JP6178245B2 - Synthetic aperture radar apparatus and image processing method thereof - Google Patents

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本実施形態は、合成開口レーダ装置及びその画像処理方法に関する。   The present embodiment relates to a synthetic aperture radar apparatus and an image processing method thereof.

従来の合成開口レーダ(SAR:Synthetic Aperture Radar)装置では、SAR処理において、固定目標の場合は合成開口時間内で一定の位置にあるため、合成開口長Lの大開口アレイとして、固定目標に対して位相を合わせて最大ベクトルとなるように合成することが可能である。そこで、特定された画像化領域内の対象目標については、ポーラフォーマット変換によって正しい位置に画像化することが可能となっている(非特許文献1,2,3参照)。   In a conventional synthetic aperture radar (SAR) device, in the case of a SAR process, a fixed target has a fixed position within the synthetic aperture time. Thus, it is possible to combine the phases so that the maximum vector is obtained. Therefore, the target target in the specified imaging region can be imaged at a correct position by polar format conversion (see Non-Patent Documents 1, 2, and 3).

ただし、ポーラフォーマット変換では画像化領域の制約があり、画像化領域以上に対象目標がある場合には、その領域外の固定目標を画像化することができない。画像化領域を広げるために、PRF(Pulse Repetition Frequency)等の周波数を高く設定することも検討されているが、取得データ量が増大してしまい、処理規模の制約により実現できない場合が生じる。   However, in polar format conversion, there are restrictions on the imaging area, and if there are target targets beyond the imaging area, fixed targets outside that area cannot be imaged. In order to widen the imaging region, it has been studied to set a frequency such as PRF (Pulse Repetition Frequency) high. However, the amount of acquired data increases, and there are cases where it cannot be realized due to processing scale limitations.

SAR方式(レンジ圧縮):大内、“リモートセンシングのための合成開口レーダの基礎”、東京電機大学出版局、pp.131-149(2003)SAR method (range compression): Ouchi, “Basics of Synthetic Aperture Radar for Remote Sensing”, Tokyo Denki University Press, pp.131-149 (2003) SAR方式(Az圧縮):大内、“リモートセンシングのための合成開口レーダの基礎”、東京電機大学出版局、pp.171-178(2003)SAR method (Az compression): Ouchi, “Basics of Synthetic Aperture Radar for Remote Sensing”, Tokyo Denki University Press, pp.171-178 (2003) SAR方式(大開口アレイ合成、スポットライトSAR):吉田、‘改定レーダ技術’、電子情報通信学会、pp.280-283(1996)SAR method (large aperture array synthesis, spotlight SAR): Yoshida, 'Revised radar technology', IEICE, pp.280-283 (1996) SAR処理方式(ポーラフォーマット変換再構成処理):MEHRDAD SOUMEKH,“Synthetic Aperture Radar Signal Processing”, JOHN WILEY & SONS,INC.,pp.319-325(1999)SAR processing method (polar format conversion reconstruction processing): MEHRDAD SOUMEKH, “Synthetic Aperture Radar Signal Processing”, JOHN WILEY & SONS, INC., Pp.319-325 (1999) アフィン変換rev.a、田村、‘コンピュータ画像処理’、Ohmsha、pp288-290(2002)Affine transformation rev.a, Tamura, 'Computer image processing', Ohmsha, pp288-290 (2002)

以上述べたように、従来の合成開口レーダ装置では、画像化領域の制約で固定目標を画像化することができない場合があった。   As described above, in the conventional synthetic aperture radar apparatus, there is a case where the fixed target cannot be imaged due to the limitation of the imaging region.

本実施形態は上記課題に鑑みなされたもので、処理規模の増大を抑制しつつ、固定目標の画像化領域を広げることができ、これによって領域制限を受けていた固定目標の画像化を実現することのできる合成開口レーダ装置とその画像処理方法を提供することを目的とする。   The present embodiment has been made in view of the above problems, and can increase the imaging area of the fixed target while suppressing an increase in processing scale, thereby realizing imaging of the fixed target that has been subjected to the area limitation. An object of the present invention is to provide a synthetic aperture radar apparatus and an image processing method thereof.

