JPH11109013A - Target-detecting device - Google Patents
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- JPH11109013A JPH11109013A JP27274497A JP27274497A JPH11109013A JP H11109013 A JPH11109013 A JP H11109013A JP 27274497 A JP27274497 A JP 27274497A JP 27274497 A JP27274497 A JP 27274497A JP H11109013 A JPH11109013 A JP H11109013A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は衛星等飛しょう体
により取得した移動目標を含む画像を使用して移動目標
を探知する装置に関するものである。なお、ここでは説
明の便宜上衛星で取得した画像を使用して艦船を探知す
る装置について以下に説明する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for detecting a moving target using an image including the moving target acquired by a flying object such as a satellite. Here, for convenience of explanation, an apparatus for detecting a ship using an image acquired by a satellite will be described below.
【0002】[0002]
【従来の技術】海上の艦船の航行状況の監視は、違法漁
業や違法入国の取り締まり、また関心国の海軍艦船の活
動状況を把握する上で重要な国家諸機関の監視業務であ
り、広域撮像の特長を有する衛星画像を用いて広大な海
上の艦船を監視する試みが各国でなされつつある。この
場合航行中の艦船をすばやく検出するのみならず、その
地理上の緯度・経度位置、またその艦船がどのような艦
船であるかをあらかじめ衛星画像から迅速に特定できる
ことが、その後の航空機等出動にあたり作戦計画を立案
する上できわめて重要となる。2. Description of the Related Art The monitoring of the navigational status of ships at sea is an important monitoring task of national agencies for controlling illegal fishing and illegal immigration, and for monitoring the activities of naval ships in countries of interest. Attempts are being made in various countries to monitor vast maritime ships using satellite images that have the following characteristics. In this case, it is not only possible to quickly detect the ship in flight, but also to be able to quickly identify its geographical latitude / longitude position and what kind of ship it is from satellite images in advance, which will enable the subsequent launch of aircraft, etc. This is extremely important in planning an operation.
【0003】図11は衛星による艦船撮像の配置関係を
説明する図であって、1は衛星、2は地球表面、3は衛
星軌道、4は線上瞬時視野、5は撮像視野、6は海上艦
船である。衛星1は通常、地球のほぼ全表面を観測する
ため南北の極付近を通過する極軌道を周回しており、図
11はこの軌道3上から地球表面2を撮像している状況
を表している。衛星1に搭載されている画像センサは近
年では進行方向に垂直な方向に画素並びを有するライン
センサを使用しており、線状瞬時視野4はある1時刻に
おけるラインセンサの地表面撮像部分を表す。衛星1が
軌道3上を飛行しながら線状瞬時視野4を一定時間走査
することにより、ある広がりを有する撮像視野5が撮像
され、海上の艦船6等が撮像されることになる。[0003] Fig. 11 is a diagram for explaining the arrangement relationship of ship imaging by satellites, where 1 is a satellite, 2 is the earth's surface, 3 is a satellite orbit, 4 is a line instantaneous field of view, 5 is an imaging field of view, and 6 is a maritime ship. It is. The satellite 1 usually orbits a polar orbit passing near the north and south poles to observe almost the entire surface of the earth. FIG. 11 shows a situation where the earth surface 2 is imaged from the orbit 3. . In recent years, the image sensor mounted on the satellite 1 uses a line sensor having a pixel array in a direction perpendicular to the traveling direction, and a linear instantaneous visual field 4 represents a ground surface imaging portion of the line sensor at a certain time. . By scanning the linear instantaneous visual field 4 for a certain time while the satellite 1 flies on the orbit 3, an imaging visual field 5 having a certain extent is imaged, and a ship 6 on the sea is imaged.
【0004】図12は衛星画像を入力し、背景である海
面から艦船を抽出することを目的に一般に試みられてい
るこの種装置の構成の一部を示すもので、7は第1の画
像データメモリ、8は2値化手段、9はしきい値設定手
段、10は位置算出手段、11はマーカ発生手段、12
は重ねあわせ手段、13は表示装置、14は衛星画像デ
ータ、15は2値化データ、16は艦船画素位置デー
タ、17はマーカ表示データ、18は画像表示データ、
19は混合表示データである。図12において観測海域
の衛星画像データ14はまず第1の画像データメモリ7
に格納され、その出力は2値化手段8に入力され、しき
い値設定手段9で設定されるしきい値より高輝度の部分
が論理1、そうでない部分が論理0として2値化され
る。論理1部分が目標艦船に相当し、2値化データ15
として位置算出手段10に出力される。位置算出手段1
0では2値画像の重心位置が算出され、その画素位置が
艦船画素位置データ16としてマーカ発生手段11に入
力される。マーカ発生手段11は前記重心位置を中心に
囲むマーカ表示データ17を生成し、重ね合わせ手段1
2で画像表示データ18と混合することにより混合表示
データ19を表示装置13に出力する。FIG. 12 shows a part of a configuration of this kind of apparatus generally used for inputting a satellite image and extracting a ship from the sea surface as a background. Reference numeral 7 denotes first image data. Memory, 8 binarization means, 9 threshold setting means, 10 position calculation means, 11 marker generation means, 12
Denotes superimposing means, 13 denotes a display device, 14 denotes satellite image data, 15 denotes binarized data, 16 denotes ship pixel position data, 17 denotes marker display data, 18 denotes image display data,
19 is mixed display data. In FIG. 12, the satellite image data 14 of the observation sea area is first stored in the first image data memory 7.
