JP5305985B2 - 人工物検出装置及び人工物検出方法及び人工物検出プログラム - Google Patents
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Description
偏波特性の異なる複数の電波が反射して得られる散乱波の少なくとも3種類の偏波成分を測定した結果を、当該散乱波が得られた位置である測定位置ごとに偏波特性データとして予め記憶する記憶装置と、データ処理を行う処理装置とを具備し、
前記記憶装置に記憶された偏波特性データから、前記複数の電波が1回反射した場合に得られる表面散乱成分と、前記表面散乱成分以外の少なくとも2種類の散乱成分である特殊散乱成分とを、測定位置ごとに前記処理装置により抽出する散乱成分抽出部と、
前記散乱成分抽出部により特殊散乱成分が抽出された測定位置の集合である第1領域と、前記第1領域の周囲で前記散乱成分抽出部により所定量以上の表面散乱成分が抽出された測定位置の集合である第2領域とを含む領域を、人工物として前記処理装置により検出する人工物検出部とを備えることを特徴とする。
前記人工物検出装置は、さらに、
前記散乱成分抽出部により生成された表面散乱画像にて、前記第1領域の周囲の一定領域を複数の小領域に分割し、輝度の統計量を小領域ごとに前記処理装置により算出する小領域統計量算出部と、
前記散乱成分抽出部により生成された表面散乱画像にて、前記一定領域より広い大領域について、輝度の統計量を前記処理装置により算出する大領域統計量算出部とを備え、
前記人工物検出部は、前記小領域統計量算出部により算出された輝度の統計量と前記大領域統計量算出部により算出された輝度の統計量との差異が所定の閾値以上となる小領域の集合を前記第2領域とみなすことを特徴とする。
前記散乱成分抽出部は、抽出した表面散乱成分の強度分布を輝度分布で表す画像である表面散乱画像を、前記処理装置により生成し、
前記人工物検出装置は、さらに、
前記散乱成分抽出部により生成された表面散乱画像に対してマルチルック処理を前記処理装置により行うマルチルック処理部を備え、
前記人工物検出部は、前記マルチルック処理部により前記マルチルック処理が行われた表面散乱画像にて、前記第1領域の周囲で輝度が所定の閾値以上となる領域を前記第2領域とみなすことを特徴とする。
前記散乱成分抽出部は、抽出した表面散乱成分の強度分布を輝度分布で表す画像である表面散乱画像を、前記処理装置により生成し、
前記人工物検出装置は、さらに、
前記散乱成分抽出部により生成された表面散乱画像に対してマルチルック処理を前記処理装置により行うマルチルック処理部を備え、
前記人工物検出部は、前記マルチルック処理部により前記マルチルック処理が行われた表面散乱画像に対してエッジ検出処理を前記処理装置により行い、前記エッジ検出処理にて検出されたエッジ線で囲まれた領域を前記第2領域とみなすことを特徴とする。
前記人工物検出部により検出された人工物について、前記散乱成分抽出部により抽出された表面散乱成分と特殊散乱成分とに基づき、当該人工物の特徴量を前記処理装置により計測する特徴量計測部を備えることを特徴とする。
複数の人工物について、各人工物の特徴量を特徴量データとして記憶する特徴量データベースと、
前記特徴量計測部により計測された特徴量を前記特徴量データベースに記憶された特徴量データと照合して、前記複数の人工物の中から、前記人工物検出部により検出された人工物を前記処理装置により特定するデータベース照合部とを備えることを特徴とする。
前記記憶装置は、前記複数の電波が発射されたときの海面の荒れ具合を示す海面データを記憶し、
前記特徴量データベースは、前記複数の人工物について、海面の荒れ具合を定量化して複数の段階に分類した海面状況分類ごとに計測されるべき各人工物の特徴量を前記特徴量データとして記憶し、