上記の課題を解決するために、本実施形態に係る合成開口レーダ装置は、被搭載移動体の移動に沿ってレーダ波を特定の画像化範囲に向けて得られたビーム出力を合成開口処理して画像化するもので、前記画像化する領域についてN(Nは2以上の自然数)通りの中心位置毎に、画像中心をM(Mは2以上の自然数)通りに変化させて、クロスレンジ軸における参照信号を生成し、前記参照信号と前記ビーム出力の取得データを用いてSAR(Synthetic Aperture Radar)処理を施してN×MのSAR画像を生成し、前記N×MのSAR画像の互いのずれを補正し、前記ずれが補正されたN×MのSAR画像を統合してSAR統合画像を生成する態様とする。 In order to solve the above problems, the synthetic aperture radar apparatus according to the present embodiment performs synthetic aperture processing on the beam output obtained by directing the radar wave toward a specific imaging range along with the movement of the mounted mobile body. The image center is changed in M (M is a natural number of 2 or more) for each of the N (N is a natural number of 2 or more) center positions of the region to be imaged, and the cross range axis is changed. The reference signal and the beam output acquisition data are used to generate an SAR (Synthetic Aperture Radar) process to generate an N × M SAR image, and the N × M SAR image The shift is corrected, and the N × M SAR images in which the shift is corrected are integrated to generate a SAR integrated image.

第1の実施形態に係る合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the synthetic aperture radar apparatus which concerns on 1st Embodiment. 図1に示す装置において、信号処理部の処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of a process of a signal processing part in the apparatus shown in FIG. 図1に示す装置において、合成開口処理における画像化範囲を説明するための概念図。The conceptual diagram for demonstrating the imaging range in a synthetic aperture process in the apparatus shown in FIG. 図1に示す装置において、機体フライト軸(飛翔経路)と画像化範囲との位置関係を示す概念図。The conceptual diagram which shows the positional relationship of an airframe flight axis (flight path | route) and the imaging range in the apparatus shown in FIG. 図1に示す装置において、FFT画像の生成方法とFFT画像における固定目標の値を抽出する処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of the process which extracts the production | generation method of a FFT image, and the value of the fixed target in a FFT image in the apparatus shown in FIG. 図1に示す装置において、FFT画像の通りのオフセットを説明するための概念図。The conceptual diagram for demonstrating the M offset of a FFT image in the apparatus shown in FIG. 図1に示す装置において、ポーラフォーマット変換の処理内容を示す概念図。The conceptual diagram which shows the processing content of polar format conversion in the apparatus shown in FIG. 図1に示す装置において、アフィン変換の処理内容を説明するための概念図。The conceptual diagram for demonstrating the processing content of an affine transformation in the apparatus shown in FIG. 図1に示す装置において、複合した変換の場合を説明するための概念図。The conceptual diagram for demonstrating the case of the compound conversion in the apparatus shown in FIG. 図1に示す装置において、ポーラフォーマット変換された複数画像の振幅加算による統合処理を示す概念図。The conceptual diagram which shows the integration process by the amplitude addition of the several image by which polar format conversion was carried out in the apparatus shown in FIG.

以下、実施形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1乃至図10を参照して、第1の実施形態に係る航空機搭載の合成開口レーダ装置を説明する。
(First embodiment)
With reference to FIG. 1 thru | or FIG. 10, the synthetic aperture radar apparatus mounted in the aircraft which concerns on 1st Embodiment is demonstrated.