The output is input to the binarizing means 8, and a portion having a luminance higher than the threshold value set by the threshold value setting means 9 is logically 1, and the other portion is binarized as logical 0. . The logical 1 part corresponds to the target ship, and the binarized data 15
Is output to the position calculating means 10. Position calculation means 1
At 0, the position of the center of gravity of the binary image is calculated, and the pixel position is input to the marker generating means 11 as ship pixel position data 16. The marker generating means 11 generates marker display data 17 surrounding the center of gravity position, and
The mixed display data 19 is output to the display device 13 by mixing with the image display data 18 in 2.
【0005】図13は従来の艦船探知装置における表示
の1例を示す図であって、20は表示装置画面、21は
検出艦船、22はマーカ、23は航跡である。航行中の
艦船から生じる航跡は光学画像で明瞭に観測され、また
合成開口レーダ画像では光学画像以上に長距離にわたり
明瞭に観測することができるので、一般にはこの航跡画
像により、海上の孤島等の擬似物と航行艦船とを判別す
ることができる。この図では海面を背景とする艦船が高
輝度の検出艦船21として表示されているとともに、検
出した重心位置を囲みマーカ22が表示される。FIG. 13 is a view showing an example of a display in a conventional ship detecting device, wherein 20 is a display device screen, 21 is a detected ship, 22 is a marker, and 23 is a wake. The wake generated by a moving ship is clearly observed in the optical image, and it can be clearly observed over a longer distance in the synthetic aperture radar image than in the optical image. It is possible to distinguish a fake from a sailing ship. In this figure, a ship with a sea surface as a background is displayed as a high-brightness detection ship 21, and a marker 22 is displayed surrounding the detected center of gravity.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】衛星による艦船探知は
次に続く航空機等の出動のため、検出艦船の地理上の位
置が迅速かつ正確にわかることが重要であるが、従来の
装置は以上のように画面上の艦船を検出・表示する機能
を主とするものである。沿岸域の監視を主とする例にお
いては、通常沿岸地形が同時に撮像視野に含まれてお
り、この既知の沿岸地形をもとに検出艦船位置を計測し
ている。しかしながら周囲がすべて海で既知地点が撮像
視野にない場合は、衛星の軌道位置と撮像視軸角度から
あらかじめ算出されてある画像の4隅の緯度経度値のみ
をもとに、内挿により個別に検出艦船の位置を算出する
必要があり、処理に時間を要し、迅速な運用が困難とな
るだけでなく位置の標定精度が悪いという難点があっ
た。さらにまた検出した艦船がどのような種類のもので
あるかを判定するには、映像形状と既存艦船の形とを逐
一比較し判断する必要があり、人手による誤差が大きい
だけでなく判断処理に時間を要し、海上を航行する大量
の艦船を所要の時間内に分類処理することが著しく困難
で迅速な運用を阻害するという難点があった。In order to detect a ship by satellite, it is important that the geographical position of the detected ship be quickly and accurately determined because of the subsequent dispatch of an aircraft or the like. The main function is to detect and display ships on the screen. In an example in which the monitoring of the coastal area is mainly performed, the coastal terrain is usually included in the imaging field of view at the same time, and the detected ship position is measured based on the known coastal terrain. However, if the surrounding area is all sea and there are no known points in the field of view, interpolation is performed individually based on only the latitude and longitude values of the four corners of the image calculated in advance from the orbital position of the satellite and the angle of view axis. It is necessary to calculate the position of the detected ship, which takes time for processing, which makes it difficult to operate quickly and has poor positioning accuracy of the position. Furthermore, in order to determine the type of the detected ship, it is necessary to compare the shape of the image with the shape of the existing ship one by one to make a judgment. It was time-consuming, and it was extremely difficult to classify a large number of ships sailing on the sea within the required time, which hindered rapid operation.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】第1の発明の艦船探知装
置は、艦船画像を保持する第1の画像データメモリから
しきい値処理により背景である海面と艦船とを弁別し艦
船を検出する手段と、検出した艦船の画素位置を計測す
る手段と、衛星画像の4隅の緯度経度値をもとに地球湾
曲等の撮像条件を考慮し衛星画像の個々の画素をこれら
地理座標値でコード化し、検出した艦船画素位置を地理
座標値に変換出力する手段と、これら艦船、検出位置、
緯度経度座標値を表示する手段を備えるものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a ship detecting apparatus for detecting a ship by discriminating a sea surface as a background from a ship by threshold processing from a first image data memory holding a ship image. Means, means for measuring the pixel position of the detected ship, and individual pixels of the satellite image are coded by these geographical coordinate values in consideration of imaging conditions such as earth curvature based on the latitude and longitude values of the four corners of the satellite image. Means for converting the detected ship pixel position into geographical coordinate values and outputting these ships, the detected position,
It is provided with means for displaying latitude and longitude coordinate values.
【0008】第2の発明の艦船探知装置は、艦船を検出
する手段と、検出艦船の画面上の画素位置を計測する手
段と、艦船画像データを記憶する手段と、艦船画像の画
素値を艦船針路方向に直交する方向に加算し針路方向の
輝度分布に変換する手段と、既知艦船の前記針路方向輝
度分布データを記憶する手段と、検出艦船の針路方向輝
度分布データと既知艦船の針路方向輝度分布データとの
相似度を計測する手段と、相似度を表示する手段とを備
えるものである。A ship detecting apparatus according to a second aspect of the present invention includes a means for detecting a ship, a means for measuring a pixel position on a screen of a detected ship, a means for storing ship image data, and a method for converting a pixel value of a ship image into a ship. Means for adding in the direction perpendicular to the course direction and converting the brightness distribution in the course direction; means for storing the course direction brightness distribution data of the known ship; course direction brightness distribution data of the detected ship and course direction brightness of the known ship It comprises means for measuring the similarity with the distribution data, and means for displaying the similarity.
