aperture radar image is determined. From the step of determining the pixel region of the target ship from the step, the step of calculating the total brightness of the determined pixel region of the target ship, and from the synthetic aperture radar image of each ship having a plurality of cross-sectional areas known in advance Storing the obtained function data representing the relational expression between the luminance sum of the pixel area of the general ship and the cross-sectional area of the general ship, and calculating the function data stored in the storage step and the calculation step. Calculating the cross-sectional area of the target ship as information representing the shape of the target ship based on the total brightness of the pixel regions of the target ship.
[0025]
The invention according to claim 11 is a ship shape estimating method for estimating a shape of a target ship on the earth's surface from the synthetic aperture radar image on the earth's surface, wherein a luminance difference of each pixel of the synthetic aperture radar image is provided. Determining the pixel area of the target vessel from the above, calculating the total luminance of the determined pixel area of the target vessel, and obtaining from the synthetic aperture radar image of each of the vessels that are a plurality of samples whose total length is known in advance. Storing the function data representing the relational expression between the total luminance of the pixel area of the general ship and the overall length of the general ship, and the function data stored in the storage step and the target ship calculated by the calculation step. Calculating the total length of the target ship as information representing the shape of the target ship based on the total luminance of the pixel regions.
[0026]
The invention according to claim 12 is a ship shape estimating method for estimating the shape of a target ship on the earth's surface from the synthetic aperture radar image on the earth's surface, wherein the brightness difference of each pixel of the synthetic aperture radar image is provided. Determining the pixel area of the target vessel from; calculating the total brightness of the determined pixel area of the target vessel; and obtaining from the synthetic aperture radar image of each vessel that is a plurality of samples whose full width is known in advance. Storing the function data representing the relational expression between the luminance sum of the pixel area of the general ship and the overall width of the general ship, and the function data stored in the storage step and the target ship calculated by the calculation step. Calculating the total width of the target ship as information representing the shape of the target ship based on the total luminance of the pixel regions.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of a ship shape estimation method and apparatus and a ship shape estimation program according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0028]
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an overall configuration of a ship shape estimation device 1 according to an embodiment of the present invention.
[0029]
As shown in FIG. 1, a ship shape estimating device 1 includes a display device 2 such as a display, and a target including a ship (target ship) that is a shape estimation target extracted (cut out) from a synthetic aperture radar image. When the ship cutout image is provided via a portable recording medium, a communication network, or the like, a function of inputting the target ship cutout image (two-dimensional plane image) I into the ship shape device 1, and an estimation process described later. And an input / output device 3 having a function of causing the display device 2 to display the sectional area, the total length, and the full width of the target ship estimated by the above.
[0030]
Further, the ship shape estimation device 1 includes a ship region determination unit 5 as a determination unit that determines a region (pixel region) of the target ship from the ship cutout image I input by the input / output device 3, and the ship region determination unit 5 And a total luminance calculating unit 6 as a calculating means for calculating the total luminance of each pixel in the pixel region of the target ship determined by the above.
[0031]
Further, the ship shape estimating apparatus 1 is a general ship (all ships including a target ship and a plurality of sample ships are collectively used) obtained from synthetic aperture radar images of a plurality of sample ships described below. A reference function storage unit (database) 7 as storage means for storing function data representing a relational expression between the sum of luminance of the pixel region and the cross-sectional area of the general ship as a reference function, and a sum of luminance calculation unit 6 The cross-sectional area for estimating the cross-sectional area, total length, and full width of the target ship as information representing the shape of the ship, based on the luminance sum of the pixel area of the target ship and the function data (reference function) stored in the reference function storage unit 7 A ship shape estimating unit 8 is provided as calculation means.
[0032]
The ship area determination unit 5, the luminance sum calculation unit 6, and the ship shape estimation unit 8 in the ship shape estimation device 1 are specifically configured as functions of at least one computer 10 including a memory.
[0033]
For example, each function (the determination unit 5, the calculation unit 6, and the cross-sectional area calculation unit 8) of the ship shape estimation device 1 is recorded in a memory (including a recording medium, a magnetic recording medium, and a semiconductor recording medium) of the computer 10. This is realized by the processing of the computer 10 based on the program. In addition, each of the ship area determination unit 5, the brightness sum calculation unit 6, and the ship shape estimation unit 8 may be configured by a hard-wired logic circuit.
[0034]
Next, the overall operation of the ship shape estimating apparatus 1 according to the embodiment of the present invention will be described.
[0035]
FIG. 2 is a chart of a specific example (Vessel A, Vessel B) showing the relationship between the cross-sectional area, the total length, and the overall width of certain Vessels A and B and the total brightness of the vessel area. FIG. 3 is a schematic flowchart illustrating an example of a process of deriving an unknown coefficient in the reference function of the ship shape estimating device illustrated in FIG. 1. FIG. 4 is a flowchart illustrating a process of the ship region determining unit of the ship shape estimating device illustrated in FIG. It is a schematic flowchart which shows an example.
[0036]
As described above, when the total luminance, which is the sum of the luminances of the pixel regions constituting the ship, is considered as the radar reflected energy, the cross-sectional area of the ship and the total luminance are proportional.
[0037]
For this reason, it is possible to estimate the cross-sectional area of the target ship from the total brightness of the pixel area of the target ship by using the function data representing the proportional relationship between the total luminance and the cross-sectional area of the general ship.
[0038]
In addition, since there is a correlation between the cross-sectional area of a general ship and its overall length / width, the function is used to express the relational expression between the total brightness of the general ship and its overall length / width. It is also possible to estimate.
[0039]
That is, between the total luminance and the cross-sectional area of a general ship, the following equation (1) is used.
Cross-sectional area = A x total luminance ... (1)
The following relationship holds. Here, A is a coefficient. If the cross-sectional area of the vessel is 0, that is, if there is no target vessel, the luminance sum is also 0. Therefore, the relational expression between the luminance sum and the cross-sectional area of a general ship is a linear function passing through the origin as shown in Expression (1).