図1は上記合成開口レーダ装置(以下、SAR)の系統構成を示すブロック図、図2はその具体的な処理の流れを示すフローチャートである。図1において、アンテナ1は複数のアンテナ素子を配列して大開口アレイを形成してなるフェーズドアレイアンテナであり、送受信器2の送受信部21から繰り返し供給される特定周波数の送信パルス信号(以下、PRF(Pulse Repetition Frequency)信号)を指定方向に送出してその反射波を受信する。送受信部21はアンテナ1の複数のアンテナ素子でそれぞれ受信された信号をビーム制御部22からの指示に従って位相制御を施し合成することで、画像化したい範囲に受信ビームを形成する(図2:ステップS11)。受信ビームで得られた受信信号は信号処理器3に送られる。   FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of the synthetic aperture radar apparatus (hereinafter referred to as SAR), and FIG. 2 is a flowchart showing a specific processing flow thereof. In FIG. 1, an antenna 1 is a phased array antenna in which a plurality of antenna elements are arranged to form a large aperture array. A PRF (Pulse Repetition Frequency) signal) is transmitted in a designated direction and the reflected wave is received. The transmission / reception unit 21 performs phase control on the signals received by the plurality of antenna elements of the antenna 1 in accordance with instructions from the beam control unit 22 and combines them to form a reception beam in the range to be imaged (FIG. 2: step). S11). A reception signal obtained by the reception beam is sent to the signal processor 3.

この信号処理器3は、AD(Analog-Digital)変換部31、レンジ圧縮部32、オフセット補正部33、オフセット量制御部34、Az圧縮部35、画像化部36、画像補正部37及び画像統合部38を備える。   The signal processor 3 includes an AD (Analog-Digital) conversion unit 31, a range compression unit 32, an offset correction unit 33, an offset amount control unit 34, an Az compression unit 35, an imaging unit 36, an image correction unit 37, and an image integration. The unit 38 is provided.

上記AD変換部31は、送受信器2から供給されるPRF受信信号をディジタル信号に変換する(図2:ステップS12)もので、その変換結果はレンジ圧縮部32、オフセット補正部33、オフセット量制御部34及びAz圧縮部35によるSAR処理部に送られる。   The AD conversion unit 31 converts the PRF reception signal supplied from the transceiver 2 into a digital signal (FIG. 2: step S12), and the conversion result is a range compression unit 32, an offset correction unit 33, an offset amount control. Sent to the SAR processing unit by the unit 34 and the Az compression unit 35.

SAR処理部において、レンジ圧縮部32は、合成開口の受信サイクル毎に、ディジタル化された開口アレイのPRF受信信号をレンジ(距離)方向にパルス圧縮する(図2:ステップS13)。パルス圧縮は、入力信号とパルス圧縮用の参照信号との相関処理であり、これを周波数軸で行う(引用文献1参照)。具体的には、周波数軸上において、入力信号のFFT(高速フーリエ変換:Fast Fourier Transform)結果と参照信号のFFT結果の乗算を行い、FFT画像を得る。このレンジ圧縮されたFFT画像はオフセット補正部33に送られる。このオフセット補正部33は、オフセット量制御部34の制御に従って設定されるオフセット量で、クロスレンジ圧縮(後段のAz圧縮)する画像化領域の中心(画像中心)をN通りに調整するための処理である(図2:ステップS14)。オフセット補正を施されたFFT画像はAz圧縮部35に送られ、アジマス角(クロスレンジ)方向にパルス圧縮を施されて(図2:ステップS15)、画像化部36に送られる。   In the SAR processing unit, the range compression unit 32 pulse-compresses the digitized PRF reception signal of the aperture array in the range (distance) direction for each reception cycle of the synthetic aperture (FIG. 2: step S13). Pulse compression is a correlation process between an input signal and a reference signal for pulse compression, and this is performed on the frequency axis (see cited document 1). Specifically, on the frequency axis, the FFT (Fast Fourier Transform) result of the input signal and the FFT result of the reference signal are multiplied to obtain an FFT image. The range-compressed FFT image is sent to the offset correction unit 33. The offset correction unit 33 is a process for adjusting the center (image center) of the imaging region to be cross-range compressed (the Az compression at the subsequent stage) with N amounts in accordance with the control of the offset amount control unit 34. (FIG. 2: Step S14). The FFT image subjected to the offset correction is sent to the Az compression unit 35, subjected to pulse compression in the azimuth angle (cross range) direction (FIG. 2: step S15), and sent to the imaging unit 36.