【0009】第3の発明の艦船探知装置は、艦船を検出
する手段と、検出艦船の画面上の画素位置を計測する手
段と、艦船画像データを記憶する手段と、艦船画像の画
素値を艦船針路方向に直交する方向に加算し針路方向の
輝度分布に変換する手段と、検出艦船の針路方向輝度分
布の峰の位置を計測する手段と、既知艦船の針路方向輝
度分布の峰の位置を記憶させておく手段と、検出艦船の
針路方向輝度分布の峰の位置と既知艦船の針路方向輝度
分布の峰の位置との相似度を計測する手段と、前記相似
度を表示する手段とを備えるものである。A ship detecting apparatus according to a third aspect of the present invention includes a means for detecting a ship, a means for measuring a pixel position on a screen of a detected ship, a means for storing ship image data, and a method for detecting pixel values of a ship image. Means for adding in the direction orthogonal to the course direction and converting it into a brightness distribution in the course direction, means for measuring the position of the peak of the course direction brightness distribution of the detected ship, and storing the position of the peak of the course direction brightness distribution of the known ship Means for measuring the similarity between the position of the peak of the luminance distribution in the course direction of the detected ship and the position of the peak of the luminance distribution in the course direction of the known ship, and means for displaying the similarity It is.
【0010】第4の発明の艦船探知装置は、艦船を検出
する手段と、検出艦船の画面上の画素位置を計測する手
段と、艦船画像データを記憶する手段と、艦船画像の重
心位置を算出する手段と、重心位置周りの艦船画素強度
分布のモーメント量を算出する手段と、既知艦船の前記
モーメント量を記憶する手段と、検出艦船のモーメント
量と既知艦船のモーメント量との相似度を計測する手段
と、相似度を表示する手段とを備えるものである。A ship detecting apparatus according to a fourth aspect of the present invention includes a means for detecting a ship, a means for measuring a pixel position on a screen of the detected ship, a means for storing ship image data, and a calculation of a center of gravity of the ship image. Means for calculating the moment amount of the ship pixel intensity distribution around the position of the center of gravity, means for storing the moment amount of the known ship, and measuring the similarity between the moment amount of the detected ship and the moment amount of the known ship. And means for displaying the similarity.
【0011】[0011]
実施の形態1.図1はこの発明による艦船探知装置の実
施の形態1の構成の一部を示すもので、24は地理座標
変換手段、25は緯度経度値発生手段、26は地理座標
参照データ、27は艦船地理座標データ、28は緯度経
度表示データである。また図2(a)は実施の形態1の
表示の1例を示す図であって、29は緯度経度表示であ
る。Embodiment 1 FIG. FIG. 1 shows a part of the configuration of a first embodiment of a ship detecting apparatus according to the present invention, wherein 24 is a geographic coordinate conversion means, 25 is a latitude and longitude value generation means, 26 is geographic coordinate reference data, and 27 is a ship geography. Coordinate data 28 is latitude / longitude display data. FIG. 2A is a diagram showing an example of a display according to the first embodiment, and 29 is a latitude / longitude display.
【0012】一般に衛星画像においては1シーン数10
km四方の画像の4隅の緯度・経度値が撮像時の衛星軌
道上位置、姿勢角度、センサの光軸角度からあらかじめ
算出されてあり、撮像画像内の既知の地点の地理座標を
逐一調べなくても一般的には1km以内の精度で前記4
隅の地理座標を得ることができる。またこの衛星画像デ
ータは画素の並びでいうと一般には正方形、まれには長
方形の並びをしている。図2(b)は画像の画素の並び
を説明する図であって、30は任意の画素、31は西→
東方向を示す方位、32は北→南方向を示す方位であ
る。いま簡単のため画素数をN×N画素の正方行列と
し、図2(b)に示すように左上(北西)隅を座標
(0,0)、右上(北東)隅を座標(0,N)、左下
(南西)隅を座標(N,0)、右下(南東)隅を座標
(N,N)で表すことにする。また任意の画素30の座
標を(m,n)とすると、この画素座標における経度値
X及び緯度値Yは上記4隅の経度値及び緯度値を用いて
高次アフィン変換により一般に数1で示すことができ
る。従来の装置と同様の方法で算出された艦船画素位置
データ16は地理座標変換手段24に入力されるが、こ
こには数1に示す座標変換係数であるA11,A12,
A13,A21,A22,A23が地理座標参照データ
26として入力されてあり、地理座標変換手段24で数
1に示す(X,Y)が算出され艦船地理座標データ27
が出力される。艦船地理座標データ27は緯度経度値発
生手段25に入力され、図2(a)の表示例に示す緯度
経度表示29を表示するに必要な文字、数値データであ
る緯度経度表示データ28が生成され、従来の装置と同
様、画像表示データ18等と混合されて図2に示す表示
が表示装置13に自動的に表示されることになる。In general, a satellite image has 10 scenes per scene.
