JP3740657B2

JP3740657B2 - Synthetic aperture radar apparatus and image reproducing method thereof

Info

Publication number: JP3740657B2
Application number: JP2000049302A
Authority: JP
Inventors: 秀樹長谷川; 雅史岩本; 哲郎桐本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-02-25
Filing date: 2000-02-25
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2020-02-25
Also published as: JP2001242244A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、航空機や衛星に搭載する合成開口レーダに係り、特に地表や海面を広域にわたって観測し画像化する合成開口レーダ装置及びその像再生方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の合成開口レーダ装置としては、図５に示すようなものがある。
図５は、W.G.Carrara,R.S.Goodman and R.M.Majewskｉ,"Spotlight Synthetic Aperture Radar",Artech House,１９９５の２５６ページに記載されたFigure６.６から想定される合成開口レーダ装置の構成図である。
この合成開口レーダ装置は、Multiple Aperture Mapdrift法（以降、ＭＡＭ法と称する）と呼ばれるオートフォーカス機能を備え、レーダプラットフォームの速度の計測誤差、加速度他によって受信信号の位相に生じる誤差（以降、位相誤差と称する。）をＮ次の多項式で近似して、これに起因する画像の分解能劣化を補償することが目的である。
【０００３】
図５において、１は、レーダプラットフォームに搭載され高周波パルス信号を空間に放射するとともに、反射したエコー信号を収集する送受信アンテナ、２は、上記送受信アンテナ１で送信する高周波パルス信号を発生するとともに、上記送受信アンテナ１で収集された信号を増幅する広帯域送受信部、３は、上記広帯域送受信部２からの信号を用いて合成開口レーダの画像を再生する像再生処理部、４は、上記画像をプラットフォームの進行方向であるアジマス方向にフーリエ変換して、スペクトルを得るアジマスＦＦＴ部、５は、選択した１レンジのスペクトルを、近似した多項式の次数であるＭＡＭ法の次数Ｎに等しい数で分割するスペクトル分割部、６は、分割したスペクトルをそれぞれ逆フーリエ変換したあと、その絶対値の２乗をとり、Ｎ個の画像を得るアジマスＩＦＦＴ部、７は、Ｎ個の上記画像のうち、２つの相互相関をとり画像の移動量を求める画像相関部であり、これは、Ｎ個の画像の組み合わせ数Ｎ（Ｎ−１）／２通り行う。８は、上記画像の移動量より位相補償量を計算し、その量でアジマスＦＦＴ部４で得られるスペクトルを補償する位相補償部、９は、位相補償したスペクトルから画像を得る画像再生部である。
【０００４】
次に動作について図６に示すフローチャートを参照して説明する。
図６は、従来の合成開口レーダ装置の動作を示すフローチャートである。
まず、広帯域送受信部２は、高周波パルス信号を発生させ、送受信アンテナ１は、電磁波を送信および受信し、広帯域送受信部２は、それを増幅する（ステップＳ１）。像再生処理部３は、広帯域送受信部２からの信号を用いて合成開口レーダの画像を得る（ステップＳ２）。
【０００５】
アジマスＦＦＴ部４は、上記画像をアジマス方向にフーリエ変換して、スペクトルを得る（ステップＳ３）。このとき、このスペクトルＳ_p（ｆ）における位相誤差φ（ｆ）を式（１）で表す。ただし、ここでは、アンテナビームがプラットフォームの移動方向に対して真横を向いている場合を扱う。また、ａ_kは、ｋ次の位相誤差の係数であり、ｆは周波数であり、Ｔ_PRIはパルス繰り返し時間である。
【０００６】
【数１】

【０００７】
スペクトル分割部５は、上記スペクトルから１レンジを選択し、ＭＡＭ法の次数Ｎで等分割する（ステップＳ４）。このときのｉ番目のスペクトルＳ_p（ｉ）（ｆ）の位相誤差φ_i（ｆ）を式（２）で表す。ここで、ｆ_iはＳ_p（ｉ）（ｆ）の中心周波数である。
【０００８】
【数２】