[0040]
Therefore, by determining the coefficient A shown in Expression (1), Expression (1) representing the relationship between the total luminance of a general ship and the cross-sectional area can be obtained. Therefore, it is possible to estimate the cross-sectional area of the target ship from the luminance sum of the target ship and Expression (1).
[0041]
Hereinafter, the process of deriving the coefficient A will be described in detail.
[0042]
That is, the vessel region determination unit 5 of the vessel shape estimation device 1 outputs the vessel cutout images Ik (k) of the plurality of sample vessels Vk (k = 1, 2,...) Whose area is known, input by the input / output device 3. From k = 1, 2,...), the ship area (pixel area) of each sample ship Vk is determined (step S1 in FIG. 3).
[0043]
The pixel area determination processing in step S1 will be described with reference to FIG.
[0044]
That is, the ship area determination unit 5 first executes a subroutine (maximum brightness position search unit) corresponding to a process of searching for a pixel indicating the maximum brightness value in the cut-out cut-out ship image Ik (FIG. 4). Step S10).
[0045]
FIG. 5 is a diagram showing a subroutine process of the maximum luminance position search unit (Step S10).
[0046]
That is, as shown in FIG. 5, the ship region determination unit 5 determines, for example, the upper left pixel (the pixel in the first row and first column) in the cutout image Ik as the scan start position in the cutout ship image Ik. Then, the coordinates of the scanning start position are set to (x = 0, y = 0) (step S10A). Note that x indicates the coordinates of each row, and y indicates the coordinates of each column. For example, the coordinates of the pixels in the second row and the third column are (x = 1, y = 2).
[0047]
Next, the ship area determination unit 5 sets the pixel value A (x, y) of the pixel at the current coordinates (x = 0, y = 0) to the maximum luminance value maxk (step S10B), and sets this pixel value A ( It is determined whether or not (x, y) is equal to or greater than the maximum luminance value maxk (step S10C).
[0048]
For the pixel at the scanning start position coordinates (x = 0, y = 0), the determination in step S10C is “Yes”, and the ship area determination unit 5 determines the pixel value A (x = 0, y = 0) of the pixel (x = 0, y = 0). x, y) is set to the maximum luminance value maxk, x is set to the maximum luminance value x coordinate, and y is set to the maximum luminance value y coordinate (step S10D), x is incremented by 1 (step S10E), and step S10C is performed. Return to
[0049]
Hereinafter, the processing of steps S10C to 10E is repeatedly executed for all the x coordinates of the first row.
[0050]
At this time, if there is a pixel value A (x, y) exceeding the set maximum luminance value maxk in the pixels on the first row (step S10C → “Yes”), the pixel value A (x, y) ) Is updated as the maximum luminance value, and the (x, y) coordinates are updated with the maximum luminance value x coordinate and y coordinate (maxkx, maxky) (step S10D).
[0051]
On the other hand, if there is no pixel value A (x, y) exceeding the set maximum luminance value maxk in the pixels of the first row (step S10C → “No”), the coordinate values in the x direction of the first row Is larger than the maximum (maxxx) (step S10F → “No”), the x coordinate increment process is executed (step S10E).
[0052]
When the coordinate value in the x direction of the first row exceeds the maximum (maxxx) (step S10F → “Yes”), the coordinate value in the y direction exceeds the maximum (maxy) (step S10G → “No”). )), An increment process of the y coordinate is performed (step S10H), and thereafter, the above process is repeatedly performed up to the pixel of the last row and the last column (lower right pixel).
[0053]
Then, when the above processing for all the pixels is completed, the pixel (maxkx, maxky) corresponding to the maximum luminance value maxk becomes the pixel coordinate of the maximum luminance value.
[0054]
When the maximum luminance position (pixel coordinates of the maximum luminance value) is searched in this way, the ship area determination unit 5 determines the maximum luminance position {pixel (maxkx, maxky)} as the paint processing unit start point (x = maxkx, y = maxky) (step S11), and corresponds to the ship area determination paint process based on a preset threshold (pixel value) that can distinguish the ship area (pixel area) from the sea surface area (pixel area). A subroutine (paint processing unit) is executed (step S12).
[0055]
FIG. 6 is a diagram showing a subroutine process of the paint processing unit (step S12).
[0056]
The subroutine process (paint process) of the paint processing unit is a recursive process, and is executed by successively calling similar processes using the flowchart shown in FIG. 6 as a template of the process.
[0057]
That is, as shown in FIG. 6, the ship area determination unit 5 first determines that the start point {pixel (maxkx, maxky)} having the maximum luminance is a ship area, and thus this ship point (x, y) M (x, y) = 1 indicating that the area has been determined is set to 1 (step S12A), and the brightness A (x + 1, y) of the pixel (right pixel) adjacent to the right (+ x direction) is equal to or larger than the threshold STD. (Step S12B → “Yes”), and if it is not determined that the area is a ship area (M (x + 1, y) = 0, Step S12C → “No”), paint using the right pixel (x + 1, y) as a starting point. The process (labeling), that is, the right pixel (x + 1, y) is set to M (x, y) = 1 (step S12D), and the process returns to step S12B.
[0058]
On the other hand, if the brightness A (x + 1, y) of the right pixel is smaller than the threshold value STD (step S12B → “No”) or if it is already determined that the area is a ship area (M (x + 1, y) = 1, step S12C → “Yes”), the ship region determination unit 5 determines that the brightness A (x, y + 1) of the pixel (upper pixel) adjacent in the upward direction (+ y direction) of the start pixel is equal to or more than the threshold STD (step S12C). S12E → “Yes”, if it is not determined that the area is a ship area (M (x, y + 1) = 0, step S12F → “No”), paint processing (labeling) with the pixel (x, y + 1) above as a starting point That is, the upper pixel (x, y + 1) is set to M (x, y) = 1, and the process returns to step S12E.