上記画像化部36は、入力されるN通りのFFT画像を順次ポーラフォーマット変換することにより2次元FFT画像を出力する(図2:ステップS16)。上記画像補正部37は、画像化部36で得られたN通りの2次元FFT画像に生じている位置ずれや歪みを補正するために、入力画像に対してアフィン変換を行う(図2:ステップS17,S18)。上記画像統合部38は、アフィン変換されたN通りの2次元FFT画像を統合する(図2:ステップS19)。   The imaging unit 36 outputs a two-dimensional FFT image by sequentially performing polar format conversion on the N types of input FFT images (FIG. 2: step S16). The image correcting unit 37 performs affine transformation on the input image in order to correct the positional deviation and distortion generated in the N two-dimensional FFT images obtained by the imaging unit 36 (FIG. 2: step). S17, S18). The image integration unit 38 integrates N two-dimensional FFT images subjected to affine transformation (FIG. 2: Step S19).

上記構成による合成開口レーダ装置において、図3を参照して、SAR方式について概略説明する。図3は、スポットライトSAR(引用文献3)の場合であり、この方式では、搭載レーダによる実開口ビームを画像化範囲に常に照射するようにビームを向けて、合成開口時間(1サイクル)内でPRI(Pulse Repetition Interval)間隔で送信したパルス毎に、PRI内のレンジセル単位でデータを取得する。この取得データを用いてSAR処理を実施して、SAR画像を得る。   In the synthetic aperture radar apparatus having the above-described configuration, the SAR scheme will be schematically described with reference to FIG. FIG. 3 shows the case of the spotlight SAR (cited document 3). In this method, the beam is directed so as to always irradiate the imaging area with the actual aperture beam by the on-board radar, and within the synthetic aperture time (one cycle). For each pulse transmitted at a PRI (Pulse Repetition Interval) interval, data is acquired in units of range cells in the PRI. SAR processing is performed using the acquired data to obtain a SAR image.

尚、図3はスポットライトSARの場合の図であるが、SAR画像を得られれば、側方を観測するストリップマップSAR等の他の方式でもよい。図4に座標系の定義を示す。図4において、X軸をレンジ、Y軸をクロスレンジとし、被搭載機のフライト方向速度をクロスレンジ方向とし、被搭載機の位置から移動目標の座標点を(X,Y)、速度ベクトルをVとする。   FIG. 3 is a diagram in the case of the spotlight SAR, but other methods such as a strip map SAR for observing the side may be used as long as the SAR image can be obtained. FIG. 4 shows the definition of the coordinate system. In FIG. 4, the X axis is the range, the Y axis is the cross range, the flight direction speed of the mounted machine is the cross range direction, the coordinate point of the movement target is (X, Y) from the position of the mounted machine, and the speed vector is V.

次に、FFT画像の生成方法とFFT画像における固定目標の値を抽出する方法について、図5に示す処理フローを参照して説明する。
まず、サンプリング時間t、合成開口長のサンプル点uのデータを取得すると(ステップS21)、レンジ圧縮を実行する(引用文献1参照:ステップS22〜S23)。ここで、レンジ圧縮は、入力信号とレンジ圧縮用信号の相関処理であり、これを周波数領域で行う場合について定式化すると次の通りである。

Figure 0006178245
Next, a method for generating an FFT image and a method for extracting a fixed target value in the FFT image will be described with reference to a processing flow shown in FIG.
First, when the data of the sampling point t of the sampling time t and the synthetic aperture length is acquired (step S21), range compression is executed (see cited document 1: steps S22 to S23). Here, the range compression is a correlation process between an input signal and a range compression signal, and a case where this is performed in the frequency domain is formulated as follows.
Figure 0006178245

時間軸上に変換するためには、信号sを逆フーリエ変換すればよいが、この後でクロスレンジ圧縮(Az圧縮、引用文献2)を行うので、信号sを(ω、u)軸のままとする。   In order to convert the signal s on the time axis, the signal s may be subjected to inverse Fourier transform. However, since the cross range compression (Az compression, cited reference 2) is performed thereafter, the signal s remains on the (ω, u) axis. And

次にクロスレンジの参照信号fs0を生成する。

Figure 0006178245
Next, a cross-range reference signal fs0 is generated.
Figure 0006178245

尚、オフセット値(Xcalfft,Ycalfft)は、FFT画像を生成するために必要である。オフセットによる効果を、図6を参照して説明する。   The offset values (Xcalfft, Ycalfft) are necessary for generating the FFT image. The effect of the offset will be described with reference to FIG.