前記データベース照合部は、前記記憶装置に記憶された海面データに基づき、該当する海面状況分類を特定し、特定した海面状況分類を検索キーとして、前記特徴量計測部により計測された特徴量を前記特徴量データベースに記憶された特徴量データと照合することを特徴とする。
偏波特性の異なる複数の電波が反射して得られる散乱波の少なくとも3種類の偏波成分を測定した結果を、当該散乱波が得られた位置である測定位置ごとに偏波特性データとして予め記憶する記憶装置と、データ処理を行う処理装置とを具備する人工物検出装置を用いた人工物検出方法であって、
前記人工物検出装置の散乱成分抽出部が、前記記憶装置に記憶された偏波特性データから、前記複数の電波が1回反射した場合に得られる表面散乱成分と、前記表面散乱成分以外の少なくとも2種類の散乱成分である特殊散乱成分とを、測定位置ごとに前記処理装置により抽出し、
前記人工物検出装置の人工物検出部が、前記散乱成分抽出部により特殊散乱成分が抽出された測定位置の集合である第1領域と、前記第1領域の周囲で前記散乱成分抽出部により所定量以上の表面散乱成分が抽出された測定位置の集合である第2領域とを含む領域を、人工物として前記処理装置により検出することを特徴とする。
偏波特性の異なる複数の電波が反射して得られる散乱波の少なくとも3種類の偏波成分を測定した結果を、当該散乱波が得られた位置である測定位置ごとに偏波特性データとして予め記憶する記憶装置と、データ処理を行う処理装置とを具備するコンピュータにより実行される人工物検出プログラムであって、
前記記憶装置に記憶された偏波特性データから、前記複数の電波が1回反射した場合に得られる表面散乱成分と、前記表面散乱成分以外の少なくとも2種類の散乱成分である特殊散乱成分とを、測定位置ごとに前記処理装置により抽出する散乱成分抽出手順と、
前記散乱成分抽出手順により特殊散乱成分が抽出された測定位置の集合である第1領域と、前記第1領域の周囲で前記散乱成分抽出手順により所定量以上の表面散乱成分が抽出された測定位置の集合である第2領域とを含む領域を、人工物として前記処理装置により検出する人工物検出手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
前記人工物検出プログラムは、さらに、
前記散乱成分抽出手順により生成された表面散乱画像にて、前記第1領域の周囲の一定領域を複数の小領域に分割し、輝度の統計量を当該小領域ごとに前記処理装置により算出する小領域統計量算出手順と、
前記散乱成分抽出手順により生成された表面散乱画像にて、前記一定領域より広い大領域について、輝度の統計量を前記処理装置により算出する大領域統計量算出手順とをコンピュータに実行させ、
前記人工物検出手順は、前記小領域統計量算出手順により算出された輝度の統計量と前記大領域統計量算出手順により算出された輝度の統計量との差異が所定の閾値以上となる小領域の集合を前記第2領域とみなすことを特徴とする。
前記散乱成分抽出手順は、抽出した表面散乱成分の強度分布を輝度分布で表す画像である表面散乱画像を、前記処理装置により生成し、
前記人工物検出プログラムは、さらに、
前記散乱成分抽出手順により生成された表面散乱画像に対してマルチルック処理を前記処理装置により行うマルチルック処理手順をコンピュータに実行させ、
前記人工物検出手順は、前記マルチルック処理手順により前記マルチルック処理が行われた表面散乱画像にて、前記第1領域の周囲で輝度が所定の閾値以上となる領域を前記第2領域とみなすことを特徴とする。
前記散乱成分抽出手順は、抽出した表面散乱成分の強度分布を輝度分布で表す画像である表面散乱画像を、前記処理装置により生成し、
前記人工物検出プログラムは、さらに、
前記散乱成分抽出手順により生成された表面散乱画像に対してマルチルック処理を前記処理装置により行うマルチルック処理手順をコンピュータに実行させ、