[0059]
Then, if the brightness A (x, y + 1) of the upper pixel is smaller than the threshold value STD (step S12E → “No”), or if it is already determined that the area is a ship area (M (x, y + 1) = 1, step S12F → “Yes”), the ship region determination unit 5 determines that the brightness A (x−1, y) of the pixel (left pixel) adjacent to the start pixel in the left direction (−x direction) is equal to or larger than the threshold STD. Yes (step S12H → “Yes”), if not determined to be a ship area (M (x−1, y) = 0, step S12I → “No”), the left pixel (x−1, y) is the starting point , The paint process (labeling), that is, the left pixel (x-1, y) is set to M (x, y) = 1, and the process returns to step S12H.
[0060]
Furthermore, if the luminance A (x-1, y) of the left pixel is smaller than the threshold value STD (step S12H → “No”) or if it is already determined that the area is a ship area (M (x−1, y)) = 1, step S12I → “Yes”), the ship area determination unit 5 determines that the brightness A (x, y−1) of the pixel (lower pixel) adjacent to the start point pixel in the lower direction (−y direction) is as described above. If it is equal to or greater than the threshold value STD (step S12K → “Yes”) and it is not determined that the area is a ship area (M (x, y−1) = 0, step S12L → “No”), the pixel below (x, y−) With 1) as the starting point, paint processing (labeling), that is, the lower pixel (x, y-1) is set to M (x, y) = 1, and the process returns to step S12K.
[0061]
As a result of repeating the above-described processing, when the luminance of all surrounding pixels becomes smaller than the threshold STD in the paint processing starting from the start point (x, y) having the maximum luminance, the ship area determination unit 5 The pixel area set to M (x, y) = 1 at the time is determined as a ship area (end of step S1).
[0062]
When the area (pixel area) of each of the sample vessels Vk is determined in this way, the luminance sum calculating unit 6 of the vessel shape estimation device 1 calculates the luminance sum of the vessel areas of each of the sample vessels Vk for each sample vessel. (Step S2).
[0063]
The luminance sum calculation processing in step S2 will be described with reference to FIG.
[0064]
FIG. 7 is a schematic flowchart showing an example of the luminance sum calculation processing in step S2 shown in FIG.
[0065]
That is, the luminance sum calculation unit 6 first initializes a variable sk representing the luminance sum (step S2A), and sets, for example, the upper left pixel in the cutout image Ik as the scan start position in the cutout image Ik. Then, the coordinates of the scanning start position are set to (x = 0, y = 0) (step S2B).
[0066]
Next, the luminance sum calculation unit 6 determines whether or not the pixel (x = 0, y = 0) at the current coordinates is set as the ship area M (x, y) = 1 (step S2C).
[0067]
If the result of the determination in step S2C is “yes” (ship area), the luminance sum calculation unit 6 determines whether the pixel (x = 0, y = 0) The value (sk + A (x, y)) to which the value A (x, y) is added is substituted (step S2D), and the process proceeds to step S2E.
[0068]
On the other hand, if the result of determination in step S2C is “No” (not a ship area), or after the processing in step S2E ends, the luminance sum calculating unit 6 sets the coordinate value in the x direction of the first row to the maximum (maxxx). Until it exceeds (step S2E → “No”), the x coordinate increment processing (step S2F) and the processing of steps S2C to 2E are repeatedly executed.
[0069]
If the coordinate value in the x direction of the first row exceeds the maximum (maxxx) (step S2E → “No”), the calculation unit 6 continues until the coordinate value in the y direction exceeds the maximum (maxy) ( (Step S2G → “No”), the y coordinate increment process (Step S2H), and the processes of Steps S2C to 2G are repeatedly executed.
[0070]
Hereinafter, the above process is repeatedly performed up to the pixel in the last column of the last row (lower right pixel).
[0071]
Then, the value of the luminance sum sk when the above processing for all the pixels is completed is the value of the luminance sum in the ship region of each of the sample ships Vk.
[0072]
In this way, when the sum of brightness in the ship area of each sample ship Vk is obtained, the ship shape calculation unit 8 of the ship shape estimation device 1 calculates the sum of brightness of each sample ship Vk and the known cross-sectional area of each sample ship Vk. Is substituted in the above equation (1), and the unknown coefficient in the relational expression data between the luminance sum of the general ship and the cross-sectional area is calculated using the least squares method so that the sum of the squares of the errors of all the samples is minimized. A is obtained (step S3).
[0073]
Next, the ship shape calculation unit 8 of the ship shape estimation device 1 stores the function data of the calculated luminance sum including the coefficient A and the sectional area in the reference function storage unit 7 as a reference function (step S4).
[0074]
In this manner, the function data represented by Expression (1) representing the relationship between the luminance sum and the cross-sectional area of the general ship can be prepared in the reference function storage unit 7 in advance.
[0075]
Similarly, assuming that the cross-sectional area of a general ship is approximately proportional to the product of the total length and the full width, the following formula (2) is given between the cross-sectional area and the full length and the full width.
Area ≒ B Overall length × Overall width ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ （２）
The following relationship holds. Here, BK is a coefficient. In addition, according to hull engineering, relational expressions shown in the following Expressions (3) and (4) are known between the full length and the full width.
[0076]
Overall length = C x overall width + D (3)
Overall width = E x Overall length + F ... (4)
Here, C, D, E, and F are constants.
[0077]
According to equations (2) and (4),
Cross section = B x E x full length 2 + B × F × Overall length (5)
Holds.
[0078]
According to Equations (1) and (5),
B x E x full length 2 + B × F × total length = A × summation of luminance.
And solving this equation (6) for the entire length,
[0079]
(Equation 7)
Figure 2004170170
It becomes.
[0080]
For the entire length, unknown coefficients B × E and B × F can be obtained by performing the same processing as steps S1 to S4 described above, and the obtained coefficients B × E and B × F Function data of the total luminance and the total length can be prepared in the reference function storage unit 7 as a reference function.
[0081]
With respect to the total brightness and the overall width of a general ship, the following formulas (1) to (3) are used.