The latitude / longitude values of the four corners of the image of km km are calculated in advance from the position on the satellite orbit, the attitude angle, and the optical axis angle of the sensor at the time of imaging, so that the geographical coordinates of a known point in the captured image need not be checked one by one. However, generally, the accuracy of the above 4 is within 1 km.
The geographic coordinates of the corner can be obtained. In general, the satellite image data has a square arrangement, and in rare cases, a rectangular arrangement in terms of pixel arrangement. FIG. 2B is a diagram for explaining the arrangement of pixels in the image, where 30 is an arbitrary pixel and 31 is west →
The azimuth indicating the east direction, and 32 is the azimuth indicating the north → south direction. For simplicity, the number of pixels is assumed to be a square matrix of N × N pixels, and the upper left (northwest) corner is coordinate (0,0) and the upper right (northeast) corner is coordinate (0, N) as shown in FIG. , The lower left (southwest) corner is represented by coordinates (N, 0), and the lower right (southeast) corner is represented by coordinates (N, N). When the coordinates of an arbitrary pixel 30 are (m, n), the longitude value X and the latitude value Y at the pixel coordinates are generally expressed by Equation 1 by higher-order affine transformation using the longitude and latitude values of the four corners. be able to. The ship pixel position data 16 calculated by the same method as that of the conventional apparatus is input to the geographic coordinate conversion means 24, where the coordinate conversion coefficients A11, A12,
A13, A21, A22, and A23 are input as geographic coordinate reference data 26, and (X, Y) shown in Equation 1 are calculated by the geographic coordinate conversion means 24, and the ship's geographic coordinate data 27 is calculated.
Is output. The ship geographic coordinate data 27 is input to the latitude / longitude value generating means 25, and latitude / longitude display data 28, which is character and numerical data necessary for displaying the latitude / longitude display 29 shown in the display example of FIG. 2, the display shown in FIG. 2 is automatically displayed on the display device 13 by being mixed with the image display data 18 and the like, similarly to the conventional device.
【0013】[0013]
【数1】 (Equation 1)
【0014】実施の形態2.図3はこの発明による艦船
探知装置の実施の形態2の構成の1例を示す図で、33
は第2の画像データメモリ、34はゲート発生手段、3
5は幅方向加算圧縮手段、36は相関演算手段、37は
既存艦船参照データメモリ、38は艦船画像データ、3
9は艦船圧縮画像データ、40は相関演算結果データで
ある。また図4は実施の形態2における画像信号の分布
を示す図、図5は画像信号の加算圧縮後の分布を示す図
であって、41は艦船画像データ分布、42は艦船長軸
方位、43は艦船短軸方位、44は輝度軸、45は艦船
圧縮画像データ分布である。Embodiment 2 FIG. FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the second embodiment of the ship detecting apparatus according to the present invention.
Is a second image data memory; 34 is a gate generating means;
5 is width direction addition compression means, 36 is correlation operation means, 37 is existing ship reference data memory, 38 is ship image data, 3
Reference numeral 9 denotes ship compressed image data, and reference numeral 40 denotes correlation operation result data. FIG. 4 is a diagram showing a distribution of image signals according to the second embodiment, and FIG. 5 is a diagram showing a distribution of the image signals after addition and compression. Is the short axis direction of the ship, 44 is the luminance axis, and 45 is the ship compressed image data distribution.
【0015】図3において画像表示データ18は第2の
画像データメモリ33に入力され一時保持されるととも
に、従来の装置と同様の方法で検出された艦船画素位置
データ16がゲート発生手段34に入力される。ゲート
発生手段34では検出艦船位置を中心として、艦船の通
常寸法の数倍のサイズの寸法範囲の画像を有効とするゲ
ート信号が発生され、これが第2のデータメモリ33に
入力されて、海面を含む艦船画像が艦船画像データ38
として切り出される。図4の艦船画像データ分布41は
この艦船画像データ38の分布の1例を示しており、こ
の例では艦船長軸方位42の方向に2つの峰が並んでい
る。艦船画像データ38は演算時間の短縮、また艦船方
位の変化に伴う輝度分布の揺らぎによる影響を緩和させ
る目的で幅方向加算圧縮手段35に入力し、幅方向の画
素の加算平均化処理を施すことにより、図5の艦船圧縮
画像データ分布45に示すように艦船長軸方位42の1
次元分布を有する艦船圧縮画像データ39に変換する。
艦船圧縮画像データ39は相関演算手段36に入力され
る。また既存艦船参照データメモリ37には既知の艦船
の形状からシミュレータ等で作成された既知艦船の艦船
画像データ分布を元に、上述の軸方向加算圧縮により作
成された圧縮画像データが多数保持されてあり、相関演
算手段36は艦船圧縮画像データ39との相似度を算出
しその結果を相関演算結果データ40として出力し、表
示装置13で従来の艦船画像とともに表示される。図6
はこの表示の1例を示す図で、検出した艦船の識別番
号、その緯度経度座標値、他の手段で計測される針路・
速力とともに、相似度の高い順に並べられた艦船名称と
その相関係数(高いほど相似度が高い)を示している。
これにより、自動的に艦船の種類、艦船名称の弁別がで
きるとともに、その確度が相関係数として示されるの
で、艦船識別の信頼度を判断の尺度として知ることがで
きる。In FIG. 3, the image display data 18 is input to a second image data memory 33 and temporarily stored therein, and the ship pixel position data 16 detected by the same method as in the conventional apparatus is input to the gate generating means 34. Is done. The gate generation means 34 generates a gate signal for validating an image in a size range several times the normal size of the ship centering on the detected ship position, and this is input to the second data memory 33, and the sea surface is scanned. Ship image including ship image data 38
It is cut out as. A ship image data distribution 41 in FIG. 4 shows an example of the distribution of the ship image data 38. In this example, two peaks are arranged in the direction of the major axis direction 42 of the ship. The ship image data 38 is input to the width direction addition / compression means 35 for the purpose of shortening the calculation time and reducing the influence of the fluctuation of the luminance distribution due to the change in the ship azimuth. As a result, as shown in the ship compressed image data distribution 45 in FIG.