【０００９】
アジマスＩＦＦＴ部６は、分割したスペクトルＳ_p（ｉ）（ｆ）を逆フーリエ変換し、その絶対値の２乗をとり、Ｎ個の画像を得る（ステップＳ５）。この画像は位相誤差φ_i（ｆ）によって移動し、その移動量は曲線φ_i（ｆ）のｆ=０での傾きで与えられる。この量を式（３）に示す。
【００１０】
【数３】

【００１１】
画像相関部７は、Ｎ個の上記画像のうち２つの相互相関をとり画像の移動量を求める。また、この処理を、全ての組合せＮ（Ｎ−１）／２通り行う（ステップＳ６）。ｉ番目とｊ番目の画像の移動量ｄ_ijを式（４）に示す。
【００１２】
【数４】

【００１３】
これを行列を用いて表現したものを、式（５）〜（９）に示す。
【００１４】
【数５】

【００１５】
位相補償部８は、式（５）を用いて位相補償量の係数を計算し、その量で位相補償する（ステップＳ７）。画像再生部９は、位相補償したスペクトルから合成開口レーダの画像を得る（ステップＳ８）。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の合成開口レーダ装置はこのように構成されており、画像の相関をとることで位相補償量を求めているが、合成開口レーダの画像に発生するスペックル雑音による画像相関の誤差に対する対策はされていなかった。
【００１７】
この発明は上述した点に鑑みてなされたもので、スペックル雑音による画像相関の誤差を抑圧して位相補償量の推定精度を高め、分解能の改善された画像を得ることができる合成開口レーダ装置及びその像再生方法を得ることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る合成開口レーダ装置は、移動プラットフォームに搭載され高周波パルス信号を空間に放射するとともに、反射したエコー信号を収集する送受信アンテナと、上記送受信アンテナで送信する高周波パルス信号を発生するとともに、上記送受信アンテナで収集された信号を増幅する広帯域送受信部と、上記広帯域送受信部の出力信号を用いて像再生処理を行い、合成開口レーダの画像を得る像再生処理部と、上記画像をプラットフォームの移動する進行方向にフーリエ変換するアジマスＦＦＴ部と、上記画像のフーリエ変換結果を複数に等分割するスペクトル分割部と、上記分割結果をプラットフォームの移動する進行方向にフーリエ逆変換するアジマスＩＦＦＴ部と、上記フーリエ逆変換で得られた画像の隣接する画素の近傍平均をとる画素の近傍平均部と、上記画素の近傍平均結果の複数の画像に対し、全ての組合わせで相関を計算する画像相関部と、上記画像の相関結果から位相補償量を計算し補償する位相補償部と、上記位相補償結果から画像を再生する画像再生部とを備えたものである。
【００１９】
また、上記画像再生部で得られる画像を記録する画像記録部と、近傍平均をとる画素の数によって繰り返し判定をする繰り返し判定部と、上記画像記録部の画像のエントロピーを計算して、分解能の最も改善された画像を決定する画像のエントロピーを用いた決定部とをさらに備えたことを特徴とするものである。
【００２０】
また、この発明に係る合成開口レーダ装置の像再生方法は、プラットフォーム上で高周波パルス信号を空間に放射すると共に、反射されたエコー信号を受信するステップと、エコー信号の受信信号から合成開口レーダの画像を再生するステップと、上記画像をプラットフォームの移動する進行方向にフーリエ変換するステップと、上記画像のフーリエ変換結果を複数に等分割するステップと、上記分割結果をプラットフォームの移動する進行方向にフーリエ逆変換するステップと、上記フーリエ逆変換で得られた画像の隣接する画素の近傍平均をとるステップと、上記画素の近傍平均結果の複数の画像に対し、全ての組合わせで相関を計算するステップと、上記画像の相関結果から位相補償量を計算し補償するステップと、上記位相補償結果から画像を再生する画像再生ステップとを備えたものである。
【００２１】