[0082]
(Equation 8)
Figure 2004170170
It becomes.
[0083]
By performing the same processing as in steps S1 to S4 described above for the entire width, the unknown coefficients B × C and B × D can be obtained, and the obtained coefficients B × C and B × D can be obtained. Function data of the luminance sum and the full width including D can be prepared in the reference function storage unit 7 as a reference function.
[0084]
Subsequently, a process of estimating the shape (cross-sectional area, overall length, and overall width) of the target ship based on the reference functions (function data: Equation (1), Equation (7), and Equation (8)) prepared in the reference function storage unit 7 explain.
[0085]
The marine vessel area determination unit 5 of the marine vessel shape estimation device 1 executes the same processing as in step S1 {S10 (S10A to S10H), step S11, and step S12 (S12A to S12L)}, and is input by the input / output device 3. The vessel area (pixel area) is determined from the vessel cutout image I of the target vessel (step S20 in FIG. 8).
[0086]
Next, the luminance sum calculation unit 6 of the ship shape estimation device 1 performs the same processing as in step S2 (S2A to S2G) to calculate the luminance sum sk of the ship region (pixel region) of the target ship (step S21). ).
[0087]
Then, the ship shape estimating unit 8 of the ship shape estimating apparatus 1 calculates the calculated luminance sum sk of the ship region (pixel region) of the target ship and the reference function (function data: mathematical formula (1)) stored in the reference function storage unit 7. ), Equation (7), and Equation (8)) are used to estimate the cross-sectional area, total length, and overall width of the target ship, respectively (Step S22).
[0088]
That is, as the process in step S22, the ship shape estimating unit 8 of the ship shape estimating device 1 reads out the mathematical expression (1) of the function data with reference to the reference function storage unit 7, and calculates the read mathematical expression (1). The calculated total brightness sk is substituted to determine the cross-sectional area s of the target ship (step S22A).
[0089]
Subsequently, the ship shape estimating unit 8 of the ship shape estimating device 1 reads out the equation (7) of the function data with reference to the reference function storage unit 7, and substitutes the calculated luminance sum sk into the read out equation (7). By substituting, the total length 1 of the target ship is obtained (step S22B).
[0090]
Then, the ship shape estimating unit 8 of the ship shape estimating device 1 reads out the equation (8) of the function data with reference to the reference function storage unit 7, and substitutes the calculated luminance sum sk into the read out equation (8). Then, the total width w of the target ship is obtained (step S22C).
[0091]
As a result, the sectional area s, the total length l, and the total width w, which represent the shape of the target ship, can be automatically estimated.
[0092]
As described above, according to the embodiment of the present invention, the function data indicating the relationship between the total luminance and the cross-sectional area, the total length, and the total width of the general ship obtained in advance with high accuracy based on the actual sample ship. Since the (reference function) is prepared, the sectional area, the total length, and the full width of the target ship can be obtained automatically and with high accuracy using the function data.
[0093]
As a result, it becomes possible to obtain the cross-sectional area, the total length, and the full width of the target ship from the synthetic aperture radar image without using humans and without being affected by the resolution of the synthetic aperture radar image.
[0094]
In the embodiment of the present invention, the cross-sectional area, the total length, and the full width of the target ship are all obtained, but any one information may be used.
[0095]
Further, in the embodiment of the present invention, the information indicating the shape of the target ship is the cross-sectional area, the total length, and the full width of the target ship, but the present invention is not limited to this, and the cross-sectional area, the total length, and Ship parameters (ton, depth, etc.) that are linearly related to the overall width can be estimated based on the cross-sectional area, overall length, and overall width. It can also be estimated as information representing the shape of the ship.
[0096]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the determining unit that determines the pixel region of the target ship from the luminance difference between the pixels of the synthetic aperture radar image, and the pixel region of the determined target ship Calculation means for calculating the total luminance, and the relationship between the total luminance of the pixel area of the general ship and the cross-sectional area of the general ship obtained from the synthetic aperture radar images of the ships each of which is a plurality of samples whose cross-sectional areas are known in advance. Storage means for storing function data representing the equation; and, based on the function data stored in the storage means and the luminance sum of the pixel area of the target ship calculated by the calculation means, the cross-sectional area of the target ship is used to calculate the shape of the target ship. And a cross-sectional area calculating means for calculating the information as the representative information, the luminance sum of the pixel area of the general ship obtained in advance from the synthetic aperture radar images of the ships serving as a plurality of samples and the one Since the function data representing the relational expression with the cross-sectional area (full length, full width) of the ship is stored, the cross-sectional area (full length, full width) of the target ship is based on the function data and the luminance sum of the pixel area of the target ship. Can be calculated.
[0097]
As a result, the cross-sectional area (total length, full width) of the target ship can be calculated from the synthetic aperture radar image without using humans and without being affected by the resolution of the synthetic aperture radar image. Can be estimated as
[0098]
According to the invention described in claim 2, means for determining a pixel area of each of the sample vessels in advance from a luminance difference of each pixel of the synthetic aperture radar image of each of the plurality of sample vessels, and a pixel of each of the determined sample vessels Means for calculating the luminance sum of the area, and a relational expression representing the relationship between the luminance sum of the general vessel and the cross-sectional area of the general vessel using a coefficient, Means for substituting the known cross-sectional area of each of the plurality of sample vessels and determining the coefficient by the least squares method, and means for storing a relational expression based on the determined coefficient in the storage means as function data. Therefore, in addition to the effect of the first aspect, it is possible to improve the estimation accuracy of the cross-sectional area of the target ship.
[0099]
According to the third aspect of the present invention, the determining means for determining the pixel area of the target ship from the brightness difference of each pixel of the synthetic aperture radar image, and the calculating means for calculating the total brightness of the determined pixel area of the target ship And, the cross-sectional area and the total length obtained from the synthetic aperture radar images of each of the ships that are a plurality of known samples, the function data representing the relational expression between the total luminance of the pixel region of the general ship and the total length of the general ship A total length calculating unit that calculates the total length of the target ship as information representing the shape of the target ship based on the function data stored in the storage unit and the luminance sum of the pixel area of the target ship calculated by the calculation unit; Therefore, the total length can be estimated even for an unknown ship in the synthetic aperture radar image.