前記人工物検出手順は、前記マルチルック処理手順により前記マルチルック処理が行われた表面散乱画像に対してエッジ検出処理を前記処理装置により行い、前記エッジ検出処理にて検出されたエッジ線で囲まれた領域を前記第2領域とみなすことを特徴とする。
前記人工物検出手順により検出された人工物について、前記散乱成分抽出手順により抽出された表面散乱成分と特殊散乱成分とに基づき、当該人工物の特徴量を前記処理装置により計測する特徴量計測手順をコンピュータに実行させることを特徴とする。
複数の人工物について、各人工物の特徴量を特徴量データとして記憶する特徴量データベースにアクセスし、
前記特徴量計測手順により計測された特徴量を前記特徴量データベースに記憶された特徴量データと照合して、前記複数の人工物の中から、前記人工物検出手順により検出された人工物を前記処理装置により特定するデータベース照合手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
前記記憶装置は、前記複数の電波が発射されたときの海面の荒れ具合を示す海面データを記憶し、
前記特徴量データベースは、前記複数の人工物について、海面の荒れ具合を定量化して複数の段階に分類した海面状況分類ごとに計測されるべき各人工物の特徴量を前記特徴量データとして記憶し、
前記データベース照合手順は、前記記憶装置に記憶された海面データに基づき、該当する海面状況分類を特定し、特定した海面状況分類を検索キーとして、前記特徴量計測手順により計測された特徴量を前記特徴量データベースに記憶された特徴量データと照合することを特徴とする。
図1は、本実施の形態に係る人工物検出装置100の構成を示すブロック図である。
(1)表面散乱成分は、地面、海面等の表面で引き起こされる1回(奇数回)反射の散乱成分である。本実施の形態では、散乱成分抽出部101は、表面散乱成分として、合成開口レーダから発射された電波が海面や海上の船舶の甲板等で1回反射した場合に得られる散乱成分を抽出する。
(2)2回散乱成分は、地面と幹、道路と建物の壁等の直角構造で引き起こされる2回(偶数回)反射の散乱成分である。本実施の形態では、散乱成分抽出部101は、2回散乱成分として、合成開口レーダから発射された電波が船舶の甲板とブリッジ(船橋又は艦橋)との組み合わせ等で2回反射した場合に得られる散乱成分を抽出する。
(3)体積散乱成分は、絡み合った枝等、ランダムに向いた線状物体の集合から引き起こされる散乱成分である。本実施の形態では、散乱成分抽出部101は、体積散乱成分として、合成開口レーダから発射された電波が船舶に搭載されたアンテナ等、ランダムに向いた線状物体の集合で反射した場合に得られる散乱成分を抽出する。
(4)ヘリックス(Helix)散乱成分は、人工物の表面から発生する、直線偏波を円偏波に変える散乱成分である。本実施の形態では、散乱成分抽出部101は、体積散乱成分として、合成開口レーダから発射された電波が船舶に搭載されたアンテナ等で反射して直線偏波から円偏波に変わった場合に得られる散乱成分を抽出する。
V=f(μ,σ)[単位:ノット]
例えば、いくつかのSAR画像、及び、SAR観測日の気象庁発表の「波情報」を用い、関数fを以下のように仮定する。
V=f(μ,σ)=a×μ+b×σ+c×μ×σ+d(a,b,c,dは最小二乗法により決定する係数)
(分類1)28ノット以下・・・おだやかな海面
(分類2)28〜48ノット・・・荒れた海面(気象庁の「海上風警報」及び「海上強風警報」に相当)
(分類3)48ノット以上・・・非常に荒れた海面(気象庁の「海上暴風警報」に相当)
本実施の形態について、主に実施の形態1との差異を説明する。
本実施の形態について、主に実施の形態2との差異を説明する。
本実施の形態について、主に実施の形態1との差異を説明する。
Claims (17)
- 偏波特性の異なる複数の電波が反射して得られる散乱波の少なくとも3種類の偏波成分を測定した結果を、当該散乱波が得られた位置である測定位置ごとに偏波特性データとして予め記憶する記憶装置と、データ処理を行う処理装置とを具備し、