さらに、上記画像再生ステップで得られる画像を記録する画像記録ステップと、近傍平均をとる画素の数によって繰り返し判定をするステップと、上記画像記録ステップの画像のエントロピーを計算して、分解能の最も改善された画像を決定するステップとをさらに備えたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。
図１において、図５に示す従来例と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号として、１０は、隣接するｎ個の画素の近傍平均をとることで、スペックル雑音を低減する画素の近傍平均部である。ここで、ｎは、近傍平均をとる画素の数で、これにより、画像の画素数が１／ｎ倍となる。また、ｎはあらかじめ設定する。
【００２３】
次に、この実施の形態１の動作及び合成開口レーダ装置の像再生方法を図２のフローチャートを参照して説明する。
図２は、この発明の実施の形態１に係る合成開口レーダ装置の動作及び合成開口レーダ装置の像再生方法を示すフローチャートである。フローチャートにおいて、画素の近傍平均以外の処理は、図６に示す従来例と同じ処理である。
【００２４】
すなわち、広帯域送受信部２は、高周波パルス信号を発生させ、送受信アンテナ１は、電磁波を送信および受信し、広帯域送受信部２は、それを増幅する（ステップＳ１）。像再生処理部３は、広帯域送受信部２からの信号を用いて合成開口レーダの画像を得る（ステップＳ２）。
【００２５】
アジマスＦＦＴ部４は、上記画像をアジマス方向にフーリエ変換して、スペクトルを得る（ステップＳ３）。
スペクトル分割部５は、上記スペクトルから１レンジを選択し、ＭＡＭ法の次数Ｎで等分割する（ステップＳ４）。
アジマスＩＦＦＴ部６は、分割したスペクトルＳ_p（ｉ）（ｆ）を逆フーリエ変換し、その絶対値の２乗をとり、Ｎ個の画像を得る（ステップＳ５）。
【００２６】
そして、本実施の形態１に係る画素の近傍平均部１０は、隣接するｎ個の画素の近傍平均をとることで、スペックル雑音を低減させる（ステップＳ９）。
画像相関部７は、上記画素の近傍平均結果の複数の画像に対し、全ての組合せで相関を計算する。
位相補償部８は、上記画像の相関結果から位相補償量を計算し、その量で位相補償する（ステップＳ７）。
画像再生部９は、位相補償したスペクトルから合成開口レーダの画像を得る（ステップＳ８）。
【００２７】
従って、上記実施の形態１によれば、画素の近傍平均部を設けることで、スペックル雑音が低減し、位相補償量の推定精度が上昇するため、分解能の改善された合成開口レーダの画像を得ることができる。
【００２８】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２に係る合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。
図３において、図１に示す実施の形態１と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号として、１１は、画像再生部９によって再生された画像を記録する画像記録部、１２は、近傍平均をとる画素の数ｎが規定値ｎ_maxより小さい場合、ｎを１増加させ、画素の近傍平均部１０に処理を戻し、ｎがｎ_max以上ならば、処理を続行する繰り返し判定部であり、ここで、ｎ_maxは近傍平均をとる最大の画素の数で、あらかじめ設定する。１３は、画像のエントロピーを用いた決定部で、画像記録部１１で記録された画像のエントロピーＨを式（１０）で計算し、エントロピーが最小のものを、最良の画像として出力して処理を終了する。これは、画像のエントロピーが小さいほど分解能が改善されていることによる。ここで、ｍは画素の濃度を表し、ｍ_maxは画素濃度の最大値を表し、Ｐ（ｍ）はエントロピーを計算する画像内の画素濃度ｍの出現確率を表す。
【００２９】
【数６】