[0100]
According to the invention as set forth in claim 4, means for previously determining a pixel area of each of the sample vessels from the luminance difference of each pixel of the synthetic aperture radar image of each of the plurality of sample vessels, and a pixel of each of the determined sample vessels Means for calculating the sum of the brightness of the region, and a relational expression expressing the relationship between the sum of the brightness of the ship and the total length of the ship using a coefficient. Substituting the known total length of each sample vessel, respectively, means for determining the coefficient by the least square method, and means for storing a relational expression based on the determined coefficient in the storage means as function data, In addition to the effect of the third aspect, the accuracy of estimating the total length can be improved.
[0101]
According to the invention as set forth in claim 5, determining means for determining the pixel area of the target ship from the brightness difference of each pixel of the synthetic aperture radar image, and calculating means for calculating the total brightness of the determined pixel area of the target ship And, the cross-sectional area and the total width obtained from the synthetic aperture radar image of each of the ships to be a plurality of samples of a known sample, the function data representing the relational expression between the luminance sum of the pixel region of the general ship and the full width of the general ship A total length calculating unit that calculates the entire width of the target ship as information representing the shape of the target ship based on the function data stored in the storage unit and the luminance sum of the pixel area of the target ship calculated by the calculation unit; Therefore, the total length can be estimated even for an unknown ship in the synthetic aperture radar image.
[0102]
According to the invention as set forth in claim 6, means for determining in advance the pixel area of each of the sample vessels from the luminance difference of each pixel of the synthetic aperture radar image of each of the plurality of sample vessels, and the determined pixel of each of the sample vessels Means for calculating the sum of the brightness of the region, and a relational expression expressing the relationship between the sum of the brightness of the general ship and the full width of the general ship using a coefficient. A means for substituting the known total width of each of the plurality of sample vessels and determining the coefficient by the least squares method; and a means for storing a relational expression based on the determined coefficient in the storage means as function data. Therefore, it is possible to improve the estimation accuracy of the full width.
[0103]
According to the invention as set forth in claims 7 to 9, a computer for estimating from a synthetic aperture radar image on the earth's surface is provided with a determination unit for determining a pixel area of a target ship from a luminance difference of each pixel of the synthetic aperture radar image. Calculating means for calculating the sum of luminance of the determined pixel areas of the target ship, and a plurality of samples each having a known cross-sectional area (full length, full width) stored in a storage medium accessible by the computer. Means for reading, from the storage medium, function data representing a relational expression between the total luminance of the pixel area of the general ship and the cross-sectional area (full length, full width) of the general ship obtained from the synthetic aperture radar image of Based on the function data and the luminance sum of the pixel area of the target ship calculated by the calculation means, the sectional area (total length, full width) of the target ship is used as information representing the shape of the target ship. Since the program is designed to function as the cross-sectional area calculating means, the sum of the brightness of the pixel area of the general ship and the cross-sectional area of the general ship (total length) obtained in advance from the synthetic aperture radar images of the ships as a plurality of samples , Total width), the cross-sectional area (full length, full width) of the target ship is calculated based on the function data and the total luminance of the pixel area of the target ship, and the ship shape is calculated. Can be estimated.
[0104]
According to the tenth to twelfth aspects of the present invention, the step of determining the pixel area of the target vessel from the luminance difference of each pixel of the synthetic aperture radar image and the step of calculating the total luminance of the determined pixel area of the target vessel And the luminance sum of the pixel area of the general ship and the cross-sectional area of the general ship (full length, full width) obtained from the synthetic aperture radar images of the ships each of which is a plurality of samples whose cross-sectional areas (full length, full width) are known in advance And storing the function data representing the relational expression of the target ship based on the function data stored in the storage step and the luminance sum of the pixel area of the target ship calculated in the calculation step (total length, full width) ) Is calculated as information representing the shape of the target ship. Since function data representing the relational expression between the sum of brightness of the pixel area of the ship and the cross-sectional area (total length, full width) of the general ship is stored, the function data and the sum of brightness of the pixel area of the target ship are stored. The cross-sectional area (full length, full width) of the target ship is calculated, and the shape of the ship can be estimated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an overall configuration of a ship shape estimation device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a chart of a specific example (Vessel A, Vessel B) showing a relationship between a cross-sectional area, a total length, and a full width of a certain vessel and a luminance sum of a vessel area.
FIG. 3 is a schematic flowchart illustrating an example of a process of deriving an unknown coefficient in a reference function of the ship shape estimation device illustrated in FIG. 1;
FIG. 4 is a schematic flowchart illustrating an example of a process of a ship area determination unit of the ship shape estimation device illustrated in FIG. 1;
FIG. 5 is a diagram showing a subroutine process of a maximum luminance position search unit shown in FIG.
FIG. 6 is a diagram showing a subroutine process of a paint processing unit shown in FIG. 4;
FIG. 7 is a schematic flowchart illustrating an example of a luminance sum calculation process in step S2 illustrated in FIG. 3;
8 is a schematic flowchart showing an example of a target ship shape estimation process of the ship shape estimation device shown in FIG.
