JPH07120405B2 - 合成開口レ−ダの画像再生処理方法 - Google Patents
合成開口レ−ダの画像再生処理方法Info
- Publication number
- JPH07120405B2 JPH07120405B2 JP61211589A JP21158986A JPH07120405B2 JP H07120405 B2 JPH07120405 B2 JP H07120405B2 JP 61211589 A JP61211589 A JP 61211589A JP 21158986 A JP21158986 A JP 21158986A JP H07120405 B2 JPH07120405 B2 JP H07120405B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- resampling
- azimuth
- sar
- phase rotation
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- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Image Processing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は人工衛星あるいは航空機等に搭載される合成開
口レーダ（Synthetic Aperture Rodar,以下「SAR」とい
う）による撮像データから、人間が理解できる画像を再
生するためのデイジタル処理システムに係り、特に高画
質を画像を再生するのに好適なSAR画像再生処理方法に
関する。
口レーダ（Synthetic Aperture Rodar,以下「SAR」とい
う）による撮像データから、人間が理解できる画像を再
生するためのデイジタル処理システムに係り、特に高画
質を画像を再生するのに好適なSAR画像再生処理方法に
関する。
計算機によるデイジタル処理でSAR画像を再生する方式
については、例えば「環境のリモートセンシングに関す
る第13回国際シンポジウム予稿集337〜360頁（1977年）
におけるベネツト及びカミングによる“デイジタルSAR
画像生成：エアボーン及びサテライト結果”（Bennett
e,Cumming:“Digital SAR Image Formation:Airbnne an
d Satellite Results",13th Proceedings of Internati
onal Symposium on Remote Sensing of Environment,pp
337−360（1977））」と題する文献において詳しく述べ
られている。また上記文献中には、SAR再生画像の更間
分解能を向上し、高画質な画像を再生する方法としてア
ジマス圧縮後の複素画像に対してリサンプリングを行な
い、画像を拡大しておく方法が述べられている。
については、例えば「環境のリモートセンシングに関す
る第13回国際シンポジウム予稿集337〜360頁（1977年）
におけるベネツト及びカミングによる“デイジタルSAR
画像生成：エアボーン及びサテライト結果”（Bennett
e,Cumming:“Digital SAR Image Formation:Airbnne an
d Satellite Results",13th Proceedings of Internati
onal Symposium on Remote Sensing of Environment,pp
337−360（1977））」と題する文献において詳しく述べ
られている。また上記文献中には、SAR再生画像の更間
分解能を向上し、高画質な画像を再生する方法としてア
ジマス圧縮後の複素画像に対してリサンプリングを行な
い、画像を拡大しておく方法が述べられている。
上記従来技術はアジマス圧縮後の複素画像の位相ずれを
考慮していないため上記サンプリングにより高周波雑音
成分の増加，縞状アーチフアクトの発生などの端劣化を
招く。以下、これを説明する。
考慮していないため上記サンプリングにより高周波雑音
成分の増加，縞状アーチフアクトの発生などの端劣化を
招く。以下、これを説明する。
レンジ圧縮後のSAR画像においては、地表の各点の情報
はアジマス方向に１次元的に拡がつて分布する。この拡
がりを表わす関数をアジマス方向点像パターンと呼び ｈ（ｔ）＝exp〔２πｊ（αt2＋βｔ）〕 …（１） と書ける。ここで、ｔはSARセンサのアジマス方向座標
を表わし、ｊは虚数単位、α，βは再生パラメータと呼
ばれる量で、αをドツプラ変化率βををドツプラ中心周
波数と呼ぶ。α，βは衛星と地上目標点との距離や相対
速度に依存するため、レンジ方向にゆるやかに変化す