まず、前述のsとクロスレンジ圧縮用のfs0を乗算して信号csを得る。

Figure 0006178245
First, the signal cs is obtained by multiplying the above-mentioned s by fs0 for cross-range compression.
Figure 0006178245

これを用いて、u軸でFFTして信号fcs(ω、ku)を得る。

Figure 0006178245
Using this, the signal fcs (ω, ku) is obtained by performing FFT on the u-axis.
Figure 0006178245

FFT画像出力は、fcsのω軸に関する逆FFTにより算出できる。

Figure 0006178245
The FFT image output can be calculated by inverse FFT with respect to the ω-axis of fcs.
Figure 0006178245

このFFT画像のオフセットについて図6を参照して説明する。FFT画像では、X軸がパルス圧縮によるレンジ(目標までの往復時間tに比例、t軸)、Y軸がFFTによるクロスレンジ(ドップラー成分に比例、ku軸)に対応する。固定目標の画像中心を(Xc,Yc)とすると、固定目標の画像化範囲は(Xc±X0,Yc±Y0)である。固定目標は、この画像生成範囲以上の場合もあるため、広範囲に合成するためには、以下に述べるように、画像中心をオフセットさせた通り(図6では=9)の画像を生成し、画像生成後、全体画像を統合するものとする。 The offset of the FFT image will be described with reference to FIG. In the FFT image, the X-axis corresponds to the range by pulse compression (proportional to the round trip time t to the target, t-axis), and the Y-axis corresponds to the cross range by FFT (proportional to the Doppler component, ku-axis). If the image center of the fixed target is (Xc, Yc), the imaging range of the fixed target is (Xc ± X0, Yc ± Y0). Fixed target, since in some cases the above image generation range, in order to extensively synthesized, as described below, the image center to generate an image of M Street is offset (in FIG. 6 M = 9) After the image generation, the entire image is integrated.

次に図5を参照して、ポーラフォーマット変換によるSAR画像処理手法について述べる(引用文献4)。パルス圧縮の出力sまでは、上述と同様である。まず、このsを用いて、u軸に関してフーリエ変換する(ステップS24)。

Figure 0006178245
Next, with reference to FIG. 5, a SAR image processing method by polar format conversion will be described (Cited document 4). Up to the pulse compression output s is the same as described above. First, using this s, Fourier transform is performed with respect to the u-axis (step S24).
Figure 0006178245

次に、画像生成範囲を広げるためにM通りのオフセット値(Xoff,Yoff)を用いて、固定目標の画像中心をずらして移動目標の画像を中心に画像生成するためにオフセット補正を行い、Az圧縮用の参照信号を乗算する(ステップS25)。このオフセット量は、生成したい画像範囲を分割して決定すればよい。この場合、直交座標(X,Y)軸で分割する手法や、極座標(R,θ)で分割する手法等でもよいのは言うまでもないが、ここでは、直交座標の場合について述べる。

Figure 0006178245
Next, M offset values (Xoff, Yoff) are used to widen the image generation range, offset correction is performed to generate an image centering on the moving target image by shifting the center of the fixed target image, and Az Multiply the reference signal for compression (step S25). This offset amount may be determined by dividing the image range to be generated. In this case, it goes without saying that a method of dividing by an orthogonal coordinate (X, Y) axis, a method of dividing by a polar coordinate (R, θ), or the like may be used, but here, the case of an orthogonal coordinate will be described.
Figure 0006178245

また、kx,kyは次式により求めることができる。

Figure 0006178245
Further, kx and ky can be obtained by the following equations.
Figure 0006178245

このクロスレンジ参照信号を用いて、次式によりfsmを算出する。

Figure 0006178245
Using this cross range reference signal, fsm is calculated by the following equation.
Figure 0006178245

fsmを用いて、図7に示すポーラフォーマット変換を行い、kx、ky軸で格子点のデータF(kx,ky)を生成する(ステップS26)。ポーラフォーマット変換は、取得データを用いて、(kx、ky)軸の格子点のデータを内挿手法等を用いて算出する手法であり、細部については引用文献の通りであり割愛する。このfsmを用いて、2次元逆FFTにより画像を出力する(ステップS27)。

Figure 0006178245
Polar format conversion shown in FIG. 7 is performed using fsm, and lattice point data F (kx, ky) is generated on the kx and ky axes (step S26). Polar format conversion is a method of calculating the data of grid points on the (kx, ky) axis using the acquired data using an interpolation method or the like, and details are omitted as in the cited reference. Using this fsm, an image is output by two-dimensional inverse FFT (step S27).
Figure 0006178245

通りのオフセット量を用いて画像生成した各々の画像は、画像中心が異なるために、スクイント角(フライト軸に対するビーム指向方向の角度)による位置ずれや歪みが生じている。これを補正するために次式で示すアフィン変換を行う(引用文献5)。 Each of the images generated using M different offset amounts has a different image center, and therefore a positional shift or distortion due to a squint angle (an angle of the beam directing direction with respect to the flight axis) occurs. In order to correct this, affine transformation represented by the following equation is performed (Cited Document 5).

例えば、拡大縮小、平行移動の場合のみであると、次式となる。

Figure 0006178245
For example, the following equation is obtained only for enlargement / reduction and parallel movement.
Figure 0006178245

上記アフィン変換について、図8(a)〜(e)を参照して説明する。
一般に行列で表現すると、次の通りである。
The affine transformation will be described with reference to FIGS.
Generally expressed as a matrix, it is as follows.

(a)拡大縮小の場合(図8(a)参照)

Figure 0006178245
(A) In the case of enlargement / reduction (see FIG. 8 (a))
Figure 0006178245

(b)平行移動の場合(図8(b)参照)

Figure 0006178245
(B) In the case of parallel movement (see FIG. 8 (b))
Figure 0006178245

(c)回転移動の場合(図8(c)参照)

Figure 0006178245
(C) In the case of rotational movement (see FIG. 8 (c))
Figure 0006178245

(d)スキュー(θx)の場合(図8(d)参照)

Figure 0006178245
(D) In the case of skew (θx) (see FIG. 8D)
Figure 0006178245

(e)スキュー(θy)の場合(図8(e)参照)

Figure 0006178245
(E) In the case of skew (θy) (see FIG. 8E)
Figure 0006178245

尚、複合した変換の場合は、変換の順に行列の乗算の形で変換すればよい。例えば、回転→平行移動の場合は、図9(a)〜(c)に示すように変換することになる。この複合変換は次式で表現される。

Figure 0006178245
In the case of complex conversion, conversion may be performed in the form of matrix multiplication in the order of conversion. For example, in the case of rotation → translation, conversion is performed as shown in FIGS. This composite transformation is expressed by the following equation.
Figure 0006178245

以上の説明から明らかなように、上記処理において、(13)式の各係数は、基準位置(Prefx,Prefy)の固定目標を発生させ、(12)式の出力の固定目標の位置を真の位置に補正するように決める。そして、オフセット量の異なるM通りの補正画像を振幅加算し、さらに画像の中心位置の異なるN通り(全体画像をN分割)の画像を合成して、全体としての統合画像が得られる。   As is clear from the above description, in the above processing, each coefficient in the expression (13) generates a fixed target of the reference position (Prefx, Prefy), and the position of the fixed target in the output of the expression (12) is true. Decide to correct the position. Then, M correction images having different offset amounts are added in amplitude, and N (different of the whole image is divided into N) images having different center positions are combined to obtain an integrated image as a whole.

ここで、ポーラフォーマット変換では、例えば図10(a)に示すように、設定された画像領域以上に対象目標がある場合には、画像抜けが生じてしまう。これに対して、本実施形態では、図10(b)に示すように、画像中心の異なる複数の画像を振幅加算により統合するようにしているので、画像抜けが生じることなく適正な画像が得られる。   Here, in the polar format conversion, for example, as shown in FIG. 10A, when there is a target target beyond the set image area, an image omission occurs. In contrast, in the present embodiment, as shown in FIG. 10B, a plurality of images having different image centers are integrated by amplitude addition, so that an appropriate image can be obtained without causing image omission. It is done.

