(57)【要約】【課題】高い精度で位相誤差を検出、補正することを可能とする合成開口ソーナー、合成開口ソーナーの位相誤差補正方法及びプログラムを提供する。【解決手段】ストリップマップモードの合成開口ソーナーの位相誤差補正に関し、ＤＰＣＡ（Displaced Phase Center Antenna）等により空間的に位相中心をオーバーラップさせた送受信による受信信号から合成開口画像を生成する第１のステップと、合成開口画像の高いレベルのレンジビンのアジマスデータに対応する空間サンプルから位相誤差勾配の推定値を生成する第２のステップと、前記位相誤差勾配の推定値に基づいて前記空間サンプルの位相を補正する第３のステップと、を含むことを特徴とする。【選択図】図３
2010127771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストリップマップモードの合成開口ソーナーであって、
複数の位相中心を形成可能な送受信アレイにより得られた空間的にオーバーラップする受信信号から合成開口画像を生成する第１の手段と、合成開口画像の高いレベルのレンジビンのアジマスデータに対応する空間サンプルから位相誤差勾配の推定値を生成する第２の手段と、前記位相誤差勾配の推定値に基づいて前記空間サンプルの位相を補正する第３の手段と、を備えることを特徴とする合成開口ソーナー。
【請求項２】
前記第２の手段は、前記位相誤差勾配の推定値を空間的にオーバーラップする空間サンプルから生成することを特徴とする請求項１記載の合成開口ソーナー。
【請求項３】
前記第３の手段は、前記位相誤差勾配の推定値をアジマス方向に積分して位相誤差の推定値を生成して前記空間サンプルの位相を補正することを特徴とする請求項２記載の合成開口ソーナー。
【請求項４】
位相を補正した前記空間サンプルの合成開口処理を行う第４の手段を備えることを特徴とする請求項１から３の何れかの請求項記載の合成開口ソーナー。
【請求項５】
前記第４の手段の処理で生成される合成開口画像のフォーカスが収束するまで、該合成開口画像を前記第２の手段の合成開口画像として出力する第５の手段を備えることを特徴とする請求項４記載の合成開口ソーナー。
【請求項６】
前記第５の手段は、合成開口画像のフォーカスの収束を前記位相誤差勾配の推定値又は位相誤差の推定値に基づいて判定することを特徴とする請求項５記載の合成開口ソーナー。
【請求項７】
前記オーバーラップの数は２以上であることを特徴とする請求項１から６の何れかの請求項記載の合成開口ソーナー。
【請求項８】
ストリップマップモードの合成開口ソーナーの位相誤差補正方法であって、
複数の位相中心を形成可能な送受信アレイにより得られた空間的にオーバーラップする受信信号から合成開口画像を生成する第１のステップと、合成開口画像の高いレベルのレンジビンのアジマスデータに対応する空間サンプルから位相誤差勾配の推定値を生成する第２のステップと、前記位相誤差勾配の推定値に基づいて前記空間サンプルの位相を補正する第３のステップと、を含むことを特徴とする位相誤差補正方法。
【請求項９】
前記第２のステップは、前記位相誤差勾配の推定値を空間的にオーバーラップする空間サンプルから生成することを特徴とする請求項８記載の位相誤差補正方法。
【請求項１０】
前記第３のステップは、前記位相誤差勾配の推定値をアジマス方向に積分して位相誤差の推定値を生成して前記空間サンプルの位相を補正することを特徴とする請求項９記載の位相誤差補正方法。
【請求項１１】
位相を補正した前記空間サンプルの合成開口処理を行う第４のステップを含むことを特徴とする請求項８から１０の何れかの請求項記載の位相誤差補正方法。
【請求項１２】
前記第４のステップの処理で生成される合成開口画像のフォーカスが収束するまで、該合成開口画像を前記第２のステップの合成開口画像として出力する第５のステップを含むことを特徴とする請求項１１記載の位相誤差補正方法。
【請求項１３】
前記第５のステップは、合成開口画像のフォーカスの収束を前記位相誤差勾配の推定値又は位相誤差の推定値に基づいて判定することを特徴とする請求項１２記載の位相誤差補正方法。
【請求項１４】
前記オーバーラップの数は２以上であることを特徴とする請求項８から１３の何れかの請求項記載の位相誤差補正方法。
【請求項１５】
ストリップマップモードの合成開口ソーナーの位相誤差補正を制御するプログラムであって、
コンピュータに、
複数の位相中心を形成可能な送受信アレイにより得られた空間的にオーバーラップする受信信号から合成開口画像を生成する第１のステップと、合成開口画像の高いレベルのレンジビンのアジマスデータに対応する空間サンプルから位相誤差勾配の推定値を生成する第２のステップと、前記位相誤差勾配の推定値に基づいて前記空間サンプルの位相を補正する第３のステップと、を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１６】
前記第２のステップは、前記位相誤差勾配の推定値を空間的にオーバーラップする空間サンプルから生成することを特徴とする請求項１５記載のプログラム。
【請求項１７】
前記第３のステップは、前記位相誤差勾配の推定値をアジマス方向に積分して位相誤差の推定値を生成して前記空間サンプルの位相を補正することを特徴とする請求項１６記載のプログラム。
【請求項１８】
位相を補正した前記空間サンプルの合成開口処理を行う第４のステップを含むことを特徴とする請求項１５から１７の何れかの請求項記載のプログラム。
【請求項１９】
前記第４のステップの処理で生成される合成開口画像のフォーカスが収束するまで、該合成開口画像を前記第２のステップの合成開口画像として出力する第５のステップを含むことを特徴とする請求項１８記載のプログラム。
【請求項２０】
前記第５のステップは、合成開口画像のフォーカスの収束を前記位相誤差勾配の推定値又は位相誤差の推定値に基づいて判定することを特徴とする請求項１９記載の位相誤差補正方法。
【請求項２１】
前記オーバーラップの数は２以上であることを特徴とする請求項１５から２０の何れかの請求項記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は合成開口ソーナーに関し、特に位相誤差補正を適用した合成開口ソーナー、合成開口ソーナーの位相誤差補正方法及びプログラムに関する。
【０００２】
【背景技術】
【０００３】
合成開口ソーナーは、低周波音響に固有の問題である空間分解能の低さを合成開口処理により改善したソーナーシステムである。広い指向性の短いアレイ（送受波器）による複数ピングデータを蓄積、処理し、仮想的な長いアレイ（合成開口アレイ）を構成することで、シャープな指向性のソーナー画像を生成しようとするものである。海底面等の精密なソーナー画像を取得するために用いられる。
【０００４】
本発明の関連技術として、ＤＰＣＡ（Displaced Phase Center Antenna）を利用して空間的なオーバーラップを生成し、ピング毎の位相誤差を逐次推定して補正する方法が提案されている（特許文献１）。ＤＰＣＡにより１回のピングで３つの空間サンプルを取得できる構成とし、次のピングで空間的にオーバーラップする受信信号が得られるようにし、空間的にオーバーラップする２つの受信信号の相互相関を取ることでピング間のレンジ方向の時間遅延に相当する位相誤差を検出するものである。
【０００５】
一方、合成開口処理自体は、レーダー分野では既に実用化されて幅広く利用されている。  
例えば、合成開口レーダーとして、ＤＰＣＡを使用せず生成された合成開口画像から位相誤差を推定、補正するＰＧＡ（Phase Gradient Autofocus）の方式が提案されている（非特許文献１）。但し、このＰＧＡで対象とするのはＳｐｏｔｌｉｇｈｔモードと呼ばれる合成開口処理である。受信信号をアジマス方向に微分して位相誤差の勾配（Gradient）を求めて積分しなおすことで位相誤差成分を推定し、受信信号の位相誤差を補正するものである。
【０００６】
また、レーダー分野のストリップマップ（Ｓｔｒｉｐｍａｐ）モードの合成開口処理としては、目標からのエコー信号はアジマス方向に正弦波成分として現れることから、２階微分してエコーの位相成分を除去した後に２重積分をすることで位相誤差成分を抽出する方法が提案されている（非特許文献２）。この方法は位相誤差のアジマス方向の曲率（Curvature）を２回微分により算出し、２重積分により位相誤差を推定するものであり、位相誤差の２階微分である曲率（Curvature）を用いることから、ＰＧＡではなくＰＣＡ（Phase Curvature Autofocus）とも呼ばれている。
【特許文献１】特開２００２−２１４３４１号公報
【非特許文献１】D.E.Wahl et al, ”Phase Gradient Autofocus - A Robust Tool for High Resolution SAR Phase Correction”,IEEE TRANS AEROSPACE & ELECTRONIC SYSTEM,Vol.30,No3, JULY 1994
【非特許文献２】D.E.Wahl et al, ”New approach to strip-map SAR autofocus”,Digital Signal Processing Workshop, 1994., 1994 Sixth IEEE
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のように合成開口ソーナーは、低周波音響に固有の問題である空間分解能の低さを合成開口処理により改善するソーナーシステムであり、本発明の関連技術の特許文献１記載の方法は、位相誤差の補正に関しＤＰＣＡを利用して空間的にオーバーラップする２つの受信信号を生成し、両信号の相互相関をとりピング毎の位相誤差を逐次推定して補正する方法である。
【０００８】
しかし、この方法ではフォーカスをあわせる目標エコーが受信信号に十分に強く現われることを前提条件としており、受信信号に表れる目標エコーが十分に強くない場合や、雑音やインコヒーレントな海底残響が強く現われる場合は、位相誤差の補正精度が劣化し、合成開口画像が十分にフォーカスしないので、画像がぼやけてしまうという問題がある。
【０００９】
この理由は、インコヒーレントな残響や雑音のレベルが瞬時的に目標エコーよりも強く表れることにより、画像化対象である目標エコーから位相誤差を検出することができず、位相誤差補正の精度が劣化するからである。
【００１０】
また、合成開口処理自体は、レーダー分野で既に実用化されて幅広く利用されているが、レーダー分野の合成開口処理を位相擾乱の大きい水中音響を対象とする等、ソーナー分野への適用においては、位相誤差の補正の技術的な困難さにより実用化が遅れている。
【００１１】
例えば、非特許文献２記載のレーダー分野のＰＣＡを合成開口ソーナーに適用することが考えられるが、ＳｔｒｉｐｍａｐモードでのＰＣＡの適用は、ＳｐｏｔｌｉｇｈｔモードのＰＧＡと比較して十分なフォーカスが得られず、合成開口画像が十分にフォーカスせず画像がぼやけてしまうという問題がある。
【００１２】
これはＰＣＡは２重積分により位相誤差成分を抽出することから、１回積分のＰＧＡに比べて誤差が重畳しやすく、ＰＣＡの２重積分による位相誤差の推定は、算出したアジマス方向の曲率に重畳する雑音やバイアスの影響を受けやすく、位相誤差の推定精度が劣化するからである。
【００１３】
（目的）
本発明の目的は、以上の問題点を解決するものであり、高い精度で位相誤差を検出、補正することを可能とする合成開口ソーナー、合成開口ソーナーの位相誤差補正方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の合成開口ソーナーは、ストリップマップモードの合成開口ソーナーであって、複数の位相中心を形成可能な送受信アレイにより得られた空間的にオーバーラップする受信信号から合成開口画像を生成する第１の手段と、合成開口画像の高いレベルのレンジビンのアジマスデータに対応する空間サンプルから位相誤差勾配の推定値を生成する第２の手段と、前記位相誤差勾配の推定値に基づいて前記空間サンプルの位相を補正する第３の手段と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第１の合成開口ソーナーの位相誤差補正方法は、ストリップマップモードの合成開口ソーナーの位相誤差補正方法であって、複数の位相中心を形成可能な送受信アレイにより得られた空間的にオーバーラップする受信信号から合成開口画像を生成する第１のステップと、合成開口画像の高いレベルのレンジビンのアジマスデータに対応する空間サンプルから位相誤差勾配の推定値を生成する第２のステップと、前記位相誤差勾配の推定値に基づいて前記空間サンプルの位相を補正する第３のステップと、を含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明の第１のプログラムは、ストリップマップモードの合成開口ソーナーの位相誤差補正を制御するプログラムであって、コンピュータに、複数の位相中心を形成可能な送受信アレイにより得られた空間的にオーバーラップする受信信号から合成開口画像を生成する受信信号から合成開口画像を生成する第１のステップと、合成開口画像の高いレベルのレンジビンのアジマスデータに対応する空間サンプルから位相誤差勾配の推定値を生成する第２のステップと、前記位相誤差勾配の推定値に基づいて前記空間サンプルの位相を補正する第３のステップと、を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ストリップマップモードの合成開口処理において、雑音やインコヒーレントな残響が強い環境下でも、フォーカスのあった合成開口ソーナー画像を得ることができる。
【００１８】
その理由は、ＤＰＣＡ（Displaced Phase Center Antenna）等を用いた空間サンプルの多重化とＰＧＡの組み合わせより、オーバーラップ信号の相互相関を使用せずに位相誤差を推定し、補正することができるためである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の合成開口ソーナー、合成開口ソーナーの位相誤差補正方法及びプログラムの実施形態について説明する。
（第１に実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態の構成を示す図であり、（ａ）は合成開口ソーナー、（ｂ）は合成開口ソーナーの位相誤差補正方法である。
【００２０】
本実施形態の合成開口ソーナーは、ストリップマップモードの合成開口処理を行う合成開口ソーナーに関し、
複数の位相中心を形成可能な送受信アレイにより得られた空間的にオーバーラップする受信信号から合成開口画像を生成する第１の手段１と、合成開口画像の高いレベルのレンジビンのアジマスデータに対応する空間サンプルから位相誤差勾配の推定値を生成する第２の手段２と、前記位相誤差勾配の推定値に基づいて前記空間サンプルの位相を補正する第３の手段３と、を備える。
【００２１】
本発明の合成開口ソーナーの位相誤差補正方法は、ストリップマップモードの合成開口処理を行う合成開口ソーナーの位相誤差補正方法に関し、複数の位相中心を形成可能な送受信アレイにより得られた空間的にオーバーラップする受信信号から合成開口画像を生成する第１のステップ（Ｓ１１）と、合成開口画像の高いレベルのレンジビンのアジマスデータに対応する空間サンプルから位相誤差勾配の推定値を生成する第２のステップ（Ｓ１２）と、前記位相誤差勾配の推定値に基づいて前記空間サンプルの位相を補正する第３のステップ（Ｓ１３）と、を含む。
【００２２】
合成開口ソーナーにおいては、ソーナー・プラットフォームの動揺や水中音速の擾乱などの影響により、ピングデータに位相誤差が重畳するため、ソーナー画像のフォーカスがあわず、ぼやけた映像となる。
【００２３】
本実施形態の合成開口ソーナー及び位相誤差補正方法では、ストリップマップ（Ｓｔｒｉｐｍａｐ）モードの合成開口ソーナーに関し、ＤＰＣＡ等の手法を利用し、空間的に位相中心をオーバーラップさせて音響の送受信を行い、受信信号の合成開口処理結果に基づいて、オーバーラップ点の空間サンプルにより位相誤差の勾配を求めることにより、オーバーラップ信号の相互相関を使用することなく、空間サンプルの位相の補正を可能とし、合成開口画像のフォーカスの精度を高めることを可能としている。
【００２４】
（第２の実施形態）
図２は本発明の第２の実施形態の合成開口ソーナーの処理アルゴリズムの概念図であり、図３は第２の実施形態の処理フローチャートを示す図である。以下、図２を参照して図３に示す本実施形態の処理動作を説明する。
【００２５】
本実施形態の合成開口ソーナーは、図２に示すように、音波の送受信アレイ（ＴＸ／ＲＸ）と同受信アレイ（ＲＸ）とからなる送受信アレイ（送受波器）等、ＤＰＣＡ等の方法を利用した複数の位相中心を形成できる送受信アレイを用いて、連続する２ピングの間で空間的に位相中心が一致するオーバーラップ点が生成されるようにピング周期及び送受信アレイのアジマス方向の進行速度を設定し、ピング毎にＮ個（Ｎ＞１、図２はＮ＝２の例）の受信信号を取得する。
【００２６】
ＤＰＣ（Displaced Phase Center）により空間的に位相中心をオーバーラップさせた送受信によるピング毎に得られた２通りの受信信号で一般的な合成開口処理を行って２通りの合成開口画像を生成する（Ｓ２１）。
【００２７】
画像中で目標と思われるレベルの高いレンジビンのアジマスデータを選択し、２通りの合成開口処理結果により、選択されたレンジビンのアジマスデータに該当する空間サンプルを抽出する（Ｓ２２）。
【００２８】
２通りの空間サンプルについて、空間的にオーバーラップする２サンプル同士を用いて微分操作を行い、位相誤差勾配の推定値を算出する（Ｓ２３）。
【００２９】
得られた位相誤差の勾配をアジマス方向に積分して位相誤差の推定値を得る（Ｓ２４）。
【００３０】
位相誤差の推定値を用いて空間サンプルの位相を補正する（Ｓ２５）。
【００３１】
位相を補正した空間サンプルに対して合成開口処理を行い、位相誤差が補正された合成開口処理結果を得る（Ｓ２６）。
【００３２】
合成開口処理により得られた合成開口画像のフォーカスの判定を行い、収束するまで、画像中でレベルの高いレンジビンを選択するステップＳ２２以降の処理を画像のフォーカスが合うまで繰り返す（Ｓ２７）。
【００３３】
本実施形態によれば空間的なオーバーラップを生成して送受信を行い、合成開口画像を利用してオーバーラップ点での送受信信号から位相誤差の勾配を求めることにより、ＳｔｒｉｐｍａｐモードでＰＧＡを適用できるから合成開口画像のフォーカスの精度を高めることが可能である。
【００３４】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態として、ＤＰＣＡ等による空間サンプリングの多重化数を２とした合成開口レーダー及び位相誤差補正方法の構成例を説明する。
【００３５】
（構成の説明）
図４は第３の実施形態の構成を示す図である。
【００３６】
合成開口処理結果の２通りの入力画像から強いレベルが現われている点を抽出して当該レンジのアジマスデータを取得するデータ取得部１０と、両アジマスデータをＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）して空間サンプルＳｐ、Ｓａを生成する信号生成部２０と、両サンプルの位相誤差勾配を算出する信号処理部３０と、位相誤差勾配を積分して位相誤差を算出する積分器４０と、位相誤差の複素共役（conjugate）とＳｐ、Ｓａの積算を行う位相補正部５０と、位相補正されたＳｐ、ＳａをＦＦＴ（Fast Fourier Transform）して合成開口処理結果を生成する合成開口処理部６０と、合成開口処理結果のフィーカスを判定する判定処理部７０と、から構成される。
【００３７】
また、データ取得部１０は、画像のピーク前後のアジマスデータを取り出すピーク検出部１１と、予め設定された閾値以下のレベルとなるアジマスデータを０に置き換えるウィンドウ処理部１２と、から構成される。
【００３８】
（動作の説明）
次に、第３の実施形態の動作を図２及び図４を参照して詳細に説明する。
【００３９】
データ取得部１０は、初期状態でＤＰＣＡ等で多重化された２つのピングデータから生成された２つの合成開口処理結果を入力とする。
【００４０】
例えば、図２に示すようなＤＰＣＡ等を利用した送受信アレイ（送受波器）により、連続する２ピングの間で空間的に位相中心が一致するオーバーラップ点を生成するようにピング周期及び送受信アレイの進行速度を設定して取得したピング毎の２個の受信信号に対する２通りの合成開口処理結果を入力する。
【００４１】
ここで、初期状態で入力とする合成開口処理結果は、ピングデータにアジマスチャープ波形の複素共役を乗算してＦＦＴする前処理によって生成しておくものとする。
【００４２】
ピーク検出部１１は、合成開口画像でピークの現われているレンジについて、ピーク点を中心にＭ＋１個のアジマスデータをそれぞれの合成開口処理結果から切り出す。
【００４３】
ウィンドウ処理部１２は、切り出されたアジマスデータのレベルが閾値以下のビンを０に置き換える。
【００４４】
信号生成部２０は、Ｍ＋１個の２通りのアジマスデータに対してＭ＋１ポイントのＩＦＦＴをそれぞれ行い、空間サンプルＳｐ、Ｓａを生成する。
【００４５】
ピーク検出部１０および信号生成部２０で生成される空間サンプルＳｐ、Ｓａは、それぞれ図１におけるＳｐ（１）、Ｓｐ（２）、・・・Ｓｐ（Ｍ＋１）、およびＳａ（１）、Ｓａ（２）、・・・Ｓａ（Ｍ＋１）に相当する。
【００４６】
信号処理器３０は、ピングｋについてＳｐ（ｋ）、Ｓａ（ｋ＋１）を用いて、以下の処理を行い、位相誤差勾配の推定値ＰＧ（ｋ）を算出する。
【００４７】
【数１】
2010127771.tif 000003
つまり信号処理器３０は、ピング１〜Ｍ＋１について前記処理を行い、位相誤差勾配の推定値ＰＧ（ｋ）（ｋ＝１〜Ｍ）を積分器４０に出力する。
【００４８】
積分器４０は、入力されたＰＧ（ｋ）（ｋ＝１〜Ｍ）に対して以下の処理を行い、位相誤差推定値θ（ｋ）（ｋ＝１〜Ｍ）を算出して位相補正部５０に出力する。
【００４９】
【数２】
2010127771.tif 000004
位相補正部５０は、信号生成部２０から信号Ｓｐ（１〜Ｍ）、Ｓａ（２〜Ｍ＋１）を取得し、位相誤差推定値θ（ｋ）（ｋ＝１〜Ｍ）を用いて以下の位相補正（乗算）処理を行い、位相誤差が補正された空間サンプルＳｍｐ（ｋ）、Ｓｍａ（ｋ）（ｋ＝１〜Ｍ）を合成開口処理部６０に出力する。
【００５０】
【数３】
2010127771.tif 000005
合成開口処理部６０は、空間サンプルＳｍｐ、Ｓｍａに対してそれぞれＦＦＴを適用し、位相誤差が補正された合成開口結果を生成する。また合成開口結果のパワーをとって合成開口画像を生成する。
【００５１】
判定処理部７０は、合成開口画像のフォーカスの収束の状態を判定し、合成開口画像のフォーカスが十分にあうまで新たな合成開口画像に対する上記の処理手順を繰り返して実施する。具体的には、前記フォーカスの収束に関し、θ（ｋ）（ｋ＝１〜Ｍ）の絶対値の総和について、以下の条件で収束判定処理を行い、該条件を満たすまで合成開口処理部６０の合成開口処理結果をデータ取得部１０に出力する。
【００５２】
【数４】
2010127771.tif 000006
また、判定処理部７０はフォーカスの収束（終了）時には、補正後の空間サンプル又は合成開口画像を図示しない出力部（記録部等）に出力（記録）する。
【００５３】
本実施形態によれば、ＤＰＣＡ等の方法により空間サンプルの多重化とＰＧＡ方式の組み合わせにより位相誤差の検出、補正が可能である。つまり、本発明の関連技術の方式のようにオーバーラップ信号の相互相関を使用するよりも高い精度でピング間の位相誤差を検出、補正することが可能であるから、ソーナー・プラットフォームの動揺や水中音速の擾乱などに起因する位相誤差によりフォーカスがずれた合成開口ソーナー画像に対し、フォーカスのあった合成開口ソーナー画像を得ることが可能である。
【００５４】
（第４の実施形態）
以上の第２、３の実施形態では、２個のオーバーラップ点を生成した構成例を示したが、本発明は３以上のオーバーラップ点を生成する場合にも適用可能である。
【００５５】
本発明の第４の実施形態は、図２、４に示すＤＰＣＡ等による空間サンプルの多重化を例えば３以上の値Ｎに設定し、ｍ（２＜ｍ≦Ｎ）個の空間的なオーバーラップ点を生成し、ｍ個の位相誤差勾配を推定するように構成する。
【００５６】
本実施形態では、図４に示すデータ取得部１０の入力信号数は２ではなくｍ個になり、また処理器３０ではｍ個の位相誤差勾配の推定値が算出され、ｍ個の位相誤差勾配の推定値の平均を取る等の手法により、最終的な位相誤差勾配の推定値ＰＧが得られる。
【００５７】
積分器４０では位相誤差の推定値を生成し、位相補正部５０は信号生成部２０からｍ個の信号を取得し、位相誤差の推定値との乗算によりそれぞれ位相補正処理を行い、位相誤差が補正されたｍ個の空間サンプルを合成開口処理部６０に出力する。
【００５８】
合成開口処理部６０は補正されたｍ個の空間サンプルの合成開口処理を行い、判定処理部７０は、合成開口処理結果を判定して、合成開口画像のフォーカスが収束するまで、新たな合成開口画像をデータ取得部１０に出力する。
【００５９】
空間サンプルの多重化数を３以上とすると、位相誤差の推定値に若干の相違が出ることもあるが、本発明の効果に及ぼす影響はさほど大きくはなく、以上の各実施形態とほぼ同じ結果が得られる。
【００６０】
（他の実施形態）
以上の実施形態では、本発明の合成開口画像のフォーカスの収束の判定により処理手順を繰り返し実施するための判定処理部７０について、位相誤差の推定値を用いて行う構成例を示したが、位相誤差の推定値に代えて、位相誤差の勾配の推定値を用いて行うように構成することが可能であり、更には、判定処理部７０で該合成開口画像を表示し、オペレータの目視判定により行うように構成することも可能である。
【００６１】
本発明の以上の実施形態の処理は、ハードウェアにより実行させることが可能であるとともに、ソフトウェアにより実行させることが可能である。前述の一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、以上の実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶部を合成開口ソーナーの処理装置に備え、該処理装置のコンピュータを構成するＣＰＵ（Central Processing Unit）が前記記憶部に格納されたプログラムコードを読み込み、実行するように構成される。
【００６２】
図５は各実施形態の処理をプログラムにより実行する処置装置の構成例を示す図である。本実施形態は、ＤＰＣ（Displaced Phase Center）により空間的に位相中心をオーバーラップさせた送受信によるピング毎に得られた複数の受信信号等が格納されたデータベース２００と処理装置１００とからなる。
【００６３】
また、処理装置１００はバス１０１により相互に接続された、コンピュータを構成するＣＰＵ１０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等を含む記憶部１０３、前記データベース２００から前記複数の受信信号を入力するインターフェイス部１０４、オペレータ等の操作部１０５、各種機能及び合成開口画像等の表示用の表示部１０６等を備える。
【００６４】
記憶部１０３のＲＯＭ等には以上の実施形態の機能を制御するプログラムを含む各種プログラムが格納され、ＲＡＭ等にはＣＰＵ１０２が実行するプログラムやデータ及び表示画像データなどが適宜記憶される。ＣＰＵ１０２はＲＯＭ等に格納されたプログラムコードを読み込み、読み込んだプログラムコードにより制御され、操作部１０５からの入力指令に応じた各種の処理を実行し、前述の一連の処理結果や合成開口処理結果等を表示部１０６に表示し、必要により記憶部１０３に出力する。
【００６５】
また、プログラムコードを記憶した記憶媒体を使用し、この記憶媒体からプログラムコードを読み出し、前記記憶部１０３に格納することができる。この場合、前記記憶部１０３から読み出されたプログラムコード自体が以上説明した各実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードは本発明を構成することになる。
【００６６】
なお、本発明の各実施形態は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示す図であり、（ａ）は合成開口ソーナー、（ｂ）は合成開口ソーナーの位相誤差補正方法である。
【図２】本発明の第２の実施形態の処理アルゴリズムの概念図である。
【図３】第２の実施形態の処理フローチャートを示す図である。
【図４】第３の実施形態の構成を示す図である。
【図５】本発明の処理をプログラムにより実行する処置装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  第１の手段（合成開口処理部）
２  第２の手段（位相誤差勾配の推定部）
３  第３の手段（空間サンプルの位相の補正部）
１０  データ取得部
１１  ピーク検出部
１２  ウィンドウ処理部
２０  信号生成部
３０  信号処理部
４０  積分器
５０  位相補正部
６０  合成開口処理部
７０  判定処理部
１００  処理装置
２００  データベース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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