る。したがつてアジマス方向点像パターンは１シーン中
で一定ではない。
はアジマス方向に１次元的に拡がつて分布する。この拡
がりを表わす関数をアジマス方向点像パターンと呼び ｈ（ｔ）＝exp〔２πｊ（αt2＋βｔ）〕 …（１） と書ける。ここで、ｔはSARセンサのアジマス方向座標
を表わし、ｊは虚数単位、α，βは再生パラメータと呼
ばれる量で、αをドツプラ変化率βををドツプラ中心周
波数と呼ぶ。α，βは衛星と地上目標点との距離や相対
速度に依存するため、レンジ方向にゆるやかに変化す
る。したがつてアジマス方向点像パターンは１シーン中
で一定ではない。
実際のSAR画像においては、レンジ圧縮後の画像中のア
ジマス方向点像パターンは、SARセンサと地表の各点と
の相対距離変化に起因するレンジカーバチヤ歪と呼ばれ
る幾何学的歪を受けており、アジマス方向の直線上では
なく、曲線上に分布する。以下ではこの歪はレンジカバ
ーチヤ補正により既に補正されていると考えるものとす
る。
ジマス方向点像パターンは、SARセンサと地表の各点と
の相対距離変化に起因するレンジカーバチヤ歪と呼ばれ
る幾何学的歪を受けており、アジマス方向の直線上では
なく、曲線上に分布する。以下ではこの歪はレンジカバ
ーチヤ補正により既に補正されていると考えるものとす
る。
アジマス方向点像パターン（１）は、周波数領域でドツ
プラ中心周波数βを中心に、ある幅をもつて分布する。
したがつて、レンジ圧縮後のSAR画像とアジマス方向点
像パターンの相関をとつてアジマス圧縮した結果のデー
タも、周波数領域上でドツプラ中心周波数βを中心に分
布する。すなわちアジマス圧縮後の複素画像において
は、アジマス方向に隣接する画素の間に位相のずれが存
在し、この複素画像に対してキユービツクコンポリユー
シヨンなどの補間を行う従来方法では、空間分解能の劣
化を防ぐ目的に反して逆に画質の劣化を引き起す事にな
る。
プラ中心周波数βを中心に、ある幅をもつて分布する。
したがつて、レンジ圧縮後のSAR画像とアジマス方向点
像パターンの相関をとつてアジマス圧縮した結果のデー
タも、周波数領域上でドツプラ中心周波数βを中心に分
布する。すなわちアジマス圧縮後の複素画像において
は、アジマス方向に隣接する画素の間に位相のずれが存
在し、この複素画像に対してキユービツクコンポリユー
シヨンなどの補間を行う従来方法では、空間分解能の劣
化を防ぐ目的に反して逆に画質の劣化を引き起す事にな
る。
一方、周波数領域における平行移動または実時間領域に
おける位相回転因子の乗算により、上記位相ずれを補正
する方法も考えられる。この方法ではアジマス圧縮にお
いて、各ライン毎にexp〔−２πｊβｔ〕なる位相回転
因子を乗算することと等価であるが、βがレンジ方向に
変化する量であるため、ライン毎に異なる位相回転因子
が乗算される結果、レンジ方向に隣接する画素間に位相
ずれが生じる。
おける位相回転因子の乗算により、上記位相ずれを補正
する方法も考えられる。この方法ではアジマス圧縮にお
いて、各ライン毎にexp〔−２πｊβｔ〕なる位相回転
因子を乗算することと等価であるが、βがレンジ方向に
変化する量であるため、ライン毎に異なる位相回転因子
が乗算される結果、レンジ方向に隣接する画素間に位相
ずれが生じる。
以上述べた様に、アジマス圧縮後の複素画像にはアジマ
スまたはレンジ方向のいずれかの方向に位相ずれの発生
が避けられず、この位相ずれを考慮せずにサンプリング
を行なうと、前述した如く画質劣化が生ずるという問題
点があつた。
スまたはレンジ方向のいずれかの方向に位相ずれの発生
が避けられず、この位相ずれを考慮せずにサンプリング
を行なうと、前述した如く画質劣化が生ずるという問題
点があつた。
本発明では以上の如き問題点を解決し、画画質のSAR画
像を再生する処理方法を提供する事にある。
像を再生する処理方法を提供する事にある。
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採
用した。
用した。
合成開口レーダによる撮像データから複素画像を再生す
る第１の処理と、第１の処理で再生された複素画像に対
して位相回転因子を乗算する第２の処理と、第２の処理
で位相回転因子を乗算された複素画像に対して、レンジ
方向またはアジマス方向いずれか一方の１次リサンプリ
ングを行う第３の処理と、第３の処理で１次リサンプリ
ングされた複素画像に対して位相回転因子を乗算する第
４の処理と、第４の処理で位相回転因子を乗算された複
素画像に対して、前記レンズ方向およびアジマス方向の
うち、第３の処理で１次リサンプリングされなかった方
向の１次リサンプリングを行う第５の処理からなること
を特徴とする。
る第１の処理と、第１の処理で再生された複素画像に対