(第2の実施形態)
第1の実施形態では、複数画像を合成して統合画像を得る際に、振幅加算を用いた。この際に、複数画像で補正誤差によりズレがあると、画像が若干ずれた振幅合成になり、ぼやけた画像に見えることがある。この影響を抑圧するために、複数画像を統合する際に、複数画像で重なり合う部分について重畳(上書き)処理を行うものである。ただし、重畳処理の場合は、複数画像間で重なり合う部分について、一方では画像化されたものが他方では画像化されていない場合には、上書きにより目標が抑圧される場合がある。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, amplitude addition is used when combining images to obtain an integrated image. At this time, if there is a deviation due to a correction error in a plurality of images, the images may be synthesized with a slightly shifted amplitude and may appear as a blurred image. In order to suppress this influence, a superimposition (overwrite) process is performed on a portion that overlaps the plurality of images when the plurality of images are integrated. However, in the case of the superimposition process, the target may be suppressed by overwriting when a part that overlaps between a plurality of images is imaged on the one hand but not imaged on the other hand.

本処理は、第1の実施形態の図1の系統図及び図2の処理フローの画像統合部38の部分の内部処理を振幅加算から重畳処理に置き換えるのみであるため、系統図と処理フローは割愛する。   Since this process only replaces the internal processing of the image integration unit 38 in the processing diagram of FIG. 1 and the processing flow of FIG. 2 in the first embodiment from superposition processing to amplitude processing, the system diagram and processing flow are Omit.

ここで、第1の実施形態と第2の実施形態のどちらを採用するかについては、画像の品質か、目標を確実に表示するか等、運用により使い分けるとよい。   Here, as to which one of the first embodiment and the second embodiment is adopted, it may be properly used depending on the operation, such as whether to display the image quality or the target reliably.

また、上記実施形態の合成開口処理方式については、ポーラフォーマット変換の画像再構成処理(引用文献4)について説明したが、他の合成開口処理方式でよいことは勿論である。   In addition, as for the synthetic aperture processing method of the above-described embodiment, the polar reconstruction conversion image reconstruction processing (Cited document 4) has been described, but it goes without saying that other synthetic aperture processing methods may be used.

尚、本実施形態は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present embodiment is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

1…アンテナ、2…送受信器、21…送受信部、22…ビーム制御部、3…信号処理器、31…AD(Analog-Digital)変換部、32…レンジ圧縮部、33…オフセット補正部、34…オフセット量制御部、35…Az圧縮部、36…画像化部、37…画像補正部、38…画像統合部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Antenna, 2 ... Transmitter / receiver, 21 ... Transmitter / receiver, 22 ... Beam control part, 3 ... Signal processor, 31 ... AD (Analog-Digital) conversion part, 32 ... Range compression part, 33 ... Offset correction part, 34 ... offset amount control unit, 35 ... Az compression unit, 36 ... imaging unit, 37 ... image correction unit, 38 ... image integration unit.

Claims (10)