【００３０】
次に、この実施の形態２の動作及び合成開口レーダ装置の像再生方法を図４のフローチャートを参照して説明する。
図４は、この発明の実施の形態２に係る合成開口レーダ装置の動作及び合成開口レーダ装置の像再生方法を示すフローチャートである。フローチャートにおいて、画像再生ステップＳ８までは実施の形態１と同じ処理である。
【００３１】
画像記録部１１は、画像再生部９によって再生された画像を記録する（ステップＳ１０）。
繰り返し判定部１２は、近傍平均をとる画素の数ｎと、規定値ｎ_maxを比較し、ｎが小さい場合、ｎを１増加させ、画素の近傍平均（ステップＳ９）に処理を戻す。また、ｎがｎ_max以上ならば、処理を続行する（ステップＳ１１）。
画像のエントロピーを用いた決定部１３は、画像記録部１１の画像からエントロピーを計算し、その中でエントロピーが最小のものを、最良の画像として出力して、処理を終了する（ステップＳ１２）。
【００３２】
従って、上記実施の形態２によれば、近傍平均をとる画素の数を変化させることで、スペックル雑音を最大限に抑圧でき、分解能の改善された合成開口レーダ画像を得ることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、スペックル雑音による画像相関の誤差を抑圧するために、画像の相関をとる前に、隣接する画素の近傍平均をとることで、スペックル雑音を低減し、位相補償量の推定精度を高め、分解能の改善された画像を得ることができる。
【００３４】
また、近傍平均をとる画素の数を変化させることで、スペックル雑音を最大限に抑圧でき、分解能の改善された合成開口レーダ画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る合成開口レーダ装置の動作及び合成開口レーダ装置の像再生方法を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態２に係る合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る合成開口レーダ装置の動作及び合成開口レーダ装置の像再生方法を示すフローチャートである。
【図５】従来例に係る合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図６】従来例に係る合成開口レーダ装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１送受信アンテナ、２広帯域送受信部、３像再生処理部、４アジマスＦＦＴ部、５スペクトル分割部、６アジマスＩＦＦＴ部、７画像相関部、８位相補償部、９画像再生部、１０画素の近傍平均部、１１画像記録部、１２繰り返し判定部、１３画像のエントロピーを用いた決定部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a synthetic aperture radar mounted on an aircraft or a satellite, and more particularly to a synthetic aperture radar device for observing and imaging the ground surface and sea surface over a wide area and an image reproducing method thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of synthetic aperture radar apparatus is shown in FIG.
FIG. 5 is a block diagram of a synthetic aperture radar device assumed from FIG. 6.6 described on page 256 of WG Carrara, RS Goodman and RMMajewski, “Spotlight Synthetic Aperture Radar”, Artech House, 1995.
This synthetic aperture radar apparatus has an autofocus function called a multiple aperture mapdrift method (hereinafter referred to as MAM method), and an error (hereinafter referred to as a phase error) that occurs in the phase of a received signal due to a radar platform speed measurement error, acceleration, or the like. The objective is to approximate the image resolution by N-th order polynomials to compensate for the resolution degradation of the image.
[0003]
In FIG. 5, reference numeral 1 denotes a transmission / reception antenna that is mounted on a radar platform and radiates a high-frequency pulse signal to space, collects reflected echo signals, and 2 generates a high-frequency pulse signal to be transmitted by the transmission / reception antenna 1. A broadband transmission / reception unit for amplifying signals collected by the transmission /