It is converted into ship compressed image data 39 having a dimensional distribution.
The ship compressed image data 39 is input to the correlation calculating means 36. The existing ship reference data memory 37 holds a large number of compressed image data created by the above-described axial addition compression based on the ship image data distribution of a known ship created by a simulator or the like from a known ship shape. The correlation calculating means 36 calculates the similarity with the compressed ship image data 39, outputs the result as correlation calculation result data 40, and displays it on the display device 13 together with the conventional ship image. FIG.
Is a diagram showing an example of this display. The identification number of the detected ship, its latitude and longitude coordinate values, and the course and
Along with the speed, the names of ships arranged in descending order of similarity and their correlation coefficients (the higher the similarity, the higher the similarity).
As a result, the type of ship and the name of the ship can be automatically discriminated, and the accuracy is indicated as a correlation coefficient, so that the reliability of ship identification can be known as a measure of judgment.
【0016】実施の形態3.図7はこの発明による艦船
探知装置の実施の形態3の構成の1例を示す図で、46
はピーク点位置計測手段、47はピーク点位置座標デー
タである。また図8(a)は実施の形態3の信号処理を
説明する図で、48は第1のピーク点位置、49は第2
のピーク点位置である。実施の形態2と同様の方法で得
られた艦船圧縮画像データ39はピーク点位置計測手段
46に入力される。図8(a)に示すように艦船圧縮画
像データ分布45には一般に艦船の種類ごとに異なる輝
度の峰分布があり、合成開口レーダ画像の例をあげる
と、タンカーでは図8(b)に示す船尾に位置する艦橋
部位に固有の輝度分布48aがあり、また護衛艦等の戦
闘艦船では図8(c)に示すように艦上搭載物による固
有の輝度分布48bがある。したがってこの固有の輝度
分布の峰の位置を計測し既知艦船のそれらと比較するこ
とにより艦船の種類を識別することが可能となる。図8
(a)の例でいうと艦船長軸方位42の第1のピーク点
位置48、第2のピーク点位置49の座標値に相当する
ピーク点位置座標データ47がピーク点位置計測手段4
6で計測出力され、相関演算手段36で既知艦船参照デ
ータメモリ37に保持されている既知艦船の輝度ピーク
位置座標データとの相似度が計測される。ピーク位置座
標データとの相似度の計算は画像の相似度の計算に比べ
少ない演算量ですむので、演算時間の短縮化をはかるこ
とができる。得られた相関演算結果データ40は実施の
形態2と同様の方法で表示装置13に入力され、図6に
示すように検出艦船の識別データ等が自動的に表示さ
れ、相関係数が高いほど高い確度で艦船の種類または艦
船名称を識別することができる。Embodiment 3 FIG. 7 is a view showing an example of the configuration of the third embodiment of the ship detecting device according to the present invention.
Is a peak point position measuring means, and 47 is peak point position coordinate data. FIG. 8A is a diagram for explaining the signal processing according to the third embodiment, where 48 is the first peak point position, and 49 is the second peak point position.
Is the peak point position. The compressed ship image data 39 obtained by the same method as in the second embodiment is input to the peak point position measuring means 46. As shown in FIG. 8 (a), the ship compressed image data distribution 45 generally has a different brightness peak distribution for each type of ship. For example, a synthetic aperture radar image is shown in FIG. 8 (b) for a tanker. The bridge portion located at the stern has a unique brightness distribution 48a, and a combat ship such as an escort ship has a unique brightness distribution 48b due to onboard components as shown in FIG. 8 (c). Therefore, it is possible to identify the type of ship by measuring the position of the peak of this unique luminance distribution and comparing it with those of known ships. FIG.
In the example of (a), the peak point position coordinate data 47 corresponding to the coordinate values of the first peak point position 48 and the second peak point position 49 of the ship longitudinal axis direction 42 are obtained by the peak point position measuring means 4.
6, the similarity with the brightness peak position coordinate data of the known ship stored in the known ship reference data memory 37 is measured by the correlation calculating means 36. The calculation of the similarity with the peak position coordinate data requires a smaller amount of calculation than the calculation of the similarity of the image, so that the calculation time can be reduced. The obtained correlation calculation result data 40 is input to the display device 13 in the same manner as in the second embodiment, and the identification data of the detected ship is automatically displayed as shown in FIG. The ship type or the ship name can be identified with high accuracy.