FIG. 9 is a schematic flowchart showing an example of a ship shape estimation process in step S22 shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1 Ship shape estimation device
2 Display device
3 input / output devices
5 Ship area estimation unit (judgment means)
6. Luminance sum calculation unit (calculation means)
7. Reference function storage unit (storage means)
8 Ship shape estimating unit (cross-sectional area calculating means)
10 Computer

Claims (12)

地球表面上における対象船舶の形状を前記地球表面上の合成開口レーダ画像から推定する船舶形状推定装置であって、
前記合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から前記対象船舶の画素領域を判定する判定手段と、
前記判定された対象船舶の画素領域の輝度総和を算出する算出手段と、
予め断面積が既知の複数のサンプルとなる船舶それぞれの合成開口レーダ画像から得られた、一般船舶の画素領域の輝度総和と当該一般船舶の断面積との関係式を表す関数データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された関数データ及び前記算出手段により算出された対象船舶の画素領域の輝度総和に基づいて当該対象船舶の断面積を前記対象船舶の形状を表す情報として算出する断面積算出手段と、
を備えたことを特徴とする船舶形状推定装置。A ship shape estimating device that estimates the shape of a target ship on the earth surface from a synthetic aperture radar image on the earth surface,
Judgment means for judging a pixel area of the target ship from the luminance difference of each pixel of the synthetic aperture radar image,
Calculation means for calculating the luminance sum of the pixel area of the determined target ship,
A memory for storing function data representing a relational expression between the total sum of brightness of the pixel area of a general ship and the cross-sectional area of the general ship, obtained from the synthetic aperture radar images of the ships each of which is a plurality of samples whose cross-sectional areas are known in advance. Means,
Cross-sectional area calculating means for calculating the cross-sectional area of the target ship as information representing the shape of the target ship based on the function data stored in the storage means and the luminance sum of the pixel area of the target ship calculated by the calculating means When,
A ship shape estimating device comprising: 予め前記複数のサンプル船舶それぞれの合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から当該サンプル船舶それぞれの画素領域を判定する手段と、前記判定されたサンプル船舶それぞれの画素領域の輝度総和を算出する手段と、
一般船舶の輝度総和と当該一般船舶の断面積との関係を係数を用いて表す関係式に対して、算出された複数のサンプル船舶それぞれの画素領域の輝度総和と既知の断面積とをそれぞれ代入し、最小二乗法により前記係数を決定する手段と、決定された係数に基づく関係式を前記関数データとして前記記憶手段に格納する手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の船舶形状推定装置。Means for determining in advance the pixel area of each of the sample vessels from the luminance difference of each pixel of the synthetic aperture radar image of each of the plurality of sample vessels, and means for calculating the sum of luminance of the determined pixel areas of each of the sample vessels ,
Substitute the calculated total brightness of the pixel areas of each of the plurality of sample vessels and the known cross-sectional area into a relational expression expressing the relationship between the total brightness of the general vessel and the cross-sectional area of the general vessel using a coefficient. Means for determining the coefficient by the least square method, means for storing a relational expression based on the determined coefficient as the function data in the storage means,
The ship shape estimating device according to claim 1, further comprising: 地球表面上における対象となる船舶の形状を前記地球表面の合成開口レーダ画像から推定する船舶形状推定装置であって、
前記合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から前記対象船舶の画素領域を判定する判定手段と、
前記判定された対象船舶の画素領域の輝度総和を算出する算出手段と、
予め断面積及び全長が既知の複数のサンプルとなる船舶それぞれの合成開口レーダ画像から得られた、一般船舶の画素領域の輝度総和と当該一般船舶の全長との関係式を表す関数データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された関数データ及び前記算出手段により算出された対象船舶の画素領域の輝度総和に基づいて当該対象船舶の全長を前記対象船舶の形状を表す情報として算出する全長算出手段と、
を備えたことを特徴とする船舶形状推定装置。A ship shape estimating apparatus for estimating the shape of a target ship on the earth surface from a synthetic aperture radar image of the earth surface,
Judgment means for judging a pixel area of the target ship from the luminance difference of each pixel of the synthetic aperture radar image,
Calculation means for calculating the luminance sum of the pixel area of the determined target ship,
Function data representing a relational expression between the total luminance of the pixel area of the general ship and the total length of the general ship obtained from the synthetic aperture radar images of the ships each of which is a plurality of samples whose cross-sectional area and total length are known in advance is stored. Storage means;
A total length calculation unit that calculates the total length of the target ship as information representing the shape of the target ship based on the function data stored in the storage unit and the luminance sum of the pixel regions of the target ship calculated by the calculation unit,
A ship shape estimating device comprising: 予め前記複数のサンプル船舶それぞれの合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から当該サンプル船舶それぞれの画素領域を判定する手段と、前記判定されたサンプル船舶それぞれの画素領域の輝度総和を算出する手段と、
船舶の輝度総和と当該船舶の全長との関係を係数を用いて表す関係式に対して、算出されたサンプル船舶それぞれの画素領域の輝度総和と当該複数のサンプル船舶それぞれの既知の全長とをそれぞれ代入し、最小二乗法により前記係数を決定する手段と、
決定された係数に基づく関係式を前記関数データとして前記記憶手段に格納する手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項３記載の船舶形状推定装置。Means for determining in advance the pixel area of each of the sample vessels from the luminance difference of each pixel of the synthetic aperture radar image of each of the plurality of sample vessels, and means for calculating the sum of luminance of the determined pixel areas of each of the sample vessels ,
For a relational expression that expresses the relationship between the total brightness of the ship and the total length of the ship using coefficients, the calculated total brightness of the pixel region of each sample ship and the known total length of each of the plurality of sample ships are respectively calculated. Substituting, means for determining the coefficient by the least squares method,
Means for storing a relational expression based on the determined coefficient as the function data in the storage means,