前記記憶装置に記憶された偏波特性データから、前記複数の電波が1回反射した場合に得られる表面散乱成分と、前記表面散乱成分以外の少なくとも2種類の散乱成分である特殊散乱成分とを、測定位置ごとに前記処理装置により抽出する散乱成分抽出部と、
前記散乱成分抽出部により特殊散乱成分が抽出された測定位置の集合である第1領域と、前記第1領域の周囲で前記散乱成分抽出部により所定量以上の表面散乱成分が抽出された測定位置の集合である第2領域とを含む領域を、人工物として前記処理装置により検出する人工物検出部とを備えることを特徴とする人工物検出装置。 - 前記散乱成分抽出部は、前記複数の電波が2回反射した場合に得られる2回散乱成分と、前記複数の電波がランダムに向いた線状物体の集合で反射した場合に得られる体積散乱成分と、前記複数の電波が反射して直線偏波から円偏波に変わった場合に得られるヘリックス散乱成分との3種類の散乱成分のうち、少なくとも2種類を、測定位置ごとに前記特殊散乱成分として前記処理装置により抽出することを特徴とする請求項1に記載の人工物検出装置。
- 前記散乱成分抽出部は、抽出した表面散乱成分の強度分布を輝度分布で表す画像である表面散乱画像を、前記処理装置により生成し、
前記人工物検出装置は、さらに、
前記散乱成分抽出部により生成された表面散乱画像にて、前記第1領域の周囲の一定領域を複数の小領域に分割し、輝度の統計量を小領域ごとに前記処理装置により算出する小領域統計量算出部と、
前記散乱成分抽出部により生成された表面散乱画像にて、前記一定領域より広い大領域について、輝度の統計量を前記処理装置により算出する大領域統計量算出部とを備え、
前記人工物検出部は、前記小領域統計量算出部により算出された輝度の統計量と前記大領域統計量算出部により算出された輝度の統計量との差異が所定の閾値以上となる小領域の集合を前記第2領域とみなすことを特徴とする請求項1又は2に記載の人工物検出装置。 - 前記複数の電波は、上空を飛行する飛行体に搭載された合成開口レーダにより発射されるものであり、
前記散乱成分抽出部は、抽出した表面散乱成分の強度分布を輝度分布で表す画像である表面散乱画像を、前記処理装置により生成し、
前記人工物検出装置は、さらに、
前記散乱成分抽出部により生成された表面散乱画像に対してマルチルック処理を前記処理装置により行うマルチルック処理部を備え、
前記人工物検出部は、前記マルチルック処理部により前記マルチルック処理が行われた表面散乱画像にて、前記第1領域の周囲で輝度が所定の閾値以上となる領域を前記第2領域とみなすことを特徴とする請求項1又は2に記載の人工物検出装置。 - 前記複数の電波は、上空を飛行する飛行体に搭載された合成開口レーダにより発射されるものであり、
前記散乱成分抽出部は、抽出した表面散乱成分の強度分布を輝度分布で表す画像である表面散乱画像を、前記処理装置により生成し、
前記人工物検出装置は、さらに、
前記散乱成分抽出部により生成された表面散乱画像に対してマルチルック処理を前記処理装置により行うマルチルック処理部を備え、
前記人工物検出部は、前記マルチルック処理部により前記マルチルック処理が行われた表面散乱画像に対してエッジ検出処理を前記処理装置により行い、前記エッジ検出処理にて検出されたエッジ線で囲まれた領域を前記第2領域とみなすことを特徴とする請求項1又は2に記載の人工物検出装置。 - 前記人工物検出装置は、さらに、
前記人工物検出部により検出された人工物について、前記散乱成分抽出部により抽出された表面散乱成分と特殊散乱成分とに基づき、当該人工物の特徴量を前記処理装置により計測する特徴量計測部を備えることを特徴とする請求項1から5までのいずれかに記載の人工物検出装置。 - 前記人工物検出装置は、さらに、