【0017】実施の形態4.図9はこの発明による艦船
探知装置の実施の形態4を示す図、図10は実施の形態
4における信号処理を説明する図であって、50は重心
点演算手段、51はモーメント量演算手段、52はモー
メント量データ、53は重心位置である。図9において
実施の形態2と同様の方法で切り出された艦船画像デー
タ38は重心点演算手段50に入力される。艦船の輝度
分布は一般に艦船ごとに異なっており、その差異は艦船
画像の重心位置を中心とする画素輝度のモーメント量を
演算することにより、艦船方位に依存しない、すなわち
回転不変な量として把握することができる。この回転不
変な量として把握することにより、海上波浪が激しく航
跡の観測が困難となって艦船針路、艦船方位の特定が難
しくなる場合においても、艦船方位と無関係に艦船特徴
量が得られ、既知艦船との相似度を求めることができ
る。重心点演算手段50は艦船の2値画像等の重心の位
置座標(Xc,Yc)を算出し、モーメント量演算手段
51に入力しモーメント量算出の中心座標とする。モー
メント量演算手段51では数2に示す演算が実施され、
モーメント量Mnが算出される。このモーメント量は、
一般に艦船寸法が同一であれば艦船輝度分布が艦船の中
から非対象であるほど大きく、例えばタンカーの合成開
口レーダ画像では図8(b)に示したように中心から離
れた後方の艦橋付近に強い輝度が生じるため大きなモー
メント値を持ち、一方戦闘艦船では中心付近に集中する
艦上搭載物のため、図8(c)に示したように中央付近
に強い輝度分布をもって、そのモーメント量は中心から
の距離が小であるため、タンカーと比べ小さい値とな
る。このように艦船の種類ごとに異なるモーメント量デ
ータ52は相関演算手段36に入力され、既存艦船参照
データメモリ37に保持されている既知艦船のモーメン
ト量との相似度が計算され、相関演算結果データ40と
して出力し、実施の形態2と同様の艦船識別が表示装置
13で表示される。Embodiment 4 FIG. 9 is a view showing a fourth embodiment of the ship detecting apparatus according to the present invention, and FIG. 10 is a view for explaining signal processing in the fourth embodiment. 50 is a center-of-gravity point calculating means, 51 is a moment amount calculating means, 52 is moment amount data and 53 is the position of the center of gravity. In FIG. 9, the ship image data 38 cut out in the same manner as in the second embodiment is input to the center-of-gravity point calculating means 50. In general, the brightness distribution of ships differs from ship to ship, and the difference is grasped as a rotation-invariant amount that does not depend on the ship azimuth by calculating the moment amount of pixel brightness centering on the center of gravity of the ship image. be able to. By grasping this rotation-invariant amount, even when the sea waves are intense and it is difficult to observe the wake and it is difficult to identify the course and direction of the ship, ship characteristics can be obtained regardless of the ship direction, The degree of similarity with a ship can be obtained. The center-of-gravity point calculating means 50 calculates the position coordinates (Xc, Yc) of the center of gravity of the binary image of the ship and the like, and inputs the coordinates to the moment amount calculating means 51 to be used as the center coordinates for calculating the moment amount. In the moment amount calculating means 51, the calculation shown in Expression 2 is performed.
The moment amount Mn is calculated. This moment amount is
In general, if the ship dimensions are the same, the ship brightness distribution becomes larger as the ship becomes more asymmetrical from inside the ship. For example, in a synthetic aperture radar image of a tanker, as shown in FIG. Since a strong luminance is generated, it has a large moment value. On the other hand, a battleship has a strong luminance distribution near the center as shown in FIG. Is smaller than that of the tanker, because the distance is small. As described above, the moment amount data 52 different for each type of ship is input to the correlation calculating means 36, and the similarity with the moment amount of the known ship held in the existing ship reference data memory 37 is calculated. 40, and the same ship identification as in the second embodiment is displayed on the display device 13.
【0018】[0018]
【数2】 (Equation 2)
【0019】なお上記実施の形態1〜4においては衛星
で取得した画像を用いて艦船を探知する装置について説
明したが、この発明は衛星、航空機、飛行船等の飛しょ
う体で取得した画像を用いて艦船、客船、貨物船、車両
(戦車、トレーラー、バス、トラック等)等の移動目標
を探知する装置にも適用できることは言うまでもない。In the first to fourth embodiments, a device for detecting a ship using images acquired by satellites has been described. However, the present invention uses an image acquired by a flying object such as a satellite, an aircraft, or an airship. Needless to say, the present invention can also be applied to a device for detecting a moving target such as a ship, a passenger ship, a cargo ship, a vehicle (tank, trailer, bus, truck, etc.).
【0020】[0020]
【発明の効果】第1の発明によれば、移動目標を自動検
出するとともに緯度・経度で示す位置座標を自動的に得
ることができるので、後に続く航空機出動等の行動に迅
速に移行することができる効果がある。According to the first aspect of the invention, since the moving target can be automatically detected and the position coordinates indicated by the latitude and longitude can be automatically obtained, it is possible to promptly shift to a subsequent action such as an aircraft dispatch. There is an effect that can be.
【0021】第2の発明によれば、検出した移動目標の
種類、あるいは移動目標の名称をその確度とともに知る
ことができ、後に続く航空機出動等の行動を決める上で
の判断に資することができる効果がある。According to the second aspect, the type of the detected moving target or the name of the moving target can be known together with the accuracy thereof, which can contribute to a determination in determining a subsequent action such as an aircraft dispatch. effective.
【0022】第3の発明によれば、少ない演算量のため
より短時間に検出移動目標の種類、あるいは移動目標の
名称をその確度とともに知ることができ、後に続く航空
機出動等の行動を決める上での判断の迅速化に資するこ
とができる効果がある。According to the third aspect of the present invention, the type of the detected moving target or the name of the moving target can be known together with the accuracy thereof in a shorter time because of a small amount of calculation, and the subsequent action such as aircraft dispatch can be determined. This has the effect of contributing to speeding up the decision.