reception antenna

1, 3 an image reproduction processing unit for reproducing a synthetic aperture radar image using a signal from the broadband transmission / reception unit 2, The azimuth FFT unit 5, which obtains a spectrum by performing Fourier transform in the azimuth direction, which is the traveling direction of, is a spectrum that divides the selected spectrum in one range by a number equal to the order N of the MAM method that is the order of the approximate polynomial The dividing unit 6 performs inverse Fourier transform on each of the divided spectra, and then squares the absolute value thereof. The azimuth IFFT unit 7 for obtaining N images is an image correlation unit for calculating the amount of movement of the image by taking two cross-correlations among the N images. This is a combination of N images. The number N (N-1) / 2 is performed. 8 is a phase compensation unit that calculates a phase compensation amount from the amount of movement of the image and compensates the spectrum obtained by the azimuth FFT unit 4 with the amount, and 9 is an image reproducing unit that obtains an image from the phase compensated spectrum. .
[0004]
Next, the operation will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the conventional synthetic aperture radar apparatus.
First, the broadband transmitting / receiving unit 2 generates a high-frequency pulse signal, the transmitting / receiving antenna 1 transmits and receives an electromagnetic wave, and the broadband transmitting / receiving unit 2 amplifies it (step S1). The image reproduction processing unit 3 obtains a synthetic aperture radar image using the signal from the broadband transmission / reception unit 2 (step S2).
[0005]
The azimuth FFT unit 4 Fourier-transforms the image in the azimuth direction to obtain a spectrum (step S3). At this time, the phase error φ (f) in the spectrum S _p (f) is expressed by Expression (1). However, here, the case where the antenna beam is directed to the side of the moving direction of the platform is handled. Further, a _k is a k-th order phase error coefficient, f is a frequency, and T _PRI is a pulse repetition time.
[0006]
[Expression 1]