The ship shape estimating device according to claim 3, further comprising: 地球表面上における対象となる船舶の形状を前記地球表面の合成開口レーダ画像から推定する船舶形状推定装置であって、
前記合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から前記対象船舶の画素領域を判定する判定手段と、
前記判定された対象船舶の画素領域の輝度総和を算出する算出手段と、
予め断面積及び全幅が既知の複数のサンプルとなる船舶それぞれの合成開口レーダ画像から得られた、一般船舶の画素領域の輝度総和と当該一般船舶の全幅との関係式を表す関数データを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された関数データ及び前記算出手段により算出された対象船舶の画素領域の輝度総和に基づいて当該対象船舶の全幅を前記対象船舶の形状を表す情報として算出する全幅算出手段と、
を備えたことを特徴とする船舶形状推定装置。A ship shape estimating apparatus for estimating the shape of a target ship on the earth surface from a synthetic aperture radar image of the earth surface,
Judgment means for judging a pixel area of the target ship from the luminance difference of each pixel of the synthetic aperture radar image,
Calculation means for calculating the luminance sum of the pixel area of the determined target ship,
Function data representing a relational expression between the sum of luminance of the pixel area of a general ship and the total width of the general ship obtained from the synthetic aperture radar images of the ships each of which is a plurality of samples whose cross-sectional area and total width are known in advance is stored. Storage means;
Full width calculating means for calculating the total width of the target vessel as information representing the shape of the target vessel based on the function data stored in the storage means and the luminance sum of the pixel areas of the target vessel calculated by the calculating means,
A ship shape estimating device comprising: 予め前記複数のサンプル船舶それぞれの合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から当該サンプル船舶それぞれの画素領域を判定する手段と、前記判定されたサンプル船舶それぞれの画素領域の輝度総和を算出する手段と、
一般船舶の輝度総和と当該一般船舶の全幅との関係を係数を用いて表す関係式に対して、算出されたサンプル船舶それぞれの画素領域の輝度総和と当該複数のサンプル船舶それぞれの既知の全幅とをそれぞれ代入し、最小二乗法により前記係数を決定する手段と、
決定された係数に基づく関係式を前記関数データとして前記記憶手段に格納する手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項５記載の船舶形状推定装置。Means for determining in advance the pixel area of each of the sample vessels from the luminance difference of each pixel of the synthetic aperture radar image of each of the plurality of sample vessels, and means for calculating the sum of luminance of the determined pixel areas of each of the sample vessels ,
For a relational expression that expresses the relationship between the luminance sum of a general ship and the full width of the general ship using a coefficient, the calculated total luminance of the pixel region of each of the calculated sample ships and the known full width of each of the plurality of sample ships are calculated. Means to substitute for each, and determine the coefficient by the least squares method,
Means for storing a relational expression based on the determined coefficient as the function data in the storage means,
The ship shape estimating apparatus according to claim 5, further comprising: 地球表面上における対象となる船舶の形状を前記地球表面の合成開口レーダ画像から推定するためのコンピュータが実行可能な船舶形状推定用プログラムであって、
前記コンピュータを、
前記合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から前記対象船舶の画素領域を判定する判定手段と、
前記判定された対象船舶の画素領域の輝度総和を算出する算出手段と、
当該コンピュータがアクセス可能な記憶媒体に記憶された、予め断面積が既知の複数のサンプルとなる船舶それぞれの合成開口レーダ画像から得られた、一般船舶の画素領域の輝度総和と当該一般船舶の断面積との関係式を表す関数データを当該記憶媒体から読み出す手段と、
読み出された関数データ及び前記算出手段により算出された対象船舶の画素領域の輝度総和に基づいて当該対象船舶の断面積を前記対象船舶の形状を表す情報として算出する断面積算出手段と、
してそれぞれ機能させることを特徴とする船舶形状推定用プログラム。A ship shape estimation program executable by a computer for estimating the shape of a ship of interest on the earth surface from the synthetic aperture radar image of the earth surface,
Said computer,
Judgment means for judging a pixel area of the target ship from the luminance difference of each pixel of the synthetic aperture radar image,
Calculation means for calculating the luminance sum of the pixel area of the determined target ship,
The sum total of the brightness of the pixel area of a general ship and the cutoff of the general ship obtained from the synthetic aperture radar images of each of a plurality of samples whose cross-sectional areas are known in advance stored in a storage medium accessible by the computer. Means for reading, from the storage medium, function data representing a relational expression with the area;
A cross-sectional area calculation unit that calculates the cross-sectional area of the target ship as information representing the shape of the target ship based on the read function data and the luminance sum of the pixel area of the target ship calculated by the calculation unit,
A program for estimating the shape of a ship, characterized by functioning each of them. 地球表面上における対象となる船舶の形状を前記地球表面の合成開口レーダ画像から推定するためのコンピュータが実行可能な船舶形状推定用プログラムであって、
前記コンピュータを、
前記合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から前記対象船舶の画素領域を判定する判定手段と、
前記判定された対象船舶の画素領域の輝度総和を算出する算出手段と、
当該コンピュータがアクセス可能な記憶媒体に記憶された、予め全長が既知の複数のサンプルとなる船舶それぞれの合成開口レーダ画像から得られた、一般船舶の画素領域の輝度総和と当該一般船舶の全長との関係式を表す関数データを当該記憶媒体から読み出す手段と、
読み出された関数データ及び前記算出手段により算出された対象船舶の画素領域の輝度総和に基づいて当該対象船舶の全長を前記対象船舶の形状を表す情報として算出する全長算出手段と、
してそれぞれ機能させることを特徴とする船舶形状推定用プログラム。A ship shape estimation program executable by a computer for estimating the shape of a ship of interest on the earth surface from the synthetic aperture radar image of the earth surface,
Said computer,
Judgment means for judging a pixel area of the target ship from the luminance difference of each pixel of the synthetic aperture radar image,
Calculation means for calculating the luminance sum of the pixel area of the determined target ship,
The total length of the pixel area of the general ship and the total length of the general ship, obtained from the synthetic aperture radar images of the ships each of which is a plurality of samples whose total length is known in advance, stored in the storage medium accessible by the computer, and Means for reading out from the storage medium function data representing the relational expression of
A total length calculation unit that calculates the total length of the target ship as information representing the shape of the target ship based on the read function data and the luminance sum of the pixel area of the target ship calculated by the calculation unit,