【0023】第4の発明によれば、航跡の検出が困難と
なり、移動目標の方位の判断が不可の状況下においても
検出移動目標の種類、あるいは移動目標の名称をその確
度とともに知ることができ、後に続く航空機出動等の行
動を決める上での判断の迅速化に資することができる効
果がある。According to the fourth aspect, it is difficult to detect a wake, and the type of the detected moving target or the name of the moving target can be known together with its accuracy even in a situation where the direction of the moving target cannot be determined. This has the effect of contributing to speeding up the determination in determining subsequent actions such as aircraft dispatch.
【図1】 この発明による艦船探知装置の実施の形態1
を示す図である。FIG. 1 is a first embodiment of a ship detection device according to the present invention;
FIG.
【図2】 この発明による艦船探知装置の実施の形態1
における表示の1例と画像の画素の並びを説明する図で
ある。FIG. 2 is a first embodiment of a ship detection device according to the present invention;
FIG. 3 is a diagram for explaining an example of display in FIG. 1 and an arrangement of pixels of an image.
【図3】 この発明による艦船探知装置の実施の形態2
を示す図である。FIG. 3 is a second embodiment of the ship detection device according to the present invention;
FIG.
【図4】 この発明による艦船探知装置の実施の形態2
における画像信号の分布を示す図である。FIG. 4 is a second embodiment of the ship detection device according to the present invention;
FIG. 5 is a diagram showing a distribution of image signals in FIG.
【図5】 この発明による艦船探知装置の実施の形態2
における画像信号の加算圧縮後の分布を示す図である。FIG. 5 is a second embodiment of the ship detection device according to the present invention;
FIG. 5 is a diagram showing a distribution of image signals after addition compression in FIG.
【図6】 この発明による艦船探知装置の実施の形態2
における表示の一部を示す図である。FIG. 6 is a second embodiment of the ship detection device according to the present invention;
It is a figure which shows a part of display in.
【図7】 この発明による艦船探知装置の実施の形態3
を示す図である。FIG. 7 is a third embodiment of the ship detection device according to the present invention;
FIG.
【図8】 この発明による艦船探知装置の実施の形態3
の信号処理を説明する図である。FIG. 8 is a third embodiment of the ship detection device according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining signal processing of FIG.
【図9】 この発明による艦船探知装置の実施の形態4
を示す図である。FIG. 9 is a fourth embodiment of the ship detection device according to the present invention;
FIG.
【図10】 この発明による艦船探知装置の実施の形態
4における信号処理を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating signal processing in a fourth embodiment of the ship detection device according to the present invention.
【図11】 衛星による艦船撮像の配置関係を説明する
図である。FIG. 11 is a diagram illustrating the arrangement relationship of ship imaging by satellites.
【図12】 従来の艦船探知装置の構成の一部を示す図
である。FIG. 12 is a diagram showing a part of the configuration of a conventional ship detection device.
【図13】 従来の艦船探知装置における表示の1例を
示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a display in a conventional ship detection device.
1 衛星、2 地球表面、3 衛星軌道、4 線上瞬時
視野、5 撮像視野、6 海上艦船、7 第1の画像デ
ータメモリ、8 2値化手段、9 しきい値設定手段、
10 位置算出手段、11 マーカ発生手段、12 重
ねあわせ手段、13 表示装置、14 衛星画像デー
タ、15 2値化データ、16 艦船画素位置データ、
17 マーカ表示データ、18 画像表示データ、19
混合表示データ、20 表示装置画面、21 検出艦
船、22 マーカ、23 航跡、24 地理座標変換手
段、25 緯度経度値発生手段、26 地理座標参照デ
ータ、27 艦船地理座標データ、28 緯度経度表示
データ、29 緯度経度表示、30 画素、31 西→
東方向方位、32 北→南方向方位、33 第2の画像
データメモリ、34 ゲート発生手段、35 幅方向加
算圧縮手段、36 相関演算手段、37 既存艦船参照
データメモリ、38 艦船画像データ、39艦船圧縮画
像データ、40 相関演算結果データ、43 艦船短軸
方位、44輝度軸、45 艦船圧縮画像データ分布、4
6 ピーク点位置計測手段、47ピーク点位置座標デー
タ、48 第1のピーク点位置、48a タンカー固有
の輝度分布、48b 戦闘艦船固有の輝度分布、49
第2のピーク点位置、50重心点演算手段、51 モー
メント量演算手段、52 モーメント量データ、53
重心位置。1 satellite, 2 earth's surface, 3 satellite orbits, 4 line instantaneous field of view, 5 imaging field of view, 6 naval vessels, 7 first image data memory, 8 binarization means, 9 threshold setting means,
10 position calculation means, 11 marker generation means, 12 superposition means, 13 display device, 14 satellite image data, 15 binarized data, 16 ship pixel position data,
17 marker display data, 18 image display data, 19
Mixed display data, 20 display screens, 21 detected ships, 22 markers, 23 tracks, 24 geographic coordinate conversion means, 25 latitude and longitude value generation means, 26 geographic coordinate reference data, 27 ship geographic coordinate data, 28 latitude and longitude display data, 29 Latitude and longitude display, 30 pixels, 31 west →
East direction, 32 North → South direction, 33 Second image data memory, 34 Gate generation means, 35 Width addition compression means, 36 Correlation operation means, 37 Existing ship reference data memory, 38 Ship image data, 39 ships Compressed image data, 40 Correlation calculation result data, 43 Ship short axis direction, 44 Luminance axis, 45 Ship compressed image data distribution, 4
6 peak point position measuring means, 47 peak point position coordinate data, 48 first peak point position, 48a luminance distribution specific to tanker, 48b luminance distribution specific to battleship, 49
Second peak point position, 50 centroid point calculation means, 51 moment amount calculation means, 52 moment amount data, 53
Position of the center of gravity.