被搭載移動体の移動に沿ってレーダ波を特定の画像化範囲に向けて得られたビーム出力を合成開口処理して画像化する合成開口レーダ装置において、
前記画像化する領域についてN(Nは2以上の自然数)通りの中心位置毎に、画像中心をM(Mは2以上の自然数)通りに変化させて、クロスレンジ軸における参照信号を生成し、前記参照信号と前記ビーム出力の取得データを用いてSAR(Synthetic Aperture Radar)処理を施してN×MのSAR画像を生成する画像生成手段と、
前記N×MのSAR画像の互いのずれを補正する補正手段と、
前記ずれが補正されたN×MのSAR画像を統合してSAR統合画像を生成する統合手段と
を具備する合成開口レーダ装置。
In a synthetic aperture radar apparatus that images a beam output obtained by directing a radar wave toward a specific imaging range along with the movement of a mounted mobile body,
For each of the N (N is a natural number of 2 or more) center positions of the region to be imaged , the image center is changed to M (M is a natural number of 2 or more) to generate a reference signal in the cross-range axis , Image generating means for generating an N × M SAR image by performing SAR (Synthetic Aperture Radar) processing using the reference signal and the acquired beam output data ;
Correction means for correcting a shift between the N × M SAR images;
A synthetic aperture radar apparatus comprising: integration means for generating an SAR integrated image by integrating the N × M SAR images in which the shift is corrected.
前記画像生成手段は、前記SAR画像をポーラフォーマット変換により生成する請求項1記載の合成開口レーダ装置。   The synthetic aperture radar apparatus according to claim 1, wherein the image generation unit generates the SAR image by polar format conversion. 前記補正手段は、前記SAR画像のずれをアフィン変換により補正する請求項1記載の合成開口レーダ装置。   The synthetic aperture radar apparatus according to claim 1, wherein the correction unit corrects the shift of the SAR image by affine transformation. 前記統合手段は、前記複数のSAR画像を振幅加算により統合する請求項1記載の合成開口レーダ装置。   The synthetic aperture radar apparatus according to claim 1, wherein the integration unit integrates the plurality of SAR images by amplitude addition. 前記統合手段は、前記複数のSAR画像を重畳合成により統合する請求項1記載の合成開口レーダ装置。   The synthetic aperture radar apparatus according to claim 1, wherein the integration unit integrates the plurality of SAR images by superposition synthesis. 被搭載移動体の移動に沿ってレーダ波を特定の画像化範囲に向けて得られたビーム出力を合成開口処理して画像化する合成開口レーダ装置の画像処理方法において、
前記画像化する領域についてN(Nは2以上の自然数)通りの中心位置毎に、画像中心をM(Mは2以上の自然数)通りに変化させて、クロスレンジ軸における参照信号を生成し、
前記参照信号と前記ビーム出力の取得データを用いてSAR(Synthetic Aperture Radar)処理を施してN×MのSAR画像を生成し、
前記N×MのSAR画像の互いのずれを補正し、
前記ずれが補正されたN×MのSAR画像を統合してSAR統合画像を生成する合成開口レーダ装置の画像処理方法。
In the image processing method of the synthetic aperture radar apparatus for performing image formation by performing synthetic aperture processing on the beam output obtained by directing the radar wave toward a specific imaging range along with the movement of the mounted mobile body,
For each of the N (N is a natural number of 2 or more) center positions of the region to be imaged , the image center is changed to M (M is a natural number of 2 or more) to generate a reference signal in the cross-range axis ,
SAR (Synthetic Aperture Radar) processing is performed using the reference signal and the acquisition data of the beam output to generate an N × M SAR image,
Correcting the shift of the N × M SAR images,
An image processing method of a synthetic aperture radar device that integrates N × M SAR images in which the shift is corrected to generate a SAR integrated image.
前記画像生成は、前記SAR画像をポーラフォーマット変換により生成する請求項6記載の合成開口レーダ装置の画像処理方法。   The synthetic aperture radar apparatus image processing method according to claim 6, wherein in the image generation, the SAR image is generated by polar format conversion. 前記ずれの補正は、前記SAT画像のずれをアフィン変換により補正する請求項6記載の合成開口レーダ装置の画像処理方法。   The synthetic aperture radar apparatus image processing method according to claim 6, wherein the correction of the shift includes correcting the shift of the SAT image by affine transformation. 前記複数のSAR画像の統合は、前記複数のSAR画像を振幅加算により統合する請求項6記載の合成開口レーダ装置の画像処理方法。   The synthetic aperture radar apparatus image processing method according to claim 6, wherein the integration of the plurality of SAR images is performed by integrating the plurality of SAR images by amplitude addition. 前記複数のSAR画像の統合は、前記複数のSAR画像を重畳合成により統合する請求項6記載の合成開口レーダ装置の画像処理方法。   7. The synthetic aperture radar apparatus image processing method according to claim 6, wherein the plurality of SAR images are integrated by superimposing the plurality of SAR images.
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