[0007]
The spectrum dividing unit 5 selects one range from the spectrum and equally divides it by the order N of the MAM method (step S4). The phase error φ _i (f) of the i-th spectrum S _p (i) (f) at this time is expressed by equation (2). Here, f _i is the center frequency of S _p (i) (f).
[0008]
[Expression 2]

[0009]
The azimuth IFFT unit 6 performs inverse Fourier transform on the divided spectrum S _p (i) (f), takes the square of its absolute value, and obtains N images (step S5). This image is moved by the phase error φ _i (f), and the amount of movement is given by the slope of the curve φ _i (f) at f = 0. This amount is shown in equation (3).
[0010]
[Equation 3]

[0011]
The image correlation unit 7 obtains a moving amount of the image by taking two cross-correlations among the N images. Further, this process is performed for all combinations N (N-1) / 2 (step S6). The movement amount d _ij of the i-th image and the j-th image is shown in Expression (4).
[0012]
[Expression 4]

[0013]
What expressed this using the matrix is shown to Formula (5)-(9).
[0014]
[Equation 5]

[0015]
The phase compensation unit 8 calculates the coefficient of the phase compensation amount using Expression (5), and performs phase compensation with the amount (step S7). The image reproducing unit 9 obtains an image of the synthetic aperture radar from the phase compensated spectrum (step S8).
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional synthetic aperture radar device is configured in this way, and the phase compensation amount is obtained by correlating the images. However, measures against image correlation errors due to speckle noise generated in the images of the synthetic aperture radar are as follows. Was not.
[0017]
The present invention has been made in view of the above-described points, and a synthetic aperture radar apparatus capable of suppressing the image correlation error due to speckle noise to improve the estimation accuracy of the phase compensation amount and obtain an image with improved resolution. And an image reproducing method thereof.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The synthetic aperture radar device according to the present invention is mounted on a mobile platform and radiates a high-frequency pulse signal to space, and generates a transmission / reception antenna that collects reflected echo signals, and a high-frequency pulse signal that is transmitted by the transmission / reception antenna. A broadband transmission / reception unit that amplifies the signal collected by the transmission / reception antenna, an image reproduction processing unit that performs an image reproduction process using an output signal of the broadband transmission / reception unit, and obtains a synthetic aperture radar image; An azimuth FFT unit that performs Fourier transform in the moving direction of movement, a spectrum dividing unit that equally divides the Fourier transform result of the image into a plurality of parts, an azimuth IFFT unit that performs Fourier inverse transform on the divided result in the moving direction of the platform, Neighboring planes of adjacent pixels in the image obtained by the inverse Fourier transform. A pixel neighborhood averaging unit, an image correlation unit that calculates a correlation for all the combinations of the pixel neighborhood average results, and a phase compensation amount calculated from the image correlation result to compensate A phase compensation unit and an image reproduction unit that reproduces an image from the phase compensation result are provided.
[0019]
In addition, the image recording unit for recording the image obtained by the image reproduction unit, the repetition determination unit for repeatedly determining by the number of pixels for which the neighborhood average is obtained, and the entropy of the image of the image recording unit are calculated to calculate the resolution. And a determination unit using image entropy for determining the most improved image.
[0020]
Further, the image reproduction method of the synthetic aperture radar apparatus according to the present invention radiates a high frequency pulse signal to the space on the platform, receives the reflected echo signal, and receives the reflected echo signal from the received signal of the synthetic aperture radar. A step of reproducing an image, a step of Fourier transforming the image in a traveling direction in which the platform moves, a step of equally dividing a Fourier transform result of the image into a plurality of parts, and a Fourier transform in the traveling direction in which the platform moves. A step of performing an inverse transform, a step of calculating a neighborhood average of adjacent pixels of the image obtained by the Fourier inverse transform, and a step of calculating a correlation in all combinations for a plurality of images of the neighborhood average result of the pixel Calculating a phase compensation amount from the correlation result of the image and compensating, and the phase compensation result It is obtained by an image reproduction step of reproducing the Luo image.
[0021]
Further, the image recording step for recording the image obtained in the image reproducing step, the step of repeatedly determining by the number of pixels taking the neighborhood average, and calculating the entropy of the image in the image recording step, thereby improving the resolution most. And determining a processed image.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing a configuration of a synthetic aperture radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, the same parts as those of the conventional example shown in FIG. As a new code, reference numeral 10 denotes a pixel neighborhood average unit that reduces speckle noise by taking neighborhood averages of n adjacent pixels. Here, n is the number of pixels for which the neighborhood average is taken, whereby the number of pixels in the image is 1 / n times. N is set in advance.
[0023]
Next, the operation of the first embodiment and the image reproduction method of the synthetic aperture radar apparatus will be described with reference to the flowchart of FIG.
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the synthetic aperture radar apparatus and the image reproduction method of the synthetic aperture radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In the flowchart, the processes other than the pixel neighborhood average are the same as those in the conventional example shown in FIG.
[0024]
That is, the broadband transceiver unit 2 generates a high-frequency pulse signal, the transmission / reception antenna 1 transmits and receives electromagnetic waves, and the broadband transceiver unit 2 amplifies it (step S1). The image reproduction processing unit 3 obtains a synthetic aperture radar image using the signal from the broadband transmission / reception unit 2 (step S2).
[0025]
The azimuth FFT unit 4 Fourier-transforms the image in the azimuth direction to obtain a spectrum (step S3).
The spectrum dividing unit 5 selects one range from the spectrum and equally divides it by the order N of the MAM method (step S4).
The azimuth IFFT unit 6 performs inverse Fourier transform on the divided spectrum S _p (i) (f), takes the square of its absolute value, and obtains N images (step S5).
[0026]
Then, the pixel neighborhood average unit 10 according to the first embodiment reduces the speckle noise by taking the neighborhood average of the n adjacent pixels (step S9).
The image correlation unit 7 calculates correlations for all combinations of the plurality of images of the pixel average result.
The phase compensation unit 8 calculates a phase compensation amount from the correlation result of the image, and performs phase compensation with the amount (step S7).
The image reproducing unit 9 obtains an image of the synthetic aperture radar from the phase compensated spectrum (step S8).
[0027]
Therefore, according to the first embodiment, by providing the neighborhood average portion of the pixels, speckle noise is reduced and the estimation accuracy of the phase compensation amount is increased. Therefore, a synthetic aperture radar image with improved resolution can be obtained. Obtainable.
[0028]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a synthetic aperture radar apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
In FIG. 3, the same parts as those of the first embodiment shown in FIG. As a new code, 11 is an image recording unit that records an image reproduced by the

