JP7779398B2 - Signal processing device and signal processing method - Google Patents
Signal processing device and signal processing methodInfo
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Description
本発明は、信号処理装置および信号処理方法に関する。The present invention relates to a signal processing device and a signal processing method.
合成開口レーダ(SAR:synthetic Aperture Radar)技術は、飛翔体(人工衛星や飛行機等)が移動しながら、飛翔体に搭載されたレーダにおけるアンテナが電磁波を送受信し、大きな開口を持ったアンテナの場合と等価な画像(SAR画像)が得られるように人工的に開口を合成する技術である。以下、飛翔体として、人工衛星を例にする。人工衛星をSAR衛星ということがある。Synthetic aperture radar (SAR) technology is a technology in which an antenna in a radar mounted on a flying object (such as an artificial satellite or an airplane) transmits and receives electromagnetic waves while the flying object is moving, and an aperture is artificially synthesized to obtain an image (SAR image) equivalent to that obtained by an antenna with a large aperture. Hereinafter, an artificial satellite will be taken as an example of the flying object. An artificial satellite will sometimes be referred to as a SAR satellite.
広い領域が撮影されたSAR画像に対する需要が高まっている。また、高解像度のSAR画像対する需要が高まっている。また、ビデオSARに関する研究が進められている。SAR画像を高解像度化するために、長期間に亘って撮影領域にアンテナを向けることによって合成開口長を長くすることが考えられる。また、スクイント撮影(スクイント観測)を行うときに、アンテナのスクイント角を大きくすることによって、撮影領域を広げることが考えられる(例えば、特許文献1参照)。スクイント撮影では、アジマス方向またはその逆方向にアンテナを傾けて撮影領域が撮影される。また、スクイント撮影では、アンテナの傾きが変動することもある。There is an increasing demand for SAR images capturing a wide area. There is also an increasing demand for high-resolution SAR images. Research into video SAR is also underway. To improve the resolution of SAR images, it is conceivable to increase the synthetic aperture length by pointing an antenna at the capture area for a long period of time. It is also conceivable to widen the capture area by increasing the squint angle of the antenna when performing squint photography (squint observation) (see, for example, Patent Document 1). In squint photography, the capture area is captured by tilting the antenna in the azimuth direction or the opposite direction. In squint photography, the antenna tilt may also fluctuate.
なお、特許文献2には、地上投影方法(地上投影変換)の一例が記載されている。Patent Document 2 describes an example of a terrestrial projection method (terrestrial projection transformation).
スクイント撮影が実行される場合、人工衛星に搭載されたレーダが受信した受信信号(観測信号)に基づいて画像が生成されるときに、図17に例示するように、スペクトル(強度分布)Aが傾く。傾きの程度は、スクイント角に依存する。図17は、観測信号に基づく画像化後のスペクトルAを模式的に表す説明図である。具体的には、図17には、観測信号をフーリエ変換した後のスペクトルAが示されている。スペクトルAは、信号が存在する領域であるともいえる。図17において、アジマス周波数軸に平行な辺とレンジ周波数軸に水平な辺からなる矩形の領域Bは、傾きがない場合のスペクトルを示す。When squint photography is performed, when an image is generated based on a received signal (observation signal) received by a radar mounted on a satellite, a spectrum (intensity distribution) A is tilted, as illustrated in FIG. 17 . The degree of tilt depends on the squint angle. FIG. 17 is an explanatory diagram that schematically shows spectrum A after imaging based on the observation signal. Specifically, FIG. 17 shows spectrum A after the observation signal has been Fourier transformed. Spectrum A can also be considered to be a region where a signal exists. In FIG. 17 , rectangular region B, whose sides are parallel to the azimuth frequency axis and horizontal to the range frequency axis, shows a spectrum without tilt.
スペクトルAは、アジマス周波数方向とレンジ周波数方向のそれぞれに、帯域幅が広がっている。スペクトルA内の全ての信号を対象としてサンプリングしようとすると、スペクトルAを包含する領域Cを対象とする必要がある。なお、サンプリングは、アジマス周波数軸とレンジ周波数軸と2軸のそれぞれに沿って実行されるとする。例えば、スペクトルAと同サイズの領域BスペクトルAをサンプリングすると、エイリアシングが生じる可能性がある。したがって、スペクトルAよりも広い領域Cを対象とするサンプリングが求められる。領域Cを対象とするサンプリングを行うと、データ量が増大する。すなわち、スクイント撮影が実行される場合などには、レーダ画像のデータ量が増大してしまうという課題がある。Spectrum A has a wide bandwidth in both the azimuth frequency direction and the range frequency direction. To sample all signals in spectrum A, it is necessary to sample region C, which includes spectrum A. Sampling is performed along both the azimuth frequency axis and the range frequency axis. For example, sampling region B of spectrum A, which is the same size as spectrum A, may result in aliasing. Therefore, sampling of region C, which is wider than spectrum A, is required. Sampling of region C increases the amount of data. That is, when squint imaging is performed, there is a problem that the amount of data in the radar image increases.
本発明は、レーダ画像のデータ量の増大を抑制することを目的の一つとする。An object of the present invention is to suppress an increase in the amount of data of a radar image.
本発明による信号処理装置は、スペクトルの周囲に画素を追加するアップサンプル手段と、画像化アルゴリズムとしてのゼロドップラーアルゴリズムに基づいて画像化処理を行うゼロドップラー結像処理手段と、画像化処理の結果のスペクトルを回転させる回転処理手段と、スペクトルの周囲の画素数を減らす処理を行うダウンサンプル手段とを備え、衛星の進行方向に直交する直交方向とは異なる方向に信号を照射する衛星が該信号を照射する方向を表す第1方向と、進行方向および直交方向がなす平面において第1方向に直交する第2方向とに沿って表すデータ形式にて、信号に対する反射信号に関する情報を作成する。 The signal processing device according to the present invention comprises an upsampling means for adding pixels around the spectrum, a zero Doppler imaging processing means for performing imaging processing based on a zero Doppler algorithm as an imaging algorithm, a rotation processing means for rotating the spectrum resulting from the imaging processing, and a downsampling means for performing processing to reduce the number of pixels around the spectrum, and creates information about the reflected signal from the signal in a data format represented along a first direction representing the direction in which a satellite radiates a signal in a direction different from an orthogonal direction orthogonal to the satellite's direction of travel, and a second direction orthogonal to the first direction in a plane formed by the direction of travel and the orthogonal direction.
本発明による信号処理方法は、コンピュータがスペクトルの周囲に画素を追加し、画像化アルゴリズムとしてのゼロドップラーアルゴリズムに基づいて画像化処理を行い、画像化処理の結果のスペクトルを回転させ、スペクトルの周囲の画素数を減らす処理を行い、衛星の進行方向に直交する直交方向とは異なる方向に信号を照射する衛星が該信号を照射する方向を表す第1方向と、進行方向および直交方向がなす平面において第1方向に直交する第2方向とに沿って表すデータ形式にて、信号に対する反射信号に関する情報を、コンピュータが作成する。 In the signal processing method according to the present invention, a computer adds pixels around the spectrum, performs imaging processing based on a zero Doppler algorithm as an imaging algorithm, rotates the spectrum resulting from the imaging processing, and performs processing to reduce the number of pixels around the spectrum, and creates information about the reflected signal from the signal in a data format represented along a first direction representing the direction in which a satellite radiates a signal in a direction different from an orthogonal direction orthogonal to the satellite's direction of travel, and a second direction orthogonal to the first direction in a plane formed by the direction of travel and the orthogonal direction.
本発明による信号処理プログラムは、コンピュータに、スペクトルの周囲に画素を追加させ、画像化アルゴリズムとしてのゼロドップラーアルゴリズムに基づいて画像化処理を行わせ、画像化処理の結果のスペクトルを回転させ、スペクトルの周囲の画素数を減らす処理を行わせ、衛星の進行方向に直交する直交方向とは異なる方向に信号を照射する衛星が該信号を照射する方向を表す第1方向と、進行方向および直交方向がなす平面において第1方向に直交する第2方向とに沿って表すデータ形式にて、信号に対する反射信号に関する情報を作成する処理を実行させる。 The signal processing program according to the present invention causes a computer to add pixels around the spectrum, perform imaging processing based on a zero Doppler algorithm as an imaging algorithm, rotate the spectrum resulting from the imaging processing, reduce the number of pixels around the spectrum, and create information about the reflected signal from the signal in a data format represented along a first direction representing the direction in which a satellite radiates a signal in a direction different from an orthogonal direction orthogonal to the satellite's direction of travel, and a second direction orthogonal to the first direction in a plane formed by the direction of travel and the orthogonal direction.
本発明によれば、画像を生成するためのデータ量の増大を抑制できる。According to the present invention, an increase in the amount of data required to generate an image can be suppressed.
図1は、レーダ画像の投影面、飛翔体例えば人工衛星、地表面、各種方向を説明するための説明図である。図1には、人工衛星の進行方向と、人工衛星のアンテナの向く方向であるアンテナ方向とが示されている。その2つの方向がなす平面が投影面として示されている。また、進行方向に対して直交し、投影面に含まれる方向を進行方向直交方向として示している。以下、アンテナ方向をレンジ方向と呼ぶ。また、衛星進行方向直交方向は、後述するようにドップラーが0になる方向である。よって、その方向を、ゼロドップラー(Zero Doppler)方向とも呼ぶ。ゼロドップラー方向とアンテナ方向とがなす角をスクイント角とし、この角度がおおよそ5度を超える場合をハイスクイントとする。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating the projection plane of a radar image, a flying object, e.g., a satellite, the Earth's surface, and various directions. FIG. 1 shows the satellite's direction of flight and the antenna direction, which is the direction in which the satellite's antenna is pointed. The plane formed by these two directions is shown as the projection plane. Furthermore, a direction that is perpendicular to the flight direction and included in the projection plane is shown as the direction perpendicular to the flight direction. Hereinafter, the antenna direction is referred to as the range direction. Furthermore, the direction perpendicular to the satellite's flight direction is the direction in which Doppler becomes zero, as will be described later. Therefore, this direction is also referred to as the zero Doppler direction. The angle between the zero Doppler direction and the antenna direction is called the squint angle, and an angle greater than approximately 5 degrees is considered high squint.
