JPS62115387A - 合成開口レーダ画像の空間分解能測定方法 - Google Patents

合成開口レーダ画像の空間分解能測定方法

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JPS62115387A
JPS62115387A JP60254746A JP25474685A JPS62115387A JP S62115387 A JPS62115387 A JP S62115387A JP 60254746 A JP60254746 A JP 60254746A JP 25474685 A JP25474685 A JP 25474685A JP S62115387 A JPS62115387 A JP S62115387A
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章 前田
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柏原 寛実
Akira Tsuboi
坪井 晃
Fuminobu Furumura
文伸 古村
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 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 R
ader。
以下SARと略す)による地表の撮像データから、人間
が判読利用できる画像を再生するディジタル処理システ
ムに係り、特に再生画像の画質を高精度に評価するのに
好適な空間分解能測定方式に関する。
〔従来の技術〕
人工衛星あるいは航空機等を用いたリモートセンシング
の分野では、地表を撮像するためのセンサとして、雲を
透過するマイクロ波帯で高解像の画像が得られるSAR
が注目されている。
第2図にSARの全体システムを示した。レーダ・セン
サ21、アンテナ22を有するSARは、人工衛星等に
搭載されて飛行経路23上を矢印24方向に移動しつつ
地表の撮像を行う。SARからの撮像データは地上局2
5で受信され、データ・プロセッサ26により処理され
て映像フィルム27の作成、データ記憶用磁気テープ2
8の作成等が行われる。なお、29は分解能セルを、3
0はSARで採取されるデータの地表上のレンジ方向を
、31は同アジマス方向を、32はアンテナ・ビームを
そして33は刈り幅をそれぞれ示している。
以上、SARで採取されたデータの処理の概要を述べる
。なお、詳細については、第13回環境のリモートヤン
グ国際シンポジウム予稿集(Proceedings 
of 13th InternationalSymp
osium on Remote Sensing o
f Environment)337−360頁(19
77年4月)におけるベネット(Bennette)及
びカミング(Cu@ming)による゛′ディジタル 
ニス・ニー・アール イメージフォーメーション エア
ボーン アンド サテライト リザルト” (“Dig
ital SARImageFor+mation A
irborne and 5atellite Re5
ults”)と題する文献において述べられている。
SARの受信画像中においては、原画像上の1点が点像
パターンh(Xyy)の広がりをもって分布しており、
このままでは利用できない、ここでXは前記レンジ方向
を、yは前記アジマス方向を示している。前記受信画像
中で広がっている情報は、まずレンジ方向に圧縮され、
次にアジマス方向に圧縮される。この様子を第2図に示
す、第2図Aは地表にマイクロ波反射点が2点だけ存在
したときの受信画像を模式的に示したものであるが、2
方向の圧縮処理を行えば、Bのようにもとの地表パター
ンを得ることができる。前記レンジおよびアジマス圧縮
処理はそれぞれ画像データ1ラインごとの点像パターン
データとの相関処理によって行う。但し、相関処理をそ
のまま実行すると、莫大な処理時間がかかるため、高速
フーリエ変換(以下、l’FT)という。)複素乗算、
高速逆フーリエ変換(以下、  rIFFT」という、
)を用いて高速化が図られる。FFTを用いて相関処理
を行うには、まず点像パターンを計算機によるディジタ
ル処理で生成し1点像パターンと画像データ1ラインの
両方のFFTを計算する。相関計算はFFTを施した後
の周波数領域では単なる乗算であることから、上記2つ
のデータFFT計算結果の積をとり、それをIFFTす
ることにより1ライン分の相関処理結果が得られる。
以上の処理によりSAR再生画像が得られるが。
再生処理が正常に行われたか否かのチェックのために、
再生画像の画質、特に空間分解能を測定する事が必要に
なる。
従来、SAR画像の空間分解能測定方式としては、例え
ば、プロシーデイングズ オン ザ1984  インタ
ナショナル シンポジウム オンノイズ アンド クラ
ッタ リジェクション イン レーダーズ アンド イ
メージング センサーズ(Proceadings o
f the 1984 InternationalS
ymposiua+ on No1se and C1
utter Rejection 1nRaders 
and I+aa1(ing 5ensors) 19
84年における伊藤らによる“インプルーブメント オ
ン ニス・ニー・アール データ プロセッシング テ
クニック フォー ハイ クォリティ イメージ(Im
provement on SARData Proc
esIIingTechnique for High
 Quality Image)”と題する文献にある
様に、再生画像中から明るい点を選びだし、その点の空
間内法がりの程度を調べて、再生画像の空間分解能の目
安にするのが一般的である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術は、再生画像中から選んだ点が真に地表に
おける点目標に対応している事を仮定しており、この仮
定が成立しない場合には空間分解能の測定精度が低下す
るという問題に対しては配慮がなされていないという問
題点があった。
本発明の目的は、上記問題点を解決し、再生画像中にお
ける点目標の存在を仮定することなしに例えば海などの
シーンにおいても高精度に空間分解能を測定することを
可能とする方式を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、SAR再生複素画像の自己相関係数を計算
し、該自己相関係数を用いて、SAR画像における空間
分解能を測定することにより、達成される。
〔作用〕
SARは地表のマイクロ波複素反射率を測定するセンサ
である。地表のマイクロ波複素反射率分布をg(t+r
)とおく、ここで、tはアジマス方向座標、rはレンジ
方向座標である。各点(1+r)における複素反射率は
、多数の微小なマイクロ波反射体による反射率のベクト
ル和であるから、統計的に大きなゆらぎを示し、特に位
相は全くランダムに変化する事が知られている。したが
ってEを確率平均演算子として E[g(t、r)gv(t’  yr’  )コ=δ(
t−t’)δ(r−r’  )+y(t、r)・・・ 
(1) と書ける。ここで串は複素弁板、δはデルタ関数であり
、σ(tr r)は点(to r’)における平均マイ
クロ波反射強度である。
一方、SAR画像再生処理システムを含めたSAR撮像
系の点像応答関数をh (tt r)とすると、SAR
再生画像f (t、r)はf(t、r可g(t’ 、r
’ )h(t−t’ 、r−r’ )dt’ dr’・
・・(2) となる。再生画像fの自己相関関数をRz (Δt。
Δr)とすると。
Ri(Δt、Δr)J(t、、r)fg(t+Δt、r
+Δr)d t d r  −(3)である、f、R1
は統計的に変化する量であり、特に自己相関関数R1の
期待値は、式(1)、(2)。
(3)より =E[机(t’ 、r’ )h(t−t’ 、r−r’
 )dt’ d r’ )・fg(t’ 、r’ )h
e(t+Δt−t’、r+Δr−r’)dt’  dr
’)・dtdrコ =IJ”E[g(t’ 、r/ )go(t’ 、、*
 )lh(t−t’ 、r−r’ )−ha(t+Δt
−t’、r+Δr −r’ )dtdrdt’ dr’
 dt’ dr’h(t−t’ 、r−r’ )he(
t+Δt−t’、r+Δr−r’)cltdrdt’ 
dr’ dt’ dr’he(t+Δt−t’、r+Δ
r−r’ )dtdrdt’ dr’ここで、t−t’
、r−r’  を各々新しくt、rとおくと、 dtdr4t’ dr’ tdr =JL(t’ 、r’ )dt’ dr’ ・Rh(Δ
t、Δr)   −(4)となる。式(4)により、再
生画像fの自己相関関数の期待値は、点像応答関数りの
自己相関関数Rhに比例する事が分る。
点像応答関数の自己相関関数を知る事により。
点像の空間的法がりを測定する事ができるので、再生画
像中に点像の存在を仮定せずに、空間分解能を測定する
事ができる。
〔実施例) 以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。第1
図は本発明によるSAR画像の空間分解能測定の処理フ
ローである。
磁気テープ1または磁気ディスク2に格納されたSAR
再生複素画像データを処理ブロック3により、計算機に
入力する。次いで処理ブロック4では、入力された複素
画像データの自己相関係数RI□、−N≦i≦N、−N
≦j≦N、を算出する。
Nは定数で、2〜58度の値をもつ、、RIJは、再生
複素画像データをf+aとしたとき、R1i = Σ 
   f ha f *b+t、m+a/ Σ 1  
 ・・・ (5)(k!、)g s         
 (k、l ) fsで定義される。ここでSは、自己
相関係数の算出に使用する再生複素画像の領域を表わす
次の処理ブロック5では、自己相関係数RIJを2次元
データと見なして2次元フーリエ変換を施す、処理ブロ
ック6ではフーリエ変換されたデータのルート(平方根
)をとる、さらに処理ブロック7ではルート変換後のデ
ータを2次元逆フーリエ変換し1点像応答関数を求め、
処理ブロック8では点像応答関数の空間的法がりを求め
て空間分解能測定結果9として出力する。
本実施例の処理では、点像応答関数りの線型位相性を仮
定して、点像応答関数の自己相関関数から点像応答関数
を推定したが、自己相関係数自体をもって空間分解能測
定結果としても本発明の効果は変わらない。
〔発明の効果〕
本発明によれば、再生画像中に点像の存在を仮定せずに
空間分解能の測定ができるので、海などのシーンにおい
ても測定が可能で、しかも高精度に測定できるという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は発明方式の処理フロー、第2図はSAR全体シ
ステムを示す図、第3図はSAR画像再生の原理を示す
図である。 多1 口

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 合成開口レーダ画像の空間分解能を測定する方式におい
    て、再生複素画像の自己相関係数を求め、該自己相関係
    数から空間分解能を求めることを特徴とする合成開口レ
    ーダ画像の空間分解能測定方式。
JP60254746A 1985-11-15 1985-11-15 合成開口レーダ画像の空間分解能測定方法 Expired - Lifetime JP2594908B2 (ja)

Priority Applications (1)

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JP60254746A JP2594908B2 (ja) 1985-11-15 1985-11-15 合成開口レーダ画像の空間分解能測定方法

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JPS62115387A true JPS62115387A (ja) 1987-05-27
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011112630A (ja) * 2009-11-30 2011-06-09 Mitsubishi Electric Corp レーダ画像処理装置

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JP2011112630A (ja) * 2009-11-30 2011-06-09 Mitsubishi Electric Corp レーダ画像処理装置

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JP2594908B2 (ja) 1997-03-26

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