A program for estimating the shape of a ship, characterized by functioning each of them. 地球表面上における対象となる船舶の形状を前記地球表面の合成開口レーダ画像から推定するためのコンピュータが実行可能な船舶形状推定用プログラムであって、
前記コンピュータを、
前記合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から前記対象船舶の画素領域を判定する判定手段と、
前記判定された対象船舶の画素領域の輝度総和を算出する算出手段と、
当該コンピュータがアクセス可能な記憶媒体に記憶された、予め全幅が既知の複数のサンプルとなる船舶それぞれの合成開口レーダ画像から得られた、一般船舶の画素領域の輝度総和と当該一般船舶の全幅との関係式を表す関数データを当該記憶媒体から読み出す手段と、
読み出された関数データ及び前記算出手段により算出された対象船舶の画素領域の輝度総和に基づいて当該対象船舶の全幅を前記対象船舶の形状を表す情報として算出する断面積算出手段と、
してそれぞれ機能させることを特徴とする船舶形状推定用プログラム。A ship shape estimation program executable by a computer for estimating the shape of a ship of interest on the earth surface from the synthetic aperture radar image of the earth surface,
Said computer,
Judgment means for judging a pixel area of the target ship from the luminance difference of each pixel of the synthetic aperture radar image,
Calculation means for calculating the luminance sum of the pixel area of the determined target ship,
The total sum of the brightness of the pixel area of the general ship and the total width of the general ship, obtained from the synthetic aperture radar images of the ships each of which is a plurality of samples whose total width is known in advance, stored in a storage medium accessible by the computer, and Means for reading out from the storage medium function data representing the relational expression of
A cross-sectional area calculation unit that calculates the entire width of the target ship as information representing the shape of the target ship based on the read function data and the luminance sum of the pixel area of the target ship calculated by the calculation unit,
A program for estimating the shape of a ship, characterized by functioning each of them. 地球表面上における対象となる船舶の形状を前記地球表面の合成開口レーダ画像から推定する船舶形状推定方法であって、
前記合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から前記対象船舶の画素領域を判定するステップと、
前記判定された対象船舶の画素領域の輝度総和を算出するステップと、
予め断面積が既知の複数のサンプルとなる船舶それぞれの合成開口レーダ画像から得られた、一般船舶の画素領域の輝度総和と当該一般船舶の断面積との関係式を表す関数データを記憶するステップと、
前記記憶ステップに記憶された関数データ及び前記算出ステップにより算出された対象船舶の画素領域の輝度総和に基づいて当該対象船舶の断面積を前記対象船舶の形状を表す情報として算出するステップと、
を備えたことを特徴とする船舶形状推定方法。A ship shape estimation method for estimating the shape of a ship of interest on the earth surface from a synthetic aperture radar image of the earth surface,
Determining the pixel area of the target ship from the luminance difference of each pixel of the synthetic aperture radar image,
Calculating the total brightness of the pixel area of the determined target ship,
A step of storing function data representing a relational expression between the sum total of luminance of the pixel area of the general ship and the cross-sectional area of the general ship, obtained from the synthetic aperture radar images of the ships each having a plurality of samples whose cross-sectional areas are known in advance. When,
Calculating the cross-sectional area of the target ship as information representing the shape of the target ship based on the function data stored in the storage step and the luminance sum of the pixel regions of the target ship calculated by the calculation step;
A ship shape estimating method comprising: 地球表面上における対象となる船舶の形状を前記地球表面の合成開口レーダ画像から推定する船舶形状推定方法であって、
前記合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から前記対象船舶の画素領域を判定するステップと、
前記判定された対象船舶の画素領域の輝度総和を算出するステップと、
予め全長が既知の複数のサンプルとなる船舶それぞれの合成開口レーダ画像から得られた、一般船舶の画素領域の輝度総和と当該一般船舶の全長との関係式を表す関数データを記憶するステップと、
前記記憶ステップに記憶された関数データ及び前記算出ステップにより算出された対象船舶の画素領域の輝度総和に基づいて当該対象船舶の全長を前記対象船舶の形状を表す情報として算出するステップと、
を備えたことを特徴とする船舶形状推定方法。A ship shape estimation method for estimating the shape of a ship of interest on the earth surface from a synthetic aperture radar image of the earth surface,
Determining the pixel area of the target ship from the luminance difference of each pixel of the synthetic aperture radar image,
Calculating the total brightness of the pixel area of the determined target ship,
A step of storing function data representing a relational expression between the total sum of luminance of the pixel region of the general ship and the total length of the general ship, obtained from the synthetic aperture radar images of the ships each of which is a plurality of samples whose total length is known in advance,
Calculating the total length of the target ship as information representing the shape of the target ship based on the function data stored in the storage step and the luminance sum of the pixel regions of the target ship calculated by the calculation step;
A ship shape estimating method comprising: 地球表面上における対象となる船舶の形状を前記地球表面の合成開口レーダ画像から推定する船舶形状推定方法であって、
前記合成開口レーダ画像の各画素の輝度差から前記対象船舶の画素領域を判定するステップと、
前記判定された対象船舶の画素領域の輝度総和を算出するステップと、
予め全幅が既知の複数のサンプルとなる船舶それぞれの合成開口レーダ画像から得られた、一般船舶の画素領域の輝度総和と当該一般船舶の全幅との関係式を表す関数データを記憶するステップと、
前記記憶ステップに記憶された関数データ及び前記算出ステップにより算出された対象船舶の画素領域の輝度総和に基づいて当該対象船舶の全幅を前記対象船舶の形状を表す情報として算出するステップと、
を備えたことを特徴とする船舶形状推定方法。A ship shape estimation method for estimating the shape of a ship of interest on the earth surface from a synthetic aperture radar image of the earth surface,
Determining the pixel area of the target ship from the luminance difference of each pixel of the synthetic aperture radar image,
Calculating the total brightness of the pixel area of the determined target ship,
A step of storing function data representing a relational expression between a total sum of luminance of a pixel region of a general ship and the general width of the general ship, obtained from the synthetic aperture radar images of the ships each of which is a plurality of samples having a known full width in advance,
Calculating the entire width of the target ship as information representing the shape of the target ship based on the function data stored in the storage step and the luminance sum of the pixel regions of the target ship calculated by the calculation step;
A ship shape estimating method comprising:
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