image reproducing unit

9, and 12 is a unit that increases n by 1 when the number n of pixels that take a neighborhood average is smaller than a predetermined value n _max , The process is returned to the pixel neighborhood average unit 10, and if n is equal to or greater than n _max , the process is repeated, and n _max is the maximum number of pixels for which neighborhood average is taken and is set in advance. Reference numeral 13 denotes a determination unit that uses the entropy of the image, calculates the entropy H of the image recorded by the image recording unit 11 using Equation (10), and outputs the one with the smallest entropy as the best image for processing. finish. This is because the resolution is improved as the entropy of the image is smaller. Here, m represents the density of the pixel, m _max represents the maximum value of the pixel density, and P (m) represents the appearance probability of the pixel density m in the image for which entropy is calculated.
[0029]
[Formula 6]

[0030]
Next, the operation of the second embodiment and the image reproduction method of the synthetic aperture radar apparatus will be described with reference to the flowchart of FIG.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the synthetic aperture radar apparatus and the image reproduction method of the synthetic aperture radar apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In the flowchart, the processing up to image reproduction step S8 is the same as that in the first embodiment.
[0031]
The image recording unit 11 records the image reproduced by the image reproducing unit 9 (step S10).
The iterative determination unit 12 compares the number n of pixels for which the average is taken with the specified value n _max. If n is small, n is incremented by 1, and the process returns to the pixel average (step S9). If n is greater than or equal to n _max , the process is continued (step S11).
The determination unit 13 using the entropy of the image calculates the entropy from the image of the image recording unit 11, outputs the one having the smallest entropy as the best image, and ends the processing (step S12).
[0032]
Therefore, according to the second embodiment, speckle noise can be suppressed to the maximum by changing the number of pixels that take the neighborhood average, and a synthetic aperture radar image with improved resolution can be obtained.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in order to suppress the error of image correlation due to speckle noise, the speckle noise is reduced by taking the neighborhood average of adjacent pixels before taking the correlation of images. Thus, it is possible to improve the estimation accuracy of the phase compensation amount and obtain an image with improved resolution.
[0034]
Also, by changing the number of pixels that take the neighborhood average, speckle noise can be suppressed to the maximum, and a synthetic aperture radar image with improved resolution can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a synthetic aperture radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an operation of the synthetic aperture radar apparatus and an image reproduction method of the synthetic aperture radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a synthetic aperture radar apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing an operation of the synthetic aperture radar apparatus and an image reproduction method of the synthetic aperture radar apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a synthetic aperture radar apparatus according to a conventional example.
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the synthetic aperture radar apparatus according to the conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transmission / reception antenna, 2 Broadband transmission / reception part, 3 Image reproduction process part, 4 Azimuth FFT part, 5 Spectrum division part, 6 Azimuth IFFT part, 7 Image correlation part, 8 Phase compensation part, 9 Image reproduction part, 10 Pixel neighborhood average Part, 11 image recording part, 12 repetition determination part, 13 determination part using entropy of image.

Claims

A transmitting / receiving antenna mounted on a mobile platform that radiates high-frequency pulse signals into space and collects reflected echo signals;
A broadband transmitter / receiver that generates a high-frequency pulse signal to be transmitted by the transmitting / receiving antenna and amplifies a signal collected by the transmitting / receiving antenna;
An image reproduction processing unit that performs an image reproduction process using an output signal of the broadband transmission / reception unit and obtains an image of a synthetic aperture radar;
An azimuth FFT unit for Fourier transforming the image in the direction of travel of the platform;
A spectrum dividing unit for equally dividing the Fourier transform result of the image into a plurality of parts;
An azimuth IFFT unit that performs Fourier inverse transformation on the division result in the moving direction of the platform;
The neighborhood average part of the pixel that takes the neighborhood average of adjacent pixels of the image obtained by the inverse Fourier transform,
An image correlation unit that calculates correlations in all combinations for a plurality of images of the pixel neighborhood average result,
A phase compensation unit that calculates and compensates for a phase compensation amount from the correlation result of the image;
A synthetic aperture radar apparatus comprising: an image reproducing unit that reproduces an image from the phase compensation result.

The synthetic aperture radar device according to claim 1,
An image recording unit for recording an image obtained by the image reproduction unit;
An iterative determination unit that makes an iterative determination based on the number of pixels that take a neighborhood average;
A synthetic aperture radar apparatus, further comprising: a determination unit that uses image entropy to calculate an entropy of an image of the image recording unit and determine an image with the most improved resolution.

Radiating a high frequency pulse signal into space on the platform and receiving a reflected echo signal;
Regenerating a synthetic aperture radar image from the received echo signal;
Fourier transforming the image in the direction of travel of the platform;
Equally dividing the Fourier transform result of the image into a plurality of steps;
Fourier transforming the division result in the direction of travel of the platform;
Taking a neighborhood average of adjacent pixels of the image obtained by the inverse Fourier transform;
Calculating a correlation in all combinations for a plurality of images of neighborhood average results of the pixels;
Calculating and compensating a phase compensation amount from the correlation result of the image;
A synthetic aperture radar image reproduction method comprising: an image reproduction step of reproducing an image from the phase compensation result.

In the synthetic aperture radar image reproduction method according to claim 3,
An image recording step for recording the image obtained in the image reproduction step;
A step of repeatedly determining by the number of pixels taking a neighborhood average;
A method for reproducing an image of a synthetic aperture radar, further comprising: calculating an entropy of an image in the image recording step to determine an image with the most improved resolution.