一般に、レーダ画像においては、ゼロドップラー方向とレンジ方向とを同一として扱うことが多い。しかし、ハイスクイントの場合にはその違いを無視することができないため、明確に区別して扱うことにする。衛星は、アンテナを備えている。アンテナがレンジ方向に照射した電磁波が楕円で示されている部分に当たり、跳ね返ってきたものについて、その位相の遅れや反射の強さ等が記録される。なお、レーダ画像における投影については、衛星軌道上のある位置に対して、その衛星進行方向と垂直に交わる平面内でその位置からの距離が等しい全ての位置からの反射が加算され、その全ての位置の中でレーダ画像投影面と交差する位置に記録される。また、衛星が進行するごとに電磁波の照射位置がずれていき、異なる衛星位置に対して異なる地上の位置の電磁波の反射が記録される。In general, in radar images, the zero-Doppler direction and the range direction are often treated as the same. However, in the case of high squint, the difference cannot be ignored, so we will clearly distinguish them. Satellites are equipped with antennas. The antenna emits electromagnetic waves in the range direction. When the electromagnetic waves hit the area indicated by the ellipse and bounce back, the phase delay and reflection strength are recorded. Regarding radar image projection, for a given position on the satellite orbit, reflections from all positions at the same distance from that position within a plane perpendicular to the satellite's direction of motion are added together, and the result is recorded at the position that intersects with the radar image projection plane. Furthermore, as the satellite moves, the electromagnetic wave irradiation position shifts, and electromagnetic wave reflections from different ground positions are recorded for different satellite positions.
合成開口レーダにおいては、複数の衛星位置から広がりをもって照射された電磁波の反射を合成することにより、ある衛星位置から仮に小さな広がりで照射された電磁波の反射が算出される。その際の合成後の衛星位置のことをアジマス等と呼称する。実態として衛星位置との違いはないため、ここではアジマスと衛星位置とを区別しないことにする。すなわち、アジマス方向とは衛星進行方向のことである。その方向に展開される座標軸をアジマス軸と呼称する。なお、図1に示すように平らな地表面とそれに平行となる直線である軌道に基づいて説明したが、現実の衛星における球面である、地表面と曲線である衛星軌道に対しても同様である。また、曲面と曲線である地表面と衛星軌道によって取得されたレーダ画像に対して、それに近いレーダ画像を取得できる平面と直線である地表面と衛星軌道を近似的に導出できることは公知である。この近似幾何上でのスクイント角を実効スクイント角等と呼称するが、以下の説明では特にそれらを区別しない。In synthetic aperture radar, the reflection of electromagnetic waves emitted with a small spread from a certain satellite position is calculated by combining the reflections of electromagnetic waves emitted with a spread from multiple satellite positions. The satellite position after this combination is referred to as azimuth, etc. Because there is no actual difference between azimuth and satellite position, we will not distinguish between them here. That is, the azimuth direction refers to the satellite's direction of travel. The coordinate axis extending in that direction is referred to as the azimuth axis. Note that while the explanation has been based on a flat Earth surface and a straight orbit parallel to it as shown in Figure 1, the same applies to a spherical Earth surface and a curved satellite orbit in an actual satellite. Furthermore, it is well known that for radar images acquired using a curved Earth surface and a satellite orbit, it is possible to approximately derive a flat Earth surface and a straight satellite orbit that can obtain a radar image similar to that acquired using a curved Earth surface and a satellite orbit. The squint angle in this approximate geometry is referred to as the effective squint angle, etc., but the two will not be distinguished in the following explanation.
図2A~図2Cは、レーダ画像の座標系の例を説明するための説明図である。すなわち、図2A~図2Cは、図1に示す投影面内における座標系を示している。図2Aには、人工衛星1の進行方向とそれに直交する方向とを2軸とする座標系が示されている。座標系の軸方向は、サンプリングの方向に対応する。図2Bには、人工衛星1の進行方向と人工衛星のレンジ方向とを2軸とする座標系が示されている。図2Cには、人工衛星1のレンジ方向とそれに直交する方向とを2軸とする座標系が示されている。なお、格子は、空間を分割する複数の縦の線と横の線との各々を意味する。格子で囲まれた四角形のメッシュは画素に相当する。すなわち、レーダ画像は、多数のメッシュで構成される。図2Aおよび図2Cには、一つのメッシュすなわち一つの画素がマーキングで明示されている。以下、レンジ方向をアンテナ方向という。2A to 2C are explanatory diagrams illustrating examples of coordinate systems for radar images. Specifically, FIGS. 2A to 2C show coordinate systems within the projection plane shown in FIG. 1. FIG. 2A shows a coordinate system with two axes: the direction of travel of the satellite 1 and a direction perpendicular to that. The axial direction of the coordinate system corresponds to the sampling direction. FIG. 2B shows a coordinate system with two axes: the direction of travel of the satellite 1 and the range direction of the satellite. FIG. 2C shows a coordinate system with two axes: the range direction of the satellite 1 and a direction perpendicular to that. Note that the term "grid" refers to each of the multiple vertical and horizontal lines that divide space. The rectangular meshes enclosed by the grid correspond to pixels. In other words, a radar image is composed of a large number of meshes. In FIGS. 2A and 2C, each mesh, i.e., each pixel, is clearly marked. Hereinafter, the range direction will be referred to as the "antenna direction."
図2Aに示された座標系が用いられる場合には、図17に例示されたようにスペクトラムが傾く。その結果、エイリアシングを回避するためにデータ量が多くなる。なお、観測信号は例えば記憶装置に格納されている。図2Aに示された座標系が用いられる場合には、一例として、観測信号に対応する、ゼロドップラー方向での時刻が、記憶装置に保存されている。ゼロドップラーは、衛星の移動で生じるドップラーが0になる方向のことである。一般に、ドップラーが0になる方向は、衛星の移動速度ベクトルと直交する方向である。多くの場合に、ゼロドップラーは、軌道直交方向またはそれに地球の時点に依存した観測対象の移動速度を加味した方向ことである。また、ゼロドップラー方向での時刻は、観測対象が衛星から見てゼロドップラーの方向(軌道直交方向)の真正面位置を通過した時刻である。すなわち、衛星画像処理システムは、一般に、その衛星の軌道と各画素のゼロドップラーの時刻とを結びつけることによって、各画素における衛星の位置を算出することができるようになっている。When the coordinate system shown in FIG. 2A is used, the spectrum is tilted as shown in FIG. 17. As a result, the amount of data required to avoid aliasing increases. The observation signals are stored in, for example, a storage device. When the coordinate system shown in FIG. 2A is used, the time in the zero-Doppler direction corresponding to the observation signals is stored in the storage device, for example. Zero Doppler refers to the direction in which the Doppler caused by the satellite's movement is zero. Generally, the direction in which the Doppler is zero is a direction perpendicular to the satellite's movement velocity vector. In many cases, zero Doppler refers to the cross-orbit direction or a direction that takes into account the movement velocity of the observation target, which depends on the time on Earth. Furthermore, the time in the zero-Doppler direction is the time when the observation target passes directly in front of the satellite in the zero-Doppler direction (cross-orbit direction). In other words, satellite image processing systems are generally capable of calculating the satellite's position at each pixel by linking the satellite's orbit with the zero-Doppler time of each pixel.
図2Bに示された座標系が用いられる場合には、スペクトラムは、平行四辺形状になる。その結果、図2Aに示された座標系が用いられる場合に比べて、エイリアシングを回避するために要するデータの量は減る。しかし、レーダ画像を加工する場合、例えば移動させるような場合に、処理の負担が大きくなる。図2Bに示された座標系が用いられる場合には、一例として、アンテナ方向に対する遅延時間と、撮影時間中にアンテナがレンジ方向を向き続けていたと仮定した場合に散乱体がアンテナ正面に来る時刻とが、観測信号に対応付けた形で記憶装置に保存されている。なお、遅延時間は、電磁波が発射されてから反射波が受信されるまでの時間である。When the coordinate system shown in FIG. 2B is used, the spectrum has a parallelogram shape. As a result, the amount of data required to avoid aliasing is reduced compared to when the coordinate system shown in FIG. 2A is used. However, when processing radar images, for example, when moving them, the processing load increases. When the coordinate system shown in FIG. 2B is used, as an example, the delay time with respect to the antenna direction and the time at which a scatterer would come in front of the antenna if the antenna had continued to point in the range direction during the imaging time are stored in a storage device in association with the observation signal. Note that the delay time is the time from when an electromagnetic wave is emitted until a reflected wave is received.
図2Cに示す座標系は、下記の実施形態において用いられる座標系である。図2Cに示す座標系を用いて、2軸のそれぞれに沿ってサンプリングが実行される場合、不要な信号をサンプリングの対象にしなくてよい。したがって、レーダ画像のデータ量の増大が抑制される。The coordinate system shown in Fig. 2C is used in the following embodiments. When sampling is performed along each of the two axes using the coordinate system shown in Fig. 2C, unnecessary signals do not need to be sampled. Therefore, an increase in the amount of data in the radar image is suppressed.
図2Cに示された座標系は、例えば、衛星が、該衛星の進行方向に直交する方向とは異なる方向に信号を照射する場合に用いることができる座標系である。該信号は、衛星に搭載されたレーダから地表等の観測対象に向けて照射される。そして、該信号に対する反射を表す反射信号における信号強度の強弱に応じて、観測対象の有無や、該観測対象の形状が観測される。The coordinate system shown in Figure 2C can be used, for example, when a satellite radiates a signal in a direction different from a direction perpendicular to the satellite's direction of travel. The signal is radiated from a radar mounted on the satellite toward an observation target, such as the Earth's surface. The presence or absence of an observation target and the shape of the observation target can be observed depending on the signal strength of the reflected signal representing the reflection of the signal.
そして、観測された信号の強度は、たとえば、図2Cに示された座標系で計測されたデータ形式で表される。座標系における1つの軸は、衛星が信号を照射する方向(便宜上、「第1方向」と表すことがある。)に沿った軸である。スクイント角が0よりも大きな値の場合に、第1方向は、衛星の進行方向に直交する直交方向とは異なる方向である。他方の軸は、該進行方向および該直交方向がなす平面において、第1方向に直交する方向(便宜上、「第2方向」と表すことがある。)に沿った軸である。よって、反射信号に関する情報は、第1方向と第2方向とに沿って表すデータ形式で作成される。The intensity of the observed signal is expressed in a data format measured in the coordinate system shown in FIG. 2C , for example. One axis in the coordinate system is an axis along the direction in which the satellite radiates the signal (for convenience, this may be referred to as the "first direction"). When the squint angle is greater than 0, the first direction is a direction different from the orthogonal direction that is perpendicular to the satellite's direction of travel. The other axis is an axis along a direction perpendicular to the first direction (for convenience, this may be referred to as the "second direction") in the plane formed by the direction of travel and the orthogonal direction. Therefore, information about the reflected signal is created in a data format represented along the first direction and the second direction.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施形態1.
図3は、第1の実施形態の信号処理装置の構成例を示すブロック図である。図3に示す信号処理装置は、傾斜画像生成部100と、衛星観測データ記憶部130とを備えている。Embodiment 1.
3 is a block diagram showing an example of the configuration of the signal processing device of the first embodiment. The signal processing device shown in FIG. 3 includes a tilt image generating unit 100 and a satellite observation data storage unit 130.
衛星観測データ記憶部130には、観測信号131と衛星情報132とが格納されている。観測信号は、人工衛星のレーダで受信された受信信号である。衛星情報は、衛星位置、アンテナ方向、帯域幅などを含む。The satellite observation data storage unit 130 stores observation signals 131 and satellite information 132. The observation signals are signals received by radar on the artificial satellites. The satellite information includes the satellite position, antenna direction, bandwidth, etc.
傾斜画像生成部100は、衛星情報に基づいて、例えば、図2Cに例示された2軸を生成する。そして、傾斜画像生成部100は、所定の方法を用いて、各画素の散乱強度を求める。The tilt image generating unit 100 generates, for example, the two axes illustrated in Fig. 2C based on satellite information, and then calculates the scattering intensity of each pixel using a predetermined method.
言い換えると、傾斜画像生成部(または、情報作成部)100は、図2Cを参照しながら上述したような、第1方向と第2方向とに沿って表すデータ形式にて、散乱強度に関する情報を作成する。第1方向は、衛星の進行方向に直交する直交方向とは異なる方向に信号を照射する衛星が、該信号を照射する方向を表す方向である。第2方向は、該進行方向および該直交方向とがなす平面において、該第1方向とに直交する方向である。In other words, the tilt image generating unit (or information generating unit) 100 generates information about scattering intensity in a data format representing the information along a first direction and a second direction, as described above with reference to Fig. 2C. The first direction represents the direction in which a satellite radiates a signal in a direction different from the orthogonal direction perpendicular to the satellite's direction of travel. The second direction represents the direction perpendicular to the first direction in the plane formed by the direction of travel and the orthogonal direction.
実施形態2.
図4は、第2の実施形態の信号処理装置の構成例を示すブロック図である。図4に示す信号処理装置は、傾斜画像生成部100と、衛星観測データ記憶部130とを備えている。第2の実施形態では、傾斜画像生成部100は、格子生成部111と逆投影部112とを含む。第2の実施形態の信号処理装置は、図3に示された第1の実施形態の信号処理装置の一具体例に相当する。Embodiment 2.
Fig. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of a signal processing device according to the second embodiment. The signal processing device shown in Fig. 4 includes a tilt image generating unit 100 and a satellite observation data storage unit 130. In the second embodiment, the tilt image generating unit 100 includes a grid generating unit 111 and a back projection unit 112. The signal processing device according to the second embodiment corresponds to a specific example of the signal processing device according to the first embodiment shown in Fig. 3.
格子生成部111は、衛星情報に基づいて、あらかじめ、図2Cに例示された格子を生成する。逆投影部112は、逆投影法(Back Projection)を用いて、各画素の散乱強度
を求める。 The grid generation unit 111 generates a grid in advance, as exemplified in Fig. 2C, based on satellite information. The back projection unit 112 obtains the scattering intensity of each pixel using back projection.
次に、図5のフローチャートを参照して、第1の実施形態の信号処理装置の動作を説明する。Next, the operation of the signal processing device of the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
格子生成部111は、衛星情報に基づいて格子を生成する(ステップS101)。ステップS101で、格子生成部111は、帯域幅等の解像度算出に利用しうるパラメータと、アンテナ方向とを基に格子を生成する。なお、格子生成部111は、格子を、アンテナ方向と、アンテナ方向と衛星移動方向のベクトルが張る平面に存在しアンテナ方向と直交する方向との2軸で生成する。The grid generation unit 111 generates a grid based on satellite information (step S101). In step S101, the grid generation unit 111 generates a grid based on parameters that can be used to calculate resolution, such as bandwidth, and the antenna direction. The grid generation unit 111 generates the grid on two axes: the antenna direction and a direction that exists on a plane spanned by the vectors of the antenna direction and the satellite movement direction and is perpendicular to the antenna direction.
なお、2軸は厳密に直交していなくてもよい。また、2軸は、厳密にアンテナ方向と衛星移動方向のベクトルが張る平面に存在していなくてもよい。現実の人工衛星は、地球表面の曲がり具合等に応じて宇宙空間上の曲線を飛行するので、アンテナ方向や衛星の移動方向が1つに定まらない。よって、アンテナ方向は、複数の方向のうちの代表的な方向であってもよい。すなわち、アンテナ方向は、複数の方向のうちの一部であってもよい。また、衛星の移動方向は、複数の方向のうちの代表的な方向であってもよい。すなわち、衛星の移動方向は、複数の方向のうちの一部であってもよい。Note that the two axes do not have to be strictly orthogonal. Furthermore, the two axes do not have to be strictly on a plane subtended by the vectors of the antenna direction and the satellite movement direction. Since real artificial satellites fly along curves in space depending on the curvature of the Earth's surface, the antenna direction and the satellite movement direction are not fixed to a single direction. Therefore, the antenna direction may be a representative direction among multiple directions. In other words, the antenna direction may be a part of the multiple directions. Furthermore, the satellite movement direction may be a representative direction among multiple directions. In other words, the satellite movement direction may be a part of the multiple directions.
逆投影部112は、格子によって形成される各メッシュに対して、Back Projectionを
実行する(ステップS102)。Back Projectionは、生成されるべき画素毎に相関積分
値を計算することによって各画素を生成する方法である。すなわち、逆投影部112は、アンテナ方向とそれに直交する方向とを2軸とし、軸に平行な複数の格子によって形成される複数のメッシュを含む領域に、レーダ画像を生成することができる。 The back projection unit 112 performs back projection on each mesh formed by the grid (step S102). Back projection is a method of generating each pixel by calculating a correlation integral value for each pixel to be generated. That is, the back projection unit 112 can generate a radar image in an area including multiple meshes formed by multiple grids parallel to the antenna direction and a direction perpendicular to the antenna direction as two axes.
実施形態3.
図6は、第3の実施形態の信号処理装置の構成例を示すブロック図である。図6に示す信号処理装置は、傾斜画像生成部100と、衛星観測データ記憶部130とを備えている。第3の実施形態では、傾斜画像生成部100は、オメガKアルゴリズムを使用する。第3の実施形態では、傾斜画像生成部100は、2次元(2D)フーリエ変換部113、レンジスペクトルシフト部114、アジマススペクトルシフト部115、および2D逆フーリエ変換部116を含む。第3の実施形態の信号処理装置は、図3に示された第1の実施形態の信号処理装置の他の具体例に相当する。なお、一般的なオメガKアルゴリズムは、2次元フーリエ変換後に実行されるレンジスペクトルシフト処理およびアジマススペクトルシフト処理を含む。Embodiment 3.
FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of a signal processing device according to a third embodiment. The signal processing device shown in FIG. 6 includes a tilt image generating unit 100 and a satellite observation data storage unit 130. In the third embodiment, the tilt image generating unit 100 uses the Omega-K algorithm. In the third embodiment, the tilt image generating unit 100 includes a two-dimensional (2D) Fourier transform unit 113, a range spectrum shifting unit 114, an azimuth spectrum shifting unit 115, and a 2D inverse Fourier transforming unit 116. The signal processing device according to the third embodiment corresponds to another specific example of the signal processing device according to the first embodiment shown in FIG. 3. Note that a general Omega-K algorithm includes range spectrum shifting and azimuth spectrum shifting performed after the 2D Fourier transform.
第3の実施形態では、例えば、アンテナ方向に対する遅延時間と、撮影時間中にアンテナがレンジ方向を向き続けていたと仮定した場合に散乱体がアンテナ正面に来る時刻とが、観測信号に対応付けた形で衛星観測データ記憶部130に、衛星情報132として保存されている。In the third embodiment, for example, the delay time relative to the antenna direction and the time at which the scatterer would come in front of the antenna if the antenna were continuously pointed in the range direction during the shooting time are stored as satellite information 132 in the satellite observation data storage unit 130 in association with the observation signal.
2Dフーリエ変換部113は、観測信号を2次元フーリエ変換する。レンジスペクトルシフト部114は、レンジ方向のスペクトルシフト処理を行う。アジマススペクトルシフト部115は、アジマス方向のスペクトルシフト処理を行う。2D逆フーリエ変換部116は、2次元逆フーリエ変換を行う。The 2D Fourier transform unit 113 performs a two-dimensional Fourier transform on the observation signal. The range spectrum shift unit 114 performs spectrum shift processing in the range direction. The azimuth spectrum shift unit 115 performs spectrum shift processing in the azimuth direction. The 2D inverse Fourier transform unit 116 performs a two-dimensional inverse Fourier transform.
次に、図7のフローチャートおよび図8の説明図を参照して、第3の実施形態の信号処理装置の動作を説明する。図8は、シフト処理を説明するための説明図である。Next, the operation of the signal processing device of the third embodiment will be described with reference to the flowchart of Fig. 7 and the explanatory diagram of Fig. 8. Fig. 8 is an explanatory diagram for explaining shift processing.
2Dフーリエ変換部113は、観測信号を2次元フーリエ変換する(ステップS103)。レンジスペクトルシフト部114は、スペクトルをレンジ方向でシフトする(ステップS104)。ステップS104において、レンジスペクトルシフト部114は、アジマス周波数に対応するシフト量だけスペクトルをシフトする。次いで、アジマススペクトルシフト部115は、スペクトルをアジマス方向でシフトする(ステップS105)。The 2D Fourier transform unit 113 performs a two-dimensional Fourier transform on the observation signal (step S103). The range spectrum shift unit 114 shifts the spectrum in the range direction (step S104). In step S104, the range spectrum shift unit 114 shifts the spectrum by an amount corresponding to the azimuth frequency. Next, the azimuth spectrum shift unit 115 shifts the spectrum in the azimuth direction (step S105).
第3の実施形態では、衛星観測データ記憶部130における衛星情報132が用いられる場合、図8における上段の左側に例示されたスペクトルが得られる。なお、そのようなスペクトルは、図2Bに例示された座標系でのスペクトルに相当する。ステップS104の処理が実行されると、図8における上段の右側に例示されているような、アジマス方向において湾曲するスペクトルが得られる。In the third embodiment, when the satellite information 132 in the satellite observation data storage unit 130 is used, the spectrum illustrated in the upper left part of Fig. 8 is obtained. Note that such a spectrum corresponds to the spectrum in the coordinate system illustrated in Fig. 2B. When the process of step S104 is performed, a spectrum curved in the azimuth direction, as illustrated in the upper right part of Fig. 8, is obtained.
以下、シフト処理の具体的な処理の一例を説明する。A specific example of the shift process will be described below.
レンジ時間をτとし、アジマス時間をηとする。観測信号をs(τ,η)とする。アンテナ方向をθsqとする。電磁波の周波数の波数に対応するレンジ波数をkcarrierとする
。 Let the range time be τ and the azimuth time be η. Let the observation signal be s(τ,η). Let the antenna direction be θ sq . Let the range wave number corresponding to the wave number of the frequency of the electromagnetic wave be k carrier .
また、レンジ方向の空間周波数をkrgとする。アジマス方向の空間周波数をkazとする。観測信号の2次元フーリエ変換によって、2次元スペクトルS(krg, kaz)が得られる。なお、2Dフーリエ変換部113は、レンジ方向に対する(光速/2)のスケーリング処理、および、アジマス方向に対する衛星速度によるスケーリング処理も実行する。 Furthermore, the spatial frequency in the range direction is defined as krg , and the spatial frequency in the azimuth direction is defined as kaz . A two-dimensional spectrum S( krg , kaz ) is obtained by two-dimensional Fourier transform of the observation signal. The 2D Fourier transform unit 113 also performs scaling processing of (speed of light/2) in the range direction and scaling processing using the satellite velocity in the azimuth direction.
レンジスペクトルシフト部114が、(krg, kaz)で示される位置の値を(k’rg, kaz)に移動されると、すなわちシフトさせると、図8における上段の右側に例示されたスペクトルが得られる。k’rgは、(1)式で表される。(1)式において、C1は、任
意の定数である。 When the range spectrum shift unit 114 moves, i.e., shifts, the value of the position indicated by ( krg , kaz ) to ( k'rg , kaz ), the spectrum illustrated on the right side of the upper row in Fig. 8 is obtained. k'rg is expressed by equation (1). In equation (1), C1 is an arbitrary constant.
なお、C1を(2)式で表されるようにした場合には、k’rgの周波数特性は、元の観
測信号の周波数特性に最も近くなる。また、C1を(3)式で表されるようにした場合に
は、レンジ帯域の中心が0になり、画像の移動処理などにおいて必要になる補間処理が最もやりやすくなる。また、レンジ方向でエイリアシングを回避しやすくなる。 When C1 is expressed by equation (2), the frequency characteristics of k'rg are closest to the frequency characteristics of the original observed signal. When C1 is expressed by equation (3), the center of the range band becomes 0, making it easiest to perform interpolation processing required for image movement processing, etc. Also, it becomes easier to avoid aliasing in the range direction.
第3の実施形態では、アジマススペクトルシフト部115が、スペクトルのアジマス方向の傾き(図8における上段の右側参照)を是正する。具体的には、アジマススペクトルシフト部115は、(k’rg, kaz)を(k’rg, k’az)に移動させる。ただし、k’azは、(4)式で表される。(4)式において、C2は、任意の定数である。なお、sinθsqは、図8における上段の右側に例示されているスペクトルにおける傾きに対応する。 In the third embodiment, the azimuth spectrum shifter 115 corrects the slope of the spectrum in the azimuth direction (see the right side of the top row in FIG. 8 ). Specifically, the azimuth spectrum shifter 115 shifts ( k'rg , kaz ) to ( k'rg , k'az ). Here, k'az is expressed by equation (4). In equation (4), C2 is an arbitrary constant. Note that sinθsq corresponds to the slope of the spectrum illustrated in the right side of the top row in FIG. 8 .
アジマススペクトルシフト部115が、(k’rg, kaz)を(k’rg, k’az)に移動させることによって、図8における下段に例示されるようなスペクトルが得られる。なお、C2=0の場合には、アジマス帯域の中心が0になり、アジマス方向でエイリアシング
を回避しやすくなる。 The azimuth spectrum shifter 115 shifts ( k'rg , k'az ) to ( k'rg , k'az ), thereby obtaining a spectrum such as that shown in the lower part of Fig. 8. When C2 = 0, the center of the azimuth band becomes 0, making it easier to avoid aliasing in the azimuth direction.
なお、(1)式におけるtanθsqおよび(4)式におけるsinθsqは、tanθsqに近い値
およびsinθsqに近い値であってもよい。すなわち、理想的には衛星に搭載された測位シ
ステムやアンテナの制御情報等に基づいて厳密なスクイント角を用いるが、例えば正確な測位システム情報が利用できない場合に地上から反射された電磁波のドップラーシフトから逆算して用いてもよい。また、画像化の処理においては曲線の軌道を直線として近似したり曲面の地上を平面として近似する場合があるが、その近似された幾何におけるスクイント角相当のものとして、例えば、θsqとして、実効スクイント角を用いてもよい。また、θsqとして、地上から見た反射波の入射角を用いてもよい。 Note that tan θ sq in equation (1) and sin θ sq in equation (4) may be values close to tan θ sq or sin θ sq . Ideally, a precise squint angle is used based on control information of the satellite's onboard positioning system or antenna. However, if accurate positioning system information is unavailable, the squint angle may be calculated backward from the Doppler shift of the electromagnetic waves reflected from the Earth's surface. In imaging processing, a curved trajectory may be approximated as a straight line, or a curved Earth surface may be approximated as a flat surface. For example, the effective squint angle, θ sq , may be used as the squint angle in the approximated geometry. The angle of incidence of the reflected wave as seen from the Earth's surface may also be used as θ sq .
その後、2D逆フーリエ変換部116は、2次元逆フーリエ変換を行う(ステップS106)。Thereafter, the 2D inverse Fourier transform unit 116 performs a two-dimensional inverse Fourier transform (step S106).
第3の実施形態では、図8における下段に例示されるようなスペクトルが得られる。すなわち、不要な信号が低減される。したがって、レーダ画像のデータ量の増大が抑制される。In the third embodiment, a spectrum such as that shown in the lower part of Fig. 8 can be obtained. That is, unnecessary signals are reduced, and an increase in the amount of data of a radar image is suppressed.
なお、第3の実施形態でも、実質的に、アンテナ方向とそれに直交する方向とを2軸のいずれかに平行な格子によって形成される複数のメッシュを含む領域に、レーダ画像が生成される。In the third embodiment, a radar image is also generated in an area including a plurality of meshes formed by a grid parallel to one of two axes, the antenna direction and a direction perpendicular thereto.
実施形態4.
図9は、第4の実施形態の信号処理装置の構成例を示すブロック図である。図9に示す信号処理装置は、傾斜画像生成部100と、衛星観測データ記憶部130とを備えている。第4の実施形態では、傾斜画像生成部100は、アップサンプル部117、ゼロドップラー結像処理部118、回転処理部119、およびダウンサンプル部120を含む。第4の実施形態では、傾斜画像生成部100は、画像化アルゴリズムとして、一般的なゼロドップラーアルゴリズムを使用する。ゼロドップラーアルゴリズムは、ゼロドップラー方向と衛星軌道方向との二軸で画像化する画像化方法一般を意味する。Embodiment 4.
Fig. 9 is a block diagram showing an example of the configuration of a signal processing device according to a fourth embodiment. The signal processing device shown in Fig. 9 includes a tilt image generating unit 100 and a satellite observation data storage unit 130. In the fourth embodiment, the tilt image generating unit 100 includes an upsampling unit 117, a zero-Doppler imaging processing unit 118, a rotation processing unit 119, and a downsampling unit 120. In the fourth embodiment, the tilt image generating unit 100 uses a general zero-Doppler algorithm as an imaging algorithm. The zero-Doppler algorithm refers to a general imaging method that performs imaging along two axes, the zero-Doppler direction and the satellite orbit direction.
アップサンプル部117は、画素数を増やす処理を行う。ゼロドップラー結像処理部118は、ゼロドップラーアルゴリズムに基づく画像化処理すなわち結像処理としてのゼロドップラー処理を行う。回転処理部119は、画像化処理結果のスペクトルを回転させる処理を行う。ダウンサンプル部120は、スペクトルの周囲の画素数を減らす処理を行う。The upsampling unit 117 performs processing to increase the number of pixels. The zero-Doppler imaging processing unit 118 performs imaging processing based on a zero-Doppler algorithm, i.e., zero-Doppler processing as imaging processing. The rotation processing unit 119 performs processing to rotate the spectrum resulting from the imaging processing. The downsampling unit 120 performs processing to reduce the number of pixels around the spectrum.
図10は、ゼロドップラーを用いた画像化処理を説明するための説明図である。ゼロドップラー処理が用いられる場合には、ゼロドップラー時刻と呼ばれる時刻情報が保存がされる。ゼロドップラー時刻は、レーダが実際に信号を受信する時刻とは異なっている。スクイント角θsqが小さい場合には、受信時刻とゼロドップラー時刻との乖離は少ない。よって、ゼロドップラー時刻に補間した衛星位置で地上投影しても、レーダ画像においてずれは生じない。しかし、高スクイントの場合には、受信時刻とゼロドップラー時刻とが大きく異なるので、ずれが生じる。 FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining imaging processing using zero Doppler. When zero Doppler processing is used, time information called zero Doppler time is saved. Zero Doppler time differs from the time when the radar actually receives the signal. When the squint angle θ sq is small, there is little discrepancy between the reception time and the zero Doppler time. Therefore, even if the radar image is projected onto the ground using a satellite position interpolated to the zero Doppler time, no discrepancy occurs. However, when the squint is high, there is a large difference between the reception time and the zero Doppler time, resulting in a discrepancy.
なお、ゼロドップラー処理が用いられる場合に、観測信号に基づいて画像が生成されるときに、図17に例示されたように、スペクトルが傾く。その結果、エイリアシングが生じやすくなる。When zero-Doppler processing is used, the spectrum becomes tilted when an image is generated based on the observed signal, as shown in Fig. 17. As a result, aliasing is likely to occur.
第4の実施形態では、ゼロドップラー処理が用いられる場合でも、エイリアシングの発生が回避される。In the fourth embodiment, aliasing is avoided even when zero Doppler processing is used.
図11は、ゼロドップラー処理を説明するための説明図である。図11における上段の左側に例示されるように、観測信号に基づいて画像が生成されるときにスペクトルが傾く。そこで、アップサンプル部117は、スペクトル全体がサンプリング可能になるように、実際のスペクトルの周囲に画素値0の画素を追加する(図11における上段の右側参照)。11 is an explanatory diagram illustrating zero-Doppler processing. As illustrated in the upper left part of FIG. 11, the spectrum tilts when an image is generated based on the observed signal. Therefore, the upsampling unit 117 adds pixels with a pixel value of 0 around the actual spectrum so that the entire spectrum can be sampled (see the upper right part of FIG. 11).
ゼロドップラー結像処理部118は、ゼロドップラー処理を実行する。ゼロドップラー処理によって、レーダ画像が得られる。しかし、図11における下段の左側に例示されるように、スペクトルが傾く。回転処理部119は、スペクトルの傾きがなくなるように、画像に回転処理を施す。スペクトルの傾きを是正する。回転処理部119による回転処理が実行されると、図11における下段の中央に例示されるように、スペクトルの傾きがなくなる。ダウンサンプル部120は、スペクトルが存在しない部分の画素を削除する(図11における下段の右側参照)。The zero Doppler imaging processor 118 performs zero Doppler processing. A radar image is obtained by the zero Doppler processing. However, as illustrated in the lower left side of FIG. 11 , the spectrum is tilted. The rotation processor 119 performs rotation processing on the image to eliminate the spectral tilt. The spectral tilt is corrected. After the rotation processing by the rotation processor 119 is performed, the spectral tilt is eliminated, as illustrated in the lower center of FIG. 11 . The downsampling unit 120 deletes pixels in areas where no spectrum exists (see the lower right side of FIG. 11 ).
第4の実施形態の信号処理装置は、アップサンプルによってエイリアシングを回避できる。また、信号処理装置は、回転処理を行った後に実行されるダウンサンプルによってレーダ画像のデータ量の増大を抑制できる。The signal processing device of the fourth embodiment can avoid aliasing by upsampling, and can suppress an increase in the data amount of a radar image by downsampling performed after rotation processing.
なお、上記の各実施形態は、送信アンテナと受信アンテナとが異なる位置に存在するバイスタティック構成にも適用可能である。バイスタティック構成の場合には、送信アンテナの対象物体に対する方向と、受信アンテナの対象物体に対する方向とがなす角の二等分線方向を1つの軸とし、その直交方向をもう1つの軸とすればよい。The above-described embodiments can also be applied to a bistatic configuration in which the transmitting antenna and the receiving antenna are located at different positions. In the case of a bistatic configuration, the bisector of the angle between the direction of the transmitting antenna relative to the target object and the direction of the receiving antenna relative to the target object can be set as one axis, and the perpendicular direction can be set as the other axis.
また、複数軌道で撮影を行って立体的な合成開口処理をおこなうトモグラフィに対して、上記の各実施形態を適用可能である。トモグラフィの場合には、例えば、2次元のスクイント画像同様に、1つの軸をアンテナ方向とし、もう1つの軸を、アンテナ方向に垂直で、かつ、衛星軌道とアンテナ方向がなす面内の方向とする。そして、そのような2軸が構成する面に対して法線方向をエレベーション方向として三次元格子を作成すると、エイリアシングの発生を効果的に防ぐことができる。The above-described embodiments can also be applied to tomography, which performs three-dimensional synthetic aperture processing by capturing images from multiple orbits. In the case of tomography, for example, as with two-dimensional squint images, one axis is set to the antenna direction, and the other axis is set to a direction perpendicular to the antenna direction and within the plane formed by the satellite orbit and the antenna direction. Creating a three-dimensional grid with the normal direction to the plane formed by these two axes as the elevation direction can effectively prevent aliasing.
バイスタティックトモグラフィ(送信機衛星が1台であるが、複数の受信機衛星が飛行する形態)では、アンテナ方向の代わりに送信機アンテナ方向と受信機アンテナ方向の角の二等分線方向を用いることによって、上記の各実施形態を適用できる。In bistatic tomography (where there is one transmitter satellite but multiple receiver satellites are flying), the above embodiments can be applied by using the bisector direction of the angle between the transmitter antenna direction and the receiver antenna direction instead of the antenna direction.
なお、第4の実施形態でも、実質的に、アンテナ方向とそれに直交する方向とを2軸のいずれかに平行な格子によって形成される複数のメッシュを含む領域に、レーダ画像が生成される。In the fourth embodiment, a radar image is also generated in an area including a plurality of meshes formed by a grid parallel to one of two axes, the antenna direction and a direction perpendicular thereto.
実施形態5.
第5の実施形態の信号処理装置は、高解像度モードまたは広域モードに効果的に適用される。例えば、SAR画像を高解像度化するために、人工衛星に搭載されているレーダのアンテナを長期間に亘って撮影領域に向けることによって合成開口長を長くすることが考えられる。SAR画像を高解像度化するための処理が実行されるモードを、高解像度モードとする。Embodiment 5.
The signal processing device of the fifth embodiment is effectively applied to a high-resolution mode or a wide-area mode. For example, in order to increase the resolution of a SAR image, it is conceivable to increase the synthetic aperture length by directing the antenna of a radar mounted on a satellite toward the imaging area for a long period of time. The mode in which processing to increase the resolution of a SAR image is executed is referred to as the high-resolution mode.
また、例えば、アンテナのスクイント角を変化させながら撮影を行うことによって、撮影領域を広げることができる。広い範囲を撮影領域とするモードを、広域モードとする。以下、アンテナのスクイント角を変化させることを、アンテナを振ると表現することがある。Furthermore, for example, the imaging area can be expanded by imaging while changing the squint angle of the antenna. A mode in which a wide area is imaged is called wide-area mode. Hereinafter, changing the squint angle of the antenna may be referred to as "swinging the antenna."
図12に示す信号処理装置は、傾斜画像生成部101と、衛星観測データ記憶部130と、位相変調推定部200とを備えている。The signal processing device shown in FIG. 12 includes a tilt image generating unit 101, a satellite observation data storage unit 130, and a phase modulation estimating unit 200.
第5の実施形態では、傾斜画像生成部101は、第1の実施形態における傾斜画像生成部100と同じ機能を有する。ただし、傾斜画像生成部101は、アンテナを振ったことによる影響を考慮して画像化処理を行う。例えば、画像化結果に、各時刻のアンテナの方向に依存した位相変調を表す位相変調情報が含まれる。したがって、画像における画像の位置に依存した帯域の変化を、位相変調情報から算出したり、その影響を取り除いたりすることができる。In the fifth embodiment, the tilt image generating unit 101 has the same function as the tilt image generating unit 100 in the first embodiment. However, the tilt image generating unit 101 performs imaging processing while taking into account the influence of antenna swing. For example, the imaging result includes phase modulation information that indicates phase modulation that depends on the direction of the antenna at each time. Therefore, it is possible to calculate a change in bandwidth that depends on the image position in the image from the phase modulation information, and to remove the influence.
第5の実施形態では、傾斜画像生成部101がレーダ画像を出力するとともに、位相変調推定部200が、位相変調情報を出力する。位相変調推定部200は、アンテナ方向に直交する方向の各座標における位相変調量を算出する。なお、アンテナ方向では、位相変調量は、ほぼ一定である。In the fifth embodiment, the tilt image generating unit 101 outputs a radar image, and the phase modulation estimating unit 200 outputs phase modulation information. The phase modulation estimating unit 200 calculates the amount of phase modulation at each coordinate in a direction perpendicular to the antenna direction. Note that the amount of phase modulation is almost constant in the antenna direction.
撮影時に人工衛星が散乱体に近づく時には、ドップラー周波数が高い。人工衛星と散乱体との距離がほほ一定の状態で撮影が行われるときには、人工衛星は散乱体に近づきもせず遠ざかりもしないので、ドップラー周波数は0である。アンテナが振られると、人工衛星が散乱体に近づく状態と人工衛星と散乱体との距離がほほ一定の状態との双方が繰り返し現れる。When the satellite approaches the scatterer during photography, the Doppler frequency is high. When photography is performed with the distance between the satellite and the scatterer remaining roughly constant, the satellite neither approaches nor moves away from the scatterer, so the Doppler frequency is 0. When the antenna is swung, both the state in which the satellite approaches the scatterer and the state in which the distance between the satellite and the scatterer remains roughly constant appear repeatedly.
すなわち、アンテナが振られると、画像化後の各々の画素に対応する散乱体に対して電磁波が当たる時刻が異なるので、電磁波が当たった時刻のアンテナ方向に依存した帯域の変化が起こる。その結果、画像全体において位相変調が現れる。画素位置が異なると帯域が異なるので、例えば、画像の左端に対してエイリアシングしないようなサンプリングを行ったとしても、画像の右端に対してエイリアシングを起こしてしまうおそれがある。In other words, when the antenna is moved, the time at which the electromagnetic wave strikes the scatterer corresponding to each pixel in the image differs, resulting in a change in the bandwidth depending on the antenna direction at the time the electromagnetic wave strikes. As a result, phase modulation appears across the entire image. Since the bandwidth differs depending on the pixel position, for example, even if sampling is performed to prevent aliasing at the left edge of the image, aliasing may occur at the right edge of the image.
第5の実施形態では、信号処理装置は、信号処理装置の出力を利用する画像処理装置などの装置に、位相変調情報を提供する。以下、画像処理装置などの装置を、他の装置という。In the fifth embodiment, the signal processing device provides phase modulation information to a device such as an image processing device that uses the output of the signal processing device. Hereinafter, the device such as the image processing device will be referred to as another device.
十分に遠方を撮影している条件下では、画素位置に依存した帯域の変化は帯域中心のシフトとして生じ、帯域幅の変化はかなり小さい。そのことを利用して、例えば、各画素およびその近傍から得られる帯域中心に対して0からシフトさせる位相変調を算出し、算出した位相変調をレーダ画像から除去することによってエイリアシングを回避しつつ、平行移動等の画像処理を行うことができる。When imaging a sufficiently distant object, the change in the band depending on the pixel position occurs as a shift in the band center, and the change in the bandwidth is quite small. Taking advantage of this, for example, by calculating the phase modulation that shifts the band center obtained from each pixel and its neighboring pixels from 0, and then removing the calculated phase modulation from the radar image, it is possible to perform image processing such as translation while avoiding aliasing.
また、他の装置が干渉処理等を実行する場合、干渉処理等で、位相変調をレーダ画像から除去する処理を行った後に、互いに画像の移動による位置合わせ処理し、その後、位相変調を再付加してから干渉処理を行うことができる。また、他の装置は、位置合わせされた画像同士の干渉処理と、各々の画像に付加される位相変調同士の干渉処理とを行い、画像同士の干渉処理結果に位相変調同士の干渉処理結果を付加することによって、エイリアシングの発生を防止しつつ、正確に位相を保持した干渉処理を行える。Furthermore, when another device performs interference processing or the like, it can perform a process of removing phase modulation from radar images in the interference processing, then align the images by moving them relative to each other, and then add the phase modulation again before performing interference processing. Furthermore, the other device can perform interference processing between aligned images and interference processing between phase modulations added to each image, and add the result of the interference processing between phase modulations to the result of the interference processing between images, thereby preventing aliasing and performing interference processing that accurately maintains phase.
また、他の装置は、位相変調情報を利用することによって、エイリアシングの発生を防止しつつ、位相情報を失わずに画像を変形できる。特に、上記の各実施形態のレーダ処置装置のように斜交した座標系で画像化結果を得る場合には、以下のような効果も得られる。Furthermore, other devices can use phase modulation information to deform images without losing phase information while preventing aliasing. In particular, when imaging results are obtained in an oblique coordinate system as in the radar processing devices of the above embodiments, the following effects can also be obtained.
すなわち、他の装置が、斜交した座標系で画像化結果について位相変調情報を計算する場合、アンテナ方向の画素位置依存性がなく、アンテナ方向に垂直な方向に二次の関数で位相変調情報を近似できるので、変形による伸縮等の処理を多項式の変形処理として簡単に行える。In other words, when another device calculates phase modulation information for the imaging results in an oblique coordinate system, there is no pixel position dependency in the antenna direction, and the phase modulation information can be approximated by a quadratic function in the direction perpendicular to the antenna direction, so processing such as expansion and contraction due to deformation can be easily performed as polynomial deformation processing.
また、他の装置が、干渉SAR(Synthetic Aperture Radar Interferometry)によっ
て画像生成する場合などに、第5の実施形態の信号処理装置を利用するときに、位相変調を除去した状態で互いに位置合わせして2つのレーダ画像を干渉させることができる。他の装置は、干渉に、位相変調同士での干渉結果を付加し直す。そのような処理を実行することによって、他の装置は、処理中のエイリアシング等を回避しながら干渉処理を実行できる。 Furthermore, when another device uses the signal processing device of the fifth embodiment to generate an image using interferometric SAR (Synthetic Aperture Radar Interferometry), the two radar images can be aligned with each other with the phase modulation removed, causing them to interfere with each other. The other device then adds the interference results between the phase modulations to the interference. By performing such processing, the other device can perform interference processing while avoiding aliasing and other problems during processing.
なお、位相変調推定部200は、位相変調を、画像化アルゴリズムにおいて使用される係数の組み合わせで算出することができる。また、位相変調推定部200は、位相変調を、衛星軌道とスクイント角と注視点位置とのみから計算することもできる。位相変調推定部200は、位相変調を、衛星軌道と撮影対象の位置と注視点位置とのみから計算することもできる。The phase modulation estimation unit 200 can calculate the phase modulation using a combination of coefficients used in an imaging algorithm. The phase modulation estimation unit 200 can also calculate the phase modulation from only the satellite orbit, the squint angle, and the gaze point position. The phase modulation estimation unit 200 can also calculate the phase modulation from only the satellite orbit, the position of the subject, and the gaze point position.
実施形態6.
図13は、第6の実施形態の信号処理装置の構成例を示すブロック図である。図13に示す信号処理装置は、傾斜画像生成部100と、衛星観測データ記憶部130と、画像処理部300と、地上投影部301とを備えている。傾斜画像生成部102は、第1の実施形態における傾斜画像生成部100と同じ機能を有する。Embodiment 6.
Fig. 13 is a block diagram showing an example of the configuration of a signal processing device according to the sixth embodiment. The signal processing device shown in Fig. 13 includes a tilt image generating unit 100, a satellite observation data storage unit 130, an image processing unit 300, and a ground projection unit 301. The tilt image generating unit 102 has the same functions as the tilt image generating unit 100 in the first embodiment.
第6の実施形態の信号処理装置の構成は、第1の実施形態の信号処理装置に、画像処理部300と地上投影部301とが追加された構成である。なお、第1の実施形態以外の実施形態の信号処理装置に、画像処理部300と地上投影部301とが追加されてもよい。The configuration of the signal processing device of the sixth embodiment is a configuration in which an image processing unit 300 and a terrestrial projection unit 301 are added to the signal processing device of the first embodiment. Note that the image processing unit 300 and the terrestrial projection unit 301 may be added to a signal processing device of an embodiment other than the first embodiment.
ただし、傾斜画像生成部102は、傾斜画像生成部100の機能に加えて、斜交座標情報を作成する機能も有する。However, in addition to the functions of the tilt image generating unit 100, the tilt image generating unit 102 also has a function of generating oblique coordinate information.
画像処理部300は、傾斜画像生成部102が生成したデータすなわちレーダ画像に対して画像処理を行う。地上投影部301は、画像処理結果を地上投影する地上投影処理を行う。The image processing unit 300 performs image processing on the data, i.e., the radar image, generated by the tilt image generating unit 102. The ground projection unit 301 performs ground projection processing for projecting the image processing results onto the ground.
絶対値画像への変換や変化検知結果など、空間周波数が狭くなる画像処理が行われることがある。画像処理部300が、そのような画像処理を行うときに、傾斜画像生成部102が生成したデータをそのまま使用して画像処理を行い、次いで、地上投影部301が地上投影処理を行うことによって、処理の計算量を削減できる。Image processing that narrows the spatial frequency may be performed, such as conversion to an absolute value image or change detection results. When the image processing unit 300 performs such image processing, it performs image processing using the data generated by the tilt image generation unit 102 as is, and then the ground projection unit 301 performs ground projection processing, thereby reducing the amount of calculation required for processing.
斜交座標情報は、衛星軌道からのシフト量や座標軸方向等を含む。ただし、斜交座標情報が、例えば図14に示すような情報、すなわち、レンジ方向、レンジ方向に対して垂直な方向、画像中心距離を含んでいれば、地上投影部301は、衛星軌道に基づく投影処理を行える。なお、レンジ方向およびレンジ方向に対して垂直な方向が傾斜画像生成部102から出力されるように構成されているのは、それらが必ずしも厳密な情報でなくてよいためである。The oblique coordinate information includes the shift amount from the satellite orbit, the coordinate axis direction, etc. However, if the oblique coordinate information includes, for example, information such as that shown in Fig. 14, i.e., the range direction, the direction perpendicular to the range direction, and the image center distance, the terrestrial projection unit 301 can perform projection processing based on the satellite orbit. Note that the range direction and the direction perpendicular to the range direction are configured to be output from the tilt image generation unit 102 because they do not necessarily need to be precise information.
地上投影部301は、例えば、以下のように、地上投影処理を実行する。The terrestrial projection unit 301 executes the terrestrial projection process, for example, as follows.
地上投影部301は、レーダ画像における各々の画素が、どの衛星時刻で受信され、衛星軌道に対してどの距離にあるかを、画素番号と斜交座標情報に基づいて算出する。そして、地上投影部301は、地上投影を行う。例えば、地上投影部301は、地上の立体形状に基づいて、衛星軌道から等距離にある円と地上の立体との交差を算出する。地上投影部301は、より簡便に、撮影対象地点の中心における地球楕円体の接面との交差を算出してもよい。The ground projection unit 301 calculates the satellite time at which each pixel in the radar image was received and the distance from the satellite orbit based on the pixel number and the oblique coordinate information.The ground projection unit 301 then performs ground projection.For example, the ground projection unit 301 calculates the intersection of a circle equidistant from the satellite orbit and a solid on the ground based on the three-dimensional shape of the ground.More simply, the ground projection unit 301 may calculate the intersection of the center of the imaging target point with the tangent plane of the Earth ellipsoid.
例えば、接面を平面とし、小規模な領域における投影を行う場合には、地上投影部301は、特許文献2に記載された方法を若干改変することによって、Ground Control Pointすなわち地上位置とSAR画素位置を確実に整合させられる点の位置合わせと、簡単な変形によって、投影処理や位置合わせの補正処理を実現できる。なお、特許文献2に記載された方法ではアンテナ方向と衛星進行方向との2軸による座標系が用いられているのに対して、第6の実施形態では、アンテナ方向とアンテナ直交方向の2軸が使用されるように改変される。For example, when the tangent plane is a plane and projection is performed on a small area, the terrestrial projection unit 301 can realize projection processing and alignment correction processing by aligning the Ground Control Point, i.e., a point that reliably aligns the ground position with the SAR pixel position, and by simple deformation, by slightly modifying the method described in Patent Document 2. Note that while the method described in Patent Document 2 uses a coordinate system with two axes, the antenna direction and the satellite flight direction, the sixth embodiment is modified to use two axes, the antenna direction and a direction perpendicular to the antenna.
また、特許文献2に記載された方法では、画像中の軸を表すベクトルが先に投影される。そして、各画素の投影位置が、画像中心位置に対して先に投影されたベクトルが加算された相対位置として計算される。In the method described in Patent Document 2, a vector representing an axis in an image is first projected, and the projection position of each pixel is then calculated as a relative position obtained by adding the previously projected vector to the center position of the image.
実施形態7.
図15は、第7の実施形態の信号処理装置の構成例を示すブロック図である。図15に示す信号処理装置は、傾斜画像生成部100と、衛星観測データ記憶部130と、ベクトルデータ抽出部302と、地上投影部301とを備えている。傾斜画像生成部102は、第1の実施形態における傾斜画像生成部100と同じ機能を有する。Embodiment 7.
Fig. 15 is a block diagram showing an example of the configuration of a signal processing device according to the seventh embodiment. The signal processing device shown in Fig. 15 includes a tilt image generating unit 100, a satellite observation data storage unit 130, a vector data extracting unit 302, and a ground projection unit 301. The tilt image generating unit 102 has the same functions as the tilt image generating unit 100 in the first embodiment.
第7の実施形態の信号処理装置の構成は、第1の実施形態の信号処理装置に、ベクトルデータ抽出部302と地上投影部303とが追加された構成である。なお、第1の実施形態以外の実施形態の信号処理装置に、ベクトルデータ抽出部302と地上投影部303とが追加されてもよい。第7の実施形態の信号処理装置の構成は、第6の実施形態の信号処理装置における画像処理部300に代えて、ベクトルデータ抽出部302が設けられた構成である。なお、地上投影部303は、地上投影部301と同様に地上撮影処理を行うが、地上投影部303の入力はベクトルデータである。The signal processing device of the seventh embodiment has a configuration in which a vector data extraction unit 302 and a terrestrial projection unit 303 are added to the signal processing device of the first embodiment. Note that the vector data extraction unit 302 and the terrestrial projection unit 303 may be added to the signal processing device of any embodiment other than the first embodiment. The signal processing device of the seventh embodiment has a configuration in which the vector data extraction unit 302 is provided instead of the image processing unit 300 in the signal processing device of the sixth embodiment. Note that the terrestrial projection unit 303 performs terrestrial imaging processing in the same way as the terrestrial projection unit 301, but the input to the terrestrial projection unit 303 is vector data.
第6の実施形態と同様に、傾斜画像生成部102は、傾斜画像生成部100の機能に加えて、斜交座標情報を作成する機能も有する。As in the sixth embodiment, the tilt image generating unit 102 has the function of generating oblique coordinate information in addition to the function of the tilt image generating unit 100 .
ベクトルデータ抽出部302は、例えば、レーダ画像に画像処理が施された画像から、ベクトルデータを取得する。一例として、画像処理としてセマンティックセグメンテーションが実行される場合には、画素や画素群を接続したポリゴンを取得できる。地上投影部301は、ベクトルデータに基づいて地上投影処理を行う。The vector data extraction unit 302 acquires vector data from, for example, a radar image that has been subjected to image processing. For example, if semantic segmentation is performed as the image processing, polygons that connect pixels or pixel groups can be acquired. The ground projection unit 301 performs ground projection processing based on the vector data.
ベクトルデータに基づく地上投影処理の処理負荷は比較的小さい。すなわち、第7の実施形態の信号処理装置は、エイリアシングを防止しつつ、短期間で地上投影処理を実行できる。The processing load of the ground projection process based on vector data is relatively small, that is, the signal processing device of the seventh embodiment can perform the ground projection process in a short period of time while preventing aliasing.
なお、ベクトルデータ抽出部302は、干渉データ解析機能を含んでいてもよい。The vector data extraction unit 302 may include an interference data analysis function.
上記の実施形態における各構成要素は、1つのハードウェアで構成可能であるが、1つのソフトウェアでも構成可能である。また、各構成要素は、複数のハードウェアでも構成可能であり、複数のソフトウェアでも構成可能である。また、各構成要素のうちの一部をハードウェアで構成し、他部をソフトウェアで構成することもできる。Each component in the above embodiment can be configured as a single piece of hardware, or as a single piece of software. Each component can also be configured as multiple pieces of hardware, or as multiple pieces of software. Furthermore, some of the components can be configured as hardware, and the other parts can be configured as software.
上記の実施形態における各機能を、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッ
サやメモリ等を有するコンピュータで実現可能である。例えば、記憶装置に上記の実施形態における方法を実施するためのプログラムを格納し、各機能を、記憶装置に格納されたプログラムをCPUで実行することによって実現してもよい。 Each function in the above-described embodiments can be realized by a computer having a processor such as a CPU (Central Processing Unit), a memory, etc. For example, a program for implementing the method in the above-described embodiments may be stored in a storage device, and each function may be realized by executing the program stored in the storage device by the CPU.
図16は、CPUを有するコンピュータの一例を示すブロック図である。コンピュータは、信号処理装に実装される。CPU1000は、記憶装置1001に格納された信号処理プログラムに従って処理を実行することによって、上記の実施形態における信号処理装置の機能を実現する。16 is a block diagram showing an example of a computer having a CPU. The computer is implemented in a signal processing device. The CPU 1000 executes processing in accordance with a signal processing program stored in a storage device 1001, thereby realizing the functions of the signal processing device in the above-described embodiment.
具体的には、第1の実施形態の場合には、コンピュータは、傾斜画像生成部100の機能を実現する。第2の実施形態の場合には、コンピュータは、格子生成部111および逆投影部112の機能を実現する。第3の実施形態の場合には、コンピュータは、2Dフーリエ変換部113、レンジスペクトルシフト部114、アジマススペクトルシフト部115、および2D逆フーリエ変換部116の機能を実現する。第4の実施形態の場合には、コンピュータは、アップサンプル部117、ゼロドップラー結像処理部118、回転処理部119、およびダウンサンプル部120の機能を実現する。第5の実施形態の場合には、コンピュータは、傾斜画像生成部100および位相変調推定部200の機能を実現する。第6の実施形態の場合には、コンピュータは、傾斜画像生成部102、画像処理部300、および地上投影部301の機能を実現する。第7の実施形態の場合には、コンピュータは、傾斜画像生成部102、ベクトルデータ抽出部302、および地上投影部303の機能を実現する。Specifically, in the first embodiment, the computer realizes the functions of the gradient image generating unit 100. In the second embodiment, the computer realizes the functions of the grid generating unit 111 and the back projection unit 112. In the third embodiment, the computer realizes the functions of the 2D Fourier transform unit 113, the range spectrum shifting unit 114, the azimuth spectrum shifting unit 115, and the 2D inverse Fourier transforming unit 116. In the fourth embodiment, the computer realizes the functions of the upsampling unit 117, the zero Doppler imaging processing unit 118, the rotation processing unit 119, and the downsampling unit 120. In the fifth embodiment, the computer realizes the functions of the gradient image generating unit 100 and the phase modulation estimating unit 200. In the sixth embodiment, the computer realizes the functions of the gradient image generating unit 102, the image processing unit 300, and the ground projection unit 301. In the seventh embodiment, the computer realizes the functions of the gradient image generating unit 102, the vector data extracting unit 302, and the ground projection unit 303.
記憶装置1001は、例えば、非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)である。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの
実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読
媒体の具体例として、磁気記録媒体(例えば、ハードディスク)、光磁気記録媒体(例えば、光磁気ディスク)、CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)、CD-R(Compact Disc-Recordable)、CD-R/W(Compact Disc-ReWritable)、半導体メモリ
(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM
)、フラッシュROM)がある。 The storage device 1001 is, for example, a non-transitory computer readable medium. The non-transitory computer readable medium includes various types of tangible storage media. Specific examples of the non-transitory computer readable medium include magnetic recording media (for example, hard disks), magneto-optical recording media (for example, magneto-optical disks), CD-ROMs (Compact Disc-Read Only Memory), CD-Rs (Compact Disc-Recordable), CD-R/Ws (Compact Disc-ReWritable), semiconductor memories (for example, mask ROMs, PROMs (Programmable ROMs), and EPROMs (Erasable PROMs)).
), flash ROM).
衛星観測データ記憶部130は、記憶装置1001で実現可能である。The satellite observation data storage unit 130 can be realized by the storage device 1001 .
また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium )に格納されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体には、例えば、有線通信路または無線通信路を介して、すなわち、電気信号、光信号または電磁波を介して、プログラムが供給される。The program may also be stored in various types of transitory computer-readable media, to which the program is supplied, for example, via a wired or wireless communication path, i.e., via an electrical signal, an optical signal, or an electromagnetic wave.
メモリ1002は、例えばRAM(Random Access Memory)で実現され、CPU1000が処理を実行するときに一時的にデータを格納する記憶手段である。メモリ1002に、記憶装置1001または一時的なコンピュータ可読媒体が保持するプログラムが転送され、CPU1000がメモリ1002内のプログラムに基づいて処理を実行するような形態も想定しうる。The memory 1002 is realized by, for example, a RAM (Random Access Memory), and is a storage means for temporarily storing data when the CPU 1000 executes processing. A configuration is also conceivable in which a program held in the storage device 1001 or a temporary computer-readable medium is transferred to the memory 1002, and the CPU 1000 executes processing based on the program in the memory 1002.
信号処理装置は、アンテナ方向に直交する方向の各座標における位相変調量を算出する位相変調推定手段(実施形態では、位相変調推定部200で実現される。)を備えていてもよい。The signal processing device may include a phase modulation estimation means (implemented by the phase modulation estimation unit 200 in the embodiment) that calculates the amount of phase modulation at each coordinate in a direction orthogonal to the antenna direction.
信号処理装置は、レーダ画像に対して画像処理を施す画像処理手段(実施形態では、画像処理部300で実現される。)と、画像処理の結果を地上投影する処理を行う地上投影手段(実施形態では、地上投影部301で実現される。)とを備えていてもよい。The signal processing device may include an image processing means (realized by the image processing unit 300 in the embodiment) that performs image processing on the radar image, and a ground projection means (realized by the ground projection unit 301 in the embodiment) that performs processing to project the results of the image processing onto the ground.
信号処理装置は、レーダ画像に画像処理が施された画像から、ベクトルデータを取得するベクトルデータ抽出手段(実施形態では、ベクトルデータ抽出部302で実現される。)と、ベクトルデータに基づく地上投影処理を行う地上投影手段(実施形態では、地上投影部303で実現される。)とを備えていてもよい。The signal processing device may include a vector data extraction means (in the embodiment, realized by the vector data extraction unit 302) that acquires vector data from an image obtained by image processing of a radar image, and a ground projection means (in the embodiment, realized by the ground projection unit 303) that performs ground projection processing based on the vector data.
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various modifications that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention.
100,101,102 傾斜画像生成部
111 格子生成部
112 逆投影部
113 2Dフーリエ変換部
114 レンジスペクトルシフト部
115 アジマススペクトルシフト部
116 2D逆フーリエ変換部
117 アップサンプル部
118 ゼロドップラー結像処理部
119 回転処理部
120 ダウンサンプル部
130 衛星観測データ記憶部
131 観測信号
132 衛星情報
200 位相変調推定部
300 画像処理部
301,303 地上投影部
302 ベクトルデータ抽出部
1000 CPU
1001 記憶装置
1002 メモリ 100, 101, 102 Tilt image generation unit 111 Grid generation unit 112 Back projection unit 113 2D Fourier transform unit 114 Range spectrum shift unit 115 Azimuth spectrum shift unit 116 2D inverse Fourier transform unit 117 Upsampling unit 118 Zero Doppler imaging processing unit 119 Rotation processing unit 120 Downsampling unit 130 Satellite observation data storage unit 131 Observation signal 132 Satellite information 200 Phase modulation estimation unit 300 Image processing unit 301, 303 Ground projection unit 302 Vector data extraction unit 1000 CPU
1001 storage device 1002 memory
Claims (5)
画像化アルゴリズムとしてのゼロドップラーアルゴリズムに基づいて画像化処理を行うゼロドップラー結像処理手段と、
前記画像化処理の結果のスペクトルを回転させる回転処理手段と、
スペクトルの周囲の画素数を減らす処理を行うダウンサンプル手段とを備え、
衛星の進行方向に直交する直交方向とは異なる方向に信号を照射する衛星が該信号を照射する方向を表す第1方向と、前記進行方向および前記直交方向がなす平面において前記第1方向に直交する第2方向とに沿って表すデータ形式にて、前記信号に対する反射信号に関する情報を作成する
信号処理装置。 an upsampling means for adding pixels around the spectrum;
a zero Doppler imaging processing means for performing imaging processing based on a zero Doppler algorithm as an imaging algorithm;
a rotation processing means for rotating the spectrum resulting from the imaging processing;
downsampling means for performing processing to reduce the number of pixels around the spectrum;
A signal processing device that creates information about a reflected signal in response to a signal in a data format that represents a first direction that represents a direction in which a satellite that emits a signal in a direction different from an orthogonal direction that is orthogonal to the satellite's direction of travel radiates the signal, and a second direction that is orthogonal to the first direction in a plane formed by the direction of travel and the orthogonal direction.
請求項1に記載の信号処理装置。 The signal processing device according to claim 1 , further comprising a phase modulation estimation unit that calculates a phase modulation amount at each coordinate in the second direction.
逆投影法によって、前記複数の格子の間に画素を生成する逆投影手段とを備えた
請求項1または請求項2に記載の信号処理装置。 a grid generating means for generating a plurality of grids having axes along the first direction and the second direction;
3. The signal processing device according to claim 1, further comprising back projection means for generating pixels between the plurality of grids by a back projection method.
スペクトルの周囲に画素を追加し、
画像化アルゴリズムとしてのゼロドップラーアルゴリズムに基づいて画像化処理を行い、
前記画像化処理の結果のスペクトルを回転させ、
スペクトルの周囲の画素数を減らす処理を行い、
衛星の進行方向に直交する直交方向とは異なる方向に信号を照射する衛星が該信号を照射する方向を表す第1方向と、前記進行方向および前記直交方向がなす平面において前記第1方向に直交する第2方向とに沿って表すデータ形式にて、前記信号に対する反射信号に関する情報を、前記コンピュータが作成する
信号処理方法。 The computer
Add pixels around the spectrum,
performing imaging processing based on a zero Doppler algorithm as an imaging algorithm;
Rotating the spectrum resulting from the imaging process;
The number of pixels around the spectrum is reduced,
A signal processing method in which the computer creates information about a reflected signal in response to a signal in a data format that represents a first direction that represents a direction in which a satellite radiates a signal in a direction different from an orthogonal direction that is orthogonal to the satellite's direction of travel, and a second direction that is orthogonal to the first direction in a plane formed by the direction of travel and the orthogonal direction.
スペクトルの周囲に画素を追加させ、
画像化アルゴリズムとしてのゼロドップラーアルゴリズムに基づいて画像化処理を行わせ、
前記画像化処理の結果のスペクトルを回転させ、
スペクトルの周囲の画素数を減らす処理を行わせ、
衛星の進行方向に直交する直交方向とは異なる方向に信号を照射する衛星が該信号を照射する方向を表す第1方向と、前記進行方向および前記直交方向がなす平面において前記第1方向に直交する第2方向とに沿って表すデータ形式にて、前記信号に対する反射信号に関する情報を作成する処理
を実行させるための信号処理プログラム。 On the computer,
Add pixels around the spectrum,
performing imaging processing based on a zero Doppler algorithm as an imaging algorithm;
Rotating the spectrum resulting from the imaging process;
The number of pixels around the spectrum is reduced.
A signal processing program for executing a process of creating information about a reflected signal in response to a signal in a data format that represents a first direction representing a direction in which a satellite radiates a signal in a direction different from an orthogonal direction that is orthogonal to the satellite's direction of travel, and a second direction that is orthogonal to the first direction in a plane formed by the direction of travel and the orthogonal direction.
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