して位相回転因子を乗算する第２の処理と、第２の処理
で位相回転因子を乗算された複素画像に対して、レンジ
方向またはアジマス方向いずれか一方の１次リサンプリ
ングを行う第３の処理と、第３の処理で１次リサンプリ
ングされた複素画像に対して位相回転因子を乗算する第
４の処理と、第４の処理で位相回転因子を乗算された複
素画像に対して、前記レンズ方向およびアジマス方向の
うち、第３の処理で１次リサンプリングされなかった方
向の１次リサンプリングを行う第５の処理からなること
を特徴とする。
一般に２次元リサンプリングはたて・よこ各々１次元リ
サンプリングに分割できる。したがつてSARの場合、ま
ずアジマス方向のみの１次元リサンプリング、次いでレ
ンズ方向のみの１次元リサンプリングに分割する事がで
きる。したがつてアジマス方向１次元リサンプリングの
際には再生複素画像のアジマス方向の位相ずれを補正し
ておき、次いでアジマス方向リサンプリング後の画像に
位相回転因子を乗算してレンジ方向の位相ずれを補正し
ておき、しかる後にレンジ方向１次元リサンプリングを
行なう。これによつてレンズ・アジマス各方向の１次元
リサンプリングは、つねに位相ずれの補正されたデータ
に対してなされるため、リサンプリングによる画質の劣
化を防ぐ事ができる。また、レンズ方向１次元リサンプ
リングから先に行なう場合も同様である。
サンプリングに分割できる。したがつてSARの場合、ま
ずアジマス方向のみの１次元リサンプリング、次いでレ
ンズ方向のみの１次元リサンプリングに分割する事がで
きる。したがつてアジマス方向１次元リサンプリングの
際には再生複素画像のアジマス方向の位相ずれを補正し
ておき、次いでアジマス方向リサンプリング後の画像に
位相回転因子を乗算してレンジ方向の位相ずれを補正し
ておき、しかる後にレンジ方向１次元リサンプリングを
行なう。これによつてレンズ・アジマス各方向の１次元
リサンプリングは、つねに位相ずれの補正されたデータ
に対してなされるため、リサンプリングによる画質の劣
化を防ぐ事ができる。また、レンズ方向１次元リサンプ
リングから先に行なう場合も同様である。
以下、本発明の一実施例を第１図および第２図により説
明する。
明する。
第２図にSARの全体システムを示した。レーダ・センサ
1,アンテナ２を有するSARは、人工衛星等に搭載されて
飛行経路３上を矢印４方向に移動しつつ表地の撮像を行
う。SARからの撮像データは地上局６で受信され、デー
タ・プロセツサ６により処理されて映像フイルム７の作
成、データ記憶用磁気テープ８の作成等が行われる。な
お、９は分解能セルを、10はSARで採取されるデータの
地表上のレンジ方向を、11は同アジマス方向を、12はア
ンテナ・ビームをそして13は刈り幅をそれぞれ示してい
る。
1,アンテナ２を有するSARは、人工衛星等に搭載されて
飛行経路３上を矢印４方向に移動しつつ表地の撮像を行
う。SARからの撮像データは地上局６で受信され、デー
タ・プロセツサ６により処理されて映像フイルム７の作
成、データ記憶用磁気テープ８の作成等が行われる。な
お、９は分解能セルを、10はSARで採取されるデータの
地表上のレンジ方向を、11は同アジマス方向を、12はア
ンテナ・ビームをそして13は刈り幅をそれぞれ示してい
る。
第１図は発明方法によるSAR画像再生処理中の複素画像
リサンプリング処理のフトーチヤートである。
リサンプリング処理のフトーチヤートである。
アジマス圧縮処理直後のSAR複素画像は、レンジ方向に
位相が揃つているものとする。このとき前述した様に、
アジマス方向にはexp〔２πｊβｔ〕だけの位相ずれが
存在する。
位相が揃つているものとする。このとき前述した様に、
アジマス方向にはexp〔２πｊβｔ〕だけの位相ずれが
存在する。
まずステツプ21において、アジマス圧縮後の複素画像25
に対してexp〔−２πｊβｔ〕なる位相回転因子を乗算
し、アジマス方向の位相ずれを補正する。次いでステツ
プ22においてアジマス方向１次元リサンプリングを行な
う。次にステツプ23においてアジマス方向にリサンプル
した画像データに再びexp〔２πｊβｔ〕なる位相回転
因子を乗算し、レンジ方向の位相ずれを補正する。最後
にステツプ24においてレンジ方向１次元リサンプリング
行なう事に２次元リサンプリング処理を終了し再生画像
26を得る。
に対してexp〔−２πｊβｔ〕なる位相回転因子を乗算
し、アジマス方向の位相ずれを補正する。次いでステツ
プ22においてアジマス方向１次元リサンプリングを行な
う。次にステツプ23においてアジマス方向にリサンプル
した画像データに再びexp〔２πｊβｔ〕なる位相回転
因子を乗算し、レンジ方向の位相ずれを補正する。最後
にステツプ24においてレンジ方向１次元リサンプリング
行なう事に２次元リサンプリング処理を終了し再生画像