複数の人工物について、各人工物の特徴量を特徴量データとして記憶する特徴量データベースと、
前記特徴量計測部により計測された特徴量を前記特徴量データベースに記憶された特徴量データと照合して、前記複数の人工物の中から、前記人工物検出部により検出された人工物を前記処理装置により特定するデータベース照合部とを備えることを特徴とする請求項6に記載の人工物検出装置。 - 前記複数の電波は、海上に発射されるものであり、
前記記憶装置は、前記複数の電波が発射されたときの海面の荒れ具合を示す海面データを記憶し、
前記特徴量データベースは、前記複数の人工物について、海面の荒れ具合を定量化して複数の段階に分類した海面状況分類ごとに計測されるべき各人工物の特徴量を前記特徴量データとして記憶し、
前記データベース照合部は、前記記憶装置に記憶された海面データに基づき、該当する海面状況分類を特定し、特定した海面状況分類を検索キーとして、前記特徴量計測部により計測された特徴量を前記特徴量データベースに記憶された特徴量データと照合することを特徴とする請求項7に記載の人工物検出装置。 - 偏波特性の異なる複数の電波が反射して得られる散乱波の少なくとも3種類の偏波成分を測定した結果を、当該散乱波が得られた位置である測定位置ごとに偏波特性データとして予め記憶する記憶装置と、データ処理を行う処理装置とを具備する人工物検出装置を用いた人工物検出方法であって、
前記人工物検出装置の散乱成分抽出部が、前記記憶装置に記憶された偏波特性データから、前記複数の電波が1回反射した場合に得られる表面散乱成分と、前記表面散乱成分以外の少なくとも2種類の散乱成分である特殊散乱成分とを、測定位置ごとに前記処理装置により抽出し、
前記人工物検出装置の人工物検出部が、前記散乱成分抽出部により特殊散乱成分が抽出された測定位置の集合である第1領域と、前記第1領域の周囲で前記散乱成分抽出部により所定量以上の表面散乱成分が抽出された測定位置の集合である第2領域とを含む領域を、人工物として前記処理装置により検出することを特徴とする人工物検出方法。 - 偏波特性の異なる複数の電波が反射して得られる散乱波の少なくとも3種類の偏波成分を測定した結果を、当該散乱波が得られた位置である測定位置ごとに偏波特性データとして予め記憶する記憶装置と、データ処理を行う処理装置とを具備するコンピュータにより実行される人工物検出プログラムであって、
前記記憶装置に記憶された偏波特性データから、前記複数の電波が1回反射した場合に得られる表面散乱成分と、前記表面散乱成分以外の少なくとも2種類の散乱成分である特殊散乱成分とを、測定位置ごとに前記処理装置により抽出する散乱成分抽出手順と、
前記散乱成分抽出手順により特殊散乱成分が抽出された測定位置の集合である第1領域と、前記第1領域の周囲で前記散乱成分抽出手順により所定量以上の表面散乱成分が抽出された測定位置の集合である第2領域とを含む領域を、人工物として前記処理装置により検出する人工物検出手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする人工物検出プログラム。 - 前記散乱成分抽出手順は、前記複数の電波が2回反射した場合に得られる2回散乱成分と、前記複数の電波がランダムに向いた線状物体の集合で反射した場合に得られる体積散乱成分と、前記複数の電波が反射して直線偏波から円偏波に変わった場合に得られるヘリックス散乱成分との3種類の散乱成分のうち、少なくとも2種類を、測定位置ごとに前記特殊散乱成分として前記処理装置により抽出することを特徴とする請求項10に記載の人工物検出プログラム。
- 前記散乱成分抽出手順は、抽出した表面散乱成分の強度分布を輝度分布で表す画像である表面散乱画像を、前記処理装置により生成し、
前記人工物検出プログラムは、さらに、
前記散乱成分抽出手順により生成された表面散乱画像にて、前記第1領域の周囲の一定領域を複数の小領域に分割し、輝度の統計量を当該小領域ごとに前記処理装置により算出する小領域統計量算出手順と、
前記散乱成分抽出手順により生成された表面散乱画像にて、前記一定領域より広い大領域について、輝度の統計量を前記処理装置により算出する大領域統計量算出手順とをコンピュータに実行させ、
前記人工物検出手順は、前記小領域統計量算出手順により算出された輝度の統計量と前記大領域統計量算出手順により算出された輝度の統計量との差異が所定の閾値以上となる小領域の集合を前記第2領域とみなすことを特徴とする請求項10又は11に記載の人工物検出プログラム。 - 前記複数の電波は、上空を飛行する飛行体に搭載された合成開口レーダにより発射されるものであり、
前記散乱成分抽出手順は、抽出した表面散乱成分の強度分布を輝度分布で表す画像である表面散乱画像を、前記処理装置により生成し、
前記人工物検出プログラムは、さらに、
前記散乱成分抽出手順により生成された表面散乱画像に対してマルチルック処理を前記処理装置により行うマルチルック処理手順をコンピュータに実行させ、
前記人工物検出手順は、前記マルチルック処理手順により前記マルチルック処理が行われた表面散乱画像にて、前記第1領域の周囲で輝度が所定の閾値以上となる領域を前記第2領域とみなすことを特徴とする請求項10又は11に記載の人工物検出プログラム。 - 前記複数の電波は、上空を飛行する飛行体に搭載された合成開口レーダにより発射されるものであり、
前記散乱成分抽出手順は、抽出した表面散乱成分の強度分布を輝度分布で表す画像である表面散乱画像を、前記処理装置により生成し、
前記人工物検出プログラムは、さらに、
前記散乱成分抽出手順により生成された表面散乱画像に対してマルチルック処理を前記処理装置により行うマルチルック処理手順をコンピュータに実行させ、
前記人工物検出手順は、前記マルチルック処理手順により前記マルチルック処理が行われた表面散乱画像に対してエッジ検出処理を前記処理装置により行い、前記エッジ検出処理にて検出されたエッジ線で囲まれた領域を前記第2領域とみなすことを特徴とする請求項10又は11に記載の人工物検出プログラム。 - 前記人工物検出プログラムは、さらに、
前記人工物検出手順により検出された人工物について、前記散乱成分抽出手順により抽出された表面散乱成分と特殊散乱成分とに基づき、当該人工物の特徴量を前記処理装置により計測する特徴量計測手順をコンピュータに実行させることを特徴とする請求項10から14までのいずれかに記載の人工物検出プログラム。 - 前記人工物検出プログラムは、さらに、
複数の人工物について、各人工物の特徴量を特徴量データとして記憶する特徴量データベースにアクセスし、
前記特徴量計測手順により計測された特徴量を前記特徴量データベースに記憶された特徴量データと照合して、前記複数の人工物の中から、前記人工物検出手順により検出された人工物を前記処理装置により特定するデータベース照合手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする請求項15に記載の人工物検出プログラム。 - 前記複数の電波は、海上に発射されるものであり、
前記記憶装置は、前記複数の電波が発射されたときの海面の荒れ具合を示す海面データを記憶し、
前記特徴量データベースは、前記複数の人工物について、海面の荒れ具合を定量化して複数の段階に分類した海面状況分類ごとに計測されるべき各人工物の特徴量を前記特徴量データとして記憶し、
前記データベース照合手順は、前記記憶装置に記憶された海面データに基づき、該当する海面状況分類を特定し、特定した海面状況分類を検索キーとして、前記特徴量計測手順により計測された特徴量を前記特徴量データベースに記憶された特徴量データと照合することを特徴とする請求項16に記載の人工物検出プログラム。
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