Claims (4)
を使用して移動目標を探知する装置において、飛しょう
体により取得された移動目標を含む画像を保持する第1
の画像データメモリからしきい値処理により背景と移動
目標とを弁別し移動目標を検出する手段と、前記検出さ
れた移動目標の画面上の画素位置を計測する手段と、前
記画素位置を緯度経度座標に変換する手段と、これら移
動目標、検出位置、緯度経度座標値を表示する手段を備
えたことを特徴とする目標探知装置。1. An apparatus for detecting a moving target using an image acquired by a flying object such as a satellite, the first device holding an image including the moving target acquired by a flying object.
Means for distinguishing the background and the moving target from the image data memory by threshold processing to detect the moving target, means for measuring the pixel position on the screen of the detected moving target, and A target detecting device comprising: means for converting into coordinates; and means for displaying these moving targets, detected positions, and latitude and longitude coordinate values.
像を使用して移動目標を探知する装置において、飛しょ
う体により取得された移動目標を含む画像データから移
動目標を検出する手段と、前記検出された移動目標の画
面上の画素位置を計測する手段と、前記画像データを用
いて、移動目標画像の画素値を艦船針路方向に直交する
方向に加算し針路方向の輝度分布に変換する手段と、既
知移動目標の前記針路方向輝度分布データが記憶された
記憶手段と、検出された移動目標の前記針路方向輝度分
布データと既知移動目標の前記針路方向輝度分布データ
との相似度を計測する手段と、前記相似度を表示する手
段とを備えたことを特徴とする目標探知装置。2. An apparatus for detecting a moving target using an image acquired by a flying object such as a satellite, wherein the moving target is detected from image data including the moving target acquired by the flying object; Using the means for measuring the pixel position of the detected moving target on the screen and the image data, the pixel value of the moving target image is added in a direction orthogonal to the ship course direction and converted into a course direction brightness distribution. Means, storage means for storing the course direction luminance distribution data of the known moving target, and measuring the similarity between the detected course direction luminance distribution data of the moving target and the course direction luminance distribution data of the known moving target. And a means for displaying the degree of similarity.
を使用して移動目標を探知する装置において、飛しょう
体により取得された移動目標を含む画像データから移動
目標を検出する手段と、前記検出された移動目標の画面
上の画素位置を計測する手段と、前記画像データを用い
て、移動目標画像の画素値を艦船針路方向に直交する方
向に加算し針路方向の輝度分布に変換する手段と、検出
された移動目標の前記針路方向輝度分布の峰の位置を計
測する手段と、既知移動目標の前記針路方向輝度分布の
峰の位置が記憶された記憶手段と、検出された移動目標
の前記針路方向輝度分布の峰の位置と既知移動目標の前
記針路方向輝度分布の峰の位置との相似度を計測する手
段と、前記相似度を表示する手段とを備えたことを特徴
とする目標探知装置。3. An apparatus for detecting a moving target using an image acquired by a flying object such as a satellite, wherein the means for detecting the moving target from image data including the moving target acquired by the flying object; A means for measuring a pixel position of the detected moving target on the screen, and a means for adding the pixel value of the moving target image in a direction orthogonal to the course of the ship by using the image data and converting the pixel value into a luminance distribution in the course of the course. Means for measuring the position of the peak of the course direction luminance distribution of the detected moving target; storage means for storing the position of the peak of the course direction luminance distribution of the known moving target; and A target for measuring a similarity between the position of the peak of the course direction luminance distribution and the position of the peak of the course direction luminance distribution of the known moving target; and a means for displaying the similarity. Detector .
像を使用して移動目標を探知する装置において、飛しょ
う体により取得された移動目標を含む画像データから移
動目標を検出する手段と、前記検出された移動目標の画
面上の画素位置を計測する手段と、前記画像データを用
いて、前記移動目標画像の重心位置を算出する手段と、
前記重心位置周りの移動目標画素強度分布のモーメント
量を算出する手段と、既知移動目標の前記モーメント量
が記憶された記憶手段と、検出された移動目標の前記モ
ーメント量と既知移動目標の前記モーメント量との相似
度を計測する手段と、前記相似度を表示する手段とを備
えたことを特徴とする目標探知装置。4. An apparatus for detecting a moving target using an image obtained by a flying object such as a satellite, means for detecting the moving target from image data including the moving target obtained by the flying object, Means for measuring a pixel position on the screen of the detected moving target, and means for calculating a center of gravity position of the moving target image using the image data,
Means for calculating the moment amount of the movement target pixel intensity distribution around the center of gravity, storage means for storing the moment amount of the known movement target, and the detected moment amount of the movement target and the moment of the known movement target A target detecting device comprising: means for measuring a similarity with an amount; and means for displaying the similarity.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27274497A JPH11109013A (en) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | Target-detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27274497A JPH11109013A (en) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | Target-detecting device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11109013A true JPH11109013A (en) | 1999-04-23 |
Family
ID=17518167
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27274497A Pending JPH11109013A (en) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | Target-detecting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11109013A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-10-06 JP JP27274497A patent/JPH11109013A/en active Pending
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