26を得る。
以上、本実施例ではアジマス方向リサンプリングを先に
実行するものとしたが、先にレンジ方向リサンプリング
を行なう場合も全く同様に、レンジ方向リサンプリング
後の画像に位相回転因子を乗算し、アジマス方向の位相
ずれを補正する事により同様の効果が得られる事は言う
までもない。
実行するものとしたが、先にレンジ方向リサンプリング
を行なう場合も全く同様に、レンジ方向リサンプリング
後の画像に位相回転因子を乗算し、アジマス方向の位相
ずれを補正する事により同様の効果が得られる事は言う
までもない。
以上、本発明によれば、常に位相ずれの補正が行なわれ
たデータに対してリサンプリング処理がなされるため、
位相ずれによる画質の劣化を防ぐ事ができ、SAR画像の
高画質再生が可能になるという効果がある。
たデータに対してリサンプリング処理がなされるため、
位相ずれによる画質の劣化を防ぐ事ができ、SAR画像の
高画質再生が可能になるという効果がある。
第１図は本発明の一実施例によるSAR複素画像のリサン
プリング処理のフロー図、第２図はSAR全体システムを
示す模式図である。
プリング処理のフロー図、第２図はSAR全体システムを
示す模式図である。
Claims (1)
- 【請求項１】合成開口レーダによる撮像データから複素
画像を再生する第１の処理と、 前記第１の処理で再生された複素画像に対して位相回転
因子を乗算する第２の処理と、 前記第２の処理で位相回転因子を乗算された複素画像に
対して、レンジ方向またはアジマス方向いずれか一方の
１次リサンプリングを行う第３の処理と、 前記第３の処理で１次リサンプリングされた複素画像に
対して位相回転因子を乗算する第４の処理と、 前記第４の処理で位相回転因子を乗算された複素画像に
対して、前記レンズ方向および前記アジマス方向のう
ち、前記第３の処理で１次リサンプリングされなかった
方向の１次リサンプリングを行う第５の処理からなるこ
とを特徴とする合成開口レーダ画像の再生処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61211589A JPH07120405B2 (ja) | 1986-09-10 | 1986-09-10 | 合成開口レ−ダの画像再生処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61211589A JPH07120405B2 (ja) | 1986-09-10 | 1986-09-10 | 合成開口レ−ダの画像再生処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6368980A JPS6368980A (ja) | 1988-03-28 |
| JPH07120405B2 true JPH07120405B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=16608267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61211589A Expired - Lifetime JPH07120405B2 (ja) | 1986-09-10 | 1986-09-10 | 合成開口レ−ダの画像再生処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07120405B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3332124B2 (ja) * | 1994-11-29 | 2002-10-07 | 株式会社東芝 | レーダ装置 |
| JP6347554B2 (ja) * | 2013-07-19 | 2018-06-27 | 国立大学法人東北大学 | 合成開口処理を伴うセンサ、そのセンサの処理方法、および、プログラム |
| CN105629232B (zh) * | 2015-12-24 | 2018-06-22 | 中国科学院电子学研究所 | 用于geosar相位定标的多地面定标站的布局方法 |
-
1986
- 1986-09-10 JP JP61211589A patent/JPH07120405B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 計測自動制御学会論文集、２３［７（１９８７）Ｐ．７３４−７４１ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6368980A (ja) | 1988-03-28 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |