ＳＡＲ搭載機速度測定装置、画像鮮明化装置、ＳＡＲ搭載機速度測定プログラム、画像鮮明化プログラム及びＳＡＲ搭載機速度測定方法
【課題】ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）搭載機速度を高精度に知ることにより、高分解能画像を得ることを目的とする。
【解決手段】ＳＡＲ搭載機の予測移動情報と目標物の移動情報とに基づいたＳＡＲ搭載機と目標物との距離関係情報に基づき、ＳＡＲ搭載機の速度を画像から推定する。また、ＳＡＲ搭載機の速度を高次多項式で表現し、各次数の係数を画像から推定することで、より高精度なＳＡＲ搭載機の速度を得る。高精度なＳＡＲ搭載機の速度に基づき画像を再生する。
【解決手段】ＳＡＲ搭載機の予測移動情報と目標物の移動情報とに基づいたＳＡＲ搭載機と目標物との距離関係情報に基づき、ＳＡＲ搭載機の速度を画像から推定する。また、ＳＡＲ搭載機の速度を高次多項式で表現し、各次数の係数を画像から推定することで、より高精度なＳＡＲ搭載機の速度を得る。高精度なＳＡＲ搭載機の速度に基づき画像を再生する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）画像からＳＡＲ搭載機の速度を測定する装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＳＡＲ撮像では、センサ（ＳＡＲ）が航空機や人工衛星に搭載され移動する。そのため、取得されたデータを画像再生する際、ＳＡＲ搭載機速度を高精度に知ることは、高分解能画像を得るために重要である。ここで、ＳＡＲ搭載機の速度を推定する技術として慣性航法装置やＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を使用した方法がある。また、画像からオートフォーカスしてＳＡＲ搭載機の動揺を補正する方法がある。
【特許文献１】特開平１１−１８３６０６号公報
【特許文献２】特開２００３−１３０９５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
慣性航法装置やＧＰＳは誤差を含むため、０〜１次多項式程度でしか信頼できない。また、慣性航法装置やＧＰＳは、ＳＡＲ搭載機の速度を推定できたとしても進行方向への自転による目標の移動も考慮しなければならないため、高分解能達成は難しい。画像からオートフォーカスする方法では、速度モデルが低次（概ね０次）多項式であるうえ、どのシーンでも同じエリアが用いられることにより、画像のノイズレベルが高い場合は速度推定誤差が増大する。
本発明は、例えば、ＳＡＲ搭載機速度を高精度に知ることにより、高分解能画像を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係るＳＡＲ搭載機速度測定装置は、例えば、ＳＡＲ搭載機の速度を測定するＳＡＲ搭載機速度測定装置において、
ＳＡＲが観測したデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力して記憶装置に記憶するデータ入力部と、
ＳＡＲ搭載機の複数の予測速度を入力して記憶装置に記憶する速度入力部と、
ＳＡＲ搭載機の予測移動情報と所定の目標物の移動情報とに基づいたＳＡＲ搭載機と上記目標物との距離関係情報と上記速度入力部が入力した複数の予測速度の各予測速度とにより複数の参照関数を処理装置により生成して記憶装置に記憶する参照関数生成部と、
上記参照関数生成部が生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、上記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを処理装置により生成するアジマス圧縮処理部と、
上記データ入力部が入力したレンジ圧縮後データに含まれる目標物を入力装置により選択する目標物選択部と、
上記アジマス圧縮処理部が生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データが示す目標物の画像であって上記目標物選択部が選択した目標物の画像の鮮明度を処理装置により算出する鮮明度算出部と、
上記鮮明度算出部が算出した上記目標物の画像の鮮明度が最も高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、上記参照関数生成部が使用した予測速度をＳＡＲ搭載機の速度であると処理装置により判定する速度判定部とを備えることを特徴とする。
【０００５】
上記速度入力部は、予測速度を表す０次からｎ次まで（ｎは任意の自然数）の多項式を次数が低い多項式から次数が高い多項式へ順に、各次数の多項式について係数を変化させて複数の予測速度を入力し、
上記速度判定部は、次数が低い多項式から高い多項式へ順に各次数の多項式で表した場合のＳＡＲ搭載機の速度を判定し、
上記速度入力部は、ｎ次多項式で表される予測速度を入力する場合、０次から（ｎ−１）次までの各次数の係数を上記速度判定部が判定したＳＡＲ搭載機の速度を表す（ｎ−１）次多項式の各次数の係数とすることを特徴とする。
【０００６】
上記目標物選択部は、レンジ圧縮後データに含まれる複数の目標物を選択し、
上記鮮明度算出部は、上記目標物選択部が選択した複数の目標物の各目標物の画像の鮮明度を算出し、
上記速度判定部は、上記鮮明度算出部が算出した上記各目標物の画像の鮮明度がその目標物の画像の中で最も高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、上記参照関数生成部が使用した予測速度を目標物毎に記憶装置に記憶し、上記目標物毎に記憶した予測速度の平均をＳＡＲ搭載機の速度であると判定することを特徴とする。
【０００７】
上記参照関数生成部は、自転による移動のみを所定の目標物の移動情報として、参照関数を生成することを特徴とする。
【０００８】
上記参照関数生成部は、ＳＡＲ搭載機と目標物との距離関係情報を表す式４から得られる参照関数式５へ、上記速度入力部が入力した複数の予測速度の各予測速度を入力して複数の参照関数を生成することを特徴とする。
【０００９】
【数３】
【００１０】
また、上記ＳＡＲ搭載機速度測定装置は、さらに、
式６に基づき補正量を算出し、算出された補正量に基づいて、上記データ入力部が入力したレンジ圧縮後データについてレンジマイグレーション補正を行うレンジマイグレーション補正部を備え、
上記アジマス圧縮処理部は、上記レンジマイグレーション補正部がレンジマイグレーション補正した補正後データをアジマス圧縮しアジマス圧縮後データを生成することを特徴とする。
【００１１】
【数４】
【００１２】
また、本発明に係る画像鮮明化装置は、例えば、ＳＡＲにより観測された目標物のデータから目標物の画像を鮮明化する画像鮮明化装置において、
上記ＳＡＲ搭載機速度測定装置と、
上記速度判定部が判定したＳＡＲ搭載機の速度を入力するＳＡＲ速度入力部とを備え、
上記参照関数生成部は、上記ＳＡＲ速度入力部が入力したＳＡＲ搭載機の速度から求めたＳＡＲ搭載機の移動情報と、目標物の移動情報とに基づいたＳＡＲ搭載機と目標物との距離関係情報に基づき画像再生用参照関数を生成し、
上記アジマス圧縮処理部は、上記参照関数生成部が生成した画像再生用参照関数に基づき、上記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮しアジマス圧縮後データを生成することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係るＳＡＲ搭載機速度測定プログラムは、例えば、ＳＡＲ搭載機の速度を測定するＳＡＲ搭載機速度測定プログラムにおいて、
ＳＡＲが観測したデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力して記憶装置に記憶するデータ入力処理と、
ＳＡＲ搭載機の複数の予測速度を入力して記憶装置に記憶する速度入力処理と、
ＳＡＲ搭載機の予測移動情報と所定の目標物の移動情報とに基づいたＳＡＲ搭載機と上記目標物との距離関係情報と上記速度入力処理で入力した複数の予測速度の各予測速度とにより複数の参照関数を処理装置により生成して記憶装置に記憶する参照関数生成処理と、
上記参照関数生成処理で生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、上記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを処理装置により生成するアジマス圧縮処理と、
上記データ入力処理で入力したレンジ圧縮後データに含まれる目標物を入力装置により選択する目標物選択処理と、
上記アジマス圧縮処理で生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データが示す目標物の画像であって上記目標物選択処理で選択した目標物の画像の鮮明度を処理装置により算出する鮮明度算出処理と、
上記鮮明度算出処理で算出した上記目標物の画像の鮮明度が最も高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、上記参照関数生成処理で使用した予測速度をＳＡＲ搭載機の速度であると処理装置により判定する速度判定処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１４】
上記速度入力処理は、予測速度を表す０次からｎ次まで（ｎは任意の自然数）の多項式を次数が低い多項式から次数が高い多項式へ順に、各次数の多項式について係数を変化させて複数の予測速度を入力し、
上記速度判定処理は、次数が低い多項式から高い多項式へ順に各次数の多項式で表した場合のＳＡＲ搭載機の速度を判定し、
上記速度入力処理は、ｎ次多項式で表される予測速度を入力する場合、０次から（ｎ−１）次までの各次数の係数を上記速度判定処理で判定したＳＡＲ搭載機の速度を表す（ｎ−１）次多項式の各次数の係数とすることを特徴とする。
【００１５】
上記目標物選択処理は、レンジ圧縮後データに含まれる複数の目標物を選択し、
上記鮮明度算出処理は、上記目標物選択処理で選択した複数の目標物の各目標物の画像の鮮明度を算出し、
上記速度判定処理は、上記鮮明度算出処理で算出した上記各目標物の画像の鮮明度がその目標物の画像の中で最も高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、上記参照関数生成処理で使用した予測速度を目標物毎に記憶装置に記憶し、上記目標物毎に記憶した予測速度の平均をＳＡＲ搭載機の速度であると判定することを特徴とする。
【００１６】
上記参照関数生成処理は、自転による移動のみを所定の目標物の移動情報として、参照関数を生成することを特徴とする。
【００１７】
上記参照関数生成処理は、ＳＡＲ搭載機と目標物との距離関係情報を表す式４から得られる参照関数式５へ、上記速度入力処理で入力した複数の予測速度の各予測速度を入力して複数の参照関数を生成することを特徴とする。
【００１８】
また、上記ＳＡＲ搭載機速度測定プログラムは、さらに、
式６に基づき補正量を算出し、算出された補正量に基づいて、上記データ入力処理で入力したレンジ圧縮後データについてレンジマイグレーション補正を行うレンジマイグレーション補正処理をコンピュータに実行させ、
上記アジマス圧縮処理は、上記レンジマイグレーション補正処理でレンジマイグレーション補正した補正後データをアジマス圧縮しアジマス圧縮後データを生成することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る画像鮮明化プログラムは、例えば、ＳＡＲにより観測された目標物のデータから目標物の画像を鮮明化する画像鮮明化プログラムにおいて、
上記ＳＡＲ搭載機速度測定プログラムを備え、
画像鮮明化プログラムは、さらに、
上記速度判定処理で判定したＳＡＲ搭載機の速度を入力するＳＡＲ速度入力処理をコンピュータに実行させ、
上記参照関数生成処理は、上記ＳＡＲ速度入力処理で入力したＳＡＲ搭載機の速度から求めたＳＡＲ搭載機の移動情報と、目標物の移動情報とに基づいたＳＡＲ搭載機と目標物との距離関係情報に基づき画像再生用参照関数を生成し、
上記アジマス圧縮処理は、上記参照関数生成処理で生成した画像再生用参照関数に基づき、上記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮しアジマス圧縮後データを生成することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係るＳＡＲ搭載機速度測定方法は、例えば、ＳＡＲ搭載機の速度を測定するＳＡＲ搭載機速度測定装置のＳＡＲ搭載機速度測定方法において、
記憶装置が、ＳＡＲが観測したデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力して記憶するデータ入力ステップと、
記憶装置が、ＳＡＲ搭載機の複数の予測速度を入力して記憶する速度入力ステップと、
記憶装置が、ＳＡＲ搭載機の予測移動情報と所定の目標物の移動情報とに基づいたＳＡＲ搭載機と上記目標物との距離関係情報と上記速度入力ステップで入力した複数の予測速度の各予測速度とにより複数の参照関数を処理装置により生成して記憶する参照関数生成ステップと、
処理装置が、上記参照関数生成ステップで生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、上記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを生成するアジマス圧縮ステップと、
入力装置が、上記データ入力ステップで入力したレンジ圧縮後データに含まれる目標物を選択する目標物選択ステップと、
処理装置が、上記アジマス圧縮ステップで生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データが示す目標物の画像であって上記目標物選択ステップで選択した目標物の画像の鮮明度を算出する鮮明度算出ステップと、
処理装置が、上記鮮明度算出ステップで算出した上記目標物の画像の鮮明度が最も高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、上記参照関数生成ステップで使用した予測速度をＳＡＲ搭載機の速度であると判定する速度判定ステップとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るＳＡＲ搭載機速度測定装置、ＳＡＲ搭載機速度測定方法及びＳＡＲ搭載機速度測定プログラムによれば、ＳＡＲ搭載機の速度を画像から推定することで高精度なＳＡＲ搭載機の速度を得ることができる。また、ＳＡＲ搭載機の速度を高次多項式で表現し、各次数の係数を画像から推定することで、より高精度なＳＡＲ搭載機の速度を得ることができる。また、ユーザが選択したＳＮ比の高い複数の小領域に対して、ＳＡＲ搭載機の速度を変化させながらアジマス圧縮を次々と実施し結像度が最大の速度係数を選択するため、画質の影響を受けにくく信頼性が高い。
したがって、本発明に係る画像鮮明化装置及び画像鮮明化プログラムによれば、鮮明な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図に基づき説明する。
まず、実施の形態にかかるＳＡＲ搭載機速度測定装置１００（画像鮮明化装置）のハードウェア構成の一例について図１、図２に基づき説明する。
【００２３】
図１は、実施の形態にかかるＳＡＲ搭載機速度測定装置１００の外観の一例を示す図である。
図１において、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）表示装置９０１、キーボード（Ｋ／Ｂ）９０２、マウス９０３、コンパクトディスク装置（ＣＤＤ）９０５、データベース９０８、システムユニット９０９、サーバ９１０を備え、これらはケーブルで接続されている。
さらに、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）９４２、ゲートウェイ９４１を介してインターネット９４０に接続されている。
ここで、ＣＲＴ表示装置９０１は、表示装置９８６の一例である。
【００２４】
図２は、実施の形態におけるＳＡＲ搭載機速度測定装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。
図２において、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、プログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）９１１を備えている。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、通信ボード９１５、ＣＲＴ表示装置９０１、Ｋ／Ｂ９０２、マウス９０３、ＦＤＤ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｄｉｓｋ）９０４、ＣＤＤ９０５、磁気ディスク装置９２０と接続されている。ＣＰＵは、処理装置の一例である。
ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３、磁気ディスク装置９２０は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶装置９８４の一例である。
通信ボード９１５は、ＬＡＮ９４２等に接続されている。
また、Ｋ／Ｂ９０２、マウス９０３などは、入力装置９８２の一例である。
また、ＣＰＵ９１１は、処理装置の一例である。
【００２５】
ここで、通信ボード９１５は、ＬＡＮ９４２に限らず、直接、インターネット９４０、或いはＩＳＤＮ等のＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）に接続されていても構わない。直接、インターネット９４０、或いはＩＳＤＮ等のＷＡＮに接続されている場合、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、インターネット９４０、或いはＩＳＤＮ等のＷＡＮに接続され、ゲートウェイ９４１は不用となる。
磁気ディスク装置９２０には、オペレーティングシステム（ＯＳ）９２１、ウィンドウシステム９２２、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。プログラム群９２３は、ＣＰＵ９１１、ＯＳ９２１、ウィンドウシステム９２２により実行される。
【００２６】
上記プログラム群９２３には、以下に述べる実施の形態の説明において「〜部」として説明する機能を実行するプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。
ファイル群９２４には、以下に述べる実施の形態の説明において、「〜判定」として説明するものが、「〜ファイル」として記憶されている。
また、以下に述べる実施の形態の説明において説明するフローチャートの矢印の部分は主としてデータの入出力を示し、そのデータの入出力のためにデータは、磁気ディスク装置９２０、ＦＤ、光ディスク、ＣＤ、ＭＤ（ミニディスク）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のその他の記録媒体に記録される。あるいは、信号線やその他の伝送媒体により伝送される。
【００２７】
また、以下に述べる実施の形態の説明において「〜部」として説明するものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、ハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。
【００２８】
また、以下に述べる実施の形態を実施するプログラムは、また、磁気ディスク装置９２０、ＦＤ、光ディスク、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ等のその他の記録媒体による記録装置を用いて記憶されても構わない。
【００２９】
実施の形態１．
次に、実施の形態１について説明する。実施の形態１では、ＳＡＲ搭載機の速度を測定するＳＡＲ搭載機速度測定装置１００について説明する。
【００３０】
まず、図３、図４に基づき、ＳＡＲ搭載機と目標物との相対位置関係について説明する。ここでは、目標物は観測時間中（例えば、数秒間）に自転する地面の上を静止していることを仮定する。図３は、ＳＡＲ搭載機と目標物とのｔ秒後の相対関係（距離）を表した図である。図４は、図３における目標物の自転による移動を示す図である。つまり、目標物自身は移動しないが、ＳＡＲ搭載機から見た場合目標物は自転により移動する。
ここで、式７はＳＡＲ搭載機の移動に基づきｔ秒後のＳＡＲ搭載機と目標物との距離ベクトルを示し、式８は自転による目標物の速度ベクトルを示す。式７と式８とからｔ秒後のＳＡＲ搭載機と目標物との相対運動（距離）として式９が得られる。
【００３１】
【数５】
ここで、ＳＡＲ搭載機の速度成分が一定であると仮定すると、地球自転によるレンジ方向、アジマス方向の観測点の移動を考慮して、ＳＡＲ搭載機と目標物との距離は式１０となる。
【００３２】
【数６】
また、一般には、自転のアジマス方向速度成分とＳＡＲ搭載機の速度成分をまとめて記述できる。ここで、「−ＶＰ＝（ｖａＥ−ＶＰ＿ｐｒｅ）」であり、ＶＰは目標物との相対速度を表す。
【００３３】
【数７】
式１１より、アジマス圧縮参照関数は次のように計算される。
【００３４】
【数８】
【００３５】
ここで、式１１の速度を多項式で表すと以下のようになる。
【００３６】
【数９】
この速度を表す多項式の各次数の係数を特定することにより、ＳＡＲ搭載機の速度が特定される。
【００３７】
次に、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００がＳＡＲ搭載機の速度を特定する方法の概要について説明する。
まず、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、入力されたＳＬＣ（シングルルックコンプレックス）画像から静止している目標物を特定する。次に、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、選択した目標物の含まれる画像を式１２で表されるアジマス圧縮参照関数を用いてアジマス圧縮を解凍する。ここでアジマス圧縮に用いられる、スラントレンジ、自転速度（ドップラセンタ周波数）、およびＳＬＣ作成時に用いた式１２の速度はＳＡＲ画像の付加情報から計算できる。
次に、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、ＳＡＲ搭載機の速度を変化させて、式１２に示すアジマス圧縮参照関数へ入力することにより複数の参照関数を算出する。そして、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、算出された複数の参照関数の各参照関数を用いてアジマス圧縮する。ここで、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、生成された複数のアジマス圧縮後の画像の中で画像が最も引き締まった（鮮明になった）画像を判断する。そして、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、その画像を生成するために使用したアジマス圧縮参照関数を算出する場合に入力した速度がＳＡＲ搭載機の速度であると判定する。
【００３８】
次に、各処理の詳細について説明する。
まず、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、入力されたＳＬＣ画像から静止している目標物を特定する。ここでは、図５に示すように、ＳＬＣ画像から植生、河川や海のような合成開口時間中に移動しない人工構造物のような特徴的ポイントを任意にｍ箇所選択する。そして、選択された範囲を切り出す。ここで、ＳＬＣ画像とは、１シーン内でも何回かに分けてアジマス圧縮処理（サブパッチ処理）されている場合１サブパッチ分の画像である。なお、アジマス方向切り出し幅は合成開口長が限界であり、それに満たないものはゼロ埋めをおこなう。また、アジマス圧縮はアジマス方向の圧縮を改善する処理であるため、レンジ方向には後述するレンジマイグレーションを考慮して数画素程度あれば充分である。
ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、特定したｍ個の目標物それぞれを含むｍ個の切り出し画像を式１２で表される参照関数を用いてアジマス圧縮を解凍する。そして、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、以下の処理を特定したｍ個の目標物それぞれについて行い、ｍ個の目標物それぞれに基づくＳＡＲ搭載機の速度を測定する。
【００３９】
次に、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、ＳＡＲ搭載機の速度を変化させて、式１２に示すアジマス圧縮参照関数へ入力することにより複数の参照関数を算出する。ここでは、ＳＡＲ搭載機の速度を式１３に示す多項式により表す。式１３に示す多項式により表した速度を変化させるため、速度を表す多項式の次数ｎと、各次数の係数の最大値及び最小値と、速度を変化させる刻み幅とを入力する。式１４に、刻み幅の計算とそれから得られる探索パラメータを示す。
【００４０】
【数１０】
そして式１２、式１３を用いてＳＡＲ搭載機の速度を変化させながら、解凍された画像のアジマス圧縮を繰り返し、最も引き締まった画像を得た場合に使用した係数の組み合わせを探索する。速度係数は画像への影響の大きさを考慮して低次から高次に向かって順次探索を進める。速度係数の入力の詳細については後述する。
なお、速度を変化させた参照関数を乗じる前にその速度に対応した式１５に示す補正量に基づきレンジマイグレーション補正を行う。
【００４１】
【数１１】
【００４２】
これらの処理をｍ個の切り出し画像全てに対して実施すると、式１６に示す速度係数マトリクスを得る。なお上付きのカッコ内の数字は、切り出し画像との対応を示す。
【００４３】
【数１２】
次に、ＳＬＣ画像内での係数の揺らぎを除去するため、各切り出し画像から得られた係数を式１７に示すように平均化することでＳＡＲ搭載機の速度を得る。ＳＬＣ画像内での係数の揺らぎとは、例えば、選択した各切り出し画像が完全な静止体ではなく、動揺がある場合等に発生するものである。
【００４４】
【数１３】
また、式１７で得られた速度係数を一旦保存し、図６に示すようにＳＬＣ画像の任意に選択する範囲にこの結果を反映してより高分解能な画像を再生することができる。この速度係数を算出したサブパッチ内の画像であれば任意の位置を任意のサイズで選択可能である。
【００４５】
次に、図７、図８、図９に基づき実施の形態１に係るＳＡＲ搭載機速度測定装置１００の機能及び動作について説明する。
【００４６】
図７は、実施の形態１に係るＳＡＲ搭載機速度測定装置１００の機能を示す機能ブロック図である。図７に示すように、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、入力部１１０、処理部１３０、記憶部１６０、表示部１７０、処理装置９８０、入力装置９８２、記憶装置９８４、表示装置９８６を備える。入力部１１０、処理部１３０、記憶部１６０、表示部１７０等は、例えば、ソフトウェア、プログラムなどであるが、これらの機能を備えたファームウェア等であっても構わない。
入力部１１０は、データ入力部１１２、参照関数情報入力部１１４、付随情報入力部１２０を備える。ここで、参照関数情報入力部１１４は、速度入力部１１６、目標物特定部１２２、ＳＡＲ速度入力部１２４を備える。また、処理部１３０は、レンジマイグレーション補正部１３２、ゼロ詰め処理部１３４、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理部１３６、アジマス圧縮処理部１３８、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）処理部１４０、参照関数生成部１４２、速度判定部１４４、鮮明度算出部１４６を備える。また、記憶部１６０は、データ記憶部１６２を備える。また、表示部１７０は、データ表示部１７２を備える。
【００４７】
図８は、実施の形態１に係るＳＡＲ搭載機速度測定装置１００のＳＡＲ搭載機の速度を測定する動作であるＳＡＲ搭載機速度測定処理を示すフローチャートである。図７、図８に基づきＳＡＲ搭載機速度測定処理について説明する。
【００４８】
まず、データ入力ステップ（Ｓ１０１）では、データ入力部１１２は、まず、合成開口時間中に移動しない特徴的ポイントを目標物として任意にｍ箇所選択する。そして、データ入力部１１２は、アジマス圧縮を上述したように解凍してレンジ圧縮後データを得る。そして、データ入力部１１２は、レンジ圧縮後のデータを入力する。
次に、目標物特定ステップ（Ｓ１０２）では、目標物特定部１２２は、データ入力部１１２が入力したレンジ圧縮後データから、データ入力部１１２が選択したｍ箇所の合成開口時間中に移動しない目標物を特定する。そして、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、特定したｍ個の目標物それぞれに対して、以下の（Ｓ１０８）を除く（Ｓ１０２）から（Ｓ１１４）まで（処理群Ｃ）を実行する。つまり、処理群Ｃをｍ回繰り返す。すなわち、処理群Ｃは、各目標物について式１３に用いる速度係数の組み合わせを決定する処理である。
【００４９】
さらに、速度係数入力ステップ（Ｓ１０３）では、速度入力部１１６は、例えば、式１３に示す多項式により表した速度を変化させるための、速度を表す多項式の次数ｎと、各次数の係数の最大値及び最小値と、速度を変化させる刻み幅Ｎ０からＮｎまでとを設定する。
ここでは、予測速度を表す０次からｎ次まで（ｎは任意の自然数）の多項式を次数が低い多項式から次数が高い多項式へ順に、次数毎に（Ｓ１０８）を除く（Ｓ１０３）から（Ｓ１１４）まで（処理群Ｂ）を繰り返して、その次数の係数を決定する。つまり、各次数の係数ａ０，ａ１，・・・，ａｎの順に値を決定する。また、次数はｎであるため、ｎ＋１回処理群Ｂを繰り返す。すなわち、処理群Ｂは、各次数の係数を１つずつ判定する処理である。
また、速度入力ステップ（Ｓ１０４）では、速度入力部１１６は、（Ｓ１０３）で設定した係数の範囲で、設定した刻み幅に従い係数を変化させて、ＳＡＲ搭載機の複数の予測速度ＶＰを入力して記憶装置９８４に記憶する。つまり、速度入力部１１６は、各次数の多項式についての係数ａ０からａｎまでを刻み幅Ｎ０からＮｎまでに従い変化させて複数の予測速度を入力する。ここで、ｎ次多項式で表される予測速度を入力する場合、０次から（ｎ−１）次までの各次数の係数を後述する速度判定部１４４が判定したＳＡＲ搭載機の速度を表す（ｎ−１）次多項式の各次数の係数とする。具体例については後述する。したがって、（Ｓ１０４）から（Ｓ１１３）まで（処理群Ａ）は、次数毎に各次数の刻み幅であるＮ０，・・・，Ｎｎ回繰り返す。つまり、処理群Ａは、刻み幅毎に後述する画像の鮮明度を算出する処理である。
【００５０】
次に、レンジマイグレーション補正ステップ（Ｓ１０５）では、レンジマイグレーション補正部１３２は、速度入力部１１６が入力したＳＡＲ搭載機の予測速度に基づくＳＡＲ搭載機の予測移動情報と目標物の移動情報とに基づいたＳＡＲ搭載機と目標物との相対距離ｒＰＴ（ｔ）に応じて補正量Ｃｒを算出し、算出された補正量Ｃｒに基づいて、データ入力部１１２が入力したレンジ圧縮後データについてレンジマイグレーション補正し補正後データを生成する。ここで、レンジマイグレーション補正部１３２は、後述する参照関数生成ステップ（Ｓ１０９）で求めたＳＡＲ搭載機と目標物との距離ｒＰＴ（ｔ）を受け取り、受け取ったｒＰＴ（ｔ）に基づいてレンジマイグレーション補正量Ｃｒを算出する。レンジマイグレーション補正部１３２は、例えば、式１５に基づき補正量Ｃｒを算出する。
次に、ゼロ詰め処理ステップ（Ｓ１０６）では、ゼロ詰め処理部１３４は、レンジマイグレーション補正部１３２が生成した補正後データに０を詰めることにより、補正後データの画素数を２のべき乗としたゼロ詰めデータを処理装置９８０により生成する。ここで、ゼロ詰め処理部１３４は、例えば、式１８、式１９に基づきゼロ詰めする画素数を算出する。画素数を２のべき乗とするのは、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実施するためには、画素数が２のべき乗にならなければならないためである。そのため、ゼロ詰め処理部１３４は、例えば、式１８のように、切り出したアジマス方向の画素数より大きい最小の２のべき乗の数である高速フーリエ変換のためのアジマス方向の画素数Ｎｆｆｔを算出し、式１９のように、その数に足りない画素数であるゼロ詰めする画素数Ｎｚｅｒｏ＿ｐａｄだけ０（ゼロ）を詰める。
【００５１】
【数１４】
次に、高速フーリエ変換処理ステップ（Ｓ１０７）では、ＦＦＴ処理部１３６は、ゼロ詰め処理部１３４が生成したゼロ詰めデータをＦＦＴしＦＦＴ後データを処理装置９８０により生成する。
【００５２】
上記処理と一部並行して、付随情報入力ステップ（Ｓ１０８）では、付随情報入力部１２０は、ＳＡＲ搭載機の位置などの画像に付随する画像付随情報を入力装置９８２により入力する。
次に、参照関数生成ステップ（Ｓ１０９）では、参照関数生成部１４２は、ＳＡＲ搭載機の予測移動情報と所定の目標物の移動情報とに基づいたＳＡＲ搭載機と目標物との距離関係情報と速度入力部１１６が入力した予測速度ＶＰとにより参照関数を処理装置９８０により生成して記憶装置９８４に記憶する。ここで、参照関数生成部１４２は、速度入力部１１６が入力した予測速度毎に参照関数を生成する。参照関数生成部１４２は、例えば、上記式１２の参照関数ｆｒｅｆを生成する。かつ、参照関数生成部１４２は、ｒＰＴ（ｔ）を（Ｓ１０５）へ出力する。また、参照関数生成部１４２は、自転による移動のみを所定の目標物の移動情報として、参照関数を生成する。
次に、高速フーリエ変換処理ステップ（Ｓ１１０）では、ＦＦＴ処理部１３６は、参照関数生成部１４２が生成した参照関数をＦＦＴしＦＦＴ後参照関数を処理装置９８０により生成する。
【００５３】
次に、アジマス圧縮処理ステップ（Ｓ１１１）では、アジマス圧縮処理部１３８は、高速フーリエ変換処理ステップ（Ｓ１１０）でＦＦＴ処理部１３６が生成したＦＦＴ後参照関数に基づき、高速フーリエ変換処理ステップ（Ｓ１０７）でＦＦＴ処理部１３６が生成したＦＦＴ後データをアジマス圧縮しアジマス圧縮後データを処理装置９８０により生成する。
次に、逆高速フーリエ変換処理ステップ（Ｓ１１２）では、ＩＦＦＴ処理部１４０は、アジマス圧縮処理部１３８がアジマス圧縮したアジマス圧縮後データをＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）し、ＩＦＦＴ後データを処理装置９８０により生成する。
【００５４】
次に、鮮明度算出ステップ（Ｓ１１３）では、アジマス圧縮処理部１３８が生成したアジマス圧縮後データが示す目標物の画像であって目標物特定部１２２が特定した目標物の画像の鮮明度を処理装置９８０により算出する。
次に、速度係数判定ステップ（Ｓ１１４）（速度判定ステップ）では、速度判定部１４４は、鮮明度算出部１４６が算出した上記目標物の画像の鮮明度が最も高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、上記参照関数生成部が使用した予測速度をＳＡＲ搭載機の速度であると処理装置９８０により判定して記憶装置９８４に記憶する。
ここで、鮮明度算出部１４６は、例えば、アジマス圧縮処理部１３８が生成したアジマス圧縮後データが示す画像の画素の輝度を表す振幅のピーク値を探し、ピーク値の高さが高いものほど画像の鮮明であると判定する。
つまり、速度判定部１４４は、次数が低い多項式から高い多項式へ順に各次数の多項式で表した場合のＳＡＲ搭載機の速度を判定する。
次に、平均算出ステップ（Ｓ１１５）（速度判定ステップ）では、速度判定部１４４は、目標物特定部１２２が特定したｍ個の目標物毎に記憶したＳＡＲ搭載機の予測速度の平均をＳＡＲ搭載機の速度であると判定する。つまり、速度判定部１４４は、式１７に示すように、各次数の係数を平均化することでＳＡＲ搭載機の速度を得る。
【００５５】
そして、速度係数記憶ステップ（Ｓ１１６）では、データ記憶部１６２は、速度判定部１４４が判定したＳＡＲ搭載機の速度を記憶装置９８４に記憶する。
【００５６】
次に、（Ｓ１０３）及び（Ｓ１０４）での速度入力部１１６による予測速度の入力の具体例について説明する。上述したように、速度入力部１１６は、各次数の多項式についての係数ａ０からａｎまでを刻み幅Ｎ０からＮｎまでに従い変化させて、次数が低い多項式から次数が高い多項式へ順に係数を決定する。また、ｎ次多項式で表される予測速度を入力する場合、０次から（ｎ−１）次までの各次数の係数を後述する速度判定部１４４が判定したＳＡＲ搭載機の速度を表す（ｎ−１）次多項式の各次数の係数とする。
つまり、ある目標物に対して、（Ｓ１０３）で速度入力部１１６は、１回目（α＝１）には、ａ０＿ｍｉｎ，ａ０＿ｍａｘ，ａ１からａｎまでについては最小値であるａ１＿ｍｉｎからａｎ＿ｍｉｎまで，Ｎ０を入力して記憶装置９８４に記憶する。そして、（Ｓ１０４）で速度入力部１１６は、ａ０についてａ０＿ｍｉｎからａ０＿ｍａｘまで刻み幅Ｎ０に従い変化させて入力する。また、変化させて入力する各ａ０について、ａ１＿ｍｉｎからａｎ＿ｍｉｎまでを入力する。そして、（Ｓ１１４）で、速度判定部１４４がａ０の値を判定する。
次に、２回目（α＝２）には、（Ｓ１０３）で速度入力部１１６は、１回目に速度判定部１４４が判定したａ０と、ａ１＿ｍｉｎ，ａ１＿ｍａｘ，ａ２からａｎまでについては最小値であるａ２＿ｍｉｎからａｎ＿ｍｉｎまで，Ｎ１を入力して記憶装置９８４に記憶する。そして、（Ｓ１０４）で速度入力部１１６は、ａ１についてａ１＿ｍｉｎからａ１＿ｍａｘまで刻み幅Ｎ１に従い変化させて入力する。また、変化させて入力する各ａ１について、１回目に速度判定部１４４が判定したａ０と、ａ２＿ｍｉｎからａｎ＿ｍｉｎまでとを入力する。そして、（Ｓ１１４）で、速度判定部１４４がａ１の値を判定する。
以降、同様の処理を繰り返し、α回目には、（Ｓ１０３）で速度入力部１１６は、α−１回目までに速度判定部１４４が判定したａ０からａα−２までと、ａα−１＿ｍｉｎ，ａα−１＿ｍａｘ，ａαからａｎまでについては最小値であるａα＿ｍｉｎからａｎ＿ｍｉｎまで，Ｎα−１を入力して記憶装置９８４に記憶する。そして、（Ｓ１０４）で速度入力部１１６は、ａα−１についてａα−１＿ｍｉｎからａα−１＿ｍａｘまで刻み幅Ｎα−１に従い変化させて入力する。また、変化させて入力する各ａα−１について、α−１回目に速度判定部１４４が判定したａ０からａα−２までと、ａ１＿ｍｉｎからａｎ＿ｍｉｎまでとを入力する。そして、（Ｓ１１４）で、速度判定部１４４がａα−１の値を判定する。
【００５７】
上記ＳＡＲ搭載機速度測定処理の各ステップ（処理）をコンピュータに実行させるプログラムがＳＡＲ搭載機速度測定プログラムである。また、上記ＳＡＲ搭載機速度測定処理の各ステップを備える方法がＳＡＲ搭載機速度測定方法である。
【００５８】
図９は、実施の形態１に係るＳＡＲ搭載機速度測定装置１００のＳＡＲにより観測された目標物の画像を鮮明化して表示する動作である画像鮮明化処理を示すフローチャートである。図７、図９に基づき画像鮮明化処理について説明する。
まず、データ入力ステップ（Ｓ２０１）では、データ入力部１１２は、アジマス圧縮を上述したように解凍してレンジ圧縮後データを得る。そして、データ入力部１１２は、レンジ圧縮後のデータを入力する。ここで、データ入力部１１２は、表示したい部分を切り出してレンジ圧縮後データを得るようにしても構わない。
次に、速度係数読み込みステップ（Ｓ２０２）では、ＳＡＲ速度入力部１２４は、ＳＡＲ搭載機速度測定処理で、速度判定部１４４が判定したＳＡＲ搭載機の速度を表す速度係数を記憶装置９８４から読み込む。
そして、速度係数入力ステップ（Ｓ２０３）では、ＳＡＲ速度入力部１２４は、（Ｓ２０２）で読み込んだＳＡＲ搭載機の速度を表す速度係数を入力する。つまり、参照関数生成部１４２は、ＳＡＲ搭載機速度測定処理で求めたＳＡＲ搭載機の速度に基づき参照関数を生成する。
【００５９】
（Ｓ２０４）から（Ｓ２１１）までの処理は、（Ｓ１０５）から（Ｓ１１２）までの処理と同様である。
そして、画像表示ステップ（Ｓ２１２）では、データ表示部１７２は、ＩＦＦＴ処理部１４０が生成したＩＦＦＴ後データを表示装置９８６に表示する。
【００６０】
ここで、（Ｓ２０８）で生成した参照関数は、画像再生用参照関数の一例である。
【００６１】
実施の形態１に係るＳＡＲ搭載機速度測定装置、ＳＡＲ搭載機速度測定プログラム及びＳＡＲ搭載機速度測定方法によれば、ＳＡＲ搭載機の速度を高次多項式で表現し、各係数を画像から推定することで高精度なＳＡＲ搭載機の速度を得ることができる。すなわち目標物等の鮮明な画像を得ることができる。また、ユーザが選択したＳＮ比の高い複数の小領域に対して、ＳＡＲ搭載機の速度を変化させながらアジマス圧縮を次々と実施し結像度が最大の速度係数を選択するため、入力画像の画質の影響を受けにくく信頼性が高い。
【００６２】
実施の形態２．
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態１では、ＳＡＲ搭載機の速度を測定するＳＡＲ搭載機速度測定処理及び、ＳＡＲ速度測定処理により測定したＳＡＲの速度に基づき画像を再生する画像鮮明化処理について説明した。実施の形態２では、さらに、ＳＡＲ搭載機速度測定処理の精度を高める方法について説明する。
【００６３】
ＳＡＲには水平偏波、垂直偏波をそれぞれ送受信できるシステムがある。つまり、ＳＡＲは、垂直偏波を送信して垂直偏波で受信した信号、水平偏波を送信して垂直偏波で受信した信号、垂直偏波で送信して水平偏波で受信した信号、および水平偏波で送信して水平偏波で受信した信号の４種類の信号の情報を得ることができる。
そこで、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、上記４種類の各信号に基づき得られた偏波画像に対して、ＳＡＲ搭載機速度測定処理を行い、得られたＳＡＲ搭載機の速度の平均をとることでより精度の高いＳＡＲ搭載機の速度を得ることができる。
また、上記４種類の各信号に基づく偏波画像より得られたＳＡＲ搭載機の速度に基づき、画像鮮明化処理を行うことにより、より鮮明化された画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施の形態にかかるＳＡＲ搭載機速度測定装置１００の外観の一例を示す図。
【図２】実施の形態におけるＳＡＲ搭載機速度測定装置１００のハードウェア構成の一例を示す図。
【図３】ＳＡＲ搭載機と目標物とのｔ秒後の相対関係（距離）を表した図。
【図４】図３における目標物の自転による移動を示す図。
【図５】ＳＬＣ画像から目標物を選択する概要を示す図。
【図６】ＳＬＣ画像から高分解能な画像を再生する部分を選択する概要を示す図。
【図７】実施の形態１に係るＳＡＲ搭載機速度測定装置１００の機能を示す機能ブロック図。
【図８】実施の形態１に係るＳＡＲ搭載機速度測定装置１００のＳＡＲ搭載機の速度を測定する動作であるＳＡＲ搭載機速度測定処理を示すフローチャート。
【図９】実施の形態１に係るＳＡＲ搭載機速度測定装置１００のＳＡＲにより観測された目標物の画像を鮮明化して表示する動作である画像鮮明化処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６５】
１００ ＳＡＲ搭載機速度測定装置、１１０ 入力部、１１２ データ入力部、１１４ 参照関数情報入力部、１１６ 速度入力部、１１８ 合成開口時間情報入力部、１２０ 付随情報入力部、１２２ 目標物特定部、１２４ ＳＡＲ速度入力部、１２６ 目標物速度入力部、１３０ 処理部、１３２ レンジマイグレーション補正部、１３４ ゼロ詰め処理部、１３６ ＦＦＴ処理部、１３８ アジマス圧縮処理部、１４０ ＩＦＦＴ処理部、１４２ 参照関数生成部、１４４ 速度判定部、１４６ 鮮明度算出部、１６０ 記憶部、１６２ データ記憶部、１７０ 表示部、１７２ データ表示部、９０１ ＣＲＴ表示装置、９０２ Ｋ／Ｂ、９０３ マウス、９０４ ＦＤＤ、９０５ ＣＤＤ、９０８ データベース、９０９ システムユニット、９１０ サーバ、９１１ ＣＰＵ、９１２ バス、９１３ ＲＯＭ、９１４ ＲＡＭ、９１５ 通信ボード、９２０ 磁気ディスク装置、９２１ ＯＳ、９２２ ウィンドウシステム、９２３ プログラム群、９２４ ファイル群、９３１ 電話器、９３２ ＦＡＸ機、９４０ インターネット、９４１ ゲートウェイ、９４２ ＬＡＮ、９８０ 処理装置、９８２ 入力装置、９８４ 記憶装置、９８６ 表示装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）画像からＳＡＲ搭載機の速度を測定する装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＳＡＲ撮像では、センサ（ＳＡＲ）が航空機や人工衛星に搭載され移動する。そのため、取得されたデータを画像再生する際、ＳＡＲ搭載機速度を高精度に知ることは、高分解能画像を得るために重要である。ここで、ＳＡＲ搭載機の速度を推定する技術として慣性航法装置やＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を使用した方法がある。また、画像からオートフォーカスしてＳＡＲ搭載機の動揺を補正する方法がある。
【特許文献１】特開平１１−１８３６０６号公報
【特許文献２】特開２００３−１３０９５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
慣性航法装置やＧＰＳは誤差を含むため、０〜１次多項式程度でしか信頼できない。また、慣性航法装置やＧＰＳは、ＳＡＲ搭載機の速度を推定できたとしても進行方向への自転による目標の移動も考慮しなければならないため、高分解能達成は難しい。画像からオートフォーカスする方法では、速度モデルが低次（概ね０次）多項式であるうえ、どのシーンでも同じエリアが用いられることにより、画像のノイズレベルが高い場合は速度推定誤差が増大する。
本発明は、例えば、ＳＡＲ搭載機速度を高精度に知ることにより、高分解能画像を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係るＳＡＲ搭載機速度測定装置は、例えば、ＳＡＲ搭載機の速度を測定するＳＡＲ搭載機速度測定装置において、
ＳＡＲが観測したデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力して記憶装置に記憶するデータ入力部と、
ＳＡＲ搭載機の複数の予測速度を入力して記憶装置に記憶する速度入力部と、
ＳＡＲ搭載機の予測移動情報と所定の目標物の移動情報とに基づいたＳＡＲ搭載機と上記目標物との距離関係情報と上記速度入力部が入力した複数の予測速度の各予測速度とにより複数の参照関数を処理装置により生成して記憶装置に記憶する参照関数生成部と、
上記参照関数生成部が生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、上記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを処理装置により生成するアジマス圧縮処理部と、
上記データ入力部が入力したレンジ圧縮後データに含まれる目標物を入力装置により選択する目標物選択部と、
上記アジマス圧縮処理部が生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データが示す目標物の画像であって上記目標物選択部が選択した目標物の画像の鮮明度を処理装置により算出する鮮明度算出部と、
上記鮮明度算出部が算出した上記目標物の画像の鮮明度が最も高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、上記参照関数生成部が使用した予測速度をＳＡＲ搭載機の速度であると処理装置により判定する速度判定部とを備えることを特徴とする。
【０００５】
上記速度入力部は、予測速度を表す０次からｎ次まで（ｎは任意の自然数）の多項式を次数が低い多項式から次数が高い多項式へ順に、各次数の多項式について係数を変化させて複数の予測速度を入力し、
上記速度判定部は、次数が低い多項式から高い多項式へ順に各次数の多項式で表した場合のＳＡＲ搭載機の速度を判定し、
上記速度入力部は、ｎ次多項式で表される予測速度を入力する場合、０次から（ｎ−１）次までの各次数の係数を上記速度判定部が判定したＳＡＲ搭載機の速度を表す（ｎ−１）次多項式の各次数の係数とすることを特徴とする。
【０００６】
上記目標物選択部は、レンジ圧縮後データに含まれる複数の目標物を選択し、
上記鮮明度算出部は、上記目標物選択部が選択した複数の目標物の各目標物の画像の鮮明度を算出し、
上記速度判定部は、上記鮮明度算出部が算出した上記各目標物の画像の鮮明度がその目標物の画像の中で最も高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、上記参照関数生成部が使用した予測速度を目標物毎に記憶装置に記憶し、上記目標物毎に記憶した予測速度の平均をＳＡＲ搭載機の速度であると判定することを特徴とする。
【０００７】
上記参照関数生成部は、自転による移動のみを所定の目標物の移動情報として、参照関数を生成することを特徴とする。
【０００８】
上記参照関数生成部は、ＳＡＲ搭載機と目標物との距離関係情報を表す式４から得られる参照関数式５へ、上記速度入力部が入力した複数の予測速度の各予測速度を入力して複数の参照関数を生成することを特徴とする。
【０００９】
【数３】
【００１０】
また、上記ＳＡＲ搭載機速度測定装置は、さらに、
式６に基づき補正量を算出し、算出された補正量に基づいて、上記データ入力部が入力したレンジ圧縮後データについてレンジマイグレーション補正を行うレンジマイグレーション補正部を備え、
上記アジマス圧縮処理部は、上記レンジマイグレーション補正部がレンジマイグレーション補正した補正後データをアジマス圧縮しアジマス圧縮後データを生成することを特徴とする。
【００１１】
【数４】
【００１２】
また、本発明に係る画像鮮明化装置は、例えば、ＳＡＲにより観測された目標物のデータから目標物の画像を鮮明化する画像鮮明化装置において、
上記ＳＡＲ搭載機速度測定装置と、
上記速度判定部が判定したＳＡＲ搭載機の速度を入力するＳＡＲ速度入力部とを備え、
上記参照関数生成部は、上記ＳＡＲ速度入力部が入力したＳＡＲ搭載機の速度から求めたＳＡＲ搭載機の移動情報と、目標物の移動情報とに基づいたＳＡＲ搭載機と目標物との距離関係情報に基づき画像再生用参照関数を生成し、
上記アジマス圧縮処理部は、上記参照関数生成部が生成した画像再生用参照関数に基づき、上記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮しアジマス圧縮後データを生成することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係るＳＡＲ搭載機速度測定プログラムは、例えば、ＳＡＲ搭載機の速度を測定するＳＡＲ搭載機速度測定プログラムにおいて、
ＳＡＲが観測したデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力して記憶装置に記憶するデータ入力処理と、
ＳＡＲ搭載機の複数の予測速度を入力して記憶装置に記憶する速度入力処理と、
ＳＡＲ搭載機の予測移動情報と所定の目標物の移動情報とに基づいたＳＡＲ搭載機と上記目標物との距離関係情報と上記速度入力処理で入力した複数の予測速度の各予測速度とにより複数の参照関数を処理装置により生成して記憶装置に記憶する参照関数生成処理と、
上記参照関数生成処理で生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、上記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを処理装置により生成するアジマス圧縮処理と、
上記データ入力処理で入力したレンジ圧縮後データに含まれる目標物を入力装置により選択する目標物選択処理と、
上記アジマス圧縮処理で生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データが示す目標物の画像であって上記目標物選択処理で選択した目標物の画像の鮮明度を処理装置により算出する鮮明度算出処理と、
上記鮮明度算出処理で算出した上記目標物の画像の鮮明度が最も高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、上記参照関数生成処理で使用した予測速度をＳＡＲ搭載機の速度であると処理装置により判定する速度判定処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１４】
上記速度入力処理は、予測速度を表す０次からｎ次まで（ｎは任意の自然数）の多項式を次数が低い多項式から次数が高い多項式へ順に、各次数の多項式について係数を変化させて複数の予測速度を入力し、
上記速度判定処理は、次数が低い多項式から高い多項式へ順に各次数の多項式で表した場合のＳＡＲ搭載機の速度を判定し、
上記速度入力処理は、ｎ次多項式で表される予測速度を入力する場合、０次から（ｎ−１）次までの各次数の係数を上記速度判定処理で判定したＳＡＲ搭載機の速度を表す（ｎ−１）次多項式の各次数の係数とすることを特徴とする。
【００１５】
上記目標物選択処理は、レンジ圧縮後データに含まれる複数の目標物を選択し、
上記鮮明度算出処理は、上記目標物選択処理で選択した複数の目標物の各目標物の画像の鮮明度を算出し、
上記速度判定処理は、上記鮮明度算出処理で算出した上記各目標物の画像の鮮明度がその目標物の画像の中で最も高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、上記参照関数生成処理で使用した予測速度を目標物毎に記憶装置に記憶し、上記目標物毎に記憶した予測速度の平均をＳＡＲ搭載機の速度であると判定することを特徴とする。
【００１６】
上記参照関数生成処理は、自転による移動のみを所定の目標物の移動情報として、参照関数を生成することを特徴とする。
【００１７】
上記参照関数生成処理は、ＳＡＲ搭載機と目標物との距離関係情報を表す式４から得られる参照関数式５へ、上記速度入力処理で入力した複数の予測速度の各予測速度を入力して複数の参照関数を生成することを特徴とする。
【００１８】
また、上記ＳＡＲ搭載機速度測定プログラムは、さらに、
式６に基づき補正量を算出し、算出された補正量に基づいて、上記データ入力処理で入力したレンジ圧縮後データについてレンジマイグレーション補正を行うレンジマイグレーション補正処理をコンピュータに実行させ、
上記アジマス圧縮処理は、上記レンジマイグレーション補正処理でレンジマイグレーション補正した補正後データをアジマス圧縮しアジマス圧縮後データを生成することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る画像鮮明化プログラムは、例えば、ＳＡＲにより観測された目標物のデータから目標物の画像を鮮明化する画像鮮明化プログラムにおいて、
上記ＳＡＲ搭載機速度測定プログラムを備え、
画像鮮明化プログラムは、さらに、
上記速度判定処理で判定したＳＡＲ搭載機の速度を入力するＳＡＲ速度入力処理をコンピュータに実行させ、
上記参照関数生成処理は、上記ＳＡＲ速度入力処理で入力したＳＡＲ搭載機の速度から求めたＳＡＲ搭載機の移動情報と、目標物の移動情報とに基づいたＳＡＲ搭載機と目標物との距離関係情報に基づき画像再生用参照関数を生成し、
上記アジマス圧縮処理は、上記参照関数生成処理で生成した画像再生用参照関数に基づき、上記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮しアジマス圧縮後データを生成することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係るＳＡＲ搭載機速度測定方法は、例えば、ＳＡＲ搭載機の速度を測定するＳＡＲ搭載機速度測定装置のＳＡＲ搭載機速度測定方法において、
記憶装置が、ＳＡＲが観測したデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力して記憶するデータ入力ステップと、
記憶装置が、ＳＡＲ搭載機の複数の予測速度を入力して記憶する速度入力ステップと、
記憶装置が、ＳＡＲ搭載機の予測移動情報と所定の目標物の移動情報とに基づいたＳＡＲ搭載機と上記目標物との距離関係情報と上記速度入力ステップで入力した複数の予測速度の各予測速度とにより複数の参照関数を処理装置により生成して記憶する参照関数生成ステップと、
処理装置が、上記参照関数生成ステップで生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、上記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを生成するアジマス圧縮ステップと、
入力装置が、上記データ入力ステップで入力したレンジ圧縮後データに含まれる目標物を選択する目標物選択ステップと、
処理装置が、上記アジマス圧縮ステップで生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データが示す目標物の画像であって上記目標物選択ステップで選択した目標物の画像の鮮明度を算出する鮮明度算出ステップと、
処理装置が、上記鮮明度算出ステップで算出した上記目標物の画像の鮮明度が最も高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、上記参照関数生成ステップで使用した予測速度をＳＡＲ搭載機の速度であると判定する速度判定ステップとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るＳＡＲ搭載機速度測定装置、ＳＡＲ搭載機速度測定方法及びＳＡＲ搭載機速度測定プログラムによれば、ＳＡＲ搭載機の速度を画像から推定することで高精度なＳＡＲ搭載機の速度を得ることができる。また、ＳＡＲ搭載機の速度を高次多項式で表現し、各次数の係数を画像から推定することで、より高精度なＳＡＲ搭載機の速度を得ることができる。また、ユーザが選択したＳＮ比の高い複数の小領域に対して、ＳＡＲ搭載機の速度を変化させながらアジマス圧縮を次々と実施し結像度が最大の速度係数を選択するため、画質の影響を受けにくく信頼性が高い。
したがって、本発明に係る画像鮮明化装置及び画像鮮明化プログラムによれば、鮮明な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図に基づき説明する。
まず、実施の形態にかかるＳＡＲ搭載機速度測定装置１００（画像鮮明化装置）のハードウェア構成の一例について図１、図２に基づき説明する。
【００２３】
図１は、実施の形態にかかるＳＡＲ搭載機速度測定装置１００の外観の一例を示す図である。
図１において、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）表示装置９０１、キーボード（Ｋ／Ｂ）９０２、マウス９０３、コンパクトディスク装置（ＣＤＤ）９０５、データベース９０８、システムユニット９０９、サーバ９１０を備え、これらはケーブルで接続されている。
さらに、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）９４２、ゲートウェイ９４１を介してインターネット９４０に接続されている。
ここで、ＣＲＴ表示装置９０１は、表示装置９８６の一例である。
【００２４】
図２は、実施の形態におけるＳＡＲ搭載機速度測定装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。
図２において、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、プログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）９１１を備えている。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、通信ボード９１５、ＣＲＴ表示装置９０１、Ｋ／Ｂ９０２、マウス９０３、ＦＤＤ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｄｉｓｋ）９０４、ＣＤＤ９０５、磁気ディスク装置９２０と接続されている。ＣＰＵは、処理装置の一例である。
ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３、磁気ディスク装置９２０は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶装置９８４の一例である。
通信ボード９１５は、ＬＡＮ９４２等に接続されている。
また、Ｋ／Ｂ９０２、マウス９０３などは、入力装置９８２の一例である。
また、ＣＰＵ９１１は、処理装置の一例である。
【００２５】
ここで、通信ボード９１５は、ＬＡＮ９４２に限らず、直接、インターネット９４０、或いはＩＳＤＮ等のＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）に接続されていても構わない。直接、インターネット９４０、或いはＩＳＤＮ等のＷＡＮに接続されている場合、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、インターネット９４０、或いはＩＳＤＮ等のＷＡＮに接続され、ゲートウェイ９４１は不用となる。
磁気ディスク装置９２０には、オペレーティングシステム（ＯＳ）９２１、ウィンドウシステム９２２、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。プログラム群９２３は、ＣＰＵ９１１、ＯＳ９２１、ウィンドウシステム９２２により実行される。
【００２６】
上記プログラム群９２３には、以下に述べる実施の形態の説明において「〜部」として説明する機能を実行するプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。
ファイル群９２４には、以下に述べる実施の形態の説明において、「〜判定」として説明するものが、「〜ファイル」として記憶されている。
また、以下に述べる実施の形態の説明において説明するフローチャートの矢印の部分は主としてデータの入出力を示し、そのデータの入出力のためにデータは、磁気ディスク装置９２０、ＦＤ、光ディスク、ＣＤ、ＭＤ（ミニディスク）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のその他の記録媒体に記録される。あるいは、信号線やその他の伝送媒体により伝送される。
【００２７】
また、以下に述べる実施の形態の説明において「〜部」として説明するものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、ハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。
【００２８】
また、以下に述べる実施の形態を実施するプログラムは、また、磁気ディスク装置９２０、ＦＤ、光ディスク、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ等のその他の記録媒体による記録装置を用いて記憶されても構わない。
【００２９】
実施の形態１．
次に、実施の形態１について説明する。実施の形態１では、ＳＡＲ搭載機の速度を測定するＳＡＲ搭載機速度測定装置１００について説明する。
【００３０】
まず、図３、図４に基づき、ＳＡＲ搭載機と目標物との相対位置関係について説明する。ここでは、目標物は観測時間中（例えば、数秒間）に自転する地面の上を静止していることを仮定する。図３は、ＳＡＲ搭載機と目標物とのｔ秒後の相対関係（距離）を表した図である。図４は、図３における目標物の自転による移動を示す図である。つまり、目標物自身は移動しないが、ＳＡＲ搭載機から見た場合目標物は自転により移動する。
ここで、式７はＳＡＲ搭載機の移動に基づきｔ秒後のＳＡＲ搭載機と目標物との距離ベクトルを示し、式８は自転による目標物の速度ベクトルを示す。式７と式８とからｔ秒後のＳＡＲ搭載機と目標物との相対運動（距離）として式９が得られる。
【００３１】
【数５】
ここで、ＳＡＲ搭載機の速度成分が一定であると仮定すると、地球自転によるレンジ方向、アジマス方向の観測点の移動を考慮して、ＳＡＲ搭載機と目標物との距離は式１０となる。
【００３２】
【数６】
また、一般には、自転のアジマス方向速度成分とＳＡＲ搭載機の速度成分をまとめて記述できる。ここで、「−ＶＰ＝（ｖａＥ−ＶＰ＿ｐｒｅ）」であり、ＶＰは目標物との相対速度を表す。
【００３３】
【数７】
式１１より、アジマス圧縮参照関数は次のように計算される。
【００３４】
【数８】
【００３５】
ここで、式１１の速度を多項式で表すと以下のようになる。
【００３６】
【数９】
この速度を表す多項式の各次数の係数を特定することにより、ＳＡＲ搭載機の速度が特定される。
【００３７】
次に、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００がＳＡＲ搭載機の速度を特定する方法の概要について説明する。
まず、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、入力されたＳＬＣ（シングルルックコンプレックス）画像から静止している目標物を特定する。次に、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、選択した目標物の含まれる画像を式１２で表されるアジマス圧縮参照関数を用いてアジマス圧縮を解凍する。ここでアジマス圧縮に用いられる、スラントレンジ、自転速度（ドップラセンタ周波数）、およびＳＬＣ作成時に用いた式１２の速度はＳＡＲ画像の付加情報から計算できる。
次に、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、ＳＡＲ搭載機の速度を変化させて、式１２に示すアジマス圧縮参照関数へ入力することにより複数の参照関数を算出する。そして、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、算出された複数の参照関数の各参照関数を用いてアジマス圧縮する。ここで、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、生成された複数のアジマス圧縮後の画像の中で画像が最も引き締まった（鮮明になった）画像を判断する。そして、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、その画像を生成するために使用したアジマス圧縮参照関数を算出する場合に入力した速度がＳＡＲ搭載機の速度であると判定する。
【００３８】
次に、各処理の詳細について説明する。
まず、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、入力されたＳＬＣ画像から静止している目標物を特定する。ここでは、図５に示すように、ＳＬＣ画像から植生、河川や海のような合成開口時間中に移動しない人工構造物のような特徴的ポイントを任意にｍ箇所選択する。そして、選択された範囲を切り出す。ここで、ＳＬＣ画像とは、１シーン内でも何回かに分けてアジマス圧縮処理（サブパッチ処理）されている場合１サブパッチ分の画像である。なお、アジマス方向切り出し幅は合成開口長が限界であり、それに満たないものはゼロ埋めをおこなう。また、アジマス圧縮はアジマス方向の圧縮を改善する処理であるため、レンジ方向には後述するレンジマイグレーションを考慮して数画素程度あれば充分である。
ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、特定したｍ個の目標物それぞれを含むｍ個の切り出し画像を式１２で表される参照関数を用いてアジマス圧縮を解凍する。そして、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、以下の処理を特定したｍ個の目標物それぞれについて行い、ｍ個の目標物それぞれに基づくＳＡＲ搭載機の速度を測定する。
【００３９】
次に、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、ＳＡＲ搭載機の速度を変化させて、式１２に示すアジマス圧縮参照関数へ入力することにより複数の参照関数を算出する。ここでは、ＳＡＲ搭載機の速度を式１３に示す多項式により表す。式１３に示す多項式により表した速度を変化させるため、速度を表す多項式の次数ｎと、各次数の係数の最大値及び最小値と、速度を変化させる刻み幅とを入力する。式１４に、刻み幅の計算とそれから得られる探索パラメータを示す。
【００４０】
【数１０】
そして式１２、式１３を用いてＳＡＲ搭載機の速度を変化させながら、解凍された画像のアジマス圧縮を繰り返し、最も引き締まった画像を得た場合に使用した係数の組み合わせを探索する。速度係数は画像への影響の大きさを考慮して低次から高次に向かって順次探索を進める。速度係数の入力の詳細については後述する。
なお、速度を変化させた参照関数を乗じる前にその速度に対応した式１５に示す補正量に基づきレンジマイグレーション補正を行う。
【００４１】
【数１１】
【００４２】
これらの処理をｍ個の切り出し画像全てに対して実施すると、式１６に示す速度係数マトリクスを得る。なお上付きのカッコ内の数字は、切り出し画像との対応を示す。
【００４３】
【数１２】
次に、ＳＬＣ画像内での係数の揺らぎを除去するため、各切り出し画像から得られた係数を式１７に示すように平均化することでＳＡＲ搭載機の速度を得る。ＳＬＣ画像内での係数の揺らぎとは、例えば、選択した各切り出し画像が完全な静止体ではなく、動揺がある場合等に発生するものである。
【００４４】
【数１３】
また、式１７で得られた速度係数を一旦保存し、図６に示すようにＳＬＣ画像の任意に選択する範囲にこの結果を反映してより高分解能な画像を再生することができる。この速度係数を算出したサブパッチ内の画像であれば任意の位置を任意のサイズで選択可能である。
【００４５】
次に、図７、図８、図９に基づき実施の形態１に係るＳＡＲ搭載機速度測定装置１００の機能及び動作について説明する。
【００４６】
図７は、実施の形態１に係るＳＡＲ搭載機速度測定装置１００の機能を示す機能ブロック図である。図７に示すように、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、入力部１１０、処理部１３０、記憶部１６０、表示部１７０、処理装置９８０、入力装置９８２、記憶装置９８４、表示装置９８６を備える。入力部１１０、処理部１３０、記憶部１６０、表示部１７０等は、例えば、ソフトウェア、プログラムなどであるが、これらの機能を備えたファームウェア等であっても構わない。
入力部１１０は、データ入力部１１２、参照関数情報入力部１１４、付随情報入力部１２０を備える。ここで、参照関数情報入力部１１４は、速度入力部１１６、目標物特定部１２２、ＳＡＲ速度入力部１２４を備える。また、処理部１３０は、レンジマイグレーション補正部１３２、ゼロ詰め処理部１３４、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理部１３６、アジマス圧縮処理部１３８、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）処理部１４０、参照関数生成部１４２、速度判定部１４４、鮮明度算出部１４６を備える。また、記憶部１６０は、データ記憶部１６２を備える。また、表示部１７０は、データ表示部１７２を備える。
【００４７】
図８は、実施の形態１に係るＳＡＲ搭載機速度測定装置１００のＳＡＲ搭載機の速度を測定する動作であるＳＡＲ搭載機速度測定処理を示すフローチャートである。図７、図８に基づきＳＡＲ搭載機速度測定処理について説明する。
【００４８】
まず、データ入力ステップ（Ｓ１０１）では、データ入力部１１２は、まず、合成開口時間中に移動しない特徴的ポイントを目標物として任意にｍ箇所選択する。そして、データ入力部１１２は、アジマス圧縮を上述したように解凍してレンジ圧縮後データを得る。そして、データ入力部１１２は、レンジ圧縮後のデータを入力する。
次に、目標物特定ステップ（Ｓ１０２）では、目標物特定部１２２は、データ入力部１１２が入力したレンジ圧縮後データから、データ入力部１１２が選択したｍ箇所の合成開口時間中に移動しない目標物を特定する。そして、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、特定したｍ個の目標物それぞれに対して、以下の（Ｓ１０８）を除く（Ｓ１０２）から（Ｓ１１４）まで（処理群Ｃ）を実行する。つまり、処理群Ｃをｍ回繰り返す。すなわち、処理群Ｃは、各目標物について式１３に用いる速度係数の組み合わせを決定する処理である。
【００４９】
さらに、速度係数入力ステップ（Ｓ１０３）では、速度入力部１１６は、例えば、式１３に示す多項式により表した速度を変化させるための、速度を表す多項式の次数ｎと、各次数の係数の最大値及び最小値と、速度を変化させる刻み幅Ｎ０からＮｎまでとを設定する。
ここでは、予測速度を表す０次からｎ次まで（ｎは任意の自然数）の多項式を次数が低い多項式から次数が高い多項式へ順に、次数毎に（Ｓ１０８）を除く（Ｓ１０３）から（Ｓ１１４）まで（処理群Ｂ）を繰り返して、その次数の係数を決定する。つまり、各次数の係数ａ０，ａ１，・・・，ａｎの順に値を決定する。また、次数はｎであるため、ｎ＋１回処理群Ｂを繰り返す。すなわち、処理群Ｂは、各次数の係数を１つずつ判定する処理である。
また、速度入力ステップ（Ｓ１０４）では、速度入力部１１６は、（Ｓ１０３）で設定した係数の範囲で、設定した刻み幅に従い係数を変化させて、ＳＡＲ搭載機の複数の予測速度ＶＰを入力して記憶装置９８４に記憶する。つまり、速度入力部１１６は、各次数の多項式についての係数ａ０からａｎまでを刻み幅Ｎ０からＮｎまでに従い変化させて複数の予測速度を入力する。ここで、ｎ次多項式で表される予測速度を入力する場合、０次から（ｎ−１）次までの各次数の係数を後述する速度判定部１４４が判定したＳＡＲ搭載機の速度を表す（ｎ−１）次多項式の各次数の係数とする。具体例については後述する。したがって、（Ｓ１０４）から（Ｓ１１３）まで（処理群Ａ）は、次数毎に各次数の刻み幅であるＮ０，・・・，Ｎｎ回繰り返す。つまり、処理群Ａは、刻み幅毎に後述する画像の鮮明度を算出する処理である。
【００５０】
次に、レンジマイグレーション補正ステップ（Ｓ１０５）では、レンジマイグレーション補正部１３２は、速度入力部１１６が入力したＳＡＲ搭載機の予測速度に基づくＳＡＲ搭載機の予測移動情報と目標物の移動情報とに基づいたＳＡＲ搭載機と目標物との相対距離ｒＰＴ（ｔ）に応じて補正量Ｃｒを算出し、算出された補正量Ｃｒに基づいて、データ入力部１１２が入力したレンジ圧縮後データについてレンジマイグレーション補正し補正後データを生成する。ここで、レンジマイグレーション補正部１３２は、後述する参照関数生成ステップ（Ｓ１０９）で求めたＳＡＲ搭載機と目標物との距離ｒＰＴ（ｔ）を受け取り、受け取ったｒＰＴ（ｔ）に基づいてレンジマイグレーション補正量Ｃｒを算出する。レンジマイグレーション補正部１３２は、例えば、式１５に基づき補正量Ｃｒを算出する。
次に、ゼロ詰め処理ステップ（Ｓ１０６）では、ゼロ詰め処理部１３４は、レンジマイグレーション補正部１３２が生成した補正後データに０を詰めることにより、補正後データの画素数を２のべき乗としたゼロ詰めデータを処理装置９８０により生成する。ここで、ゼロ詰め処理部１３４は、例えば、式１８、式１９に基づきゼロ詰めする画素数を算出する。画素数を２のべき乗とするのは、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実施するためには、画素数が２のべき乗にならなければならないためである。そのため、ゼロ詰め処理部１３４は、例えば、式１８のように、切り出したアジマス方向の画素数より大きい最小の２のべき乗の数である高速フーリエ変換のためのアジマス方向の画素数Ｎｆｆｔを算出し、式１９のように、その数に足りない画素数であるゼロ詰めする画素数Ｎｚｅｒｏ＿ｐａｄだけ０（ゼロ）を詰める。
【００５１】
【数１４】
次に、高速フーリエ変換処理ステップ（Ｓ１０７）では、ＦＦＴ処理部１３６は、ゼロ詰め処理部１３４が生成したゼロ詰めデータをＦＦＴしＦＦＴ後データを処理装置９８０により生成する。
【００５２】
上記処理と一部並行して、付随情報入力ステップ（Ｓ１０８）では、付随情報入力部１２０は、ＳＡＲ搭載機の位置などの画像に付随する画像付随情報を入力装置９８２により入力する。
次に、参照関数生成ステップ（Ｓ１０９）では、参照関数生成部１４２は、ＳＡＲ搭載機の予測移動情報と所定の目標物の移動情報とに基づいたＳＡＲ搭載機と目標物との距離関係情報と速度入力部１１６が入力した予測速度ＶＰとにより参照関数を処理装置９８０により生成して記憶装置９８４に記憶する。ここで、参照関数生成部１４２は、速度入力部１１６が入力した予測速度毎に参照関数を生成する。参照関数生成部１４２は、例えば、上記式１２の参照関数ｆｒｅｆを生成する。かつ、参照関数生成部１４２は、ｒＰＴ（ｔ）を（Ｓ１０５）へ出力する。また、参照関数生成部１４２は、自転による移動のみを所定の目標物の移動情報として、参照関数を生成する。
次に、高速フーリエ変換処理ステップ（Ｓ１１０）では、ＦＦＴ処理部１３６は、参照関数生成部１４２が生成した参照関数をＦＦＴしＦＦＴ後参照関数を処理装置９８０により生成する。
【００５３】
次に、アジマス圧縮処理ステップ（Ｓ１１１）では、アジマス圧縮処理部１３８は、高速フーリエ変換処理ステップ（Ｓ１１０）でＦＦＴ処理部１３６が生成したＦＦＴ後参照関数に基づき、高速フーリエ変換処理ステップ（Ｓ１０７）でＦＦＴ処理部１３６が生成したＦＦＴ後データをアジマス圧縮しアジマス圧縮後データを処理装置９８０により生成する。
次に、逆高速フーリエ変換処理ステップ（Ｓ１１２）では、ＩＦＦＴ処理部１４０は、アジマス圧縮処理部１３８がアジマス圧縮したアジマス圧縮後データをＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）し、ＩＦＦＴ後データを処理装置９８０により生成する。
【００５４】
次に、鮮明度算出ステップ（Ｓ１１３）では、アジマス圧縮処理部１３８が生成したアジマス圧縮後データが示す目標物の画像であって目標物特定部１２２が特定した目標物の画像の鮮明度を処理装置９８０により算出する。
次に、速度係数判定ステップ（Ｓ１１４）（速度判定ステップ）では、速度判定部１４４は、鮮明度算出部１４６が算出した上記目標物の画像の鮮明度が最も高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、上記参照関数生成部が使用した予測速度をＳＡＲ搭載機の速度であると処理装置９８０により判定して記憶装置９８４に記憶する。
ここで、鮮明度算出部１４６は、例えば、アジマス圧縮処理部１３８が生成したアジマス圧縮後データが示す画像の画素の輝度を表す振幅のピーク値を探し、ピーク値の高さが高いものほど画像の鮮明であると判定する。
つまり、速度判定部１４４は、次数が低い多項式から高い多項式へ順に各次数の多項式で表した場合のＳＡＲ搭載機の速度を判定する。
次に、平均算出ステップ（Ｓ１１５）（速度判定ステップ）では、速度判定部１４４は、目標物特定部１２２が特定したｍ個の目標物毎に記憶したＳＡＲ搭載機の予測速度の平均をＳＡＲ搭載機の速度であると判定する。つまり、速度判定部１４４は、式１７に示すように、各次数の係数を平均化することでＳＡＲ搭載機の速度を得る。
【００５５】
そして、速度係数記憶ステップ（Ｓ１１６）では、データ記憶部１６２は、速度判定部１４４が判定したＳＡＲ搭載機の速度を記憶装置９８４に記憶する。
【００５６】
次に、（Ｓ１０３）及び（Ｓ１０４）での速度入力部１１６による予測速度の入力の具体例について説明する。上述したように、速度入力部１１６は、各次数の多項式についての係数ａ０からａｎまでを刻み幅Ｎ０からＮｎまでに従い変化させて、次数が低い多項式から次数が高い多項式へ順に係数を決定する。また、ｎ次多項式で表される予測速度を入力する場合、０次から（ｎ−１）次までの各次数の係数を後述する速度判定部１４４が判定したＳＡＲ搭載機の速度を表す（ｎ−１）次多項式の各次数の係数とする。
つまり、ある目標物に対して、（Ｓ１０３）で速度入力部１１６は、１回目（α＝１）には、ａ０＿ｍｉｎ，ａ０＿ｍａｘ，ａ１からａｎまでについては最小値であるａ１＿ｍｉｎからａｎ＿ｍｉｎまで，Ｎ０を入力して記憶装置９８４に記憶する。そして、（Ｓ１０４）で速度入力部１１６は、ａ０についてａ０＿ｍｉｎからａ０＿ｍａｘまで刻み幅Ｎ０に従い変化させて入力する。また、変化させて入力する各ａ０について、ａ１＿ｍｉｎからａｎ＿ｍｉｎまでを入力する。そして、（Ｓ１１４）で、速度判定部１４４がａ０の値を判定する。
次に、２回目（α＝２）には、（Ｓ１０３）で速度入力部１１６は、１回目に速度判定部１４４が判定したａ０と、ａ１＿ｍｉｎ，ａ１＿ｍａｘ，ａ２からａｎまでについては最小値であるａ２＿ｍｉｎからａｎ＿ｍｉｎまで，Ｎ１を入力して記憶装置９８４に記憶する。そして、（Ｓ１０４）で速度入力部１１６は、ａ１についてａ１＿ｍｉｎからａ１＿ｍａｘまで刻み幅Ｎ１に従い変化させて入力する。また、変化させて入力する各ａ１について、１回目に速度判定部１４４が判定したａ０と、ａ２＿ｍｉｎからａｎ＿ｍｉｎまでとを入力する。そして、（Ｓ１１４）で、速度判定部１４４がａ１の値を判定する。
以降、同様の処理を繰り返し、α回目には、（Ｓ１０３）で速度入力部１１６は、α−１回目までに速度判定部１４４が判定したａ０からａα−２までと、ａα−１＿ｍｉｎ，ａα−１＿ｍａｘ，ａαからａｎまでについては最小値であるａα＿ｍｉｎからａｎ＿ｍｉｎまで，Ｎα−１を入力して記憶装置９８４に記憶する。そして、（Ｓ１０４）で速度入力部１１６は、ａα−１についてａα−１＿ｍｉｎからａα−１＿ｍａｘまで刻み幅Ｎα−１に従い変化させて入力する。また、変化させて入力する各ａα−１について、α−１回目に速度判定部１４４が判定したａ０からａα−２までと、ａ１＿ｍｉｎからａｎ＿ｍｉｎまでとを入力する。そして、（Ｓ１１４）で、速度判定部１４４がａα−１の値を判定する。
【００５７】
上記ＳＡＲ搭載機速度測定処理の各ステップ（処理）をコンピュータに実行させるプログラムがＳＡＲ搭載機速度測定プログラムである。また、上記ＳＡＲ搭載機速度測定処理の各ステップを備える方法がＳＡＲ搭載機速度測定方法である。
【００５８】
図９は、実施の形態１に係るＳＡＲ搭載機速度測定装置１００のＳＡＲにより観測された目標物の画像を鮮明化して表示する動作である画像鮮明化処理を示すフローチャートである。図７、図９に基づき画像鮮明化処理について説明する。
まず、データ入力ステップ（Ｓ２０１）では、データ入力部１１２は、アジマス圧縮を上述したように解凍してレンジ圧縮後データを得る。そして、データ入力部１１２は、レンジ圧縮後のデータを入力する。ここで、データ入力部１１２は、表示したい部分を切り出してレンジ圧縮後データを得るようにしても構わない。
次に、速度係数読み込みステップ（Ｓ２０２）では、ＳＡＲ速度入力部１２４は、ＳＡＲ搭載機速度測定処理で、速度判定部１４４が判定したＳＡＲ搭載機の速度を表す速度係数を記憶装置９８４から読み込む。
そして、速度係数入力ステップ（Ｓ２０３）では、ＳＡＲ速度入力部１２４は、（Ｓ２０２）で読み込んだＳＡＲ搭載機の速度を表す速度係数を入力する。つまり、参照関数生成部１４２は、ＳＡＲ搭載機速度測定処理で求めたＳＡＲ搭載機の速度に基づき参照関数を生成する。
【００５９】
（Ｓ２０４）から（Ｓ２１１）までの処理は、（Ｓ１０５）から（Ｓ１１２）までの処理と同様である。
そして、画像表示ステップ（Ｓ２１２）では、データ表示部１７２は、ＩＦＦＴ処理部１４０が生成したＩＦＦＴ後データを表示装置９８６に表示する。
【００６０】
ここで、（Ｓ２０８）で生成した参照関数は、画像再生用参照関数の一例である。
【００６１】
実施の形態１に係るＳＡＲ搭載機速度測定装置、ＳＡＲ搭載機速度測定プログラム及びＳＡＲ搭載機速度測定方法によれば、ＳＡＲ搭載機の速度を高次多項式で表現し、各係数を画像から推定することで高精度なＳＡＲ搭載機の速度を得ることができる。すなわち目標物等の鮮明な画像を得ることができる。また、ユーザが選択したＳＮ比の高い複数の小領域に対して、ＳＡＲ搭載機の速度を変化させながらアジマス圧縮を次々と実施し結像度が最大の速度係数を選択するため、入力画像の画質の影響を受けにくく信頼性が高い。
【００６２】
実施の形態２．
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態１では、ＳＡＲ搭載機の速度を測定するＳＡＲ搭載機速度測定処理及び、ＳＡＲ速度測定処理により測定したＳＡＲの速度に基づき画像を再生する画像鮮明化処理について説明した。実施の形態２では、さらに、ＳＡＲ搭載機速度測定処理の精度を高める方法について説明する。
【００６３】
ＳＡＲには水平偏波、垂直偏波をそれぞれ送受信できるシステムがある。つまり、ＳＡＲは、垂直偏波を送信して垂直偏波で受信した信号、水平偏波を送信して垂直偏波で受信した信号、垂直偏波で送信して水平偏波で受信した信号、および水平偏波で送信して水平偏波で受信した信号の４種類の信号の情報を得ることができる。
そこで、ＳＡＲ搭載機速度測定装置１００は、上記４種類の各信号に基づき得られた偏波画像に対して、ＳＡＲ搭載機速度測定処理を行い、得られたＳＡＲ搭載機の速度の平均をとることでより精度の高いＳＡＲ搭載機の速度を得ることができる。
また、上記４種類の各信号に基づく偏波画像より得られたＳＡＲ搭載機の速度に基づき、画像鮮明化処理を行うことにより、より鮮明化された画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施の形態にかかるＳＡＲ搭載機速度測定装置１００の外観の一例を示す図。
【図２】実施の形態におけるＳＡＲ搭載機速度測定装置１００のハードウェア構成の一例を示す図。
【図３】ＳＡＲ搭載機と目標物とのｔ秒後の相対関係（距離）を表した図。
【図４】図３における目標物の自転による移動を示す図。
【図５】ＳＬＣ画像から目標物を選択する概要を示す図。
【図６】ＳＬＣ画像から高分解能な画像を再生する部分を選択する概要を示す図。
【図７】実施の形態１に係るＳＡＲ搭載機速度測定装置１００の機能を示す機能ブロック図。
【図８】実施の形態１に係るＳＡＲ搭載機速度測定装置１００のＳＡＲ搭載機の速度を測定する動作であるＳＡＲ搭載機速度測定処理を示すフローチャート。
【図９】実施の形態１に係るＳＡＲ搭載機速度測定装置１００のＳＡＲにより観測された目標物の画像を鮮明化して表示する動作である画像鮮明化処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６５】
１００ ＳＡＲ搭載機速度測定装置、１１０ 入力部、１１２ データ入力部、１１４ 参照関数情報入力部、１１６ 速度入力部、１１８ 合成開口時間情報入力部、１２０ 付随情報入力部、１２２ 目標物特定部、１２４ ＳＡＲ速度入力部、１２６ 目標物速度入力部、１３０ 処理部、１３２ レンジマイグレーション補正部、１３４ ゼロ詰め処理部、１３６ ＦＦＴ処理部、１３８ アジマス圧縮処理部、１４０ ＩＦＦＴ処理部、１４２ 参照関数生成部、１４４ 速度判定部、１４６ 鮮明度算出部、１６０ 記憶部、１６２ データ記憶部、１７０ 表示部、１７２ データ表示部、９０１ ＣＲＴ表示装置、９０２ Ｋ／Ｂ、９０３ マウス、９０４ ＦＤＤ、９０５ ＣＤＤ、９０８ データベース、９０９ システムユニット、９１０ サーバ、９１１ ＣＰＵ、９１２ バス、９１３ ＲＯＭ、９１４ ＲＡＭ、９１５ 通信ボード、９２０ 磁気ディスク装置、９２１ ＯＳ、９２２ ウィンドウシステム、９２３ プログラム群、９２４ ファイル群、９３１ 電話器、９３２ ＦＡＸ機、９４０ インターネット、９４１ ゲートウェイ、９４２ ＬＡＮ、９８０ 処理装置、９８２ 入力装置、９８４ 記憶装置、９８６ 表示装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）搭載機の速度を測定するＳＡＲ搭載機速度測定装置において、
ＳＡＲが観測したデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力して記憶装置に記憶するデータ入力部と、
ＳＡＲ搭載機の複数の予測速度を入力して記憶装置に記憶する速度入力部と、
ＳＡＲ搭載機の予測移動情報と所定の目標物の移動情報とに基づいたＳＡＲ搭載機と上記目標物との距離関係情報と上記速度入力部が入力した複数の予測速度の各予測速度とにより複数の参照関数を処理装置により生成して記憶装置に記憶する参照関数生成部と、
上記参照関数生成部が生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、上記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを処理装置により生成するアジマス圧縮処理部と、
上記データ入力部が入力したレンジ圧縮後データに含まれる目標物を特定して記憶装置に記憶する目標物特定部と、
上記アジマス圧縮処理部が生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データが示す目標物の画像であって上記目標物特定部が特定した目標物の画像の鮮明度を処理装置により算出する鮮明度算出部と、
上記鮮明度算出部が算出した上記目標物の画像の鮮明度が最も高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、上記参照関数生成部が使用した予測速度をＳＡＲ搭載機の速度であると処理装置により判定する速度判定部と
を備えることを特徴とするＳＡＲ搭載機速度測定装置。
【請求項２】
上記速度入力部は、予測速度を表す０次からｎ次まで（ｎは任意の自然数）の多項式を次数が低い多項式から次数が高い多項式へ順に、各次数の多項式について係数を変化させて複数の予測速度を入力し、
上記速度判定部は、次数が低い多項式から高い多項式へ順に各次数の多項式で表した場合のＳＡＲ搭載機の速度を判定し、
上記速度入力部は、ｎ次多項式で表される予測速度を入力する場合、０次から（ｎ−１）次までの各次数の係数を上記速度判定部が判定したＳＡＲ搭載機の速度を表す（ｎ−１）次多項式の各次数の係数とする
ことを特徴とする請求項１記載のＳＡＲ搭載機速度測定装置。
【請求項３】
上記目標物特定部は、レンジ圧縮後データに含まれる複数の目標物を特定し、
上記鮮明度算出部は、上記目標物特定部が特定した複数の目標物の各目標物の画像の鮮明度を算出し、
上記速度判定部は、上記鮮明度算出部が算出した上記各目標物の画像の鮮明度がその目標物の画像の中で最も高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、上記参照関数生成部が使用した予測速度を目標物毎に記憶装置に記憶し、上記目標物毎に記憶した予測速度の平均をＳＡＲ搭載機の速度であると判定する
ことを特徴とする請求項１記載のＳＡＲ搭載機速度測定装置。
【請求項４】
上記参照関数生成部は、自転による移動のみを所定の目標物の移動情報として、参照関数を生成する
ことを特徴とする請求項１記載のＳＡＲ搭載機速度測定装置。
【請求項５】
上記参照関数生成部は、ＳＡＲ搭載機と目標物との距離関係情報を表す式１から得られる参照関数式２へ、上記速度入力部が入力した複数の予測速度の各予測速度を入力して複数の参照関数を生成する
ことを特徴とする請求項１記載のＳＡＲ搭載機速度測定装置。
【数１】
【請求項６】
上記ＳＡＲ搭載機速度測定装置は、さらに、
式３に基づき補正量を算出し、算出された補正量に基づいて、上記データ入力部が入力したレンジ圧縮後データについてレンジマイグレーション補正を行うレンジマイグレーション補正部を備え、
上記アジマス圧縮処理部は、上記レンジマイグレーション補正部がレンジマイグレーション補正した補正後データをアジマス圧縮しアジマス圧縮後データを生成する
ことを特徴とする請求項１記載のＳＡＲ搭載機速度測定装置。
【数２】
【請求項７】
ＳＡＲにより観測された目標物のデータから目標物の画像を鮮明化する画像鮮明化装置において、
請求項１記載のＳＡＲ搭載機速度測定装置と、
上記速度判定部が判定したＳＡＲ搭載機の速度を入力するＳＡＲ速度入力部とを備え、
上記参照関数生成部は、上記ＳＡＲ速度入力部が入力したＳＡＲ搭載機の速度から求めたＳＡＲ搭載機の移動情報と、目標物の移動情報とに基づいたＳＡＲ搭載機と目標物との距離関係情報に基づき画像再生用参照関数を生成し、
上記アジマス圧縮処理部は、上記参照関数生成部が生成した画像再生用参照関数に基づき、上記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮しアジマス圧縮後データを生成する
ことを特徴とする画像鮮明化装置。
【請求項８】
ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）搭載機の速度を測定するＳＡＲ搭載機速度測定プログラムにおいて、
ＳＡＲが観測したデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力して記憶装置に記憶するデータ入力処理と、
ＳＡＲ搭載機の複数の予測速度を入力して記憶装置に記憶する速度入力処理と、
ＳＡＲ搭載機の予測移動情報と所定の目標物の移動情報とに基づいたＳＡＲ搭載機と上記目標物との距離関係情報と上記速度入力処理で入力した複数の予測速度の各予測速度とにより複数の参照関数を処理装置により生成して記憶装置に記憶する参照関数生成処理と、
上記参照関数生成処理で生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、上記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを処理装置により生成するアジマス圧縮処理と、
上記データ入力処理で入力したレンジ圧縮後データに含まれる目標物を特定して記憶装置に記憶する目標物特定処理と、
上記アジマス圧縮処理で生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データが示す目標物の画像であって上記目標物特定処理で特定した目標物の画像の鮮明度を処理装置により算出する鮮明度算出処理と、
上記鮮明度算出処理で算出した上記目標物の画像の鮮明度が最も高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、上記参照関数生成処理で使用した予測速度をＳＡＲ搭載機の速度であると処理装置により判定する速度判定処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とするＳＡＲ搭載機速度測定プログラム。
【請求項９】
上記速度入力処理は、予測速度を表す０次からｎ次まで（ｎは任意の自然数）の多項式を次数が低い多項式から次数が高い多項式へ順に、各次数の多項式について係数を変化させて複数の予測速度を入力し、
上記速度判定処理は、次数が低い多項式から高い多項式へ順に各次数の多項式で表した場合のＳＡＲ搭載機の速度を判定し、
上記速度入力処理は、ｎ次多項式で表される予測速度を入力する場合、０次から（ｎ−１）次までの各次数の係数を上記速度判定処理で判定したＳＡＲ搭載機の速度を表す（ｎ−１）次多項式の各次数の係数とする
ことを特徴とする請求項８記載のＳＡＲ搭載機速度測定プログラム。
【請求項１０】
上記目標物特定処理は、レンジ圧縮後データに含まれる複数の目標物を特定し、
上記鮮明度算出処理は、上記目標物特定処理で特定した複数の目標物の各目標物の画像の鮮明度を算出し、
上記速度判定処理は、上記鮮明度算出処理で算出した上記各目標物の画像の鮮明度がその目標物の画像の中で最も高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、上記参照関数生成処理で使用した予測速度を目標物毎に記憶装置に記憶し、上記目標物毎に記憶した予測速度の平均をＳＡＲ搭載機の速度であると判定する
ことを特徴とする請求項１記載のＳＡＲ搭載機速度測定プログラム。
【請求項１１】
上記参照関数生成処理は、自転による移動のみを所定の目標物の移動情報として、参照関数を生成する
ことを特徴とする請求項８記載のＳＡＲ搭載機速度測定プログラム。
【請求項１２】
上記参照関数生成処理は、ＳＡＲ搭載機と目標物との距離関係情報を表す式１から得られる参照関数式２へ、上記速度入力処理で入力した複数の予測速度の各予測速度を入力して複数の参照関数を生成する
ことを特徴とする請求項８記載のＳＡＲ搭載機速度測定プログラム。
【請求項１３】
上記ＳＡＲ搭載機速度測定プログラムは、さらに、
式３に基づき補正量を算出し、算出された補正量に基づいて、上記データ入力処理で入力したレンジ圧縮後データについてレンジマイグレーション補正を行うレンジマイグレーション補正処理をコンピュータに実行させ、
上記アジマス圧縮処理は、上記レンジマイグレーション補正処理でレンジマイグレーション補正した補正後データをアジマス圧縮しアジマス圧縮後データを生成する
ことを特徴とする請求項８記載のＳＡＲ搭載機速度測定プログラム。
【請求項１４】
ＳＡＲにより観測された目標物のデータから目標物の画像を鮮明化する画像鮮明化プログラムにおいて、
請求項８記載のＳＡＲ搭載機速度測定プログラムを備え、
画像鮮明化プログラムは、さらに、
上記速度判定処理で判定したＳＡＲ搭載機の速度を入力するＳＡＲ速度入力処理をコンピュータに実行させ、
上記参照関数生成処理は、上記ＳＡＲ速度入力処理で入力したＳＡＲ搭載機の速度から求めたＳＡＲ搭載機の移動情報と、目標物の移動情報とに基づいたＳＡＲ搭載機と目標物との距離関係情報に基づき画像再生用参照関数を生成し、
上記アジマス圧縮処理は、上記参照関数生成処理で生成した画像再生用参照関数に基づき、上記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮しアジマス圧縮後データを生成する
ことを特徴とする画像鮮明化プログラム。
【請求項１５】
ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）搭載機の速度を測定するＳＡＲ搭載機速度測定装置のＳＡＲ搭載機速度測定方法において、
記憶装置が、ＳＡＲが観測したデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力して記憶するデータ入力ステップと、
記憶装置が、ＳＡＲ搭載機の複数の予測速度を入力して記憶する速度入力ステップと、
記憶装置が、ＳＡＲ搭載機の予測移動情報と所定の目標物の移動情報とに基づいたＳＡＲ搭載機と上記目標物との距離関係情報と上記速度入力ステップで入力した複数の予測速度の各予測速度とにより複数の参照関数を処理装置により生成して記憶する参照関数生成ステップと、
処理装置が、上記参照関数生成ステップで生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、上記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを生成するアジマス圧縮ステップと、
記憶装置が、上記データ入力ステップで入力したレンジ圧縮後データに含まれる目標物を特定して記憶する目標物特定ステップと、
処理装置が、上記アジマス圧縮ステップで生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データが示す目標物の画像であって上記目標物特定ステップで特定した目標物の画像の鮮明度を算出する鮮明度算出ステップと、
処理装置が、上記鮮明度算出ステップで算出した上記目標物の画像の鮮明度が最も高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、上記参照関数生成ステップで使用した予測速度をＳＡＲ搭載機の速度であると判定する速度判定ステップと
を備えることを特徴とするＳＡＲ搭載機速度測定方法。
【請求項１】
ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）搭載機の速度を測定するＳＡＲ搭載機速度測定装置において、
ＳＡＲが観測したデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力して記憶装置に記憶するデータ入力部と、
ＳＡＲ搭載機の複数の予測速度を入力して記憶装置に記憶する速度入力部と、
ＳＡＲ搭載機の予測移動情報と所定の目標物の移動情報とに基づいたＳＡＲ搭載機と上記目標物との距離関係情報と上記速度入力部が入力した複数の予測速度の各予測速度とにより複数の参照関数を処理装置により生成して記憶装置に記憶する参照関数生成部と、
上記参照関数生成部が生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、上記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを処理装置により生成するアジマス圧縮処理部と、
上記データ入力部が入力したレンジ圧縮後データに含まれる目標物を特定して記憶装置に記憶する目標物特定部と、
上記アジマス圧縮処理部が生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データが示す目標物の画像であって上記目標物特定部が特定した目標物の画像の鮮明度を処理装置により算出する鮮明度算出部と、
上記鮮明度算出部が算出した上記目標物の画像の鮮明度が最も高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、上記参照関数生成部が使用した予測速度をＳＡＲ搭載機の速度であると処理装置により判定する速度判定部と
を備えることを特徴とするＳＡＲ搭載機速度測定装置。
【請求項２】
上記速度入力部は、予測速度を表す０次からｎ次まで（ｎは任意の自然数）の多項式を次数が低い多項式から次数が高い多項式へ順に、各次数の多項式について係数を変化させて複数の予測速度を入力し、
上記速度判定部は、次数が低い多項式から高い多項式へ順に各次数の多項式で表した場合のＳＡＲ搭載機の速度を判定し、
上記速度入力部は、ｎ次多項式で表される予測速度を入力する場合、０次から（ｎ−１）次までの各次数の係数を上記速度判定部が判定したＳＡＲ搭載機の速度を表す（ｎ−１）次多項式の各次数の係数とする
ことを特徴とする請求項１記載のＳＡＲ搭載機速度測定装置。
【請求項３】
上記目標物特定部は、レンジ圧縮後データに含まれる複数の目標物を特定し、
上記鮮明度算出部は、上記目標物特定部が特定した複数の目標物の各目標物の画像の鮮明度を算出し、
上記速度判定部は、上記鮮明度算出部が算出した上記各目標物の画像の鮮明度がその目標物の画像の中で最も高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、上記参照関数生成部が使用した予測速度を目標物毎に記憶装置に記憶し、上記目標物毎に記憶した予測速度の平均をＳＡＲ搭載機の速度であると判定する
ことを特徴とする請求項１記載のＳＡＲ搭載機速度測定装置。
【請求項４】
上記参照関数生成部は、自転による移動のみを所定の目標物の移動情報として、参照関数を生成する
ことを特徴とする請求項１記載のＳＡＲ搭載機速度測定装置。
【請求項５】
上記参照関数生成部は、ＳＡＲ搭載機と目標物との距離関係情報を表す式１から得られる参照関数式２へ、上記速度入力部が入力した複数の予測速度の各予測速度を入力して複数の参照関数を生成する
ことを特徴とする請求項１記載のＳＡＲ搭載機速度測定装置。
【数１】
【請求項６】
上記ＳＡＲ搭載機速度測定装置は、さらに、
式３に基づき補正量を算出し、算出された補正量に基づいて、上記データ入力部が入力したレンジ圧縮後データについてレンジマイグレーション補正を行うレンジマイグレーション補正部を備え、
上記アジマス圧縮処理部は、上記レンジマイグレーション補正部がレンジマイグレーション補正した補正後データをアジマス圧縮しアジマス圧縮後データを生成する
ことを特徴とする請求項１記載のＳＡＲ搭載機速度測定装置。
【数２】
【請求項７】
ＳＡＲにより観測された目標物のデータから目標物の画像を鮮明化する画像鮮明化装置において、
請求項１記載のＳＡＲ搭載機速度測定装置と、
上記速度判定部が判定したＳＡＲ搭載機の速度を入力するＳＡＲ速度入力部とを備え、
上記参照関数生成部は、上記ＳＡＲ速度入力部が入力したＳＡＲ搭載機の速度から求めたＳＡＲ搭載機の移動情報と、目標物の移動情報とに基づいたＳＡＲ搭載機と目標物との距離関係情報に基づき画像再生用参照関数を生成し、
上記アジマス圧縮処理部は、上記参照関数生成部が生成した画像再生用参照関数に基づき、上記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮しアジマス圧縮後データを生成する
ことを特徴とする画像鮮明化装置。
【請求項８】
ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）搭載機の速度を測定するＳＡＲ搭載機速度測定プログラムにおいて、
ＳＡＲが観測したデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力して記憶装置に記憶するデータ入力処理と、
ＳＡＲ搭載機の複数の予測速度を入力して記憶装置に記憶する速度入力処理と、
ＳＡＲ搭載機の予測移動情報と所定の目標物の移動情報とに基づいたＳＡＲ搭載機と上記目標物との距離関係情報と上記速度入力処理で入力した複数の予測速度の各予測速度とにより複数の参照関数を処理装置により生成して記憶装置に記憶する参照関数生成処理と、
上記参照関数生成処理で生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、上記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを処理装置により生成するアジマス圧縮処理と、
上記データ入力処理で入力したレンジ圧縮後データに含まれる目標物を特定して記憶装置に記憶する目標物特定処理と、
上記アジマス圧縮処理で生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データが示す目標物の画像であって上記目標物特定処理で特定した目標物の画像の鮮明度を処理装置により算出する鮮明度算出処理と、
上記鮮明度算出処理で算出した上記目標物の画像の鮮明度が最も高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、上記参照関数生成処理で使用した予測速度をＳＡＲ搭載機の速度であると処理装置により判定する速度判定処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とするＳＡＲ搭載機速度測定プログラム。
【請求項９】
上記速度入力処理は、予測速度を表す０次からｎ次まで（ｎは任意の自然数）の多項式を次数が低い多項式から次数が高い多項式へ順に、各次数の多項式について係数を変化させて複数の予測速度を入力し、
上記速度判定処理は、次数が低い多項式から高い多項式へ順に各次数の多項式で表した場合のＳＡＲ搭載機の速度を判定し、
上記速度入力処理は、ｎ次多項式で表される予測速度を入力する場合、０次から（ｎ−１）次までの各次数の係数を上記速度判定処理で判定したＳＡＲ搭載機の速度を表す（ｎ−１）次多項式の各次数の係数とする
ことを特徴とする請求項８記載のＳＡＲ搭載機速度測定プログラム。
【請求項１０】
上記目標物特定処理は、レンジ圧縮後データに含まれる複数の目標物を特定し、
上記鮮明度算出処理は、上記目標物特定処理で特定した複数の目標物の各目標物の画像の鮮明度を算出し、
上記速度判定処理は、上記鮮明度算出処理で算出した上記各目標物の画像の鮮明度がその目標物の画像の中で最も高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、上記参照関数生成処理で使用した予測速度を目標物毎に記憶装置に記憶し、上記目標物毎に記憶した予測速度の平均をＳＡＲ搭載機の速度であると判定する
ことを特徴とする請求項１記載のＳＡＲ搭載機速度測定プログラム。
【請求項１１】
上記参照関数生成処理は、自転による移動のみを所定の目標物の移動情報として、参照関数を生成する
ことを特徴とする請求項８記載のＳＡＲ搭載機速度測定プログラム。
【請求項１２】
上記参照関数生成処理は、ＳＡＲ搭載機と目標物との距離関係情報を表す式１から得られる参照関数式２へ、上記速度入力処理で入力した複数の予測速度の各予測速度を入力して複数の参照関数を生成する
ことを特徴とする請求項８記載のＳＡＲ搭載機速度測定プログラム。
【請求項１３】
上記ＳＡＲ搭載機速度測定プログラムは、さらに、
式３に基づき補正量を算出し、算出された補正量に基づいて、上記データ入力処理で入力したレンジ圧縮後データについてレンジマイグレーション補正を行うレンジマイグレーション補正処理をコンピュータに実行させ、
上記アジマス圧縮処理は、上記レンジマイグレーション補正処理でレンジマイグレーション補正した補正後データをアジマス圧縮しアジマス圧縮後データを生成する
ことを特徴とする請求項８記載のＳＡＲ搭載機速度測定プログラム。
【請求項１４】
ＳＡＲにより観測された目標物のデータから目標物の画像を鮮明化する画像鮮明化プログラムにおいて、
請求項８記載のＳＡＲ搭載機速度測定プログラムを備え、
画像鮮明化プログラムは、さらに、
上記速度判定処理で判定したＳＡＲ搭載機の速度を入力するＳＡＲ速度入力処理をコンピュータに実行させ、
上記参照関数生成処理は、上記ＳＡＲ速度入力処理で入力したＳＡＲ搭載機の速度から求めたＳＡＲ搭載機の移動情報と、目標物の移動情報とに基づいたＳＡＲ搭載機と目標物との距離関係情報に基づき画像再生用参照関数を生成し、
上記アジマス圧縮処理は、上記参照関数生成処理で生成した画像再生用参照関数に基づき、上記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮しアジマス圧縮後データを生成する
ことを特徴とする画像鮮明化プログラム。
【請求項１５】
ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）搭載機の速度を測定するＳＡＲ搭載機速度測定装置のＳＡＲ搭載機速度測定方法において、
記憶装置が、ＳＡＲが観測したデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力して記憶するデータ入力ステップと、
記憶装置が、ＳＡＲ搭載機の複数の予測速度を入力して記憶する速度入力ステップと、
記憶装置が、ＳＡＲ搭載機の予測移動情報と所定の目標物の移動情報とに基づいたＳＡＲ搭載機と上記目標物との距離関係情報と上記速度入力ステップで入力した複数の予測速度の各予測速度とにより複数の参照関数を処理装置により生成して記憶する参照関数生成ステップと、
処理装置が、上記参照関数生成ステップで生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、上記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを生成するアジマス圧縮ステップと、
記憶装置が、上記データ入力ステップで入力したレンジ圧縮後データに含まれる目標物を特定して記憶する目標物特定ステップと、
処理装置が、上記アジマス圧縮ステップで生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データが示す目標物の画像であって上記目標物特定ステップで特定した目標物の画像の鮮明度を算出する鮮明度算出ステップと、
処理装置が、上記鮮明度算出ステップで算出した上記目標物の画像の鮮明度が最も高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、上記参照関数生成ステップで使用した予測速度をＳＡＲ搭載機の速度であると判定する速度判定ステップと
を備えることを特徴とするＳＡＲ搭載機速度測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−２９２５３１（Ｐ２００７−２９２５３１Ａ）
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１１８７８６（Ｐ２００６−１１８７８６）
【出願日】平成１８年４月２４日（２００６．４．２４）
【出願人】（５９１１０２０９５）三菱スペース・ソフトウエア株式会社 (148)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月２４日（２００６．４．２４）
【出願人】（５９１１０２０９５）三菱スペース・ソフトウエア株式会社 (148)
【Ｆターム（参考）】
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